DE102008049758A1

DE102008049758A1 - Schwellerstruktur

Info

Publication number: DE102008049758A1
Application number: DE102008049758A
Authority: DE
Inventors: Udo Mildner; Thomas Enderich; Lothar Teske
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-04-01
Also published as: US20100140981A1; US8113572B2; CN101712335B; CN101712335A

Abstract

Bei einer Kraftfahrzeugkarosserie (1) sind Bleche (10, 11) einer innerhalb eines Schwellers (4) angeordneten Schwellerverstärkung bis zu einem aus Kunststoff gefertigten Abschlussteil (5) geführt. Eine Stirnwand (13) des Abschlussteils (9) ist bis nahe an eine Reifenhüllkurve (20) geführt. Bei einem Crash des Kraftfahrzeuges werden auftretende Kräfte besonders frühzeitig in die Bleche (10, 11) der Schwellerverstärkung eingeleitet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie für ein Kraftfahrzeug mit zwei seitlich angeordneten und in Fahrtrichtung weisenden, als Hohlprofil ausgebildeten Schwellern und mit einem aus Kunststoff gefertigten Abschlussteil zur Abdeckung zumindest eines der Enden der Schweller.
Schweller von solchen Kraftfahrzeugkarosserien tragen zur Sicherheit der Insassen bei einem Crash bei. Hierfür ist es erforderlich, dass die Schweller möglichst nahe an ein Rad des Kraftfahrzeuges geführt sind, um Aufprallenergie möglichst frühzeitig abzubauen. Zudem sollen die Enden der Schweller vor einem Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit geschützt werden. Hierfür ist das Abschlussteil vorgesehen.
Eine Kraftfahrzeugkarosserie der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 10 2006 014 963 A1 bekannt. Bei dieser Kraftfahrzeugkarosserie ist ein Hohlprofil von einer Dichtungseinheit verschlossen. Die Dichtungseinheit hat einen von der Innenseite des Hohlprofils beabstandeten Rahmen. Zwischen dem Rahmen und der Innenseite des Hohlprofils ist eine Wanddichtung angeord net, welche von einer Quellschaumdichtung gebildet ist. Mit der Quellschaumdichtung wird der Rahmen an den Querschnitt des Hohlprofils angepasst. Zur Belüftung des Hohlprofils weist die Dichtungseinheit schwenkbare Klappen auf. Hierdurch ist die Kraftfahrzeugkarosserie an den Enden der Schweller sehr aufwändig aufgebaut. Die Fixierung der Dichtungseinheit im Hohlprofil bei der Erzeugung der Quellschaumdichtung gestaltet sich zudem sehr schwierig.
Weiterhin ist aus der DE 100 49 226 A1 eine Abdichtung für ein Hohlprofil bekannt geworden, bei dem ein darin angeordnetes Rohr eine dauerhafte Belüftung erzeugt. Diese Abdichtung weist einen umlaufenden Flansch auf, welcher in ein Hohlprofil eingeklebt ist. Die genaue Positionierung der Abdichtung im Rohr gestaltet sich sehr schwierig.
Nachteilig bei den bekannten Kraftfahrzeugkarosserien ist jedoch, dass das aus Kunststoff gefertigte Abschlussteil aufwändig zu montieren ist und nicht zu einer Erhöhung der Stabilität des Schwellers bei einem Crash beiträgt.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftfahrzeugkarosserie der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, dass sie eine möglichst frühzeitige Einleitung an Kräften bei einem Crash in den Schweller ermöglicht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Stirnwand des Abschlussteils ein innerhalb des Hohlprofils angeordnetes Blech einer Schwellerverstärkung überdeckt.
Durch diese Gestaltung vermag das Abschlussteil beim Crash entstehende Kräfte direkt auf das Blech der Schwellerverstärkung zu übertragen, sobald beispielsweise ein Rad gegen das Abschlussteil gelangt. Damit trägt das Abschlussteil zur Steifigkeit des Schwellers und zur Crashsicherheit des Kraftfahrzeuges bei. Vorzugsweise sind die innerhalb des Hohlprofils angeordneten Bleche der Schwellerverstärkung bis direkt an das Abschlussteil geführt. Damit stützt sich das Abschlussteil unmittelbar an den Blechen der Schwellerverstärkung ab und vermag Kräfte bei einem Crash frühzeitig in den Schweller einzuleiten. Weiterhin wird durch die Abstützung des Abschlussteils an den Blechen der Schwellerverstärkung die Montage des Abschlussteils vereinfacht.
Das von dem Abschlussteil gebildete, in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges weisende Ende des Schwellers lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders nahe an ein Rad des Kraftfahrzeuges heranführen, wenn eine obere Begrenzung des Abschlussteils in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gesehen über einer unteren Begrenzung des Abschlussteils hervorsteht. Durch diese Gestaltung wird bei einem Crash des Kraftfahrzeuges ein Rad des Kraftfahrzeuges besonders frühzeitig von dem Abschlussteil und damit von dem Schweller abgestützt.
Die Befestigung des Abschlussteils in dem Schweller gestaltet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn das Abschlussteil zumindest einen umlaufenden Kanal mit einem darin angeordneten Klebstoff oder Kunststoffschaum aufweist. Hierdurch lässt sich der Klebstoff oder der Kunststoffschaum wesentlich sparsamer dosieren als bei einer vollständigen Ausfüllung des Umfangs des Abschlussteils und der Innenwandung des Schwellers.
Das Abschlussteil vermag gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung den Schweller zuverlässig gegenüber Feuchtigkeit und Schmutzeintrag abzudichten, wenn der in dem Kanal angeordnete Kunststoffschaum ein unter Wärmeeinfluss expandierender Schaum ist. Beim Lackieren der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie kann der Schaum in einem Trocknungsofen expandieren und damit einen Spalt zwischen dem Abschlussteil und der Innenseite des Schwellers abdichten. Durch diese Gestaltung wird zudem eine Weiterleitung von Geräuschen an dem Abschlussteil gedämpft.
Zur dauerhaften Fixierung des Abschlussteils in dem Schweller trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn der in dem Kanal angeordnete Klebstoff ein Strukturkleber ist.
Der Schweller ist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig gegen eindringenden Schmutz abgedichtet, wenn das Abschlussteil gegenüber Blechen einer inneren Seitenwand und einer äußeren Seitenwand des Schwellers abgedichtet ist.
Zur Vereinfachung der Montage des Abschlussteils am Schweller und zur Fixierung des Abschlussteils während der Aushärtung des Klebstoffs oder des Kunststoffschaums trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn das Abschlussteil eine Rastverbindung mit dem Schweller hat.
Die Rastverbindung gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn sie eine in einem Blech des Schwellers angeordnete Öffnung und einen einstückig mit dem Abschlussteil gefertigten, in die Öffnung einras tenden Rasthaken aufweist. Hierdurch ermöglicht die Öffnung zugleich eine Belüftung von an dem Blech angrenzenden Hohlräumen.
Nach außerhalb des Schwellers weisende Öffnungen lassen sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn das die Öffnung für die Rastverbindung aufweisende Blech Teil der innerhalb des Hohlprofils angeordneten Schwellerverstärkung ist. Damit können die die äußere und die innere Seitenwand der Karosserie bildenden Bleche geschlossen sein, so dass ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Schweller weitgehend vermieden wird. Insbesondere die Verteilung der Rastverbindung von der Abdichtung des Abschlussteils auf unterschiedliche Bleche im Schweller ermöglicht eine zuverlässige Abdichtung des Schwellers und eine einfache Belüftung innerhalb des Schwellers.
Das mit dem Abschlussteil versehene Ende des Schwellers weist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine besonders hohe Stabilität auf, wenn das Abschlussteil einen in Längsrichtung des Schwellers weisenden Flansch hat und wenn der Flansch unmittelbar an den innerhalb des Hohlprofils angeordneten Blechen der Schwellerverstärkung anliegt.
Das Abschlussteil weist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine besonders hohe Stabilität auf, wenn der Flansch von der Stirnwand absteht und wenn der Flansch und die Stirnwand über Verstärkungsrippen miteinander verbunden sind. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass sich das Abschlussteil auf besonders kostengünstige Weise einstückig im Spritzgussverfahren fertigen lässt.
Das Abschlussteil gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn das Abschlussteil einen den Flansch überragenden Flügel zur Überdeckung des Blechs der Schwellerverstärkung hat.
Zur weiteren Erhöhung der Stabilität des Schwellers trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn das Blech der Schwellerverstärkung eine sich in Längsrichtung des Schwellers erstreckende Verstärkungssicke hat.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie
2 vergrößert ein in Fahrtrichtung weisendes Ende eines Schwellers der Kraftfahrzeugkarosserie in einer Schnittdarstellung,
3 stark vergrößert eine Rastverbindung eines Abschlussteils im Schweller aus 2,
4 eine perspektivische Ansicht des in Fahrtrichtung weisenden Endes des Schwellers mit dem Abschlussteil,
5 das Abschlussteil aus 2 vor der Montage,
6 eine rückseitige Ansicht des Abschlussteils aus 5,
7 eine Ansicht auf den geöffneten Schweller,
8 eine alternative Ausführungsform des Abschlussteils.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugkarosserie 1, mit Rädern 2, 3 und mit einem im Bodenbereich des Kraftfahrzeuges in Längsrichtung angeordneten Schweller 4. Das in Fahrtrichtung weisende Ende des Schwellers 4 ist bis zu einem Radlauf 5 der Kraftfahrzeugkarosserie 1 geführt. Eine Scharniersäule 6 zur Anbindung einer Fahrzeugtür 7 ist ebenfalls bis an das Ende des Schwellers 4 geführt.
2 zeigt eine Schnittdarstellung des bis zu dem Radlauf 5 aus 1 geführten Schwellers 4 mit einem angrenzenden Blech 8 einer Verstärkung der Scharniersäule 6 aus 1 in einer Schnittdarstellung. Hierbei ist zu erkennen dass das an dem Radlauf 5 geführte Ende des Schwellers 4 von einem Abschlussteil 9 verschlossen ist. Der Schweller 4 ist als Hohlprofil ausgebildet und weist innerhalb des Hohlprofils angeordnete Bleche 10, 11 einer Schwellerverstärkung auf. Die dem Radlauf 5 zugewandten Enden der Bleche 10, 11 der Schwellerverstärkung werden von dem Abschlussteil 9 überdeckt. Nach außen hin wird das Hohlprofil von einem Blech 12 einer äußeren Seitenwand begrenzt.
Das Abschlussteil 9 hat eine Stirnwand 13 und einen umlaufenden, von der Stirnwand abstehenden Flansch 14. Die Stirnwand 13 ist über Verstärkungsrippen 15 mit dem Flansch 14 verbunden. Das Abschlussteil 9 gegenüber dem Blech 12 der äußeren Seitenwand abgedichtet. Hierfür ist in der Stirnwand 13 ein umlaufender Kanal 16 zur Aufnahme eines sich unter Wärmeeinfluss ausdehnenden Kunststoffschaums 17 angeordnet. Weiterhin ist in dem Flansch 14 ein zweiter umlaufender Kanal 18 zur Aufnahme eines als Strukturklebers ausgebildeten Klebstoffs 19 angeordnet. In 2 ist zudem eine Reifenhüllkurve 20 dargestellt, welche die Begrenzung des in 1 dargestellten Rades 2 während des Betriebs des Kraftfahrzeuges kennzeichnet. Weiterhin zeigt 2 strickpunktiert die in Fahrtrichtung weisende Begrenzung des Blechs 12 der äußeren Seitenwand. Das Blech 12 der äußeren Seitenwand überragt das in Fahrtrichtung weisende Ende des Blechs 10 der Schwellerverstärkung um das Maß, welches weniger als 10 mm beträgt. Die Stirnwand 13 des Abschlussteils 9 weist zudem einen Versatz 21 auf, so dass die obere, der Scharniersäule 6 zugewandte Begrenzung des Abschlussteils 9 in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gesehen über einer unteren, dem Boden der Kraftfahrzeugkarosserie 1 zugewandten Begrenzung des Abschlussteils 9 hervorsteht. Der Versatz 21 ermöglicht damit die Annäherung des Abschlussteils 9 an das in 1 dargestellte Rad 2. Das Abschlussteil 9 hat zudem eine Rastverbindung 22 mit einem der Bleche 10 der Schwellerverstärkung.
3 zeigt stark vergrößert die Rastverbindung 22 des Abschlussteils 9 mit dem Blech 10 der Schellerverstärkung. Hierbei ist zu erkennen, dass das Blech 10 der Schwellerverstärkung eine Öffnung 23 und das Abschlussteil 9 einen in die Öffnung 23 eingreifenden Rasthaken 24 hat. Die Rastverbindung 22 stellt die Fixierung des Abschlussteils 9 während der Montage sicher.
4 zeigt perspektivisch das an den Radlauf 5 angrenzende Ende des Schwellers 4 mit angrenzenden Be reichen der Scharniersäule 6. Der Schweller 4 wird von einem Hohlprofil erzeugt, welches von dem Blech 12 der äußeren Seitenwand, einem Blech 25 der inneren Seitenwand sowie dem Blech 8 der Verstärkung der Scharniersäule 6 gebildet ist. Die Stirnwand 13 des Abschlussteils 9 liegt an dem inneren Umfang dieses Hohlprofils an und ist gegenüber den genannten Blechen 12, 25, 8 abgedichtet. Weiterhin hat das Abschlussteil 9 eine Lasche 29 zur Befestigung einer nicht dargestellten Radlaufabdeckung.
5 zeigt vergrößert das Abschlussteil 9 vor der Montage mit dem Klebstoff 19 und dem Kunststoffschaum 17.
6 zeigt das Abschlussteil 9 in einer rückseitigen Ansicht. Der Klebstoff 19 ist an dem umlaufenden Flansch 14 aufgebracht, während der Kunststoffschaum 17 auf dem Rand der Stirnwand 13 des Abschlussteils 9 angeordnet ist. Die Stirnwand 13 des Abschlussteils 9 hat in der dargestellten Ausführungsform eine Einprägung 26, die die Befestigung einer nicht dargestellten Radlaufabdeckung mittels eines Spreiznietes oder einer Befestigungsschraube ermöglicht.
7 zeigt eine Seitenansicht des in Fahrtrichtung weisenden Endes des Schwellers 4 ohne das in 4 dargestellte Blech 12 der äußeren Seitenwand und ohne das Abschlussteil 9. Hierbei ist zu erkennen, dass das Blech 10 der Schwellerverstärkung eine Verstärkungssicke 28 hat. Die Verstärkungssicke 28 erstreckt sich in Längsrichtung des Bleches 10 der Schwellerverstärkung. Das Blech 25 der inneren Seitenwand überragt das Blech der Schwellerverstärkung.
8 zeigt eine alternative Ausführungsform des Abschlussteils 9, bei dem die Verstärkungsrippen 15 auf beiden Seiten der Stirnwand 13 angeordnet sind.

1: Kraftfahrzeugkarosserie
2, 3: Rad
4: Schweller
5: Radlauf
6: Scharniersäule
7: Fahrzeugtür
8: Blech Verstärkung Scharniersäule
9: Abschlussteil
10, 11: Blech Schwellerverstärkung
12: Blech Seitenwand außen
13: Stirnwand
14: Flansch
15: Verstärkungsrippe
16: Kanal
17: Kunststoffschaum
18: Kanal
19: Klebstoff
20: Reifenhüllkurve
21: Versatz
22: Rastverbindung
23: Öffnung
24: Rasthaken
25: Blech Seitenwand innen
26: Einprägung
27: Flügel
28: Verstärkungssicke
29: Lasche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006014963 A1 [0003]
- DE 10049226 A1 [0004]

Claims

Kraftfahrzeugkarosserie (1) für ein Kraftfahrzeug mit zwei seitlich angeordneten und in Fahrtrichtung weisenden, als Hohlprofil ausgebildeten Schwellern (4), mit einem aus Kunststoff gefertigten Abschlussteil (9) zur Abdeckung zumindest eines der Enden der Schweller (4), dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnwand (13) des Abschlussteils (9) ein innerhalb des Hohlprofils angeordnetes Blech (10, 11) einer Schwellerverstärkung überdeckt.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere Begrenzung des Abschlussteils (9) in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gesehen über einer unteren Begrenzung des Abschlussteils (9) hervorsteht.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschlussteil (9) zumindest einen umlaufenden Kanal (16, 18) mit einem darin angeordneten Klebstoff (19) oder Kunststoffschaum (17) aufweist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Kanal (16) angeordnete Kunststoffschaum (17) ein unter Wärmeeinfluss expandierender Schaum ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Kanal (18) angeordnete Klebstoff (19) ein Strukturkleber ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlussteil (9) gegenüber Blechen (12, 25) einer inneren Seitenwand und einer äußeren Seitenwand des Schwellers (4) abgedichtet ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlussteil (9) eine Rastverbindung (22) mit dem Schweller (4) hat.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastverbindung (22) eine in einem Blech (10) des Schwellers (4) angeordnete Öffnung (23) und einen einstückig mit dem Abschlussteil (9) gefertigten, in die Öffnung (23) einrastenden Rasthaken (24) aufweist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das die Öffnung (23) für die Rastverbindung (22) aufweisende Blech (10) Teil der innerhalb des Hohlprofils angeordneten Schwellerverstärkung ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlussteil (9) einen in Längsrichtung des Schwellers (4) weisenden Flansch (14) hat und dass der Flansch (14) unmittelbar an den innerhalb des Hohlprofils angeordneten Blechen (10, 11) der Schwellerverstärkung anliegt.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (14) von der Stirnwand (13) absteht und dass der Flansch (14) und die Stirnwand (13) über Verstärkungsrippen (15) miteinander verbunden sind.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlussteil (9) einen den Flansch (14) überragenden Flügel (27) zur Überdeckung des Blechs (10, 11) der Schwellerverstärkung hat.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (10) der Schwellerverstärkung eine sich in Längsrichtung des Schwellers (4) erstreckende Verstärkungssicke (28) hat.