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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bodenblech für ein Kraftfahrzeug
mit einer wannenartigen Geometrie sowie ein Verfahren zur Herstellung
und Befestigung eines solchen Bodenblechs an einer Kraftfahrzeugkarosserie.
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Stand der Technik
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Bodenbleche
von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Personenkraftwagen, sind in
der Regel als ebene verprägte Blechteile mit seitlichen Randabstellungen
zum Befestigen, insbesondere zum Anschweißen an weitere
Bauteile des Fahrzeugs ausgebildet.
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So
weist der Grundaufbau eines Kraftfahrzeugbodens üblicherweise
zwei äußere Längsträger auf,
die über mehrere Querträger miteinander verbunden
sind. Zwei im mittleren Bereich, etwa in Höhe der Fahrgastzelle
angeordnete Querträger bilden typischerweise zusammen mit
den Längsträgern einen Rahmen für ein
Bodenblech unterhalb der Fahrgastzelle.
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Bodenbleche
können einteilig, etwa mit einem etwa in der Fahrzeugmitte
in Längsrichtung verlaufenden Tunnel ausgebildet sein.
Andere Ausgestaltungen sehen ein zweiteiliges Bodenblech vor, wobei
ein Tunnelabschnitt als separates Bauteil an zwei in Fahrzeugquerrichtung
gegenüberliegende Bodenbleche angeschweißt ist.
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Üblicherweise
weisen Bodenbleche eine insgesamt wannenartige Geometrie und Ausgestaltung auf.
Ein seitlicher nach außen weisender Randabschnitt ist üblicherweise
gegenüber dem im Wesentlichen eben verlaufenden Wannenboden hochgestellt
oder nach oben abgewinkelt ausgebildet und dient der Anbindung an
eine innere Seitenschwellerstruktur des Längsträgers,
bzw. der Fahrzeugkarosserie. Im in Fahrtrichtung hinten liegenden Endabschnitt
des Bodenblechs ist üblicherweise ein als Fersenblech ausgebildeter
hochgestellter Rand vorgesehen, welcher z. B. zur Befestigung an
einen hinteren Querträger vorgesehen ist.
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Unter
Einwirkung externer in die Karosserie eingeleiteter Kräfte,
wie sie typischerweise bei einem Seitenaufprall entstehen, können
im Anbindungsbereich von Seitenschweller und Bodenblech solch extreme
Belastungen auftreten, unter denen das Bodenblech dazu neigt, sich
von der Schwellerstruktur zu lösen.
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So
offenbart beispielsweise die
DE 199 42 383 A1 ein wölbstrukturiertes
Bodenblech, welches zur Realisierung unterschiedlicher Gestaltungsmöglichkeiten
einem Tiefziehprozess unterworfen wird.
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Auch
das in 1 dargestellte Bodenblech 50 ist mittels
eines Tiefziehprozesses hergestellt. Der mit einzelnen, in Fahrzeugquerrichtung
voneinander beabstandeten Längssicken versehene Wannenboden 52 grenzt
an einem längsseitigen Endabschnitt an ein hochgestelltes
Endteil 54 und an einem seitlichen Endabschnitt an ein
vergleichbar nach oben gebogenes Seitenteil 56 an.
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Das
Bodenblech 50 gemäß 1 wird
nach dem bekannten Stand der Technik aus einem einzigen Blechzuschnitt
mittels eines Tiefziehprozesses hergestellt. Die einzelnen Bodenblechabschnitte, Wannenboden 52,
Endteil 54 und Seitenteil 56 sind dabei einstückig
miteinander verbunden.
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Zwar
kann bei einer solch einstückigen Ausgestaltung dem Ablösen
des Bodenblechs oder der Bodenwanne von der Schwellerstruktur entgegengewirkt
werden, da in diesem Falle der einteilig gezogene Boden einer stärkeren
Verformung unterliegt und eine kritische Belastung von Schweißpunkten
innerhalb zulässiger Grenzen gehalten werden kann. Auch
kann durch eine obere und untere Anbindung des Seitenteils 56 an
die Schwellerstruktur die kritische Belastung an den Schweißpunkten
reduziert werden.
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Von
Nachteil ist es hierbei aber, dass bedingt durch den Tiefziehprozess,
nur verhältnismäßig weiche, für
den jeweiligen Verformungsprozess geeignete Materialien mit einer
hierfür ausreichenden Wandstärke verwendet werden
können.
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Des
Weiteren gestaltet es sich bei solch tiefgezogenen Bodenblechen
als nachteilig, dass das fertige Bodenblech durch den Fertigungsprozess
bedingt, etwa im Bereich des Endteils 54 und des Seitenteils 56, einzelne
Schrägen aufweisen muss. Dies kann aber insbesondere bei
der Befestigung am hinteren Unterbau des Kraftfahrzeugs bauraumspezifische
Probleme mit sich bringen. So ergibt sich unter Umständen
eine Reduzierung des Tankvolumens oder eine ungünstige
strukturelle Anbindung an den hinteren Querträger.
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Aufgabe
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Der
vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde,
ein Bodenblech zur Verfügung zu stellen, welches den heutigen
Steifigkeits- und Festigkeitsanforderungen, insbesondere bei Auftreten
externer aufprallbedingter Krafteinwirkungen genügt, und
welches zugleich aus einem vergleichsweise harten oder festen Material
herstellbar ist. Zudem soll das Bodenblech im Hinblick auf seine
Fertigung und seiner Montage am Kraftfahrzeug unter Zeit- und Kostengesichtspunkten
optimiert werden. Auch hat die Erfindung eine Minimierung des Gewichts
des Bodenblechs sowie eine Verminderung des zur Bildung des Bodenblechs
benötigten Materials zum Ziel.
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Erfindung
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einem Bodenblech
gemäß Patentanspruch 1 und einem Bodenblech gemäß Patentanspruch
2 sowie mit einem Verfahren zur Herstellung solcher Bodenbleche
gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Das
erfindungsgemäße Bodenblech für ein Kraftfahrzeug
weist eine insgesamt wannenartige Geometrie mit zumindest einem
Wannenboden auf. An diesen Wannenboden grenzt, bezogen auf die spätere
Einbauposition des Bodenblechs am Kraftfahrzeug, in Fahrzeugquerrichtung
betrachtet, zumindest ein Seitenteil und in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet,
zumindest ein Endteil an. Dieses zumindest eine Seitenteil und das
zumindest eine Endteil sind an den Wannenboden angeformt, vorzugsweise mit
diesem einstückig oder einteilig verbunden.
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Die
Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zumindest
an einem dem Seitenteil zugewandten, seitlichen Endabschnitt des
Endteils ein sich schräg, quer oder senkrecht zur Ebene des
Endteils erstreckender Befestigungsabschnitt angeordnet oder daran
angeformt ist. Jener Befestigungsabschnitt ist zur Anlage und zur
Befestigung an einem dem Endteil zugewandten Endabschnitt des Seitenteils
ausgebildet, sodass mittels dem Befestigungsabschnitt das Seiten-
und das Endteil sozusagen über Eck miteinander verbunden
werden können, wenn das Seiten- und das Endteil eine zur
Bildung der Wanne gegenüber dem Wannenboden verschwenkte
Stellung einnehmen.
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Der
Befestigungsabschnitt ist sozusagen als Anbindungsflansch oder Anbindungslasche
ausgebildet. Er erstreckt sich gegenüber dem Endteil dergestalt,
dass er zumindest bereichsweise, vorzugsweise aber vollständig
am Seitenteil zur Anlage gelangt, sobald das Seitenteil und das
Endteil gegenüber dem Wannenboden derart verschwenkt, geklappt oder
umgebogen werden, dass das Seitenteil und das Endteil den Wannenboden
zur Bildung einer Wanne zumindest bereichsweise seitlich umschließen.
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In
der zur Bildung einer Wanne gegenüber dem Wannenboden verschwenkten
Stellung grenzen die einander zugewandten Endabschnitte oder Kanten
von Endteil und Seitenteil unter Bildung einer Wannenecke aneinander
an. Der Befestigungsabschnitt, welcher am Endteil angeordnet ist,
gelangt dabei mit der Innen- oder Außenseite des Seitenteils zur
Anlage.
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Alternativ
wird das der Erfindung zugrundeliegende Problem mit einem Bodenblech
gemäß Patentanspruch 2 gelöst. Im Unterschied
zum Gegenstand gemäß Patentanspruch 1 ist hierbei
vorgesehen, den Befestigungsabschnitt nicht am Endteil, sondern
am Seitenteil vorzusehen. Dabei ist an einem dem Endteil zugewandten
Endabschnitt des Seitenteils jener sich schräg, quer oder
senkrecht zur Ebene des Seitenteils erstreckende Befestigungsabschnitt
angeformt. Dieser gelangt mit einer dem Seitenteil zugewandten Endabschnitt
des Endteils zur Anlage und kann zur Bildung der Wanne daran befestigt
werden, sobald das Seiten- und das Endteil eine zur Bildung der
Wanne gegenüber dem Wannenboden verschwenkten Stellung
einnehmen.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen
sein, an beiden hochzustellenden oder abzustellenden Rand- oder
Endbereichen des Bodenblechs zur wechselseitigen Anlage oder Befestigung
vorgesehene Befestigungsabschnitte anzuformen. So wäre
beispielsweise denkbar, sowohl am Endteil dem Seitenteil zugewandt,
als auch am Seitenteil, dem Endteil zugewandt entsprechend ausgebildete
Befestigungsabschnitte vorzusehen, welche aneinander zur Anlage
gelangen, sobald das zumindest eine Endteil und das zumindest eine Seitenteil
eine vorgesehene Endstellung gegenüber dem Wannenboden
einnehmen.
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Bei
sämtlichen Ausführungsformen ist je nach Zuschnitt
der einander zugewandten Kanten von Endteil und Seitenteil und den
daran evtl. angeformten Befestigungsabschnitten eine nahezu beliebige,
von 90° abweichende schräge Ausrichtung von Seitenteil
und/oder Endteil gegenüber dem Wannenboden möglich,
sodass nach der Erfindung wannenartig geformte Bodenbleche unterschiedlichster
Geometrie gebildet werden können.
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Es
ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, ein
Bodenblech geforderter Geometrie mit an einen Wannenboden angrenzenden
hochzustellenden oder hochgestellten Randabschnitten zu bilden,
wobei das Bodenblech gerade durch die wechselseitige Befestigung
von Seitenteil und Endteil mittels dem an einem jener Teile angeformten
und am jeweils anderen Teil zu befestigenden Befestigungsabschnitt
eine ausreichende Struktursteifigkeit und Stabilität aufweist.
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Da
für die Herstellung des Bodenblechs kein Tiefziehprozess
vorgesehen ist, können hierfür vergleichsweise
härtere Materialien für ein Bodenblech Verwendung
finden, als dies bei einem mittels Tiefziehprozess erzeugbaren Bodenblech
der Fall wäre. Die Verwendung vergleichsweise härterer
Materialien erlaubt eine Wandstärken- bzw. Blechdickenreduzierung,
welche insgesamt mit einer Verringerung des Gewichts des Bodenblechs
und somit einer Verringerung des Gesamtfahrzeuggewichts einhergeht. Eine Gewichtsminimierung
führt letztlich auch zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch
und einer geringeren Umweltbelastung.
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Von
Vorteil sind das zumindest eine Seitenteil und das zumindest eine
Endteil des Bodenblechs aus einem einzigen Blechzuschnitt geformt.
Das Bodenblech erhält seine endgültige Geometrie
und Struktur durch partielles Umformen eines Ausgangs-Blechzuschnitts.
Die Größe und geometrische Ausgestaltung des Blechzuschnitts
muss dabei entsprechend der vorgesehenen geometrischen Ausgestaltung
von Wannenboden, Seitenteil und Endteil gewählt werden.
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Dadurch,
dass das gegenüber dem Wannenboden hochgestellte Seitenteil,
bzw. das Endteil durch bereichsweises Umbiegen eines Ausgangs-Blechzuschnitts
geformt wird, weist das Bodenblech insbesondere im Übergangsbereich
zwischen Wannenboden und Seitenteil und/oder im Übergangsbereich
zwischen Wannenboden und Endteil eine ausreichende Festigkeit auf,
sodass selbst bei Einwirkung externer, etwa aufprallinduzierter
Kräfte das Bodenblech in jenen umgeformten Abschnitten
intakt bleibt und die nötige strukturverstärkende
Funktionalität für die Fahrzeugkarosserie, bzw.
für die Fahrgastzelle nach wie vor zur Verfügung stellen
kann.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der
Wannenboden mit strukturversteifenden Elementen versehen. Als strukturversteifende
Elemente kommen insbesondere sickenartige Verprägungen,
insbesondere Längs- oder Quersicken infrage. Ferner sind
lokale, über einen Flächenabschnitt des Wannenbodens
regelmäßig oder unregelmäßig
verteilt angeordnete Verprägungen jedweder Gestalt, so
etwa dreieckige, quadratische oder hexagonale geprägte
Strukturen denkbar.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Seitenteil
zur Anbindung an einen Seitenschweller und/oder an einen Mitteltunnel
des Kraftfahrzeugs, bzw. des Kraftfahrzeugbodens vorgesehen ist.
Bei einer Anbindung an einen Mitteltunnel ist von Vorteil auch jener
dem Mitteltunnel zugewandte Seitenrand des Bodenblechs nach Art
eines Seitenteils flanschartig ausgebildet, um eine möglichst
große Anlagefläche mit dem zu verbindenden Mitteltunnel
zur Verfügung zu stellen.
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Bei
anderen Ausgestaltungen kann beispielsweise auch vorgesehen sein,
den Mitteltunnel in den Wannenboden durch einen entsprechenden Umformprozess
zu integrieren, sodass ein einteilig ausgebildeter Wannenboden an
beiden in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandeten Seitenrändern
solche Seitenteile aufweist, welche zur Anbindung an die Innenseite
eines Seitenschwellers ausgebildet sind.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Endteil als Fersenblech ausgebildet und zur Anbindung an einen
hinteren Querträger vorgesehen ist. Zusätzlich oder
alternativ kann vorgesehen sein, das Endteil gegenüberliegend
einem Fersenbereich vorzusehen, sodass es an einer Spritzwand der
Fahrzeugkarosserie befestigbar ist. Von Vorteil können
beide in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandeten Endabschnitte
des Bodenblechs als Endteil im erfindungsgemäßen
Sinne ausgebildet sein, welche jeweils mittels zumindest einem Befestigungsabschnitt mit
einem angrenzenden Seitenteil, bevorzugt mit gegenüberliegenden
Seitenteilen befestigbar sind.
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Nach
einem weiteren vorteilhaften Aspekt sind der Wannenboden, das zumindest
eine Seitenteil und/oder das zumindest eine Endteil aus einem Dualphasen-Stahl
oder Mangan-Bor-Stahl gefertigt. Solche hochfesten Stähle
ermöglichen aufgrund ihrer inhärenten Festigkeit
eine Minimierung der Blechdicke, welche mit einer Reduzierung des
Gewichts des Bodenblechs einhergeht. Geeignete Materialien für das
Bodenblech können 0,2%-Dehngrenzen von 1000 N/mm2 bis 1500 N/mm2 aufweisen.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der Blechzuschnitt für das Bodenblech als Tailored
Blank-Zuschnitt mit Abschnitten unterschiedlicher Materialbeschaffenheit
und/oder unterschiedlicher Materialstärke ausgebildet ist.
Solche Tailored Blank-Ausgangswerkstoffe zeichnen sich beispielsweise
durch eine lasergeschweißte Verbindung zweier unterschiedlicher
Werkstoffe, etwa Stahlbleche unterschiedlicher Güte und/oder
Dicke aus. Je nach vorgesehenem Einsatzzweck kann der Blechzuschnitt
derart ausgestaltet sein, dass jene im fertigen Bauteil einer verhältnismäßig
hohen Belastung auszusetzenden Bauteilabschnitte eine ausreichende
Struktursteifigkeit aufweisen, die entweder durch gezielte lokale
Verwendung eines geeigneten Materials und/oder eine für
den Einsatzzweck geeigneten Wandstärke aufweisen.
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Nach
einem unabhängigen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Bodenblechs für
ein Kraftfahrzeug, wobei in einem ersten Schritt, ausgehend von
einem einzigen Blechzuschnitt die Grundstruktur für den Wannenboden,
zumindest ein daran in Fahrzeugquerrichtung angrenzendes Seitenteil
und zumindest ein in Fahrzeuglängsrichtung an den Wannenboden angrenzendes
Endteil zugeschnitten wird.
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Von
Vorteil werden, ausgehend etwa von einem im Wesentlichen rechteckigen
Blechzuschnitt etwaige sich vom Endteil in Fahrzeugquerrichtung
erstreckende Bereiche und/oder sich in Fahrzeuglängsrichtung
vom Seitenteil erstreckende Bereiche entfernt, vorzugsweise ausgestanzt,
um ein unabhängiges lokales Umformen oder Umbiegen von
Endteil oder Seitenteil zu ermöglichen.
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In
einem zweiten Schritt wird das Seitenteil zur Bildung eines mit
dem Endteil verbindbaren Befestigungsabschnitts bereichsweise umgeformt.
Alternativ oder ergänzend kann auch das Endteil zur Bildung
eines mit dem Seitenteil verbindbaren Befestigungsabschnitts bereichsweise
umgeformt werden.
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Hiernach
werden in einem dritten Schritt, das Seitenteil und das Endteil
in eine gegenüber dem Wannenboden verschwenkte Stellung überführt,
was vorzugsweise durch entsprechendes Umklappen oder Umbiegen von
Seitenteil und Endteil erfolgt. In jener verschwenkten Endstellung
gelangt der entweder am Seitenteil und/oder am Endteil angeformte Befestigungsabschnitt
mit dem jeweils anderen Teil, Endteil oder Seitenteil zur Anlage,
sodass in einem abschließenden Schritt ein wechselseitiges
Befestigen von Seitenteil und Endteil durch Befestigen des Befestigungsabschnitts
im entsprechenden Überlappbereich am Seitenteil oder Endteil
erfolgen kann.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zusätzlich
zum bereichsweisen Umformen von Seitenteil und/oder Endteil zur
Bildung des Befestigungsabschnitts, in das Seitenteil und/oder das
Endteil und/oder in den Wannenboden strukturversteifende Elemente,
so etwa Längs- oder Quersicken eingebracht werden. Auch
ist denkbar, das an einem Seitenschweller anzuordnende und daran
zu befestigende Seitenteil, aber auch das vorzugsweise als Fersenblech
ausgebildete Endteil mit strukturversteifenden Randabstellungen
zu versehen.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, dass ein mit dem Befestigungsabschnitt des Endteils überlappender
Endabschnitt des Seitenteils zusammen mit dem Befestigungsabschnitt
an der Kraftfahrzeugkarosserie beim Einbau des Bodenblechs im Kraftfahrzeug befestigt
wird. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass ein mit dem Befestigungsabschnitt
des Seitenteils überlappender Endabschnitt des Endteils
zusammen mit dem Befestigungsabschnitt an der Kraftfahrzeugkarosserie
befestigt wird.
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Hierbei
erweist es sich als vorteilhaft, das eine dauerhafte und besonders
widerstandsfähige Verbindung von Endabschnitt, Seitenteil
und Befestigungsabschnitt erst mit dem Einbau des Bodenblechs in
das Kraftfahrzeug erfolgt. Auf diese Art und Weise kann die zur
Bildung des wannenartigen Bodenblechs vorgesehene Verbindung zwischen
Seitenteil und Endteil mittels dem an einem der beiden Teile angeformten
Befestigungsabschnitt provisorisch und lediglich als eine Art Vorfixierung
ausgebildet sein, welche lediglich etwaigen, beim Transport des
vorgefertigten Bodenblechs zum Einbau im Kraftfahrzeug auftretenden
Belastungen standhalten muss. Da die Befestigung des Bodenblechs
am Kraftfahrzeug zumeist mittels Schweißen oder dergleichen
Fügeverfahren, so etwa auch durch Nieten vorgesehen ist,
kann eine feste Verbindung von hochgeklapptem Endabschnitt und Seitenteil
während eines solchen, zur Befestigung des Bodenblechs
am Kraftfahrzeug vorgesehenen Fügevorgangs erfolgen.
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Von
Vorteil ist weiterhin vorgesehen, dass das Endteil und/oder das
Seitenteil entlang einer im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung
und/oder in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Knicklinie
in die gegenüber dem Wannenboden verschwenkte Stellung
gebogen werden. Jene Knicklinien können als Prägung
in das Bodenblech, insbesondere im Übergangsbereich zwischen
Wannenboden und Seiten- oder Endteil, etwa im Zuge eines Prägevorgangs
zur Strukturierung und zum Vorkonfigurieren des Wannenbodens für
den nachfolgenden Biegevorgange eingebracht werden.
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Ausführungsbeispiele
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Weitere
Ziele, Merkmale sowie vor vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand der nachfolgenden
Beschreibung erläutert. Dabei bilden sämtliche
beschriebenen und/oder bildlich dargestellten körperlichen
und unkörperlichen Merkmale in jeglicher sinnvollen Kombination
untereinander den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Bodenblechs nach dem Stand der
Technik,
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2 ein
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes
Bodenblech,
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3 einen
mit Seitenteilen und einem Endteil versehener Blechzuschnitt,
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4 den
Blechzuschnitt gemäß 3 nach Umbiegen
eines daran angeformten Seitenteils,
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5 den
Blechzuschnitt gemäß 4 mit einem
nach oben umgebogenen Endteil,
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6 eine
vergrößerte Darstellung der überlappenden
Anordnung eines Befestigungsabschnitts am Seitenteil gemäß 5,
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7 einen
Querschnitt entlang der Querschnittslinie A-A in 6 und
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8 eine
perspektivische Darstellung des Bodenblechs im Einbauzustand an
einem Kraftfahrzeug.
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Das
in 2 gezeigte Bodenblech 10 weist einen
im Wesentlichen eben ausgebildeten Wannenboden 12 auf,
der mit einer Reihe von in Fahrzeuglängsrichtung voneinander
beabstandeten, sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Quersicken 14 versehen
ist. An einem hinteren Endabschnitt weist das Bodenblech 10 ein
als Fersenblech 20 ausgebildetes Endteil und an einem längsseitigen,
in Fahrzeugquerrichtung liegenden Endabschnitt ein Seitenteil 18 auf,
welches an die Struktur der Innenseite eines Seitenschwellers des
Kraftfahrzeugs geometrisch angepasst ist.
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Ferner
sind zur besseren Veranschaulichung zwei Klapplinien 30, 32 in 2 gezeigt,
welche eine Schwenk- oder Biegeachse beim Umformen für
das Fersenblech 20 und das Seitenteil 18 darstellen.
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Im
Unterschied der in 1 gezeigten Ausführung
nach dem Stand der Technik zeichnet sich das Bodenblech 10 gemäß den 2 bis 8 dadurch
aus, dass zur Erzeugung seiner wannenartigen Geometrie anstelle
einer Tiefziehoperation ein seitliches Hochklappen jener End- oder
Seitenteile 20, 18 vorgesehen ist. Auf diese Art
und Weise können Werkstoffe und Materialien für
ein derartiges Bodenblech 10 verwendet werden, welche aufgrund
ihrer Härte für eine Tiefziehoperation ungeeignet
wären.
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Die
Verwendung von vergleichsweise hartem Stahl ermöglicht
hingegen eine Reduzierung der Materialstärke, sodass der
Materialverbrauch, einhergehend mit einer Gewichtsreduzierung verringert werden
kann.
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Des
Weiteren ist in 2 eine im Wesentlichen parallel
zur Knicklinie 32 verlaufende Schweißnaht 28 gezeigt,
die eine stoffschlüssige Verbindung zweier Abschnitte eines
Tailored Blank-Zuschnitts repräsentiert.
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In
der Abfolge der 3 bis 5 ist ferner das
Herstellungsverfahren zur Bildung des Bodenblechs 10 gezeigt.
Die bereits vorkonfigurierte Ausgangsplatine, wie sie in 3 dargestellt
ist, weist einen mit Quersicken 14 versehenen Wannenboden und
seitlich daran. angeformte Seitenteile 16, 18,
auf, welche zum Teil bereits einen ersten Umformprozess durchlaufen
haben.
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Am
in 3 oben liegenden Endabschnitt ist ein Endteil 20 angeordnet,
welches an seinen beiden außenliegenden Endabschnitten
hochgestellte, flanschartig ausgebildete Befestigungsabschnitte 22, 24 aufweist.
Das gesamte in 3 gezeigte, vorkonfigurierte
Blechteil ist vorzugsweise aus einem Tailored Blank ausgestanzt,
wobei in einem ersten, nicht dargestellten Prozess sämtliche
erforderlichen Prägungen sowie seitliche, bzw. endseitige
Anschlussbereiche ausgestanzt, bzw. geprägt werden.
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4 zeigt
das Seitenteil 18 in seiner, mittels eines geeigneten Umformwerkzeugs
hochgeklappten oder hochgebogenen Endstellung. Dabei ist der dem
späteren Fersenblech 20 zugewandte Endabschnitt
des Seitenteils 18 in etwa parallel zum fersenblechseitigen
Befestigungsabschnitt 22 ausgerichtet, sodass in einem
nachfolgenden, um die Knicklinie 30 verlaufenden Biegeprozess
der Befestigungsabschnitt 22 überlappend mit jenem
Endabschnitt des Seitenteils 18 zu liegen kommt, wie dies
in den 5 und 6 verdeutlicht ist.
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In
jenem Überlappungsbereich von Befestigungsabschnitt 22 und
Seitenteil 18 ist eine starre, wechselseitige Befestigung
von Seitenteil 18 und Endteil 20, etwa durch Nieten
oder Verschweißen vorgesehen.
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In
der Querschnittsdarstellung gemäß 7 entlang
dem Querschnitt A-A nach 6 ist deutlich die überlappende
Anordnung des Befestigungsabschnitt 22 des Fersenblechs 20 mit
dem Seitenteil 18 gezeigt. Ferner ist durch die sich diskontinuierlich ändernde
Materialstärke im Bereich der Schweißnaht 28,
die Verwendung eines aus Zuschnitten unterschiedlicher Materialdicken
zusammengefügten Tailored Blank als Ausgangswerkstück
zu erkennen. Des Weiteren weist der Befestigungsabschnitt 22 eine
endseitige, nach außen weisende Abkantung 34 auf,
welche ein aneinander Vorbeigleiten von Befestigungsabschnitt 22 und
Seitenteil 18 beim Hochbiegen des Endteils 20 unterstützt
und ein das Hochklappen behinderndes Aufeinanderstoßen
der Kanten von Seitenteil 18 und Befestigungsabschnitt 22 verhindert.
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In 8 ist
schließlich der Einbauzustand, bzw. die Einbettung des
Bodenblechs in das Kraftfahrzeug gezeigt. Das Bodenblech 10 ist
hierbei zweiteilig ausgebildet und erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung
zwischen einem Mitteltunnel 36 und einer nicht explizit
gezeigten Seitenschwellerstruktur. Das ebenfalls hochgestellte,
flanschartig ausgebildete Seitenteil 16 ist hier etwa mittels
einer Schweißoperation fest mit dem Mitteltunnel 36 verbunden.
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Eine ähnliche
Befestigung ist für den flanschartigen abgestellten Befestigungsabschnitt 24 des
Fersenblechs 20 am Mitteltunnel 36 vorgesehen. Das
Fersenblech 20 selbst ist an einer hinteren Bodenstruktur 38 angeordnet,
während der Mitteltunnel 36 und das Bodenblech 12 mit
in Fahrtrichtung liegenden Endabschnitten zum Anschluss an die Fahrzeugstirnwand
oder an eine Spritzwand ausgebildet sind.
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Das
Seitenteil 18 ist mit seinem der Fahrtrichtung entgegengesetzt
und zum Fersenblech 20 hin gerichteten Endabschnitt mittels
punktartig angedeuteter Verbindungselemente 46 an einer
Verlängerung der inneren Schwellerstruktur 44 des
Fahrzeugs verbunden. Die Verbindungselemente 46 sind vorzugsweise
als strukturelle Verbindung, etwa als Niet ausgebildet, wobei mit
der Befestigung des Seitenteils 18 am Kraftfahrzeug zugleich
auch das Fersenblech 20 über den flanschartig
abgestellten Befestigungsabschnitt 22 am Seitenteil 18 strukturversteifend
befestigt wird.
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- 10
- Bodenblech
- 12
- Wannenboden
- 14
- Sicke
- 16
- Seitenteil
- 18
- Seitenteil
- 20
- Fersenblech
- 22
- Befestigungsabschnitt
- 24
- Befestigungsabschnitt
- 28
- Schweißnaht
- 30
- Knicklinie
- 32
- Knicklinie
- 34
- Abkantung
- 36
- Tunnel
- 38
- Hintere
Bodenstruktur
- 40
- Anschlussabschnitt
- 42
- Anschlussabschnitt
- 44
- Schwellerstruktur
- 46
- Verbindungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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