DE102009049113A1

DE102009049113A1 - Fahrzeugkarosserie mit Verstärkungsprofilen

Info

Publication number: DE102009049113A1
Application number: DE200910049113
Authority: DE
Inventors: Udo Mildner; Thomas Enderich
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-10-12
Filing date: 2009-10-12
Publication date: 2011-04-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einer zumindest abschnittsweise in Fahrzeugquerrichtung angeordneten Trennwand und frontseitig der Trennwand mit dieser fest verbundenen Längsträgern eines Vorderrahmens. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass jedem Längsträger ein heckseitig der Trennwand mit dieser fest verbundenes Verstärkungsprofil zugeordnet ist, das einen ersten Profilabschnitt und einen zweiten Profilabschnitt, die durch einen dritten Profilabschnitt miteinander verbunden sind, umfasst, wobei der dritte Profilabschnitt zumindest annähernd in Gegenüberstellung zum Längsträger angeordnet ist, der erste Profilabschnitt in Richtung eines auf gleicher Fahrzeugseite angeordneten Seitenschwellers verläuft und mit diesem fest verbunden ist, und der zweite Profilabschnitt in Richtung einer auf gleicher Fahrzeugseite angeordneten Radeinbaustrebe verläuft und mit der Trennwand fest verbunden ist. Des Weiteren betrifft sie ein solches Verstärkungsprofil, sowie ein mit einer solchen Fahrzeugkarosserie ausgestattetes Kraftfahrzeug.

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik und betrifft nach ihrer Gattung eine Fahrzeugkarosserie mit einer zumindest abschnittsweise in Fahrzeugquerrichtung angeordneten Trennwand und frontseitig der Trennwand mit dieser fest verbundenen Längsträgern eines Vorderrahmens.
Stand der Technik
Moderne Kraftfahrzeuge sind in der Regel mit einer selbsttragenden Karosserie versehen, die im Vergleich zu einer auf einem Rahmen aufgebauten Karosserie eine Gewichts- und Kostenreduktion ermöglicht. In der selbsttragenden Karosserie nehmen die Bauteile in ihrer Gesamtheit die eingeleiteten Kräfte auf, wobei die Steifigkeit der Karosserie durch hohle Blechquerschnitte und die kompakte Blechaußenhaut erreicht wird.
In der Regel verfügen selbsttragende Karosserien über einen die Fahrgastzelle nach unten hin abschließenden Unterboden, der über eine Mehrzahl Hochstreben (”A-, B-, C-, D-Säulen”) mit dem Fahrzeugdach verbunden ist. Dabei besteht der Unterboden aus mehreren Strukturbauteilen, die bei der Fahrzeugfertigung zusammengeschweißt werden. Hierzu gehören unter anderem die Seitenschweller, Sitzquerträger, Sitzauflagen und der Tunnel. Zwischen den Strukturbauteilen befinden sich die Bodenplatten. Durch eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Trennwand (”Stirnwand”) wird eine räumliche Trennung zwischen der Fahrgastzelle und dem Karosserievorderbau geschaffen, wobei die Trennwand über seitliche Wandabschnitte mit den Radeinbaustreben, welche sich jeweils von der A-Säule nach vorne erstrecken, fest verbunden ist.
Der frontseitig der Trennwand befindliche Karosserievorderbau umfasst typischer Weise eine Rahmenstruktur (”Vorderrahmen”), die zur Befestigung diverser Komponenten, wie Wärmetauscher, Motorlagerung, Batterieträger, ABS-Halter und dergleichen dient.
In einer von der Anmelderin beispielsweise in Personenkraftfahrzeugen des Typs ”Opel Corsa” verwirklichten Bauweise umfasst der Vorderrahmen zwei in Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Längsträger, die an ihren frontseitigen Enden über einen Stoßfängerquerträger miteinander verbunden sind. Heckseitig sind die Längsträger durch einen an der Trennwand angebrachten Querträger fest miteinander verbunden. Neben einer Verbesserung der Stabilität des Vorderrahmens kann durch diese Maßnahme erreicht werden, dass bei einer Frontalkollision (Frontal-Crash) des Fahrzeugs von den Längsträgern aufgenommene Kräfte in die Trennwand und damit in die seitliche Karosseriestruktur eingeleitet werden. Da die Radstreben gewöhnlich Teil eines oberen (Crash-)Lastpfads zur Aufnahme von Kräften bei einer Frontalkollision sind, können auf diese Weise die über die Längsträger aufgenommenen Kräfte über den oberen Lastpfad zur hinteren Seitenwandstruktur des Fahrzeugs abgeleitet werden.
Weiterhin ist bei der in Rede stehenden Bauweise an die beiden Längsträger ein nach unten hin abgekröpfter Verlängerungsabschnitt (”Rahmenverlängerung”) angeformt, der parallel zu den beiden Seitenschwellern mit dem Unterboden fest verbunden ist. Hierdurch wird ein unterer Lastpfad gebildet, durch den die bei einer Frontalkollision aufgenommenen Kräfte in die Unterboden- und Seitenschwellerstruktur eingeleitet werden können. Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass beispielsweise durch die Motorlagerung ein weiterer Crash-Lastpfad geformt sein kann.
Aufgabenstellung
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine herkömmliche selbsttragende Karosserie eines Kraftfahrzeugs in vorteilhafter Weise weiterzubilden. Diese Aufgabe wird nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine Fahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug gezeigt. Die Karosserie umfasst nach ihrer Gattung eine zumindest abschnittsweise in Fahrzeugquerrichtung angeordnete Trennwand (Stirnwand), welche eine Fahrgastzelle von einem Karosserievorderbau räumlich trennt. Die Trennwand ist mit zwei seitlich angeordneten Radeinbaustreben fest verbunden, die sich wie üblich jeweils von einer A-Säule in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne erstrecken. Vorteilhafter Weise sind die Radeinbaustreben Teil eines (oberen) Lastpfads zur Übertragung von Kräften bei einer Frontalkollision des Fahrzeugs.
Nach dem Vorschlag der Erfindung zeichnet sich die Fahrzeugkarosserie in wesentlicher Weise dadurch aus, dass jedem Längsträger ein Verstärkungsprofil zugeordnet ist, das mit einem ersten Profilabschnitt, einem zweiten Profilabschnitt, und einem die ersten und zweiten Profilabschnitte fest miteinander verbindenden, dritten Profilabschnitt versehen ist. Hierbei ist der dritte Profilabschnitt zumindest annähernd in Gegenüberstellung zum Längsträger heckseitig der Trennwand mit dieser fest verbunden. Andererseits erstreckt sich der erste Profilabschnitt in Richtung eines auf gleicher (Fahrzeug-)Seite angeordneten Seitenschwellers und ist mit diesem fest verbunden, während sich der zweite Profilabschnitt in Richtung einer auf gleicher (Fahrzeug-)Seite angeordneten Radeinbaustrebe erstreckt und mit der Trennwand fest verbunden ist. Dabei ist die Radeinbaustrebe mit der Trennwand fest verbunden.
Durch die beiden Verstärkungsprofile kann in vorteilhafter Weise eine Übertragung der bei einer Frontalkollision von den Längsträgern aufgenommenen Kräfte in die seitliche Karosseriestruktur erreicht werden. Die Kräfte werden dabei durch die ersten Profilabschnitte in die beiden Seitenschweller und Unterbodenstruktur und durch die zweiten Profilabschnitte in jeweilige Strukturknoten, welche die Trennwand mit den Radeinbaustreben verbinden, eingeleitet. Durch diese Maßnahmen kann die Festigkeit der Fahrzeugkarosserie im Crash-Fall wesentlich verbessert werden, wobei insbesondere die Gefahr eines Eindringens der Längsträger in die Trennwand vermindert ist. Weitere Vorteile der Erfindung sind in der Beschreibung des konkreten Ausführungsbeispiels angegeben.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie ist die Trennwand aus einem in Fahrzeugquerrichtung angeordneten, mittleren Wandabschnitt und in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten, seitlichen Wandabschnitten zusammengesetzt. Dabei ist die Trennwand über die seitlichen Wandabschnitte mit den Radeinbaustreben fest verbunden, während die zweiten Profilabschnitte mit den seitlichen Wandabschnitten verbunden sind. Durch diese Maßnahme kann eine effektive Krafteinleitung in die Radeinbaustreben und insbesondere in einen die Radeinbaustreben enthaltenden Crash-Lastpfad erreicht werden. Eine besonders effektive Krafteinleitung in die Radeinbaustreben kann dann erreicht werden, wenn die zweiten Profilabschnitte zumindest annähernd im Bereich der Radeinbaustreben mit den seitlichen Wandabschnitten der Trennwand fest verbunden sind. Um die Festigkeit der Fahrzeugkarosserie noch weiter zu verbessern, kann es zudem von Vorteil sein, wenn die ersten und zweiten Profilabschnitte der Verstärkungsprofile auch am mittleren Wandabschnitt der Trennwand befestigt sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie haben die Verstärkungsprofile jeweils zumindest abschnittsweise eine Hohlprofilform, im Querschnitt beispielsweise ein U- oder V-förmiges Profil. Durch diese Maßnahme kann eine Verbesserung der Steifigkeit der Verstärkungsprofile und somit eine besonders effiziente und zuverlässige Kraftübertragung erreicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie sind die Verstärkungsprofile in Aufsicht zumindest annähernd V-förmig ausgebildet und verfügen über zwei Schenkelabschnitte, die durch einen Verbindungsabschnitt fest miteinander verbunden sind. Dabei entsprechen die beiden Schenkelabschnitte den ersten und zweiten Profilabschnitten, während der Verbindungsabschnitt dem dritten Profilabschnitt entspricht. Diese Gestaltung der Verstärkungsprofile ermöglicht eine zuverlässige und sichere Krafteinleitung in die Radeinbaustreben bzw. Seitenschweller, wobei gleichzeitig eine Optimierung des Gewichts der Verstärkungsprofile in einfacher Weise ermöglicht ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie sind die Verstärkungsprofile im Bereich des dritten Profilabschnitts jeweils mit einer Verprägung (Prägefeld) versehen, welche in etwa in Gegenüberstellung zu einem Hohlraum des gegenüberliegenden Längsträgers angeordnet ist. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise die Steifigkeit des Bauteils erhöht und eine weitere Reduktion des Gewichts der Verstärkungsprofile bzw. Fahrzeugkarosserie erreicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie sind die Längsträger jeweils mit einem nach unten hin abgekröpften Trägerabschnitt versehen, welcher mit einem zwischen den Seitenschwellern befindlichen Karosserieunterboden verbunden ist. Hierdurch kann eine Einleitung der bei einem Frontal-Crash von den Längsträgern aufgenommenen Kräfte in den Karosserieunterboden und die Seitenschwellerstruktur erreicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie sind die Längsträger heckseitig über einen an der Trennwand befestigten Querträger fest miteinander verbunden, wodurch die Steifigkeit bzw. Festigkeit des Vorderrahmens verbessert werden kann. Insbesondere in Verbindung mit den Verstärkungsprofilen kann dadurch die Festigkeit der Fahrzeugkarosserie im Crash-Fall weiter erhöht werden.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Verstärkungsprofil für eine gattungsgemäße Fahrzeugkarosserie. Erfindungsgemäß weist das Verstärkungsprofil einen ersten Profilabschnitt und einen zweiten Profilabschnitt auf, die durch einen dritten Profilabschnitt fest miteinander verbunden sind. Dabei ist der dritte Profilabschnitt in Gegenüberstellung zu einem Längsträger heckseitig der Trennwand mit dieser fest verbindbar, wobei sich der erste Profilabschnitt in Richtung eines auf gleicher Seite angeordneten Seitenschwellers erstreckt und mit diesem fest verbindbar ist, und wobei sich der zweite Profilabschnitt in Richtung einer auf gleicher Seite angeordneten Radeinbaustrebe erstreckt und mit der Trennwand fest verbindbar ist. Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn das Verstärkungsprofil zumindest abschnittsweise eine Hohlprofilform hat. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn das Verstärkungsprofil in Aufsicht zumindest annähernd V-förmig ausgebildet ist. Des Weiteren kann es von Vorteil sein, wenn das Verstärkungsprofil im Bereich des dritten Profilabschnitts mit einer Verprägung (Prägefeld) versehen ist, welche in etwa in Gegenüberstellung zu einem Hohlraum des (gegenüberliegenden) Längsträgers angeordnet werden kann.
Das Verstärkungsprofil kann beispielsweise aus einem Eisenmetallwerkstoff, insbesondere Stahl, gefertigt sein. Alternativ kann es beispielsweise aus einem Leichtmetallwerkstoff, insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, gefertigt sein. Denkbar wäre jedoch auch, das Verstärkungsprofil aus einem nichtmetallischen Werkstoff herzustellen.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Kraftfahrzeug, das mit einer solchen Karosserie ausgestattet ist.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird. Gleiche bzw. gleich wirkende Elemente sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen
1 eine perspektivische heckseitige Ansicht der Trennwand einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie mit Verstärkungsprofilen;
2 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie A-A von 1;
3 eine perspektivische heckseitige Ansicht der Trennwand von 1 mit Darstellung der Schweißpunkte;
4 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie B-B von 3;
5 eine perspektivische frontseitige Ansicht der Trennwand von 1.
In den Figuren ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine selbsttragende Karosserie eines Kraftfahrzeugs, welche insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnet ist, veranschaulicht. Im Einklang mit den herkömmlichen Richtungsbezeichnungen im Fahrzeugbau sind die Fahrzeuglängsrichtung mit ”x”, die Fahrzeugquerrichtung mit ”y” und die Fahrzeughochrichtung mit ”z” angegeben. Die gewöhnliche Fahrtrichtung entspricht der negativen x-Richtung (–x).
In den Figuren ist die erfindungsgemäße Karosserie 1 zum Zwecke einer vereinfachten Darstellung anhand der linken Fahrzeugseite veranschaulicht, wobei es sich versteht, dass die rechte Fahrzeugseite in entsprechender Weise symmetrisch aufgebaut ist. Die Karosserie 1 ist aus Blechteilen zusammengesetzt, die durch in der industriellen Serienfertigung übliche Verfahren hergestellt und miteinander verschweißt sind.
Sei zunächst 1 betrachtet, worin anhand einer perspektivischen Darstellung die heckseitige Ansicht einer Stirn- bzw. Trennwand 2 der Karosserie 1 gezeigt ist. Die Trennwand 2 umfasst einen in Fahrzeugquerrichtung (y) angeordneten, mittleren Wandabschnitt 3, der über Schweißflansche 10 mit in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten, seitlichen Wandabschnitten 4 fest verbunden ist. Durch die Trennwand 2 wird eine räumliche Trennung zwischen einer heckseitig der Trennwand 2 befindlichen Fahrgastzelle und einem frontseitig der Trennwand 2 befindlichen Karosserievorderbau geschaffen. Die Trennwand 2 kann zumindest gedanklich in einen oberen Wandabschnitt 5 und einen unteren Wandabschnitt 6 unterteilt werden, wobei der obere Wandabschnitt 5 im Wesentlichen einen Armaturenbereich der Fahrgastzelle und der untere Wandabschnitt 6 einen Pedalbereich der Fahrgastzelle vom Karosserievorderbau trennt. Die Trennwand 2 ist mit einer Mehrzahl Öffnungen 7 versehen, welche einen Durchtritt von Einrichtungen wie Lenksäule und Schaltgestänge, sowie eine Verbindung der vom Vorderrahmen getragenen Aggregate mit Steuereinrichtungen ermöglichen. An ihrem oberen Rand ist die Trennwand 2 mit einem oberen Querträger 11 verbunden, der als Lagerung für eine (nicht dargestellte) Windschutzscheibe dient.
Heckseitig der Trennwand 2 befindet sich ein aus mehreren Profilbauteilen und Bodenblechen zusammengesetzter Unterboden 9 (Bodengruppe). Der Unterboden 9 ist zwischen zwei in Fahrzeuglängsrichtung (x) verlaufenden Seitenschwellern 8 angeordnet und über Schweißflansche 10 mit diesen fest verbunden. Die beiden Seitenschweller 8 der linken und rechten Fahrzeugseite weisen jeweils eine zur Seite hin offene U-Form auf, die durch ein Schließblech 15 geschlossen wird, wodurch eine gewisse Formstabilität, insbesondere Torsionssteifigkeit, erreicht werden kann. Die Schließbleche 15 sind über Schweißflansche 10 mit den Seitenschwellern 8 verbunden. An ihrem frontseitigen Endabschnitt sind die Seitenschweller 8 jeweils mit dem seitlichen Wandabschnitt 4 der Trennwand 2 verbunden. Die Trennwand 2 ist über einen Schweißflansch 10 mit dem Unterboden 9 verschweißt.
Die Fahrzeugkarosserie 1 ist weiterhin mit einem in Fahrzeuglängsrichtung (x) verlaufenden Mitteltunnel 14 versehen, der über seitlich abstehende Schweißflansche 10 mit dem Unterboden 9 fest verbunden ist. Wie üblich dient der Mitteltunnel 14 zum Verlegen verschiedener Fahrzeugkomponenten, wie Antriebswelle, Abgasrohr oder Schaltgestänge auf der Unterseite der Bodengruppe, ohne dass die Notwendigkeit besteht, für die hierfür erforderliche Bodenfreiheit den Unterboden 9 anzuheben.
In 1 ist ein Verlängerungsabschnitt 13 eines Längsträgers 12 erkennbar. Der Längsträger 12 ist in 5, einer frontseitigen perspektivischen Ansicht der Trennwand 2, gezeigt. Die beiden Längsträger 12 der linken und rechten Fahrzeugseite der Karosserie 1 sind Teil eines Vorderrahmens, der – wie eingangs bereits erläutert – zum Tragen diverser Aggregate dient. Die beiden Längsträger 12 weisen jeweils eine zur Seite hin offene U-Form auf, die durch (nicht dargestellte) Schließbleche geschlossen wird. Über Schweißflansche 10 sind die Längsträger 12 mit den Schließblechen verbunden.
Die beiden Längsträger 12 sind an ihren frontseitigen freien Enden durch einen in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufenden Stoßfängerquerträger miteinander verbunden, was in den Figuren nicht gezeigt ist. Heckseitig sind die beiden Längsträger 12 durch einen unteren Querträger 16 miteinander verbunden. Wie 2, einer Schnittansicht gemäß Schnittlinie A-A von 1 entnommen werden kann, sind die beiden Längsträger 12 zu diesem Zweck jeweils über Schweißflansche 10 mit dem unteren Querträger 16 fest verbunden. Der untere Querträger 16 ist seinerseits über Schweißflansche 10 mit der Trennwand 2 fest verbunden. Ein Stützteil 17, welches jeweils im Anbindungsbereich der Längsträger 12 an den unteren Querträger 16 mit diesen verbunden ist, dient für eine Verbesserung der Stabilität des Vorderrahmens, indem ein gelenkartiges Verhalten (Abknicken) der Längsträger 12 im Übergangsbereich zum unteren Querträger 16 im Crash-Fall verhindert wird.
Der an die Längsträger 12 jeweils angeformte Verlängerungsabschnitt 13 weist eine nach unten hin abgekröpfte Form auf, läuft unterhalb der Trennwand 2 nach hinten und ist über Schweißflansche 10 mit dem Unterboden 9 fest verbunden, so dass durch die Längsträger 12 bei einem Frontal-Crash aufgenommene Kräfte in den Unterboden 9 und die Seitenschweller 8 eingeleitet werden können. Durch diese Maßnahme wird ein unterer Crash-Lastpfad bereitgestellt.
Die seitlichen Wandabschnitte 4 der Trennwand 2 sind in herkömmlicher Weise jeweils mit einer (nicht dargestellten) seitlichen Radeinbaustrebe fest verbunden, welche sich von einer (nicht dargestellten) A-Säule in Fahrzeuglängsrichtung (x) nach vorne erstreckt. Jede Radeinbaustrebe ist Teil einer gewöhnlich als ”Radeinbau” bezeichneten Karosseriekomponente, die einer fahrzeugseitigen Abdeckung der Räder dient. Sie formen gemeinsam mit anderen Strukturbauteilen einen weiteren, oberen Crash-Lastpfad zur Aufnahme von Kräften bei einer Frontalkollision. Der obere Crash-Lastpfad umfasst insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende (nicht dargestellte) Längsstreben (”Türverstärkungen”) im Bereich der Vordertüren, durch welche die über die Radeinbaustreben und die seitlichen Bereiche der Trennwand 2 aufgenommenen Kräfte auf eine (nicht dargestellte) hintere Seitenwandstruktur der Karosserie 1 verteilt wird. Die Türverstärkungen der beiden Fahrzeugseiten dienen insbesondere für eine Verstärkung der Scharnieranbindung der vorderen Fahrzeugtüren. Dem Fachmann sind Aufbau und Funktion dieser Crash-Lastpfade insbesondere aus der einschlägigen Patentliteratur wohlbekannt, so dass es sich erübrigt hier näher darauf einzugehen.
Die Karosserie 1 verfügt des Weiteren über zwei heckseitig der Trennwand 2 angeordnete Verstärkungsprofile 18, von denen das eine dem linken Längsträger 12 und das andere dem rechten Längsträger 12 zugeordnet ist. Die beiden Verstärkungsprofile 18, welche in Aufsicht zumindest annähernd eine V-Form haben, sind jeweils aus einem ersten Schenkelabschnitt 21, einem zweiten Schenkelabschnitt 22 und einem die beiden Schenkelabschnitte 21, 22 fest miteinander verbindenden Verbindungsabschnitt 19 zusammengesetzt. Der Verbindungsabschnitt 19 ist mit einem in etwa dreieckförmigen Prägefeld 22 (Verprägung) versehen. Die beiden Verstärkungsprofile 18 sind jeweils über einen im Randbereich umlaufenden Schweißflansch 10 mit der Trennwand 2 fest verbunden. In 3 sind beispielhaft eine Mehrzahl Schweißpunkte 23 zur Befestigung der Verstärkungsprofile 18 veranschaulicht.
Wie 2, einer Schnittansicht gemäß Schnittlinie A-A von 1 entnommen werden kann, ist der Verbindungsabschnitt 19 der beiden Verstärkungsprofile 18 in Gegenüberstellung zum zugeordneten Längsträger 12 angeordnet. Dabei sind insbesondere ein Abschnitt des Schweißflansches 10 des Verbindungsabschnitts 19 und ein Abschnitt des Schweißflansches 10 des Längsträgers 12 bzw. unteren Querträgers 16 in Gegenüberstellung angeordnet, wodurch eine besonders effiziente Kraftübertragung zwischen Längsträger 12 und Verstärkungsprofil 18 erreicht werden kann.
Der erste Schenkelabschnitt 20 eines jeden Verstärkungsprofils 18 erstreckt sich seitwärts nach unten in Richtung des auf der gleichen (Fahrzeug-)Seite befindlichen Seitenschwellers 8 und ist mit diesem stirnseitig durch eine Mehrzahl Schweißpunkte 23 fest verbunden. Andererseits erstreckt sich der zweite Schenkelabschnitt 21 eines jeden Verstärkungsprofils 18 seitwärts nach oben in Richtung der auf der gleichen (Fahrzeug-)Seite befindlichen Radeinbaustrebe und ist mit dem seitlichen Wandabschnitt 4 auf Höhe der Radeinbaustrebe bzw. Türverstärkung durch eine Mehrzahl Schweißpunkte 23 fest verbunden. Hierbei sind die Radeinbau und der zweite Schenkelabschnitt 21 auf zumindest annähernd gleicher Höhe etwas versetzt zueinander angeordnet, um eine Verbindung beider Bauteile mit dem seitlichen Wandabschnitt 4 der Trennwand 2 mittels Punktschweißen oder einer anderen geeigneten Verbindungstechnik zu ermöglichen.
Wie in 3 dargestellt, sind die Verstärkungsprofile 18 jeweils auch im Bereich des mittleren Wandabschnitts 3 der Trennwand 2 über eine Mehrzahl Schweißpunkte 23 mit dieser fest verbunden.
Das Prägefeld 22 des Verbindungsabschnitts 19 der beiden Verstärkungsprofile 18 ist jeweils in Gegenüberstellung eines Trägerhohlraums 24 der Längsträger 12 angeordnet.
Wie 4, einer Schnittansicht gemäß Schnittlinie B-B von 3 entnommen werden kann, sind die Verstärkungsprofile 18 jeweils in Form eines Hohlprofils mit einem Profilhohlraum 25 ausgebildet. Dabei haben, zumindest im Bereich des Schnitts B-B, der erste Schenkelabschnitt 20 beispielsweise ein V-förmiges Querschnittsprofil und der zweite Schenkelabschnitt 21 ein trapezförmiges bzw. annähernd U-förmiges (wannenförmiges) Querschnittsprofil.
Die Verstärkungsprofile 18 sind jeweils als Blechprofile durch herkömmliche Techniken hergestellt. Obgleich eine Befestigung der Verstärkungsprofile 18 an der Trennwand 2 und den Seitenschwellern 8 durch Schweißpunkte 23 beschrieben ist, ist es gleichermaßen möglich, dass anstelle dessen eine andere geeignete Befestigungstechnik, wie Nieten oder Clinchen, eingesetzt wird.
Die erfindungsgemäße Karosserie 1 mit den beiden heckseitig der Trennwand 2 angeordneten und mit dieser fest verbundenen Verstärkungsprofilen 18 ermöglicht somit in vorteilhafter Weise, dass die bei einer Frontalkollision des Fahrzeugs in die Vorderrahmenstruktur eingeleitete Energie über zwei Crash-Lastpfade in die seitliche Karosseriestruktur verteilt wird. Dies wird durch die beiden in etwa V-förmigen Verstärkungsprofile 18 erreicht, bei denen der (als Spitze geformte) Verbindungsabschnitt 19 in etwa in Gegenüberstellung (d. h. deckungsgleich) zur Anbindung des zugeordneten Längsträgers 12 bzw. des unteren Querträgers 12 angeordnet ist. Unmittelbar angrenzend an den im Bereich der Anbindung des Längsträgers 12 an der Trennwand 2 befestigten Verbindungsabschnitt 19 verzweigen sich die beiden Schenkelabschnitte 20, 21 zu den Lastpfaden der Seitenwandstruktur. Der erste Schenkelabschnitt 20 eines jeden Verstärkungsprofils 18 verläuft vom Verbindungsabschnitt 19 nach unten in Richtung des in etwa auf Bodenhöhe angeordneten Seitenschwellers 8 und ist mit diesem fest verbunden, so dass die bei einer Frontalkollision aufgenommenen Kräfte in den Seitenschweller 8 und den Unterboden 9 eingeleitet werden. Der zweite Schenkelabschnitt 21 eines jeden Verstärkungsprofils 18 verläuft vom Verbindungsabschnitt 19 nach oben in Richtung der oberen Scharnieranbindung der Vordertür wobei in etwa in diesem Bereich auf der Außenseite des seitlichen Wandabschnitts 4 die Radeinbaustrebe (entsprechend dem oberen Crash-Lastpfad) angeordnet ist. Ebenfalls auf diesem Höhenniveau ist in der Vordertür eine Längsstrebe angeordnet, welche die über die Radeinbaustrebe und dem seitlichen Wandabschnitt 4 eingeleiteten Lasten auf die hintere Seitenwandstruktur verteilt. Somit können die bei einer Frontalkollision von den Längsträgern aufgenommenen Kräfte über die zweiten Schenkelabschnitte 21 in einen Strukturknoten eingeleitet werden, durch den die Kräfte über den oberen Crash-Lastpfad auf die hintere Seitenwandstruktur verteilt werden.
Durch die Lastverteilung zur Tür- und Schwellerstruktur ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass die V-förmigen Verstärkungsprofile 18 eine relativ geringe Abmessung (Höhe) in Fahrzeuglängsrichtung (x) haben, so dass im Vergleich zu herkömmlichen Karosseriearchitekturen relativ viel Bauraum zwischen der Pedalerie und der Karosseriestruktur zur Verfügung steht. Dies ermöglicht beispielsweise eine Fahrzeugverkürzung, was letztendlich mit einer Reduzierung des Gesamtgewichts des Kraftfahrzeugs einhergeht. Andererseits könnte der Bauraum für Isolationen verwendet werden, um die Geräusche im Innenraum zu reduzieren und den Komfort für die Insassen zu verbessern. Durch die Verstärkungsprofile 18 kann insbesondere die Gefahr eines Eindringens der Längsträger 12 in die Fahrgastzelle erheblich reduziert werden, wodurch sich das Verletzungsrisiko für die Insassen im Falle einer Frontalkollision des Fahrzeugs reduziert.
Bezugszeichenliste

1: Karosserie
2: Trennwand
3: mittlerer Wandabschnitt
4: seitlicher Wandabschnitt
5: oberer Wandabschnitt
6: unterer Wandabschnitt
7: Öffnung
8: Seitenschweller
9: Unterboden
10: Schweißflansch
11: oberer Querträger
12: Längsträger
13: Verlängerungsabschnitt
14: Mitteltunnel
15: Schließblech
16: unterer Querträger
17: Stützteil
18: Verstärkungsprofil
19: Verbindungsabschnitt
20: erster Schenkelabschnitt
21: zweiter Schenkelabschnitt
22: Prägefeld
23: Schweißpunkte
24: Trägerhohlraum
25: Profilhohlraum

Claims

Fahrzeugkarosserie (1) mit einer zumindest abschnittsweise in Fahrzeugquerrichtung (y) angeordneten Trennwand (2) und frontseitig der Trennwand (2) mit dieser verbundenen Längsträgern (12) eines Vorderrahmens, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Längsträger (12) ein heckseitig der Trennwand mit dieser verbundenes Verstärkungsprofil (18) zugeordnet ist, das einen ersten Profilabschnitt (20) und einen zweiten Profilabschnitt (21), die durch einen dritten Profilabschnitt (19) miteinander verbunden sind, umfasst, wobei der dritte Profilabschnitt (19) zumindest annähernd in Gegenüberstellung zum Längsträger (12) angeordnet ist, der erste Profilabschnitt (20) in Richtung eines auf gleicher Fahrzeugseite angeordneten Seitenschwellers (8) verläuft und mit diesem fest verbunden ist, und der zweite Profilabschnitt (21) in Richtung einer auf gleicher Fahrzeugseite angeordneten Radeinbaustrebe verläuft und mit der Trennwand (12) verbunden ist.
Fahrzeugkarosserie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (2) aus einem in Fahrzeugquerrichtung (y) angeordneten mittleren Wandabschnitt (3) und in Fahrzeuglängsrichtung (x) angeordneten, seitlichen Wandabschnitten (4) zusammengesetzt ist, wobei die Trennwand (12) über die seitlichen Wandabschnitte (4) mit den Radeinbaustreben verbunden ist und wobei die zweiten Profilabschnitte (21) mit den seitlichen Wandabschnitten (4) verbunden sind.
Fahrzeugkarosserie (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Profilabschnitte (21) in etwa im Bereich der Radeinbaustreben mit den seitlichen Wandabschnitten (4) verbunden sind.
Fahrzeugkarosserie (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Profilabschnitte (20, 21) des Verstärkungsprofils (18) jeweils am mittleren Wandabschnitt (3) befestigt sind.
Fahrzeugkarosserie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsprofile (18) zumindest abschnittsweise eine Hohlprofilform haben.
Fahrzeugkarosserie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsprofile (18) in Aufsicht zumindest annähernd V-förmig ausgebildet sind.
Fahrzeugkarosserie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsprofile (18) im Bereich des dritten Profilabschnitts (19) jeweils mit einer Verprägung (22) versehen sind, die in etwa in Gegenüberstellung zu einem Hohlraum (24) des zugeordneten Längsträgers (12) angeordnet ist.
Fahrzeugkarosserie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (12) jeweils mit einem nach unten hin abgekröpften Trägerabschnitt (13) versehen sind, welcher mit einem zwischen den Seitenschwellern (8) befindlichen Unterboden (9) verbunden ist.
Fahrzeugkarosserie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (12) heckseitig über einen an der Trennwand (2) befestigten Querträger (16) miteinander verbunden sind.
Fahrzeugkarosserie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Radeinbaustreben Teil eines Lastpfads zur Aufnahme von Kräften insbesondere bei einer Frontalkollision des Fahrzeugs sind.
Verstärkungsprofil (18) für eine Fahrzeugkarosserie (1), mit einer zumindest abschnittsweise in Fahrzeugquerrichtung (y) angeordneten Trennwand (2) und frontseitig der Trennwand (2) mit dieser verbundenen Längsträgern (12) eines Vorderrahmens, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (18) einen ersten Profilabschnitt (20) und einen zweiten Profilabschnitt (21), die durch einen dritten Profilabschnitt (19) miteinander verbunden sind, umfasst, wobei der dritte Profilabschnitt (19) in etwa in Gegenüberstellung zu einem zugeordneten Längsträger (12) heckseitig der Trennwand (12) mit dieser verbindbar ist, der erste Profilabschnitt (20) in Richtung eines auf gleicher Fahrzeugseite angeordneten Seitenschwellers (8) verläuft und mit diesem verbindbar ist, und der zweite Profilabschnitt (21) in Richtung einer auf gleicher Fahrzeugseite angeordneten Radeinbaustrebe verläuft und mit der Trennwand (2) verbindbar ist.
Verstärkungsprofil (18) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest abschnittsweise eine Hohlprofilform hat.
Verstärkungsprofil (18) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass es in Aufsicht zumindest annähernd V-förmig ausgebildet ist.
Verstärkungsprofil (18) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Profilabschnitt (19) mit einer Verprägung (22) versehen ist, welche in etwa in Gegenüberstellung zu einem Hohlraum (24) des Längsträgers (12) angeordnet werden kann.
Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.