-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwelleranordnung einer Kraftfahrzeugkarosserie, die zumindest ein Schweller-Außenblech, ein Schweller-Innenblech sowie ein Seitenwand-Außenblech aufweist, wobei Schweller-Innenblech und Schweller-Außenblech mittels wenigstens einem, sich in Schwellerlängsrichtung erstreckenden Verbindungsflansch miteinander verbunden sind.
-
Hintergrund
-
Im Hinblick auf eine erstrebenswerte Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und einer damit einhergehenden Minimierung von Emissionsgasen im Betrieb von Kraftfahrzeugen ist es erstrebenswert, das Fahrzeuggewicht stetig zu minimieren. Neben der Verwendung von Leichtbaumaterialien kommt im Karosseriebau hierfür insbesondere eine Größen- und Teileanzahlreduzierung einzelnen Karosseriekomponenten durchaus infrage.
-
So zeigen die 1 und 2 eine im Stand der Technik bekannte Schwelleranordnung 100, bei welcher gemäß dem Querschnitt nach 2 ein Schweller-Innenblech 106 mit einem Schweller-Außenblech 104 eine hohlprofilartige Schwellerstruktur bildet, die nach außen von einem Seitenwand-Außenblech 102 weitgehend überdeckt bzw. verkleidet wird. Schweller-Innenblech 106, Schweller-Außenblech 104 als auch das Seitenwand-Außenblech 102 sind hierbei an einer gemeinsamen, jeweils von einem Verbindungsflansch der beteiligten Bauteile gebildeten Fügestelle 108, 110, typischerweise mittels Schweißen miteinander verbunden.
-
Das als Verkleidungsteil fungierende Seitenwand-Außenblech 102 erstreckt sich, in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet (x), über das Längsende der dahinterliegenden Schwellerstruktur und weist angrenzend an die Fügestelle 110 einen sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckenden im Wesentlichen eben ausgebildeten Bodenabschnitt 112 auf. Im weiteren Fertigungsprozess der Kraftfahrzeugkarosserie dient dieser weitgehend hinterschneidungsfrei ausgebildete Bodenabschnitt 112 als Aufnahme für ein Abschlussstück 114, welches bereits vorab an einer weiteren Karosserie-Baugruppe, etwa einem Zusammenbau eines für die Fahrzeugtür vorgesehenen Verstärkungsrings vormontiert ist.
-
Im Zuge eines modulartigen Zusammenbaus von Verstärkungsring und eines die Schwellerstruktur aufweisenden Seitenwandaufbaus ist es erforderlich, die beiden vorgefertigten Karosseriemodule im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y) zusammenzufügen. Hierbei wird das mit einem unteren Befestigungsflansch 116 versehende Abschlussstück 114 im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y), d. h. in der Darstellung gemäß 2 von links nach rechts, an der Innenseite des Bodenabschnitts 112 des Seitenwand-Außenblechs 102 entlang in eine in 1 gezeigte Endmontageposition verbracht, in welcher das Abschlussstück das von Schweller-Innenblech 106, Schweller-Außenblech 104 sowie Seitenwand-Außenblech 102 gebildete Hohlprofil im Wesentlichen verschließen kann.
-
Demgegenüber soll nun eine verbesserte Schwelleranordnung bereitgestellt werden, die eine Gewichts-, Material- und Kostenreduzierung ermöglicht und die möglichst ohne Umstellung des geschilderten Füge- und Fertigungsverfahrens implementierbar ist.
-
Diese Aufgabe wird mit einer Schwelleranordnung einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einer Kraftfahrzeugkarosserie nach Patentanspruch 10, des Weiteren mit einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 11 gelöst, wobei einzelne vorteilhafte Ausgestaltungen Gegenstand jeweils abhängiger Ansprüche sind.
-
Die hier vorgesehene Schwelleranordnung einer Kraftfahrzeugkarosserie weist ein Schweller-Außenblech, ein Schweller-Innenblech und ein Seitenwand-Außenblech auf. Das Schweller-Innenblech und das Schweller-Außenblech sind dabei mittels wenigstens einem, sich im Wesentlichen in Schweller-Längsrichtung erstreckenden Verbindungsflansch miteinander verbunden. Typischerweise sind die genannten Schweller-Bleche als Halbschalen ausgebildet, die jeweils miteinander korrespondierende Verbindungsflansche aufweisen, an welchen sich die beiden Bleche wechselseitig unter Bildung eines Hohlprofils abstützen und entlang welcher die Blechteile miteinander verbunden, bevorzugt verschweißt sind.
-
Zumindest einer der Verbindungsflansche von Schweller-Außenblech und -Innenblech findet hierbei keine Verwendung zur Anbindung und Befestigung des Seitenwand-Außenblechs. So ist stattdessen vorgesehen, das Seitenwand-Außenblech zumindest bereichsweise an einer Unterseite des Schweller-Außenblechs in einem Abstand vom Verbindungsflansch zu befestigen. Auf diese Art und Weise kann das Seitenwand-Außenblech unter Material- und Gewichtseinsparung im Querschnitt betrachtet verkürzt ausgebildet werden.
-
Diese Verkürzung bedingt dabei eine, im Vergleich zum Stand der Technik, oberhalb des unteren Verbindungsflansches vorzusehende Befestigung des Seitenwand-Außenblechs am Schweller-Außenblech. Der von außen sichtbare Bereich des Seitenwand-Außenblechs ist hierbei im Vergleich zum Stand der Technik nahezu unverändert auszubilden, um vorgegebene Anforderungen des Kraftfahrzeugdesigns zu erfüllen.
-
In vorteilhafter Weiterbildung ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass das Seitenwand-Außenblech zumindest abschnittsweise einen Bodenabschnitt aufweist, der bezogen auf die Fahrzeughochrichtung (z) in einem vorgegebenen Abstand von der Unterseite des Schweller-Außenblechs zu liegen kommt. Bevorzugt befindet sich der Bodenabschnitt des Seitenwand-Außenblechs unterhalb der Unterseite des Schweller-Außenblechs, ggf. in Fahrzeugquerrichtung versetzt hierzu. Eine untere, sich im Wesentlichen in Schweller-Längsrichtung erstreckende Sichtkante des Seitenwand-Außenblechs kann somit sowohl in Fahrzeughochrichtung (z) als auch in Fahrzeugquerrichtung (y) beabstandet von der Außenkontur des Schweller-Außenblechs angeordnet werden.
-
In Weiterbildung hiervon ist ferner vorgesehen, dass das Seitenwand-Außenblech in einem im Wesentlichen senkrecht zur Schweller-Längserstreckung liegenden Querschnitt betrachtet angrenzend an seinen Bodenabschnitt eine Seitenwange aufweist, die sich zur Unterseite des Schweller-Außenblechs erstreckt und die mittels eines Anbindungsflansches an der Unterseite des Schweller-Außenblechs zur Anlage gelangt. Bevorzugt ist das Seitenwand-Außenblech mittels des sich im Wesentlichen parallel zur Unterseite des Schweller-Außenblechs erstreckenden Anbindungsflanschs an diesem, insbesondere mittels gängiger Fügetechniken, zum Beispiel mittels Punkt- oder Laserschweißen befestigbar.
-
Die Seitenwange des Seitenwand-Außenblechs erstreckt sich ausgehend vom Bodenabschnitt bezogen auf die Fahrzeuggeometrie nach oben und nach innen, bis es mit seinem vorzugsweise parallel zur Schweller-Unterseite ausgerichteten Anbindungsflansch am Schweller-Außenblech von unten anliegt.
-
Nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung bilden ein Seitenwandungsabschnitt, ein hieran angrenzender Bodenabschnitt und eine daran wiederum angrenzende Seitenwange des Seitenwand-Außenblechs im Querschnitt betrachtet gegenüber der Unterseite des Schwelleraußenblechs eine Vertiefung, die sich zum Längsende des Schweller-Außen- und/oder Schweller-Innenblechs hin vergrößert. Das heißt, die im Querschnitt verkürzte Ausgestaltung der untenliegenden Seitenwand-Außenblech-Anbindung an das Schweller-Außenblech erfolgt nicht über die gesamte Längserstreckung von Schweller-Außenblech und/oder Seitenwand-Außenblech, sondern das Seitenwand-Außenblech geht zu seinem Längsende hin in eine in Fahrzeugquerrichtung verbreiterte Konfiguration über, die im Wesentlichen an die aus dem Stand der Technik bekannte Formgebung des Seitenwand-Außenblechs angelehnt ist.
-
Das Seitenwand-Außenblech weist somit an seinem zur Anbindung an weitere Karosseriekomponenten vorgesehenen Längsende eine im Wesentlichen unveränderte Kontur auf, die es insbesondere ermöglicht, ein zum Verschließen der von den Schwellerblechen und dem Seitenwand-Außenblech gebildeten Hohlprofilen vorgesehenes Abschlussstück im Zuge eines Montageprozesses in Fahrzeugquerrichtung in die hierfür vorgesehene Verschlussposition zu überführen.
-
Es ist insoweit vorgesehen, dass sich die zwischen Bodenabschnitt und Anbindungsflansch des Schweller-Außenblechs vorgesehene Seitenwange zum Längsende des Seitenwand-Außenblechs hin verjüngt bzw. in Profilquerrichtung gesehen in etwa angrenzend an den Verbindungsflansch von Schweller-Innen- und -Außenblech in einen sich im Wesentlichen horizontal nach innen erstreckenden hinterschneidungsfreien Bodenabschnitt übergeht.
-
Demgemäß ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass sich die von Seitenwand, Bodenabschnitt und Seitenwange gebildete Vertiefung ggf. sogar unter Auflösung oder Auslaufen der Seitenwange zum Längsende des Schweller-Außen- und/oder Schweller-Innenblechs in Fahrzeugquerrichtung verbreitert. In Längsrichtung, insbesondere zum Schwellerende hin, kann sich die Seitenwange entweder abrupt oder kontinuierlich an die Ausrichtung des Bodenabschnitts anpassen.
-
Insbesondere bildet die, ausschließlich am Schweller- oder Außenblech-Ende in Fahrzeugquerrichtung vergrößerte Vertiefung den, bezogen auf die Fahrzeughochrichtung, tiefliegendsten Bereich des Seitenwand-Außenblechs.
-
Folglich ist nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung im Bodenabschnitt des Seitenwand-Außenblechs zumindest eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Wasserablaufeinrichtung ausgebildet. Die Wasserablaufeinrichtung kann insbesondere als Ablaufventil ausgestaltet sein, welches aus Kunststoff gefertigt und in die Ausnehmung form-, reib- und/oder kraftschlüssig einsetzbar ist.
-
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist das Seitenwand-Außenblech als Tiefziehbauteil ausgebildet, welches an seinem Längsende einen zur Aufnahme eines Abschlussstücks in Fahrzeugquerrichtung und/oder nach unten verbreiterten Aufnahmebereich aufweist und insoweit in diesem Bereich ein gegenüber einem mittleren Profilabschnitt abweichende Querschnittsgeometrie aufweist.
-
Anstelle eines Tiefziehbauteils aus Stahlblech kann hierbei ferner auch ein Prägebauteil Verwendung finden.
-
Von Vorteil ist das Seitenwand-Außenblech nach einer weiteren Ausgestaltung mit seinem an der Unterseite des Schweller-Außenblechs anliegenden Anbindungsflansch mit der Unterseite des Schwelleraußenblechs verschweißt.
-
Es ist weiterhin vorgesehen, dass ein Abschlussstück, welches als Bestandteil oder als integrale Komponente eines Tür-Verstärkungsring-Aufbaus ausgebildet ist und dementsprechend vorgegebene geometrische Abmessungen aufweist, an einem in Schweller-Längsrichtung liegenden Endabschnitt angrenzend an den Bodenabschnitt und/oder angrenzend an die Seitenwand des Seitenwand-Außenblechs jeweils innenliegend zur Anlage gelangt. Insbesondere der bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung (y) hinterschneidungsfrei und im Wesentlichen eben ausgebildete Bodenabschnitt des Seitenwand-Außenblechs ermöglicht ein Zusammenfügen der Schwelleranordnung mit dem das Verschlussstück aufweisenden Türverstärkungsring-Aufbau.
-
Die zumindest bereichsweise im Querschnitt verkürzte und materialeinsparende Ausgestaltung des Seitenwand-Außenblechs hat insoweit keine nachteiligen Auswirkungen für den Karosserie-Montageprozess und kann insoweit durch Austausch des Einzelteils Seitenwand-Außen weitgehend problemlos in bestehende Fertigungsprozesse eingebunden werden, da die am Profilende vorgesehene Schnittstelle der Seitenwand-Außen im Vergleich zum Stand der Technik nahezu unverändert ausgebildet ist und somit daher ohne Einschränkungen oder Veränderungen im Fertigungsprozess zur Aufnahme eines Abschlussstücks geeignet ist.
-
Neben der beschriebenen Schweller-Anordnung sind nach weiteren bevorzugten Aspekten ferner eine Kraftfahrzeugkarosserie sowie ein Kraftfahrzeug vorgesehen, die zumindest eine der zuvor beschriebenen Schweller-Anordnungen aufweisen.
-
Kurzbeschreibung der Figuren
-
Weitere Ziele, Merkmale sowie weitere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden anhand eines nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verdeutlicht. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung einer Schweller-Anordnung nach dem Stand der Technik,
-
2 einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß 1,
-
3 eine perspektivische Darstellung einer Schweller-Anordnung von unten betrachtet,
-
4 eine weitere perspektivische Darstellung der Schweller-Anordnung gem. 3 von schräg vorn betrachtet,
-
5 eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A gemäß 3,
-
6 eine Querschnittsdarstellung entlang C-C gemäß 3 sowie
-
7 eine geschnittene Darstellung entlang der Schnittlinie B-B gemäß 4.
-
Detaillierte Beschreibung
-
In den perspektivischen Darstellungen gemäß der 3 und 4 ist eine Schwelleranordnung 10 gezeigt, die nach außen zumindest bereichsweise mit einem Seitenwand-Außenblech 12 verkleidet ist. Die von Schweller-Innenblech 16 und Schweller-Außenblech 14 gebildete Schwellerstruktur ist im Querschnitt C-C in 6 separat dargestellt. Die beiden den Seitenschweller bildenden Halbschalen 16, 14 sind jeweils oben und unten mit Anbindungsflanschen versehen, die jeweils aneinander anliegend eine obere und eine untere Fügestelle 18, 20 bilden.
-
Das Seitenwand-Außenblech 12 weist, wie in den 3 und 6 dargestellt, eine Seitenwand 11 auf, die in z-Richtung nach unten in einen Bodenabschnitt 15 übergeht. Ausgehend vom tiefsten Punkt des Bodenabschnitts oder -Bereichs 15 erstreckt sich eine Seitenwange 17 nach innen und nach oben, die mit einem Anbindungsflansch 19 schließlich an einer Unterseite 28 eines im Wesentlichen horizontal verlaufenden Querprofilabschnitts des Schweller-Außenblechs 14 zur Anlage gelangt und dort unter Bildung einer Fügestelle mit diesem verbunden ist.
-
Bevorzugt kommt hierbei eine Schweißverbindung, insbesondere ein Punkt- oder Laserschweißen infrage. Im in 6 dargestellten annähernd spitz nach unten zulaufenden Bodenabschnitt 15 bildet das Seitenwand-Außenblech 12 eine den Designanforderungen entsprechend vorgegebene Sichtkante.
-
Innenliegend bilden die Seitenwand 11, der Bodenabschnitt 15 und die Seitenwange 17 eine Vertiefung 38, die in Fahrzeugquerrichtung (y) betrachtet, eine Hinterschneidung bildet, die mit einem im weiteren Fortgang der Karosseriemontage in Fahrzeugquerrichtung (y) einzusetzenden Abschlussstück 30 nicht verschließbar wäre.
-
Aus diesem Grund weist das Seitenwand-Außenblech 12, in Profillängsrichtung betrachtet, ein diskontinuierliches Querschnittsprofil auf. Während es im Querschnitt gemäß 6 in Fahrzeugquerrichtung (y) quasi verkürzt ausgebildet und an die Schweller-Unterseite 28 angrenzt, geht das Querschnittsprofil zum Profilende hin in eine in 5 im Querschnitt A-A gezeigte Formgebung über. Im Vergleich zum Querschnittsprofil gemäß 6 verläuft die Seitenwange 17 nicht mehr nach innen und nach oben, sondern erstreckt sich im Wesentlichen parallel zum Bodenabschnitt 28 des Schweller-Außenblechs 14, sozusagen in geradliniger Verlängerung zum Scheitelpunkt des Bodenabschnitts 15 in Richtung zum Flanschabschnitt 20 von Schweller-Außenblech 14 und Schweller-Innenblech 16.
-
In der Querschnittsdarstellung gemäß 5 ist das Schweller-Außenblech 14 nicht mehr explizit gezeigt, da es in Schweller-Längsrichtung (x) kürzer als das dargestellte Schweller-Innenblech 16 und das Seitenwand-Außenblech 12 ausgebildet ist. Im Querschnitt gemäß 5 ist ferner die Anbindung des in 4 perspektivisch dargestellten Abschlussstücks 30 an das Seitenwand-Außenblech 12 dargestellt. Das Abschlussstück 30 weist eine Stirnfläche 34 auf, welche das von Schweller-Innenblech 16, Schweller-Außenblech 14 und Seitenwand-Außenblech 12 gebildete Hohlprofil im Wesentlichen verschließt.
-
Das Abschlussstück 30 weist ferner zur Befestigung an der Innenseite des Seitenwand-Außenblechs 12 in Fahrzeuglängsrichtung (x) ausgerichtete Befestigungsflansche 32 auf, die sich an der Innenseite des Bodenabschnitts 15 des Seitenwand-Außenblechs 12 abstützen. Zum Seitenwand-Abschnitt 11 des Seitenwand-Außenblechs 12 hin weist das Abschlussstück 30 eine im Querschnitt nach oben ragende rückspringende Lasche 35 auf. In dem in 5 dargestellten Querschnitt, grenzt das Schweller-Innenblech 16 nach oben ferner an ein seitliches Stirnwandblech 42.
-
Im Querschnitt der 7 entlang der Schnittlinie B-B ist ferner ein in den Bodenabschnitt 15 des Seitenwand-Außenblechs 12 eingesetztes Ablaufventil 46 dargestellt, welches in die in 3 in der Draufsicht dargestellten Ausnehmung 13 des in Fahrzeugquerrichtung (y) verbreitert ausgebildeten Bodenabschnitts 15 des Seitenwand-Außenblechs 12 einzusetzen ist. Wie in 7 erkennbar, ist das Ablaufventil 46 an einer möglichst tiefliegenden Stelle des Bodenabschnitts 15 angeordnet, damit etwa anfallendes Schwitz- oder Kondenswasser schwerkraftbedingt abfließen kann.
-
Ferner ist in 7 das Abschlussstück 30 im Querschnitt gezeigt, welches sich mit einem unteren Anbindungsflansch 32 an der Oberseite des Bodenabschnitts 15 des Seitenwand-Außenblechs 12 abstützt und mit einem oberen Anbindungsflansch 36 an eine weitere Karosseriekomponente, etwa an einen obenliegenden Wandungsabschnitt des Schweller-Innenblechs 16 und/oder des Schweller-Außenblechs 14 anbindbar ist.
-
Des Weiteren zeigen die 3, 4 und 7 eine Scharniersäule 26, die zum Beispiel eine Verlängerung einer A-Säule der Kraftfahrzeugkarosserie bildet. Zudem ist in 5 ein Verstärkungsblech 44 dargestellt, welches den Bereich einer Wagenheberaufnahme im Verbindungsflansch 20 der Seitenschwellerstruktur verstärkt.
-
Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Schwelleranordnung
- 11
- Seitenwand-Abschnitt
- 12
- Seitenwand-Außenblech
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Schweller-Außenblech
- 15
- Bodenabschnitt
- 16
- Schweller-Innenblech
- 17
- Seitenwange
- 18
- Fügestelle
- 19
- Anbindungsflansch
- 20
- Fügestelle
- 22
- Fügestelle
- 26
- Scharniersäule
- 28
- Bodenabschnitt
- 30
- Abschlussstück
- 32
- Flanschabschnitt
- 34
- Stirnseite
- 35
- Lasche
- 36
- Flansch
- 38
- Vertiefung
- 42
- Stirnwand seitlich
- 44
- Verstärkungsblech
- 46
- Ablaufventil
- 100
- Schwelleranordnung
- 102
- Seitenwand-Außenblech
- 104
- Schweller-Außenblech
- 106
- Schweller-Innenblech
- 108
- Fügestelle
- 110
- Fügestelle
- 112
- Bodenabschnitt
- 114
- Abschlussstück
- 116
- Flansch
