DE102013113164B4

DE102013113164B4 - Schwellerbaugruppe

Info

Publication number: DE102013113164B4
Application number: DE102013113164.6A
Authority: DE
Inventors: Philipp Kellner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2033-11-29
Also published as: US20150145288A1; DE102013113164A1; US9090290B2

Abstract

Schwellerbaugruppe (1) für eine Fahrzeugkarosserie mit einem an einem Schwellerinnenteil (2) verbundenen Schwelleraußenteil (3), wobei die Schwellerteile teilweise Bestandteil einer Bodengruppe des Fahrzeugs sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwelleraußenteil (3) aus einem Aluminium-Strangpressprofil vorgesehen und mit dem Schwellerinnenteil (2) über miteinander korrespondierende längs verlaufende Fügeflansche (5, 6) verbunden ist, wobei das Schwellerinnenteil (2) wenigstens aus einem Aluminiumblechteil (17) und einem mit diesem verbundenen Stahlblechteil (18) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwellerbaugruppe für eine Fahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2009 058 976 A1 ist eine Schwellerbaugruppe für eine Fahrzeugkarosserie bekannt geworden, die mit einem Schwellerinnenteil, einem Schwelleraußenteil und mit einem Schwellerseitenteil als Schließteil ein Schwellerhohlprofil bildet. Die Schwellerbaugruppe ist mit einer Bodengruppe bzw. einem Bodenträger des Fahrzeugs verbunden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schwellerbaugruppe für ein Fahrzeug zu schaffen, die gewichtsmäßig leicht aus einem Aluminium Werkstoff ausgeführt ist und in einfacher Weise eine Verbindung mit einer Fahrzeugsäule aus Stahl ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass durch den Aufbau der Schwellerbaugruppe größtenteils aus Aluminium eine Verbindung zwischen dem Schwellerbauteil und einer Fahrzeugsäule aus Stahl möglich wird, indem das Schwelleraußenteil aus einem Aluminium-Strangpressprofil vorgesehen und mit dem Schwellerinnenteil über miteinander korrespondierende längs verlaufende Fügeflansche verbunden ist, wobei das Schwellerinnenteil wenigstens aus einem Aluminiumblechteil und einem mit diesem verbundenen Stahlblechteil vorgesehen ist.
Vorzugsweise ist das Stahlblechteil zwischen dem Schwelleraußenteil und dem Aluminiumblechteil gehalten.
Des Weiteren ist nach der Erfindung vorgesehen, dass das aus dem Aluminium-Strangpressprofil bestehende Schwelleraußenteil ein Hohlprofil mit innenliegenden, längsverlaufenden Stegen bildet und Bestandteil einer Seitenteilstruktur des Fahrzeugs ist. Die Stege dienen zur Querschnittsstabilisierung sowie zur Energieaufnahme im Crashfall. Das Schwellerinnenteil ist als Bestandteil der Bodengruppe mit dieser verbunden oder einstückig mit der Bodengruppe ausgeführt.
Die Ausgestaltung der beiden Schwellerteile aus Aluminium ergibt einen Leichtbau-Schweller, der zur Verbindung mit der zumindest teilweise aus warm umgeformten Stahl bestehenden Fahrzeugsäule am Schwellerinnenteil ein eingesetztes Stahlblechteil aufweist, welches eine Verbindung vereinfacht, da warm umgeformter Stahl und Aluminium nur mit hohem Aufwand mechanisch zu fügen ist und nunmehr die Stahlsäule mit dem Stahlblechteil an dem Schwellerinnenteil verbindbar ist.
Ferner ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Schwellerinnenteil im Querschnitt im Wesentlichen u-förmig ausgeführt ist und an seinen abgestellten Schenkeln die Fügeflansche zur Verbindung mit den hierzu korrespondierenden abgewinkelten Fügeflanschen des Schwelleraußenteils angeordnet sind. Die abgewinkelten Fügeflansche an den Schwellerteilen weisen Flanschflächen auf, die beim Fügen der Karosserie-Seitenteilstruktur an die Bodengruppe zum Toleranzausgleich eine Verschiebung in x- und z-Ebenen erlaubt.
Das Schwellerinnenteil ist mit seiner offenen Profilseite dem Schwelleraußenteil zugerichtet, sodass nach einer Verbindung mit dem Schwelleraußenteil über die Fügeflansche quasi ein verstärktes Schwellerprofil gebildet wird. Die Möglichkeit einer Verschiebung in eine x- und z- Ebenen ist erforderlich, um bei der Montage, insbesondere beim Fügen des Karosserie-Seitenteilumfangs an die Bodengruppe ein Toleranzausgleich zu erzielen.
Das Stahlblechteil ist vorzugsweise im Querschnitt im Wesentlichen z-förmig ausgeführt und ein Schenkel ist zumindest teilweise mit einem Fügeflansch des Schwelleraußenteils und ein weiterer Schenkel ist mit einer aufrechten Wand des Aluminiumblechteils verbunden.
Das Aluminiumblechteil ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform in einem Bereich, in welchem das Stahlblechteil vorgesehen ist, im Querschnitt im Wesentlichen z-förmig ausgeführt. Außerhalb eines Bereiches, in welchem das Stahlblechteil vorgesehen ist, ist das Aluminiumblechteil hierbei vorzugsweise im Querschnitt im Wesentlichen u-förmig ausgeführt.
Durch das Stahlblechteil in der Schwellerbaugruppe kann die aus einem warm umgeformten Stahlblech geformte innere untere A-Säule (Scharniersäule) der Schwellerbaugruppe durch einen Fügevorgang verbunden werden, was bei einer Kombination von einer Stahl-A-Säule und einem Aluminium-Schweller nur mit hohem Aufwand möglich wäre.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

1 eine Schwellerbaugruppe mit einem Schwellerinnenteil und einem Schwelleraußenteil, von vorn innen her gesehen,
2 die Schwellerbaugruppe gemäß 1 von vorn außen her gesehen,
3 eine Explosionsdarstellung von vorne außen her gesehen auf die Schwellerbaugruppe mit den einzelnen Bauteilen des Schwellers,
4 einen Querschnitt durch die Schwellerbaugruppe mit dem Schwelleraußenteil und dem Schwellerinnenteil im Bereich des Stahlblechteils und
5 einen Querschnitt durch die Schwellerbaugruppe mit dem Schwelleraußenteil und dem Schwellerinnenteil außerhalb des Bereiches des Stahlblechteils.

Eine Schwellerbaugruppe 1 für eine Fahrzeugkarosserie umfasst im Wesentlichen ein am Schwellerinnenteil 2 befestigtes Schwelleraußenteil 3.
Das Schwelleraußenteil 3 besteht insbesondere aus einem Aluminium-Strangpressprofil und ist zumindest teilweise mit dem Schwellerinnenteil 2 verbunden, welches wenigstens aus einem Aluminiumblechteil 17 und einem Stahlblechteil 18 besteht. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise über miteinander korrespondierende längs verlaufende Fügeflansche 5, 6 der Schwellerteile.
Das Stahlblechteil 18 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen dem Schwelleraußenteil 3 und dem Aluminiumblechteil 17 angeordnet und bildet mit dem Aluminiumblechteil 17, einem in 4 und 5 lediglich gestrichelt dargestellten Bodenblech 7 sowie weiteren, nicht dargestellten Bauteilen eine Bodengruppe.
Eine andere Anordnung des Stahlblechteils 18, beispielsweise an einer Außenseite des Aluminiumblechteils 17, ist ebenfalls denkbar.
Das aus einem Aluminium-Strangpressprofil bestehende Schwelleraußenteil 3 ist als Hohlprofil mit innenliegenden, längsverlaufenden Stegen 8 ausgeführt und kann Bestandteil einer Seitenteilstruktur des Fahrzeugs sein. Die Stege 8 dienen zur Querschnittsstabilisierung sowie zur Energieaufnahme im Crashfall.
Das Schwellerinnenteil 2 ist zumindest im Bereich des Schwellers im Querschnitt u-förmig ausgeführt und weist an seinen etwa horizontal ausgerichteten und abgestellten Schenkeln 9, 10 die Fügeflansche 5 auf, welche korrespondierend zu den Fügeflanschen 6 des Schwelleraußenteils 3 angeordnet sind. Die abgewinkelten Fügeflansche 5, 6 der Schwellerteile 3,17 weisen weiter Flanschflächen 11, 12 auf, die beim Fügen der Karosserie-Seitenteilstruktur, zu welcher das Schwelleraußenteil 3 gehört, an die Bodengruppe zum Toleranzausgleich eine Verschiebung in x- und z- Ebenen ermöglichen.
Insbesondere ist das Stahlblechteil 18 im Querschnitt z-förmig ausgeführt und bildet einen Teil des Schwellerinnenteils 2. Wie 4 im Detail zu entnehmen ist, ist das Stahlblechteil 18 mit einem Schenkel 15 an dem in der Zeichnung oberen Fügeflansch 6 des Schwelleraußenteils 3 und mit einem weiteren Schenkel 16 an einer aufrechten Wand 14 des Aluminiumblechteils 17 gehalten und schmiegt sich teilweise an die Außenkontur des Schwelleraußenteils 3 an.
Das Stahlblechteil 18 kann einen gesamten oberen Teil oder einen gesamten vorderen Teil oder einen oberen, vorderen Teil des Schwellerinnenteils 2 bilden und ist als Bestandteil des Schwellerinnenteils 2 mit einer A- bzw. B-Säule aus Stahl durch einen Fügevorgang verbindbar. Denkbar ist jedoch auch, dass das Stahlblechteil 18 einen hinteren oberen oder einen mittleren oberen Teil des Schwellerinnenteils 2 bildet.
Um eine besonders leichte Ausgestaltung zu erzielen, ist das z-förmige Stahlblechteil 18 nur in einem Bereich angeordnet, in welchem der Schweller mit einer A- bzw. B-Säule aus Stahl verbunden ist.
Das Aluminiumblechteil 17 ist daher in dem Bereich, in welchem Stahlblechteil 18 vorgesehen ist, im Querschnitt z-förmig ausgeführt, wie insbesondere 4 zu entnehmen ist. Außerhalb dieses Bereiches ist das Aluminiumblechteil 17 im Querschnitt dagegen u-förmig ausgebildet, wie aus 5 deutlich zu erkennen ist.

Claims

Schwellerbaugruppe (1) für eine Fahrzeugkarosserie mit einem an einem Schwellerinnenteil (2) verbundenen Schwelleraußenteil (3), wobei die Schwellerteile teilweise Bestandteil einer Bodengruppe des Fahrzeugs sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwelleraußenteil (3) aus einem Aluminium-Strangpressprofil vorgesehen und mit dem Schwellerinnenteil (2) über miteinander korrespondierende längs verlaufende Fügeflansche (5, 6) verbunden ist, wobei das Schwellerinnenteil (2) wenigstens aus einem Aluminiumblechteil (17) und einem mit diesem verbundenen Stahlblechteil (18) vorgesehen ist.
Schwellerbaugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlblechteil (18) zwischen dem Schwelleraußenteil (3) und dem Aluminiumblechteil (17) gehalten ist.
Schwellerbaugruppe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Aluminium-Strangpressprofil bestehende Schwelleraußenteil (3) ein Hohlprofil mit innenliegenden, längsverlaufenden Stegen (8) bildet und Bestandteil einer Seitenteilstruktur des Fahrzeugs ist.
Schwellerbaugruppe (1) nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellerinnenteil (2) als Bestandteil der Bodengruppe mit dieser verbunden oder einteilig mit der Bodengruppe ausgeführt ist.
Schwellerbaugruppe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellerinnenteil (2) im Querschnitt im Wesentlichen u-förmig ausgeführt ist und an seinen abgestellten Schenkeln (9, 10) die Fügeflansche (5) zur Verbindung mit den hierzu korrespondierenden abgewinkelten Fügeflanschen (6) des Schwelleraußenteils (3) angeordnet sind.
Schwellerbaugruppe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die abgewinkelten Fügeflansche (5, 6) an den Schwellerteilen (2, 3) Flanschflächen (11, 12) aufweisen, die beim Fügen der Karosserieseitenteilstruktur an die Bodengruppe zum Toleranzausgleich eine Verschiebung in x- und z-Ebenen erlauben.
Schwellerbaugruppe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlblechteil (18) im Querschnitt im Wesentlichen z-förmig ausgeführt ist und ein Schenkel (15) zumindest teilweise mit einem Fügeflansch (6) des Schwelleraußenteils (3) und ein weiterer Schenkel (16) mit einer aufrechten Wand (14) des Aluminiumblechteils (17) verbunden ist.
Schwellerbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumblechteil (17) in einem Bereich, in welchem das Stahlblechteil 18 vorgesehen ist, im Querschnitt im Wesentlichen z-förmig ausgeführt ist.
Schwellerbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumblechteil (17) außerhalb eines Bereiches, in welchem das Stahlblechteil 18 vorgesehen ist, im Querschnitt im Wesentlichen u-förmig ausgeführt ist.
Schwellerbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlblechteil (18) als Bestandteil des Schwellerinnenteils (2) mit einer A- bzw. B-Säule des Fahrzeugs aus Stahl durch einen Fügevorgang verbindbar ist.