DE102015000979B3 - Rahmenelement, insbesondere Seitenwandrahmenelement, für eine Fahrzeugkarosserie sowie Verfahren zur Herstellung eines Rahmenelementes für eine Fahrzeugkarosserie - Google Patents

Rahmenelement, insbesondere Seitenwandrahmenelement, für eine Fahrzeugkarosserie sowie Verfahren zur Herstellung eines Rahmenelementes für eine Fahrzeugkarosserie Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rahmenelement (2), insbesondere ein Seitenwandrahmenelement, für eine Fahrzeugkarosserie (1), mit zwei, ein geschlossenes Hohlprofil (7) ausbildenden Halbschalen (5, 6). Erfindungsgemäß sind die beiden Halbschalen (5, 6) des Hohlprofils aus einem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial hergestellt, wobei ein einen Doppler (10) ausbildender streifenförmiger Blechabschnitt aus einem gegenüber dem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial der Halbschalen (5, 6) niederfesteren Material an dem Hohlprofil (7), vorzugsweise mittels einer durch Reibelementschweißen oder durch Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung (11), angebunden ist. Ein Rahmenteil (17) aus einem gegenüber dem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial der Halbschalen (5, 6) niederfesteren Material ist an dem Doppler (10), vorzugsweise mittels einer durch Laserschweißen hergestellten Fügeverbindung (18), angebunden, wobei das Rahmenteil (17) das Hohlprofil (7) wenigstens bereichsweise auf einer Hohlprofilseite umgreift und an dem Hohlprofil (7), vorzugsweise mittels einer durch Reibelementschweißen oder durch Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung angebunden ist. Ferner wird geeignetes Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rahmenelementes vorgeschlagen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Rahmenelement, insbesondere ein Seitenwandrahmenelement, für eine Fahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der JP 2012-71698 A ist ein gattungsgemäßes Rahmenelement bekannt, das aus zwei Halbschalen besteht und ein geschlossenes Hohlprofil bildet. Die beiden Halbschalen sind an zwei voneinander beabstandeten Halbschalen-Verbindungsbereichen miteinander verbunden. In dem Hohlprofil sind mehrere Verstärkungsbleche angeordnet, die miteinander verklebt sind und teilweise an den Halbschalen angebunden sind.
  • Die JP 2013-244923 A beschreibt die Anbindung eines Dachpaneels an einem Rahmenteil. Um Bauteiltoleranzen des Dachpaneels auszugleichen, ist das Rahmenteil abgeschrägt ausgebildet.
  • Eine Mischbauweise einer Fahrzeugkarosserie aus Stahlblechen und Aluminiumblechen zur Reduzierung des Fahrzeuggewichtes ist bei modernen Kraftfahrzeugen allgemein bekannt. Ein Beispiel einer derartigen Mischbauweise zeigt die DE 198 43 824 A1 , die ein Verbund-Karosserieteil aus einem Stahlelement und einem großflächigen Leichtmetallelement beschreibt. Konkret wird hierbei im Randbereich eines Leichtmetallelementes ein Verbindungsbereich zu dem Stahlelement ausgebildet, der in der Montagelage die zugeordneten Bereiche des Stahlelementes flanschartig flächig überlappt, so dass das Leichtmetallelement und das Stahlelement an dem flanschartig überlappenden Bereich mittels Laserschweißen, auch Laserstrahlschweißen genannt, direkt aneinander festgelegt werden können.
  • In Verbindung mit einem Seitenwandrahmenelement einer Fahrzeugkarosserie ist es ferner allgemein bekannt, ein geschlossenes Hohlprofil aus zwei, aus einem herkömmlichen Stahlblech hergestellten Halbschalen zu verwenden, die an zwei voneinander beabstandeten Halbschalen-Verbindungsbereichen miteinander verbunden sind. Derartige aus einem herkömmlichen Stahlblech mit mittlerer Festigkeit hergestellte, kalt umgeformte Stahlblech-Halbschalen sind in der Festigkeit beschränkt und müssen daher insbesondere im Bereich der ein Auflager für eine Frontscheibe ausbildenden A-Säule regelmäßig durch einen Doppler aus einem demgegenüber höherfesten Stahl ergänzt werden, was neben den Mehrkosten auch zu einem Mehrgewicht führt. Desweiteren wird an einem derartigen Hohlprofil regelmäßig ein die Sicht- bzw. Außenseite des Seitenwandrahmenelementes ausbildendes Rahmenteil festgelegt. Die Verbindung der einzelnen Bauteile miteinander erfolgt im Wesentlichen durch Halbhohlstanznieten. Diese Verbindungstechnik limitiert wiederum die Festigkeit der Stahlhalbschalen.
  • Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rahmenelement, insbesondere ein Seitenwandrahmenelement zu Verfügung zu stellen, das besonders gewichtsgünstig ausgebildet ist und trotz der gewichtsgünstigen Ausgestaltung eine stabile Anbindung von Anbauteilen ermöglicht.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
  • Gemäß Anspruch 1 ist ein Rahmenelement, insbesondere ein Seitenwandrahmenelement, für eine Fahrzeugkarosserie vorgeschlagen, mit zwei, aus Stahlblech hergestellten und ein geschlossenes Hohlprofil ausbildenden Halbschalen, die an zwei voneinander beabstandeten Halbschalen-Verbindungsbereichen miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß sind die beiden Halbschalen des Hohlprofils aus einem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial hergestellt. Desweiteren ist ein, einen Doppler ausbildender streifenförmiger Blechabschnitt aus einem gegenüber dem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial der Halbschalen niederfesteren Material an dem Hohlprofil, vorzugsweise mittels durch Reibelementschweißen oder durch Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung, in einem Doppler/Hohlprofil-Anbindungsbereich angebunden. Weiter erfindungsgemäß ist ein Rahmenteil aus einem gegenüber dem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial der Halbschalen niederfesteren Material an dem Doppler, vorzugsweise mittels einer durch Laserschweißen bzw. Laserstrahlschweißen hergestellten Fügeverbindung, in einem Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich angebunden, wobei das Rahmenteil das Hohlprofil, in dessen Umfangsrichtung gesehen, von dem Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich ausgehend wenigstens bereichsweise auf einer Hohlprofilseite umgreift und an dem Hohlprofil, vorzugsweise mittels einer durch Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung, in einem von dem Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich beabstandeten Rahmenteil/Hohlprofil-Anbindungsbereich angebunden ist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht einen Aufbau eines Rahmenelementes, insbesondere eines Seitenwandrahmenelementes, mit einem sehr großen Gewichtseinsparungspotential gegenüber den herkömmlichen Stahllösungen, und zwar durch die Verwendung von Halbschalen aus einem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial mit einer nach wie vor ausreichenden Festigkeit des Aufbaus insgesamt. Insbesondere durch die Anbindung des Dopplers bzw. des Rahmenteils am Hohlprofil mittels Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen wird eine besonders funktionssichere und stabile Anbindung des Dopplers bzw. des Rahmenteils am Hohlprofil bewirkt, ohne dass dies die Festigkeit der Halbschalen limitiert, wobei zudem, gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung und wie nachstehend noch näher erläutert wird, in Verbindung mit der Fügeverbindung durch Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen auch gleichzeitig die beiden Halbschalen auf ebenso funktionssichere und stabile Weise miteinander verbunden werden können.
  • Ein derartiger Aufbau eines Rahmenelementes eignet sich insbesondere für solche Karosserieteile, an denen Anbauteile auf stabile und funktionssichere Weise angebunden werden müssen, weil dann hier eine stabile Abstützung der Anbauteile an nach wie vor gewichtsgünstigen Karosseriebauteilen möglich ist. Gemäß einer hierzu besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Rahmenelement eine A-Säule und einen sich an die A-Säule anschließenden Dachrahmen aufweisendes Seitenwandrahmenelement einer Fahrzeugkarosserie ist, wobei sich der Doppler, in Rahmenelement-Längserstreckungsrichtung gesehen, über wenigstens einen Teilbereich der A-Säule erstreckt und/oder wobei sich das Rahmenteil im Wesentlichen über die gesamte Länge des Rahmenelementes erstreckt. Das Rahmenteil bildet dann vorteilhaft unterstützt durch den Doppler im Bereich der A-Säule eine gewichtsgünstige und stabile mittelbare oder unmittelbare Auflage für die Frontscheibe aus.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung weist jede der Halbschalen zwei voneinander beabstandete Halbschalen-Verbindungsabschnitte auf, die vorzugsweise durch auf gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Halbschale liegende, innenseitige und/oder abgewinkelte und/oder flanschartige Halbschalen-Verbindungsabschnitte gebildet sind. Die Halbschalen-Verbindungsabschnitte der einen Halbschale liegen jeweils in einer flächigen Anlageverbindung an einem entsprechend zugeordneten der Halbschalen-Verbindungsabschnitte der anderen Halbschale an und bilden dadurch die zwei voneinander beabstandeten Halbschalen-Verbindungsbereiche des Hohlprofils aus. Konkret bildet dann ein erster Halbschalen-Verbindungsbereich den hohlprofilseitigen Doppler/Hohlprofil-Anbindungsbereich und ein zweiter Halbschalen-Verbindungsbereich den Rahmenteil/Hohlprofil-Anbindungsbereich aus. Mit einem derartigen konkreten Aufbau können die Bauteile einfach und kostengünstig auf optimierte Weise miteinander verbunden werden, weil mittels einzelner Fügeverbindungen gleichzeitig mehrere Bauteile miteinander verbunden werden können. Beispielsweise können die Halbschalen an ihren zugeordneten Halbschalen-Verbindungsabschnitten durch Reibelementschweißen oder durch Widerstandselementschweißen miteinander verbunden werden, und zwar bevorzugt unter gleichzeitiger Anbindung des Dopplers bzw. des Rahmenteils, was nachstehend noch näher erläutert wird. Desweiteren ergibt sich dadurch auch ein insgesamt relativ kompakter aber dennoch hochfester Aufbau des Rahmenelementes.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten konkreten Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass sich der Doppler, im Querschnitt durch das Rahmenelement betrachtet, von einem an dem ersten Halbschalen-Verbindungsbereich angrenzenden und durch eine im montierten Zustand äußere Halbschale des Hohlprofils gebildeten Hohlprofil-Wandbereich ausgehend bis in den ersten Halbschalen-Verbindungsbereich hinein erstreckt, und zwar vorzugsweise so weit in dem ersten Halbschalen-Verbindungsbereich hinein erstreckt, dass dieser im Wesentlichen den gesamten ersten Halbschalen-Verbindungsbereich überdeckt. Mit einem derartigen Aufbau kann auf einfache und funktionssichere Weise eine Festlegung des Doppler-Bauteils zusammen mit der Verbindung der Halbschalen in dem ersten Halbschalen-Verbindungsbereich erfolgen.
  • Gemäß einer konkreten Ausgestaltung hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass der Doppler, in Doppler-Längserstreckungsrichtung entlang des Rahmenelements gesehen, mehrere voneinander beabstandete und am, einen hohlprofilseitigen Doppler/Hohlprofil-Anbindungsbereich ausbildenden ersten Halbschalen-Verbindungsbereich an- und aufliegende Vertiefungsabschnitte aufweist, in denen der Doppler, mittels einer durch Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung, vorzugsweise unter gleichzeitiger Verbindung der einander zugeordneten Halbschalen-Verbindungsabschnitte, an dem ersten Halbschalen-Verbindungsbereich angebunden ist. In Doppler-Längserstreckungsrichtung gesehen, zwischen den einzelnen Vertiefungsabschnitten, sind jeweils gegenüber den Vertiefungsabschnitten erhabene Abschnitte ausgebildet, die den Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich ausbilden, an den das Rahmenteil mittels einer durch Laserschweißen hergestellten Fügeverbindung angebunden ist, wobei die erhabenen Abschnitte einen definierten Spaltabstand zu dem ersten Halbschalen-Verbindungsbereich aufweisen. Wie bereits zuvor ausgeführt, lässt sich eine derartige Doppleranbindung bzw. Halbschalenverbindung in dem ersten Halbschalen-Verbindungsbereich mit wenig Aufwand optimiert herstellen, wobei die Vertiefungsabschnitte dabei besonders geeignet sind, um mittels Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen die gewünschte Anbindung des Dopplers am Hohlprofil zu erzeugen, während die unmittelbar benachbarten erhabenen Abschnitte dann in Verbindung mit einem äußerst kompakten Aufbau zur Anbindung des Rahmenteils mittels Laserschweißen bzw. Laserstrahlschweißen dienen.
  • Eine besonders funktionssichere und stabile Anbindung des Rahmenteils ergibt sich dann, wenn das Rahmenteil einen, dem dopplerseitigen Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich zugeordneten, vorzugsweise abgewinkelten, Verbindungsabschnitt aufweist, der in einer flächigen Anlageverbindung an den erhabenen Abschnitten des Dopplers anliegt und dort angebunden ist.
  • Ein besonders steifer Aufbau des Rahmenelements ergibt sich zudem dann, wenn der Doppler, in Doppler-Längserstreckungsrichtung entlang des Rahmenelementes gesehen, mit einem Doppler-Wandabschnitt an dem, an der ersten Halbschalen-Verbindungsbereich angrenzenden Hohlprofil-Wandbereich des Hohlprofils in einer flächigen Anlageverbindung anliegt und dort aufgrund der lediglich einseitigen Zugänglichkeit vorzugsweise mittels einer Klebeverbindung angebunden bzw. verklebt ist.
  • Eine weitere besonders vorteilhafte Versteifung des Rahmenelements ergibt sich dann, wenn das, vorzugsweise durch ein U-förmiges oder hutförmiges Profilbauteil gebildete und/oder eine Außen- und Sichtseite der Fahrzeugkarosserie ausbildende, Rahmenteil das Hohlprofil zwischen dem Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich und dem Rahmenteil/Hohlprofil-Anbindungsbereich mit einem definierten Spaltabstand umgreift.
  • Für eine besonders vorteilhafte Festlegung des Rahmenteils am Hohlprofil ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass das Rahmenteil den zweiten Halbschalen-Verbindungsbereich, im Querschnitt betrachtet, mit einem endseitigen Befestigungsabschnitt dergestalt U-förmig umgreift, dass die beiden U-Schenkel des endseitigen Befestigungsabschnittes jeweils in einer flächigen Anlageverbindung an dem jeweils zugeordneten Halbschalen-Verbindungsabschnitt des zweiten Halbschalen-Verbindungsbereiches anliegen.
  • Das Rahmenteil ist dabei bevorzugt mittels einer durch Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung, vorzugsweise unter gleichzeitiger Verbindung der einander zugeordneten Halbschalen-Verbindungsabschnitte, an dem zweiten Halbschalen-Verbindungsbereich angebunden. Besonders bevorzugt werden die beiden Halbschalen, insbesondere zu deren Ausrichtung und lagegenauen Positionierung zueinander, miteinander in geeigneter Weise verbunden, insbesondere und bevorzugt durch Widerstandsschweißen.
  • Für einen nach wie vor steifen aber gewichtsgünstigeren Aufbau ist bevorzugt vorgesehen, dass eine der beiden Halbschalen, vorzugsweise eine im montierten Zustand äußere Halbschale, wenigstens bereichsweise eine größere Materialstärke aufweist als die andere, vorzugsweise im montierten Zustand innere Halbschale. Mit einem derartigen Aufbau können auch von außen kommende Kräfte bzw. Belastungen nach wie vor funktionssicher aufgenommen und entlang des Rahmenelementes abgeleitet werden.
  • Die aus einem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial hergestellten, vorzugsweise warm umgeformten und pressgehärteten, Halbschalen weisen bevorzugt eine Zugfestigkeit von größer oder gleich 500 N/mm2, bevorzugt von größer oder gleich 750 N/mm2, höchst bevorzugt von größer oder gleich 1000 N/mm2 auf.
  • Für einen besonders gewichtsgünstigen Aufbau sind der Doppler und/oder das Rahmenteil bevorzugt aus einem Leichtmetall oder aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, hergestellt. Grundsätzlich können auch andere Werkstoffe zum Einsatz kommen, zum Beispiel Kunststoffe und hier insbesondere faserverstärkte Kunststoffe. Mit derartigen Materialien lässt sich die zuvor bereits ausführlich gewürdigte Gewichtseinsparung auf einfache und funktionssichere Weise erzielen.
  • Beim Verfahren zur Herstellung des Rahmenelementes, insbesondere eines Seitenwandrahmenelementes, für eine Fahrzeugkarosserie werden zwei, aus Stahlblech hergestellte Halbschalen zu einem geschlossenen Hohlprofil mit zwei voneinander beabstandeten Halbschalen-Verbindungsbereichen verbunden. Dabei wird ein, einen Doppler ausbildender streifenförmiger Blechabschnitt aus einem gegenüber dem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial der Halbschalen niederfesteren Material an dem Hohlprofil mittels einer durch Reibelementschweißen oder durch Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung in einem Doppler/Hohlprofil-Anbindungsbereich angebunden. Weiter wird ein Rahmenteil aus einem gegenüber dem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial der Halbschalen niederfesteren Material an dem Doppler mittels einer durch Laserschweißen hergestellten Fügeverbindung in einem Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich angebunden. Desweiteren wird das Rahmenteil an dem Hohlprofil, vorzugsweise mittels einer durch Reibelementschweißen oder durch Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung, in einem vom Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich beabstandeten Rahmenteil/Hohlprofil-Anbindungsbereich angebunden, so dass das Rahmenteil das Hohlprofil, in dessen Umfangsrichtung gesehen, von dem Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich ausgehend wenigstens bereichsweise auf einer Hohlprofilseite umgreift.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 schematisch eine teilweise Seitenansicht einer Fahrzeugkarosserie,
  • 2a schematisch eine im Wesentlichen dem Ausschnitt der 1 entsprechende vergrößerte Detaildarstellung der A-Säule eines Seitenwandrahmenelementes der Fahrzeugkarosserie, mit einem aus hochfesten bzw. höchstfesten Stahlblech-Halbschalen hergestellten Hohlprofil, an dem mittels Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen ein Doppler, vorzugsweise ein Aluminiumdoppler, angebunden ist,
  • 2b das Seitenwandrahmenelement gemäß 2a mit weiter angebundenem Seitenwandrahmenteil, wobei das Seitenwandrahmenteil mit dem Doppler mittels Laserschweißen verbunden ist,
  • 3a schematisch einen Querschnitt entlang der Linie A-A der 2a, und
  • 3b schematisch einen Querschnitt entlang der Linie B-B der 2b.
  • In der 1 ist schematisch und beispielhaft eine Seitenansicht eines Teils einer Fahrzeugkarosserie 1 gezeigt, die im mit einem Rechteck markierten Bereich ein Seitenwandrahmenelement 2 aufweist, das im Wesentlichen durch eine A-Säule 3 und einen sich an die A-Säule 3 anschließenden Dachrahmen 4 gebildet ist. Es versteht sich, dass die gegenüberliegende Fahrzeugseite selbstverständlich analog ausgebildet ist.
  • Wie dies nunmehr insbesondere aus der Zusammenschau der eine vergrößerte Detaildarstellung des Rechteckausschnitts der 1 zeigenden 2a und 2b in Verbindung mit den Schnittansichten 3a und 3b ersichtlich ist, weist das Seitenwandrahmenelement 2 ein durch zwei Halbschalen 5, 6 hergestelltes, geschlossenes Hohlprofil 7 auf. Diese Halbschalen 5, 6 sind vorzugsweise aus einem warm umgeformten, pressgehärteten höchstfesten Stahlmaterial, zum Beispiel mit einer Zugfestigkeit von größer oder gleich 1000 N/m2, hergestellt, wobei jede der Halbschalen hier beispielhaft zwei auf gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Halbschale 5, 6 liegende endseitige, mehr oder weniger abgewinkelte, flanschartige Halbschalen-Verbindungsabschnitte 5a, 5b bzw. 6a, 6b aufweist. Die Halbschalen-Verbindungsabschnitte 5a und 5b der hier äußeren Halbschale 5 (siehe 3a) liegen dabei jeweils in einer flächigen Anlageverbindung an den entsprechend zugeordneten Halbschalen-Verbindungsabschnitten 6a, 6b der hier inneren Halbschale 6 an und bilden somit zwei voneinander beabstandete Halbschalen-Verbindungsbereiche 8, 9 aus.
  • Wie dies weiter insbesondere den Schnittdarstellungen der 3a und 3b entnommen werden kann, weist hier beispielhaft die äußere Halbschale 5 im Bereich zwischen den beiden Halbschalen-Verbindungsbereichen 8, 9 eine größere Materialstärke auf als die innere Halbschale 6. Die Begrifflichkeit „äußere” und „innere” ist hier so zu verstehen, dass die äußere Halbschale 5 der Fahrzeugaußenseite zugewandt ist, während die innere Halbschale mehr der Fahrzeuginnenseite bzw. dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist.
  • Wie dies weiter aus den 3a und 3b ersichtlich ist, bildet die äußere Halbschale 5 hier ein im Querschnitt betrachtet in etwa hutförmiges bzw. U-förmiges Profilbauteil aus, während die innere Halbschale eine im Wesentlichen umgedrehte Z-Form aufweist.
  • Wie dies weiter der Zusammenschau von insbesondere den 2a und 3a zu entnehmen ist, ist ein, einen Doppler 10 ausbildender streifenförmiger Blechabschnitt aus einem gegenüber dem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial der Halbschalen 5, 6 niederfesteren sowie gegebenenfalls auch leichteren Material, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, an dem Hohlprofil 7 mittels einer durch Reibelementschweißen oder durch Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung in einem Doppler/Hohlprofil-Anbindungsbereich 12 angebunden. Konkret erstreckt sich hierbei der Doppler 10, im Querschnitt durch das Seitenwandrahmenelement 2 betrachtet (3a), von einem an den ersten Halbschalen-Verbindungsbereich 8 angrenzenden und durch die im montierten Zustand äußere Halbschale 5 des Hohlprofils 7 gebildeten Hohlprofil-Wandbereich 13 ausgehend vorzugsweise so weit über bzw. in den ersten Halbschalen-Verbindungsbereich 8 hinein, dass der Doppler 11 im Wesentlichen den gesamten ersten Halbschalen-Verbindungsbereich 8 überdeckt.
  • Wie dies nunmehr lediglich äußerst schematisch und beispielhaft in der 2a dargestellt ist, weist der Doppler 10, in Doppler-Längserstreckungsrichtung entlang des Seitenwandrahmenelementes 2 gesehen, mehrere voneinander beabstandete und am, den Doppler/Hohlprofil-Anbindungsbereich 12 ausbildenden ersten Halbschalen-Verbindungsbereich 8 an- und aufliegende Vertiefungsabschnitte 14 auf, in denen der Doppler 10 mittels der durch Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung 11, vorzugsweise unter gleichzeitiger Verbindung der einander dort zugeordneten Halbschalen-Verbindungsabschnitte an dem ersten Halbschalen-Verbindungsbereich 8 angebunden ist. Auch die Verbindung der Halbschalen 5, 6 in den sich über den Doppler hinaus erstreckenden Bereichen erfolgt bevorzugt mittels Widerstandselementschweißen oder Reibelementschweißen.
  • Wie dies weiter der 2a in Verbindung mit der Zusammenschau der 3a und 3b ersichtlich ist, sind, in Doppler-Längserstreckungsrichtung entlang des Seitenwandrahmenelementes 2 gesehen, zwischen den einzelnen Vertiefungsabschnitten 14 jeweils gegenüber den Vertiefungsabschnitten 14 erhabene Abschnitte 15 ausgebildet, die einen Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich 16 ausbilden, an dem ein Rahmenteil 17 mittels einer durch Laserschweißen hergestellten Fügeverbindung 18 angebunden ist, wobei, wie dies insbesondere aus der 3b ersichtlich ist, die erhabenen Abschnitte 15 einen definierten Spaltabstand 19 zu dem Halbschalen-Verbindungsbereich 8 bzw. dem Halbschalen-Verbindungsabschnitt 5a aufweisen.
  • Das Rahmenteil 17 ist hier bevorzugt aus dem gleichen Material hergestellt wie der Doppler 10, kann grundsätzlich jedoch auch aus einem anderen Material hergestellt sein, solange das Rahmenteil insgesamt aus einem gegenüber dem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial der Halbschalen 5, 6 niederfesteren sowie gegebenenfalls leichteren Material hergestellt ist.
  • Wie dies weiter insbesondere aus der 3b ersichtlich ist, weist das hier beispielhaft einen U-förmigen oder hutförmigen Querschnitt aufweisende Rahmenteil 17 einen, den dopplerseitigen Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich 16 zugeordneten und hier abgewinkelten Verbindungsabschnitt 20 auf, der in einer flächigen Anlageverbindung an den erhabenen Abschnitten 15 des Dopplers 10 anliegt und dort mittels der durch Laserschweißen hergestellten Fügeverbindung 18 angebunden ist.
  • Desweiteren liegt der Doppler 10, in Doppler-Längserstreckungsrichtung entlang des Rahmenelementes 2 gesehen, mit einem Doppler-Wandabschnitt 21 an dem, an den ersten Halbschalen-Verbindungsbereich 8 angrenzenden Hohlprofil-Wandbereich 13 des Hohlprofils 7 in einer flächigen Anlageverbindung an (siehe insbesondere 3a und 3b).
  • Wie dies weiter aus der 3b ersichtlich ist, umgreift das Rahmenteil 17 das Hohlprofil 7 zwischen dem Rahmenteil-Doppler-Anbindungsbereich 16 und einem durch den zweiten Halbschalen-Verbindungsbereich 9 gebildeten Rahmenteil/Hohlprofil-Anbindungsbereich 22 mit einem definierten Spaltabstand 23. Das Rahmenteil 17 umgreift hierbei den zweiten Halbschalen-Verbindungsbereich 9, im Querschnitt betrachtet, mit einem endseitigen Befestigungsabschnitt 24 dergestalt U-förmig, dass die beiden U-Schenkel 25, 26 des endseitigen Befestigungsabschnittes jeweils in einer flächigen Anlageverbindung an den jeweils zugeordneten Halbschalen-Verbindungsabschnitten 5b, 6b des zweiten Halbschalen-Verbindungsbereiches 9 anliegen.
  • Auch hier ist wiederum das Rahmenteil 17 mittels einer durch Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung 27, vorzugsweise unter gleichzeitiger Verbindung der einander zugeordneten Halbschalen-Verbindungsabschnitte 5b, 6b an den zweiten Halbschalen-Verbindungsbereich 9 angebunden. Sofern sich das Rahmenteil 17 nicht über den gesamten Bereich des Rahmenelementes 2 erstreckt, erfolgt auch hier dann die Verbindung der Halbschalen 5, 6 in den sich über das Rahmenteil hinaus erstreckenden Bereichen bevorzugt mittels Widerstandselementschweißen oder Reibelementschweißen.
  • Wie dies der Zusammenschau von insbesondere den 1, 2a und 2b ersichtlich ist, erstreckt sich der Doppler 10 in Rahmenelement-Längserstreckungsrichtung gesehen, im Wesentlichen über die A-Säule 3, während sich das Rahmenteil 17 im Wesentlichen über die gesamte Länge des Rahmenelementes 2 erstreckt. Dadurch wird, wie dies insbesondere aus der 3b ersichtlich ist, im Bereich der A-Säule 3 eine stabile Abstützung einer Frontscheibe 28 an der Fahrzeugkarosserie 1 möglich.

Claims (14)

  1. Rahmenelement (2) für eine Fahrzeugkarosserie (1), mit zwei, aus Stahlblech hergestellten und ein geschlossenes Hohlprofil (7) ausbildenden Halbschalen (5, 6), die an zwei voneinander beabstandeten Halbschalen-Verbindungsbereichen (8, 9) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Halbschalen (5, 6) des Hohlprofils aus einem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial hergestellt sind, dass ein einen Doppler (10) ausbildender streifenförmiger Blechabschnitt aus einem gegenüber dem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial der Halbschalen (5, 6) niederfesteren Material an dem Hohlprofil (7) in einem Doppler/Hohlprofil-Anbindungsbereich (12) angebunden ist, und dass ein Rahmenteil (17) aus einem gegenüber dem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial der Halbschalen (5, 6) niederfesteren Material an dem Doppler (10) in einem Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich (16) angebunden ist, wobei das Rahmenteil (17) das Hohlprofil (7), in dessen Umfangsrichtung gesehen, von dem Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich (16) ausgehend wenigstens bereichsweise auf einer Hohlprofilseite umgreift und an dem Hohlprofil (7) in einem von dem Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich (16) beabstandeten Rahmenteil/Hohlprofil-Anbindungsbereich (22) angebunden ist.
  2. Rahmenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Halbschalen (5, 6) zwei voneinander beabstandete Halbschalen-Verbindungsabschnitte (5a, 5b, 6a, 6b) aufweist, wobei die Halbschalen-Verbindungsabschnitte (5a, 5b) der einen Halbschale (5) jeweils in einer flächigen Anlageverbindung an einem entsprechend zugeordneten der Halbschalen-Verbindungsabschnitte (6a, 6b) der anderen Halbschale (6) anliegen und dadurch die zwei voneinander beabstandeten Halbschalen-Verbindungsbereiche (8, 9) des Hohlprofils (7) ausbilden, und dass ein erster Halbschalen-Verbindungsbereich (8) den hohlprofilseitigen Doppler/Hohlprofil-Anbindungsbereich (12) und ein zweiter Halbschalen-Verbindungsbereich (9) den Rahmenteil/Hohlprofil-Anbindungsbereich (22) ausbildet.
  3. Rahmenelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Doppler (10), im Querschnitt durch das Rahmenelement (2) betrachtet, von einem an den ersten Halbschalen-Verbindungsbereich (8) angrenzenden und durch eine im montierten Zustand äußere Halbschale des Hohlprofils (7) gebildeten Hohlprofil-Wandbereich (13) ausgehend bis in den ersten Halbschalen-Verbindungsbereich (8) hinein erstreckt.
  4. Rahmenelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppler (10), in Doppler-Längserstreckungsrichtung entlang des Rahmenelementes (2) gesehen, mehrere voneinander beabstandete und am, einen hohlprofilseitigen Doppler/Hohlprofil-Anbindungsbereich (12) ausbildenden ersten Halbschalen-Verbindungsbereich (8) an- und aufliegende Vertiefungsabschnitte (14) aufweist, in denen der Doppler (10), mittels einer durch Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung (11) an dem ersten Halbschalen-Verbindungsbereich (8) angebunden ist, und dass, in Doppler-Längserstreckungsrichtung gesehen, zwischen den einzelnen Vertiefungsabschnitten jeweils gegenüber den Vertiefungsabschnitten (14) erhabene Abschnitte (15) ausgebildet sind, die den Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich (16) ausbilden, an dem das Rahmenteil (17) mittels einer durch Laserschweißen hergestellten Fügeverbindung (18) angebunden ist, wobei die erhabenen Abschnitte einen definierten Spaltabstand (19) zu dem ersten Halbschalen-Verbindungsbereich (8) aufweisen.
  5. Rahmenelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (17) einen, dem dopplerseitigen Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich (16) zugeordneten Verbindungsabschnitt (20) aufweist, der in einer flächigen Anlageverbindung an den erhabenen Abschnitten (15) des Dopplers (10) anliegt und dort angebunden ist.
  6. Rahmenelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppler (10), in Doppler-Längserstreckungsrichtung entlang des Rahmenelementes (2) gesehen, mit einem Doppler-Wandabschnitt (21) an dem, an den ersten Halbschalen-Verbindungsbereich (8) angrenzenden Hohlprofil-Wandbereich (13) des Hohlprofils (7) in einer flächigen Anlageverbindung anliegt, bevorzugt dort mittels einer Klebeverbindung angebunden ist.
  7. Rahmenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (17) das Hohlprofil (7) zwischen dem Rahmenteil/Doppler-Anbindungsbereich (16) und dem Rahmenteil/Hohlprofil-Anbindungsbereich (22) mit einem definierten Spaltabstand (23) umgreift.
  8. Rahmenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (17) den zweiten Halbschalen-Verbindungsbereich (9), im Querschnitt betrachtet, mit einem endseitigen Befestigungsabschnitt (24) dergestalt U-förmig umgreift, dass die beiden U-Schenkel (25, 26) des endseitigen Befestigungsabschnittes (24) jeweils in einer flächigen Anlageverbindung an den jeweils zugeordneten Halbschalen-Verbindungsabschnitten (5b, 6b) des zweiten Halbschalen-Verbindungsbereiches anliegen.
  9. Rahmenelement nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (17) mittels einer durch Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen hergestellten Fügeverbindung (27) an dem zweiten Halbschalen-Verbindungsbereich (9) angebunden ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die beiden Halbschalen zeitlich vor der Verbindung mittels Reibelementschweißen oder Widerstandselementschweißen miteinander durch Widerstandsschweißen verbunden sind.
  10. Rahmenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Halbschalen (5) wenigstens bereichsweise eine größere Materialstärke aufweist als die andere Halbschale (6).
  11. Rahmenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem hochfesten oder höchstfesten Stahlmaterial hergestellten Halbschalen (5, 6) eine Zugfestigkeit von größer oder gleich 500 N/mm2, bevorzugt von größer oder gleich 750 N/mm2, höchst bevorzugt von größer oder gleich 1000 N/mm2, aufweisen.
  12. Rahmenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppler (10) und/oder das Rahmenteil (17) aus einem Leichtmetall oder aus einer Leichtmetalllegierung oder aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist oder sind.
  13. Rahmenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (2) ein, eine A-Säule (3) und einen sich an die A-Säule (3) anschließenden Dachrahmen (4) aufweisendes Seitenwandrahmenelement einer Fahrzeugkarosserie (1) ist, wobei sich der Doppler (10) in Rahmenelement-Längserstreckungsrichtung gesehen, über wenigstens einen Teilbereich der A-Säule (3) erstreckt und/oder wobei sich das Rahmenteil (17) im Wesentlichen über die gesamte Länge des Rahmenelementes (2) erstreckt.
  14. Rahmenelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil die mittelbare oder unmittelbare Auflage für die Frontscheibe (28) ausbildet.
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