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Die Erfindung betrifft einen Bauteilverbund eines Seitenschwellers mit einem Strukturelement einer Kraftwagenkarosserie gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solcher Bauteilverbund ist in 1 in einer schematischen Schnittansicht entlang einer horizontal verlaufenden Schnittebene dargestellt. Erkennbar ist dabei das hintere Ende eines Seitenschwellers 1, welcher sich nach vorne hin üblicherweise bis an das hintere Ende eines vorderen Radhauses des seitlich korrespondierenden Vorderrades erstreckt. Mittels des Seitenschwellers 1 ist vorliegend ein Fahrzeugboden 2 eingefasst. Das hintere Ende des Seitenschwellers 1 ist mit einem Strukturelement 3 in Form eines Knotenelements verbunden, über welches der Seitenschweller 1 mit einer Hinterwagenstruktur der Kraftwagenkarosserie, im vorliegenden Fall insbesondere mit einem seitlich zugehörigen hinteren Längsträger, verbunden. Dieser hintere Längsträger verläuft im Wesentlichen innenseitig eines nicht erkennbaren, seitlich zugeordneten hinteren Radkastens, welcher sich rückwärtig des Seitenschwellers 1 beziehungsweise des Strukturelements 3 anschließt.
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Der Seitenschweller 1 umfasst vorliegend ein inneres Schwellerelement 4 und ein äußeres Schwellerelement 5, welche in Blechschalenbauweise ausgebildet und miteinander an entsprechenden Flanschen verbunden sind. Das innere Schwellerelement 4 weist dabei eine der Fahrzeugmitte zugewandte, im Wesentlichen vertikal und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Grundwand 6 auf, welche mit einer korrespondierenden Außenwand 7 des Strukturelements 3 beispielsweise über eine geeignete Fügverbindung oder über mechanische Verbindungselemente verbunden ist. Das äußere Schwellerelement 5 erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung weiter nach hinten und ist ebenfalls mit dem Strukturelement 3 verbunden. Die Grundwand 6 des inneren Schwellerelements 4 ist mit der Außenwand 7 des Strukturelements 3 zumindest im Wesentlichen in einer Anbindungsebene gefügt. Dies kann insbesondere bei hohen Kräften, wie diese beispielsweise bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Seitenschwellers 1 auf den Bauteilverbund wirken, zu einer erheblichen Belastung der Verbindung zwischen dem Seitenschweller 1 und dem Strukturelement 3, gegebenenfalls sogar zum teilweisen oder vollständigen Lösen der Verbindung, führen.
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Die
DE 10 2007 006 722 A1 offenbart einen Bauteilverbund, eines Seitenschwellers mit einem Strukturelement, bei dem eine Seitenwand eines Schwellers mehrere Stufen in der Fahrzeughochachse aufweist, die mit dem Strukturelement verbunden sind.
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Nachteilig hierbei ist jedoch, dass bei einem Seitenaufprall die auftretenden Kräfte nicht gleichmäßig über eine große Fläche verteilt werden können und die Verbindung sich löst.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Bauteilverbund der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher sich eine Verbesserung der Kraftverteilung im Bauteilverbund realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Bauteilverbund mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Günstige Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Bauteilverbund zeichnet sich dadurch aus, dass die Grundwand des inneren Schwellerelements und die Außenwand des Strukturelements in wenigstens zwei Anbindungsebenen miteinander verbunden sind, welche in Fahrzeugquerrichtung versetzt zueinander verlaufen. Durch diese versetzte Anordnung der wenigstens zwei Anbindungsebenen, welche sich in Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise in Fahrzeughochrichtung erstrecken, wird ein besonders günstiger Bauteilverbund mit einer verbesserten Kraftverteilung erreicht. Eine derartige verbesserte Kraftverteilung wird dabei insbesondere im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung der Kraftwagenkarosserie im Bereich des Seitenschwellers erreicht, wenn diese beispielsweise bei einem sogenannten Pfahlaufprall mit der Fahrzeugseite auf einen Pfahl aufprallt oder bei einer Kollision mit geringer Breitenüberdeckung der Unfallpartner, dem sogenannten Offset-Crash, beaufschlagt wird. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird überdies auch die statische und dynamische Kraftverteilung verbessert.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist dabei das Strukturelement als Knotenelement ausgebildet, über welches der Seitenschweller an seinem hinteren Ende mit einem hinteren Längsträger und/oder einer oberhalb davon angeordneten Türsäule verbunden ist. Ein derartiges Knotenelement schafft dabei eine besonders günstige Verbindung und Kraftverteilung, insbesondere, wenn dieses als Gussbauteil ausgebildet ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Grundwand des inneren Schwellerelements und die Außenwand des Strukturelements im Bereich der wenigstens zwei Anbindungsebenen jeweilige, zumindest im Wesentlichen ebene Wandbereiche aufweisen. Diese Wandbereiche verlaufen dabei vorzugsweise direkt in Fahrzeuglängsrichtung und vertikal, also parallel zu jeweiligen Hauptachsen des Fahrzeugnetzes. Allerdings ist es auch denkbar, dass die jeweiligen Wandbereiche zumindest leicht schräg bezogen auf die Hauptachsen beziehungsweise Hauptebenen des Fahrzeugnetzes verlaufen. Durch die ebenen Wandbereiche lässt sich jedenfalls eine besonders einfache und günstige jeweilige Fügverbindung des Bauteilverbunds erreichen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das innere Schwellerelement einen zumindest im Wesentlichen hutförmigen Querschnitt mit der Grundwand, sich jeweils anschließenden Schenkeln und sich wiederum anschließenden jeweiligen Flanschen auf. Hierdurch kann in besonders günstiger Weise ein Kastenprofil des Seitenschwellers mit dem korrespondierenden äußeren Schwellerelement erreicht werden, wobei über die Grundwand die vorteilhafte Anbindung zum Strukturelement erfolgt.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die beiden Anbindungsebenen zumindest im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit einer besonders einfachen Herstellung des Bauteilverbunds.
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Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung anhand der. Zeichnungen.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht durch den Bauteilverbund eines Seitenschwellers mit einem Strukturelement einer Kraftwagenkarosserie gemäß dem Stand der Technik;
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2 eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf einen Bauteilverbund eines inneren Schwellerelements eines Seitenschwellers mit einem dahinterliegenden Strukturelement einer Kraftwagenkarosserie gemäß dem Stand der Technik;
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3 eine schematische Schnittansicht entlang einer durch die Linie III-III angedeuteten horizontalen Schnittebene durch den Bauteilverbund gemäß 2, wobei erkennbar ist, dass die Grundwand des inneren Schwellerelements und eine Außenwand des Strukturelements in wenigstens zwei Anbindungsebenen miteinander verbunden sind, welche in Fahrzeugquerrichtung versetzt zueinander verlaufen.
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Während in 1 ein Bauteilverbund eines Seitenschwellers 1 mit einem Strukturelement 3 gemäß dem Stand der Technik dargestellt ist, soll im Weiteren unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ein erfindungsgemäßer Bauteilverbund erläutert werden.
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2 zeigt dabei in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht von schräg außen einen Bauteilverbund eines inneren Schwellerelements 8 eines Seitenschwellers 9 einer Personenkraftwagenkarosserie mit einem dahinter angeordneten Strukturelement 10. Der Seitenschweller 9, welcher sich nach vorne hin insbesondere bis in den Bereich hinter einem vorderen Radhaus erstreckt, geht demzufolge vorliegend an seinem hinteren Ende in das Strukturelement 10 über, welches seinerseits den Seitenschweller 9 mit einem im Hinterwagenbereich verlaufenden, seitlich zugeordneten Längsträger verbindet. Nach oben hin schließt sich an das Strukturelement 10 beispielsweise ein Säulenelement einer C-Säule an. Demzufolge ist das Strukturelement 10 vorliegend vorderseitig eines hinteren Radhauses angeordnet.
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3 zeigt eine Schnittansicht durch den Bauteilverbund gemäß 2 entlang einer dort durch die Linie III-III symbolisierten, horizontal in Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Schnittebene. In Zusammenschau der 2 und 3 wird hierbei erkennbar, in welcher Weise das innere Schwellerelement 8 mit dem Strukturelement 10 verbunden ist.
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Aus 2 ist dabei zunächst erkennbar, dass das innere Schwellerelement 8 im Querschnitt zumindest im Wesentlichen hutförmig ausgebildet ist und eine nach innen gewandte, im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise. in Fahrzeughochrichtung verlaufende Grundwand 11 aufweist, an welche sich oberseitig beziehungsweise unterseitig ein jeweiliger Schenkel 12, 13 anschließt, welcher wiederum jeweils in einen sich daran anschließenden, zumindest im Wesentlichen vertikal und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Flansch 14 beziehungsweise 15 übergeht. Über diese Flansche 14, 15 kann das innere Schwellerelement 8 mit einem nicht gezeigten äußeren Schwellerelement zu einem geschlossenen Hohlprofil, beispielsweise in Blechschalenbauweise, vervollständigt werden.
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Insbesondere aus 2 ist erkennbar, dass innenseitig des Seitenschwellers 9, genauer gesagt der Grundwand 11, jeweilige Strukturelemente eines Fahrzeugbodens 16 vorgesehen sind. Unter anderem erkennbar ist dabei ein Querträger 17 sowie ein dahinter angeordnetes Fersenblech 18, in dessen Bereich der Hauptboden in den Heckboden übergeht.
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In Zusammenschau der 2 und 3 ist außerdem erkennbar, dass die Grundwand 11 des inneren Schwellerelements 8 an eine Außenwand 19 des Strukturelements 10 angebunden beziehungsweise mit dieser gefügt ist. Weiterhin ist erkennbar, dass die Grundwand 11 wie auch die Außenwand 19 vorliegend in wenigstens zwei, durch entsprechende Linien 20, 21 angedeutete Anbindungsebenen, welche in Fahrzeugquerrichtung versetzt zueinander verlaufen, miteinander verbunden sind. Diese beiden Anbindungsebenen 20, 21 verlaufen vorliegend entsprechend dem Verlauf der Grundwand 11 beziehungsweise der Außenwand 19 zumindest im Wesentlichen vertikal und in Fahrzeuglängsrichtung.
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Auch verlaufen die beiden Anbindungsebenen 20, 21 vorliegend vorzugsweise zumindest annähernd parallel zueinander. Demzufolge ist erkennbar, dass die Grundwand 11 des inneren Schwellerelements 8 einen vorderen Wandbereich 22 und einen hinteren Wandbereich 23 aufweisen, welche im Bereich einer Stufe 24 miteinander verbunden sind. Ebenso nimmt die Außenwand 19 des Strukturelements 10 einen Verlauf mit einem vorderen Wandbereich 25 und einem hinteren Wandbereich 26, welche über eine Stufe 27 miteinander verbunden sind.
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Durch die Verbindung der Grundwand 11 mit der Außenwand 19 in den zwei Anbindungsebenen 20 beziehungsweise 21 wird die erfindungsgemäß gewünschte Verbesserung der Kraftverteilung erreicht. Zwischen den jeweiligen vorderen Wandbereichen 22, 25 beziehungsweise hinteren Wandbereichen 23, 26 werden dabei geeignete Verbindungen vorgesehen. Hierbei ist insbesondere an Kleben, Schweißen oder auch an mechanische Verbindungsmittel zu denken. Insbesondere können auch – wie dies aus 2 erkennbar ist – in der Grundwand 11 entsprechende Ausnehmungen zur Verbesserung der jeweiligen Fügverbindung vorgesehen sein. Im Bereich der jeweiligen Stufe 24 beziehungsweise 27 sind hingegen die Grundwand 11 und die Außenwand 19 zum Ausgleich von Toleranzen voneinander beabstandet.
