DE102015203309A1

DE102015203309A1 - Fahrzeug-Karosseriestruktur

Info

Publication number: DE102015203309A1
Application number: DE102015203309.0A
Authority: DE
Inventors: Oliver Blum
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-08-25
Anticipated expiration: 2035-02-25
Also published as: US20160244101A1; CN105905167B; CN105905167A; DE102015203309B4; US9884650B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Karosseriestruktur, mit zumindest einem, in einer Längserstreckungsrichtung (x) langgestreckten Hohlprofilträger (1) mit einem Hohlprofil (7), das zwischen gegenüberliegenden Profilwänden (17) eine Profilhöhe (Δz₁; Δz₂) aufweist, die über die Längserstreckungsrichtung (x) variiert, in welchem Hohlprofil (7) zumindest ein Schottelement (23) angeordnet ist zur Aussteifung des Hohlprofilträgers (1) in einer Querrichtung (y). Erfindungsgemäß ist das Schottelement (23) aus zwei voneinander separaten Blechteilen (33, 35) aufgebaut, die jeweils an den gegenüberliegenden Profilwänden (17) fest angebunden sind und an einer gemeinsamen Anbindungsstelle (A) fest miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Karosseriestruktur nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine Karosseriestruktur für ein zweispuriges Kraftfahrzeug weist in gängiger Praxis seitliche Türschweller auf, die als Hohlprofilträger sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken und die frontseitige sowie fondseitige Türöffnung nach unten hin begrenzen.
Eine gattungsgemäße Fahrzeug-Karosseriestruktur betrifft allgemein einen zum Beispiel als Türschweller ausgeführten Hohlprofilträger mit einem Hohlprofil, das zwischen gegenüberliegenden Profilwänden eine Profilhöhe aufweist, die im Bereich der fondseitigen Türöffnung unter Vergrößerung des Türeinstiegsbereiches reduziert ist. In einem solchen Hohlprofilträger sind in gängiger Praxis zur Aussteifung in der Querrichtung Schottelemente verbaut, die in der Längserstreckungsrichtung des Hohlprofilträgers voneinander beabstandet sind. Bei einer sich in der Längserstreckungsrichtung variierenden Profilhöhe müssen in montagetechnisch sowie fertigungstechnisch aufwändiger Weise eine Vielzahl von unterschiedlichen Schottelementen vorgehalten werden, an die die jeweilige Profilhöhe des Türschwellers geometrisch angepasst sind.
Aus der DE 10 2007 017 165 A1 ist generelle ein Türschweller bekannt, der als Hohlprofilträger ausgeführt ist und in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet aus einem fahrzeuginneren Profilteil und einem fahrzeugäußeren Profilteil aufgebaut ist, die an oberen und unteren Flanschverbindungen aneinandergefügt sind. Zur Erhöhung der Quersteifigkeit des Türschwellers im Seitenkollisionsfall sind Verstärkungsblechteile vorgesehen, die den Hohlraum des Türschwellers überbrücken.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fahrzeug-Karosseriestruktur bereitzustellen, bei der in montagetechnisch und fertigungstechnisch einfacher Weise ein Hohlprofilträger mit in seiner Längserstreckungsrichtung variierender Profilhöhe bereitstellbar ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass im gattungsgemäßen Stand der Technik in Abhängigkeit von der in der Längserstreckungsrichtung variierenden Profilhöhe geometrisch unterschiedliche Schottelemente vorgehalten werden müssen. Vor diesem Hintergrund ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 das Schottelement nicht mehr einteilig sowie materialeinheitlich zum Beispiel aus einem Blechumformteil ausgebildet, sondern vielmehr aus zwei voneinander separaten Blechteilen aufgebracht. Jedes dieser Blechteile ist an den gegenüberliegenden Profilwänden des Hohlprofilträgers angebunden (zum Beispiel verschweißt). Zudem sind die beiden Blechteile an einem gemeinsamen Anbindungspunkt fest miteinander verbunden (bevorzugt verschweißt). Bei einem solchen zweiteiligen Schottelement kann die Montage im Hohlprofilträger wie folgt durchgeführt werden: Zunächst werden die beiden Blechteile voneinander unabhängig jeweils an den gegenüberliegenden Profilwänden fixiert und an einer gemeinsamen Anbindungsstelle zunächst in loser Anlage miteinander gebracht. Anschließend werden die beiden Blechteile an der gemeinsamen Anbindungsstelle miteinander fest verbunden (zum Beispiel durch Punktschweißung). Je nach Profilhöhe am Einbauort können daher die beiden Blechteile unter Ausgleich der Höhen-Variation mit unterschiedlichem Überlappmaß einander überlappen, um die Profilhöhen-Variation auszugleichen.
In einer technischen Umsetzung weisen die beiden Blechteile an der Anbindungsstelle jeweils Anlageflächen auf, die einander mit dem Überlappmaß überlappen und fest miteinander verbunden sind. Wie oben bereits angedeutet, ist bei der Montage des Schottelementes das Übermaß in Abhängigkeit von der in der Längserstreckungsrichtung variierenden Profilhöhe einstellbar.
Auf diese Weise können im Hohlprofilträger eine Mehrzahl von zueinander baugleichen Schottelementen verbaut werden, die in Längserstreckungsrichtung voneinander beabstandet sind und deren Blechteile zur Anpassung an die jeweilige Profilhöhe an den jeweiligen gemeinsamen Anbindungsstellen mit unterschiedlichen Überlappmaßen miteinander verbunden sind.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist der Hohlprofilträger ein sich in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckender Türschweller, der bodenseitig eine frontseitige Türöffnung sowie eine fondseitige Türöffnung begrenzt. Dessen Profilhöhe kann im Bereich der fondseitigen Türöffnung unter gleichzeitiger Vergrößerung des Türeinstiegsbereiches reduziert werden.
In einer technischen Realisierung kann das Hohlprofil im Querschnitt geschlossen sein, das heißt durch die in der Profilhöhenrichtung einander gegenüberliegenden Profilwände sowie durch in Querrichtung einander gegenüberliegende Profilwände begrenzt sein. Das Schottelement kann beispielhaft ein Blechumformteil mit einer großflächigen Querwand sein, die das Hohlprofil überdeckt, und mit davon hochgezogenen Randflanschen ausgebildet sein, die an den jeweiligen Profilwänden angebunden sind (zum Beispiel durch Schweißung). In einer bevorzugten konstruktiven Gestaltung können die beiden Blechteile des Schottelements in der Querrichtung einander gegenüberliegende Randflansche aufweisen. Diese können in der Längsrichtung betrachtet gegenläufig von der Schottelement-Querwand abragen. Zudem können die beiden Blechteile in der Profilhöhenrichtung einander gegenüberliegende Randflansche aufweisen, die in der Längserstreckungsrichtung nicht gegenläufig, sondern gleichläufig von der Schottelement-Querwand abragen können.
Wie oben erwähnt, sind in der Schottelement-Einbaulage die beiden Blechteile an der Anbindungsstelle mit jeweiligen Anlageflächen miteinander in Verbindung. Diese sind im Hinblick auf eine Verbindungssteifigkeit zwischen den beiden Blechteilen bevorzugt konturangepasst sowie großflächig ausgeführt. In einer Ausführungsvariante können die Blechteil-Anlageflächen sowohl an den, die Schottelement-Querwand bildenden Wandabschnitten der Blechteile als auch an den, in der Querrichtung einander gegenüberliegenden Randflanschen der beiden Blechteile ausgebildet sein. Auf diese Weise ergibt sich eine bevorzugt Z-förmige Führungskontur, um die beiden Blechteile beim Montagevorgang in der Profilhöhenrichtung gegeneinander zu verschieben.
In einer technischen Realisierung kann der als Hohlprofilträger ausgeführte Türschweller aus zwei Blechschalenteilen aufgebaut sein, die an abgewinkelten Randflanschen unter Bildung eines geschlossenen Hohlprofils miteinander fest verbunden sind. Das fahrzeuginnere Blechschalenteil kann im Querschnitt U-förmig mit einem Profilgrund sowie davon hochgezogenen Seitenflanken ausgebildet sein. Die beiden Seitenflanken können die oben erwähnten, in der Profilhöhenrichtung einander gegenüberliegenden Profilwände bilden. Der Profilgrund kann dagegen eine der in der Querrichtung gegenüberliegenden Profilwände bilden. Die andere, verbleibende Profilwand wird dagegen vom fahrzeugäußeren Blechschalenteil gebildet.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen sowie deren Vorteile sind nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in einer Seitenansicht ein zweispuriges Fahrzeug mit teilweisem Aufriss;
2 eine Teilschnittansicht entlang der Schnittebene I-I aus der 1;
3 in einer perspektivischen Ansicht ein fahrzeuginneres Blechschalenteil mit darin verbauten Schottelementen;
4 und 5 eines der Schottelemente in unterschiedlichen Montagezuständen; sowie
6 eine Teilschnittansicht entlang der Schnittebene A-A aus der 2.
In der 1 ist ein zweispuriges Kraftfahrzeug in einer Seitenansicht gezeigt, dessen Fahrzeugrohbau seitliche, sich in der Fahrzeuglängsrichtung x erstreckende Türschweller 1 aufweist. Der in der 1 gezeigte Türschweller 1 begrenzt bodenseitig eine frontseitige Türöffnung 3 sowie eine daran anschließende fondseitige Türöffnung 5. Der Türschweller 1 ist als ein Hohlprofilträger mit einem geschlossenen Hohlprofil 7 (3 und 6) ausgeführt. Dieser weist gemäß der 2 zwei Blechschalenteile 9, 11 auf, die an nach außen abgewinkelten Randflanschen 13 unter Bildung des geschlossenen Hohlprofils 7 miteinander verschweißt sind. Wie aus der 2 oder 3 hervorgeht, ist das fahrzeuginnere Blechschalenteil 9 im Querschnitt U-förmig mit einem Profilgrund 15 sowie davon hochgezogenen Seitenflanken 17 ausgebildet. In gleicher Weise ist auch das fahrzeugäußere Blechschalenteil 11 U-förmig, wenn auch insgesamt flacher ausgeführt, und zwar ebenfalls mit einem Profilgrund 15 sowie davon abragenden Seitenflanken 17.
Der jeweilige Profilgrund 15 der Blechschalenteile 9, 11 des Türschwellers 1 bildet jeweils, eine das Hohlprofil 7 seitlich begrenzende Profilwand. Die beiden Seitenflanken 17 der Blechschalenteile 9, 11 sind in der Fahrzeughochrichtung z voneinander über eine Profilhöhe Δz beabstandet und bilden ebenfalls Profilwände, die das Hohlprofil 7 begrenzen. Die Profilhöhe Δz des Türschwellers 1 ist gemäß der 3 in der Fahrzeuglängsrichtung x betrachtet nicht durchgängig konstant, sondern reduziert sich in der Fahrzeuglängsrichtung x geringfügig, zum Beispiel um 2 bis 3 cm. Dadurch vergrößert sich im Hinblick auf eine Komfortsteigerung der Tür-Einstiegsbereich in der fondseitigen Türöffnung 5. Zudem sind zur Aussteifung des Türschwellers 1 insgesamt vier Schottelemente 23 im Türschweller 1 verbaut. Jedes dieser Schottelemente 23 weist eine, das Hohlprofil 7 überdeckende Querwand 25 sowie davon abgewinkelte Randflansche 27 bis 30 auf, die jeweils mit den, in der Fahrzeughochrichtung z gegenüberliegenden Profilwänden 17 (das heißt den Seitenflanken) und den in der Fahrzeugquerrichtung y gegenüberliegenden Profilwänden 15 (das heißt den jeweiligen Profilgrund) fest verschweißt sind.
Die in der 3 verbauten, insgesamt vier Schottelemente 23 werden, trotz der in der Fahrzeuglängsrichtung x variierenden Profilhöhe Δz, als Gleichteile vorgehalten. Jedes der Schottelemente 23 ist hierfür zweiteilig aufgebaut, und zwar aus zwei voneinander separaten Blechteilen 33, 35. Die beiden Blechteile 33, 35 sind in der Einbaulage (5) jeweils über die oberen und unteren Randflansche 27, 28 mit den in der Höhenrichtung z gegenüberliegenden Profilwänden 17 verschweißt. Zudem sind die beiden Blechteile 33, 35 an einer gemeinsamen Anbindungsstelle A miteinander verschweißt. An der Anbindungsstelle A sind die beiden Blechteile 33, 35 über Anlageflächen mit einem Überlappmaß Δm einander überlappt und zum Beispiel durch Punktschweißstellen 18 (5) miteinander fest verbunden. Bei der Montage der Schottelemente 23 an den, in der Fahrzeuglängsrichtung x unterschiedlichen Einbauorten wird das Überlappmaß Δm der beiden Anlageflächen der Blechteile 33, 35 je nach variierender Profilhöhe Δz₁, Δz₂ passend vom Werker eingestellt.
Jedes der beiden Blechteile 33, 35 weist Wandabschnitte 37, 39 auf, die in der Einbaulage die Schottelement-Querwand 25 bilden. Die an der Anbindungsstelle A bereitgestellten Anlageflächen sind nicht nur an den Wandabschnitten 37, 39 der beiden Blechteile 33, 35 ausgebildet, sondern auch an den in der Querrichtung y einander gegenüberliegenden Randflanschen 29, 30 der beiden Blechteilen 33, 35 ausgebildet. Auf diese Weise ergibt sich eine in der 6 erkennbare Z-förmige Anlagekontur 45 mittels der in einfacher Weise eine montagetechnisch günstigen Höhenführung der beiden Blechteile 33, 35 erzielt wird.
Beim Zusammenbau des Türschwellers 1 werden die insgesamt vier baugleich ausgeführten Schottelemente 23 jeweils in der Fahrzeuglängsrichtung x lagerichtig im fahrzeuginneren Blechschalenteil 9 vorpositioniert und mittels ihrer oberen und unteren Randflansche 27, 28 an den jeweiligen oberen und unteren Profilwänden 17 fixiert und an ihren Anlageflächen lose in Kontakt gebracht. Anschließend werden in einem zweiten Prozessschritt die beiden Blechteile 33, 35 des jeweiligen Schottelementes 23 an ihren Anlageflächen miteinander punktverschweißt. In einem dritten Prozessschritt wird dann das fahrzeugäußere Blechschalenteil 11 auf die Randflansche 13 des fahrzeuginneren Blechschalenteils 9 aufgesetzt und damit verschweißt. Gleichzeitig wird auch der fahrzeugäußere Randflansch 30 des jeweiligen Schottteils 23 mit dem fahrzeugäußeren Blechschalenteil 11 verschweißt.
Wie aus der 2 oder 6 hervorgeht, bilden die in Anlage befindlichen Blechteil-Wandabschnitte 37, 39 der Blechteile 33, 35 eine Doppelwandstruktur 42. Ebenso bilden die in der Querrichtung y einander gegenüberliegenden Randflansche 29, 30 der beiden Blechteile 33, 35 eine Doppelwandstruktur 42 aus. Bei der Verschweißung der in der Querrichtung y gegenüberliegenden, doppelwandigen Randflansche 29, 30 ergibt sich somit ein bauteilsteifer Dreilagenaufbau 43 (2 und 6), der zusammen mit der Doppelwandstruktur 42 gegenüber der Einleitung von Seitenkollisionskräften F_A äußerst bauteilsteif ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007017165 A1 [0004]

Claims

Fahrzeug-Karosseriestruktur, mit zumindest einem, in einer Längserstreckungsrichtung (x) langgestreckten Hohlprofilträger (1) mit einem Hohlprofil (7), das zwischen gegenüberliegenden Profilwänden (17) eine Profilhöhe (Δz₁; Δz₂) aufweist, die über die Längserstreckungsrichtung (x) variiert, in welchem Hohlprofil (7) zumindest ein Schottelement (23) angeordnet ist zur Aussteifung des Hohlprofilträgers (1) in einer Querrichtung (y), dadurch gekennzeichnet, dass das Schottelement (23) aus zwei voneinander separaten Blechteilen (33, 35) aufgebaut ist, die jeweils an den gegenüberliegenden Profilwänden (17) fest angebunden sind und an einer gemeinsamen Anbindungsstelle (A) fest miteinander verbunden sind.
Fahrzeug-Karosseriestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Blechteile (33, 35) an der Anbindungsstelle (A) Anlageflächen aufweisen, die einander mit einem Überlappmaß (Δm) überlappen und fest miteinander verbunden sind, und dass bei der Montage des Schottelements (23) das Überlappmaß (Δm) in Abhängigkeit von der in der Längserstreckungsrichtung (x) variierenden Profilhöhe (Δz₁; Δz₂) einstellbar ist.
Fahrzeug-Karosseriestruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlprofilträger (1) eine Mehrzahl von zueinander baugleichen Schottelementen (23) verbaut sind, die in der Längserstreckungsrichtung (x) voneinander beabstandet sind, und dass insbesondere die Blechteile (33, 35) der Schottelemente (23) zur Anpassung an die in der Längserstreckungsrichtung (x) variierende Profilhöhe (Δz) an den jeweiligen Anbindungsstellen (A) mit unterschiedlichen Überlappmaßen (Δm) miteinander verbunden sind.
Fahrzeug-Karosseriestruktur nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlprofilträger (1) ein sich in der Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckender Türschweller ist, der bodenseitig eine frontseitige Türöffnung (3) und eine fondseitige Türöffnung (5) begrenzt, und dessen Profilhöhe (Δz) im Bereich der fondseitigen Türöffnung (5) unter Vergrößerung des Tür-Einstiegsbereiches reduziert ist.
Fahrzeug-Karosseriestruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (7) durch die in der Profilhöhenrichtung (z) einander gegenüberliegende Profilwände (17) und durch in der Querrichtung (y) einander gegenüberliegende Profilwände (15) begrenzt ist und/oder dass das Schottelement (23) eine das Hohlprofil (7) überdeckende Querwand (25) mit davon abgewinkelten Randflanschen (27 bis 30) aufweist.
Fahrzeug-Karosseriestruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Blechteile (33, 35) des Schottelementes (23) in der Querrichtung (y) einander gegenüberliegende Randflansche (29, 30) aufweisen, die bevorzugt in der Längserstreckungsrichtung (x) gegenläufig von der Schottelement-Querwand (25) abgewinkelt sind.
Fahrzeug-Karosseriestruktur nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der beiden Blechteile des Schottelements (23) in der Profilhöhenrichtung (z) einander gegenüberliegende Randflansche (27, 28) aufweist, die bevorzugt in der Längserstreckungsrichtung (x) gleichläufig von der Schottelement-Querwand (25) abgewinkelt sind.
Fahrzeug-Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Blechteile (33, 35) an ihren Anlageflächen eine Doppelwandstruktur (42) bilden, und/oder dass die Anlageflächen an den, die Schottelement-Querwand (25) bildenden Wandabschnitten (37, 39) der Blechteile (33, 35) und an den, in der Querrichtung (y) einander gegenüberliegenden Randflanschen (29, 30) der beiden Blechteile (33, 35) ausgebildet sind.
Fahrzeug-Karosseriestruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der in der Querrichtung (y) einander gegenüberliegenden Randflansche (29, 30) sowie die in Anlage befindlichen Blechteil-Wandabschnitte (37, 39) in einer Doppelwandstruktur (42) ausgebildet sind, und dass die Randflansche (29, 30) unter Bildung eines Dreilagenaufbaus mit den Profilwänden (15) des Hohlprofilträgers (1) verbunden sind.
Fahrzeug-Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der als Türschweller (1) ausgeführte Hohlprofilträger aus zwei Blechschalenteilen (9, 11) aufgebaut ist, die an abgewinkelten Randflanschen (13) unter Bildung eines geschlossenen Hohlprofils (7) miteinander fest verbunden sind, und dass insbesondere das fahrzeuginnere Blechschalenteil (9) im Querschnitt U-förmig mit einem Profilgrund sowie davon hochgezogenen Seitenflanken ausgebildet ist, und dass die beiden Seitenflanken die in der Profilhöhenrichtung (z) gegenüberliegenden Profilwände (17) bilden und der Profilgrund eine der in der Querrichtung (y) gegenüberliegenden Profilwände (15) bildet.