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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosserie (auch als Warmumformungsfahrzeugkarosserie bezeichnet) bzw. eine mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosseriestruktur (auch als Warmumformungsfahrzeugkarosseriestruktur bezeichnet) vom integralen Typ und insbesondere eine mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosseriestruktur vom integralen Typ, welche dazu in der Lage ist, auf Kollisionen mit geringer Überdeckung durch Steifigkeit und Festigkeit einer Struktur mit einem geschlossenen Querschnitt zu antworten, sowie ein Fahrzeug mit einer mittels Warmumformung hergestellten Fahrzeugkarosseriestruktur vom integralen Typ.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Im Allgemeinen stellt eine Verringerung eines Gewichts einer einen Fahrzeugrahmen aufweisenden Fahrzeugkarosserie eine der Haupttechnologien bzw. eine der wichtigsten Maßnahmen zur Verbesserung einer Kraftstoffeffizienz dar.
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Ein Beispiel von Fahrzeugkarosserien, welche die Technologie zum Verringern eines Gewichts der Fahrzeugkarosserie anwendet, ist eine mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosseriestruktur vom integralen Typ, in welcher Seitenstrukturverstärkungselemente integral gebildet sind. Das Warmumformungsverfahren ist hier ein Verfahren zum Umformen einer Mehrzahl von Komponenten zu einer Komponente unter Verwendung einer Pressform, wobei das Verfahren geeignet ist, um Strukturelemente und Aufprallelemente für ein Fahrzeug zu bilden.
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Die mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosseriestruktur vom integralen Typ ist daher derart konfiguriert, dass ein Seitenschweller und ein unterer Endabschnitt einer Frontsäule (im Allgemeinen einer A-Säule) in ein mittels Warmumformung hergestelltes Paneel vom integralen Typ umgeformt werden, wobei das mittels Warmumformung hergestellte Paneel vom integralen Typ an eine Frontverbindung einer Fahrzeugkarosserie angebaut wird. Dementsprechend ist die mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosseriestruktur vom integralen Typ in der Lage, 5 kg an Gewicht im Vergleich zu einer Struktur einzusparen, welche mit einem separaten Seitenschweller, einem separaten unteren Endabschnitt einer Frontsäule und einem separaten Endabschnitt einer Frontsäule konfiguriert ist.
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Fahrzeugkarosseriestrukturen, bei denen an relevanten Karosserieknoten Bleche bzw. Verstärkungsbleche eingesetzt werden, um eine Verformung eines Fahrgastraumes zu minimieren und die Steifigkeit und Festigkeit der mittels Warmumformung hergestellten Fahrzeugkarosserie sicherzustellen, damit die Frontalaufprallsicherheit bei geringer Überdeckung ausreichend gewährleistet ist, sind aus der
DE 10 2014 018 324 A1 ,
DE 10 2013 201 558 A1 , der
US 9 090 291 B1 , der
US 9 643 654 B2 , der
US 4 944 553 A und der
FR 2 991 940 A1 bekannt.
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Abriss der Erfindung
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Die mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosseriestruktur kann strukturell mit Nachteilen behaftet sein hinsichtlich einer Sicherstellung der Steifigkeit und Festigkeit einer Fahrzeugfrontkarosserie, da eine Querschnittsstruktur, welche einen Raum einer Frontverbindung umgibt, welche durch ein mittels Warmumformung hergestelltes Paneel und einen Seiteninnenabschnitt gebildet ist, ausgeschnitten ist und es unmöglich ist, die ausgeschnittene Querschnittsstruktur mit einem geschlossenen Querschnitt zu bilden.
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Wenn die Festigkeit und Steifigkeit der vorderen Fahrzeugkarosserie nicht sichergestellt sind, sind ein Zusammenfallen eines Seitenschwellers durch ein Abschlagen eines Reifens/eines Rades, eine Verletzung einer unteren Extremität eines Fahrzeuginsassen durch ein Zusammenfallen des Seitenschwellers, ein Eindringen des Seitenschwellers ins Fahrzeuginnere unter ein Armaturenbrett, ein Ausüben einer übermäßigen Last auf einen Kopplungsabschnitt des Armaturenbretts und dergleichen sehr wahrscheinlich. Folglich ist eine Struktur, in welcher keine Struktur mit einem geschlossenen Abschnitt bzw. Querschnitt gebildet ist, mit Nachteilen hinsichtlich einer effizienten Absorption (oder eines Abfangens) einer Last einer Fahrzeugfront behaftet.
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Da eine Frontalaufprallsicherheitsevaluierung bei geringer Überdeckung (small overlap) der North America IIHS (Insurance Institute for Highway Safety) darüber hinaus erfordert, dass eine Verformung eines Fahrgastraumes minimiert wird, ist eine Sicherstellung der Steifigkeit und Festigkeit der mittels Warmumformung hergestellten Fahrzeugkarosserie notwendig, um die Frontalaufprallsicherheitsevaluierung bei geringer Überdeckung der North America IIHS zu bestehen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer integralen Warmumformung hergestellten Fahrzeugkarosseriestruktur und eines dieselbe aufweisenden Fahrzeugs, welche vorteilhaft sind hinsichtlich einer Sicherstellung der Steifigkeit und Festigkeit, um eine Last effektiv zu absorbieren (oder abzufangen), da ein geschlossener Abschnitt durch ein Verbindungselement gebildet ist, welches an der vorderen Fahrzeugkarosserie bereitgestellt ist, welche den Seitenschweller und den unteren Abschnitt der Frontsäule miteinander integrieren bzw. integral verbinden, und welche insbesondere die Frontalaufprallsicherheitsevaluierung bei geringer Überdeckung der North America IIHS bestehen, da Lastverteilungspfade durch das Verbindungselement realisiert sind.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Fahrzeug gemäß Anspruch 13.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine integrale Warmumformungsfahrzeugkarosseriestruktur (z.B. eine durch Warmumformung oder durch Warmpressen hergestellte Fahrzeugkarosseriestruktur) auf: ein integrales Warmumformungspaneel (z.B. ein durch Warmumformung oder durch Warmpressen hergestelltes Paneel), welches in einen eine A-Säule bildenden A-Säule-Abschnitt, einen eine B-Säule bildenden B-Säule-Abschnitt und einen eine C-Säule bildenden C-Säule-Abschnitt unterteilt ist und einen Seitenschweller mit einem unteren Abschnitt des A-Säule-Abschnitts, mit einem unteren Abschnitt des B-Säule-Abschnitts und einem unteren Abschnitt des C-Säule-Abschnitts bildet, und ein Verbindungselement, welches an dem A-Säule-Abschnitt angeordnet ist und einen offenen Frontverbindungsraum in dem A-Säule-Abschnitt besetzt, wobei das Verbindungselement ein inneres Blech und ein äußeres Blech aufweist, welche einen geschlossenen Abschnitt in dem Frontverbindungsraum des A-Säule-Abschnitts bilden.
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Der Frontverbindungsraum kann durch einen A-Säule-Seiteninnenabschnitt blockiert (z.B. begrenzt) sein, welcher an dem A-Säule-Abschnitt bereitgestellt ist, wobei das Verbindungselement den Frontverbindungsraum besetzen kann, um einen geschlossenen Abschnitt zu bilden.
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Der Frontverbindungsraum kann in einen Seitenschwellerverbindungsraum und einen Unteres-Säulenende-Verbindungsraum unterteilt sein, wobei der geschlossene Abschnitt in dem Seitenschwellerverbindungsraum gebildet sein kann.
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Das Verbindungselement kann den geschlossenen Abschnitt mit zwei geschlossenen Abschnitten bilden.
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Die beiden geschlossenen Abschnitte können in einen oberen geschlossenen Abschnitt, welcher durch einen oberen Abschnitt des äußeren Blechs und durch das innere Blech gebildet ist, und in einen unteren geschlossenen Abschnitt, welcher durch einen unteren Abschnitt des äußeren Blechs, den A-Säule-Abschnitt und einen Bodenabschnitt eines A-Säule-Seiteninnenabschnitts gebildet ist, unterteilt sein.
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Das innere Blech weist eine (z.B. mit einer „-“-Form (z.B. mit einer ebenen Form) gebildete) Flachkörperform auf und das äußere Blech weist eine mit einer U-Form gebildete Raumkörperform auf.
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Ein (z.B. kurzer) Endflansch und ein (z.B. langer) Endflansch sind an dem Flachkörper durch Biegen beider Enden des Flachkörpers in voneinander entgegengesetzte Richtungen gebildet, ein oberer Endflansch und ein unterer Endflansch sind an dem Raumkörper durch Biegen beider Enden des Raumkörpers in voneinander entgegengesetzte Richtungen gebildet, wobei der (z.B. kurze) Endflansch, der (z.B. lange) Endflansch, der obere Endflansch und der untere Endflansch als Schweißabschnitte (bzw. als zu verschweißende Abschnitte) gebildet sein können.
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Das innere Blech kann mit einem an dem Flachkörper gebildeten verlängerten Blech ausgebildet sein.
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Das äußere Blech kann mit einer Mehrzahl von in dem Raumkörper gebohrten Löchern ausgebildet sein.
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Das Verbindungselement kann ferner ein Führungsblech aufweisen, welches in Richtung zu einem bzw. zu dem inneren Blech des Verbindungselements angeordnet ist, wobei das Führungsblech Lasten eines den A-Säule-Abschnitt überdeckenden (bzw. überlappenden) Aufpralls verteilen kann.
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Das Führungsblech kann geneigt sein, um einen spitzen Winkel in einer Aufwärtsrichtung in Bezug auf eine obere Fläche eines bzw. des Flachkörpers des inneren Blechs zu bilden.
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Das Führungsblech kann als ein rechtwinkliger Körper gebildet sein, wobei Seitenflansche davon, welche um 90° an jeder von vier Seiten davon gebogen sind, als Schweißabschnitte (bzw. als zu verschweißende Abschnitte) gebildet sein können.
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Eine Nut oder ein Schlitz können an dem rechtwinkligen Körper gebohrt bzw. gebildet sein.
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Zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen die mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosseriestruktur als das den geschlossenen Abschnitt bildende Verbindungselement bereit und die Last verteilenden Pfade sind an dem Seitenschweller und dem unteren Frontsäulenabschnitt bereitgestellt, welche zu einer Komponente integriert sind bzw. integral verbunden sind, und weisen die folgenden Vorteile und Effekte auf.
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Als erster Effekt nimmt, wenn ein Rad oder ein Reifen abgeschlagen wird, der Kollabierungsgrad eines Seitenschwellers stark ab. Als zweiter Effekt ist, zusammen mit der Verbesserung hinsichtlich eines Zusammenfallens bzw. Kollabierens des Seitenschwellers, der Grad eines Eindringens des Seitenschwellers in Richtung eines Fahrzeuginneren unter ein Armaturenbrett stark verringert, so dass eine Verletzung einer unteren Extremität eines Fahrgasts selten auftritt. Als dritter Effekt ist eine übermäßige Konzentration einer Last auf einen Kopplungsabschnitt des Armaturenbretts stark verringert. Als vierter Effekt kann die Frontalaufprallsicherheitsevaluierung bei geringer Überdeckung der North America IIHS leicht erfüllt werden.
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere ähnliche hier verwendete Begriffe einschließen: Motorgetriebene Fahrzeuge im Allgemeinen, wie etwa Passagierfahrzeuge, welche ihrerseits einschließen: Sports Utility Vehicles (SUVs), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen (z.B. Kraftstoffe, welche aus von Erdöl verschiedenen Kraftstoffquellen abgeleitet sind) umfassen. Ein Hybridfahrzeug ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Leistungsquellen aufweist, beispielsweise sowohl kraftstoffbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
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Die Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen andere Merkmale und Vorteile auf, welche aus den hier einbezogenen beigefügten Zeichnungen und der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich werden oder darin detaillierter dargelegt werden, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erklären.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Perspektivansicht einer mittels Warmumformung hergestellten Fahrzeugkarosseriestruktur als Antwort auf einen Aufprall mit geringer Überdeckung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine schematische Querschnittdarstellung einer vorderen Fahrzeugkarosserie gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche für einen Aufprall mit geringer Überdeckung gewappnet ist und welche eine Festigkeit und Steifigkeit durch ein Verbindungselement sicherstellt.
- 3 ist eine perspektivische Teilansicht einer Geringe-Überdeckung-Fahrzeugfrontkarosserie gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche Lastverteilungspfade durch ein Verbindungselement bildet.
- 4 zeigt einen Zustand eines Aufpralls mit geringer Überdeckung eines Fahrzeugs mit einer mittels Warmumformung hergestellten Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, um für einen Aufprall mit geringer Überdeckung gewappnet zu sein.
- 5 zeigt Lastverteilungspfade, welche als Mehrfachlastverteilungspfade des Verbindungselements gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gebildet sind, wenn ein Fahrzeug in einem Zustand mit geringer Überdeckung kollidiert.
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Es sollte verständlich sein, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern, dass sie eine gewissermaßen vereinfachte Darstellung zahlreicher Merkmale sind, welche die grundlegenden Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die speziellen Ausgestaltungsmerkmale der hier offenbarten vorliegenden Erfindung, aufweisend beispielsweise spezielle Abmessungen, Orientierungen, Positionen und Formen, werden teilweise durch die spezielle beabsichtigte Anwendung und Benutzungsumgebung bestimmt werden.
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Detaillierte Beschreibung
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Nachfolgend wird nun im Detail Bezug auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von der Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Während die Erfindung im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, wird es verständlich sein, dass es nicht beabsichtigt ist, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen einschränkt. Es ist im Gegenteil beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abdeckt/abdecken, sondern ebenso zahlreiche Alternativen, Abwandlungen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche vom Umfang der in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung umfasst sind.
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1, 2 und 3 stellen eine mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar, welche für den Fall einer Kollision mit geringer Überdeckung vorgesehen ist.
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Bezugnehmend auf 1 ist eine mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosserie 1 in ein mittels Warmumformung hergestelltes Paneel 3, Seiteninnenpaneele 5, 6 und 7 und ein Dachschienenpaneel 8 unterteilt.
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Beispielsweise kann das mittels Warmumformung hergestellte Paneel 3 einen unteren Endabschnitt (in einer vertikalen Richtung) eines Seitenschwellers bilden und kann einen Frontabschnitt, einen mittleren Abschnitt und einen Heckabschnitt (in einer horizontalen Richtung bzw. einer Fahrzeuglängsrichtung) einer A-Säule bzw. einer B-Säule bzw. einer C-Säule bilden. Die Seiteninnenpaneele 5, 6 und 7 können in einen A-Säule-Seiteninnenabschnitt (A-Säule-Seiteninnenpaneel) 5, einen B-Säule-Seiteninnenabschnitt (B-Säule-Seiteninnenpaneel) 6 und einen C-Säule-Seiteninnenabschnitt (C-Säule-Seiteninnenpaneel) 7 unterteilt sein und der A-Säule-Seiteninnenabschnitt 5, der B-Säule-Seiteninnenabschnitt 6 und der C-Säule-Seiteninnenabschnitt 7 können aufeinanderfolgend an die A-, B- und C-Säule sowie an den Seitenschweller durch Schweißen angebracht sein, um mit dem mittels Warmumformung hergestellten Paneel 3 integral verbunden zu sein. Das Dachschienenpaneel 8 kann mit einem oberen Endabschnitt (in einer vertikalen Richtung) des mittels Warmumformung hergestellten Paneels 3 verschweißt sein, um mit dem mittels Warmumformung hergestellten Paneel 3 integral verbunden zu sein.
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Als Ergebnis davon kann die mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosserie 1 einen integralen Fahrzeugseitenrahmen bilden, in welchem das mittels Warmumformung hergestellte Paneel 3, die A-, B- und C-Säule-Seiteninnenpaneele 5, 6 und 7 und das Dachschienenpaneel 8 durch Schweißen integral verbunden sind. Daher kann die mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosserie bzw. Fahrzeugkarosseriestruktur 1 unterteilt werden in: einen A-Säule-Abschnitt 1-1, welcher die sich in Richtung einer Fahrzeugfront erstreckende A-Säule bildet, einen C-Säule-Abschnitt 1-3, welcher die sich in Richtung eines Fahrzeughecks erstreckende C-Säule bildet, und einen B-Säule-Abschnitt 1-2, welcher die B-Säule bildet, die zwischen der Fahrzeugfront und dem Fahrzeugheck angeordnet ist. DerA-Säule-Abschnitt 1-1 und der B-Säule-Abschnitt 1-2 können in einem Raum bereitgestellt sein, in welchem eine vordere Tür montiert ist, und der B-Säule-Abschnitt 1-2 und der C-Säule-Abschnitt 1-3 können in einem Raum bereitgestellt sein, in welchem eine hintere Tür montiert ist. Ein unterer Abschnitt des A-Säule-Abschnitts 1-1, ein unterer Abschnitt des B-Säule-Abschnitts 1-2 und ein unterer Abschnitt des C-Säule-Abschnitts 1-3 können als der Seitenschweller gebildet sein.
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Bezugnehmend auf 2 kann derA-Säule-Abschnitt 1-1 bzw. das mittels Warmumformung hergestellte Paneel 3 in einen Seitenschweller-Abschnitt 3A und einen unteren Säulenabschnitt 3B unterteilt sein und der A-Säule-Seiteninnenabschnitt 5 kann in einen Seitenschwellerüberlappungsabschnitt 5A und einen unteren Säulenüberlappungsabschnitt 5B unterteilt sein. Der Seitenschweller-Abschnitt 3A und der untere Säulenabschnitt 3B sind hier Teile des mittels Warmumformung hergestellten Paneels 3. Als Ergebnis davon bilden der Seitenschweller-Abschnitt 3A und der Seitenschwellerüberlappungsabschnitt 5A einen Seitenschwellerverbindungsraum und der untere Säulenabschnitt 3B und der untere Säulenüberlappungsabschnitt 5B bilden einen unteren Säulenverbindungsraum, wobei der Seitenschwellerverbindungsraum/ der untere Säulenverbindungsraum einen Frontverbindungsraum 3-1 an dem A-Säule-Abschnitt 1-1 bilden.
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Ein Verbindungselement 10 kann in dem Seitenschwellerverbindungsraum des Frontverbindungsraums 3-1 angeordnet sein und, da das Verbindungselement 10 den Seitenschwellerverbindungsraum als einen geschlossenen Abschnitt bildet, um verschieden von dem unteren Säulenverbindungsraum zu sein, welcher ein offener Abschnitt ist, ist es möglich, die Festigkeit und Steifigkeit einer vorderen Fahrzeugkarosserie, welche für den A-Säule-Abschnitt 1-1 erforderlich sind, sicherzustellen.
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Konkret kann das Verbindungselement 10 ein inneres Blech 20 und ein äußeres Blech 30 aufweisen, wobei das innere Blech 20 mit dem Seitenschweller-Abschnitt 3A verschweißt sein kann, um den Seitenschwellerverbindungsraum zu besetzen, und das äußere Blech 30 kann mit dem inneren Blech 20 und dem Seitenschweller-Abschnitt 3A verschweißt sein, um den Seitenschwellerverbindungsraum in zwei Räume zu unterteilen. Die beiden Räume können aufweisen: einen oberen geschlossenen Abschnitt 10-1, welcher einen geschlossenen Abschnitt durch das innere Blech 20 in einem oberen Abschnitt des äußeren Blechs 30 bildet, und einen unteren abgeschlossenen Abschnitt 10-2, welcher einen geschlossenen Abschnitt durch den Seitenschweller-Abschnitt 3A und den Seitenschwellerüberlappungsabschnitt 5A in einem unteren Abschnitt des äußeren Blechs 30 bildet. Daher kann der obere geschlossene Abschnitt 10-1 durch einen oberen Abschnitt des äußeren Blechs 30 und des inneren Blechs 20 gebildet sein und der untere geschlossene Abschnitt 10-2 ist durch einen unteren Abschnitt des äußeren Blechs 30, den A-Säule-Abschnitt 1-1 und einen unteren Abschnitt des A-Säule-Seiteninnenabschnitts 5 gebildet.
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Beispielsweise kann das innere Blech 20 durch einen eine „-“-Form (z.B. ebene Form) aufweisenden Flachkörper gebildet sein, welcher einen kurzen Endflansch und einen langen Endflansch aufweist, welche durch Biegen beider Enden des Flachkörpers in voneinander entgegengesetzte Richtungen gebildet sind. Die Biegelänge des kurzen Endflanschs kann kürzer als diejenige des langen Endflanschs sein. Der kurze Endflansch kann mit dem äußeren Blech 30 verschweißt sein und der lange Endflansch kann mit dem Seitenschweller-Abschnitt 3A verschweißt sein, um an dem mittels Warmumformung hergestellten Paneel 3 befestigt zu sein.
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Beispielsweise kann das äußere Blech 30 gebildet sein durch einen eine U-Form aufweisenden Raumkörper und durch einen oberen Endflansch sowie einen unteren Endflansch, welche durch Biegen beider Enden des Raumkörpers in entgegengesetzte Richtungen voneinander gebildet sind. Der obere Endflansch kann mit dem kurzen Endflansch verschweißt sein, um an dem inneren Blech 20 befestigt zu sein, und der untere Endflansch ist mit dem Seitenschweller-Abschnitt 3A gesondert von dem langen Endflansch verschweißt, um an dem mittels Warmumformung hergestellten Paneel 3 befestigt zu sein. Ein vorstehender Abschnitt des Raumkörpers kann mit dem Seitenschwellerüberlappungsabschnitt 5A verschweißt sein, um an dem Frontseiteninnenabschnitt (z.B. dem A-Säule-Seiteninnenabschnitt) 5 befestigt zu sein. Alternativ kann der vorstehende Abschnitt des Raumkörpers nicht mit Seitenschwellerüberlappungsabschnitt 5A verschweißt sein, um von dem A-Säule-Seiteninnenabschnitt 5 gesondert angeordnet zu sein, wenn es, wie in 2 gezeigt, erforderlich ist.
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Bezugnehmend auf 3 kann das Verbindungselement 10 ferner ein Führungsblech 40 aufweisen, wobei das Führungsblech 40 mit dem inneren Blech 20 zusammenwirken kann, so dass Lastverteilungspfade für einen kleinen Überlapp (bzw. bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung) Mehrfachlastpfade bzw. Mehrfachlastverteilungspfade bilden. Daher kann das innere Blech 20 einen Mehrfachlastpfad bzw. einen Mehrfachlastverteilungspfad bilden und gleichzeitig eine Last zu einem Fahrzeugkarosserietüröffnungsabschnitt (d.h. dem A-Säule-Abschnitt 1-1 und dem B-Säule-Abschnitt 1-2) verteilen, um die Wahrscheinlichkeit für ein Auftreten eines Bruchs eines Schweißpunkts zu verringern.
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Das Führungsblech 40 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass eines seiner Enden an einer oberen Fläche des Flachkörpers des inneren Blechs 20 durch Schweißen befestigt ist und dass dessen anderes Ende geneigt ist, um einen spitzen Winkel (h) in einer Aufwärtsrichtung zu bilden, um an einer Wand des Seitenschweller-Abschnitts 3A durch Schweißen befestigt zu sein. Die geneigte Aufwärtsrichtung bedeutet hier eine Richtung von der A-Säule zu der B-Säule. Daher kann das Führungsblech 40 in einem Innenraum des äußeren Blechs 30 angeordnet sein.
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Das innere Blech 20, das äußere Blech 30 und das Führungsblech 40 können Bestandteile zur Erhöhung der Eigensteifigkeit und der Festigkeit aufweisen.
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Ein verlängertes Blech 20-1, welches in einer Dreiecksform von der oberen Fläche des Flachkörpers verlängert ist bzw. sich erstreckt, kann ferner an dem inneren Blech 20 gebildet sein und das verlängerte Blech 20-1 kann an der Wand des Seitenschweller-Abschnitts 3A befestigt sein, um die Schweißfixierung bzw. Schweißbefestigung des inneren Blechs 20 zu verstärken und um die Steifigkeit und Festigkeit des inneren Blechs 20 zu erhöhen. Das verlängerte Blech 20-1 kann an einem Seitenabschnitt des Führungsblechs 40 verschweißt sein, um als ein Medium zum Verstärken der Schweißfixierung des Führungsblechs 40 zu wirken.
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Konkret kann eine Mehrzahl von Löchern 31 in gleichem Abstand in einer vorstehenden Fläche des Raumkörpers in dem äußeren Blech 30 gebohrt sein, so dass Gewicht verringert und eine Steifigkeit und Festigkeit hinsichtlich axialer Lasten erhöht werden. Das äußere Blech 30 kann insbesondere eine Trapezform bilden, welche nach außen hin weiter als die U-Form des Raumkörpers ist, um einen Raum des unteren abgeschlossenen Abschnitts 10-2 zu erweitern.
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Konkret kann das Führungsblech 40 mit einer rechtwinkligen Form gebildet sein und kann Seitenflansche bilden, welche um 90° an vier Seiten davon gebogen sind, wobei die Seitenflansche jeweils durch Schweißen fixiert sein können, um eine Schweißfixierung zu verstärken. Eine Nut oder ein Schlitz 41 können insbesondere in dem rechtwinkligen Körper des Führungsblechs 40 bereitgestellt bzw. gebohrt sein, um Gewicht zu verringern und um die Festigkeit und Steifigkeit hinsichtlich einer axialen Last zu erhöhen.
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4 stellt einen Zustand einer Kollision mit geringer Überdeckung eines Fahrzeugs 100 gemäß zahlreichen Ausführungsformen dar. Wie gezeigt, kann das Fahrzeug 100 an einem Seitenrahmen der Fahrzeugkarosserie mit der mittels Warmumformung hergestellten Fahrzeugkarosserie 1 bereitgestellt sein, und ein Armaturenbrett 110, welches einen Motorraum von einem Fahrgastraum trennt, kann in einem Frontbereich der mittels Warmumformung hergestellten Fahrzeugkarosserie 1 bereitgestellt sein. Daher kann der Frontbereich (A-Säule-Abschnitt 1-1) der mittels Warmumformung hergestellten Fahrzeugkarosserie 1 an einem Frontverbindungsbereich bereitgestellt sein, mit welchem das Armaturenbrett 110 verbunden ist.
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Die mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosserie 1 kann mit dem mittels Warmumformung hergestellten Paneel 3 bereitgestellt sein und das Verbindungselement 10 kann an dem A-Säule-Abschnitt 1-1 der mittels Warmumformung hergestellten Fahrzeugkarosserie 1 bereitgestellt sein. Die mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosserie 1, der A-Säule-Abschnitt 1-1, das mittels Warmumformung hergestellte Paneel 3 und das Verbindungselement 10 sind hier dieselben Bestandteile wie die durch Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen Bestandteile.
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Wenn das Fahrzeug 100 mit einem Hindernis 200 bei geringer Überdeckung kollidiert, behält der A-Säule-Abschnitt 1-1 der mittels Warmumformung hergestellten Fahrzeugkarosserie 1 eine Steifigkeit und Festigkeit bei und widersteht dem Aufprall mit geringer Überdeckung durch die hohe Widerstandsfähigkeit des Verbindungselements 10 und realisiert gleichzeitig ein Ausweichen, um auf die geringe Überdeckung zu reagieren, indem Lasten bei dem Aufprall mit geringer Überdeckung durch Mehrfachlastpfade verteilt bzw. abgeführt werden.
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5 veranschaulicht Lasten verteilende Pfade, welche als Mehrfachlastpfade des Verbindungselements gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet sind, wenn ein Fahrzeug in einem Zustand mit geringer Überdeckung kollidiert.
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Wie gezeigt, werden Lasten bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung durch das innere Blech 20 und das äußere Blech 30 abgeführt, um in einer Längsrichtung (in einer Längsrichtung des A-Säule-Abschnitts 1-1) verteilt zu werden, und werden gleichzeitig durch das verlängerte Blech 20-1 und das Führungsblech 40 abgeführt, um in eine Aufwärtsrichtung (eine Vertikalrichtung des A-Säule-Abschnitts 1-1) aufgeteilt zu werden, so dass Lastpfade durch drei Teile gebildet sind. Als Ergebnis davon behält der A-Säule-Abschnitt 1-1 eine starke Widerstandsfähigkeit bei, welche einen Aufprall mit geringer Überdeckung durch Steifigkeit und Festigkeit abfängt, welche durch den oberen/unteren geschlossenen Abschnitt 10-1 und 10-2 des Verbindungselements 10 verstärkt sind, wobei gleichzeitig ein Abfangen der Lasten bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung durch Verteilen der Lasten bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung realisiert wird.
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Wie vorangehend beschrieben weist die mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosseriestruktur für einen Aufprall mit geringer Überdeckung gemäß zahlreichen Ausführungsformen auf: ein mittels Warmumformung hergestelltes Paneel 3, welches unterteilt ist in einen eine A-Säule bildenden A-Säule-Abschnitt 1-1, einen eine B-Säule bildenden B-Säule-Abschnitt 1-2 und einen eine C-Säule bildenden C-Säule-Abschnitt 1-3, um einen Seitenschweller an unteren Abschnitten davon zu bilden, und ein Verbindungselement 10, welches zwei geschlossene Abschnitte in einem Frontverbindungsraum 3-1 des A-Säule-Abschnitts 1-1 bildet, mit welchem sich ein A-Säule-Seiteninnenpaneel 5 überlappt, wobei die mittels Warmumformung hergestellte Fahrzeugkarosserie 1 an einem Seitenrahmen des Fahrzeugs 100 bereitgestellt ist, so dass eine gebündelte (bzw. konzentrierte) Last auf ein Armaturenbrett 110 verhindert wird. Daher ist es möglich, eine Festigkeit und Steifigkeit zum effektiven Absorbieren (oder Abfangen) einer Last sicherzustellen, wodurch insbesondere die Frontalaufprallsicherheitsevaluierung bei geringer Überdeckung der North America IIHS erfüllt ist, da Lastverteilungspfade durch das Verbindungselement 10 realisiert werden.
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Zur Vereinfachung der Erklärung und im Hinblick auf eine genaue Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer“ oder „unterer“, „innerer“ oder „äußerer“ usw. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen durch Bezugnahme auf die Positionen dieser Merkmale in den Figuren zu beschreiben.
