-
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einem Dachholm gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Fahrzeugkarosserien mit einer geschlossenen Aufbaustruktur (Dachstruktur) weisen seitliche Dachholme auf, wie dies bspw. aus der
DE 10 2004 037 206 A1 bekannt ist. Solche Dachholme werden aus innenliegenden Halbschalen und außenliegenden Halbschalen über die jeweiligen Flansche dieser Halbschalen verbunden, so dass diese Flanschverbindungen gleichzeitig die Türausschnitte für die Seitentüren der Fahrzeugkarosserie sowie deren Dachausschnitt definieren. Die den Dachausschnitt definierenden Flanschverbindungen können weitere Dachmodule, Verstärkungsrahmen usw. aufnehmen.
-
Eine gattungsbildende Fahrzeugkarosserie ist aus der
DE 10 2011 110 910 A 1 mit einem Dachholm bekannt, welcher aus einer äußeren Halbschale mit einem randseitigen oberen und unteren Flansch, einer inneren Halbschale mit einem randseitigen oberen und unteren Flansch umfasst. Die beiden Halbschalen sind zur Bildung eines Hohlprofils über deren Flansche miteinander verbunden, die eine obere und eine untere Flanschverbindung bilden. Ein winkelförmiges Verstärkungsteil ist mit einem Schenkel derart mit der oberen Flanschverbindung verbunden, dass das zweite Schenkelteil in Fahrzeughochrichtung nach unten sich erstreckt. Dieses Verstärkungsteil bildet als erstes Rahmenteil zusammen mit einem zweiten Rahmenteil einen Verstärkungsrahmen, der zwischen einem Dachrahmen der Fahrzeugkarosserie und einem im Dach eingebauten Dachmodul angeordnet ist.
-
Ein Dachrahmen, gebildet aus einer inneren und äußeren Halbschale, ist auch aus der
DE 10 2015 108 119 A1 bekannt. Bei diesem Dachrahmen werden die beiden Halbschalen ebenso über jeweilige Flansche miteinander verbunden, wobei ein Flansch der äußeren Halbschale zur Bildung einer Flanschverbindung mit der inneren Halbschale über die Flanschverbindung in Fahrzeugquerrichtung hinausragt. Ein Bauteil ist im Bereich der oberen Flanschverbindung unterhalb der inneren Halbschale angeordnet, wobei ein außenseitige Ende zwischen den Flanschen der äußeren Halbschale an derselben angebunden ist.
-
Die
DE 103 07 621 A1 beschreibt einen Dachrahmen mit einer inneren und äußeren Halbschale sowie einer äußeren Seitenwand, wobei diese Komponenten jeweils über Flansche miteinander verbunden sind. Im Bereich einer oberen Flanschverbindung ist die äußere Halbschale über diese Flanschverbindung hinaus verlängert und dient als Halteelement zur Anbringung eines Haltegriffs und zur Halterung eines Seitenairbags.
-
Schließlich offenbart die
JP 2007-313 963 A einen aus einem inneren und einer äußeren Halbschalen gebildeten Dachrahmen, wobei diese Halbschalen über endseitige Flansche miteinander verbunden sind. Ein Verstärkungsteil erstreckt sich von einer oberen Flanschverbindung der beiden Halbschalen nach außen und ist am außenseitigen Ende mit der inneren Halbschale hohlprofilbildend verbunden.
-
Zur Realisierung eines passiven Insassenschutzes und zur Sicherstellung von gesetzlichen Anforderungen werden zunehmend die einen Dachholm bildenden Halbschalen aus höchstfesten Stählen mit einhergehenden niedrigen Bruchdehnungen ausgeführt. Nachteilig an einem solchen Aufbau ist jedoch, dass bei einem seitlichen Pfahlanprall der Dachholm großen Verformungen in Richtung der Fahrzeugkabine ausgesetzt ist. Aufgrund der geometrischen Gestaltung ist die den Dachausschnitt definierende Flanschverbindung sehr großen Zugbelastungen ausgesetzt, die die Bruchdehnung der Halbschalen schnell übersteigen und daher Rissbildungen nicht auszuschließen sind. Dies ist jedoch nachteilig hinsichtlich des Insassenschutzes wegen des Verlustes der Integrität der Fahrzeugkarosserie einerseits und andererseits wegen entstehenden scharfen Bruchkanten, die Airbags und Fahrzeuginsassen direkt gefährden könnten.
-
Der Vollständigkeit halber sei noch auf die
DE 10 2015 116 851 A 1 verwiesen, die ein als Karosseriesäule ausgebildetes Kraftfahrzeughybridbauteil beschreibt. Diese Karosseriesäule ist als Blechbauteil mit dem Querschnitt verschiedenen Wandstärken hergestellt, wobei in kritischen Bereichen über die Längsrichtung der Karosseriesäule Verstärkungspatches angeordnet sind, mit welchen eine erhöhte Bauteilfestigkeit und/oder Crashsicherheit über den Längsverlauf bereitgestellt wird.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Fahrzeugkarosserie der eingangs genannten Art anzugeben, welche bei einem seitlichen Pfahlanprall das Entstehen von Rissen verhindert, zumindest jedoch Zugbelastungen auf den Dachholm so reduziert werden, dass ein ausreichender Insassenschutz sicherstellbar ist.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Bei einer solchen Fahrzeugkarosserie umfasst ein Dachholm
- - eine äußere Halbschale mit einem randseitigen oberen und unteren Flansch, und
- - eine innere Halbschale mit einem randseitigen oberen und unteren Flansch, wobei
- - die äußere und innere Halbschale zu einem Hohlprofil über eine von den oberen Flanschen gebildete obere Flanschverbindung und über eine von den unteren Flanschen gebildete untere Flanschverbindung verbunden sind, und
- - an der oberen Flanschverbindung zumindest partiell ein in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden des Verstärkungsteil angeordnet ist.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
- - zur Bildung eines Dachausschnitt der Fahrzeugkarosserie der obere Flansch der inneren Halbschale einen über die obere Flanschverbindung in Fahrzeugquerrichtung hinaus sich erstreckenden Endabschnitt aufweist, und
- - an dem Endabschnitt des oberen Flansches der inneren Halbschale das Verstärkungsteil angeordnet ist.
-
Mit einem solchen Verstärkungsteil wird die Tragwirkung der oberen Flanschverbindung derart erhöht, dass dadurch bei Querbelastung (Pfahl) eine Verformungskinematik erzwungen wird bzw. einstellbar ist, die einen Anriss des Dachholms im Bereich der oberen Flanschverbindung vermeidet. Damit stellt die obere Flanschverbindung nicht mehr die höchstbelastete Querschnittzone des Dachholms dar.
-
Vorzugsweise ist das Verstärkungsteil streifenförmig und flächig ausgebildet und ist damit konstruktiv kostengünstig als Blechteil herstellbar.
-
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verstärkungsteil einen über den Endabschnitt des oberen Flansches der inneren Halbschale in Fahrzeugquerrichtung hinausragenden innenseitigen Verlängerungsabschnitt aufweist. Über diesen innenseitigen Verlängerungsabschnitt kann durch eine Abwinkelung und Lage (nach oben oder unten) die Verformungskinematik des ganzen Flansches beeinflusst werden und im Falle eines seitlichen Pfahlanpralls nach unten oder oben klappen.
-
Des Weiteren weist nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung das Verstärkungsteil einen außenseitigen Verlängerungsabschnitt auf, welcher hohlprofilbildend mit der inneren Halbschale verbunden ist. Vorzugsweise ist dieser außenseitige Verlängerungsabschnitt mit wenigstens einem Anbindungspunkt zur Anbindung einer Fahrzeugkomponente, wie bspw. Airbags, Verkleidungen oder Kabel usw. ausgebildet.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 schematisch und ausschnittsweise einen Dachholm einer Fahrzeugkarosserie in einer Explosionsdarstellung;
- 2 den Dachholm nach 1 als Schnitt A-A;
- 3 einen Dachholm in einer Schnittdarstellung; und
- 4 den Dachholm nach 2 in einem verformten Zustand.
-
Die Fahrzeugkarosserie 10 ist in 1 lediglich mit einem aus einer äußeren Halbschale 2 und einer inneren Halbschale 3 aufgebauten Dachholm 1 sowie mit einem Verstärkungsteil 4 dargestellt. Die beiden Halbschalen 2 und 3 sowie das Verstärkungsteil 4 sind jeweils als Blechteil ausgeführt. Die den Dachholm 1 bildenden Abschnitte der beiden Halbschalen 2 und 3 gehen in rückwärtiger Richtung in eine C-Säule 2.0 bzw. 3.0 über. Ferner sind auch Anschlussflansche 2.01 bzw. 3.01 der äußeren Halbschale 2 bzw. der inneren Halbschale 3 für eine B-Säule zu erkennen. Ein Dachquerträger 3.02 ist im Bereich des Übergangs zur C-Säule 3.0 mit der inneren Halbschale 3 verbunden.
-
Der aus den Halbschalen 2 und 3 gefügte Zustand des Dachholms 1 ist im Bereich des mit der inneren Halbschale 3 verbundenen Verstärkungsteils 4 aus dem Schnitt A-A gemäß 2 ersichtlich. Hierbei ist die äußere Halbschale 2 fahrzeugaußenraumseitig und die innere Halbschale 3 fahrzeuginnenraumseitig angeordnet und bilden zusammen ein Hohlprofil.
-
Die innere Halbschale 3 ist in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) in einer L-Form ausgebildet, wobei ein Mittelteil 3.3 den langen Teil der L-Form und ein oberer Flansch 3.1 den kurzen Teil der L-Form darstellt. In Fahrzeughochrichtung nach unten geht das Mittelteil 3.3 annähernd geradlinig in einen unteren Flansch 3.2 über. Die äußere Halbschale 2 ist über einen oberen Flansch 2.1 mit einem Verbindungsabschnitt 3.10 des oberen Flansches 3.1 der inneren Halbschale 3 und über einen unteren Flansch 2.2 mit dem unteren Flansch 3.2 der inneren Halbschale 3 verbunden und bilden eine obere Flanschverbindung 1.1 und eine untere Flanschverbindung 1.2. Hierbei erstreckt sich die obere Flanschverbindung 1.1 nur über den an den Mittelteil 3.3 sich anschließenden Verbindungsabschnitt 3.10 des oberen Flansches 3.1 der inneren Halbschale 3. Der obere Flansch 3.1 der inneren Halbschale 3 erstreckt sich mit einem Endabschnitt 3.11 in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) über die erste Flanschverbindung 1.1 hinaus und ist dort mit einem Abschnitt 4.0 des Verstärkungsteils 4 verbunden. Die untere Flanschverbindung 1.2 definiert im Bereich des Schnittes A-A einen Türausschnitt für eine hintere Seitentür der Fahrzeugkarosserie 10. Die obere Flanschverbindung 1.1 definiert zusammen mit dem Endabschnitt 3.11 der inneren Halbschale 3 einen Dachausschnitt der Fahrzeugkarosserie 10.
-
In 2 ist gegenüber 1 zusätzlich ein Seitenwandrahmen 5 der Fahrzeugkarosserie 10 dargestellt, welcher fahrzeugaußenraumseitig über einen oberen Flansch 5.1 zusammen mit den oberen Flanschen 2.1 und 3.1 die Flanschverbindung 1.1 und über einen unteren Flansch 5.2 zusammen mit unteren Flanschen 2.2 und 3.2 die untere Flanschverbindung 1.2 bildet.
-
Das Verstärkungsteil 4 ist streifenförmig und flächig ausgebildet und erstreckt sich mit dessen Längsrichtung in Fahrzeuglängsrichtung. In Fahrzeugquerrichtung ist das Verstärkungsteil 4 mit dem Verbindungsabschnitt 4.0, welcher mit dem Endabschnitt 3.11 des oberen Flansches 3.1 der inneren Halbschale 3 verbunden ist, und einem innenseitigen Verlängerungsabschnitt 4.1 ausgebildet, welcher in Bezug auf die Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) nach unten abgekantet ist.
-
Dieses Verstärkungsteil 4 erhöht die Tragwirkung des oberen Flansches 3.1 der inneren Halbschale 3 derart, dass unter einer Querbelastung aufgrund eines seitlichen Pfahlaufpralls eine Verformungskinematik erzeugt wird, die dazu führt, dass der Flansch 3.1 zusammen mit dem Verstärkungsteil 4 in Fahrzeughochrichtung nach unten oder nach oben abgeklappt wird, wie dies schematisch für den erstgenannten Fall in 4 dargestellt ist. Dadurch stellt der anrissgefährdete obere Flansch 3.1 der inneren Halbschale 3 nicht mehr die höchstbelastete Querschnittszone dar, so dass ein Anriss des Dachholms 1 im Falle eines seitlichen Pfahlaufpralls robust vermieden werden kann.
-
Die 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Verstärkungsteils 4 des Dachholms 1 nach 2. Dieses Verstärkungsteil 4 weist gegenüber demjenigen nach 2 nicht nur einen innenseitigen Verlängerungsabschnitt 4.1 sondern auch einen in Fahrzeugquerrichtung gerichteten außenseitigen Verlängerungsabschnitt 4.2 auf, welcher endseitig in einen mit der inneren Halbschale 3 verbundenen unteren Flanschabschnitt 4.20 übergeht. Dieser Verlängerungsabschnitt 4.2 bildet zusammen mit dem Verbindungsabschnitt 4.0 des Verstärkungsteils 4 eine Z-Form, so dass dieser außenseitige Verlängerungsabschnitt 4.2 zusammen mit der inneren Halbschale 3 ein Hohlprofil bildet. An diesem Verlängerungsabschnitt 4.2 ist wenigstens ein Anbindungspunkt 4.3 vorgesehen, welcher mit einer Fahrzeugkomponente, wie bspw. einem Airbag, einer Verkleidung oder einem Kabel bspw. mittels einer Schraubverbindung verbunden werden kann. So ist dieser Anbindungspunkt 4.3 bspw. als Öffnung zur Realisierung einer Schraubverbindung ausgeführt.
-
Auch für diese alternative Ausgestaltung des Verstärkungsteils 4 gemäß 3 gelten die im Zusammenhang mit dem Verstärkungsteil 4 nach 2 aufgeführten Vorteile.
-
Nach 1 weist das Verstärkungsteil 4 nur eine Länge in Fahrzeuglängsrichtung auf, die einem Teil der Länge des hinteren Türausschnittes in Fahrzeuglängsrichtung entspricht. Es ist natürlich auch möglich, das Verstärkungsteil 4 gemäß den 2 oder 3 mit jeder beliebigen Länge im Vergleich zur Länge des Dachholms 1 auszubilden, bspw. auch mit einer der Länge des Dachholms 1 entsprechenden Länge.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Dachholm der Fahrzeugkarosserie 10
- 1.1
- obere Flanschverbindung des Dachholms 1
- 1.2
- untere Flanschverbindung des Dachholms 1
- 2
- äußere Halbschale des Dachholms 1
- 2.0
- C-Säule
- 2.01
- Anschlussflansch für B-Säule
- 2.1
- oberer Flansch der äußeren Halbschale 2
- 2.2
- unterer Flansch der äußeren Halbschale 2
- 3
- innere Halbschale des Dachholms 1
- 3.0
- C-Säule
- 3.01
- Anschlussflansch für C-Säule
- 3.02
- Dachquerträger
- 3.1
- oberer Flansch der inneren Halbschale 3
- 3.10
- Verbindungsabschnitt des oberen Flansches 3.1
- 3.11
- Endabschnitt des oberen Flansches 3.1
- 3.2
- unterer Flansch der inneren Halbschale 3
- 3.3
- Mittelteil der innere Halbschale 3
- 4
- Verstärkungsteil des Dachholms 1
- 4.0
- Verbindungsabschnitt des Verstärkungsteils 4
- 4.1
- innenseitiger Verlängerungsabschnitt des Verstärkungsteils 4
- 4.2
- außenseitiger Verlängerungsabschnitt des Verstärkungsteils 4
- 4.20
- Flanschabschnitt des außenseitigen Verlängerungsabschnittes 4.2
- 4.3
- Anbindungspunkt des außenseitigen Verlängerungsabschnittes 4.2
- 5
- Seitenwandrahmen der Fahrzeugkarosserie 10
- 5.1
- oberer Flansch des Seitenwandrahmens 6
- 5.2
- unterer Flansch des Seitenwandrahmens 6
- 10
- Fahrzeugkarosserie
