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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 29. Juni 2017 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2017-0082229 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft eine Verstärkungsstruktur eines Seitenlängsträgers für ein Fahrzeug, welche den Rahmen einer Fahrzeugkarosserie an der unteren Seite einer Fahrzeugtür hält und die auf das Fahrzeug ausgeübte Belastung in der Längsrichtung und der Vertikalrichtung trägt.
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Im Allgemeinen ist ein Seitenlängsträger eines der Festigkeitselemente, welche die Seitenöffnung des Fahrzeuges bilden und unter der Fahrzeugtür platziert sind. Der Seitenlängsträger ist vorzugsweise nicht so hoch für die Höhenstabilität. Wenn die Höhe des Seitenlängsträgers auf einen niedrigen Wert gesetzt ist, kann der Seitenlängsträger beschädigt werden, indem er mit Hindernissen auf dem Boden in Kontakt gelangt. Daher muss der Seitenlängsträger genaue Abmessungen haben, während er die Querschnittsfläche zum Sicherstellen der erforderlichen Steifigkeit beibehält.
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Der Seitenlängsträger wird durch Verbinden eines Innenpaneels, das mit einem mittleren Bodenpaneel verbunden ist, das an dem Fahrzeug montiert ist, und eines Außenpaneels mittels Schweißen oder dergleichen geschaffen, um einen Innenraum (Längsträgerraum) zu bilden.
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Um den in dem Seitenlängsträger gebildeten Innenraum effizient zu nutzen, wurde der Innenraum meist dazu verwendet, einen von der Außenseite des Fahrzeuges ausgeübten Stoß zu absorbieren und die Verformungsfestigkeit zu erhöhen.
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Mit anderen Worten hat der innere Abschnitt des Seitenlängsträgers eine geringe Verformungsfestigkeit aufgrund seines leichten Quetschens, da der Raum des Seitenlängsträgers leer ist, so dass ein Verstärkungselement in den Raum des Seitenlängsträgers eingesetzt ist, um die Insassen und das Fahrzeug gegen einen Aufprall zu schützen.
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Um den leeren Raum effizient zu nutzen und den äußeren Stoß, der durch eine Fahrzeugkollision verursacht wird, zu absorbieren, wurden ständig Versuche durch Einsetzen eines Verstärkungselements in den Innenraum des Seitenlängsträgers fortgeführt. Es wird jedoch angemerkt, dass die tatsächliche Situation einer Fahrzeugkollision meist wie die Situation einer geringen Überlappungskollision ist.
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Da der Fahrer reflexartig das Lenkrad des Fahrzeuges dreht, wenn er eine Kollisionsgefahr wahrnimmt, tritt die tatsächliche Kollision anders als eine volle Frontalkollision am wahrscheinlichsten als eine teilweise Frontal- oder Seitenkollision auf.
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Als Reaktion auf die vorliegende Situation haben die Fahrzeughersteller einen Frontalaufpralltest mit geringer Überlappung durchgeführt.
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Das heißt, dies ist ein Test zum Beurteilen der Sicherheit, bei dem ein Bereich von 25% des vorderen Teils des Fahrzeuges, das mit einer Geschwindigkeit von 64 km/h fährt, auf ein Hindernis mit einer Höhe von etwa 1,5 m stößt.
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Mit der Erfindung wird eine Verstärkungsstruktur eines Seitenlängsträgers für ein Fahrzeug geschaffen, welche derart konfiguriert ist, dass das Kollisionsverhalten eines Fahrzeuges verbessert wird, indem verhindert wird, dass der Seitenlängsträger bei einem Vorwärts- oder Rückwärtskollisionstest, insbesondere bei einem Kollisionstest mit geringer Überlappung gebrochen und aufgeweitet wird.
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Eine Verstärkungsstruktur eines Seitenlängsträgers für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann ein Seiteninnenpaneel, das innerhalb einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, eine Seitenlängsträgerverstärkung, die an einer Außenfläche des Seiteninnenpaneels angebracht ist und einen Längsträgerraum bildet, und eine Seitenlängsträgererweiterung (oder Seitenlängsträgerverlängerung) aufweisen, die einen Öffnungsabschnitt schließt, der an der Vorderseite des von dem Seiteninnenpaneel und der Seitenlängsträgerverstärkung gebildeten Längsträgerraumes offen ist, und die mit dem Seiteninnenpaneel, der Seitenlängsträgerverstärkung und einem Seitenlängsträgerverstärkungselement gekuppelt ist.
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Das Seitenlängsträgerverstärkungselement kann an dem inneren oberen Abschnitt des Längsträgerraumes angeordnet sein, um das Seiteninnenpaneel mit der Seitenlängsträgerverstärkung zu verbinden, und die Seitenlängsträgererweiterung kann mit dem Seitenlängsträgerverstärkungselement gekuppelt sein.
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Ferner kann eine integrierte Verstärkung einbezogen sein, welche an der Außenseite der Seitenlängsträgerverstärkung angeordnet ist. Ein Seitenabschnitt der integrierten Verstärkung kann mit der Seitenlängsträgerverstärkung gekuppelt sein, und ein unterer Endabschnitt der integrierten Verstärkung kann über einen Verbindungsabschnitt mit der Seitenlängsträgerverstärkung und dem Seiteninnenpaneel gekuppelt sein.
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Ferner kann ein Seitenaußenpaneel einbezogen sein, von welchem ein unterer Endabschnitt an der Außenfläche der integrierten Verstärkung angeordnet ist. Das Seitenaußenpaneel kann über einen Verbindungsabschnitt mit der integrierten Verstärkung und der Seitenlängsträgerverstärkung gekuppelt sein.
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Ferner kann eine Kotflügelkupplungsschraube einbezogen sein, welche die integrierte Verstärkung, die Seitenlängsträgerverstärkung und einen Einsetzabschnitt der Seitenlängsträgererweiterung nacheinander durchdringt und verschraubt, und welche mit einem Kotflügel verbunden ist.
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Das Seitenlängsträgerverstärkungselement kann ein erstes Element, das mit der Außenfläche des Seiteninnenpaneels korrespondiert und mit dem Seiteninnenpaneel gekuppelt ist, ein zweites Element, das mit dem ersten Element einstückig (bzw. als eine Einheit oder ganzheitlich) gebogen ist, mit der inneren oberen Fläche des Längsträgerraumes an der Seitenlängsträgerverstärkung korrespondiert und mit der Seitenlängsträgerverstärkung gekuppelt ist, und ein drittes Element aufweisen, das mit dem zweiten Element einstückig (bzw. als eine Einheit oder ganzheitlich) gebogen ist, mit der inneren Außenfläche des Längsträgerraumes an der Seitenlängsträgerverstärkung korrespondiert und mit der Seitenlängsträgerverstärkung gekuppelt ist.
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Ferner kann ein Frontverstärkungselement einbezogen sein, welches an der Vorderseite der Seitenlängsträgererweiterung angeordnet ist und die integrierte Verstärkung mit dem Seiteninnenpaneel verbindet.
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Das Frontverstärkungselement kann ein erstes Frontelement, das mit der Außenfläche der integrierten Verstärkung gekuppelt ist, und ein zweites Frontelement aufweisen, das mit dem ersten Frontelement einstückig (bzw. als eine Einheit oder ganzheitlich) gebogen ist, den oberen Abschnitt des vorderen Teils der Seitenlängsträgererweiterung abdeckt und an einer Innenseite des zweiten Frontelements mit dem Seiteninnenpaneel gekuppelt ist.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Einsetzabschnitt der Seitenlängsträgererweiterung über einen Verbindungsabschnitt mit der Innenfläche des Längsträgerraumes an der Innenseite des Seitenlängsträgers gekuppelt, wodurch das Brechen und das Auseinandergehen des Seitenlängsträgers während einer Kollision verhindert werden.
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Darüber hinaus deckt das Frontverstärkungselement den Öffnungsabschnitt zwischen dem Seiteninnenpaneels und der integrierten Verstärkung ab und verstärkt die Kupplungsstruktur zwischen dem Seiteninnenpaneel und der integrierten Verstärkung und die Kupplungsstruktur der Seitenlängsträgererweiterung, wodurch das Brechen und das Ausweiten bzw. Ausdehnen des Seitenlängsträgers während einer Kollision verhindert werden.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer einstückigen Gesenkschmiedeverstärkung, die den Seitenlängsträger für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung bildet;
- 2 eine Seitenteilansicht der Vorderseite eines Seitenlängsträgers für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 3 eine perspektivische Explosionsteilansicht der Vorderseite eines Seitenlängsträgers für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 4 einen Schnitt eines Schweißabschnitts der Vorderseite eines Seitenlängsträgers für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
- 5 eine perspektivische Teilansicht der Vorderseite eines Seitenlängsträgers für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Eigenschaften darstellen, welche die grundlegenden Prinzipien der Erfindung aufzeigen. Die speziellen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, die zum Beispiel spezielle Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen umfassen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise durch die jeweils beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumgebung bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durch die einzelnen Figuren der Zeichnung hinweg.
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Nachfolgend wird nun auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachstehend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung dazu bestimmt, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen abzudecken, welche im Sinn und Bereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
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Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Bezugszeichen und die Formen beschrieben, die in der Zeichnung gezeigt sind, um den Gedanken der Erfindung zu realisieren, jedoch kann dies von dem tatsächlichen Produkt abweichen.
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Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe werden benutzt, um den Gedanken der Erfindung zu beschreiben, und können einen Inhalt aufweisen, der von der Bedeutung der Begriffe selbst abweicht.
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Jedoch ist, da die Größe und die Dicke der in der Zeichnung gezeigten Elemente zur Vereinfachung der Erläuterung willkürlich gezeigt sind, die Erfindung nicht unbedingt auf die in der Zeichnung gezeigten beschränkt, und die Dicke ist vergrößert, um die verschiedenen Teile und Bereiche deutlich darzustellen.
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Um eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung deutlich zu erläutern, werden die Teile weggelassen, die nicht auf die Beschreibung bezogen sind, und dieselben Bezugszeichen sind durch die Beschreibung hinweg denselben oder ähnlichen Bauelementen zugeordnet.
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In der folgenden Beschreibung werden gleiche Bezeichnungen von Elementen zur Unterscheidung in erste, zweite und dergleichen eingeteilt, und die Reihenfolge ist nicht unbedingt darauf beschränkt.
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Mit Bezug auf 1 kann eine Fahrzeugkarosserie 100 einen Seitenlängsträger 101, eine Frontsäule 102, eine Mittelsäule 103 und eine Dachseitenschiene 104 aufweisen, und eine Seitenlängsträgererweiterung 210 ist an der Vorderseite des Seitenlängsträgers 101 angeordnet.
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Mit Bezug auf die 2 bis 5 wird die vordere Struktur des Seitenlängsträgers 101, wo die Seitenlängsträgererweiterung 210 angeordnet ist, ausführlich beschrieben.
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Mit Bezug auf die 2 und 3 kann ein Seitenlängsträger 101 für ein Fahrzeug ein Seiteninnenpaneel 300, ein Frontverstärkungselement 200, die Seitenlängsträgererweiterung 210, ein Seitenlängsträgerverstärkungselement 310, eine Seitenlängsträgerverstärkung 230, eine integrierte Verstärkung 220 und ein Seitenaußenpaneel 205 aufweisen.
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Die integrierte Verstärkung 220 kann durch ein einziges Plattenmaterial entsprechend dem Seitenlängsträger 101, der Frontsäule 102, der Mittelsäule 103 und der Dachseitenschiene 104 einstückig ausgebildet sein. Die integrierte Verstärkung 220 kann durch einen Gesenkschmiedeprozess hergestellt werden, bei welchem das Plattenmaterial auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt, in eine Form geformt und abgekühlt wird.
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In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Seiteninnenpaneel 300 relativ zu der Innenseite der Fahrzeugkarosserie 100 angeordnet sein, und das Seitenlängsträgerverstärkungselement 310, die Seitenlängsträgerverstärkung 230, die integrierte Verstärkung 220, das Frontverstärkungselement 200 und das Seitenaußenpaneel 205 sind nacheinander an der Außenseite des Seiteninnenpaneels 300 angeordnet.
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Diesbezüglich kann die Anordnungsreihenfolge in Abhängigkeit von dem Verbindungsverfahren und der Verbindungsposition usw. variieren.
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Die Seitenlängsträgererweiterung 210 kann einen Einsetzabschnitt 212 aufweisen, der in einen Längsträgerraum 405 (4) eingesetzt ist und einen Frontöffnungsabschnitt des Längsträgerraumes 405 abdeckt, der von dem Seiteninnenpaneel 300, der Seitenlängsträgerverstärkung 230 und dem Seitenlängsträgerverstärkungselement 310 gebildet wird.
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In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Seitenlängsträgerverstärkungselement 310 ein erstes Element 310a, ein zweites Element 310b und ein drittes Element 310c aufweisen. Das erste Element 310a kann mit der Außenfläche des Seiteninnenpaneels 300 gekuppelt sein, das zweite Element 310b kann mit der Seitenlängsträgerverstärkung 230 gekuppelt sein, und das dritte Element 310c kann mit der Innenseite der Seitenlängsträgerverstärkung 230 gekuppelt sein. Das erste, das zweite und das dritte Element 310a, 310b und 310c können durch einstückiges Biegen eines Plattenelements geformt werden.
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Mit Bezug auf 4 kann ein vorderer Abschnitt des Seitenlängsträgers 101 als Hauptverbindungsabschnitt einen ersten Verbindungsabschnitt 451, einen zweiten Verbindungsabschnitt 452, einen dritten Verbindungsabschnitt 453, einen vierten Verbindungsabschnitt 454, einen fünften Verbindungsabschnitt 455, einen sechsten Verbindungsabschnitt 456, einen siebten Verbindungsabschnitt 457 und einen achten Verbindungsabschnitt 458 aufweisen.
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Der erste Verbindungsabschnitt 451 kuppelt das Seiteninnenpaneel 300, das erste Element 310a des Seitenlängsträgerverstärkungselements 310 und den Einsetzabschnitt 212 der Seitenlängsträgererweiterung 210 miteinander.
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Der zweite Verbindungsabschnitt 452 kuppelt das Seiteninnenpaneel 300 mit dem Einsetzabschnitt 212 der Seitenlängsträgererweiterung 210, der dritte Verbindungsabschnitt 453 kuppelt die Seitenlängsträgerverstärkung 230 mit dem Einsetzabschnitt 212 der Seitenlängsträgererweiterung 210.
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Der vierte Verbindungsabschnitt 454 kuppelt die integrierte Verstärkung 220, die Seitenlängsträgerverstärkung 230, das dritte Element 310c des Seitenlängsträgerverstärkungselements 310 und den Einsetzabschnitt 212 der Seitenlängsträgererweiterung 210 miteinander.
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Der fünfte Verbindungsabschnitt 455 kuppelt das Seiteninnenpaneel 300 mit der Seitenlängsträgerverstärkung 230, und der sechste Verbindungsabschnitt 456 kuppelt den Einsetzabschnitt 212 der Seitenlängsträgererweiterung 210 mit der Seitenlängsträgerverstärkung 230.
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Der siebte Verbindungsabschnitt 457 kuppelt die Seitenlängsträgerverstärkung 230, die integrierte Verstärkung 220 und das Seitenaußenpaneel 205 miteinander, und der achte Verbindungsabschnitt 458 kuppelt das Seiteninnenpaneel 300, die Seitenlängsträgerverstärkung 230 und die integrierte Verstärkung 220 miteinander.
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Eine Kotflügelkupplungsschraube 400 tritt durch den Einsetzabschnitt 212 der Seitenlängsträgererweiterung 210, die Seitenlängsträgerverstärkung 230 und die integrierte Verstärkung 220 derart hindurch, dass sie mit einer Mutter verschraubt ist, so dass die Seitenlängsträgererweiterung 210, die Seitenlängsträgerverstärkung 230 und die integrierte Verstärkung 220 fest miteinander gekuppelt sind. Die Kotflügelkupplungsschraube 400 kann mit einem Kotflügel verbunden sein.
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Diesbezüglich ist die Kupplungsstruktur zwischen der Kotflügelkupplungsschraube 400 und dem Kotflügel auf eine bekannte Technologie bezogen, und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen.
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In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung können die Positionen des ersten, des zweiten, des dritten, des vierten, des fünften, des sechsten, des siebten und des achten Verbindungsabschnitts 451 bis 458 und der Kotflügelkupplungsschraube 400 in Abhängigkeit von der Gestaltungsspezifikation variiert werden, und Löcher zum Punktschweißen können in vorbestimmten Positionen im Voraus gebildet werden.
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Außerdem sind die Form und die Position der Löcher zum Punktschweißen für einen technisch versierten Fachmann offensichtlich, so dass eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen wird.
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Mit Bezug auf 5 kann das Frontverstärkungselement 200 ein erstes Frontelement 501 und ein zweites Frontelement 502 aufweisen, die durch Biegen eines einzigen Plattenmaterials einstückig geformt werden.
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Das erste Frontelement 501 kann mit der Außenfläche der integrierten Verstärkung 220 gekuppelt sein, und das zweite Frontelement 502 kann einstückig mit dem ersten Frontelement 501 gebogen sein, um einen Frontöffnungsabschnitt zu bilden, der zwischen der integrierten Verstärkung 220 und dem Seiteninnenpaneel 300 ausgebildet ist. Die Innenseite des zweiten Frontelements 502 ist mit der Außenfläche des Seiteninnenpaneels 300 gekuppelt.
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Die Seitenlängsträgererweiterung 210 schließt den Längsträgerraum 405, der zwischen der Seitenlängsträgerverstärkung 230 und dem Seiteninnenpaneel 300 ausgebildet ist. Das zweite Frontelement 502 deckt die obere Seite der Vorderseite der Seitenlängsträgererweiterung 210 ab, was die Struktur der Seitenlängsträgererweiterung 210 verstärkt und die vorderen Flächen zwischen der integrierten Verstärkung 220 und dem Seiteninnenpaneel 300 miteinander verbindet, um deren Verbindungsstruktur zu verstärken.
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In der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Seitenlängsträgererweiterung 210 über die jeweiligen Verbindungsabschnitte mit der Innenfläche des Längsträgerraumes 405 des Seitenlängsträgers 101 gekuppelt, um wirksam zu verhindern, dass die Vorderseite des Seitenlängsträgers 101 bricht und auseinandergeht.
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Ferner deckt das Frontverstärkungselement 200 auch den Frontöffnungsabschnitt zwischen dem Seiteninnenpaneel 300 und der integrierten Verstärkung 220 ab, verstärkt die Kupplungsstruktur zwischen dem Seiteninnenpaneel 300 und der integrierten Verstärkung 220, und festigt die Kupplungsstruktur der Seitenlängsträgererweiterung 210, wodurch wirksam verhindert wird, dass der vordere Abschnitt des Seitenlängsträgers im Falle einer Kollision gebrochen oder aufgeweitet wird.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“, „vorn“, „hinten“ usw. verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen dieser Merkmale in den Figuren zu beschreiben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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