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Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Befestigung eines Energiespeichers an einem Seitenschweller eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Seitenschweller gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
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Aus der
EP 2 468 609 B1 ist bereits eine Mehrzahl solcher Verbindungselemente zur Befestigung eines Energiespeichers an einem Seitenschweller eines Kraftwagens bekannt. Jedes dieser Verbindungselemente ist dabei als einteilige Befestigungsbuchse in Form eines Nutsteins ausgebildet, welches in einer entsprechenden Nut eines Untergurts des Seitenschwellers aufgenommen und abgestützt ist. In eine Gewindeöffnung der jeweiligen Befestigungsbuchse ist dabei eine Schraube eingeschraubt, über welche ein Energiespeicher am Seitenschweller befestigt ist. Derartige Befestigungsbuchsen, welche lediglich am Untergurt abgestützt sind, können jedoch nur bedingt Kräfte aufnehmen. Deshalb ist es generell wünschenswert, die Befestigungsbuchsen besser am Seitenschweller zu befestigen.
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Allerdings ist hierbei zu berücksichtigen, dass Seitenschweller gemäß dem Stand der Technik außerdem in der Montagerichtung, welche zumeist parallel zur Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verläuft, oftmals in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) hinterschnittig ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich gerade bei der Montage jeweiliger Befestigungsbuchsen für einen Energiespeicher am Seitenschweller eine relativ komplizierte Montage, bei der beispielsweise Bauteile des Seitenschwellers im Bereich der jeweiligen Befestigungsbuchsen ausgeschnitten und somit geschwächt werden müssen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verbindungselement zur Befestigung eines Energiespeichers an einem Seitenschweller sowie einen Seitenschweller der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen sich eine stabilere Befestigung des Energiespeichers am Seitenschweller bei gleichzeitig einfacherer Montage realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verbindungselement zur Befestigung eines Energiespeichers an einem Seitenschweller sowie einen Seitenschweller mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Verbindungselement umfasst eine an einem Untergurt des Seitenschwellers abstützbare Befestigungsbuchse, an welcher ein Befestigungselement, insbesondere eine Schraube des Energiespeichers befestigbar ist. Um dabei eine stabilere Befestigung des Energiespeichers am Seitenschweller bei gleichzeitig einfacherer Montage zu erreichen, weist das Verbindungselement ein weiteres Bauteil, insbesondere in Form eines Schottblechs auf, welches mit der Befestigungsbuchse über jeweilige Fügebereiche in ihrer Relativlage zueinander einstellbar verbunden ist. Durch die zweiteilige Ausgestaltung des Verbindungselements - mit der Befestigungsbuchse und dem weiteren Bauteil/Schottblech ist es somit zunächst auf einfache Weise möglich - diese beiden Bauteile in ihrer Relativlage anzupassen und anschließend, beispielsweise durch Punktschweißen, Laserschweißen oder ein anderes Fügverfahren, gegebenenfalls auch ein mechanisches Verbindungsverfahren, zu fügen. Durch die Zweiteiligkeit ist es zunächst in einfacher Weise möglich, das jeweilige Verbindungselement großformatig mit den Bauteilen des Seitenschwellers zu verbinden, so dass eine äußerst stabile Anbindung des Energiespeichers am Seitenschweller erfolgen kann. Durch die Einstellbarkeit der Verbindungselemente können somit die Befestigungsbuchsen, an welchen der Unterflur-Energiespeicher befestigt ist, über die zugehörigen Stützelemente, insbesondere die Schottbleche, in einfacher Weise über eine erhebliche Höhenerstreckungsrichtung und insbesondere am zugehörigen Verstärkungsteil des Seitenschwellers angebunden werden.
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Durch die Anpassung des Verbindungselements, beispielsweise in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und/oder in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) kann außerdem in einfacher Weise ein Toleranzausgleich erfolgen, was die Montage deutlich vereinfacht. Außerdem ermöglicht die Zweiteiligkeit auch den Einsatz der Verbindungselemente bei hinterschnittig ausgebildeten Seitenschwellern, was wiederum den Vorteil hat, dass Bauteile des Seitenschwellers im Bereich der Verbindungselemente nicht ausgeschnitten werden müssen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das weitere Bauteil des Verbindungselements als Schottblech ausgebildet ist, welches mit einem weiteren Bauteil des Seitenschwellers, insbesondere einem Verstärkungsteil, verbindbar ist. ein solches Schottblech ist besonders einfach ausgebildet, kann leicht mit der Befestigungsbuchse verbunden werden, und ist zudem großformatig mit dem jeweiligen Bauteilen des Seitenschwellers verbindbar, so dass sich insgesamt eine besonders günstige und stabile Befestigung des Energiespeichers am Seitenschweller realisieren lässt.
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In weiter vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Befestigungsbuchse und das weitere Bauteil, insbesondere das Schottblech, vor dem gegenseitigen Verbinden entlang ihrer jeweiligen Fügebereiche bezogen auf ihre Einbaulage in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) und/oder in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) in ihrer Relativlage zueinander einstellbar. Hierdurch ist ein Verbindungselement geschaffen, was in optimaler Weise unter Ausgleich entsprechender Toleranzen am Seitenschweller befestigt werden kann.
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Zudem hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die jeweiligen Fügebereiche der Befestigungsbuchse und des weiteren Bauteils/des Schottblechs als ebene Flächen ausgebildet sind. hierdurch ergibt sich eine besonders einfache und leicht reproduzierbare Einstellung der Befestigungsbuchse und des weiteren Bauteils/des Schottblechs.
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Bei einer weiter vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Befestigungsbuchse als Kaltfließpressteil ausgebildet, welche ein einfaches Herstellverfahren ermöglicht und eine gute Verbindungsmöglichkeit mit dem üblicherweise als Stahlblechbauteil ausgebildeten weiteren Bauteil/Schottblech eröffnet.
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In weiterer vorteilhafter Weise sind die Befestigungsbuchse und das weitere Bauteil/Schottblech durch eine Fügeverbindung, insbesondere durch Punktschweißen, miteinander verbunden. Ein derartiges Fügeverfahren lässt sich bei der Montage besonders leicht bewerkstelligen-
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Befestigungsbuchse einen Kopf aufweist, über welchen die Befestigungsbuchse an dem Untergurt des Seitenschwellers abstützbar ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders stabile Befestigung der Befestigungsbuchse am Untergurt.
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Zur Erfindung gehört auch ein Seitenschweller für einen Kraftwagen, mit einem Seitenschweller-Innenteil, mit einem Untergurt und mit einem Seitenschweller-Außenteil, durch welche ein Hohlraum des Seitenschwellers begrenzt ist. In diesem Hohlraum ist ein Verstärkungsteil angeordnet, welches am Seitenschweller-Innenteil befestigt ist. Der Seitenschweller weist dabei wenigstens ein Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auf. Die durch das wenigstens eine Verbindungselement erzielbaren Vorteile sind dabei identisch mit den Vorteilen, welche sich für den Seitenschweller ergeben.
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Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Untergurt und das Verstärkungsteil als vormontierbare, bauvariantenspezifische Baueinheit ausgebildet sind, welche über wenigstens ein Verbindungselement miteinander verbunden sind. Demzufolge können der Untergurt und das Verstärkungsteil als Teile einer vormontierbaren Baueinheit spezifisch auf eine Bauvariante des Kraftwagens abgestimmt werden. So kann beispielsweise eine Baueinheit aus Untergurt und Verstärkungsteil für ein Fahrzeug mit einem Unterflur-Energiespeicher geschaffen werden, welche beispielsweise um entsprechende Verbindungselemente zur Anbindung des Energiespeichers an dem Seitenschweller ergänzt ist, wohingegen eine Baueinheit für einen Kraftwagen mit Verbrennungsantrieb geschaffen werden kann, welche demgegenüber vereinfacht ausgebildet ist. Somit kann auf einfache Weise der Seitenschweller insgesamt auf eine jeweilige Bauvariante des Kraftwagens abgestimmt werden, wobei sich jeweilige Bauvarianten insbesondere auf das Antriebskonzept beziehen, jedoch gegebenenfalls auch beispielsweise auf die Fahrzeugstandhöhe des Fahrzeugs (Limousinen, Geländewagen, Van, Coupe, Cabriolet, etc.).
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf eine Karosserie eines Personenkraftwagens im Bereich eines teilweise dargestellten erfindungsgemäßen Seitenschwellers, welcher ein einer Bodengruppe zugeordnetes Seitenschweller-Innenteil sowie ein als vormontierbare bauvariantenspezifische Baueinheit mit einem Untergurt und einem Verstärkungsteil umfasst, welche bei der vorliegenden bauvariantenspezifischen Ausführungsform über eine Mehrzahl von Verbindungselementen miteinander verbunden sind, welche jeweilige Befestigungsbuchsen zur Befestigung eines Energiespeichers des Kraftwagens und zugeordnete Schottbleche umfassen, welche in Fahrzeughochrichtung in ihrer Relativlage zueinander einstellbar und miteinander verbindbar sind,
- 2a in jeweiligen Perspektivdarstellungen die schematische Erläuterung eines ersten Fertigungsschritts zur Herstellung der vormontierbaren Baueinheit gemäß 1, in welchem jeweilige Schottbleche mit dem Verstärkungsteil verbunden werden,
- 2b in jeweiligen Perspektivdarstellungen die schematische Erläuterung eines weiteren Verfahrensschritts zur Herstellung der vormontierbaren Baueinheit gemäß 1, in welchem zur Befestigung eines Unterflur-Energiespeichers an dem Kraftwagen jeweilige Befestigungsbuchsen vorgesehen sind, welche oberseitig des Untergurts der vormontierbaren Baueinheit befestigt werden,
- 2c jeweilige weitere Perspektivansichten des Verstärkungsteils mit den Schottblechen gemäß 2a und dem Untergurt mit den Befestigungsbuchsen gemäß 2b, welche in einem weiteren Verfahrensschritt zu der fertigen vormontierbaren Baueinheit miteinander verbunden werden,
- 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Zusammenbaus der vorgefertigten, bauvariantenspezifischen Baueinheit mit einem mittleren Seitenwandteil, welcher anschließend mit dem auf Seiten der Bodengruppe angeordneten Seitenschweller-Innenteil verbunden wird,
- 4 eine ausschnittsweise Perspektivansicht des Zusammenbaus der vorgefertigten, bauvariantenspezifischen Baueinheit mit dem auf Seiten der Bodengruppe fest angeordneten Seitenschweller-Innenteil, welches mit dem Untergurt der Baueinheit entlang einer in Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers verlaufenden Flanschverbindung unter Vermittlung des Verstärkungsteils mittelbar miteinander verbunden ist,
- 5 eine perspektivische und gegenüber 4 stark vergrößerte Schnittansicht des teilweise dargestellten Seitenschwellers, wobei außerdem unterseitig des Seitenschwellers ein Unterflur-Energiespeicher für einen elektrischen Antrieb des Kraftwagens befestigt ist,
- 6 eine Perspektivansicht eines der aus der jeweiligen Befestigungsbuchse und dem zugeordneten Schottblech gebildeten, zweiteiligen Verbindungselements, über welches der Untergurt und das Verstärkungsteil miteinander verbunden sind,
- 7 eine ausschnittsweise Schnittansicht durch den Seitenschweller gemäß den 1 bis 5 mit dem daran befestigten Unterflur-Energiespeicher,
- 8 eine perspektivische Explosionsdarstellung der vormontierten Baueinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform, bei welcher die jeweiligen Verbindungselemente zunächst in ihrer Höhe eingestellt und verbunden werden sowie mit dem Verstärkungsteil verbunden werden, bevor sie mit dem Untergurt verbunden werden,
- 9 eine perspektivische Schnittansicht des Seitenschwellers analog zu 5 in einer alternativen Ausführungsform, bei der die jeweilige Befestigungsbuchse des Energiespeichers einen unteren Wandbereich des Verstärkungsteils durchragt und mit einem zugeordneten Schottblech verbunden ist, welches seinerseits innerhalb des durch das Verstärkungsteil und das Seitenschweller-Innenteil begrenzten Hohlraum angeordnet ist, und in
- 10 eine Perspektivansicht auf eine weitere, alternative Ausgestaltung des Seitenschwellers, bei welchem eine andersartige, vormontierbare, bauvariantenspezifische Baueinheit vorgesehen ist, welche bei einem rein mit Kraftstoff betriebenen Personenkraftwagen zum Einsatz kommt, und bei welcher der Untergurt und das Verstärkungsteil lediglich über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind.
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1 zeigt in einer ausschnittsweise Perspektivansicht eine Karosserie eines Personenkraftwagens, von welcher insbesondere eine Bodengruppe 1 erkennbar ist, an deren Außenseite eine sich in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) beziehungsweise in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) erstreckende Seitenwand 2 angeordnet ist, von welcher vorliegend allerdings nur ein inneres Seitenwandteil 3 erkennbar ist. An dieses innere Seitenwandteil 3 schließen sich außenseitig ein mittleres und ein äußeres Seitenwandteil an. In der Seitenwand 2 beziehungsweise dem Seitenwandteil 3 sind eine vordere und eine hintere Türöffnung 4, 5 erkennbar, ebenso Türsäulen in Form einer A-Säule 6, einer B-Säule 7 und einer C-Säule 8.
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Auf der - in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet - linken Fahrzeugseite ist ein Seitenschweller 9 teilweise erkennbar, welcher sich zumindest im Wesentlichen zwischen einem vorderen Radlauf 11 und einem hinteren Radlauf 12 erstreckt. Der Seitenschweller 9 umfasst dabei ein sich vorliegend zumindest im Wesentlichen ebenfalls vom vorderen Radlauf 11 bis zum hinteren Radlauf 12 erstreckendes Seitenschweller-Innenteil 10, welches vorliegend an der Bodengruppe 1 beziehungsweise dem inneren Seitenwandteil 3 der Seitenwand 2 befestigt ist.
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Außerdem umfasst der Seitenschweller 9 einen diesen nach unten hin in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) begrenzenden, etwa horizontal in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) und in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) erstreckenden Untergurt 13 sowie ein im Querschnitt etwa hutförmiges Verstärkungsteil 14, welches auf im Weitere noch näher beschriebene Weise in einem durch den Seitenschweller 9 gebildeten Hohlraum aufgenommen ist. Der Untergurt 13 ist dabei auf im Weiteren noch näher beschriebene Weise separat von dem Seitenschweller-Innenteil 10 ausgebildet und entlang einer in Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers 9 verlaufenden Flanschverbindung unter Vermittlung des Verstärkungsteils 14 mit dem Seitenschweller-Innenteil 10 verbunden. Außerdem bilden der Untergurt 13 und das Verstärkungsteil 14 eine unter Bezugnahme auf die 2a bis 2c noch näher erläuterte vormontierbare und bauvariantenspezifische Baueinheit 15, welche zunächst separat von der Bodengruppe 1 hergestellt und anschließend an der Bodengruppe 1 beziehungsweise an dem Seitenschweller-Innenteil 10 befestigt wird.
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Anhand der 2a bis 2c soll nun im Weiteren der Zusammenbau der vormontierbaren, bauvariantenspezifischen Baueinheit 15 erläutert werden:
- 2a zeigt hierzu in einer jeweiligen Perspektivansicht das Verstärkungsteil 14 sowie jeweilige Schottbleche 16, 17, welche - wie dies in 2a angedeutet ist - beispielsweise durch Punktschweißen, Laserschweißen oder ein ähnliches Fügverfahren, gegebenenfalls auch mittels einer mechanischen Verbindung, mit dem Verstärkungsteil 14 verbunden werden. Die Schottbleche 16 werden dabei über die Längserstreckungsrichtung verteilt an dem Verstärkungsteil 14 angeordnet, und zwar in einem Eckbereich zwischen einem vertikal verlaufenden Wandbereich 19 und einem im Wesentlichen horizontal verlaufenden Wandbereich 20. Die Schottbleche 17 bilden einen jeweiligen vorderen und hinteren Abschluss des Seitenschwellers 9. Gegebenenfalls können insbesondere im Front- und Heckbereich des Seitenschwellers 9 auch noch Wagenheberaufnahmen befestigt sein. Das Verstärkungsteil 14 wird beispielsweise durch Rollumformen hergestellt.
- 2b zeigt in jeweiligen Perspektivdarstellungen die schematische Erläuterung eines weiteren Verfahrensschritts zur Herstellung der vormontierbaren Baueinheit gemäß 1, in welchem zur Befestigung eines Unterflur-Energiespeichers an dem Kraftwagen jeweilige Befestigungsbuchsen 21 vorgesehen sind, welche oberseitig des Untergurts 13 der vormontierbaren Baueinheit 15 beispielsweise durch Punktschweißen befestigt werden. Die Befestigungsbuchsen 21 sind hier durch Kaltfließpressen hergestellt und umfassen einen Kopf 22 und einen einstückig mit diesem verbundenen Schaft 23. In die jeweilige Befestigungsbuchse 21 ist ein Gewindeloch 39 (7) eingebracht, in welchem eine Schraube 38 (7) zur Befestigung des Energiespeichers 37 (7) fixiert werden kann. Dieses Gewindeloch 39 wird in Überdeckung mit einer Öffnung innerhalb des Untergurts 13 angeordnet.
- 2c zeigt jeweilige weitere Perspektivansichten des Verstärkungsteils 14 mit den Schottblechen 16, 17 gemäß 2a und des Untergurts 13 mit den Befestigungsbuchsen 21 gemäß 2b, welche in einem weiteren Verfahrensschritt zu der fertigen vormontierbaren Baueinheit miteinander verbunden werden. Die Schottbleche 16 auf Seiten des Verstärkungsteils 14 und die zugehörigen Befestigungsbuchsen 21 auf Seiten des Untergurts 13 werden hierbei durch Punktschweißen, gegebenenfalls auch durch ein anderes Fügeverfahren, miteinander verbunden. Jedes Paar - bestehend aus dem entsprechenden Schottblech 16 und der zugehörigen Befestigungsbuchse 21 - bildet dabei ein Verbindungselement 24, über welches das Verstärkungsteil 14 und der Untergurt 13 miteinander verbunden sind. Demgemäß sind der Untergurt 13 und das Verstärkungsteil 14 über mehrere Verbindungselemente 24 der vormontierbaren Baueinheit 15 miteinander verbunden.
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In Zusammenschau mit 6, welche in Perspektivansicht eines der aus der jeweiligen Befestigungsbuchse 21 und dem zugeordneten Schottblech 16 gebildetes, zweiteiliges Verbindungselement 24 zeigt, über welches der Untergurt 13 und das Verstärkungsteil 14 miteinander verbunden sind, wird erkennbar, dass sowohl das jeweilige Schottblech 16 als auch die zugehörige Befestigungsbuchse 21 jeweils einen Fügebereich 25, 26 aufweisen, welche eine sich jeweils vertikal in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende ebene Fläche aufweisen beziehungsweise als solche ausgebildet sind. Entlang dieser Flächen beziehungsweise Fügebereiche 25, 26 sind dabei die jeweiligen Schottbleche 16 und die zugehörigen Befestigungsbuchsen 21 in ihrer Lage relativ zueinander insbesondere in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung), aber auch in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung), also in ihrer Relativlage zueinander, einstellbar. Nach dieser Einstellung erfolgt dann ein Fügen des Schottblech 16 und der zugehörigen Befestigungsbuchse 21 zum Beispiel durch Punktschweißen. Diese Verfahrensschritte erfolgen allesamt im Rahmen der Vormontage der Baueinheit 15.
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Außerdem sind der Untergurt 13 und das Verstärkungsteil 14 auch direkt miteinander verbunden, nämlich entlang einer in Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers verlaufenden Flanschverbindung 27. Die jeweiligen Flansche werden dabei durch Laserschweißen verbunden, wobei auch andere Fügeverfahren denkbar sind.
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Anhand der perspektivischen Explosionsdarstellung von 3, oben, ist erkennbar, dass im Rahmen der Rohbaufertigung das Seitenschweller-Innenteil 10 mit der Bodengruppe 1 verschweißt wird. Gemäß der Darstellung in 3, unten, wird die vorgefertigte, bauvariantenspezifische Baueinheit 15 zunächst mit einem Seitenrahmen - Mitte 42 gemäß dem Pfeil 43 verbunden, wonach der Seitenrahmen-Mitte 42 innenseitig mit einem hier nicht gezeigten Seitenrahmen - Innen sowie einem ebenfalls nicht gezeigten Seitenrahmen - Außen verbunden wird. Seitenrahmen - Mitte 42, Seitenrahmen - Innen und Seitenrahmen - Außen, welche jeweils ein oder mehrteilig ausgebildet sein können, bilden somit den Seitenrahmen beziehungsweise die Seitenwand der Karosserie. Der Seitenrahmen-Außen bildet dabei im Bereich des Seitenschwellers 9 das in 7 erkennbare Seitenschweller-Außenteil 41.
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Im Anschluss daran wird der Seitenrahmen mit der Baueinheit 15 an der Bodengruppe 1 mit dem Seitenschweller-Innenteil 10 befestigt.
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4 zeigt in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht den Zusammenbau der vorgefertigten, bauvariantenspezifischen Baueinheit 15 mit dem auf Seiten der Bodengruppe 1 fest angeordneten Seitenschweller-Innenteil 10 nochmals separat.
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In Zusammenschau mit 5, welche eine perspektivische und gegenüber 4 stark vergrößerte Schnittansicht des teilweise dargestellten Seitenschwellers 9 zeigt, beziehungsweise in Zusammenschau mit 7, welche eine Schnittansicht von vorne auf den kompletten Seitenschweller 9 zeigt, wird insbesondere erkennbar, dass der Untergurt 13 unter Vermittlung des Verstärkungsteils 14 mittelbar mit dem Seitenschweller-Innenteil 10 verbunden ist. Diese mittelbare Verbindung zwischen Untergurt 13 und Seitenschweller-Innenteil 10 erfolgt insbesondere über einem in den 5 und 7 erkennbaren unteren Flansch 28 des im Querschnitt hutförmigen Verstärkungsteils 14, welcher einen nach oben abgewinkelten Flansch 29 des Untergurts 13 mit einem unteren Endbereich beziehungsweise Flansch 30 des Seitenschweller-Innenteils 10 verbindet. Die Verbindung zwischen dem Flansch 28 des Verstärkungsteils 14 und dem Flansch 29 des Untergurts 13 bildet die oben beschriebene Flanschverbindung 27, welche im Rahmen der Vormontage der Baueinheit 15 erzeugt wird.
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Durch Punktschweißen wird dann in der Rohbaufertigung zum einen der Flansch 28 des Verstärkungsteils 14 mit dem Flansch 30 des Seitenschweller-Innenteils 10 zu einer sich entlang der Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers 9, also zumindest im Wesentlichen horizontal und in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) verlaufenden Flanschverbindung 31 verbunden und dadurch die mittelbare Verbindung zwischen Untergurt 13 und Seitenschweller-Innenteil 10 hergestellt. Zum anderen erfolgt im oberen Bereich eine Verbindung eines oberen Flansches 33 des Verstärkungsteils 14 mit dem Seitenschweller-Innenteil 10 entlang einer ebenfalls horizontal und in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) verlaufenden Flanschverbindung 32.
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In 7 ist des Weiteren das Seitenschweller-Außenteil 41 erkennbar, welches mit einem oberen Flansch 45 mit einem Flansch 34 des Seitenschweller-Innenteils 10 verbunden ist. In einem unteren äußeren Bereich des Seitenschwellers 9 ist das Seitenschweller-Außenteil 41 über einen Flansch 46 mit einem Flansch 35 des Untergurts 13 verbunden. Das Seitenschweller-Außenteil 41 begrenzt demzufolge gemeinsam mit den Seitenschweller-Innenteil 10 und dem Untergurt 13 den Hohlraum 36 des Seitenschwellers 9, innerhalb welchem unter anderem das Verstärkungsteil 14 und die Verbindungselemente 24 zwischen dem Verstärkungsteil 14 und dem Untergurt 13 angeordnet sind.
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In Zusammenschau der 6 und 7 wird außerdem deutlich, in welcher Weise die Anpassung der Höhenerstreckung in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) der jeweiligen Verbindungselemente 24 erfolgt. Hierbei sind die jeweiligen Fügbereiche 25, 26 des jeweiligen Schottblechs 16 und der zugehörigen Befestigungsbuchse 21 erkennbar, welche flächig aneinander anliegen und entlang welchen vertikal in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) eine Einstellung der Schottbleche 16 und der zugehörigen Befestigungsbuchsen 21 in ihrer Lage relativ zueinander möglich ist. Dieser Verfahrensschritt erfolgt jedoch im Rahmen der Vormontage der Baueinheit 15.
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Außerdem ist aus den 5 und 7 noch gut erkennbar, in welcher Weise der Unterflur-Energiespeicher 37 für einen elektrischen Antrieb des Kraftwagens am jeweiligen Seitenschweller 9 befestigt ist. Die erfolgt über jeweilige Schrauben 38, welche in das jeweils zugehörige Gewindeloch 39 der entsprechenden Befestigungsbuchse 21 eingeschraubt werden.
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Um eine positionsgenaue Anordnung des Unterflur-Energiespeichers 37 relativ zum Seitenschweller 9 zu erreichen, ist im Untergurt 13 ein in den 2b und 2c erkennbares Referenzelement, insbesondere eine Abstecköffnung 40, zur Ausrichtung des Energiespeichers 37 vorgesehen. Diese Abstecköffnung 40 ist demzufolge bereits beim Vormontieren der Baueinheit 15 vorgesehen, so dass die Verbindungselemente 24 daran ausgerichtet werden können, um entsprechende Toleranzketten besonders gering zu halten.
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Das Seitenschweller-Innenteil 10 und der Untergurt 13 sind vorliegend aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet, wobei das Seitenschweller-Innenteil 10 insbesondere aus einem hochfesten oder höchstfesten Stahl und der Untergurt 13 insbesondere aus einem demgegenüber duktileren Stahlwerkstoff gebildet ist. Das Seitenschweller-Innenteil 10 kann gebenenfalls aus einem verzinkten, in direkter Warmumformung pressgehärteten Bauteil hergestellt sein.
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8 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der vormontierten Baueinheit 15 gemäß einer weiteren Ausführungsform, bei welcher die jeweiligen Verbindungselemente 24 - umfassend die jeweilige Befestigungsbuchse 21 und das zugehörige Schottblech 16 - zunächst in ihrer Höhe eingestellt und untereinander verbunden sowie mit dem Verstärkungsteil 14 verbunden werden, bevor sie im Weiteren mit dem Untergurt 13verbunden werden. Mit anderen Worten werden somit die Befestigungsbuchsen 21 und die zugehörigen Schottblech 16 gegenseitig auf die gewünschte Höhe/Position zueinander ausgerichtet und miteinander gefügt, und zudem mit dem Verstärkungsteil 14 verbunden. Die Abfolge der Verfahrensschritte kann dabei gegebenenfalls variieren. So ist es denkbar, zunächst die jeweiligen Befestigungsbuchsen 21 am Verstärkungsteil 14 zu befestigen und sodann die Ausrichtung und Befestigung der zugehörigen Schottbleche 16 an den jeweiligen Befestigungsbuchsen vorzunehmen, oder aber die Befestigungsbuchsen 21 und die zugehörigen Schottblech 16 zunächst zueinander auszurichten und miteinander zu verbinden, und sodann die Befestigung der so geschaffenen Verbindungselemente 24 an dem Verstärkungsteil vorzunehmen.
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Wesentlich für die vorliegende Ausführungsform der Baueinheit 15 ist jedoch, dass der Untergurt erst nach den vorbeschriebenen Verfahrensschritten mit dem Verstärkungsteil 14 (über die Flanschverbindung 27) beziehungsweise den Verbindungselementen 24 verbunden wird.
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In 9 ist eine perspektivische Schnittansicht des Seitenschwellers 9 analog zu 5 in einer alternativen Ausführungsform gezeigt, bei der die jeweilige Befestigungsbuchse 21 des Energiespeichers 37 den unteren Wandbereich 20 des Verstärkungsteils 14 durchragt und mit einem zugeordneten Schottblech 16 verbunden ist, welches seinerseits innerhalb des durch das Verstärkungsteil 14 und das Seitenschweller-Innenteil 10 begrenzten Hohlraums 47 angeordnet ist. Auch im vorliegenden Fall weist das jeweilige Schottblech 16 und die zugehörige Befestigungsbuchse 21 jeweils einen Fügbereich 25, 26 auf, welche eine sich jeweils vertikal in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende Fläche aufweisen beziehungsweise als solche ausgebildet sind. Entlang dieser Flächen beziehungsweise Fügebereiche 25, 26 sind dabei die jeweiligen Schottbleche 16 und die zugehörigen Befestigungsbuchsen 21 in ihrer Lage relativ zueinander insbesondere in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung), aber auch in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) in ihrer Relativlage einstellbar. Nach dieser Einstellung erfolgt dann ein Fügen des Schottblech 16 und der zugehörigen Befestigungsbuchse 21 zum Beispiel durch Punktschweißen.
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Diese Verfahrensschritte können auch im vorliegenden Fall im Rahmen der Vormontage der Baueinheit 15 erfolgen. Hierbei ist der Untergurt 13 wiederum getrennt von dem Verstärkungsteil 14 ausgebildet und mit diesem über die Flanschverbindung 27 verbunden. Vorliegend ist auch der Untergurt 13 getrennt von dem Seitenschweller-Innenteil 10 ausgebildet und mit diesem unter Vermittlung des Verstärkungsteils 14 über die Flanschverbindung 31 verbunden.
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Schließlich zeigt 10 eine alternative Ausgestaltung des Seitenschwellers 9, bei welchem eine andersartige, vormontierbare, bauvariantenspezifische Baueinheit 15 vorgesehen ist, welche bei einem rein mit Kraftstoff betriebenen Personenkraftwagen zum Einsatz kommt. Da hierbei keine Verbindungselemente 24 zur Anbindung des Energiespeichers 37 erforderlich ist, sind demzufolge hier alle Schottbleche 16 und Befestigungsbuchsen 21 bis auf ein hinteres Paar weggelassen, so dass der Untergurt 13 und das Verstärkungsteil 14 lediglich über dieses eine Verbindungselement 24miteinander verbunden sind. Die Flanschverbindungen zwischen dem Untergurt 13 und dem Verstärkungsteil 14 (im Rahmen der Vormontage der Baueinheit 15) und zwischen der Baueinheit 15 und dem Seitenschweller-Innenteil 10 sind jedoch im Wesentlichen identisch zu den vorher beschriebenen Ausführungsformen.
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Insgesamt ist somit ein Baukastensystem erkennbar, bei welchem der Untergurt 13 beziehungsweise die Baueinheit 15 in einfacher Weise bauvariantenspezifisch - hier je nach Antriebsart des Kraftwagens - angepasst und vormontiert werden kann, und anschließend mit dem bauvariantenübergreifenden Seitenschweller-Innenteil 10 verbunden werden kann, um die gewünschte einfache, kostengünstige und bedarfsgerechte Varianz der Bauweisen zwischen den unterschiedlichen Fahrzeugkonfigurationen zu erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bodengruppe
- 2
- Seitenwand
- 3
- Seitenwandteil
- 4
- Türöffnung
- 5
- Türöffnung
- 6
- A-Säule
- 7
- B-Säule
- 8
- C-Säule
- 9
- Seitenschweller
- 10
- Seitenschweller-Innenteil
- 11
- vorderer Radlauf
- 12
- hinterer Radlauf
- 13
- Untergurt
- 14
- Verstärkungsteil
- 15
- Baueinheit
- 16
- Schottblech
- 17
- Schottblech
- 19
- Wandbereich
- 20
- Wandbereich
- 21
- Befestigungsbuchse
- 22
- Kopf
- 23
- Schaft
- 24
- Verbindungselement
- 25
- Fügbereich
- 26
- Fügbereich
- 27
- Flanschverbindung
- 28
- Flansch
- 29
- Flansch
- 30
- Flansch
- 31
- Flanschverbindung
- 32
- Flanschverbindung
- 33
- Flansch
- 34
- Flansch
- 35
- Flansch
- 36
- Hohlraum
- 37
- Energiespeicher
- 38
- Schrauben
- 39
- Gewindeloch
- 40
- Abstecköffnung
- 41
- Seitenschweller-Außenteil
- 42
- Seitenrahmen-Mitte
- 43
- Pfeil
- 44
- Pfeil
- 45
- Flansch
- 46
- Flansch
- 47
- Hohlraum
