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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Entwicklung betrifft eine Schwellerbaugruppe einer Kraftfahrzeugkarosserie sowie eine dementsprechend ausgestattete Kraftfahrzeugkarosserie. Ferner betrifft die Entwicklung ein mit einer solchen Schwellerbaugruppe ausgestattetes Kraftfahrzeug.
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Hintergrund
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Schwellerbaugruppen sind bei selbsttragenden Kraftfahrzeugkarosserien an den außenliegenden Seitenrändern eines Kraftfahrzeugbodens angeordnet. Sie dienen der strukturellen Verstärkung einer Bodenbaugruppe einer Kraftfahrzeugkarosserie.
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So ist beispielsweise aus der
DE 10 2013 113 164 A1 eine Schwellerbaugruppe für eine Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, welche im Wesentlichen ein an einem Schwellerinnenteil befestigtes Schwelleraußenteil aufweist. Dieses besteht insbesondere aus einem Aluminium-Strangpressprofil und ist zumindest teilweise mit dem Schwellerinnenteil verbunden.
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JP 2016-52 834A offenbart eine Schwellerbaugruppe einer Kraftfahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Verwendung eines Aluminium-Strangpressprofils erweist sich in der Herstellung und Fertigung als vergleichsweise teuer und aufwendig.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Entwicklung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schwellerbaugruppe bereitzustellen, die bei möglichst geringem Gewicht ein hohes Maß an Stabilität und Steifigkeit aufweist. Die Schwellerbaugruppe soll ferner kostengünstig herstellbar und verhältnismäßig einfach in einen Fertigungsprozess der Kraftfahrzeugkarosserie integrierbar sein.
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Die Schwellerbaugruppe soll insbesondere ein verbessertes Intrusionsverhalten bei einer in Fahrzeugquerrichtung auf die Kraftfahrzeugkarosserie einwirkenden Kollision aufweisen. Die Schwellerbaugruppe soll insbesondere den in Fahrzeugquerrichtung innenliegenden Bereich des Bodens bei in Fahrzeugquerrichtung wirkenden Kollisionskräften schadfrei halten.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen
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Diese Aufgabe wird mit einer Schwellerbaugruppe, einer Kraftfahrzeugkarosserie sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
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Insoweit ist eine Schwellerbaugruppe einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen. Die Schwellerbaugruppe weist ein längserstrecktes Innenprofil und ein längserstrecktes Außenprofil auf. Das längserstreckte Innenprofil und das längserstreckte Außenprofil sind unter Bildung eines Hohlraums strukturell miteinander verbunden. An einer Innenseite von Innenprofil und/oder Außenprofil ist ein gesondertes, sich zum jeweils anderen von Innenprofil und Außenprofil erstreckendes Verstärkungsbauteil angeordnet und befestigt.
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Das Verstärkungsbauteil weist einen ersten längserstreckten Profilschenkel mit einem ersten freien Endabschnitt und einen zweiten längserstreckten Profilschenkel mit einem zweiten freien Endabschnitt auf. Das Verstärkungsbauteil, mithin das Verstärkungsprofil, ist mit seinem ersten freien Endabschnitt und mit seinem zweiten freien Endabschnitt an der Innenseite des Innenprofils oder an der Innenseite des Außenprofils angeordnet und befestigt.
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Bei der Schwellerbaugruppe sind der erste Profilschenkel und der zweite Profilschenkel des Verstärkungsbauteils beabstandet von dem ersten freien Endabschnitt und dem zweiten freien Endabschnitt über einen Querverbinder strukturell miteinander verbunden oder verstärkt. Der Querverbinder bewirkt eine strukturelle Verstärkung von erstem und zweitem Profilschenkel. Über den Querverbinder wird eine ergänzende stabilisierende wechselseitige Abstützung von erstem und zweitem Profilschenkel bewirkt.
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Mittels des Querverbinders werden bei einer extern auf die Schwellerbaugruppe einwirkenden mechanischen Last ein Einknicken oder Umknicken des Verstärkungsbauteils verhindert, sodass dieses seine Abstützfunktion zwischen Innenprofil und Außenprofil im Wesentlichen beibehalten kann.
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Mittels des sich typischerweise in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckenden Verstärkungsbauteils kann eine zusätzliche, in Fahrzeugquerrichtung wirkende Abstützung zwischen dem Innenprofil und dem Außenprofil bereitgestellt werden. Das Verstärkungsbauteil ist hierbei als gesondertes, das heißt als separates Bauteil bereitgestellt, sodass auch bestehende Schwellerbaugruppen, welche ein längserstrecktes Innenprofil und Außenprofil aufweisen, ergänzend mit dem hier vorgeschlagenen Verstärkungsbauteil ausgestattet werden können.
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Für die Verwirklichung der Schwellerbaugruppe ist kein grundlegend neues Design von Innenprofil und/oder Außenprofil erforderlich. Gegebenenfalls können existierende Innen- und/oder Außenprofile zur Bildung der hier vorgeschlagenen Schwellerbaugruppe um das innenliegende, im Hohlraum zwischen Innenprofil und Außenprofil angeordnete Verstärkungsbauteil ergänzt werden. Entwicklungs- und Herstellungskosten für die Schwellerbaugruppe können auf diese Art und Weise vergleichsweise gering gehalten werden.
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Dadurch, dass das Verstärkungsbauteil als gesondertes Bauteil vorgesehen ist, wird ein modularer Aufbau der Schwellerbaugruppe ermöglicht. Das Verstärkungsbauteil kann abhängig vom jeweiligen Kraftfahrzeugtyp der Schwellerbaugruppe vorgesehen sein. Andernfalls kann ein und dieselbe, von Außenprofil und Innenprofil gebildete Schwellerbaugruppe auch ohne das Verstärkungsbauteil gefertigt werden. Für die Bereitstellung einer Vielzahl unterschiedlicher Schwellerbaugruppen kann insoweit auf gleiche oder identische Außen- und Innenprofile der Schwellerbaugruppe zurückgegriffen werden. Herstellungs- und Montagekosten sowie Lager- und Logistikkosten zur Bereitstellung unterschiedlichster Schwellerbaugruppen, mit und ohne Verstärkungsbauteil, können auf diese Art und Weise gesenkt werden.
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Typischerweise sind das Innenprofil und das Außenprofil korrespondierend zueinander ausgestaltet. Das Innenprofil und das Außenprofil können miteinander korrespondierende bzw. komplementär zueinander ausgestaltete Fügestellen bzw. Fügeflächen aufweisen. Fügeflächen des Außenprofils können mit korrespondierenden Fügeflächen des Innenprofils strukturell verbunden sein, um ein den Hohlraum aufweisendes längserstrecktes Hohlprofil zu bilden. Fertigungstechnisch ist vorgesehen, das Verstärkungsbauteil an der Innenseite von lediglich einem von Außenprofil und Innenprofil anzuordnen und hieran strukturell zu befestigen, bevor das anderen von Innenprofil und Außenprofil mit dem einen von Außenprofil und Innenprofil zur Bildung des Hohlraums strukturell verbunden und/oder hieran fixiert wird.
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Das Verstärkungsbauteil ist vollständig im Hohlraum zwischen Außenprofil und Innenprofil angeordnet. Es ist von daher von außen nicht sichtbar.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Verstärkungsbauteil ein längserstrecktes Verstärkungsprofil auf, welches sich parallel zur Längsrichtung von Innenprofil und/oder Außenprofil erstreckt. Ein längserstrecktes Verstärkungsprofil als Verstärkungsbauteil hat den Vorteil, dass die Schwellerbaugruppe beispielsweise über ihre gesamte Längserstreckung mit dem Verstärkungsprofil versehen sein kann und insoweit an jeder beliebigen Position entlang ihrer Längserstreckung mittels des Verstärkungsprofils strukturell verstärkt ist.
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Das sich zwischen den Innenseiten von Außenprofil und Innenprofil erstreckende Verstärkungsbauteil bildet neben den miteinander korrespondierenden Fügeflächen von Außenprofil und Innenprofil eine zusätzliche strukturelle Abstützung, insbesondere für das Außenprofil am Innenprofil. Auf diese Art und Weise kann eine Intrusion des Außenprofils bei einer von außen in die Schwellerbaugruppe einwirkenden Kraft verhindert, zumindest aber minimiert werden. Einer geometrischen Verformung von Außenprofil und/oder Innenprofil kann auf diese Art und Weise entgegengewirkt werden.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass der erste freie Endabschnitt des ersten Profilschenkels und der zweite freie Endabschnitt des zweiten Profilschenkels an einer gemeinsamen Innenseite von Außenprofil oder Innenprofil angeordnet und befestigt sind.
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Eine strukturelle Verbindung des Verstärkungsprofils mit der Innenseite von Außenprofil und/oder Innenprofil erfolgt typischerweise zumindest über die ersten und zweiten freien Endabschnitte der Profilschenkel des Verstärkungsbauteils. Die strukturelle Verbindung des Verstärkungsprofils mit dem Innenprofil oder Außenprofil kann auch ausschließlich über die ersten und zweiten freien Endabschnitte erfolgen. Die strukturelle Verbindung zwischen ersten und zweiten freien Endabschnitten und einer Innenseite von Außenprofil oder Innenprofil ist typischerweise stoffschlüssige Verbindung, bspw. als Schweißverbindung oder als Klebeverbindung ausgebildet.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der erste freie Endabschnitt einen dem zweiten Profilschenkel abgewandten Flanschabschnitt auf. Auf diese Art und Weise kann erreicht werden, dass eine Abstützung des ersten Profilschenkels über den Flanschabschnitt seines ersten freien Endabschnitts möglichst weit vom zweiten Profilschenkel entfernt ist. Wechselseitige Abstützbereiche von erstem und zweiten Profilschenkel können somit verhältnismäßig weit auseinanderliegen, was sich für eine möglichst großflächige oder weitverteilte Krafteinleitung des Verstärkungsbauteils in das Innenprofil oder Außenprofil im Lastfall als vorteilhaft erweisen kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der zweite freie Endabschnitt einen dem ersten Profilschenkel abgewandten Flanschabschnitt auf. Ähnlich wie zuvor zum ersten freien Endabschnitt ausgeführt, kann auch hier eine Abstützung des zweiten freien Endabschnitts über den zugehörigen Flanschabschnitt am Außenprofil oder Innenprofil möglichst weit vom anderen Profilschenkel beabstandet sein. Dies führt gleichermaßen zu einer möglichst gleichmäßigen, etwa vollflächigen oder flächenmäßig verteilten Krafteinleitung in diejenige Innenseite von Innenprofil und Außenprofil, welche mit den freien Endabschnitten der Profilschenkel verbunden ist.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass die an den ersten und zweiten Endabschnitten des Verstärkungsbauteils ausgebildeten Flanschabschnitte in entgegengesetzte Richtungen weisen. Die Flanschabschnitte können gegenüber den ersten und zweiten Profilschenkeln des Verstärkungsprofils abgewinkelt, insbesondere nach außen und voneinander wegweisend abgewinkelt ausgestaltet sein.
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Typischerweise sind die Profilschenkel und die zugehörigen Flanschabschnitte einteilig ausgebildet.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung gehen der erste Profilschenkel und der zweite Profilschenkel den ersten und zweiten freien Endabschnitten abgewandt über einen Verbindungsabschnitt ineinander über. Insbesondere können der erste und der zweite Profilschenkel einteilig ausgestaltet sein. Das gesamte Verstärkungsbauteil mit ersten und zweiten Profilschenkeln sowie an den freien Enden der Profilschenkel vorgesehenen, typischerweise nach außen und voneinander abragenden Flanschabschnitte können einteilig ausgebildet sein. Die einteilige Ausgestaltung erweist sich für eine besonders gute und zuverlässige Kraftübertragung des Verstärkungsprofils zwischen Innenprofil und Außenprofil der Schwellerbaugruppe als vorteilhaft.
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Der Verbindungsabschnitt kann sich annähernd parallel zu den an den ersten und/oder zweiten freien Enden der Profilschenkel ausgestalteten Flanschabschnitten erstrecken. Insbesondere können die Profilschenkel, die an deren freien Enden vorgesehenen Flanschabschnitte und der zwischen den Profilschenkeln liegende Verbindungsabschnitt eine Art Hutprofil bilden.
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Es ist dabei insbesondere vorgesehen, dass die freien Enden der Profilschenkel an der Innenseite des Innenprofils der Schwellerbaugruppe zur Anlage gelangen oder hieran fest angeordnet sind und dass der Verbindungsabschnitt der Innenseite des Außenprofils zugewandt ist. Der Verbindungsabschnitt kann an der Innenseite des Außenprofils abstützend anliegen oder auch beabstandet hiervon angeordnet sein.
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Umgekehrt und bei anderen Ausgestaltungen der Schwellerbaugruppe ist gleichermaßen denkbar, dass die ersten und zweiten Profilschenkel mit ihren freien Endabschnitten, insbesondere mit ihren Flanschabschnitten, an der Innenseite des Außenprofils anliegen oder hieran angeordnet sind und dass der gegenüberliegende Verbindungsabschnitt der Innenseite des Innenprofils zugewandt ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Schwellerbaugruppe stützt sich der Verbindungsabschnitt des Verstärkungsbauteils an der Innenseite des Innenprofils oder des Außenprofils ab. Alternativ ist der Verbindungsabschnitt an der Innenseite des Innenprofils oder des Außenprofils abstützend zur Anlage bringbar. Der Verbindungsabschnitt des Verstärkungsbauteils kann in einem vorgegebenen Abstand zur Innenseite des Innenprofils bzw. des Außenprofils angeordnet sein.
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Der Verbindungsabschnitt kann entweder abstützend an der Innenseite des Innenprofils anliegen oder in einem vorgegebenen Abstand hiervon zu liegen kommen. Spätestens in einem Lastfall und bei beginnender Intrusion des Außenprofils in Richtung Innenprofil erfolgt eine wechselseitige Abstützung von Innenprofil und Außenprofil über das dazwischen befindliche Verstärkungsprofil. Eine einsetzende Intrusion oder Verformung des Außenprofils kann auf diese Art und Weise begrenzt oder gemindert werden. Zudem kann bei einer in Querrichtung extern auf das Außenprofil einwirkenden Kollision oder Krafteinwirkung das Innenprofil weitreichend schadfrei gehalten werden.
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Zwischen dem Verbindungsabschnitt und der Innenseite von Außenprofil oder Innenprofil, die dem Verbindungsabschnitt zugewandten ist kann ein vorgegebener Spalt oder Hohlraum verbleiben. Dies erweist sich in montagetechnischer Hinsicht ggf. als vorteilhaft, da insoweit bei der wechselseitigen Montage von Außenprofil und Innenprofil vom Verstärkungsbauteil keine die wechselseitige Verbindung von Außenprofil und Innenprofil beeinträchtigende Abstützung ausgeht.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist jedoch auch denkbar, den Verbindungsabschnitt des Verstärkungsbauteils mit der hieran angrenzenden Innenseite von Außenprofil oder Innenprofil strukturell zu verbinden. Im Herstellungsprozess der Schwellerbaugruppe kann insoweit an einer Außenseite des Verbindungsabschnitts oder an einer dieser zugewandten Innenseite von Außenprofil oder Innenprofil beispielsweise eine Klebstoffschicht, etwa ein Strukturkleber vorgesehen oder appliziert werden, der nach einem Zusammenfügen von Innenprofil und Außenprofil eine ergänzende strukturelle Verbindung zwischen dem Verbindungsabschnitt des Verstärkungsbauteils und dem hieran angrenzenden Außenprofil oder Innenprofil bereitstellt. Auf diese Art und Weise kann die Stabilität, insbesondere aber auch die Verwindungssteifigkeit der Schwellerbaugruppe gesteigert werden.
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Der Querverbinder kann als zugstabile und/oder als druckstabile Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Profilschenkel vorgesehen sein. Der Querverbinder kann sich in etwa mittig zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem gegenüberliegenden ersten und zweiten freien Endabschnitten erster und zweiter Profilschenkel erstrecken. Im Lastfall, insbesondere bei einer von außen nach innen auf das Außenprofil einwirkenden Last, kann der Querverbinder dafür Sorge tragen, dass der erste und der zweite Profilschenkel in einem vorgegebenen Abstand zueinander verbleiben. Der Querverbinder kann effektiv verhindern, dass sich der erste Profilschenkel vom zweiten Profilschenkel entfernt und/oder dass sich der erste Profilschenkel auf den zweiten Profilschenkel zubewegt; und umgekehrt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Querverbinder eine Längserstreckung auf, die mehr als 30 %, mehr als 50 %, mehr als 80 % oder mehr als 90 % der Längserstreckung von einem von erstem Profilschenkel und zweitem Profilschenkel beträgt. Der erste und der zweite Profilschenkel können auch im Wesentlichen identische Längserstreckungen aufweisen. Der Querverbinder kann sich ferner auch über die gesamte Längserstreckung des Verstärkungsbauteils erstrecken. Auf diese Art und Weise kann in Längsrichtung des Verstärkungsbauteils eine gleichbleibende bzw. homogene mechanische Stabilität bereitgestellt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Verstärkungsbauteil eine Längserstreckung auf, die mehr als 30 %, mehr als 50 %, mehr als 80 % oder mehr als 90 % der Längserstreckung von einem von Innenprofil und Außenprofil beträgt.
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Insbesondere kann sich das Verstärkungsbauteil auch über die gesamte Längserstreckung der Schwellerbaugruppe erstrecken. Das Innenprofil und das Außenprofil können ferner im Wesentlichen identische oder annähernd identische Längserstreckungen aufweisen.
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Dadurch dass sich das Verstärkungsbauteil über einen Großteil der Längserstreckung von Innenprofil und Außenprofil erstreckt, kann es, bezogen auf die Längsrichtung der Schwellerbaugruppe, an jeder beliebigen Längsposition der Schwellerbaugruppe eine strukturverstärkende Wirkung bereitstellen. Die gesamte Schwellerbaugruppe kann insbesondere entlang ihrer gesamten Längserstreckung mittels des Verstärkungsbauteils verstärkt sein, sodass der gesamte, in Fahrzeugquerrichtung von der Schwellerbaugruppe innenliegende Bereich der Bodenbaugruppe der Kraftfahrzeugkarosserie effektiv gegen nach innen gerichtete Verformungskräfte geschützt sein kann.
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Dies ermöglicht es insbesondere, eine Batterie für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug in oder an der Bodengruppe und bezogen auf die Kraftfahrzeugquerrichtung (y) innenliegend zwischen außenliegenden Schwellerbaugruppen anzuordnen. Die Batterie kann mittels des hier vorgesehenen Verstärkungsbauteils effektiv gegen Beschädigungen und/oder Verformungen geschützt werden, sollte das Kraftfahrzeug bzw. die Kraftfahrzeugkarosserie mit seiner Schwellerbaugruppe einer nach innen gerichteten Kollision oder nach innen gerichteten Verformungskräften ausgesetzt sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Verstärkungsteil ein rollgeformtes Verstärkungsprofil oder ein stranggepresstes Verstärkungsprofil aus Stahl oder Aluminium. Ein rollgeformtes Verstärkungsprofil aus Stahl ist vergleichsweise kostengünstig herstellbar und kann insbesondere mit einer Innenseite von Innenprofil und Außenprofil verschweißt sein. Die Füge- oder Verbindungsstelle zwischen dem Verstärkungsteil und einem von Innenprofil und Außenprofil kann sich über die gesamte Längserstreckung des Verstärkungsprofils bzw. über die gesamte Längserstreckung von Innenprofil und/oder Außenprofil erstrecken. Auf diese Art und Weise kann eine besonders stabile und steife Schwellerbaugruppe bereitgestellt werden. Die Ausgestaltung des Verstärkungsprofils als rollgeformtes oder geprägtes Verstärkungsprofil erweist sich unter Kostengesichtspunkten als vorteilhaft gegenüber einem stranggepressten Verstärkungsprofil.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung weisen das Innenprofil und das Außenprofil der Schwellerbaugruppe jeweils eine obere Wange und eine untere Wange sowie eine zwischen den oberen Wangen und unteren Wangen liegenden Seitenabschnitt auf. An der Innenseite des Innenprofils oder des Außenprofils ist im Übergang der oberen Wange und/oder im Übergang der unteren Wange in den angrenzenden Seitenabschnitt zumindest eine Eckverstärkung ausgebildet oder angeordnet. Bei der Eckverstärkung kann es sich um einen an der Innenseite von Innenprofil oder Außenprofil angeordneten, typischerweise hiermit strukturell verbundenen Eckwinkel handeln.
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Der Übergang von der oberen Wange in den Seitenabschnitt als auch der Übergang von der unteren Wange in den Seitenabschnitt kann jeweils mit einer Eckverstärkung ausgebildet oder versehen sein. Die Eckverstärkung ist insbesondere an derjenigen Innenseite von Innenprofil und Außenprofil vorgesehen, welche dem Verbindungsabschnitt zugewandt bzw. welche dem freien Endabschnitten der ersten und zweiten Profilschenkel des Verstärkungsbauteils abgewandt ist.
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Mittels der Eckverstärkung kann zumindest einer von Innenprofil und Außenprofil ergänzend strukturell verstärkt werden, um der Schwellerbaugruppe eine höhere Widerstandkraft gegen extern einwirkende Verformungskräfte zu verleihen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Schwellerbaugruppe ist an einer Außenseite von Innenprofil und/oder Außenprofil eine strukturverstärkende Außenverstärkung angeordnet und fixiert. Die Außenverstärkung kann eine dem betreffenden Innenprofil oder Außenprofil korrespondierende Formgebung aufweisen oder der Form des Innenprofils und/oder Außenprofils nachempfunden sein. Die Außenverstärkung kann sich typischerweise über den gesamten Seitenabschnitt des Innenprofils oder Außenprofils erstrecken und kann insbesondere auch einen hieran angrenzenden Bereich von oberer und unterer Wange umfassen.
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Die Außenverstärkung kann mit der Außenseite des Innenprofils oder des Außenprofils strukturell, das heißt last- oder kraftübertragend verbunden sein. Insbesondere kann die Außenverstärkung mit dem Innenprofil oder dem Außenprofil verschweißt sein.
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Typischerweise befindet sich die Außenverstärkung an demjenigen von Innenprofil und Außenprofil, welches mit den freien Endabschnitten des Verstärkungsbauteils strukturell verbunden ist. Ist beispielsweise die Innenseite des Innenprofils mit den freien Endabschnitten des Verstärkungsbauteils strukturell verbunden, so ist die Außenseite des Innenprofils mit der strukturverstärkenden Außenverstärkung versehen. Bei dieser Ausgestaltung sind die Übergangsbereiche der oberen und unteren Wangen in den dazwischenliegenden Seitenabschnitt des Außenprofils jeweils mit einer Eckverstärkung versehen. Die Eckverstärkung kann stoffschlüssig mit dem betreffenden Seitenabschnitt und den hieran angrenzenden Wangen verbunden, insbesondere hiermit verschweißt sein.
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Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass die Außenverstärkung an der Außenseite des Außenprofils angeordnet ist. Dann wären typischerweise die freien Endabschnitte der ersten und zweiten Profilschenkel des Verstärkungsbauteils an der Innenseite des Außenprofils angeordnet. An der Innenseite und im Übergang der oberen und/oder unteren Wange in den Seitenabschnitt des Innenprofils wären dann jeweils Eckverstärkungen ausgebildet oder angeordnet.
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Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Entwicklung ferner eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Kraftfahrzeugboden bzw. mit einer Bodenbaugruppe und mit zumindest einer hier beschriebenen Schwellerbaugruppe. Die Schwellerbaugruppe erstreckt sich typischerweise von einem vorderen Radhaus bis zu einem hinteren Radhaus an einem in Fahrzeugquerrichtung liegenden Außenrand der Bodengruppe bzw. des Fahrzeugbodens.
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Typischerweise weist die Kraftfahrzeugkarosserie zwei hier beschriebene Schwellerbaugruppen, nämlich eine Schwellerbaugruppe für die linke Kraftfahrzeugseite und eine weitere Schwellerbaugruppe für die rechte Kraftfahrzeugseite auf. Linke und rechte Schwellerbaugruppen sind komplementär bzw. korrespondierend, typischerweise bezogen auf die Mittellängsachse des Kraftfahrzeugs spiegelsymmetrisch ausgebildet.
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Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Entwicklung zudem ein Kraftfahrzeug mit einer zuvor beschriebenen Kraftfahrzeugkarosserie oder mit zumindest einer zuvor beschriebenen Schwellerbaugruppe.
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Figurenliste
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Entwicklung werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels erläutert. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs,
- 2 eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung einer Bodenbaugruppe eines Kraftfahrzeugs,
- 3 einen perspektivschen Querschnitt durch eine Schwellerbaugruppe gemäß 3,
- 4 einen Querschnitt durch die in 3 gezeigte Schwellerbaugruppe,
- 5 eine weitere Darstellung der Kraftfahrzeugkarosserie gemäß 2, jedoch ohne Außenprofil der Schwellerbaugruppe und
- 6 eine weitere perspektivische Darstellung der Schwellerbaugruppe von innen betrachtet bei fehlendem Innenprofil.
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Detaillierte Beschreibung
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 schematisch von der Seite gezeigt. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Kraftfahrzeugkarosserie 2 mit einem als Fahrgastzelle fungierenden Innenraum 3 auf. Bezogen auf die Fahrzeughochachse (z) und unterhalb des Innenraums 3 befindet sich ein Kraftfahrzeugboden 12, bzw. eine Bodenbaugruppe.
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Diese ist in 2 in perspektivischer Darstellung von schräg oben gezeigt. Wie dort ersichtlich, weist die Kraftfahrzeugkarosserie 2 einen weitreichend ebenen Boden 12 und eine hieran in Fahrzeugquerrichtung (y) angrenzende Schwellerbaugruppe 10 auf. In Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckt sich die in 2 dargestellte linke Schwellerbaugruppe 10 von einem vorderen Radhaus 19 bis zu einem hinteren Radhaus 20. Die Schwellerbaugruppe 10 erstreckt sich typischerweise von einer das vordere Radhaus 19 entgegen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 begrenzenden Scharniersäule 15 über eine B-Säule 17 bis zum hinteren Radhaus 20.
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Der Aufbau der Schwellerbaugruppe 10 ist in den 3 und 4 detaillierter dargestellt. Die Schwellerbaugruppe 10 weist ein hutprofilartiges Innenprofil 30 und ein hierzu korrespondierendes hutprofilartiges Außenprofil 50 auf. Das Innenprofil 30 und das Außenprofil 50 können jeweils als längserstreckte Profilteile aus Stahlblech oder Aluminium ausgebildet sein. Das Innenprofil 30 weist eine obenliegende Wange 33 und eine untenliegende Wange 34 auf, die über einen sich im Wesentlichen entlang der Fahrzeughochachse (z) erstreckenden Seitenabschnitt 35 einteilig ineinander übergehen.
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An den dem Seitenabschnitt 35 abgewandten Enden der Wangen 33, 34 sind jeweils nach oben bzw. nach unten abragende Fügeflächen 31, 32 vorgesehen. Die Fügefläche 31 ist eine obere, nach oben ragende Fügefläche, die sich am außenliegenden Ende der oberen Wange 33 erstreckt. Die Fügefläche 32 ist eine untere, sich vom außenliegenden Ende der unteren Wange 34 nach unten erstreckende Fügefläche 32.
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Korrespondierend zu den Fügeflächen 31, 32 weist auch das Außenprofil 50 entsprechende Fügeflächen 51, 52 auf. Das Außenprofil 50 verfügt ebenfalls über einen sich im Wesentlichen entlang der Fahrzeughochachse (z) erstreckenden Seitenabschnitt 55, der an seinem oberen Ende in eine nach innen gerichtete obere Wange 53 und an seinem unteren Ende in eine nach innen gerichtete untere Wange 54 übergeht. Am innenliegenden Ende der unteren Wange 54 erstreckt sich die untere Fügefläche 52 nach unten. An dem innenliegenden Ende der oberen Wange 53 erstreckt sich die obere Fügefläche 51 nach oben.
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Wie insbesondere in 4 gezeigt, liegen die oberen Fügeflächen 31, 51 von Innenprofil 30 und Außenprofil 50 flächig aneinander an. Gleiches gilt für die unteren Fügeflächen 32, 52. Die flanschartig ausgestalteten Fügeflächen 31, 32, 51, 52 können sich entlang der gesamten Längserstreckung von Innenprofil 30 und Außenprofil 50 erstrecken. Das Innenprofil 30 und das Außenprofil 50, welche beide eine hutförmige Kontur aufweisen, können entlang ihrer miteinander korrespondierenden Fügeflächen 31, 32, 51, 52 strukturell miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt oder miteinander verklebt sein.
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Das Innenprofil 30 und das Außenprofil 50 bilden einen geschlossenen Hohlraum 41. In dem Hohlraum 41 ist ein Verstärkungsteil 60 angeordnet. Im in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verstärkungsteil 60 an einer Innenseite 56 des Außenprofils 50 angeordnet und hieran fixiert bzw. befestigt. Das Verstärkungsteil 60 erstreckt sich in Richtung zur Innenseite 36 des Innenprofils 30. Es kann beabstandet zur Innenseite 36 zu liegen kommen, sodass etwa zwischen einem Verbindungsabschnitt 68 des Verstärkungsteils 60 und der Innenseite 36 des Innenprofils 30 ein Spalt verbleibt.
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Bei einigen Ausführungsformen kann dieser Spalt auch mit einem Strukturkleber verfüllt sein, sodass das Verstärkungsteil 60 eine zusätzliche strukturelle Verbindung zwischen dem Innenprofil 30 und dem Außenprofil 50 bildet. Das Verstärkungsteil 60 weist ein längserstrecktes Verstärkungsprofil 61 auf. Das Verstärkungsprofil 61, bzw. das Verstärkungsteil 60 kann sich über die gesamte Längserstreckung des Innenprofils 30 und/oder des Außenprofils 50 erstrecken.
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In der Ausgestaltung gemäß der 2, 5 und 6 ist etwa in Höhe der B-Säule 17 eine Unterbrechung des Verstärkungsteils 60 vorgesehen. Dies ist insbesondere bei Ausgestaltungen der Kraftfahrzeugkarosserie 2 vorgesehen, welche mit einer Schiebetür versehen sind. Eine Führung der Schiebetür verläuft etwa in Höhe der B-Säule in Fahrzeugquerrichtung (y) und durchsetzt insoweit das Verstärkungsteil 60.
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Die insbesondere in 6 gezeigten vorderen und hinteren Verstärkungsteile 60, 160 weisen jeweils eine Längserstreckung auf, die zumindest mehr als 30 % oder mehr als 50 % der Längserstreckung von einem von Innenprofil 30 und Außenprofil 50 beträgt. Abgesehen von einer Unterbrechung bilden die beiden Verstärkungsteile 60, 160 quasi ein einziges durchgehendes Verstärkungsteil für die Schwellerbaugruppe 10.
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Wie ferner in 4 gezeigt, weist das Verstärkungsteil 60, mithin das längserstreckte Verstärkungsprofil 61 einen ersten Profilschenkel 62 und einen gegenüberliegenden zweiten Profilschenkel 63 auf. Der erste und der zweite Profilschenkel erstrecken sich typischerweise in Fahrzeugquerrichtung (y). Der erste Profilschenkel 62 weist einen ersten freien Endabschnitt 64 mit einem Flanschabschnitt 66 auf. Der zweite Profilschenkel 63 weist einen zweiten freien Endabschnitt 65 mit einem entsprechenden Flanschabschnitt 67 auf.
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Der Flanschabschnitt 66 des ersten freien Endabschnitts 64 erstreckt sich vom zweiten Profilschenkel 63 weg. Gleichermaßen erstreckt sich der Flanschabschnitt 67 des zweiten freien Endabschnitts 65 vom ersten Profilschenkel 62 weg. Die Flanschabschnitte 66, 67 befinden sich, bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung (y), in etwa auf derselben Höhe. Sie weisen jedoch in Fahrzeughochrichtung in unterschiedliche, voneinander weg weisende Richtungen.
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Über die Flanschabschnitte 66, 67 ist das Verstärkungsteil 60 strukturell an der Innenseite 56 des Außenprofils 50 befestigt, typischerweise hiermit verschweißt.
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Die ersten und zweiten Profilschenkel 62, 63 können sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken. Sie können auch leicht konisch in Richtung zum Verbindungsabschnitt 68 zueinander verlaufen. Insoweit kann der Abstand zwischen den Profilschenkeln 62, 63 im Bereich der freien Endabschnitte 64, 65 größer sein als im Bereich des gegenüberliegenden Verbindungsabschnitts 68. Der erste und der zweite Profilschenkel 62, 63 sind ferner mit einem Querverbinder 80 strukturell miteinander verbunden. Der Querverbinder 80 kann sich ebenfalls über die gesamte Längserstreckung von erstem und/oder zweitem Profilschenkel 62, 63 erstrecken.
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Der Querverbinder 80 kann einen ersten Anbindungsflansch 81 und gegenüberliegend einen zweiten Anbindungsflansch 82 aufweisen. Der erste Anbindungsflansch 81 ist strukturell mit einer dem zweiten Profilschenkel 63 zugewandten Innenseite des ersten Profilschenkels 62 verbunden. Der zweite Anbindungsflansch 82 ist an einer dem ersten Profilschenkel 62 zugewandten Innenseite des zweiten Profilschenkels 63 verbunden. Der Querverbinder 80 kann als Fangband fungieren. Er kann eine druckstabile und/oder zugstabile Verbindung zwischen dem ersten Profilschenkel 62 und dem zweiten Profilschenkel 63 bereitstellen. Insbesondere können die Anbindungsflansche 81, 82 mit den Profilschenkeln 62, 63 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt sein.
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Der Querverbinder 80 verhindert ein unkontrolliertes Auseinanderdriften oder Zusammenklappen der Profilschenkel 62, 63 in Bezug auf die Fahrzeughochachse, wenn beispielsweise eine nach innen gerichtete Verformungskraft von außen auf das Außenprofil 50 einwirkt. Hierdurch erfolgt im Lastfall über das Verstärkungsprofil 61, bzw. über das Verstärkungsteil 60 eine in Fahrzeugquerrichtung (y) gerichtete Abstützung an dem Innenprofil 30. Dadurch dass die Flanschabschnitte 66, 67 der Profilschenkel 62, 63 in entgegengesetzte Richtungen weisen, kann die effektive Abstützfläche, die das Verstärkungsteil 60 innenseitig am Außenprofil 50 bereitstellt, bezogen auf die Fahrzeughochachse (z) maximiert werden.
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In 4 ist ferner gezeigt, dass das Innenprofil 30 mit einer oberen Eckverstärkung 90 und mit einer unteren Eckverstärkung 96 versehen ist. Die Eckverstärkungen 90, 96 sind im Übergang der oberen Wange 33 in den Seitenabschnitt 35 und im Übergang der unteren Wange 34 in den Seitenabschnitt 35 angeordnet. Jede der Eckverstärkungen 90, 96 weist jeweils zwei Anbindungsflansche 91, 92 bzw. 97, 98 auf, die weitgehend plan an der Innenseite 36 des Seitenabschnitts 35 bzw. an den Innenseiten der Wangen 33, 34 anliegen. Der Anbindungsflansch 91 ist typischerweise mit einem oberen Bereich des Seitenabschnitts 35 verbinden. Der Anbindungsflansch 92 ist an der Innenseite eines außenliegenden Bereichs der oberen Wange 33 verbunden. Gleichermaßen ist der Anbindungsflansch 98 der unteren Eckverstärkung 96 stoffschlüssig mit einem Außenbereich der Innenseite der unteren Wange 34 verbunden.
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Der Anbindungsflansch 97 ist stoffschlüssig mit der Innenseite 36 des Seitenabschnitts 35 im Übergang an die untere Wange 34 verbunden. Die Anbindungsflansche 91, 92 der oberen Eckverstärkung 90 gehen einteilig über einen Strebenabschnitt 93 ineinander über. Gleichermaßen gehen die Anbindungsflansche 97, 98 über einen Strebenabschnitt 99 ineinander über. Die Eckverstärkungen 90, 96 können sich ebenfalls über die gesamte Längserstreckung des Innenprofils 30 erstrecken. Sie weisen eine Längserstreckung auf, die mehr als 30 %, mehr als 50 %, mehr als 80 % oder mehr als 90 % der Längserstreckung des Innenprofils 30 oder des Außenprofils 50 beträgt.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Außenprofil 50 ebenfalls mit einer Verstärkung versehen. Es handelt sich hierbei um eine Außenverstärkung 40, die an der Außenseite 57 des Außenprofils 50 angeordnet, typischerweise stoffschlüssig hiermit verbunden, beispielsweise stoffschlüssig mit dem Außenprofil 50 verschweißt oder verklebt ist. Die Außenverstärkung 40 als auch die Eckverstärkungen 90, 96 können eine größere Materialstärke als das Innenprofil 30 und/oder das Außenprofil 50 aufweisen. Die Außenverstärkung 40 erstreckt sich vollständig über die Außenseite 57 des Seitenabschnitts 55 des Außenprofils 50. Sie erstreckt sich ferner über zumindest einen Teilbereich der oben nach unten hieran angrenzenden Wangen 53, 54. Mittels der Außenverstärkung 40 kann das Außenprofil 50 ergänzend strukturell verstärkt werden.
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Wie ferner in 3 gezeigt, befindet sich angrenzend an die in Fahrzeugquerrichtung innenliegenden Außenseite 37 des Innenprofils 30 ein Batteriebereich 14, in welchem eine Kraftfahrzeugbatterie anordenbar und/oder fixierbar ist. Die hier vorgesehene Schwellerbaugruppe 10 kann über ihre gesamte Längserstreckung einen annähernd gleichbleibend hohen Widerstand gegen äußere Krafteinwirkungen bereitstellen, sodass der gesamte Batteriebereich 14 auch bei extern einwirkenden Kräften in die Schwellerbaugruppe 10 weitreichend schadfrei gehalten werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Kraftfahrzeugkarosserie
- 3
- Innenraum
- 10
- Schwellerbaugruppe
- 12
- Boden
- 14
- Batteriebereich
- 15
- Scharniersäule
- 16
- A-Säule
- 17
- B-Säule
- 19
- Radhaus
- 20
- Radhaus
- 30
- Innenprofil
- 31
- Fügefläche
- 32
- Fügefläche
- 33
- Wange
- 34
- Wange
- 35
- Seitenabschnitt
- 36
- Innenseite
- 37
- Außenseite
- 40
- Außenverstärkung
- 41
- Hohlraum
- 50
- Außenprofil
- 51
- Fügefläche
- 52
- Fügefläche
- 53
- Wange
- 54
- Wange
- 55
- Seitenabschnitt
- 56
- Innenseite
- 57
- Außenseite
- 60
- Verstärkungsprofil
- 61
- Stärkungsprofil
- 62
- Profilschenkel
- 63
- Profilschenkel
- 64
- Endabschnitt
- 65
- Endabschnitt
- 66
- Flanschabschnitt
- 67
- Flanschabschnitt
- 68
- Verbindungsabschnitt
- 80
- Querverbinder
- 81
- Anbindungsflansch
- 82
- Anbindungsflansch
- 90
- Eckverstärkung
- 91
- Anbindungsflansch
- 92
- Anbindungsflansch
- 93
- Strebenabschnitt
- 96
- Eckverstärkung
- 97
- Anbindungsflansch
- 98
- Anbindungsflansch
- 99
- Strebenabschnitt
- 160
- Verstärkungsprofil
