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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung/Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosseriestruktur, und insbesondere eine Fahrzeugkarosseriestruktur, die in der Lage ist, die Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie durch festes Verbinden eines vorderen Seitenelements, einer vorderen Säule und eines Seitenschwellers zu verbessern.
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(b) Beschreibung der verwandten Technik
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Wie aus der verwandten Technik gut bekannt ist, weist eine Fahrzeugkarosseriestruktur ein Armaturenbrett, durch das ein Vorderraum und ein Fahrgastraum unterteilt sind, und ein Paar von vorderen Seitenelementen auf, die vor dem Armaturenbrett angeordnet sind. Das Paar von vorderen Seitenelementen kann an einer Vorderseite des Fahrzeugs in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs voneinander im Abstand sein, und ein Paar von Seitenschwellern kann mit dem Paar von vorderen Längsträgern jeweilig durch ein Paar von hinteren unteren Elementen verbunden sein. Ein vorderer Abschnitt jedes Seitenschwellers kann mit einem hinteren Abschnitt eines entsprechenden vorderen Seitenelements durch ein entsprechendes hinteres unteres Element verbunden sein. Ein Paar vorderer Säulen (z.B. A-Säulen) kann jeweils mit beiden Seitenrändern des Armaturenbretts verbunden sein. Insbesondere kann jedes hintere untere Element den entsprechenden Seitenschweller und die entsprechende vordere Säule am Unterboden der Fahrzeugkarosseriestruktur verbinden, wodurch die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie erhöht und Lastpfade definiert werden. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen, bei denen das Entfernen von Elementen aufgrund einer mit dem Boden verbundenen Batterieanordnung erforderlich ist, wird die Verbindung des hinteren unteren Elements, des Seitenschwellers und der vorderen Säule als bedeutsam angesehen.
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In den letzten Jahren können die vordere Säule, das hintere untere Element und der Seitenschweller aus einem Material auf Aluminiumbasis hergestellt werden, um das Gewicht von Fahrzeugen zu reduzieren. Im Allgemeinen kann das hintere untere Element durch Aluminiumguss hergestellt werden. Der Seitenschweller kann aus verschiedenen Materialien wie Stahl und Aluminium hergestellt werden und kann unter Berücksichtigung der Produktionsbedingungen verschiedene geschlossene Querschnitte haben. Die vordere Säule kann durch verschiedene Verfahren wie Gießen und Pressformen hergestellt werden.
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In der Zwischenzeit können die Größen und Formen der vorderen Säule, des Seitenschwellers und des hinteren unteren Elements gemäß den verschiedenen Fahrzeugmodellen variieren, und dementsprechend können die Herstellungskosten dafür steigen. Zum Beispiel können die Herstellungskosten der vorderen Säule aufgrund von Änderungen in der Designanpassung relativ steigen, können die Herstellungskosten des hinteren unteren Elements aufgrund von Änderungen in der Anpassung an Peripherieteilen/Komponenten und können Änderungen in der Fahrwerkgestaltung erheblich steigen, und die Herstellungskosten des Seitenschwellers aufgrund von Änderungen im Raum des Fahrgastraums und der Anpassung von Spezifikation steigen.
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Die in diesem Hintergrundabschnitt beschriebenen Informationen dienen dazu, den Hintergrund des erfindungsgemäßen Konzepts besser zu verstehen, und können jedes technische Konzept aufweisen, das nicht als Stand der Technik angesehen wird und dem Fachmann bereits bekannt ist.
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KURZERLÄUTERUNG
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung/Erfindung stellt eine Fahrzeugkarosseriestruktur bereit, die in der Lage ist, die Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie zu verbessern, indem ein vorderes Seitenelement bzw. einen vorderen Längsträger (im Weiteren kurz: vorderes Seitenelement), eine vordere Säule und ein Seitenschweller bzw. Fahrgastraum-Längsträger (im Weiteren kurz: Seitenschweller) fest verbunden sind. Insbesondere weist die Fahrzeugkarosseriestruktur ein hinteres unteres Element auf, das so ausgelegt ist, dass eine vordere Säule und ein Seitenschweller für verschiedene Fahrzeugmodelle in der gleichen Montageposition unter Verwendung des gleichen Verfahrens montiert werden können, so dass die Herstellungskosten reduziert werden können.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung/Erfindung weist eine Fahrzeugkarosseriestruktur auf: eine vordere Säule (bspw. A-Säule), ein vorderes Seitenelement, das vor der vorderen Säule angeordnet ist und sich in einer Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, einen Seitenschweller, der mit einem unteren Ende der vorderen Säule verbunden ist, und ein hinteres unteres Element, das das vordere Seitenelement, den Seitenschweller und die vordere Säule verbindet. Das hintere untere Element weist einen vorderen Verbindungsabschnitt, der mit einem hinteren Abschnitt des vorderen Seitenelements verbunden ist, und einen hinteren Verbindungsabschnitt auf, der mit einem unteren Abschnitt der vorderen Säule und einem vorderen Abschnitt des Seitenschwellers verbunden ist. Der hintere Verbindungsabschnitt weist eine obere Eingriffswand, die mit der vorderen Säule verbunden ist, und eine untere Eingriffswand auf, die mit dem Seitenschweller verbunden ist.
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Der vordere Verbindungsabschnitt des hinteren unteren Elements kann beispielsweise mit dem vorderen Seitenelement verbunden sein, und der hintere Verbindungsabschnitt des hinteren unteren Elements kann beispielsweise mit der vorderen Säule und dem Seitenschweller verbunden sein, so dass das hintere untere Element das vordere Seitenelement, die vordere Säule und den Seitenschweller fest verbinden kann, wodurch die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie verbessert und Lastpfade zuverlässig definiert werden.
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Die obere Eingriffswand und die untere Eingriffswand können beispielsweise bei unterschiedlichen Fahrzeugmodellen die gleiche Form und die gleichen Abmessungen haben.
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Da die obere Eingriffswand und die untere Eingriffswand die gleiche Form und die gleiche Abmessung bei verschiedenen Fahrzeugmodellen haben, kann das hintere untere Element mit einer vorderen Säule und einem Seitenschweller für verschiedene Fahrzeugmodelle in der gleichen Montageposition unter Verwendung des gleichen Montageverfahrens verbunden werden, wodurch flexibel auf die Produktion verschiedener Fahrzeugmodelle reagiert und deren Herstellungskosten reduziert werden.
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Der vordere Verbindungsabschnitt kann beispielsweise zwei oder mehr Wände aufweisen, die mit zumindest zwei Wänden des vorderen Längsträgers übereinstimmen.
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Dementsprechend kann beispielsweise ein vorderer Abschnitt des hinteren unteren Elements fest mit dem hinteren Abschnitt des vorderen Seitenelements verbunden sein.
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Das hintere untere Element kann beispielsweise einen oberen Verbindungsabschnitt, der das vordere Seitenelement und die vordere Säule verbindet, und einen unteren Verbindungsabschnitt aufweisen, der das vordere Seitenelement und den Seitenschweller verbindet.
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Da das hintere untere Element das vordere Seitenelement und die vordere Säule durch den oberen Verbindungsabschnitt verbindet und das vordere Seitenelement und den Seitenschweller durch den unteren Verbindungsabschnitt verbindet, kann die Verbindungssteifigkeit des vorderen Seitenelements, der vorderen Säule und des Seitenschwellers verbessert werden.
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Der obere Verbindungsabschnitt kann beispielsweise eine Mehrzahl von oberen Rippen aufweisen, die sich zwischen dem vorderen Seitenelement und der vorderen Säule in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken.
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Der obere Verbindungsabschnitt kann eine Last zwischen dem vorderen Seitenelement und der vorderen Säule durch die Mehrzahl der oberen Rippen übertragen, wodurch ein oberer Lastpfad an einem oberen Abschnitt des hinteren unteren Elements definiert wird.
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Der untere Verbindungsabschnitt kann beispielsweise eine Mehrzahl von unteren Rippen aufweisen, die sich zwischen dem vorderen Seitenelement und dem Seitenschweller in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken.
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Der untere Verbindungsabschnitt kann eine Last zwischen dem vorderen Seitenelement und dem Seitenschweller durch die Mehrzahl von unteren Rippen übertragen, wodurch ein unterer Lastpfad an einem unteren Abschnitt des hinteren unteren Elements definiert wird.
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Der Seitenschweller kann beispielsweise einen geschlossenen Querschnitt haben, in dem eine Mehrzahl von Hohlräumen definiert ist. Die untere Eingriffswand des hinteren unteren Elements kann beispielsweise mit einer inneren Seitenwand des Seitenschwellers verbunden sein, und zumindest ein Abschnitt der inneren Seitenwand und zumindest ein Abschnitt einer Bodenwand des Seitenschwellers können einen gemeinsamen Bereich mit der gleichen Form und den gleichen Abmessungen wie die eines Seitenschwellers für verschiedene Fahrzeugmodelle haben.
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Da die inneren Seitenwände und die Bodenwände der Seitenschweller für verschiedene Fahrzeugmodelle den gemeinsamen Bereich mit der gleichen Form und den gleichen Abmessungen haben, kann das hintere untere Element mit dem gemeinsamen Bereich jedes Seitenschwellers in der gleichen Montageposition unter Verwendung des gleichen Montageverfahrens verbunden werden, wodurch flexibel auf die Produktion verschiedener Fahrzeugmodelle reagiert werden kann. Auf diese Weise können die Produktivität gesteigert und die Herstellungskosten effektiv gesenkt werden.
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Die vordere Säule kann beispielsweise einen oberen Eingriffsabschnitt, der mit der oberen Eingriffswand des hinteren unteren Elements verbunden ist, und einen unteren Eingriffsabschnitt aufweisen, der mit dem vorderen Abschnitt des Seitenschwellers verbunden ist.
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Die vordere Säule kann beispielsweise durch den oberen Eingriffsabschnitt und den unteren Eingriffsabschnitt fest mit dem hinteren unteren Element und dem Seitenschweller verbunden sein, wodurch die Verbindungssteifigkeit zwischen dem hinteren unteren Element und dem Seitenschweller verbessert und Lastpfade sichergestellt werden.
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Der untere Eingriffsabschnitt kann beispielsweise einen L-förmigen Querschnitt haben, der mit der oberen Wand und der äußeren Seitenwand des Seitenschwellers übereinstimmt.
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Da der untere Eingriffsabschnitt der vorderen Säule einen L-förmigen Querschnitt hat, kann eine Beeinflussung zwischen der vorderen Säule und dem Seitenschweller während der Montage verhindert werden und kann die Positionierung der vorderen Säule und des Seitenschwellers genau durchgeführt werden, wodurch die Leichtigkeit der Montage verbessert werden kann.
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Die Fahrzeugkarosseriestruktur kann beispielsweise ferner eine äußere Verstärkung aufweisen, die mit dem hinteren unteren Element verbunden ist, um die äußere Seite des hinteren unteren Elements abzudecken, und das hintere untere Element kann beispielsweise Flansche aufweisen, die mit den Rändern der äußeren Verstärkung verbunden sind.
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Die äußere Verstärkung kann mit der Außenseite des hinteren unteren Elements verbunden sein, wodurch die Steifigkeit in Bezug auf die Außenseite des hinteren unteren Elements verbessert wird. Insbesondere kann die äußere Verstärkung den hinteren Abschnitt des vorderen Seitenelements fest mit der vorderen Säule und dem Seitenschweller verbinden.
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Die äußere Verstärkung kann beispielsweise einen vorderen Eingriffsabschnitt aufweisen, der mit dem hinteren Bereich des vorderen Seitenelements verbunden ist.
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Da die äußere Verstärkung durch den vorderen Eingriffsabschnitt mit dem hinteren Abschnitt des vorderen Seitenelements verbunden ist, kann der vordere Seitenelement fester mit dem hinteren unteren Element verbunden sein.
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Die Fahrzeugkarosseriestruktur kann beispielsweise ferner eine Seitenschwellerverstärkung aufweisen, die ein offenes vorderes Ende des Seitenschwellers verschließt, und die Seitenschwellerverstärkung kann beispielsweise zumindest einen Eingriffsabschnitt aufweisen, der mit zumindest einem von der äußeren Verstärkung und der vorderen Säule verbunden ist.
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Die Seitenschwellerverstärkung kann mit dem offenen vorderen Ende des Seitenschwellers verbunden werden, wodurch die Steifigkeit in Bezug auf den vorderen Abschnitt des Seitenschwellers verbessert wird. Die Seitenschwellerverstärkung kann den Seitenschweller fester mit der äußeren Verstärkung und/oder der vorderen Säule verbinden.
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Die äußere Verstärkung kann beispielsweise einen ersten hinteren Eingriffsabschnitt, der mit der vorderen Säule verbunden ist, und einen zweiten hinteren Eingriffsabschnitt aufweisen, der mit der Seitenschwellerverstärkung verbunden ist, und der erste hintere Eingriffsabschnitt und der zweite hintere Eingriffsabschnitt können sich beispielsweise zumindest teilweise überlappen.
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Da der erste hintere Eingriffsabschnitt und der zweite hintere Eingriffsabschnitt der äußeren Verstärkung sich teilweise überlappen, kann die äußere Verstärkung die vordere Säule und die Seitenschwellerverstärkung fester verbinden.
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Die Seitenschwellerverstärkung kann beispielsweise eine Mehrzahl von Flanschen, die mit dem Seitenschweller verbunden sind, einen oberen Eingriffsabschnitt, der mit der vorderen Säule verbunden ist, und einen vorderen Eingriffsabschnitt aufweisen, der mit der äußeren Verstärkung verbunden ist, und der obere Eingriffsabschnitt und der vordere Eingriffsabschnitt können sich beispielsweise zumindest teilweise überlappen.
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Da der obere Eingriffsabschnitt und der vordere Eingriffsabschnitt der Seitenschwellerverstärkung teilweise überlappen, kann die Seitenschwellerverstärkung die vordere Säule und die äußere Verstärkung fester verbinden.
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Die Fahrzeugkarosseriestruktur kann beispielsweise ferner eine Säulenverstärkung aufweisen, die mit dem unteren Abschnitt der vorderen Säule verbunden ist, und die Säulenverstärkung kann zumindest einen Eingriffsabschnitt aufweisen, der mit dem Seitenschweller und/oder dem hinteren unteren Element verbunden ist.
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Die Säulenverstärkung kann mit dem unteren Abschnitt der vorderen Säule verbunden sein, wodurch die Steifigkeit in Bezug auf den unteren Abschnitt der vorderen Säule verbessert wird. Die Säulenverstärkung kann die vordere Säule fester mit dem Seitenschweller und/oder dem hinteren unteren Element verbinden.
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Die Säulenverstärkung kann beispielsweise einen oberen Eingriffsabschnitt, der mit dem unteren Abschnitt der vorderen Säule verbunden ist, einen unteren Eingriffsabschnitt, der mit dem Seitenschweller verbunden ist, und einen inneren Eingriffsabschnitt aufweisen, der mit dem hinteren unteren Element verbunden ist.
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Da die Säulenverstärkung mit der vorderen Säule, dem Seitenschweller und dem hinteren unteren Element verbunden ist, kann die Säulenverstärkung die Verbindungssteifigkeit der vorderen Säule, des Seitenschwellers und des hinteren unteren Elements verbessern.
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Der innere Eingriffsabschnitt kann beispielsweise einen ersten Überlappungsabschnitt, der von dem oberen Eingriffsabschnitt überlappt wird, und einen zweiten Überlappungsabschnitt aufweisen, der von dem unteren Eingriffsabschnitt überlappt wird. Der erste Überlappungsabschnitt kann beispielsweise zwischen dem oberen Eingriffsabschnitt der vorderen Säule und der oberen Eingriffswand des hinteren unteren Elements angeordnet sein, und der zweite Überlappungsabschnitt kann beispielsweise zwischen der unteren Eingriffswand des hinteren unteren Elements und dem Seitenschweller angeordnet sein.
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Da der erste Überlappungsabschnitt des inneren Eingriffsabschnitts zwischen der vorderen Säule und dem hinteren unteren Element angeordnet ist, kann die Verbindungssteifigkeit zwischen der vorderen Säule und dem hinteren unteren Element verbessert werden, und da der zweite Überlappungsabschnitt des inneren Eingriffsabschnitts zwischen dem hinteren unteren Element und dem Seitenschweller angeordnet ist, kann die Verbindungssteifigkeit zwischen dem hinteren unteren Element und dem Seitenschweller verbessert werden.
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Die Fahrzeugkarosseriestruktur kann beispielsweise ferner ein Verstärkungselement aufweisen, das zwischen der oberen Eingriffswand des hinteren Verbindungsabschnitts, dem Seitenschweller und der vorderen Säule angeordnet ist.
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Der hintere Verbindungsabschnitt kann beispielsweise ferner eine Verbindungswand aufweisen, die die obere Eingriffswand und die untere Eingriffswand verbindet.
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Die Fahrzeugkarosseriestruktur kann beispielsweise ferner ein Verstärkungselement aufweisen, das zwischen einem Abschnitt der oberen Eingriffswand des hinteren Verbindungsabschnitts, der Verbindungswand des hinteren Verbindungsabschnitts, einem Abschnitt der unteren Eingriffswand des hinteren Verbindungsabschnitts, dem Seitenschweller und der vorderen Säule angeordnet ist.
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Der hintere Verbindungsabschnitt des hinteren unteren Elements kann beispielsweise ferner eine Verstärkungsrippe aufweisen, die sich von der unteren Eingriffswand in Richtung des Seitenschwellers erstreckt, und die Verstärkungsrippe kann beispielsweise mit einer oberen Wand des Seitenschwellers verbunden sein.
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Figurenliste
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Die obigen und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher:
- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einiger Komponenten einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 4 zeigt eine Ansicht, die aus der durch den Pfeil A in 1 angegebenen Richtung betrachtet wird,
- 5 zeigt eine Linke-Seite-Ansicht einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, die vom Inneren des Fahrzeugs aus betrachtet wird,
- 6 zeigt die Verbindung eines vorderen Seitenelements, eines hinteren unteren Elements und eines Seitenschwellers in einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 7 zeigt eine Seitenansicht eines hinteren unteren Elements einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines hinteren unteren Elements einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 9 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von 5,
- 10 zeigt eine Querschnittsansicht einer Modifikation der in 9 dargestellten Ausführungsform,
- 11 zeigt eine Querschnittsansicht einer Modifikation der in 9 dargestellten Ausführungsform,
- 12 zeigt eine Querschnittsansicht einer Modifikation der in 9 dargestellten Ausführungsform,
- 13 zeigt eine Querschnittsansicht einer Modifikation der in 9 dargestellten Ausführungsform,
- 14 zeigt eine Querschnittsansicht einer Modifikation der in 9 dargestellten Ausführungsform,
- 15 zeigt die Verbindung einer vorderen Säule und eines Seitenschwellers in einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, die vom Inneren des Fahrzeugs aus betrachtet wird,
- 16 zeigt die Verbindung einer vorderen Säule und eines Seitenschwellers in einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, die von der Außenseite des Fahrzeugs aus betrachtet wird,
- 17 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C von 5,
- 18 zeigt eine Querschnittsansicht einer Modifikation der in 17 dargestellten Ausführungsform,
- 19 zeigt eine Querschnittsansicht einer Modifikation der in 17 dargestellten Ausführungsform,
- 20 zeigt eine Querschnittsansicht einer Modifikation der in 17 dargestellten Ausführungsform,
- 21 zeigt eine Seitenansicht einer äußeren Verstärkung einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 22 zeigt eine perspektivische Ansicht der Verbindung eines Seitenschwellers und einer Seitenschwellerverstärkung in einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 23 zeigt die Verbindung eines Seitenschwellers, einer vorderen Säule und einer Säulenverstärkung in einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, die vom Inneren des Fahrzeugs aus betrachtet wird,
- 24 zeigt eine perspektivische Ansicht der Verbindung einer äußeren Verstärkung, einer vorderen Säule, eines Seitenschwellers und einer Seitenschwellerverstärkung in einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, die von der Vorderseite des Fahrzeugs aus betrachtet wird,
- 25 zeigt die Verbindung einer vorderen Säule, eines Seitenschwellers und einer Seitenschwellerverstärkung in einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, die von der Außenseite des Fahrzeugs aus betrachtet wird,
- 26 zeigt eine Ansicht, die aus der durch den Pfeil E in 25 angegebenen Richtung betrachtet wird,
- 27 zeigt eine perspektivische Ansicht der Verbindung einer vorderen Säule, eines Seitenschwellers, eines hinteren unteren Elements und einer Säulenverstärkung in einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, die vom Inneren des Fahrzeugs aus betrachtet wird,
- 28 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Säulenverstärkung einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 29 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D von 27,
- 30 zeigt die Übertragung von Lasten in einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, wenn eine Frontalaufprall des Fahrzeugs stattfindet, und
- 31 zeigt die Übertragung von Lasten in einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, wenn ein Seitenaufprall des Fahrzeugs stattfindet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es ist klar, dass der Begriff „...fahrzeug" oder „Fahrzeug“ oder ein anderer ähnlicher Begriff, wie er hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen umfasst, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge einschließlich „Sport Utility Vehicles“ (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) aufweist. Ein Hybridfahrzeug ist ein Fahrzeug, das über zwei oder mehr Energiequellen verfügt, z.B. sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
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Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht als Einschränkung der Offenbarung/Erfindung zu verstehen. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein...“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen aufweisen, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor. Es ist weiter klar, dass die Begriffe „aufweisen“ und/oder „umfassen“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein bestimmter Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen. Wie hierin verwendet, weist der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der aufgeführten Elemente auf. Sofern nicht ausdrücklich anders beschrieben, sind das Wort „aufweisen“ und Varianten wie „aufweisend“ usw. so zu verstehen, dass sie den Einschluss der genannten Elemente, nicht aber den Ausschluss anderer Elemente bedeuten. Darüber hinaus bezeichnen die in der Beschreibung beschriebenen Begriffe „... einheit", „... modul", „...abschnitt" Einheiten zur Durchführung zumindest einer Funktion und/oder eines Vorgangs und können durch Hardwarekomponenten oder Softwarekomponenten und Kombinationen davon implementiert werden.
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Ferner kann eine Steuerlogik der vorliegenden Offenbarung/Erfindung als nichttransitorische computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium verkörpert sein, das ausführbare Programmanweisungen enthält, die von einem Prozessor, einer Steuerungsvorrichtung oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele für computerlesbare Medien weisen ROM, RAM, Compact Disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Vorrichtungen zur Datenspeicherung auf, sind aber nicht darauf beschränkt. Das computerlesbare Medium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Weise gespeichert und ausgeführt wird, z.B. durch einen Telematikserver oder einen CAN-Bus.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen werden durchgängig dieselben Bezugszeichen verwendet, um gleiche oder gleichwertige Elemente zu bezeichnen. Darüber hinaus wird auf eine detaillierte Beschreibung bekannter Techniken im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung/Erfindung verzichtet, um den Kern der vorliegenden Offenbarung nicht unnötig zu verdecken.
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Begriffe wie „erste“, „zweite“, „A“, „B“, „a“ und „b“ können verwendet werden, um die Elemente in beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zu beschreiben. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden, und die inhärenten Merkmale, die Reihenfolge oder Ordnung und dergleichen der entsprechenden Elemente werden durch die Begriffe nicht eingeschränkt. Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe, einschließlich technischer oder wissenschaftlicher Begriffe, die gleiche Bedeutung, wie sie vom Fachmann verstanden wird. Solche Begriffe, wie sie in einem allgemein gebräuchlichen Wörterbuch definiert sind, sind so auszulegen, dass sie eine Bedeutung haben, die den kontextuellen Bedeutungen auf dem betreffenden Gebiet der Technik entspricht, und sind nicht so auszulegen, dass sie eine ideale oder übermäßig formale Bedeutung haben, es sei denn, sie sind in der vorliegenden Anmeldung eindeutig als solche definiert.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 kann eine Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Boden 5, ein mit einem vorderen Ende des Bodens 5 verbundenes Armaturenbrett bzw.
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Armaturenträger bzw. vordere Trennwand (im Weiteren kurz: Armaturenbrett) 2, ein Paar vordere Säulen 11, die mit beiden Seitenränder des Armaturenbretts 2 verbunden sind, ein Paar vordere Seitenelemente 12, die sich von dem Armaturenbrett 2 in Richtung zur Vorderseite des Fahrzeugs erstrecken, und ein Paar Seitenschweller 14 aufweisen, die an beiden Seitenrändern des Bodens 5 angeordnet sind.
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Das Armaturenbrett 2 kann einen Vorderraum und einen Fahrgastraum trennen, und der Vorderraum kann einen Antriebsstrang aufweisen, der einen Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor aufweist.
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Das Paar vorderer Seitenelemente 12 kann in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs voneinander in Abstand sein, und jedes vordere Seitenelement 12 kann sich in einer Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken. Jedes vordere Seitenelement 12 kann einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt aufweisen. Zwischen den vorderen Abschnitten des Paars von vorderen Seitenelementen 12 kann ein Stoßfänger (nicht dargestellt) quer angebracht sein. Der hintere Abschnitt des vorderen Seitenelements 12 kann über ein hinteres unteres Element 13 mit einem vorderen Abschnitt des Seitenschwellers 14 verbunden sein. Wie in 3 dargestellt, kann jedes vordere Seitenelement 12 eine obere Wand, die der Oberseite des Fahrzeugs zugewandt ist, eine untere Wand, die der Unterseite des Fahrzeugs zugewandt ist, eine innere Seitenwand, die dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt ist, und eine äußere Seitenwand aufweisen, die der Außenseite des Fahrzeugs zugewandt ist. Unter Bezugnahme auf 4 und 5 kann der hintere Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 mit dem hinteren unteren Element 13 und einer äußeren Verstärkung 15 durch eine Verbindung (z.B. durch Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein.
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Die beiden vorderen Säulen 11 können jeweilig mit beiden (Fahrzeugbreitenrichtung-)Seitenrändern des Armaturenbretts 2 verbunden sein, und jede vordere Säule 11 kann mit dem hinteren unteren Element 13 und dem vorderen Abschnitt des Seitenschwellers 14 verbunden sein. Die vordere Säule 11 kann eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte vordere Innensäule in einer Seitenstruktur der Fahrzeugkarosserie sein. Ein Kotflügelseitenelement 3 kann mit einem vorderen Abschnitt der vorderen Säule 11 verbunden sein, und ein Dämpfergehäuse (bspw. Stoßdämpfergehäuse) 4 kann mit dem Kotflügelseitenelement 3 (und bspw. dem korrespondierenden Seitenelement 12) verbunden sein.
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Die vordere Säule 11 kann eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Innenseitenfläche und eine dem Fahrzeugäußeren zugewandte Außenseitenfläche aufweisen. Die vordere Säule 11 kann durch Pressformen, Gießen oder dergleichen hergestellt werden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die vordere Säule 11 durch Pressen eines Stahlblechs hergestellt werden. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die vordere Säule 11 durch Pressen eines Aluminiumblechs hergestellt werden. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die vordere Säule 11 durch Hochvakuum-Druckguss unter Verwendung von Aluminium hergestellt werden. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die vordere Säule 11 im Niederdruckgussverfahren unter Verwendung von Aluminium hergestellt werden.
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Das Paar Seitenschweller 14 können jeweilig mit beiden (Fahrzeugbreitenrichtung-)Seitenrändern des Bodens 5 verbunden sein, und jeder Seitenschweller 14 kann sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann jeder Seitenschweller 14 aus einem stranggepressten Aluminiumbauteil, einem Aluminiumdruckgussbauteil, einer Kombination aus einem Stahlpressbauteil und einer Stahlpressverstärkung, einer Kombination aus einem Stahlpressbauteil und einer stranggepressten Aluminiumverstärkung oder einem Aluminiumniederdruckgussbauteil ausgebildet sein.
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Unter Bezugnahme auf 2 und 3 kann das Paar hintere untere Elemente 13 symmetrisch an beiden (Fahrzeugbreitenrichtung-)Seiten des Armaturenbretts 2 angeordnet sein, und jedes hintere untere Element 13 kann das vordere Seitenelement 12, den Seitenschweller 14 und die vordere Säule 11 verbinden.
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Bezugnehmend auf 3 können die vordere Säule 11, das vordere Seitenelement 12, das hintere untere Element 13 und der Seitenschweller 14 strukturell verbunden sein, um eine Grundform der Fahrzeugkarosseriestruktur auszubilden. Im Folgenden können die vordere Säule 11, das vordere Seitenelement 12, das hintere untere Element 13 und der Seitenschweller 14 auch als „Strukturelemente oder Rahmenelemente“ bezeichnet werden. Die Karosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann ferner eine Mehrzahl von Verbindungselementen 15, 16 und 17 aufweisen, durch die die Strukturelemente miteinander verbunden sind. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann die Mehrzahl der Verbindungselemente 15, 16 und 17 die äußere Verstärkung 15, die mit der Außenseite des hinteren unteren Elements 13 verbunden ist, eine Seitenschwellerverstärkung 16, die mit einem vorderen Ende des Seitenschwellers 14 verbunden ist, und eine Säulenverstärkung 17 aufweisen, die mit einem unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 verbunden ist.
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5 zeigt, dass jedes hintere untere Element 13 den hinteren Abschnitt des vorderen Seitenelements 12 mit dem vorderen Abschnitt des entsprechenden Seitenschwellers 14 und dem unteren Abschnitt der entsprechenden vorderen Säule 11 verbinden kann.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann das hintere untere Element 13 ein Aluminium-(Hochdruck-)Druckgussteil oder ein Aluminium-Niederdruckgussteil sein.
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Unter Bezugnahme auf 6 bis 8 kann jedes hintere untere Element 13 einen oberen Flansch 13a, der sich zur Oberseite des Fahrzeugs erstreckt, einen unteren Flansch 13b, der sich zur Unterseite des Fahrzeugs erstreckt, und eine Stützwand 13c aufweisen, die zur Vorderseite des Fahrzeugs weist / gewandt ist. Der obere Flansch 13a kann sich entlang einem oberen Rand des hinteren unteren Elements 13 erstrecken, und der untere Flansch 13b kann sich entlang einem unteren Rand des hinteren unteren Elements 13 erstrecken. Die Stützwand 13c kann eine flache Fläche senkrecht zu einer Längsachse des vorderen Seitenelements 12 haben, und der hintere Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 kann von der Stützwand 13c getragen/gestützt werden.
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Unter Bezugnahme auf 3 und 17 kann die äußere Verstärkung 15 mit dem hinteren unteren Element 13 verbunden sein. Insbesondere kann die äußere Verstärkung 15 mit dem oberen Flansch 13a und dem unteren Flansch 13b des hinteren unteren Elements 13 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden werden.
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Unter Bezugnahme auf 6 bis 8 kann jedes hintere untere Element 13 einen vorderen Verbindungsabschnitt 21, der mit dem hinteren Abschnitt des vorderen Seitenelements 12 verbunden ist, sowie einen hinteren Verbindungsabschnitt 22 aufweisen, der mit dem unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 und dem vorderen Abschnitt des Seitenschwellers 14 verbunden ist.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der vordere Verbindungsabschnitt 21 den hinteren Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 zumindest teilweise umgeben. Insbesondere kann der vordere Verbindungsabschnitt 21 zwei oder mehr Wände aufweisen, die mit zumindest zwei Wänden des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 übereinstimmen.
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Unter Bezugnahme auf 17 kann der vordere Verbindungsabschnitt 21 eine untere Wand 21a, die der Unterseite des Fahrzeugs zugewandt ist, eine nach innen gerichtete Seitenwand 21 b, die dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt ist, und eine obere Wand 21c aufweisen, die der Oberseite des Fahrzeugs zugewandt ist. Insbesondere kann die untere Wand 21a des vorderen Verbindungsabschnitts 21 mit der unteren Wand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 verbunden sein, kann die innere Seitenwand 21 b des vorderen Verbindungsabschnitts 21 mit der inneren Seitenwand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 verbunden sein und kann die obere Wand 21c des vorderen Verbindungsabschnitts 21 mit der oberen Wand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 verbunden sein. Das heißt, die untere Wand 21 a, die innere Seitenwand 21 b und die obere Wand 21c des vorderen Verbindungsabschnitts 21 können mit der unteren Wand, der inneren Seitenwand bzw. der oberen Wand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 übereinstimmen. Der vordere Verbindungsabschnitt 21 kann einen z.B. C-förmigen Querschnitt haben, der die obere Wand, die innere Seitenwand und die untere Wand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 umgibt. Darüber hinaus kann die äußere Verstärkung 15 mit der äußeren Seitenwand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 verbunden sein.
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Unter Bezugnahme auf 18 kann der vordere Verbindungsabschnitt 21 eine untere Wand 21a, die dem Boden des Fahrzeugs zugewandt ist, und eine Innenseitenwand 21 b aufweisen, die dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt ist. Insbesondere kann die untere Wand 21a des vorderen Verbindungsabschnitts 21 mit der Bodenwand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 verbunden sein und kann die innere Seitenwand 21 b des vorderen Verbindungsabschnitts 21 mit der inneren Seitenwand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 verbunden sein. Das heißt, die untere Wand 21 a und die innere Seitenwand 21 b des vorderen Verbindungsabschnitts 21 können mit der Bodenwand bzw. der inneren Seitenwand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 übereinstimmen. Der vordere Verbindungsabschnitt 21 kann einen z.B. L-förmigen Querschnitt haben, der die untere Wand und die innere Seitenwand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 umgibt.
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Unter Bezugnahme auf 19 kann der vordere Verbindungsabschnitt 21 die untere Wand 21 a, die dem Boden des Fahrzeugs zugewandt ist, die innere Seitenwand 21 b, die dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt ist, die obere Wand 21c, die der Oberseite des Fahrzeugs zugewandt ist, und eine äußere Seitenwand 21d aufweisen, die dem Äußeren des Fahrzeugs zugewandt ist. Insbesondere kann die untere Wand 21a des vorderen Verbindungsabschnitts 21 mit der unteren Wand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 verbunden sein, kann die innere Seitenwand 21b des vorderen Verbindungsabschnitts 21 mit der inneren Seitenwand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 verbunden sein, kann die obere Wand 21c des vorderen Verbindungsabschnitts 21 mit der oberen Wand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 verbunden sein und kann die äußere Seitenwand 21d des vorderen Verbindungsabschnitts 21 mit der äußeren Seitenwand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 verbunden sein. Das heißt, die untere Wand 21a, die innere Seitenwand 21b, die obere Wand 21c und die äußere Seitenwand 21d des vorderen Verbindungsabschnitts 21 können mit der unteren Wand, der inneren Seitenwand, der oberen Wand bzw. der äußeren Seitenwand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 übereinstimmen. Der vordere Verbindungsabschnitt 21 kann einen geschlossenen Querschnitt haben, der die obere Wand, die innere Seitenwand, die untere Wand und die äußere Seitenwand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 umgibt.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der hintere Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 den vorderen Verbindungsabschnitt 21 umgeben. 20 zeigt, dass der hintere Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 die untere Wand 21a, die innere Seitenwand 21b, die obere Wand 21c und die äußere Seitenwand 21d des vorderen Verbindungsabschnitts 21 umgeben kann.
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Unter Bezugnahme auf 6 kann der hintere Verbindungsabschnitt 22 eine obere Eingriffswand 22a, die mit dem unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 verbunden ist, und eine untere Eingriffswand 22b aufweisen, die mit dem vorderen Abschnitt des Seitenschwellers 14 verbunden ist. Unter Bezugnahme auf 7 und 8 können die obere Eingriffswand 22a und die untere Eingriffswand 22b durch eine Verbindungswand 22c in einer Hochrichtung des Fahrzeugs verbunden sein. Die obere Eingriffswand 22a und die untere Eingriffswand 22b können eine ebene Fläche aufweisen.
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Unter Bezugnahme auf 9 und 10 kann die obere Eingriffswand 22a eine ebene Fläche parallel zur inneren Seitenfläche der vorderen Säule 11 aufweisen und kann die obere Eingriffswand 22a mit der inneren Seitenfläche der vorderen Säule 11 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein. Die untere Eingriffswand 22b kann eine flache Fläche parallel zu einer inneren Seitenwand des Seitenschwellers 14 haben und kann die untere Eingriffswand 22b mit der inneren Seitenwand des Seitenschwellers 14 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein.
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Wie oben beschrieben kann der vordere Verbindungsabschnitt 21 des hinteren unteren Elements 13 mit dem vorderen Seitenelement 12 verbunden sein und kann der hintere Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 mit der vorderen Säule 11 und dem Seitenschweller 14 verbunden sein, so dass das hintere untere Element 13 das vordere Seitenelement 12, die vordere Säule 11 und den Seitenschweller 14 fest verbinden kann, wodurch die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie verbessert und Lastpfade zuverlässig definiert werden.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform können die obere Eingriffswand 22a und die untere Eingriffswand 22b bei unterschiedlichen Fahrzeugmodellen dieselbe Form und dieselben Abmessungen haben. Wie in 9 und 10 dargestellt, kann das hintere untere Element 13 mit einer vorderen Säule 11 oder 111 und einem Seitenschweller 14 oder 114 für verschiedene Fahrzeugmodelle in derselben Montageposition mit demselben Montageverfahren verbunden werden. 9 zeigt beispielsweise das hintere untere Element 13, das die vordere Säule 11 und den Seitenschweller 14 eines ersten Fahrzeugs verbindet, wobei die obere Eingriffswand 22a des hinteren unteren Elements 13 mit der vorderen Säule 11 des ersten Fahrzeugs verbunden sein kann und die untere Eingriffswand 22b des hinteren unteren Elements 13 mit der inneren Seitenwand des Seitenschwellers 14 des ersten Fahrzeugs verbunden sein kann. 10 zeigt das hintere untere Element 13, das die vordere Säule 111 und den Seitenschweller 114 eines zweiten Fahrzeugs verbindet, wobei die obere Eingriffswand 22a des hinteren unteren Elements 13 mit der vorderen Säule 111 des zweiten Fahrzeugs verbunden sein kann und die untere Eingriffswand 22b des hinteren unteren Elements 13 mit der inneren Seitenwand des Seitenschwellers 114 des zweiten Fahrzeugs verbunden sein kann. Wie in 9 und 10 dargestellt, kann das hintere untere Element 13 so gestaltet sein, dass es die vorderen Säulen 11 und 111 und die Seitenschweller 14 und 114 verschiedener Fahrzeugmodelle in der gleichen Montageposition unter Verwendung des gleichen Montageverfahrens verbindet, wodurch flexibel auf die Produktion verschiedener Fahrzeugmodelle reagiert werden kann. Unterdessen können gemäß den in 9 und 10 dargestellten Ausführungsformen die obere Eingriffswand 22a und die untere Eingriffswand 22b durch die schräge/geneigte Verbindungswand 22c verbunden sein, und die schräge/geneigte Verbindungswand 22c muss nicht mit den vorderen Säulen 11 und 111 und den Seitenschwellern 14 und 114 verbunden sein.
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Unter Bezugnahme auf 5 bis 8 kann das hintere untere Element 13 einen oberen Verbindungsabschnitt 23, der das vordere Seitenelement 12 und die vordere Säule 11 verbindet, und einen unteren Verbindungsabschnitt 24 aufweisen, der das vordere Seitenelement 12 und den Seitenschweller 14 verbindet.
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Der obere Verbindungsabschnitt 23 kann sich schräg/geneigt vom hinteren Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 in Richtung des unteren Abschnitts der vorderen Säule 11 erstrecken, so dass der obere Verbindungsabschnitt 23 den hinteren Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 und den unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 verbinden kann. Insbesondere kann der obere Verbindungsabschnitt 23 eine Mehrzahl von oberen Rippen 23a aufweisen, die sich zwischen dem hinteren Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 und dem unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken. Der obere Verbindungsabschnitt 23 kann eine Last zwischen dem hinteren Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 und der vorderen Säule 11 durch die Mehrzahl der oberen Rippen 23a übertragen, wodurch ein oberer Lastpfad an einem oberen Abschnitt des hinteren unteren Elements 13 definiert wird.
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Der untere Verbindungsabschnitt 24 kann sich gerade von dem hinteren Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 in Richtung des vorderen Abschnitts des Seitenschwellers 14 erstrecken, so dass der untere Verbindungsabschnitt 24 den hinteren Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 und den vorderen Abschnitt des Seitenschwellers 14 verbinden kann. Insbesondere kann der untere Verbindungsabschnitt 24 eine Mehrzahl von unteren Rippen 24a aufweisen, die sich zwischen dem hinteren Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 und dem vorderen Abschnitt des Seitenschwellers 14 in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken. Der untere Verbindungsabschnitt 24 kann eine Last zwischen dem hinteren Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 und dem vorderen Abschnitt des Seitenschwellers 14 durch die Mehrzahl der unteren Rippen 24a übertragen, wodurch ein unterer Lastpfad an einem unteren Abschnitt des hinteren unteren Elements 13 definiert wird.
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Wie oben beschrieben kann das hintere untere Element 13 das vordere Seitenelement 12 und die vordere Säule 11 durch den oberen Verbindungsabschnitt 23 verbinden und kann das vordere Seitenelement 12 und den Seitenschweller 14 durch den unteren Verbindungsabschnitt 24 verbinden, so dass die Verbindungssteifigkeit des vorderen Seitenelements 12, der vorderen Säule 11 und des Seitenschwellers 14 verbessert werden kann.
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Unter Bezugnahme auf die 9 bis 14 kann jeder Seitenschweller 14, 114, 214, 314, 414 oder 514 eine obere Wand, die der Oberseite des Fahrzeugs zugewandt ist, eine untere Wand, die der Unterseite des Fahrzeugs zugewandt ist, eine innere Seitenwand, die dem Inneren des Fahrzeugs zugewandt ist, und eine äußere Seitenwand aufweisen, die dem Äußeren des Fahrzeugs zugewandt ist. Jeder Seitenschweller kann durch die obere Wand, die untere Wand, die innere Seitenwand und die äußere Seitenwand einen geschlossenen Querschnitt ausbilden, und eine Mehrzahl von Rippen bzw. Stegen kann im Inneren des Seitenschwellers 14, 114, 214, 314, 414 oder 514 vorgesehen sein. Der Seitenschweller 14, 114, 214, 314, 414 oder 514 kann eine Mehrzahl von Hohlräumen aufweisen, die durch die Mehrzahl von Rippen unterteilt sind.
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Unter Bezugnahme auf 9 bis 14 kann jeder Seitenschweller 14, 114, 214, 314, 414 oder 514 so hergestellt werden, dass er für verschiedene Fahrzeugmodelle unterschiedliche Formen und Größen aufweist, und jede vordere Säule 11, 111, 211, 311, 411 oder 511 kann so hergestellt werden, dass sie für verschiedene Fahrzeugmodelle unterschiedliche Formen und Größen hat. 9 zeigt zum Beispiel die vordere Säule 11 und den Seitenschweller 14 des ersten Fahrzeugs, 10 zeigt die vordere Säule 111 und den Seitenschweller 114 eines zweiten Fahrzeugs, 11 zeigt die vordere Säule 211 und den Seitenschweller 214 eines dritten Fahrzeugs, 12 zeigt die vordere Säule 311 und den Seitenschweller 314 eines vierten Fahrzeugs, 13 zeigt die vordere Säule 411 und den Seitenschweller 414 eines fünften Fahrzeugs und 14 zeigt die vordere Säule 511 und den Seitenschweller 514 eines sechsten Fahrzeugs. Beim ersten bis sechsten Fahrzeug kann es sich um unterschiedliche Modelle handeln.
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Der in 9 dargestellte Seitenschweller 14 des ersten Fahrzeugs kann einen gemeinsamen Bereich 18 aufweisen, der zumindest an einem Abschnitt der inneren Seitenwand und zumindest an einem Abschnitt der unteren Wand vorgesehen ist, und der in 10 dargestellte Seitenschweller 114 des zweiten Fahrzeugs kann einen gemeinsamen Bereich 118 aufweisen, der zumindest an einem Abschnitt der inneren Seitenwand und zumindest an einem Abschnitt der unteren Wand vorgesehen ist. Der gemeinsame Bereich 18 des Seitenschwellers 14 in 9 kann die gleiche Form und die gleiche Abmessung haben wie der gemeinsame Bereich 118 des Seitenschwellers 114 in 10. Da die inneren Seitenwände und die Bodenwände der Seitenschweller 14 und 114 für verschiedene Fahrzeugmodelle die gemeinsamen Bereiche 18 und 118 mit der gleichen Form und den gleichen Abmessungen haben, kann das hintere untere Element 13 mit jedem der gemeinsamen Bereiche 18 und 118 der Seitenschweller 14 und 114 in der gleichen Montageposition unter Verwendung des gleichen Montageverfahrens verbunden werden, wodurch flexibel auf die Produktion verschiedener Fahrzeugmodelle reagiert und die Herstellungskosten reduziert werden.
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Unter Bezugnahme auf 9, 15 und 16 kann die vordere Säule 11 einen oberen Eingriffsabschnitt 11a, der mit der oberen Eingriffswand 22a des hinteren Verbindungsabschnitts 22 des hinteren unteren Elements 13 verbunden ist, sowie einen unteren Eingriffsabschnitt 11b aufweisen, der mit dem vorderen Abschnitt des Seitenschwellers 14 verbunden ist. Der obere Eingriffsabschnitt 11a kann mit dem unteren Eingriffsabschnitt 11b durch eine schräge/geneigte Verbindungswand 11c verbunden sein.
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Bezugnehmend auf 9 kann der obere Eingriffsabschnitt 11a eine flache Fläche parallel zur oberen Eingriffswand 22a des hinteren Verbindungsabschnitts 22 des hinteren unteren Elements 13 aufweisen und kann der obere Eingriffsabschnitt 11a mit der oberen Eingriffswand 22a des hinteren unteren Elements 13 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein. Insbesondere kann der untere Eingriffsabschnitt 11b einen L-förmigen Querschnitt haben, der mit der oberen Wand und der äußeren Seitenwand des Seitenschwellers 14 übereinstimmt und kann der untere Eingriffsabschnitt 11b mit der oberen Wand und der äußeren Seitenwand des Seitenschwellers 14 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein. Da der untere Eingriffsabschnitt 11b der vorderen Säule 11 einen L-förmigen Querschnitt hat, kann eine Beeinträchtigung zwischen der vorderen Säule 11 und dem Seitenschweller 14 während des Zusammenbaus verhindert werden und kann die Positionierung der vorderen Säule 11 und des Seitenschwellers 14 genau durchgeführt werden, so dass der Zusammenbau erleichtert werden kann.
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9 zeigt die Verbindung der oberen Eingriffswand 22a des hinteren Verbindungsabschnitts 22 des hinteren unteren Elements 13 und des oberen Eingriffsabschnitts 11a der vorderen Säule 11 des ersten Fahrzeugs, und 10 zeigt die Verbindung der oberen Eingriffswand 22a des hinteren Verbindungsabschnitts 22 des hinteren unteren Elements 13 und eines oberen Eingriffsabschnitts 111a der vorderen Säule 111 des zweiten Fahrzeugs. Die obere Eingriffswand 22a des hinteren unteren Elements 13 kann mit jedem der oberen Eingriffsabschnitte 11 a und 111a der vorderen Säulen 11 und 111 für verschiedene Fahrzeugmodelle in der gleichen Montageposition unter Verwendung des gleichen Montageverfahrens verbunden werden.
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11 zeigt den hinteren Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13, der die vordere Säule 211 und den Seitenschweller 214 des dritten Fahrzeugs verbindet. Unter Bezugnahme auf 11 kann der hintere Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 eine obere Eingriffswand 222a, eine untere Eingriffswand 222b und eine Verbindungswand 222c aufweisen, die andere Formen und andere Abmessungen haben als die entsprechenden in 9 und 10 dargestellten Wände. Die obere Eingriffswand 222a und die Verbindungswand 222c können parallel zu einem oberen Eingriffsabschnitt 211a der vorderen Säule 211 des dritten Fahrzeugs verlaufen, und die obere Eingriffswand 222a und die Verbindungswand 222c können mit dem oberen Eingriffsabschnitt 211a der vorderen Säule 211 des dritten Fahrzeugs durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein. Die untere Eingriffswand 222b kann parallel zu der inneren Seitenwand des Seitenschwellers 214 des dritten Fahrzeugs verlaufen, und die untere Eingriffswand 222b kann fest mit dem Seitenschweller 214 des dritten Fahrzeugs verbunden sein. Dementsprechend können in der in 11 dargestellten beispielhaften Ausführungsform der hintere Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13, die vordere Säule 211 und der Seitenschweller 214 fest miteinander verbunden sein.
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12 zeigt den hinteren Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13, der die vordere Säule 311 und den Seitenschweller 314 des vierten Fahrzeugs verbindet. Unter Bezugnahme auf 12 kann der hintere Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 eine obere Eingriffswand 322a, eine untere Eingriffswand 322b und eine Verbindungswand 322c aufweisen, die andere Formen und andere Abmessungen als die entsprechenden Wände haben, die in 9, 10 und 11 dargestellt sind. Ein Abschnitt der oberen Eingriffswand 322a kann mit einem unteren Abschnitt der vorderen Säule 311 des vierten Fahrzeugs verbunden sein, und die untere Eingriffswand 322b und die Verbindungswand 322c können mit der inneren Seitenwand und der oberen Wand des Seitenschwellers 314 des vierten Fahrzeugs verbunden sein. Unter Bezugnahme auf 12 kann die Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ferner ein Verstärkungselement 320 aufweisen, das zwischen dem hinteren Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13, dem Seitenschweller 314 und der vorderen Säule 311 angeordnet ist. Insbesondere kann das Verstärkungselement 320 zwischen der oberen Eingriffswand 322a des hinteren Verbindungsabschnitts 22, dem Seitenschweller 314 und der vorderen Säule 311 angeordnet sein. Insbesondere können die obere Eingriffswand 322a des hinteren Verbindungsabschnitts 22, der Seitenschweller 314 und die vordere Säule 311 mit dem Verstärkungselement 320 durch eine Verbindung (Befestigungen, Schweißen usw.) verbunden sein. Dementsprechend können in der beispielhaften Ausführungsform, die in 12 dargestellt ist, der hintere Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13, die vordere Säule 311 und der Seitenschweller 314 durch das Verstärkungselement 320 fest miteinander verbunden sein.
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13 zeigt den hinteren Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13, der die vordere Säule 411 und den Seitenschweller 414 des fünften Fahrzeugs verbindet. Unter Bezugnahme auf 13 kann der hintere Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 die obere Eingriffswand 322a, die untere Eingriffswand 322b und die Verbindungswand 322c aufweisen, die dieselben Formen und dieselben Abmessungen haben wie die entsprechenden in 12 dargestellten Wände. Ein Abschnitt der oberen Eingriffswand 322a kann mit einem unteren Abschnitt der vorderen Säule 411 des fünften Fahrzeugs verbunden sein, und die untere Eingriffswand 322b kann mit der inneren Seitenwand des Seitenschwellers 414 des fünften Fahrzeugs verbunden sein. Unter Bezugnahme auf 13 kann die Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ferner ein Verstärkungselement 330 aufweisen, das zwischen dem hinteren Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13, dem Seitenschweller 414 und der vorderen Säule 411 angeordnet ist. Insbesondere kann das Verstärkungselement 330 zwischen einem Teil der oberen Eingriffswand 322a des hinteren Verbindungsabschnitts 22, der Verbindungswand 322c des hinteren Verbindungsabschnitts 22, einem Abschnitt der unteren Eingriffswand 322b des hinteren Verbindungsabschnitts 22, dem Seitenschweller 414 und der vorderen Säule 411 angeordnet sein. Der Abschnitt der oberen Eingriffswand 322a, die Verbindungswand 322c, der Abschnitt der unteren Eingriffswand 322b, der Seitenschweller 414 und die vordere Säule 411 können mit dem Verstärkungselement 330 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein. Dementsprechend können in der beispielhaften Ausführungsform, die in 13 dargestellt ist, der hintere Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13, die vordere Säule 411 und der Seitenschweller 414 durch das Verstärkungselement 330 fest miteinander verbunden sein.
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14 zeigt den hinteren Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13, der die vordere Säule 511 und den Seitenschweller 514 des sechsten Fahrzeugs verbindet. Unter Bezugnahme auf 14 kann der hintere Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 die obere Eingriffswand 322a, die untere Eingriffswand 322b und die Verbindungswand 322c aufweisen, die dieselben Formen und dieselben Abmessungen haben wie die entsprechenden in 12 und 13 dargestellten Wände. Die obere Eingriffswand 322a kann mit einem unteren Teil der vorderen Säule 511 des sechsten Fahrzeugs verbunden sein, und die untere Eingriffswand 322b kann mit der inneren Seitenwand des Seitenschwellers 514 des sechsten Fahrzeugs verbunden sein. Der hintere Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 kann ferner eine Verstärkungsrippe 22f aufweisen, die sich von der unteren Eingriffswand 322b in Richtung des Seitenschwellers 514 erstreckt. Die Verstärkungsrippe 22f kann mit der oberen Wand des Seitenschwellers 514 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein. Dementsprechend kann in der beispielhaften Ausführungsform, die in 14 dargestellt ist, der hintere Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 zusätzlich mit dem Seitenschweller 514 durch die Verstärkungsrippe 22f verbunden sein, so dass die Verbindungssteifigkeit zwischen dem hinteren Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 und dem Seitenschweller 514 weiter verbessert werden kann.
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Bezugnehmend auf 21 kann die äußere Verstärkung 15 einen oberen Eingriffsabschnitt 15a, der sich entlang einem oberen Rand davon erstreckt, einen unteren Eingriffsabschnitt 15b, der sich entlang einem unteren Rand davon erstreckt, und einen vorderen Eingriffsabschnitt 15c aufweisen, der sich entlang einem vorderen Rand davon erstreckt.
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Der obere Eingriffsabschnitt 15a kann eine flache Fläche aufweisen, die parallel zum oberen Flansch 13a des hinteren unteren Elements 13 verläuft, und der obere Eingriffsabschnitt 15a kann mit dem oberen Flansch 13a des hinteren unteren Elements 13 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein. Der untere Eingriffsabschnitt 15b kann eine flache Fläche parallel zum unteren Flansch 13b des hinteren unteren Elements 13 haben, und der untere Eingriffsabschnitt 15b kann mit dem unteren Flansch 13b des hinteren unteren Elements 13 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein. Der vordere Eingriffsabschnitt 15c kann eine flache Fläche parallel zur äußeren Seitenwand des hinteren Abschnitts 12a des vorderen Seitenelements 12 haben, und der vordere Eingriffsabschnitt 15c kann mit dem hinteren Abschnitt 12a des vorderen Seitenelements 12 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein.
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Unter Bezugnahme auf 21 kann die äußere Verstärkung 15 einen ersten hinteren Eingriffsabschnitt 15d und einen zweiten hinteren Eingriffsabschnitt 15e aufweisen, die sich entlang einem hinteren Rand davon erstrecken. Der erste hintere Eingriffsabschnitt 15d kann eine flache Fläche aufweisen, die parallel zum unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 verläuft, und der erste hintere Eingriffsabschnitt 15d kann mit dem unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein. Der zweite hintere Eingriffsabschnitt 15e kann eine flache Fläche aufweisen, die parallel zu einer vorderen Fläche der Seitenschwellerverstärkung 16 verläuft, und der zweite hintere Eingriffsabschnitt 15e kann mit der vorderen Fläche der Seitenschwellerverstärkung 16 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein. Ein unterer Abschnitt des ersten hinteren Eingriffsabschnitts 15d und ein oberer Abschnitt des zweiten hinteren Eingriffsabschnitts 15e können sich überlappen, so dass ein Überlappungsabschnitt 15f zwischen dem ersten hinteren Eingriffsabschnitt 15d und dem zweiten hinteren Eingriffsabschnitt 15e ausgebildet sein kann.
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Unter Bezugnahme auf 22 kann die Seitenschwellerverstärkung 16 mit dem offenen vorderen Ende des Seitenschwellers 14 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein, so dass die Seitenschwellerverstärkung 16 das offene vordere Ende des Seitenschwellers 14 schließen kann.
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Unter Bezugnahme auf 22 bis 26 kann die Seitenschwellerverstärkung 16 eine Mehrzahl von Flanschen 16a, 16b, 16f und 16g aufweisen, die mit dem Seitenschweller 14 verbunden sind. Die Mehrzahl der Flansche 16a, 16b, 16f und 16g kann einen inneren Flansch 16a (siehe 23), der mit der inneren Seitenwand des Seitenschwellers 14 verbunden ist, einen äußeren Flansch 16b (siehe 24 und 25), der mit der äußeren Seitenwand des Seitenschwellers 14 verbunden ist, und zwei Bodenflansche 16f und 16g (siehe 26) aufweisen, die mit der unteren Wand des Seitenschwellers 14 verbunden sind. Jeder der Flansche 16a, 16b, 16f und 16g kann eine ebene Fläche aufweisen, die parallel zu der entsprechenden Wand des Seitenschwellers 14 verläuft, und die Mehrzahl der Flansche 16a, 16b, 16f und 16g kann durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) fest mit dem Seitenschweller 14 verbunden sein.
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Bezugnehmend auf 25 kann der äußere Flansch 16b der Seitenschwellerverstärkung 16 den unteren Eingriffsabschnitt 11b der vorderen Säule 11 teilweise überlappen, so dass ein Überlappungsabschnitt 16h zwischen dem außenliegenden Flansch 16b der Seitenschwellerverstärkung 16 und dem unteren Eingriffsabschnitt 11b der vorderen Säule 11 ausgebildet sein kann.
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Die Seitenschwellerverstärkung 16 kann zumindest einen Eingriffsabschnitt aufweisen, der mit der vorderen Säule 11 und/oder der äußeren Verstärkung 15 verbunden ist. Bezugnehmend auf 24 kann die Seitenschwellerverstärkung 16 einen oberen Eingriffsabschnitt 16c aufweisen, der sich entlang einem oberen Rand davon erstreckt. Der obere Eingriffsabschnitt 16c kann eine flache Fläche aufweisen, die parallel zu einem Abschnitt der vorderen Säule 11 verläuft, und der obere Eingriffsabschnitt 16c kann mit der vorderen Säule 11 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) verbunden sein. Darüber hinaus kann die Seitenschwellerverstärkung 16 einen vorderen Eingriffsabschnitt 16d aufweisen, der mit der äußeren Verstärkung 15 verbunden ist. Der vordere Eingriffsabschnitt 16d kann eine flache Fläche aufweisen, die parallel zum hinteren Rand der äußeren Verstärkung 15 verläuft, und der vordere Eingriffsabschnitt 16d kann durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) fest mit der äußeren Verstärkung 15 verbunden sein. Der obere Eingriffsabschnitt 16c und der vordere Eingriffsabschnitt 16d können sich überlappen, so dass ein Überlappungsabschnitt 16e zwischen dem oberen Eingriffsabschnitt 16c und dem vorderen Eingriffsabschnitt 16d ausgebildet sein kann. Insbesondere kann der vordere Eingriffsabschnitt 16d der Seitenschwellerverstärkung 16 mit/zu dem zweiten hinteren Eingriffsabschnitt 15e der äußeren Verstärkung 15 ausgerichtet sein, und kann der Überlappungsabschnitt 16e der Seitenschwellerverstärkung 16 mit dem Überlappungsabschnitt 15f der äußeren Verstärkung 15 ausgerichtet sein.
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Bezugnehmend auf 27 kann die Säulenverstärkung 17 mit dem inneren unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 verbunden sein, und die Säulenverstärkung 17 kann zumindest einen Eingriffsabschnitt aufweisen, der mit zumindest einem der Seitenschweller 14 und dem hinteren unteren Element 13 verbunden ist.
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Unter Bezugnahme auf 27 und 28 kann die Säulenverstärkung 17 einen oberen Eingriffsabschnitt 17a, der mit dem unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 verbunden ist, einen unteren Eingriffsabschnitt 17b, der mit dem vorderen Abschnitt des Seitenschwellers 14 verbunden ist, und einen inneren Eingriffsabschnitt 17c aufweisen, der mit dem hinteren Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 verbunden ist.
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Der obere Eingriffsabschnitt 17a kann eine Form haben, die zum unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 passt. Der obere Eingriffsabschnitt 17a kann eine Mehrzahl von ebenen Flächen aufweisen, die parallel zum unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 verlaufen, und der obere Eingriffsabschnitt 17a kann mit dem unteren Abschnitt der vorderen Säule 11 durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) fest verbunden sein.
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Der untere Eingriffsabschnitt 17b kann eine Form haben, die zum vorderen Abschnitt des Seitenschwellers 14 passt. Der untere Eingriffsabschnitt 17b kann eine Mehrzahl von ebenen Flächen aufweisen, die parallel zu den Wänden des Seitenschwellers 14 verlaufen, und der untere Eingriffsabschnitt 17b kann durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) fest mit dem vorderen Abschnitt des Seitenschwellers 14 verbunden sein.
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Der innere Eingriffsabschnitt 17c kann eine Form haben, die zum hinteren Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 passt. Der innere Eingriffsabschnitt 17c kann eine Mehrzahl von flachen Flächen aufweisen, die parallel zum hinteren Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 verlaufen, und der innere Eingriffsabschnitt 17c kann durch eine Verbindung (Schrauben, Schweißen usw.) fest mit dem hinteren Verbindungsabschnitt 22 des hinteren unteren Elements 13 verbunden sein.
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Unter Bezugnahme auf 28 kann der innere Eingriffsabschnitt 17c einen ersten Überlappungsabschnitt 17d, der mit dem oberen Eingriffsabschnitt 17a überlappt, und einen zweiten Überlappungsabschnitt 17e aufweisen, der mit dem unteren Eingriffsabschnitt 17b überlappt. Unter Bezugnahme auf 29 kann der erste Überlappungsabschnitt 17d zwischen dem oberen Eingriffsabschnitt 11a der vorderen Säule 11 und der oberen Eingriffswand 22a des hinteren Verbindungsabschnitts 22 des hinteren unteren Elements 13 angeordnet sein, und der zweite Überlappungsabschnitt 17e kann zwischen der unteren Eingriffswand 22b des hinteren Verbindungsabschnitts 22 des hinteren unteren Elements 13 und dem Seitenschweller 14 angeordnet sein.
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Da der erste Überlappungsabschnitt 17d des inneren Eingriffsabschnitts 17c zwischen der vorderen Säule 11 und dem hinteren unteren Element 13 angeordnet ist, kann die Verbindungssteifigkeit zwischen der vorderen Säule 11 und dem hinteren unteren Element 13 verbessert werden, und da der zweite Überlappungsabschnitt 17e des inneren Eingriffsabschnitts 17c zwischen dem hinteren unteren Element 13 und dem Seitenschweller 14 angeordnet ist, kann die Verbindungssteifigkeit zwischen dem hinteren unteren Element 13 und dem Seitenschweller 14 verbessert werden.
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Die vordere Säule 11, das vordere Seitenelement 12, das hintere untere Element 13, der Seitenschweller 14, die äußere Verstärkung 15, die Seitenschwellerverstärkung 16 und die Säulenverstärkung 17 können durch verschiedene Verbindungen miteinander verbunden sein. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform können die Verbindungen durch Reibelementschweißen (engl. „friction element welding“; kurz: FEW), RIVTAC, Blindnieten, Verschrauben, Stanznieten (engl. „seif piercing rivet“; kurz: SPR), Widerstandselementschweißen (engl. „resistance element welding“; kurz: REW), Durchsetzfügen und Punktschweißen unter Verwendung von Stahl oder Aluminium hergestellt werden.
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Unter Bezugnahme auf 30 kann bei einem Frontalaufprall des Fahrzeugs eine Aufprallbelastung nacheinander an dem hinteren unteren Element 13 (bspw. darin als RR LWR MBR bezeichnet), die vordere Säule 11 (bspw. darin als A-PLR INR bezeichnet) und den Seitenschweller 14 (bspw. darin als S/SILL bezeichnet) durch das vordere Seitenelement 12 (bspw. darin als FRT S/MBR bezeichnet) übertragen werden. Eine Scherbelastung kann zwischen dem vorderen Seitenelement 12 und dem hinteren unteren Element 13, zwischen dem hinteren unteren Element 13 und der vorderen Säule 11, zwischen der vorderen Säule 11 und dem Seitenschweller 14 und zwischen dem vorderen Seitenelement 12 und der äußeren Verstärkung 15 (bspw. darin als RR LWR MBR OTR bezeichnet) wirken. Eine Scher- und eine Drucklast können gemeinsam zwischen dem hinteren unteren Element 13 und der äußeren Verstärkung 15 wirken, gemeinsam zwischen der äußeren Verstärkung 15 und der Seitenschwellerverstärkung 16 (bspw. darin als S/SILL FRT REINF bezeichnet) wirken, gemeinsam zwischen der Seitenschwellerverstärkung 16 und dem Seitenschweller 14 wirken, gemeinsam zwischen der vorderen Säule 11 und der Säulenverstärkung 17 (bspw. darin als A-PLR REINF) bezeichnet) wirken und gemeinsam zwischen der vorderen Säule 11 und der Seitenschwellerverstärkung 16 wirken. Eine Scherlast kann zwischen der Säulenverstärkung 17 und dem Seitenschweller 14 wirken und kann zwischen dem hinteren unteren Element 13 und dem Seitenschweller 14 wirken.
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Unter Bezugnahme auf 31 kann bei einem Seitenaufprall des Fahrzeugs eine Aufpralllast vom Seitenschweller 14 (bspw. darin als S/SILL bezeichnet) und der vorderen Säule 11 (bspw. darin als A-PLR INR bezeichnet) über das hintere untere Element 13 (bspw. darin als RR LWR MBR bezeichnet) auf das vordere Seitenelement 12 (bspw. darin als FRT S/MBR bezeichnet) übertragen werden. Eine Scher- und eine Drucklast können zwischen dem Seitenschweller 14 und der Seitenschwellerverstärkung 16 (bspw. darin als S/SILL FRT REINF bezeichnet), zwischen der Seitenschwellerverstärkung 16 und der äußeren Verstärkung 15 (bspw. darin als RR LWR MBR OTR bezeichnet), zwischen der äußeren Verstärkung 15 und dem vorderen Seitenelement 12, zwischen dem vorderen Seitenelement 12 und dem hinteren unteren Träger 13, zwischen der äußeren Verstärkung 15 und dem hinteren unteren Element 13 zusammenwirken, zwischen dem hinteren unteren Element 13 und dem Seitenschweller 14 zusammenwirken, zwischen dem hinteren unteren Element 13 und der Säulenverstärkung 17 (bspw. darin als RR LWR MA-PLR REINF bezeichnet) zusammenwirken, zwischen dem hinteren unteren Element 13 und der vorderen Säule 11 zusammenwirken, zwischen der vorderen Säule 11 und der Säulenverstärkung 17 zusammenwirken, und zwischen der Säulenverstärkung 17 und dem Seitenschweller 14 zusammenwirken.
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Wie oben beschrieben, kann die Karosseriestruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung eine verbesserte Verbindungssteifigkeit unter Verwendung der Mehrzahl von Strukturelementen 11, 12, 13 und 14 und der Mehrzahl von Verbindungselementen 15, 16 und 17 erreichen. Dementsprechend kann die Aufpralllast bei einem Frontalaufprall und einem Seitenaufprall gleichmäßig verteilt werden und die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie kann zuverlässig aufrechterhalten werden.
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Jedes der Verbindungselemente 15, 16 und 17 kann durch verschiedene Verfahren hergestellt werden, wie in Tabelle 1 unten gezeigt. [Tabelle 1]
| | Stahlpressen | Aluminiumpressen | Aluminiumextrusion | Hochvakuum-Druckguss | Niederdruckguss |
| Säulenverstärkung | ◯ | ◯ | ◯ | ◯ | ◯ |
| Äußere Verstärkung | ◯ | ◯ | × | ◯ | ◯ |
| Seitenschwellerverstärkung | ◯ | ◯ | × | ◯ | ◯ |
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Wenn zum Beispiel die Säulenverstärkung 17 durch Aluminiumstrangpressen hergestellt wird, können die äußere Verstärkung 15 und die Seitenschwellerverstärkung 16 durch Stahlpressen hergestellt werden. Die Mehrzahl der Verbindungselemente 15, 16 und 17 kann durch Kombination von maximal 150 Verfahren (6×5×5) gemäß Tabelle 1 hergestellt werden.
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Wie oben dargelegt kann die Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung in der Lage sein, die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie zu verbessern, indem das vordere Seitenelement, die vordere Säule und der Seitenschweller fest verbunden sind. Insbesondere kann die Fahrzeugkarosseriestruktur das hintere untere Element aufweisen, das so ausgelegt ist, dass es an die vordere Säule und den Seitenschweller für verschiedene Fahrzeugmodelle in der gleichen Montageposition und unter Verwendung des gleichen Montageverfahrens passt, wodurch die Herstellungskosten des Fahrzeugs reduziert werden können.
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Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, sondern kann vom Fachmann in verschiedener Weise modifiziert und abgeändert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, die gemäß den folgenden Ansprüchen beansprucht wird.
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Bezugszeichenliste
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| 2 |
Armaturenbrett |
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| 5 |
Boden |
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| 11, 111, 211, 311, 411, 511 |
vordere Säule |
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| 12 |
vorderes Seitenelement bzw. vorderer Längsträger |
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| 13 |
hinteres unteres Element |
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| 14, 114, 214, 314, 414, 514 |
Seitenschweller |
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| 15 |
äußere Verstärkung |
|
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15a |
oberer Eingriffsabschnitt |
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15b |
unterer Eingriffsabschnitt |
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15c |
vorderer Eingriffsabschnitt |
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15d |
erster hinterer Eingriffsabschnitt |
| |
15e |
zweiter hinterer Eingriffsabschnitt |
| |
15f |
Überlappungsabschnitt |
| 16 |
Seitenschwellerverstärkung |
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| |
16a |
innerer Flansch |
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16b |
äußerer Flansch |
| |
16c |
oberer Eingriffsabschnitt |
| |
16d |
vorderer Eingriffsabschnitt |
| |
16e |
Überlappungsabschnitt |
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16f, 16g |
unterer Flansch |
| 17 |
Säulenverstärkung |
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| |
17a |
oberer Eingriffsabschnitt |
| |
17b |
unterer Eingriffsabschnitt |
| |
17c |
innerer Eingriffsabschnitt |
| |
17d |
erster Überlappungsabschnitt |
| |
17e |
zweiter Überlappungsabschnitt |
| 21 |
vorderer Verbindungsabschnitt |
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| 22 |
hinterer Verbindungsabschnitt |
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| |
22a, 222a, 322a |
obere Eingriffswand |
| |
22b, 222b, 322b |
untere Eingriffswand |
| |
22c, 222c, 322c |
Verbindungswand |
| 23 |
oberer Verbindungsabschnitt |
| |
23a |
obere Rippe |
| 24 |
unterer Verbindungsabschnitt |
| |
24a |
untere Rippe |
