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Die Erfindung betrifft eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
DE 10 2008 004 624 A1 ist eine Karosserie mit einem Querträger und einer A-Säule bekannt. Die A-Säule weist im Verbindungsbereich mit dem Querträger eine Einbuchtung auf, in die der Querträger eingreift.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Querträger und einem tragenden Bauteil zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Karosserie nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 8 und ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 9 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Karosserie umfasst einen Querträger, ein Befestigungsblech und ein tragendes Bauteil. Bei dem Querträger kann es sich beispielsweise um einen Stirnwandquerträger handeln. Der Querträger kann beispielsweise als Extrusionsprofil aus einer Aluminiumlegierung ausgeführt sein. Alternativ dazu kann der Querträger aus mehreren zueinander angewinkelten Extrusionsprofilstücken bestehen. In diesem Fall kann der Querträger ein mittleres Extrusionsprofilstück umfassen, das zwischen zwei Endprofilstücken angeordnet ist. Die längste Ausdehnung des mittleren Extrusionsprofilstücks kann sich dann in einer Querrichtung erstrecken. Die Endprofilstücke können relativ dazu in einem Winkel zwischen 30° und 50° angeordnet sein. Das Befestigungsblech kann beispielsweise aus Aluminium bestehen. Das tragende Bauteil kann beispielsweise eine Säule, insbesondere eine A-Säule, oder ein Schweller sein. Der Querträger weist seine größte Ausdehnung in der Querrichtung auf. Dabei wird unter der Querrichtung im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere die Richtung verstanden, die beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Kraftfahrzeugs horizontal und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs ohne Lenkeinschlag verläuft.
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Das tragende Bauteil weist eine erste dem Querträger zugewandte Bauteilbefestigungsfläche und eine zweite dem Querträger zugewandte Bauteilbefestigungsfläche auf. Der Querträger weist eine erste und eine zweite Querträgerbefestigungsfläche auf. Die beiden Querträgerbefestigungsflächen können beispielsweise an einem dem tragenden Bauteil zugewandten Querende angeordnet sein. Dabei kann das Querende das Ende des Querträgers in der Querrichtung darstellen. Die erste Querträgerbefestigungsfläche ist parallel zur ersten Bauteilbefestigungsfläche angeordnet. Die zweite Querträgerbefestigungsfläche ist parallel zur zweiten Bauteilbefestigungsfläche angeordnet.
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Das Befestigungsblech weist eine erste Befestigungsblechfläche und eine zweite Befestigungsblechfläche auf. Dabei werden im Rahmen dieser Beschreibung aufgrund der im Vergleich zum Querträger und zum tragenden Bauteil geringen Dicke des Befestigungsblechs die Befestigungsblechflächen nicht als geometrische Flächen ohne Dicke bezeichnet, sondern als dreidimensionale Bereiche des Befestigungsblechs, wobei die Dicke der Befestigungsblechflächen der Dicke des Befestigungsblechs entspricht. Die erste Befestigungsblechfläche ist parallel zur ersten Querträgerbefestigungsfläche angeordnet und sowohl an der ersten Querträgerbefestigungsfläche als auch an der ersten Bauteilbefestigungsfläche befestigt. Unter dem Begriff „befestigt“ wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere eine direkte oder indirekte Befestigung verstanden. Bei der direkten Befestigung sind die beiden aneinander befestigten Elemente direkt miteinander in Kontakt. Bei der indirekten Befestigung sind die aneinander befestigten Elemente über ein anderes Element ohne Kontakt miteinander aneinander befestigt. Beispielsweise kann die erste Befestigungsblechfläche am Querträger mit einer Schweißverbindung befestigt sein. Die erste Befestigungsblechfläche kann beispielsweise an der ersten Bauteilbefestigungsfläche mit Schrauben oder Nägeln befestigt sein. Die zweite Befestigungsblechfläche ist parallel zur zweiten Querträgerbefestigungsfläche angeordnet und an der zweiten Querträgerbefestigungsfläche befestigt.
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Aufgrund der jeweils parallel zueinander angeordneten Flächen kann der Querträger unter Verwendung des Befestigungsblechs besonders stabil am tragenden Bauteil befestigt werden. Dadurch lassen sich eine erhöhte Sicherheit, ein geringes Gewicht der Karosserie und Materialeinsparungen erreichen.
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Die zweite Befestigungsblechfläche kann beispielsweise an der zweiten Bauteilbefestigungsfläche anliegen. Hierdurch ergibt sich eine Abstützung der zweiten Befestigungsblechfläche an der zweiten Bauteilbefestigungsblechfläche bei einem Frontalunfall, wodurch die Stabilität erhöht wird.
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Es ist auch möglich, dass die zweite Befestigungsblechfläche an der zweiten Bauteilbefestigungsfläche, insbesondere fügetechnisch, befestigt ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das tragende Bauteil als Säule oder als Schweller ausgebildet sein. Die Säule kann beispielsweise ihre längste Ausdehnung in einer Höhenrichtung aufweisen. Dabei verläuft die Höhenrichtung beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Kraftfahrzeugs vertikal. Bei der Säule kann es sich beispielsweise um eine A-Säule handeln. Unter einem Schweller wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein tragendes Bauteil der Karosserie verstanden, das unterhalb eines Einstiegsbereichs für einen Fahrer oder einen Beifahrer angeordnet ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die erste Befestigungsblechfläche direkt an der ersten Querträgerbefestigungsfläche und die zweite Befestigungsblechfläche direkt an der zweiten Querträgerbefestigungsfläche befestigt sein. Es ist möglich, dass die erste Befestigungsblechfläche indirekt an der ersten Bauteilbefestigungsfläche und dass die zweite Befestigungsblechfläche indirekt an der zweiten Bauteilbefestigungsfläche befestigt ist. Hierbei können die Befestigungsblechflächen insbesondere direkt an einer das Ende des tragenden Bauteils in der Längsrichtung zumindest teilweise umgebenden Blechschale befestigt sein. Unter der Längsrichtung wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere die Richtung verstanden, die beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Kraftfahrzeugs horizontal und senkrecht zur Querrichtung verläuft.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann sich die erste Querträgerbefestigungsfläche in der Längsrichtung und in der Höhenrichtung erstrecken. Dies kann ebenso für die erste Befestigungsblechfläche und für die erste Bauteilbefestigungsfläche gelten. Die zweite Querträgerbefestigungsfläche kann sich in der Querrichtung und in der Höhenrichtung erstrecken. Dies kann ebenso für die zweite Befestigungsblechfläche und für die zweite Bauteilbefestigungsfläche gelten.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die erste Querträgerbefestigungsfläche direkt in die zweite Querträgerbefestigungsfläche übergehen. Die erste Bauteilbefestigungsfläche kann direkt in die zweite Bauteilbefestigungsfläche übergehen. Die erste Befestigungsblechfläche kann direkt in die zweite Befestigungsblechfläche übergehen. Unter dem direkten Übergang wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass die beiden jeweiligen Flächen direkt aneinander anliegen. In der Praxis kann dies, beispielsweise bei einer bevorzugten einteiligen Ausführung des Befestigungsblechs, bedeuten, dass die beiden Flächen über eine Biegung miteinander verbunden sind.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die erste Querträgerbefestigungsfläche in einem Winkel zwischen 80° und 100°, vorzugsweise 90°, relativ zur zweiten Querträgerbefestigungsfläche angeordnet sein. Dies kann ebenso für den Winkel zwischen der ersten Befestigungsblechfläche und der zweiten Befestigungsblechfläche und für den Winkel zwischen der ersten Bauteilbefestigungsfläche und der zweiten Bauteilbefestigungsfläche gelten.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Querträger in der Höhenrichtung überlappend mit dem Schweller angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist eine Anordnung des Querträgers, sodass mehr als die Hälfte seiner Längsschnittfläche oder sogar die komplette Längsschnittfläche in der Höhenrichtung mit dem Schweller überlappt. Unter der Längsschnittfläche wird dabei eine Schnittfläche verstanden, die sich in der Längs- und in der Höhenrichtung erstreckt. Beispielsweise kann der Querträger in der Höhenrichtung mit dem kompletten Schweller überlappen.
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Es ist auch möglich, dass der Querträger über das Befestigungsblech an zwei tragenden Bauteilen, beispielsweise am Schweller und an der A-Säule, befestigt ist.
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Dabei können die obigen und die nachfolgenden Ausführungen bezüglich des tragenden Bauteils jeweils für beide tragenden Bauteile gelten.
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Beim Verfahren gemäß Anspruch 8 werden zunächst der Querträger, das tragende Bauteil und das Befestigungsblech bereitgestellt. Dann wird das Befestigungsblech am Querträger befestigt, beispielsweise geschweißt. Danach wird das Befestigungsblech am tragenden Bauteil befestigt, beispielsweise an eine das tragende Bauteil zumindest teilweise umgebende Blechschale geschraubt oder genagelt.
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Das Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 9 umfasst eine Karosserie nach einer Ausführungsform der Erfindung.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Kraftfahrzeug ein aufladbares Batteriesystem und einen Antrieb umfassen. Das Batteriesystem kann dazu ausgebildet sein, dem Antrieb elektrische Energie bereitzustellen. Der Antrieb kann dazu ausgebildet sein, das Kraftfahrzeug anzutreiben. Das Batteriesystem kann in der Längsrichtung beabstandet hinter dem Querträger angeordnet sein. Auf diese Weise wird das Batteriesystem besonders gut bei einem Frontalunfall vor einer Beschädigung geschützt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Bauteile und für Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Funktionen dieselben Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigt
- 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils einer Karosserie nach einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Karosserie nach einer Ausführungsform der Erfindung;
- 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Querträgers einer Karosserie nach einer Ausführungsform der Erfindung mit daran befestigtem Befestigungsblech;
- 4 eine schematische Schnittansicht eines mit einem Befestigungsblech an einem Schweller befestigten Querträgers; und
- 5A-D vier schematische perspektivische Ansichten in zeitlicher Reihenfolge bei der Befestigung eines Querträgers mit einem Befestigungsblech an einem Schweller und einer A-Säule.
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In den Figuren wird ein Koordinatensystem mit mit x, y und z bezeichneten Achsen verwendet. Dabei entspricht die x-Achse der Längsrichtung, die y-Achse der Querrichtung und die z-Achse der Höhenrichtung.
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Die Karosserie umfasst zwei Längsträger 100, einen Querträger 101, zwei A-Säulen 102 und zwei Schweller 103. Die längste Ausdehnung des Querträgers 101 erstreckt sich dabei in der Querrichtung. Die längste Ausdehnung der Schweller 103 erstreckt sich dabei jeweils in der Längsrichtung.
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Der in 2 dargestellte Querträger 101 umfasst mehrere abgewinkelte Profile. Die längste Ausdehnung eines mittleren der Profile erstreckt sich dabei in der Querrichtung. Daran schließt sich an jeder Seite jeweils ein Endprofil an, das in einem Winkel zwischen 30° und 50° relativ zum mittleren Profil angeordnet ist.
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Der Querträger weist an seinen Enden in der Querrichtung eine erste Querträgerbefestigungsfläche 200 und eine zweite Querträgerbefestigungsfläche 201 auf, die senkrecht zueinander angeordnet sind. Dabei erstreckt sich die erste Querträgerbefestigungsfläche 200 in der Längsrichtung und in der Höhenrichtung und die zweite Querträgerbefestigungsfläche 201 in der Querrichtung und in der Höhenrichtung.
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Der Querträger 101 ist über ein Befestigungsblech 300 am Schweller 103 befestigt. Das Befestigungsblech 300 weist eine parallel zur ersten Querträgerbefestigungsfläche 200 angeordnete und in Kontakt mit der ersten Querträgerbefestigungsfläche 200 stehende erste Befestigungsblechfläche 301 und eine parallel zur zweiten Querträgerbefestigungsfläche 201 angeordnete und in Kontakt mit der zweiten Querträgerbefestigungsfläche 201 stehende zweite Befestigungsblechfläche 302 auf. Dabei ist das Befestigungsblech 300 mit dem Querträger 101 verschweißt.
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Der Schweller 103 weist eine erste dem Querträger 101 zugewandte Schwellerbefestigungsfläche 402 auf, die parallel zur ersten Querträgerbefestigungsfläche 200 angeordnet ist. Außerdem weist der Schweller 103 eine zweite dem Querträger 101 zugewandte Schwellerbefestigungsfläche 402 auf, die parallel zur zweiten Querträgerbefestigungsfläche 201 angeordnet ist. Am dem Querträger 101 zugewandten Ende des Schwellers 103 sind die erste Schwellerbefestigungsfläche 402 und die zweite Schwellerbefestigungsfläche 403 von einer inneren Blechschalte 401 umgeben. Außerdem umgibt das dem Querträger 101 zugewandte Ende des Schwellers 103 außerhalb der ersten Schwellerbefestigungsfläche 402 und der zweiten Schwellerbefestigungsfläche 403 eine äußere Blechschale 400.
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Die erste Schwellerbefestigungsfläche 402 und die zweite Schwellerbefestigungsfläche 403 sind direkt an der inneren Blechschale 401 befestigt. Die innere Blechschale 403 ist direkt am Befestigungsblech 300 befestigt. Dabei ist es für eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Querträger 101 und dem Schweller 103 vorteilhaft, dass sowohl die erste Schwellerbefestigungsfläche 402 als auch die erste Befestigungsblechfläche 301 parallel zur ersten Querträgerbefestigungsfläche 200 und sowohl die zweite Schwellerbefestigungsfläche 403 als auch die zweite Befestigungsblechfläche 302 parallel zur zweiten Querträgerbefestigungsfläche 201 angeordnet sind.
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In 5A ist das am Querträger 101 angeschweißte Befestigungsblech 300 dargestellt. In 5B ist dargestellt, wie danach eine innere Blechummantelung 500 der A-Säule am Befestigungsblech 300 mit Befestigungsmitteln 501 befestigt wird. Die Befestigungsmittel 501 können dabei Schrauben oder Nägel sein. Danach wird, wie in 5C dargestellt, der Schweller 103 über die innere Blechschale am Befestigungsblech 300 befestigt. Zu diesem Zweck weist der Schweller 103 Ausnehmungen 502 auf, durch die Schrauben geschraubt werden können. Danach wird eine äußere Blechummantelung 503 angebracht, siehe 5D.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008004624 A1 [0002]
