WO2012159603A1 - Sicherheitsschweller für einen batterie tragenden strukturrahmen im fall eines seitenaufpralles - Google Patents

Sicherheitsschweller für einen batterie tragenden strukturrahmen im fall eines seitenaufpralles Download PDF

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WO2012159603A1
WO2012159603A1 PCT/DE2012/000516 DE2012000516W WO2012159603A1 WO 2012159603 A1 WO2012159603 A1 WO 2012159603A1 DE 2012000516 W DE2012000516 W DE 2012000516W WO 2012159603 A1 WO2012159603 A1 WO 2012159603A1
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sill
carrier element
safety
carrier
rocker
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Joachim Rachfahl
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Joachim Rachfahl
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/157—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body for side impacts

Definitions

  • sill as a body element absorbs both frontal collisions and side impact loads. In side impact, a balanced stiffness is desired, which allows a targeted reduction of the impact energy. So are multi-part sills with closed professional! often provided in their interior with ribs, stiffeners or generally load transfer elements, in particular to selectively increase the buckling resistance, as disclosed for example in DE 1 1 2008 002 515 T5.
  • the rocker geometry is important insofar as it specifies how, in particular from which direction and in which production step, the insertion of load transfer elements has to be made.
  • a disadvantage " is that the forms of load transfer elements and surrounding deformation contour of the sill are usually designed so that the deformation contour of the sill must be closed before the usual coating by means of cathodic dip painting (because of the focus static and dynamic requirements It is not possible to insert load-transfer elements after dip-coating without having to incur undesirable disadvantages during the entire production process, which limits the choice of material for the load-transfer elements Moldings contribute significantly to weight and material use in bodywork.
  • CONFIRMATION COPY It therefore raises the task to achieve a weight reduction while saving material to increase the possibilities in the selection of materials, as well as a mixture of materials such as steel and aluminum, so to allow a hybrid design, the disadvantages listed eliminate and improve the interaction of the wearer and sills.
  • acinaschweiler fulfills the classic function of a sill, so the targeted load absorption in frontal or side impact events, and on the other hand, the function of a rohbaufesten carrier in the overall structure of a vehicle body, preferably as a longitudinal beam of a mounting frame for a body.
  • the two functions are brought together by an already rohbaufest installed molding of the body support, which alone does not have sufficient load capacity and resilience, as a support element together with the rest of the bodyshell, preferably after the anti-corrosion treatment by cathodic dip painting (KTL), with a rocker element is joined together.
  • KTL cathodic dip painting
  • the sill element increases on the one hand the carrying capacity and load capacity of rohbaufesten support member to the extent sufficient for a body support and thus constituted, together with the support member, an at least two-part body support, on the other hand has the properties for absorbing impact loads that are required for a whoschweiler ,
  • the proportion of the carrier element in relation to the proportion of the rocker element on the body carrier or safety pawl can be adapted to the respective requirements.
  • the support element is installed rohbaufest.
  • the sill element is made rohbau turc and with a support element, which is for example part of a mounting frame, joined together.
  • the cross section of the carrier element is L-shaped 'and is disposed within the bodyshell such that the side legs of the L along the Y-axis If the sill element also has an L-shaped cross-section, which in terms of its size a The sill element can advantageously complement the carrier element to form a closed, rectangular body carrier or safety hoarder.
  • embodiments with different load-bearing elements can be provided, which are adapted to the respective requirements for the properties with respect to the absorption of impact energy, for example as a honeycomb structure, and are enclosed by the carrier and sill element formed, closed in cross section deformation contour, but otherwise are not subject to limitation in their nature and structure by the process of cathodic dip coating or other suitable type of coating.
  • the safety rocker has a support member with a cavity on the outside, in 'the rocker element can be inserted form-fit laterally, substantially along the Y-axis.
  • the carrier element has the shape of a horizontal U, the opening facing outward and forms the cavity for the sill element. It is advantageous for the lateral accessibility of the cavity, when the cross-section is opened to the side in such a way that the tangents of the outermost points of the drawn as a simple line contour on the inside or run parallel.
  • the term tangent refers not only to the slope in a point of a curved line but also in a point of a straight line.
  • connection technique that does not require the use of heat or heat as in welding techniques. It is therefore preferred a connection of support element and sill element by means of gluing or screws.
  • all contact surfaces of the positive connection between the two mold parts have an inclination relative to the XY plane of the body, since the frictional engagement on parallel to the X-Y plane extending contact surfaces also adhesive reinforced significantly in the event of side impact loads less than correspondingly inclined surfaces.
  • additional moldings must be used here.
  • contour the sill element so that it not only completely or partially fills the cavity of the carrier element after being joined to the carrier element, but also has a shape outside this cavity which corresponds in function and extent to an additional crash molded part.
  • Advantage of the multi-unit construction with crash molding is that prefabricated moldings of different materials can be used, which optionally include a respective specific load transfer element that can be optimally adapted to the stress of the molding in its respective position.
  • a mix of materials with respect to the safety tiller is possible regardless of an additional crash molding, for example, if the support member made of steel and the sill member is made of aluminum. Also, a combination of different structures and materials for a combined load transfer element within a closed cross-section, such as that of the rocker element or the safety pylon composed of L-shaped support and rocker element, is possible.
  • the load transfer elements now a variety of materials in question, such as composites, aluminum foam as cavity filling, ribs or the like, honeycomb structures or any combination of these. Due to the production engineering possibilities, which opens the joining of a support member with a rocker element to abutschweiler, materials can now be used for the load transfer elements, which could not be used due to the physical conditions during the previously necessary after installation of load transfer elements painting step. If desired, the mountable sill element can of course be subsequently provided with a suitable coating, or the externally visible part of the deformation contour are covered with a design panel having the desired optical properties.
  • a preferred embodiment of the safety spring for electric vehicles results when the mountable carrier element is part of a, conveniently closed mounting frame for the body, which has a receptacle for a battery pack.
  • the L-shape of the support element is used, which is complemented by a complementary L-shaped rocker element.
  • the joining of carrier and sill member at least partially along the Z-axis.
  • Fig. 1 shows a cross section through acinaschweiler (1), which is assembled from a rohbaufesten carrier element (2) and a mountable sill element (3) by gluing. Shown here are inner (5) and outer side (6) of the support element (2), wherein the outer side (6) in this embodiment has a nearly U-shaped cavity (see Fig. 2, item 7).
  • a body support (4) is constituted, which coincides with theprofileschweiler (1), wherein the supporting properties in this example predominantly from the support element (2) and the cavity (see Fig. 2, item 7) filling part of the sill element (3) result.
  • the outer circumferential surface of the safety tinder forms the deformation contour (20), which can also be covered with an optionally attachable design panel.
  • Fig. 2 shows the carrier element (2) with attached B-pillar in cross-section and the matching rocker element (3) in cross section.
  • Fig. 2 shows the rocker element (3) in cross section as a one-piece embodiment with an advantageous shape.
  • the contact surfaces (18) for the positive connection between the carrier element (2) and rocker element (3) are shown, which are advantageous here all inclined relative to the X-Y plane of the body and thus provide a good frictional engagement in the event of impact loads.
  • FIG. 3 shows another embodiment of the safety spring (1) in cross section, which is particularly suitable for electric vehicles due to the L-shape of the shell-side sill element (3) and the complementary L-shape of the support element (2), wherein the Carrier element (2) via connecting extensions (8) with the rocker element (3) is connected, here by means sketched by broken lines screw. Furthermore, here already part of the mounting frame (25) with receptacle (26) for a battery pack (27) for an electric vehicle can be seen.
  • Fig. 4 shows the carrier element (2) and the sill element (3) prior to assembly of the embodiment of Fig. 3 in cross section.
  • a load transfer element (22) can be inserted easily between the carrier (2) and sill element (3).
  • the attached B-pillar is also indicated here in the position of the bodywork Automation Modell.
  • Fig. 5 shows the mounting frame (25) with the carrier element (2) and the sill element (3) from the side in cross section along the X-Z plane for the embodiment of FIG. 3rd
  • Fig. 6 shows the mounting frame (25) for the embodiment of FIG. 3 from the front in cross section along the YZ plane and the speciallyschweiler (1) or support element (2) and rocker element (3) in relation to the body center ( 21) with respect to the Y axis.
  • Fig. 7 shows the mounting frame (25) with two safety sleepers (1) for the embodiment of Fig. 3 from above on the XY plane (19), wherein thestructureschweiler (1) form the spars of a double ladder frame ,

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsschweiler (1) für eine Fahrzeugkarosserie, der gekennzeichnet ist durch wenigstens zwei formschlüssig miteinander verbundene, einen Karosserieträger (4) bildende Formteile (2, 3), wobei das erste tragende Formteil ein Trägerelement (2) mit einer Innenseite (5) und einer Außenseite (6) und das zweite tragende Formteil ein Schwellerelement (3) ist, die Außenseite (6) des Trägerelements (2) dem Schwellerelement (3) zugewandt ist und entweder das Trägerelement (2) oder das Schwellerelement (3) rohbaufest und das jeweils andere tragende Formteil (3/2) an das rohbaufeste Formteil (2/3) montierbar ist.

Description

SICHERHEITSSCHWELLER FÜR EINEN BATTERIE TRAGENDEN STRUKTURRAHMEN IM FALL EINES SEITENAUFPRALLES
[0001] Gewicht einzusparen ist im Karosseriebau für Automobile seit jeher wünschenswert. Dabei darf die Reduktion des Gewichts jedoch nicht zu Lasten der Karosserieeigenschaften in Hinblick auf die Stabilität, die gewünschte Steifigkeit und nicht zuletzt die Montierbarkeit im Umfeld robotergestützter Fertigungsstraßen gehen. Insbesondere Karosseriebereiche, die aufgrund ihrer Stäbilitätseigenschaften bei Unfällen die damit typischerweise verbundenen Krafteinwirkungen auffangen sollen, sind Gegenstand zahlreicher unterschiedlicher Konstruktionsbemühungen. Besonders Schweller und Karosserieträger sind vielfach variiert worden.
[0002] Die hauptsächliche Bedeutung des Schwellers als Karosserieelement liegt darin, dass er sowohl bei Frontalzusammenstößen als auch beim Seitenaufprall Lasten aufnimmt. Beim Seitenaufprall ist eine ausgewogene Steifigkeit erwünscht, die einen gezielten Abbau der Aufprallenergie ermöglicht. So werden mehrteilige Schweller mit geschlossenem Profi! in ihrem Inneren oft mit Rippen, Versteifungen oder allgemein Lastübertragungselementen versehen, um insbesondere die Knicksteifigkeit punktuell zu erhöhen, wie beispielsweise in DE 1 1 2008 002 515 T5 offenbart. Für die Fertigung ist dabei die Schwellergeometrie insofern von Bedeutung, als sie vorgibt, wie, insbesondere aus welcher Richtung und in welchem Produktionsschritt, das Einfügen von Lastübertragungselementen zu erfolgen hat.
[0003] Nachteilig" ist, dass die Formen von Lastübertragungselementen und umgebender Deformationskontur des Schwellers wegen der im Fokus stehenden statischen und dynamischen Anforderungen in der Regel so ausgestaltet sind, dass die Deformationskontur des Schwellers geschlossen sein muss, bevor die übliche Beschichtung mittels kathodischer Tauchlackierung (KTL) erfolgen kann. Ein Einfügen von Lastübertragungselementen nach der Tauchlackierung ist nicht möglich ohne im Gesamtablauf der Produktion unerwünschte Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Die Materialwahl für die Lastübertragungselemente ist dadurch eingeschränkt. Der Schweller wird gemeinhin an oder neben einen rohbaufesten Karosserieträger gefügt. Beide Formteile tragen maßgeblich zu Gewicht und Materialeinsatz im Karosseriebau bei.
BESTÄTIGUNGSKOPIE [0004] Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Gewichtsreduktion bei gleichzeitiger Materialeinsparung zu erreichen, die Möglichkeiten bei der Materialauswahl zu erhöhen, ebenso wie eine Mischung von Materialien, wie beispielsweise Stahl und Aluminium, also eine hybride Bauweise zu ermöglichen, die aufgeführten Nachteile zu beseitigen und das Zusammenwirken von Träger und Schweller zu verbessern.
[0005] Dies gelingt erfindungsgemäß mittels eines Sicherheitsschweilers gemäß Anspruch 1 , wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung aus den Unteransprüchen ergeben.
[0006] Es wird ein Sicherheitsschweiler vorgeschlagen, der einerseits die klassische Funktion eines Schwellers erfüllt, also die gezielte Lastaufnahme bei Frontal- oder Seitenaufprallereignissen, und andererseits die Funktion eines rohbaufesten Trägers im Gesamtgefüge einer Fahrzeugkarosserie übernimmt, vorzugsweise als Längsträger eines Montagerahmens für eine Karosserie. Dabei werden die beiden Funktionen zusammengeführt, indem ein bereits rohbaufest installiertes Formteil des Karosserieträgers, das allein noch nicht über ausreichende Tragfähigkeit und Belastbarkeit verfügen muss, als Trägerelement zusammen mit der übrigen Rohbaukarosserie, vorzugsweise nach der Antikorrosionsbehandlung mittels kathodischer Tauchlackierung (KTL), mit einem Schwellerelement zusammengefügt wird. Das Schwellerelement steigert dabei einerseits die Tragfähigkeit und Belastbarkeit des rohbaufesten Trägerelements auf das für einen Karosserieträger hinreichende Maß und konstituiert so, zusammen mit dem Trägerelement, einen wenigstens zweiteiligen Karosserieträger, der andererseits über die Eigenschaften zur Absorption von Aufpralllasten verfügt, die für einen Sicherheitsschweiler gefordert werden. Dabei kann der Anteil «des Trägerelements im Verhältnis zum Anteil des Schwellerelements am Karosserieträger bzw. Sicherheitsschweiler den jeweiligen Anforderungen entsprechend angepasst werden. Es ist nicht zwingend, dass das Trägerelement rohbaufest verbaut ist. Ebenso ist es möglich, dass das Schwellerelement rohbauseitig gestellt wird und mit einem Trägerelement, das beispielsweise Bestandteil eines Montagerahmens ist, zusammengefügt ist. [0007] Zugrunde gelegt wird hier das im Fahrzeugbau übliche dreidimensionale, rechtshändige ENU-(East-North-Up)-Koordinatensystem, dessen Nullpunkt in der Mitte einer gedachten Linie zwischen" den Mittelpunkten beider Vorderräder liegt. Dabei verläuft die Y-Achse entlang dieser Linie von der rechten zur linken Fahrzeugseite, die X-Achse verläuft vom Heck zur Front, und die Z-Achse vom Boden zum Dach. Vorteilhaft ist es, wenn die Geometrie des Trägerelements es erlaubt, das Schwellerelement seitlich, also im Wesentlichen ohne Verschiebungen in Richtung der X- oder Z- Achse der Karosserie, unter Formschluss anzufügen. Dies gelingt in einer einfachen Ausführungsform, wenn der Querschnitt des Trägerelements L-förmig' ist und innerhalb des Karosserierohbaus so angeordnet ist, dass der Seitenschenkel des L entlang der Y-Achse nicht zur Karosseriemitte sondern nach außen weist. Weist das Schwellerelement ebenfalls einen L-förmigen Querschnitt auf, der bezüglich seiner Größe auf das Trägerelement abgestimmt ist, so kann das Schwellerelement das Trägerelement vorteilhaft zu einem geschlossenen, rechteckförmigen Karosserieträger bzw. Sicherheitsschweiler ergänzen. Bei dieser Variante können Ausführungsformen mit verschiedenen Lastaufnahmeelementen bereit gestellt werden, die den jeweiligen Anforderungen an die Eigenschaften bezüglich der Absorption von Aufprallenergie angepasst sind, beispielsweise als Wabenstruktur, und von der durch Träger- und Schwellerelement gebildeten, im Querschnitt geschlossenen Deformationskontur umschlossen sind, ansonsten aber keiner Beschränkung in ihrer Art und Struktur durch den Vorgang der KTL-Beschichtung oder einer anderen geeigneten Beschichtungsart unterliegen.
[0008] Eine andere Variante des Sicherheitsschwellers weist ein Trägerelement mit einer Kavität an der Außenseite auf, in' die das Schwellerelement formschlüssig seitlich, im Wesentlichen entlang der Y-Achse eingefügt werden kann. Im vorteilhaften einfachsten Fall weist das Trägerelement dabei die Form eines liegenden U auf, dessen Öffnung nach außen weist und die Kavität für das Schwellerelement bildet. Vorteilhaft für die seitliche Zugänglichkeit der Kavität ist es, wenn der Querschnitt zur Seite dergestalt geöffnet ist, dass sich die Tangenten der am weitesten außen liegenden Punkte der als einfache Linie gezeichneten Kontur auf der Innenseite schneiden oder parallel verlaufen. Der Begriff Tangente bezieht sich dabei nicht nur auf die Steigung in einem Punkt einer gekrümmten Linie sondern auch in einem Punkt einer geraden Linie. In der Praxis bedeutet dies, dass keine Überstände der Kontur in die Öffnung ragen, die ein Ausweichen des entlang der Y- Achse erfolgenden Einfügens des Schwellerelements entlang der Z- oder X-Achse erfordern würden. Ein Einfügen entlang der Y-Achse ist wünschenswert, um eine komplikationslose Integration der Zuführung des Schwellerelements in Fabrikationsstraßen nach heutigem Stand der Technik zu gewährleisten.
[0009] Um ein nach der üblichen kathodischen Tauchlackierung an oder in das Trägerelement eingeführtes Schwellerelement zu fixieren, ist es vorteilhaft, sich einer Verbindungstechnik zu bedienen, die ohne den Einsatz von Wärme oder Hitze wie bei Schweißtechniken auskommt. Es wird daher eine Verbindung von Trägerelement und Schwellerelement mittels Kleben oder Schrauben bevorzugt. Insbesondere für die Fixierung durch Kleben ist es vorteilhaft, wenn sämtliche Kontaktflächen des Formschlusses zwischen den beiden Formteilen eine Neigung gegenüber der X-Y- Ebene der Karosserie aufweisen, da der Reibschluss an parallel zur X- Y-Ebene verlaufenden Kontaktflächen auch klebstoffverstärkt im Falle von Seitenaufprallbelastungen deutlich geringer als bei entsprechend geneigten Flächen ist.
[0010] Ausführungsformen, die erhöhten Aufprallbelastungen standhalten, ergeben sich, wenn die Deformationskontur aus Träger- und Schwellerelement, also die Außenmantelfläche beider Elemente im zusammengefügten Zustand, durch ein oder mehrere, vorzugsweise an die Au ßenseite des Schwellerelements angefügte, Crash- Formteile vergrößert wird. Selbstverständlich müssen hier nicht zwingend zusätzliche Formteile zum Einsatz kommen. Ebenso ist es möglich, das Schwellerelement so zu konturieren, dass es nach Zusammenfügen mit dem Trägerelement nicht nur die Kavität des Trägerelements ganz oder teilweise ausfüllt, sondern auch außerhalb dieser Kavität eine Ausformung aufweist, die in Funktion und Ausmaß einem zusätzlichen Crash-Formteil entspricht. Vorteil der mehrgliedrigen Bauweise mit Crash-Formteil ist es, dass vorgefertigte Formteile aus unterschiedlichen Materialien Verwendung finden können, die optional ein jeweils spezifisches Lastübertragungselement umschließen, das optimal auf die Beanspruchung des Formteils in seiner jeweiligen Position abgestimmt werden kann. Ein Materialmix bezüglich des Sicherheitsschweilers ist unabhängig von einem zusätzlichen Crash- Formteil möglich, wenn beispielsweise das Trägerelement aus Stahl und das Schwellerelement aus Aluminium gefertigt ist. Auch .eine Kombination verschiedener Strukturen und Materialien für ein kombiniertes Lastübertragungselement innerhalb eines geschlossenen Querschnitts, wie beispielsweise dem des Schwellerelements oder dem des aus L-förmigem Träger- und Schwellerelement zusammengesetzten Sicherheitsschweilers ist möglich.
[0011] Darüber hinaus kommen für die Lastübertragungselemente nunmehr eine Vielzahl von Materialien in Frage, beispielsweise Verbundwerkstoffe, Aluminiumschaum als Hohlraumfüllung, Rippen oder dergleichen, Wabenstrukturen oder beliebige Kombinationen aus diesen. Aufgrund der fertigungstechnischen Möglichkeiten, die das Zusammenfügen eines Trägerelements mit einem Schwellerelement zu einem Sicherheitsschweiler eröffnet, können für die Lastübertragungselemente nunmehr Materialien verwendet werden, die aufgrund der physikalischen Bedingungen während des bisher notwendig nach Einbau von Lastübertragungselementen erfolgenden Lackierungsschrittes nicht eingesetzt werden konnten. Falls gewünscht, kann das montierbare Schwellerelement selbstverständlich nachträglich mit einer geeigneten Lackierung versehen werden, oder der außen sichtbare Teil der Deformationskontur mit einer Designblende überdeckt werden, die die gewünschten optischen Eigenschaften aufweist.
[0012] Eine bevorzugte Ausführungsform des Sicherheitsschweilers für Elektrof ahrzeuge ergibt sich, wenn das montierbare Trägerelement Bestandteil eines, günstigerweise geschlossenen Montagerahmens für die Karosserie ist, der eine Aufnahme für ein Batteriepaket aufweist. Vorteilhafterweise kommt bei dieser Variante die L-Form des Trägerelements zum Einsatz, die von einem komplementär L-förmigen Schwellerelement ergänzt wird. Bei dieser Variante kann das Zusammenfügen von Träger- und Schwellerelement zumindest teilweise auch entlang der Z-Achse erfolgen.
[0013] Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Sicherheitsschweilers anhand der Zeichnungen näher erläutert. [0014] Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Sicherheitsschweiler (1 ), der aus einem rohbaufesten Trägerelement (2) und einem montierbaren Schwellerelement (3) durch Kleben zusammengefügt ist. Gezeigt sind hier Innen- (5) und Außenseite (6) des Trägerelements (2), wobei die Außenseite (6) in diesem Ausführungsbeispiel eine nahezu U-förmige Kavität (siehe Fig. 2, Ziff. 7) aufweist. Durch das Zusammenfügen des Trägerelements (2) und des Schwellerelements (3) wird ein Karosserieträger (4) konstituiert, der mit dem Sicherheitsschweiler (1 ) übereinstimmt, wobei die tragenden Eigenschaften sich in diesem Beispiel überwiegend aus dem Trägerelement (2) und dem die Kavität (siehe Fig. 2, Ziff. 7) ausfüllenden Teil des Schwellerelements (3) ergeben. Die äußere Mantelfläche des Sicherheitsschweilers bildet die Deformationskontur (20), welche auch mit einer optional anzubringenden Designblende abgedeckt werden kann.
[0015] Fig. 2 zeigt das Trägerelement (2) mit angesetzter B-Säule im Querschnitt und das dazu passende Schwellerelement (3) im Querschnitt. Zu erkennen ist die offene Konturlinie (9) der Außenseite (6) entlang der hier nahezu U-förmigen Kavität (7), die Enden (10, 1 1 ) der Konturlinie (9), die am weitesten außen gelegenen Punkte (12, 13) der Konturlinie (9) sowie die Tangenten (14, 15) in diesen Punkten (12, 13), die sich aufgrund der Formgebung der Kavität (7), die sich bezüglich der Verbindungslinie (16) zwischen den Punkten (12, 13) auf der Seite (17) des Trägerelements (2) schneiden.
Weiterhin zeigt Fig. 2 das Schwellerelement (3) im Querschnitt als einteiliges Ausführungsbeispiel mit vorteilhafter Formgebung. Man kann zwei Bereiche des Schwellerelements (3) wegen des kombiniert aufgebauten Lastübertragungselements (22) unterscheiden, zum einen aufgrund der als Beispiel angedeuteten1 Wabenstruktur (24) im die Kavität (7) des Trägerelements (2) ausfüllenden Teil des Schwellerelements (3), zum anderen aufgrund des beispielhaft integrierten Aluminiumschaums (23) im weiter außen angeordneten Bereich. Darüber hinaus sind die Kontaktflächen (18) für den Formschluss zwischen Trägerelement (2) und Schwellerelement (3) gezeigt, die hier vorteilhaft sämtlich gegenüber des X- Y-Ebene der Karosserie geneigt sind und so einen guten Reibschluss im Falle von Aufprallbelastungen bieten. [0016] Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Sicherheitsschweilers (1 ) im Querschnitt, das insbesondere für Elektrofahrzeuge geeignet ist aufgrund der L-Form des rohbauseitigen Schwellerelements (3) und der dazu komplementären L-Form des Trägerelements (2), wobei das Trägerelement (2) über Anschlussfortsätze (8) mit dem Schwellerelement (3) verbunden ist, hier mittels durch unterbrochene Linien skizzierten Schraubverbindungen. Weiterhin ist hier bereits ein Teil des Montagerahmens (25) mit Aufnahme (26) für ein Batteriepaket (27) für ein Elektrofahrzeug zu erkennen.
[0017] Fig. 4 zeigt das Trägerelement (2) und das Schwellerelement (3) vor der Montage des Ausführungsbeispiels aus Fig. 3 im Querschnitt. Hier ist gut zu erkennen, dass ein Lastübertragungselement (22) leicht zugänglich zwischen Träger- (2) und Schwellerelement (3) eingefügt werden kann. Am Schwellerelement (3) ist auch hier die angesetzte B-Säule angedeutet in der Position des Karosseriegesamtgefüges.
[0018] Fig. 5 zeigt den Montagerahmen (25) mit dem Trägerelement (2) und dem Schwellerelement (3) von der Seite im Querschnitt entlang der X-Z-Ebene für das Ausführungsbeispiel aus Fig. 3.
[0019] Fig. 6 zeigt den Montagerahmen (25) für das Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 von vorne im Querschnitt entlang der Y-Z-Ebene und die Sicherheitschweiler (1 ) bzw. Trägerelement (2) und Schwellerelement (3) im Verhältnis zur Karosseriemitte (21 ) bezüglich der Y-Achse.
[0020] Fig. 7 zeigt den Montagerahmen (25) mit zwei Sicherheitsschwellern (1 ) für das Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 von oben auf die X- Y-Ebene (19), wobei die Sicherheitsschweiler (1 ) die Holme eines doppelten Leiterrahmens bilden.

Claims

ANSPRÜCHE
Sicherheitsschweiler (1 ) für eine Fahrzeugkarosserie, .
gekennzeichnet durch
wenigstens zwei formschlüssig miteinander verbundene, einen Karosserieträger (4) bildende Formteile (2, 3), wobei das erste tragende Formteil ein Trägerelement (2) mit einer Innenseite (5) und einer Außenseite (6) und das zweite tragende Formteil ein Schwellerelement (3) ist, die Außenseite (6) des Trägerelements (2) dem Schwellerelement (3) zugewandt ist und entweder das Trägerelement (2) oder das Schwellerelement (3) rohbaufest und das jeweils andere tragende Formteil (3/2) an das rohbaufeste Formteil (2/3) montierbar ist.
Sicherheitsschweiler (1 ) nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
eine Kavität (7) und/oder einen Anschlussfortsatz (8) an der Außenseite (6) des Trägerelements (2) für einen seitlich herbeigeführten Formschluss mit dem Schwellerelement (3).
Sicherheitsschweiler (1 ) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass 'die Außenseite (6) entlang der ' Kavität (7) im Querschnitt des Trägerelements (2) eine offene Konturlinie (9) mit zwei Enden (10, 1 1 ) darstellt, wobei die Tangenten (14, 15) durch den jeweils am weitesten außen gelegenen Punkt (12, 13) dieser Enden (10, 1 1 ) sich bezüglich einer Verbindungslinie (16) durch diese beiden Punkte (12, 13) auf der Seite (17) des Trägerelements (2) schneiden oder im Wesentlichen zueinander parallel verlaufen.
Sicherheitsschweiler (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägerelement (2) einen L- oder U-förmigen Querschnitt aufweist, der zumindest an der Außenseite (6) offen ist.
5. Sicherheitsschweiler (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägerelement (2) und das Schwellerelement (3) mittels kalter Verbindungstechnik, wie beispielsweise Schrauben oder Kleben, miteinander verbunden sind.
6. Sicherheitsschweiler (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sämtliche Kontaktflächen (18) des Formschlusses zwischen dem Trägerelement (2) und dem Schwellerelement (3) eine Neigung gegenüber der X- Y-Ebene (19) der Karosserie aufweisen.
7. Sicherheitsschweller (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine im Querschnitt geschlossene Deformationskontur (20).
8. Sicherheitsschweiler (1 ) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Deformationskontur (20) aus dem Trägerelement (2) und dem Schwellerelement (3) zusammengesetzt ist.
9. Sicherheitsschweiler (1 ) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Deformationskontur (20) zumindest aus dem Trägerelement (2) und wenigstens einem von dem Trägerelement (2) und dem Schwellerelement (3) verschiedenen Crash-Formteil zusammengesetzt ist, wobei das Trägerelement (2) zwischen dem Crash-Formteil und der Karosseriemitte (21 ) bezüglich der Y-Achse angeordnet ist.
10. Sicherheitsschweiler (1 ) nach einem Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Deformationskontur (20) wenigstens ein Lastübertragungselement (22) umschließt.
11. Sicherheitsschweiler (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägerelement (2) und das Schwellerelement (3) aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wie beispielsweise einerseits Stahl und andererseits Aluminium.
12. Sicherheitsschweiler (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Lastübertragungselement (22) einen Verbundwerkstoff, eine Hohlraumfüllung, wie beispielsweise Aluminiumschaum (23), eine Rippe oder dergleichen, eine Wabenstruktur (24) oder eine beliebige Kombination aus diesen aufweist.
13. Sicherheitsschweiler (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägerelement (2) und das Schwellerelement (3) jeweils unterschiedliche Beschichtungen aufweisen.
14. Sicherheitsschweiler (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Designblende, die die Deformationskontur (20) zumindest teilweise überdeckt.
15. Sicherheitsschweiler (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägerelement (2) Bestandteil eines Montagerahmens (25) für die Karosserie ist.
16. Sicherheitsschweiler nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Montagerahmen (25) ^wenigstens eine Aufnahme (26) für ein Batteriepaket (27) eines Elektrofahrzeugs aufweist.
PCT/DE2012/000516 2011-05-25 2012-05-21 Sicherheitsschweller für einen batterie tragenden strukturrahmen im fall eines seitenaufpralles WO2012159603A1 (de)

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