WO2020126291A1 - Seitenschweller für einen kraftwagen - Google Patents

Seitenschweller für einen kraftwagen Download PDF

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WO2020126291A1
WO2020126291A1 PCT/EP2019/082082 EP2019082082W WO2020126291A1 WO 2020126291 A1 WO2020126291 A1 WO 2020126291A1 EP 2019082082 W EP2019082082 W EP 2019082082W WO 2020126291 A1 WO2020126291 A1 WO 2020126291A1
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side sill
lower flange
inner part
variant
skirts
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PCT/EP2019/082082
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French (fr)
Inventor
Ronny Grosse
Marcus Raepple
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
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    • B62D25/025—Side sills thereof
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    • B62D27/00—Connections between superstructure or understructure sub-units
    • B62D27/02—Connections between superstructure or understructure sub-units rigid
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    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/007—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of special steel or specially treated steel, e.g. stainless steel or locally surface hardened steel

Definitions

  • the invention relates to a side sill for a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a modular system and a method for producing such a side sill according to the preamble of claims 1 1 and 14 respectively.
  • Passenger car known which is connected to a floor group
  • the side sill inner part and the lower flange are formed from a substantially L-shaped or C-shaped sheet metal component.
  • the side sill outer part is also essentially L-shaped from a corresponding one
  • the respective flange connections running in the longitudinal direction of the side sill at its lower, outer corner or in an upper, central region.
  • the arrangement of the lower flange connection on the lower outer corner has the advantage that the lower flange of the side sill can be pulled relatively far down, which leads to a corresponding
  • Forming line exists. Another problem is that such a large-sized component is difficult to adapt to different construction variants, which are particularly affected by varying drive concepts (vehicle with internal combustion engine, drive or Electric drive), adaptable. It is also difficult to take into account differences in construction variants specific to the derivatives within a model series, which result, for example, from the distinction between flatter designs in coupes or convertibles than higher designs in limousines or off-road vehicles and vans.
  • Vehicle transverse direction (y-direction) runs, undercut in the vehicle vertical direction (z-direction), there is also a relatively complicated assembly, in particular when the respective fastening sockets for an energy store are mounted on the side skirts, in which, for example, the reinforcing part is cut out in the area of the respective fastening sockets and thus must be weakened.
  • the object of the present invention is therefore a side skirts
  • the side sill according to the invention which comprises a side sill inner part assigned to a floor group, a lower chord and a side sill outer part, through which a cavity is delimited, in which a reinforcing part is arranged, which is fastened to the side sill inner part, is distinguished for achieving a simple one Manufacturing and assembly as well as to achieve a favorable needs-based design from the fact that the side sill inner part and the lower flange are designed as separate components which are connected to one another at least indirectly along a flange connection running in the longitudinal direction of extension of the side sill.
  • the previously one-piece component consisting of the side sill inner part and the lower flange is now formed in two parts, and the two components along one in Longitudinal direction of the side skirt flange connection, optionally with the intermediation of a further component such as the
  • the side sill inner part and the lower flange can be manufactured to meet requirements. In particular, the risk of crack formation in the area of the lower flange during its manufacture, in particular during its forming, is thus considerably reduced.
  • different materials can be used for the side sill inner part and the lower flange in order to be adapted to the respective loads as required. For example, it is possible to use high-strength steels for the side sill inner part, whereas, for example, more ductile materials can be used for the lower flange.
  • the inner side sill part can be produced in a cross-variant manner and assigned to the floor group as a common part, the lower flange in a simple manner
  • design variants can be adapted to the respective requirements, which vary with the respective drive concepts.
  • the fact can be taken into account here that in vehicles with an underfloor energy store, because of its fastening, the side skirts in the area of the lower belt have to be made significantly more complex than, for example, in the case of a vehicle
  • the lower belt as one when using the side sill in a vehicle with an underfloor energy store
  • Side skirts can be designed with the energy storage without undercut, so that, for example, the reinforcement part does not have to be cut out.
  • improved or simpler tolerance chains can also be achieved, since all relevant components are arranged on the side of the lower belt or the associated structural unit when an energy store is connected. Can too due to the division of the said component into the side sill inner part and the lower flange, different vehicle heights, which can be found, for example, in
  • the side sill inner part can be designed as part of the floor assembly in a simple manner across construction variants, whereas the lower flange and the reinforcement part as parts of a preassembled structural unit are specifically matched to a construction variant of the motor vehicle. So can
  • a unit consisting of a lower belt and a reinforcement part for a vehicle with an underfloor energy store can be created, which, for example, is supplemented by corresponding connecting elements for connecting the energy store to the side skirts, whereas a unit can be created for a motor vehicle with a combustion engine, which, on the other hand, has a simplified design .
  • the side skirts as a whole can be matched in a simple manner to a respective construction variant of the motor vehicle, with respective ones
  • Design variants refer in particular to the drive concept, but possibly also, for example, to the vehicle height of the vehicle (sedans,
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the lower flange and the reinforcing part are connected to one another via several connecting elements of the preassembled structural unit.
  • the reinforcing part and the lower flange can not only be preassembled, but also connected in a correspondingly stable and rigid manner, so that considerable forces, for example static and dynamic bending and / or torsional forces, which act on the side skirts, are caused by the structural unit
  • Connecting elements formed in two parts with respective joining areas, along which the length of the connecting elements can be adjusted.
  • the two-part design of the connecting elements in particular makes the adjustability in
  • the respective connecting elements are formed in particular from a fastening bushing for an energy store of the motor vehicle and from a support element, in particular a bulkhead, which can be displaced or adjusted relative to one another at least in the vertical direction of the vehicle (z direction) and then, for example, by spot welding , Laser welding or another joining process, possibly also a mechanical connection process, can be connected to one another. Due to the adjustability of the fastening bushing for an energy store of the motor vehicle and from a support element, in particular a bulkhead, which can be displaced or adjusted relative to one another at least in the vertical direction of the vehicle (z direction) and then, for example, by spot welding , Laser welding or another joining process, possibly also a mechanical connection process, can be connected to one another. Due to the adjustability of the
  • Connecting elements can thus connect the fastening sockets to which the underfloor energy storage device is attached via the associated support elements, in particular the bulkhead plates, in a simple manner over a considerable direction of vertical extension and in particular on the associated reinforcement part of the side sill. Tolerances can be compensated for in a particularly simple manner by the adjustability of the connection between the respective connection element and the associated support element.
  • the lower flange has a reference element, in particular a peg opening, for aligning an energy store. According to the invention, therefore, all of the components required for the alignment of the energy store relative to the side sill, namely both the peg opening or the like reference element and the
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the side sill is designed as a cross-variant identical part. This results on the one hand in a particularly simple manufacture of the side sill inner part itself, but also in a simple design of the floor assembly on which the
  • cross-construction side skirt inner part is attached.
  • the side sill inner part and the lower flange are connected to one another by means of the reinforcement part.
  • the lower flange and the reinforcement part can be connected to one another during the pre-assembly of the structural unit, the reinforcement part then serving to connect the lower flange indirectly to the inner side skirt part when the structural unit is connected to the inner side skirt part.
  • Side sill inner part and the lower flange are formed from different materials, the side sill inner part being formed in particular from a high-strength or high-strength steel and the lower flange in particular from a more ductile material. This can take into account in particular the fact that both parts are exposed to different static and dynamic loads as well as manufacturing requirements.
  • the inner side skirt part is formed from a galvanized component that is press-hardened in direct hot-working. This is possible because the inner side skirt inner part is formed separately from the lower flange and consequently has a simpler geometric shape, which allows such a method. Compared to other, similar processes, there is in particular no need for reshaping and finish trimming, whereas hot trimming takes place during hot reshaping and hardening, and final trimming by lasers.
  • Hot forging is press hardened, the advantage of a load-bearing design of the component, a high degree of material utilization and one in comparison to
  • This modular system is characterized in particular by the use of a side skirts inner part that spans different construction variants, which is assigned to the floor assembly, and a plurality of construction variant-specific ones
  • Lower belts which are especially tailored to the respective drive concept of the motor vehicle. This can take into account in particular the fact that, for example, a purely electrically operated vehicle with a correspondingly large underfloor energy store requires corresponding connection points on the lower belt which are not required in other vehicle variants, for example vehicles operated purely with fuel.
  • the division of the side skirts in this area into the cross-section side skirts inner part and the plurality of cross-section specific lower chords has the advantage that the lower chord can be specifically adapted in a particularly advantageous manner.
  • the lower flange specific to the variant is preferably part of a structural unit specific to the variant, which also comprises the reinforcing part, which is accommodated in the cavity of the side sill.
  • the reinforcement part can also be designed to be specific to the construction variant and / or can be connected to the lower flange in order to achieve an ideal adaptation to the respective construction variant of the motor vehicle.
  • Manufacturing process for example as part of the manufacture of the bodyshell of the respective motor vehicle.
  • connection of the lower flange to the reinforcing part can be realized in a further embodiment of the invention in that these components can be preassembled to form a structural unit-specific unit using several connecting elements.
  • These connecting elements can be, for example, respective fastening bushings for an energy store of the motor vehicle and respectively associated supporting elements, in particular bulkhead plates, which can be joined together at respective joining areas along which the length of the connecting elements can be adjusted.
  • the great advantage of such a construction variant-specific unit can be seen in particular in the fact that the lower chord and associated reinforcement part can be joined without the reinforcement part in particular having to be cut out in the region of the respective connecting elements.
  • Fig. 1 is a partial perspective view of a body of a
  • Passenger car in the area of a side sill according to the invention shown in part, which comprises a side sill inner part assigned to a floor group and a pre-mountable construction variant-specific unit with a lower flange and a reinforcement part, which in the present construction variant-specific embodiment are connected to one another via a plurality of connecting elements, which respective fastening bushes for Fastening an energy store of the motor vehicle and associated partition plates, which can be adjusted in the vertical direction in their relative position to one another and can be connected to one another,
  • Fig. 2c respective further perspective views of the reinforcing part with the
  • Fig. 3 is an exploded perspective view of the assembly of the prefabricated, construction variant-specific unit with a central side wall part, which then with the on the side
  • Fig. 4 is a partial perspective view of the assembly of the
  • Flange connection is indirectly connected to one another by means of the reinforcing part
  • Fig. 5 is a perspective and greatly enlarged compared to Fig. 4
  • Fig. 6 is a perspective view of one of the two-part formed from the respective mounting bush and the associated bulkhead
  • FIGS. 1 to 5 are partial sectional views through the side sill according to FIGS. 1 to 5 with the underfloor energy storage attached to it,
  • FIG. 8 shows an exploded perspective view of the preassembled structural unit according to a further embodiment, in which the respective connecting elements are first adjusted and connected in height and connected to the reinforcing part before they are connected to the lower flange
  • Fig. 9 is a perspective sectional view of the side skirts analogous to Figure 5 in an alternative embodiment, in which the respective
  • Fastening socket of the energy store projects through a lower wall area of the reinforcing part and with an associated one
  • Cavity is arranged, and in
  • Fig. 10 is a perspective view of a further, alternative embodiment of the
  • Fig. 1 shows a partial perspective view of a body
  • Passenger car of which in particular a floor group 1 can be seen, on the outside of which a side wall 2 extending in the vehicle longitudinal direction (x direction) or in the vehicle vertical direction (z direction) is arranged, of which, however, only an inner side wall part 3 can be seen in the present case.
  • a middle and an outside are connected
  • a front and a rear door opening 4, 5 can be seen in the side wall 2 or the side wall part 3, likewise door pillars in the form of an A pillar 6, a B pillar 7 and a C pillar 8.
  • the side sill 9 in this case comprises a side sill inner part 10, which in the present case also extends at least essentially from the front wheel arch 11 to the rear wheel arch 12, which in the present case is fastened to the floor pan 1 or the inner side wall part 3 of the side wall 2.
  • the side sill 9 includes a border that limits it downward in the vehicle vertical direction (z direction), approximately horizontally in
  • the lower flange 13 is formed separately from the side sill inner part 10 in a manner described in more detail below and is connected to the side sill inner part 10 along a flange connection running in the longitudinal direction of extension of the side sill 9 by means of the reinforcement part 14.
  • the lower flange 13 and the reinforcing part 14 form a preassembled and variant-specific structural unit 15, which is explained in more detail with reference to FIGS becomes.
  • Fig. 2a shows a respective perspective view of the reinforcing part 14 and respective partition plates 16, 17, which - as indicated in Fig. 2a - for example by spot welding, laser welding or a similar joining process, possibly also by means of a mechanical connection, with the reinforcing part 14 are connected.
  • the partition plates 16 are arranged on the reinforcing part 14, distributed over the longitudinal direction of extension, in a corner region between a vertically extending wall region 19 and an essentially horizontal one
  • the bulkhead plates 17 form a respective front and rear end of the side sill 9. If necessary, jack jacks can also be attached, in particular in the front and rear area of the side sill 9.
  • the reinforcing part 14 is produced, for example, by roll forming.
  • FIG. 2b shows in respective perspective representations the schematic explanation of a further method step for the manufacture of the preassembled structural unit according to FIG. 1, in which respective fastening sockets 21 are provided for fastening an underfloor energy store to the motor vehicle, said fastening sockets 21 being on the upper side of the lower flange 13 of the preassembled structural unit 15, for example be fixed by spot welding.
  • the mounting bushes 21 are made here by cold extrusion and comprise a head 22 and a shaft 23 connected in one piece to this.
  • a threaded hole 39 (FIG. 7) is made in the respective fastening bushing 21, in which a screw 38 (FIG. 7) is fixed for fastening the energy store 37 (FIG. 7) can be.
  • This threaded hole 39 is arranged in register with an opening within the lower flange 13.
  • FIG. 2c shows respective further perspective views of the reinforcing part 14 with the partition plates 16, 17 according to FIG. 2a and of the lower flange 13 with the fastening bushings 21 according to FIG. 2b, which in a further process step to the finished one
  • the bulkhead plates 16 on the reinforcing part 14 side and the associated fastening bushings 21 on the lower flange 13 side are connected to one another by spot welding, possibly also by another joining method.
  • Each pair - consisting of the corresponding bulkhead plate 16 and the associated fastening bushing 21 - forms a connecting element 24, via which the reinforcing part 14 and the
  • Lower flange 13 are connected to each other. Accordingly, the lower flange 13 and the reinforcement member 14 are pre-assembled via a plurality of connecting elements 24
  • both the respective partition plate 16 and the associated fastening bushing 21 each have a joining area 25, 26 which have a surface which extends vertically in the vertical vehicle direction (z direction) and in the transverse vehicle direction (y direction) or are designed as such.
  • the respective partition plates 16 and the associated fastening bushings 21 can be adjusted in their position relative to one another, in particular in the vehicle vertical direction (z direction), but also in the vehicle transverse direction (Y direction) in their relative position.
  • Fastening bushing 21 for example, by spot welding. These process steps are all carried out as part of the pre-assembly of the assembly 15.
  • the lower flange 13 and the reinforcing part 14 are also connected directly to one another, namely along one in the longitudinal direction of the side sill running flange connection 27.
  • the respective flanges are connected by laser welding, other joining methods also being conceivable.
  • the side sill inner part 10 is welded to the floor assembly 1 as part of the bodyshell production.
  • the prefabricated, construction variant-specific unit 15 is first connected to a side frame - center 42 according to arrow 43, after which the side frame center 42 on the inside with a side frame, not shown here - inside and also not shown
  • Side frame - connected outside.
  • the outside of the side frame forms in the area of the side sill 9 the side sill outer part 41 which can be seen in FIG. 7.
  • FIG. 4 shows a partial perspective view of the assembly of the prefabricated, construction variant-specific structural unit 15 with that on the part of FIG
  • Floor group 1 fixed side skirts inner part 10 again separately.
  • FIG. 5 which shows a perspective and greatly enlarged sectional view of the partially shown side sill 9 compared to FIG. 4, or in conjunction with FIG. 7, which shows a sectional view from the front of the complete side sill 9, it can be seen in particular that the lower flange 13 is indirectly connected to the side sill inner part 10 by means of the reinforcing part 14. This indirect connection between the lower flange 13 and
  • Vehicle longitudinal direction (x-direction) flange connection 32 Vehicle longitudinal direction (x-direction) flange connection 32.
  • FIGS. 5 and 7 still clearly show the manner in which the underfloor energy store 37 for the electric drive of the motor vehicle in each case
  • This pegging opening 40 is therefore already provided when the structural unit 15 is preassembled, so that the connecting elements 24 can be aligned with it in order to keep corresponding tolerance chains particularly low.
  • the side sill inner part 10 and the lower flange 13 are in the present case
  • the side sill inner part 10 is formed in particular from a high-strength or high-strength steel and the lower flange 13 in particular from a steel material which is more ductile.
  • the side sill inner part 10 can optionally be made of a galvanized, in direct
  • FIG. 8 shows a perspective exploded view of the preassembled structural unit 15 according to a further embodiment, in which the respective connecting elements 24 - comprising the respective fastening bushing 21 and the associated partition plate 16 - are initially set at their height and connected to one another and to the
  • Reinforcement part 14 are connected before they are further connected to the lower flange
  • Fastening bushings 21 and the associated partition plate 16 first to align and connect to each other, and then to attach the connecting elements 24 thus created to the reinforcing part.
  • FIG. 8 shows a perspective sectional view of the side sill 9 analogous to FIG. 5 in an alternative embodiment, in which the respective fastening bushing 21 of the energy store 37 projects through the lower wall region 20 of the reinforcing part 14 and is connected to an associated partition plate 16, which in turn is arranged within the cavity 47 delimited by the reinforcing part 14 and the side sill inner part 10.
  • the respective bulkhead plate 16 and the associated fastening bushing 21 each have a joining region 25, 26, which are each vertical in the vehicle vertical direction (z direction) and in
  • Fastening bushing 21 for example, by spot welding.
  • these method steps can also be carried out as part of the preassembly of the structural unit 15.
  • the lower flange 13 is again formed separately from the reinforcement part 14 and connected to it via the flange connection 27.
  • the lower flange 13 is also formed separately from the side sill inner part 10 and connected to it by means of the reinforcing part 14 via the flange connection 31.
  • FIG. 10 shows an alternative embodiment of the side sill 9, in which a different type of preassemblable, construction variant-specific structural unit 15 is provided, which is used in a passenger car operated purely with fuel. Since there are no connecting elements 24 for connecting the
  • the lower flange 13 or the structural unit 15 can be adapted and preassembled in a simple manner specific to the construction variant - here depending on the type of drive of the motor vehicle, and can then be connected to the side skirt inner part 10 spanning the construction variants in order to achieve the desired one simple, inexpensive and to achieve a needs-based variance of the construction methods between the different vehicle configurations.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Seitenschweller (9) für einen Kraftwagen, mit einem einer Bodengruppe (1) zugeordneten Seitenschweller-Innenteil (10), mit einem Untergurt (13) und mit einem Seitenschweller-Außenteil (41), durch welche ein Hohlraum (36) des Seitenschwellers (9) begrenzt ist, in welchem ein Verstärkungsteil (14) angeordnet ist, welches am Seitenschweller-Innenteil (10) befestigt ist. Um einen hinsichtlich einer einfachen Fertigung und Montage sowie einer bedarfsgerechten Auslegung optimierten Seitenschweller (9) zu schaffen, mittels welchem eine verbesserte Anpassbarkeit der Bauteile an unterschiedliche Bauvarianten möglich ist, sind das Seitenschweller-Innenteil (10) und der Untergurt (13) als separate Bauteile ausgebildet, welche entlang einer in Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers (9) verlaufenden Flanschverbindung (31) zumindest mittelbar miteinander verbunden sind.

Description

Seitenschweller für einen Kraftwagen
Die Erfindung betrifft einen Seitenschweller für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Baukastensystem und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Seitenschwellers gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 1 beziehungsweise 14.
Aus der DE 10 201 1 077 810 A1 ist bereits ein Seitenschweller für einen
Personenkraftwagen bekannt, welcher ein mit einer Bodengruppe verbundenes
Seitenschweller-Innenteil, einen Untergurt sowie ein Seitenschweller-Außenteil umfasst. Das Seitenschweller-Innenteil und der Untergurt sind dabei aus einem im Wesentlichen L- förmigen beziehungsweise C-förmigen Blechumformbauteil gebildet. Das Seitenschweller- Außenteil ist ebenfalls im Wesentlichen L-förmig aus einem entsprechenden
Blechumformbauteil gebildet, wobei jeweilige Flanschverbindungen in Längsrichtung des Seitenschwellers an dessen unterer, äußerer Ecke beziehungsweise in einem oberen, zentralen Bereich verlaufen. Durch die Anordnung der unteren Flanschverbindung an der unteren äußeren Ecke ergibt sich der Vorteil, dass der Untergurt des Seitenschwellers relativ weit nach unten gezogen werden kann, was zu einer entsprechenden
Querschnittsvergrößerung des Seitenschwellers mit den zugehörigen Vorteilen bei statischer und dynamischer Belastung führt.
Im Hohlraum des Seitenschwellers ist ein im Querschnitt etwa trapezförmiges
beziehungsweise hutförmiges Verstärkungsteil vorgesehen, welches am Seitenschweller- Innenteil befestigt ist.
Das etwa L-förmige beziehungsweise C-förmige Blechbauteil, welches das
Seitenschweller-Innenteil sowie den Untergurt bildet, ist aufgrund seiner großformatigen Ausgestaltung jedoch relativ aufwändig in seiner Herstellung beziehungsweise limitiert in der Auswahl der möglichen Materialien, welche zum Einsatz kommen können. Genauer gesagt sind einige Materialien, beispielsweise höchstfeste Stähle, nicht ohne weiteres für dieses Blechbauteil einsetzbar, da eine gewisse Rissgefahr aufgrund der hohen
Umformgerade besteht. Ein weiteres Problem ist es, dass ein derartiges, großformatiges Bauteil nur schwer auf unterschiedliche Bauvarianten, welche sich insbesondere durch variierende Antriebskonzepte (Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, Antrieb oder Elektroantrieb) ergeben, anpassbar. Auch bauvariantenspezifische Unterscheidungen hinsichtlich der Derivate innerhalb einer Modellbaureihe, welche sich beispielsweise durch die Unterscheidung zwischen flacheren Bauweisen bei Coupes oder Cabrios gegenüber höheren Bauweisen bei Limousinen oder Geländewagen und Vans ergeben, können mit einem derartigen großformatigen Bauteil nur schwierig berücksichtigt werden.
Da das - den Seitenschweller sowie den Untergurt bildende - Blechbauteil gemäß dem Stand der Technik außerdem in der Montagerichtung, welche parallel zur
Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verläuft, in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) hinterschnittig ausgebildet ist, ergibt sich zudem gerade bei der Montage jeweiliger Befestigungsbuchsen für einen Energiespeicher am Seitenschweller eine relativ komplizierte Montage, bei der beispielsweise das Verstärkungsteil im Bereich der jeweiligen Befestigungsbuchsen ausgeschnitten und somit geschwächt werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Seitenschweller, ein
Baukastensystem und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Seitenschwellers der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen sich hinsichtlich einer einfachen Fertigung und Montage sowie einer bedarfsgerechten Auslegung eine verbesserte Anpassbarkeit der Bauteile an unterschiedliche Bauvarianten des Seitenschwellers realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Seitenschweller und ein
Baukastensystem sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Seitenschwellers mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 , 1 1 beziehungsweise 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
Der erfindungsgemäße Seitenschweller, welcher ein einer Bodengruppe zugeordneten Seitenschweller-Innenteil, einen Untergurt sowie ein Seitenschweller-Außenteil umfasst, durch welche ein Hohlraum begrenzt ist, in welchem ein Verstärkungsteil angeordnet ist, welches am Seitenschweller-Innenteil befestigt ist, zeichnet sich zum Erreichen einer einfachen Fertigung und Montage sowie zum Erreichen einer günstigen bedarfsgerechten Auslegung dadurch aus, dass das Seitenschweller-Innenteil und der Untergurt als separate Bauteile ausgebildet sind, welche entlang einer in Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers verlaufenden Flanschverbindung zumindest mittelbar miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist es demzufolge vorgesehen, das bislang einstückige Bauteil bestehend aus dem Seitenschweller-Innenteil und dem Untergurt nunmehr zweiteilig auszubilden, und die beiden Bauteile entlang einer in Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers verlaufenden Flanschverbindung , gegebenenfalls unter Vermittlung eines weiteren Bauteils wie beispielsweise des
Verstärkungsteils, zumindest mittelbar miteinander zu verbinden. Dies hat zunächst den Vorteil, dass das Seitenschweller-Innenteil und der Untergurt einfacher und
bedarfsgerechter hergestellt werden können. Insbesondere ist somit die Gefahr einer Rissbildung im Bereich des Untergurts bei dessen Herstellung, insbesondere bei dessen Umformung, erheblich reduziert. Außerdem können somit für das Seitenschweller- Innenteil und den Untergurt unterschiedliche Materialien eingesetzt werden, um bedarfsgerechter an die jeweiligen Belastungen angepasst zu werden. So ist es beispielsweise möglich, beim Seitenschweller-Innenteil höchstfeste Stähle einzusetzen, wohingegen beispielsweise beim Untergurt demgegenüber duktilere Materialien zum Einsatz kommen können.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich insbesondere beim Einsatz des Seitenschwellers bei Kraftwagen mit unterschiedlichen Antriebskonzepten, insbesondere bei Kraftwagen mit einem reinen Elektroantrieb, einem Hybridantrieb oder einem Antrieb mit einem
Verbrennungsmotor. Bei dem erfindungsgemäßen Seitenschweller kann hierbei das Seitenschweller-Innenteil bauvariantenübergreifend hergestellt und der Bodengruppe als Gleichteil zugeordnet werden, wobei der Untergurt in einfacher Weise
bauvariantenspezifisch an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden kann, welche bei den jeweiligen Antriebskonzepten variieren. Hierbei kann insbesondere dem Umstand Rechnung getragen werden, dass bei Fahrzeugen mit einem Unterflur-Energiespeicher, aufgrund von dessen Befestigung, der Seitenschweller im Bereich des Untergurts deutlich aufwändiger gestaltet werden muss als beispielsweise bei einem Fahrzeug mit
Verbrennungsmotor.
Beispielsweise und insbesondere ist es möglich, beim Einsatz des Seitenschwellers bei einem Fahrzeug mit einem Unterflur-Energiespeicher den Untergurt als eine
vormontierbare Baueinheit bauvariantenspezifisch auszubilden, um hierdurch einerseits die Fertigung und Montage zu erleichtern und andererseits eine bedarfsgerechte
Ausgestaltung zu erreichen, da somit beispielsweise in Folge der Montagereihenfolge beziehungsweise in Folge der Fügerichtung jeweilige Verbindungselemente des
Seitenschwellers mit dem Energiespeicher ohne Hinterschnitt gestaltet werden können, sodass beispielsweise das Verstärkungsteil nicht ausgeschnitten werden muss. Zudem können auch verbesserte beziehungsweise einfachere Toleranzketten erreicht werden, da alle relevanten Bauteile bei der Anbindung eines Energiespeichers auf Seiten des Untergurts beziehungsweise der zugehörigen Baueinheit angeordnet sind. Auch können durch die Zweiteilung des besagten Bauteils in das Seitenschweller-Innenteil und den Untergurt unterschiedliche Fahrzeugstandhöhen, welche sich beispielsweise bei
Limousinen, Geländewagen oder Vans einerseits und flacher gebauten Coupes,
Cabriolets oder dergleichen andererseits ergeben, bedarfsgerechter berücksichtigt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich dabei als vorteilhaft gezeigt, wenn der Untergurt und das Verstärkungsteil als vormontierbare, bauvariantenspezifische
Baueinheit ausgebildet sind. Demzufolge kann das Seitenschweller-Innenteil als Teil der Bodengruppe auf einfache Weise bauvariantenübergreifend ausgebildet sein, wohingegen der Untergurt und das Verstärkungsteil als Teile einer vormontierbaren Baueinheit spezifisch auf eine Bauvariante des Kraftwagens abgestimmt sind. So kann
beispielsweise eine Baueinheit aus Untergurt und Verstärkungsteil für ein Fahrzeug mit einem Unterflur-Energiespeicher geschaffen werden, welche beispielsweise um entsprechende Verbindungselemente zur Anbindung des Energiespeichers an dem Seitenschweller ergänzt ist, wohingegen eine Baueinheit für einen Kraftwagen mit Verbrennungsantrieb geschaffen werden kann, welche demgegenüber vereinfacht ausgebildet ist. Somit kann auf einfache Weise der Seitenschweller insgesamt auf eine jeweilige Bauvariante des Kraftwagens abgestimmt werden, wobei sich jeweilige
Bauvarianten insbesondere auf das Antriebskonzept beziehen, jedoch gegebenenfalls auch beispielsweise auf die Fahrzeugstandhöhe des Fahrzeugs (Limousinen,
Geländewagen, Van, Coupe, Cabriolet, etc.).
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Untergurt und das Verstärkungsteil über mehrere Verbindungselemente der vormontierbaren Baueinheit miteinander verbunden sind. Somit sind das Verstärkungsteil und der Untergurt nicht nur vormontierbar, sondern auch entsprechend stabil und steif miteinander verbunden, sodass erhebliche Kräfte, beispielsweise statische und dynamische Biege- und/oder Torsionskräfte, welche auf den Seitenschweller wirken, durch die Baueinheit
aufgenommen werden können.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die jeweiligen
Verbindungselemente zweiteilig ausgebildet mit jeweiligen Fügebereichen, entlang welchen die Verbindungselemente in ihrer Länge einstellbar sind. Durch die zweiteilige Ausgestaltung der Verbindungselemente wird insbesondere die Verstellbarkeit in
Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) erreicht, sodass sich eine besonders gute
Anpassbarkeit der Verbindungselemente realisieren lässt. Die jeweiligen Verbindungselemente sind dabei in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung insbesondere aus einer Befestigungsbuchse für einen Energiespeicher des Kraftwagens und aus einem Stützelement, insbesondere einem Schottblech, gebildet, welche zumindest in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) relativ zueinander verschiebbar beziehungsweise einstellbar und anschließend beispielsweise durch Punktschweißen, Laserschweißen oder ein anderes Fügverfahren, gegebenenfalls auch ein mechanisches Verbindungsverfahren, miteinander verbindbar sind. Durch die Einsteilbarkeit der
Verbindungselemente können somit die Befestigungsbuchsen, an welchen der Unterflur- Energiespeicher befestigt ist, über die zugehörigen Stützelemente, insbesondere die Schottbleche, in einfacher Weise über eine erhebliche Höhenerstreckungsrichtung und insbesondere am zugehörigen Verstärkungsteil des Seitenschwellers angebunden werden. Dabei können Toleranzen auf besonders einfache Weise durch die Einsteilbarkeit der Verbindung zwischen dem jeweiligen Verbindungselement und dem zugehörigen Stützelement ausgeglichen werden.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Untergurt ein Referenzelement, insbesondere eine Abstecköffnung, zur Ausrichtung eines Energiespeichers aufweist. Erfindungsgemäß sind demzufolge alle für die Ausrichtung des Energiespeichers relativ zum Seitenschweller erforderlichen Bauelemente, nämlich sowohl die Abstecköffnung oder dergleichen Referenzelement als auch die
Verbindungselemente zur Festlegung des Energiespeichers am zugehörigen
Seitenschweller somit auf Seiten des Untergurts angeordnet. Dies ermöglicht in optimaler Weise eine Reduzierung der Toleranzketten.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Seitenschweller innenteil als bauvariantenübergreifendes Gleichteil ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich einerseits eine besonders einfache Herstellung des Seitenschweller-Innenteils selbst, aber auch eine einfache Gestaltung der Bodengruppe, an welcher das
bauvariantenübergreifende Seitenschweller-Innenteil befestigt wird.
Zudem hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Seitenschweller-Innenteil und der Untergurt unter Vermittlung des Verstärkungsteils miteinander verbunden sind. Somit können der Untergurt und das Verstärkungsteil bei der Vormontage der Baueinheit miteinander verbunden werden, wobei das Verstärkungsteil bei der Verbindung der Baueinheit mit dem Seitenschweller-Innenteil dann dazu dient, den Untergurt mittelbar mit dem Seitenschweller-Innenteil zu verbinden. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das
Seitenschweller-Innenteil und der Untergurt aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind, wobei das Seitenschweller-Innenteil insbesondere aus einem hochfesten oder höchstfesten Stahl und der Untergurt insbesondere aus einem demgegenüber duktileren Werkstoff gebildet ist. Hierdurch kann insbesondere dem Umstand Rechnung getragen werden, dass beide Teile unterschiedlichen statischen und dynamischen Belastungen sowie fertigungstechnischen Anforderungen ausgesetzt sind.
In diesem Zusammenhang hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn das Seitenschweller-Innenteil aus einem verzinkten, in direkter Warmumformung pressgehärteten Bauteil gebildet ist. Dies ist dadurch möglich, dass das Seitenschweller-Innnenteil separat von dem Untergurt ausgebildet ist und demzufolge eine einfachere geometrische Form aufweist, welche ein derartiges Verfahren erlaubt. Gegenüber anderen, ähnlichen Verfahren kann hierbei insbesondere auf ein Umformen und auf einen Fertigbeschnitt verzichtet werden, wohingegen ein Warmbeschnitt beim Warmumformen und Härten erfolgt, sowie ein Endbeschnitt durch Lasern. Hierbei hat das beschriebene Verfahren, bei welchem das Seitenschweller-Innenteil in direkter
Warmumformung pressgehärtet wird, den Vorteil einer belastungsgerechten Auslegung des Bauteils, eines hohen Materialnutzungsgrads und einer im Vergleich zu
herkömmlichen Verfahren günstigeren Herstellung.
Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Seitenschweller genannten Vorteile gelten in ebensolcher Weise für das erfindungsgemäße
Baukastensystem. Dieses Baukastensystem zeichnet sich insbesondere durch den Einsatz eines bauvariantenübergreifenden Seitenschweller-Innenteils, welches der Bodengruppe zugeordnet ist, und einer Mehrzahl von bauvariantenspezifischen
Untergurten aus, welche insbesondere auf das jeweilige Antriebskonzept der Kraftwagens abgestimmt sind. Hierdurch kann insbesondere dem Umstand Rechnung getragen werden, dass beispielsweise ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einem demgemäß großen Unterflur-Energiespeicher entsprechende Anbindungsstellen am Untergurt benötigt, welche bei anderen Fahrzeugvarianten, beispielsweise rein mit Kraftstoff betriebenen Fahrzeugen, nicht benötigt werden. Insoweit hat die Aufteilung des Seitenschwellers in diesem Bereich in das bauvariantenübergreifende Seitenschweller- Innenteil und die Mehrzahl von bauvariantenspezifischen Untergurten den Vorteil, dass der Untergurt in besonders vorteilhafter Weise spezifisch angepasst werden kann. Dabei ist der bauvariantenspezifische Untergurt vorzugsweise Teil einer bauvariantenspezifischen Baueinheit, welche außerdem das Verstärkungsteil umfasst, welches im Hohlraum des Seitenschwellers unterbracht ist. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass auch das Verstärkungsteil somit bauvariantenspezifisch ausgebildet und/oder mit dem Untergurt verbunden werden kann, um somit eine ideale Anpassung an die jeweilige Bauvariante des Kraftwagens zu erreichen. Hierbei kann die jeweilige
bauvariantenspezifische Baueinheit in einfacher Weise vormontiert und dem
Fertigungsprozess, beispielsweise im Rahmen der Herstellung des Rohbaus des jeweiligen Kraftwagens, zugeführt werden.
Ein Vorteil der Verbindung des Untergurts mit dem Verstärkungsteil lässt sich dabei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisieren, dass diese Bauteile über mehrere Verbindungselemente zur bauvariantenspezifischen Baueinheit vormontierbar sind. Diese Verbindungselemente können beispielsweise jeweilige Befestigungsbuchsen für einen Energiespeicher des Kraftwagens und jeweils zugeordnete Stützelemente, insbesondere Schottbleche sein, welche an jeweiligen Fügebereichen, entlang welchen die Verbindungselemente in ihrer Länge einstellbar sind, miteinander gefügt werden können. Der große Vorteil einer derartigen bauvariantenspezifischen Baueinheit ist insbesondere darin zu sehen, dass somit Untergurt und zugehöriges Verstärkungsteil gefügt werde können, ohne dass insbesondere das Verstärkungsteil im Bereich der jeweiligen Verbindungselemente ausgeschnitten werden muss. Dies wäre nämlich der Fall, wenn das Verstärkungsteil separat von den Verbindungselementen ausgestaltet und dann in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) am Seitenschweller-Innenteil befestigt werden würde. Ist nämlich das Seitenschweller-Innenteil und der Untergurt einteilig als L-förmiges Blechbauteil gestaltet, so kann eine nachfolgende Montage des Verstärkungsteils am Seitenschweller-Innenteil bei Vorhandensein jeweiliger Verstärkungsteile zwischen Untergurt und Verstärkungsteil nur dadurch erfolgen, dass das Verstärkungsteil im Bereich der Verbindungselemente entsprechend ausgeschnitten ist, da ansonsten eine Fügung in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) nicht mehr erfolgen kann.
Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Seitenschweller und dem erfindungsgemäßen Baukastensystem genannten Vorteile gelten auch für das Verfahren zum Herstellen eines derartigen Seitenschwellers.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf eine Karosserie eines
Personenkraftwagens im Bereich eines teilweise dargestellten erfindungsgemäßen Seitenschwellers, welcher ein einer Bodengruppe zugeordnetes Seitenschweller-Innenteil sowie ein als vormontierbare bauvariantenspezifische Baueinheit mit einem Untergurt und einem Verstärkungsteil umfasst, welche bei der vorliegenden bauvariantenspezifischen Ausführungsform über eine Mehrzahl von Verbindungselementen miteinander verbunden sind, welche jeweilige Befestigungsbuchsen zur Befestigung eines Energiespeichers des Kraftwagens und zugeordnete Schottbleche umfassen, welche in Fahrzeughochrichtung in ihrer Relativlage zueinander einstellbar und miteinander verbindbar sind,
Fig. 2a in jeweiligen Perspektivdarstellungen die schematische Erläuterung eines ersten Fertigungsschritts zur Herstellung der vormontierbaren Baueinheit gemäß Fig. 1 , in welchem jeweilige Schottbleche mit dem Verstärkungsteil verbunden werden,
Fig. 2b in jeweiligen Perspektivdarstellungen die schematische Erläuterung eines weiteren Verfahrensschritts zur Herstellung der vormontierbaren Baueinheit gemäß Fig. 1 , in welchem zur Befestigung eines Unterflur- Energiespeichers an dem Kraftwagen jeweilige Befestigungsbuchsen vorgesehen sind, welche oberseitig des Untergurts der vormontierbaren Baueinheit befestigt werden,
Fig. 2c jeweilige weitere Perspektivansichten des Verstärkungsteils mit den
Schottblechen gemäß Fig. 2a und dem Untergurt mit den
Befestigungsbuchsen gemäß Fig. 2b, welche in einem weiteren Verfahrensschritt zu der fertigen vormontierbaren Baueinheit
miteinander verbunden werden,
Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Zusammenbaus der vorgefertigten, bauvariantenspezifischen Baueinheit mit einem mittleren Seitenwandteil, welcher anschließend mit dem auf Seiten der
Bodengruppe angeordneten Seitenschweller-Innenteil verbunden wird,
Fig. 4 eine ausschnittsweise Perspektivansicht des Zusammenbaus der
vorgefertigten, bauvariantenspezifischen Baueinheit mit dem auf Seiten der Bodengruppe fest angeordneten Seitenschweller-Innenteil, welches mit dem Untergurt der Baueinheit entlang einer in
Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers verlaufenden
Flanschverbindung unter Vermittlung des Verstärkungsteils mittelbar miteinander verbunden ist,
Fig. 5 eine perspektivische und gegenüber Fig. 4 stark vergrößerte
Schnittansicht des teilweise dargestellten Seitenschwellers, wobei außerdem unterseitig des Seitenschwellers ein Unterflur- Energiespeicher für einen elektrischen Antrieb des Kraftwagens befestigt ist,
Fig. 6 eine Perspektivansicht eines der aus der jeweiligen Befestigungsbuchse und dem zugeordneten Schottblech gebildeten, zweiteiligen
Verbindungselements, über welches der Untergurt und das
Verstärkungsteil miteinander verbunden sind,
Fig. 7 eine ausschnittsweise Schnittansicht durch den Seitenschweller gemäß den Fig. 1 bis 5 mit dem daran befestigten Unterflur-Energiespeicher,
Fig. 8 eine perspektivische Explosionsdarstellung der vormontierten Baueinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform, bei welcher die jeweiligen Verbindungselemente zunächst in ihrer Höhe eingestellt und verbunden werden sowie mit dem Verstärkungsteil verbunden werden, bevor sie mit dem Untergurt verbunden werden, Fig. 9 eine perspektivische Schnittansicht des Seitenschwellers analog zu Fig.5 in einer alternativen Ausführungsform, bei der die jeweilige
Befestigungsbuchse des Energiespeichers einen unteren Wandbereich des Verstärkungsteils durchragt und mit einem zugeordneten
Schottblech verbunden ist, welches seinerseits innerhalb des durch das Verstärkungsteil und das Seitenschweller-Innenteil begrenzten
Hohlraum angeordnet ist, und in
Fig. 10 eine Perspektivansicht auf eine weitere, alternative Ausgestaltung des
Seitenschwellers, bei welchem eine andersartige, vormontierbare, bauvariantenspezifische Baueinheit vorgesehen ist, welche bei einem rein mit Kraftstoff betriebenen Personenkraftwagen zum Einsatz kommt, und bei welcher der Untergurt und das Verstärkungsteil lediglich über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind.
Fig. 1 zeigt in einer ausschnittsweise Perspektivansicht eine Karosserie eines
Personenkraftwagens, von welcher insbesondere eine Bodengruppe 1 erkennbar ist, an deren Außenseite eine sich in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) beziehungsweise in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) erstreckende Seitenwand 2 angeordnet ist, von welcher vorliegend allerdings nur ein inneres Seitenwandteil 3 erkennbar ist. An dieses innere Seitenwandteil 3 schließen sich außenseitig ein mittleres und ein äußeres
Seitenwandteil an. In der Seitenwand 2 beziehungsweise dem Seitenwandteil 3 sind eine vordere und eine hintere Türöffnung 4, 5 erkennbar, ebenso Türsäulen in Form einer A- Säule 6, einer B-Säule 7 und einer C-Säule 8.
Auf der - in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet - linken Fahrzeugseite ist ein Seitenschweller 9 teilweise erkennbar, welcher sich zumindest im Wesentlichen zwischen einem vorderen Radlauf 11 und einem hinteren Radlauf 12 erstreckt. Der Seitenschweller 9 umfasst dabei ein sich vorliegend zumindest im Wesentlichen ebenfalls vom vorderen Radlauf 11 bis zum hinteren Radlauf 12 erstreckendes Seitenschweller-Innenteil 10, welches vorliegend an der Bodengruppe 1 beziehungsweise dem inneren Seitenwandteil 3 der Seitenwand 2 befestigt ist. Außerdem umfasst der Seitenschweller 9 einen diesen nach unten hin in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) begrenzenden, etwa horizontal in
Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) und in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung)
erstreckenden Untergurt 13 sowie ein im Querschnitt etwa hutförmiges Verstärkungsteil 14, welches auf im Weitere noch näher beschriebene Weise in einem durch den
Seitenschweller 9 gebildeten Hohlraum aufgenommen ist. Der Untergurt 13 ist dabei auf im Weiteren noch näher beschriebene Weise separat von dem Seitenschweller-Innenteil 10 ausgebildet und entlang einer in Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers 9 verlaufenden Flanschverbindung unter Vermittlung des Verstärkungsteils 14 mit dem Seitenschweller-Innenteil 10 verbunden. Außerdem bilden der Untergurt 13 und das Verstärkungsteil 14 eine unter Bezugnahme auf die Fig. 2a bis 2c noch näher erläuterte vormontierbare und bauvariantenspezifische Baueinheit 15, welche zunächst separat von der Bodengruppe 1 hergestellt und anschließend an der Bodengruppe 1 beziehungsweise an dem Seitenschweller-Innenteil 10 befestigt wird.
Anhand der Fig. 2a bis 2c soll nun im Weiteren der Zusammenbau der vormontierbaren, bauvariantenspezifischen Baueinheit 15 erläutert werden:
Fig. 2a zeigt hierzu in einer jeweiligen Perspektivansicht das Verstärkungsteil 14 sowie jeweilige Schottbleche 16, 17, welche - wie dies in Fig. 2a angedeutet ist - beispielsweise durch Punktschweißen, Laserschweißen oder ein ähnliches Fügverfahren, gegebenenfalls auch mittels einer mechanischen Verbindung, mit dem Verstärkungsteil 14 verbunden werden. Die Schottbleche 16 werden dabei über die Längserstreckungsrichtung verteilt an dem Verstärkungsteil 14 angeordnet, und zwar in einem Eckbereich zwischen einem vertikal verlaufenden Wandbereich 19 und einem im Wesentlichen horizontal
verlaufenden Wandbereich 20. Die Schottbleche 17 bilden einen jeweiligen vorderen und hinteren Abschluss des Seitenschwellers 9. Gegebenenfalls können insbesondere im Front- und Heckbereich des Seitenschwellers 9 auch noch Wagenheberaufnahmen befestigt sein. Das Verstärkungsteil 14 wird beispielsweise durch Rollumformen hergestellt.
Fig. 2b zeigt in jeweiligen Perspektivdarstellungen die schematische Erläuterung eines weiteren Verfahrensschritts zur Herstellung der vormontierbaren Baueinheit gemäß Fig. 1 , in welchem zur Befestigung eines Unterflur-Energiespeichers an dem Kraftwagen jeweilige Befestigungsbuchsen 21 vorgesehen sind, welche oberseitig des Untergurts 13 der vormontierbaren Baueinheit 15 beispielsweise durch Punktschweißen befestigt werden. Die Befestigungsbuchsen 21 sind hier durch Kaltfließpressen hergestellt und umfassen einen Kopf 22 und einen einstückig mit diesem verbundenen Schaft 23. In die jeweilige Befestigungsbuchse 21 ist ein Gewindeloch 39 (Fig.7) eingebracht, in welchem eine Schraube 38 (Fig.7) zur Befestigung des Energiespeichers 37 (Fig.7) fixiert werden kann. Dieses Gewindeloch 39 wird in Überdeckung mit einer Öffnung innerhalb des Untergurts 13 angeordnet.
Fig. 2c zeigt jeweilige weitere Perspektivansichten des Verstärkungsteils 14 mit den Schottblechen 16, 17 gemäß Fig. 2a und des Untergurts 13 mit den Befestigungsbuchsen 21 gemäß Fig. 2b, welche in einem weiteren Verfahrensschritt zu der fertigen
vormontierbaren Baueinheit miteinander verbunden werden. Die Schottbleche 16 auf Seiten des Verstärkungsteils 14 und die zugehörigen Befestigungsbuchsen 21 auf Seiten des Untergurts 13 werden hierbei durch Punktschweißen, gegebenenfalls auch durch ein anderes Fügeverfahren, miteinander verbunden. Jedes Paar - bestehend aus dem entsprechenden Schottblech 16 und der zugehörigen Befestigungsbuchse 21 - bildet dabei ein Verbindungselement 24, über welches das Verstärkungsteil 14 und der
Untergurt 13 miteinander verbunden sind. Demgemäß sind der Untergurt 13 und das Verstärkungsteil 14 über mehrere Verbindungselemente 24 der vormontierbaren
Baueinheit 15 miteinander verbunden.
In Zusammenschau mit Fig. 6, welche in Perspektivansicht eines der aus der jeweiligen Befestigungsbuchse 21 und dem zugeordneten Schottblech 16 gebildetes, zweiteiliges Verbindungselement 24 zeigt, über welches der Untergurt 13 und das Verstärkungsteil 14 miteinander verbunden sind, wird erkennbar, dass sowohl das jeweilige Schottblech 16 als auch die zugehörige Befestigungsbuchse 21 jeweils einen Fügebereich 25, 26 aufweisen, welche eine sich jeweils vertikal in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende Fläche aufweisen beziehungsweise als solche ausgebildet sind. Entlang dieser Flächen beziehungsweise Fügebereiche 25, 26 sind dabei die jeweiligen Schottbleche 16 und die zugehörigen Befestigungsbuchsen 21 in ihrer Lage relativ zueinander insbesondere in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung), aber auch in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) in ihrer Relativlage einstellbar. Nach dieser Einstellung erfolgt dann ein Fügen des Schottblech 16 und der zugehörigen
Befestigungsbuchse 21 zum Beispiel durch Punktschweißen. Diese Verfahrensschritte erfolgen allesamt im Rahmen der Vormontage der Baueinheit 15.
Außerdem sind der Untergurt 13 und das Verstärkungsteil 14 auch direkt miteinander verbunden, nämlich entlang einer in Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers verlaufenden Flanschverbindung 27. Die jeweiligen Flansche werden dabei durch Laserschweißen verbunden, wobei auch andere Fügeverfahren denkbar sind.
Anhand der perspektivischen Explosionsdarstellung von Fig. 3, oben, ist erkennbar, dass im Rahmen der Rohbaufertigung das Seitenschweller-Innenteil 10 mit der Bodengruppe 1 verschweißt wird. Gemäß der Darstellung in Fig. 3, unten, wird die vorgefertigte, bauvariantenspezifische Baueinheit 15 zunächst mit einem Seitenrahmen - Mitte 42 gemäß dem Pfeil 43 verbunden, wonach der Seitenrahmen-Mitte 42 innenseitig mit einem hier nicht gezeigten Seitenrahmen - Innen sowie einem ebenfalls nicht gezeigten
Seitenrahmen - Außen verbunden wird. Seitenrahmen - Mitte 42, Seitenrahmen - Innen und Seitenrahmen - Außen, welche jeweils ein oder mehrteilig ausgebildet sein können, bilden somit den Seitenrahmen beziehungsweise die Seitenwand der Karosserie. Der Seitenrahmen-Außen bildet dabei im Bereich des Seitenschwellers 9 das in Fig. 7 erkennbare Seitenschweller-Außenteil 41.
Im Anschluss daran wird der Seitenrahmen mit der Baueinheit 15 an der Bodengruppe 1 mit dem Seitenschweller-Innenteil 10 befestigt.
Fig.4 zeigt in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht den Zusammenbau der vorgefertigten, bauvariantenspezifischen Baueinheit 15 mit dem auf Seiten der
Bodengruppe 1 fest angeordneten Seitenschweller-Innenteil 10 nochmals separat.
In Zusammenschau mit Fig. 5, welche eine perspektivische und gegenüber Fig. 4 stark vergrößerte Schnittansicht des teilweise dargestellten Seitenschwellers 9 zeigt, beziehungsweise in Zusammenschau mit Fig. 7, welche eine Schnittansicht von vorne auf den kompletten Seitenschweller 9 zeigt, wird insbesondere erkennbar, dass der Untergurt 13 unter Vermittlung des Verstärkungsteils 14 mittelbar mit dem Seitenschweller-Innenteil 10 verbunden ist. Diese mittelbare Verbindung zwischen Untergurt 13 und
Seitenschweller-Innenteil 10 erfolgt insbesondere über einem in den Fig. 5 und 7 erkennbaren unteren Flansch 28 des im Querschnitt hutförmigen Verstärkungsteils 14, welcher einen nach oben abgewinkelten Flansch 29 des Untergurts 13 mit einem unteren Endbereich beziehungsweise Flansch 30 des Seitenschweller-Innenteils 10 verbindet. Die Verbindung zwischen dem Flansch 28 des Verstärkungsteils 14 und dem Flansch 29 des Untergurts 13 bildet die oben beschriebene Flanschverbindung 27, welche im Rahmen der Vormontage der Baueinheit 15 erzeugt wird. Durch _Punktschweißen wird dann in der Rohbaufertigung zum einen der Flansch 28 des Verstärkungsteils 14 mit dem Flansch 30 des Seitenschweller-Innenteils 10 zu einer sich entlang der Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers 9, also zumindest im
Wesentlichen horizontal und in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) verlaufenden
Flanschverbindung 31 verbunden und dadurch die mittelbare Verbindung zwischen Untergurt 13 und Seitenschweller-Innenteil 10 hergestellt. Zum anderen erfolgt im oberen Bereich eine Verbindung eines oberen Flansches 33 des Verstärkungsteils 14 mit dem Seitenschweller-Innenteil 10 entlang einer ebenfalls horizontal und in
Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) verlaufenden Flanschverbindung 32.
In Fig. 7 ist des Weiteren das Seitenschweller-Außenteil 41 erkennbar, welches mit einem oberen Flansch 45 mit einem Flansch 34 des Seitenschweller-Innenteils 10 verbunden ist. In einem unteren äußeren Bereich des Seitenschwellers 9 ist das
Seitenschweller-Außenteil 41 über einen Flansch 46 mit einem Flansch 35 des Untergurts 13 verbunden. Das Seitenschweller-Außenteil 41 begrenzt demzufolge gemeinsam mit den Seitenschweller-Innenteil 10 und dem Untergurt 13 den Hohlraum 36 des
Seitenschwellers 9, innerhalb welchem unter anderem das Verstärkungsteil 14 und die Verbindungselemente 24 zwischen dem Verstärkungsteil 14 und dem Untergurt 13 angeordnet sind.
In Zusammenschau der Fig. 6 und 7 wird außerdem deutlich, in welcher Weise die Anpassung der Höhenerstreckung in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) der jeweiligen Verbindungselemente 24 erfolgt. Hierbei sind die jeweiligen Fügbereiche 25, 26 des jeweiligen Schottblechs 16 und der zugehörigen Befestigungsbuchse 21 erkennbar, welche flächig aneinander anliegen und entlang welchen vertikal in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) eine Einstellung der Schottbleche 16 und der zugehörigen Befestigungsbuchsen 21 in ihrer Lage relativ zueinander möglich ist. Dieser Verfahrensschritt erfolgt jedoch im Rahmen der Vormontage der Baueinheit 15.
Außerdem ist aus den Fig. 5 und 7 noch gut erkennbar, in welcher Weise der Unterflur- Energiespeicher 37 für einen elektrischen Antrieb des Kraftwagens am jeweiligen
Seitenschweller 9 befestigt ist. Die erfolgt über jeweilige Schrauben 38, welche in das jeweils zugehörige Gewindeloch 39 der entsprechenden Befestigungsbuchse 21 eingeschraubt werden.
Um eine positionsgenaue Anordnung des Unterflur-Energiespeichers 37 relativ zum Seitenschweller 9 zu erreichen, ist im Untergurt 13 ein in den Fig. 2b und 2c erkennbares Referenzelement, insbesondere eine Abstecköffnung 40, zur Ausrichtung des
Energiespeichers 37 vorgesehen. Diese Abstecköffnung 40 ist demzufolge bereits beim Vormontieren der Baueinheit 15 vorgesehen, so dass die Verbindungselemente 24 daran ausgerichtet werden können, um entsprechende Toleranzketten besonders gering zu halten.
Das Seitenschweller-Innenteil 10 und der Untergurt 13 sind vorliegend aus
unterschiedlichen Werkstoffen gebildet, wobei das Seitenschweller-Innenteil 10 insbesondere aus einem hochfesten oder höchstfesten Stahl und der Untergurt 13 insbesondere aus einem demgegenüber duktileren Stahlwerkstoff gebildet ist. Das Seitenschweller-Innenteil 10 kann gebenenfalls aus einem verzinkten, in direkter
Warmumformung pressgehärteten Bauteil hergestellt sein.
Fig.8 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der vormontierten Baueinheit 15 gemäß einer weiteren Ausführungsform, bei welcher die jeweiligen Verbindungselemente 24 - umfassend die jeweilige Befestigungsbuchse 21 und das zugehörige Schottblech 16 - zunächst n ihrer Höhe eingestellt und untereinander verbunden sowie mit dem
Verstärkungsteil 14 verbunden werden, bevor sie im Weiteren mit dem Untergurt
13verbunden werden. Mit anderen Worten werden somit die Befestigungsbuchsen 21 und die zugehörigen Schottblech 16 gegenseitig auf die gewünschte Höhe/Position
zueinander ausgerichtet und miteinander gefügt, und zudem mit dem Verstärkungsteil 14 verbunden. Die Abfolge der Verfahrensschritte kann dabei gegebenenfalls variieren. So ist es denkbar, zunächst die jeweiligen Befestigungsbuchsen 21 am Verstärkungsteil 14 zu befestigen und sodann die Ausrichtung und Befestigung der zugehörigen Schottbleche 16 an den jeweiligen Befestigungsbuchsen vorzunehmen, oder aber die
Befestigungsbuchsen 21 und die zugehörigen Schottblech 16 zunächst zueinander auszurichten und miteinander zu verbinden, und sodann die Befestigung der so geschaffenen Verbindungselemente 24 an dem Verstärkungsteil vorzunehmen.
Wesentlich für die vorliegende Ausführungsform der Baueinheit 15 ist jedoch, dass der Untergurt erst nach den vorbeschriebenen Verfahrensschritten mit dem Verstärkungsteil 14 (über die Flanschverbindung 27) beziehungsweise den Verbindungselementen 24 verbunden wird.
In Fig. 8 ist eine perspektivische Schnittansicht des Seitenschwellers 9 analog zu Fig.5 in einer alternativen Ausführungsform gezeigt, bei der die jeweilige Befestigungsbuchse 21 des Energiespeichers 37 den unteren Wandbereich 20 des Verstärkungsteils 14 durchragt und mit einem zugeordneten Schottblech 16 verbunden ist, welches seinerseits innerhalb des durch das Verstärkungsteil 14 und das Seitenschweller-Innenteil 10 begrenzten Hohlraums 47 angeordnet ist. Auch im vorliegenden Fall weist das jeweilige Schottblech 16 und die zugehörige Befestigungsbuchse 21 jeweils einen Fügbereich 25, 26 auf, welche eine sich jeweils vertikal in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) und in
Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende Fläche aufweisen beziehungsweise als solche ausgebildet sind. Entlang dieser Flächen beziehungsweise Fügebereiche 25, 26 sind dabei die jeweiligen Schottbleche 16 und die zugehörigen Befestigungsbuchsen 21 in ihrer Lage relativ zueinander insbesondere in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung), aber auch in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) in ihrer Relativlage einstellbar. Nach dieser Einstellung erfolgt dann ein Fügen des Schottblech 16 und der zugehörigen
Befestigungsbuchse 21 zum Beispiel durch Punktschweißen.
Diese Verfahrensschritte können auch im vorliegenden Fall im Rahmen der Vormontage der Baueinheit 15 erfolgen. Hierbei ist der Untergurt 13 wiederum getrennt von dem Verstärkungsteil 14 ausgebildet und mit diesem über die Flanschverbindung 27 verbunden. Vorliegend ist auch der Untergurt 13 getrennt von dem Seitenschweller- Innenteil 10 ausgebildet und mit diesem unter Vermittlung des Verstärkungsteils 14 über die Flanschverbindung 31 verbunden.
Schließlich zeigt Fig. 10 eine alternative Ausgestaltung des Seitenschwellers 9, bei welchem eine andersartige, vormontierbare, bauvariantenspezifische Baueinheit 15 vorgesehen ist, welche bei einem rein mit Kraftstoff betriebenen Personenkraftwagen zum Einsatz kommt. Da hierbei keine Verbindungselemente 24 zur Anbindung des
Energiespeichers 37 erforderlich ist, sind demzufolge hier alle Schottbleche 16 und Befestigungsbuchsen 21 bis auf ein hinteres Paar weggelassen, so dass der Untergurt 13 und das Verstärkungsteil 14 lediglich über dieses eine Verbindungselement
24miteinander verbunden sind. Die Flanschverbindungen zwischen dem Untergurt 13 und dem Verstärkungsteil 14 (im Rahmen der Vormontage der Baueinheit 15) und zwischen der Baueinheit 15 und dem Seitenschweller-Innenteil 10 sind jedoch im Wesentlichen identisch zu den vorher beschriebenen Ausführungsformen.
Insgesamt ist somit ein Baukastensystem erkennbar, bei welchem der Untergurt 13 beziehungsweise die Baueinheit 15 in einfacher Weise bauvariantenspezifisch - hier je nach Antriebsart des Kraftwagens - angepasst und vormontiert werden kann, und anschließend mit dem bauvariantenübergreifenden Seitenschweller-Innenteil 10 verbunden werden kann, um die gewünschte einfache, kostengünstige und bedarfsgerechte Varianz der Bauweisen zwischen den unterschiedlichen Fahrzeugkonfigurationen zu erreichen.
Bezugszeichenliste
Bodengruppe
Seitenwand
Seitenwandteil
Türöffnung
Türöffnung
A-Säule
B-Säule
C-Säule
Seitenschweller
Seitenschweller-Innenteil vorderer Radlauf hinterer Radlauf
Untergurt
Verstärkungsteil
Baueinheit
Schottblech
Schottblech
Wandbereich
Wandbereich
Befestigungsbuchse
Kopf
Schaft
Verbindungselement
Fügbereich
Fügbereich
Flanschverbindung
Flansch
Flansch
Flansch
Flanschverbindung
Flanschverbindung
Flansch
Flansch
Flansch Hohlraum
Energiespeicher
Schrauben
Gewindeloch
Abstecköffnung
Seitenschweller-Außenteil
Seitenrahmen - Mitte
Pfeil
Pfeil
Flansch
Flansch
Hohlraum

Claims

Patentansprüche
1. Seitenschweller (9) für einen Kraftwagen, mit einem einer Bodengruppe (1 )
zugeordneten Seitenschweller-Innenteil (10), mit einem Untergurt (13) und mit einem Seitenschweller-Außenteil (41 ), durch welche ein Hohlraum (36) des Seitenschwellers (9) begrenzt ist, in welchem ein Verstärkungsteil (14) angeordnet ist, welches am Seitenschweller-Innenteil (10) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Seitenschweller-Innenteil (10) und der Untergurt (13) als separate Bauteile ausgebildet sind, welche entlang einer in Längserstreckungsrichtung des
Seitenschwellers (9) verlaufenden Flanschverbindung (31 ) zumindest mittelbar miteinander verbunden sind.
2. Seitenschweller (9) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Untergurt (13) und das Verstärkungsteil (14) als vormontierbare,
bauvariantenspezifische Baueinheit (15) ausgebildet sind.
3. Seitenschweller (9) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Untergurt (13) und das Verstärkungsteil (14) über mehrere
Verbindungselemente (24) der vormontierbaren Baueinheit (15) miteinander verbunden sind.
4. Seitenschweller (9) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindungselemente (24) zweiteilig (Befestigungsbuchse 21 und Schottblech 16) ausgebildet sind mit jeweiligen Fügebereichen (25, 26), entlang welchen die Verbindungselemente (24) in ihrer Höhe einstellbar sind.
5. Seitenschweller (9) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Verbindungselement (24) aus einer Befestigungsbuchse (21 ) für einen Energiespeicher (37) des Kraftwagens und einem Stützelement, insbesondere einem Schottblech (16), gebildet ist.
6. Seitenschweller (9) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Untergurt (13) ein Referenzelement, insbesondere eine Abstecköffnung (40), zur Ausrichtung eines Energiespeichers (37) aufweist.
7. Seitenschweller (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Seitenschweller-Innenteil (10) als bauvariantenübergreifendes Gleichteil ausgebildet ist.
8. Seitenschweller (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Seitenschweller-Innenteil (10) und der Untergurt (13) unter Vermittlung des Verstärkungsteils (14) mittelbar miteinander verbunden sind.
9. Seitenschweller (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Seitenschweller-Innenteil (10) und der Untergurt (13) aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind, wobei das Seitenschweller-Innenteil (10) insbesondere aus einem hochfesten oder höchstfesten Stahl und der Untergurt (13) insbesondere aus einem demgegenüber duktileren Werkstoff gebildet ist.
10. Seitenschweller (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Seitenschweller-Innenteil (10) aus einem verzinkten, in direkter
Warmumformung pressgehärteten Bauteil gebildet ist.
11. Baukastensystem für einen Seitenschweller (9) eines Kraftwagens, mit einem einer Bodengruppe (1 ) zugeordneten Seitenschweller-Innenteil (10), mit einem Untergurt (13) und mit einem Seitenschweller-Außenteil (41 ), durch welche ein Hohlraum (36) des Seitenschwellers (9) begrenzt ist, in welchem ein Verstärkungsteil (14) angeordnet ist, welches am Seitenschweller-Innenteil (10) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Baukastensystem ein bauvariantenübergreifendes Seitenschweller-Innenteil (10) und eine Mehrzahl von bauvariantenspezifischen Untergurten (13) umfasst, von welchen das Seitenschweller-Innenteil (10) und der zugehörige Untergurt (13) der jeweiligen Bauvariante als separate Bauteile ausgebildet und entlang einer in Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers (9) verlaufenden
Flanschverbindung (31 ) miteinander verbindbar sind.
12. Baukastensystem nach Anspruch 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der bauvariantenspezifische Untergurt (13) und das Verstärkungsteil (14) zu einer bauvariantenspezifischen Baueinheit (15) vormontierbar sind.
13. Baukastensystem nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
der bauvariantenspezifische Untergurt (13) und das Verstärkungsteil (14) über mehrere Verbindungselemente (24) zur bauvariantenspezifischen Baueinheit (15) vormontierbar sind.
14. Verfahren zum Herstellen eines Seitenschwellers eines Kraftwagens, bei welchem der Seitenschweller (9) aus einem einer Bodengruppe (9) zugeordneten
Seitenschweller-Innenteil (10), einem Untergurt (13) und einem Seitenschweller- Außenteil (41 ), durch welche ein Hohlraum (36) des Seitenschwellers (9) begrenzt ist, gebildet wird, und bei welchem in dem Hohlraum (9) ein Verstärkungsteil angeordnet wird, welches am Seitenschweller-Innenteil (10) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
ein bauvariantenübergreifendes Seitenschweller-Innenteil (10) eines
Baukastensystems mit einem bauvariantenspezifischen Untergurt (13) des
Baukastensystems entsprechend einer jeweiligen Bauvariante entlang einer in Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers (9) verlaufenden
Flanschverbindung zumindest mittelbar miteinander verbunden werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
der bauvariantenspezifische Untergurt (13) und das Verstärkungsteil (14) zu einer bauvariantenspezifischen Baueinheit (15) vormontiert werden.
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