DE102005029255B4

DE102005029255B4 - Schwelleranordnung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102005029255B4
Application number: DE102005029255A
Authority: DE
Inventors: Steven P. Fenton Balgaard; Marcel R. Romeo Cannon
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2025-06-24
Also published as: US20060001294A1; DE102005029255A1

Abstract

Schwelleranordnung für ein Fahrzeug, umfassend:
ein profilgewalztes Schwellerinnenblech (40), das derart ausgebildet ist, dass es mit einer Fahrzeugkarosserie (14) verbunden sein kann,
ein profilgewalztes Schwelleraußenblech (42), das mit dem Schwellerinnenblech (40) verbunden ist, um einen geschlossenen Querschnitt zu bilden, und
ein karosserieseitiges Außenblech (58), das das Schwelleraußenblech (42) bedeckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwelleranordnung für ein Fahrzeug.
Es ist bekannt, ein Fahrzeug, wie etwa einen Pickup-Transporter, mit einer Fahrzeugkarosserie zu versehen, die eine Türöffnung aufweist. Es ist auch bekannt, zumindest eine Tür vorzusehen, die schwenkbar mit der Karosserie verbunden ist, um die Türöffnung zu öffnen und zu verschließen. Typischerweise ist die Tür an einer vertikalen Säule über Scharniere schwenkbar angebracht. Die Tür weist ein Innenblech und ein Außenblech auf, die miteinander verbunden sind, um dazwischen einen Raum zu bilden.
Es ist auch bekannt, einen Schweller in der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs vorzusehen, um einen unteren Teil der Türöffnung zu bilden. Auf diese Schweller wirken jedoch infolge von nach vorne versetzten Beanspruchungen durch Hindernisse große Säulenlasten. Um die Festigkeit der Schweller zu erhöhen, müssen zusätzliche Verstärkungen hinzugefügt werden, wodurch die Masse und Kosten erhöht werden.
Es ist daher erwünscht, eine Schwelleranordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die eine erhöhte Festigkeit aufweist. Es ist auch erwünscht, eine Schwelleranordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die einen geschlossenen oder kontinuierlichen Querschnitt aufweist. Es ist ferner erwünscht, eine Schwelleranordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, das verminderte Kosten und eine verminderte Masse aufweist. Es gibt somit in der Technik einen Bedarf, eine Schwelleranordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die diese Wünsche erfüllt.
Aus der DE 100 03 878 B4 ist ein Zusatzelement zur Verstärkung einer Fahrzeugstruktur und insbesondere für einen Schweller bekannt, welches zwei gewalzte Profilteile umfasst, die zur Bildung eines geschlossenen Querschnitts miteinander verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Schwelleranordnung für ein Fahrzeug zu schaffen, die insbesondere eine erhöhte Festigkeit aufweist.
Die Aufgabe wird durch eine Schwelleranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 16 gelöst.
Um die vorstehenden Ziele zu erreichen, ist die vorliegende Erfindung eine Schwelleranordnung für ein Fahrzeug. Die Schwelleranordnung umfasst ein profilgewalztes Schwellerinnenblech, das derart ausgebildet ist, dass es mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden sein kann. Die Schwelleranordnung umfasst auch ein profilgewalztes Schwelleraußenblech, das mit dem Schwellerinnenblech verbunden ist, um einen geschlossenen Querschnitt zu bilden.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass eine neue Schwelleranordnung für ein Fahrzeug bereitgestellt wird. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Schwelleranordnung unter Verwendung eines Profilwalzverfahrens hergestellt wird, um einen geschlossenen Querschnitt zu erzeugen. Ein noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Schwelleranordnung eine erhöhte Festigkeit pro Masseneinheit aufweist, wodurch Verbesserungen im Aufprallverhalten und mit der Festigkeit in Beziehung stehenden Belastungszuständen mit weniger Material und zusätzlichen Teilen ermöglicht werden. Ein noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Schwelleranordnung verminderte Kosten und eine verminderte Masse aufweist. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Schwelleranordnung das Geräusch- und Schwingungsverhalten der Fahrzeugkarosserie verbessert. Ein noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Schwelleranordnung einen kontinuierlichen Querschnitt aufweist, der effektiv mit erhöhten Anforderungen umgeht, die durch Bedingungen höherer Geschwindigkeit und erhöhter Beanspruchungen bei Seitenaufprall auf und von Hindernissen (Aufprall auf Leitplanken, Aufprall von Ausgleichsgewichten von Schranken usw.) hervorgerufen werden. Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Schwelleranordnung einen profilgewalzten Querschnitt aufweist, der viel höhere Festigkeiten in einem kostengünstigeren Fertigungsverfahren mit weniger Materialabfall umfasst.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen ist:
1 eine Perspektivansicht eines Fahrzeugs, das eine erfindungsgemäße Schwelleranordnung umfasst;
2 eine partielle Seitenansicht des Fahrzeugs von 1; und
3 eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie 3-3 von 2.
In Bezug auf die Zeichnungen und im Besonderen auf die 1 und 2 ist eine Ausführungsform eines Fahrzeugs 10, wie etwa eines Kraftfahrzeugs, gezeigt, das eine allgemein mit 12 gekennzeichnete Schwelleranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Fahrzeugkarosserie 14 mit einem vorderen Ende 16, einem hinteren Ende 18 und einem Paar Seiten 20 (nur eine ist gezeigt), die quer beabstandet sind und sich in Längsrichtung zwischen dem vorderen Ende 16 und dem hinteren Ende 18 erstrecken. Die Fahrzeugkarosserie 14 umfasst auch ein Dach 22 und einen Boden 24 (3), die an den Seiten 20 angebracht sind, um darin einen Fahrgastraum zu bilden.
Die Fahrzeugkarosserie 14 umfasst auch eine Durchbrechung oder Türöffnung 26, die durch die Seite 20 der Fahrzeugkarosserie hindurch ausgebildet ist. Die Fahrzeugkarosserie 14 umfasst einen Dachholm 28, der einen oberen Teil der Türöffnung 26 bildet. Die Fahrzeugkarosserie 14 umfasst auch die Schwelleranordnung 12, die einen unteren Teil der Türöffnung 26 bildet. Es ist festzustellen, dass die vertikalen Säulen Seitenteile der Türöffnung 26 bilden. Es ist auch festzustellen, dass die Türöffnung 26 eine kontinuierliche Durchbrechung ist, die sich in Längsrichtung zwischen den vertikalen Säulen und vertikal zwischen dem Dachholm 28 und der Schwelleranordnung 12 erstreckt.
Das Fahrzeug 10 umfasst auch eine Seitentür, die allgemein mit 30 gekennzeichnet ist, in der Türöffnung 26 angeordnet ist und diese verschließt. Die Seitentür 30 weist nach hinten oder in Richtung des hinteren Endes 18 der Fahrzeugkarosserie 14 und kann an ihrem vorderen Ende an der vorderen vertikalen Säule angebracht sein. Es ist festzustellen, dass die Seitentür 30 mit Drehscharnieren (nicht gezeigt) an der vorderen vertikalen Säule angelenkt ist, damit die Seitentür 30 nach außen und vorne in Bezug auf das vordere Ende 16 des Fahrzeugs 10 verschwenkt werden kann. Es ist auch festzustellen, dass das Fahrzeug 10 darüber hinaus eine Schlossfalle (nicht gezeigt) oder ein Schlosselement (nicht gezeigt) umfasst, das hinten an der Seitentür 30 angebracht ist, um mit einem Schlosselement (nicht gezeigt) oder einer Schlossfalle (nicht gezeigt) der hinteren vertikalen Säule der Fahrzeugkarosserie 14 in Eingriff und außer Eingriff zu gelangen. Es ist darüber hinaus festzustellen, dass die Drehscharniere, das Schlosselement und die Schlossfalle herkömmlich und in der Technik bekannt sind.
Nach 3 umfasst die Seitentür 30 ein Türinnenblech 32 und ein Türaußenblech 34, das mit dem Türinnenblech 32 verbunden ist, und die dazwischen einen Raum 36 bilden. Das Türinnenblech 32 und das Türaußenblech 34 sind miteinander über einen Saumflansch oder -schenkel verbunden, um eine untere Randlippe oder Kante 38 an ihrem unteren Ende zu bilden. Die Seitentür 30 umfasst auch einen unteren Teil 39, der sich derart nach unten erstreckt, dass er einen Teil der Schwelleranordnung 12 überlappt. Es ist festzustellen, dass die Seitentür 30 herkömmlich und in der Technik bekannt ist.
Die erfindungsgemäße Schwelleranordnung 12 hat einen Kastenquerschnitt mit einem Schwellerinnenblech 40 und einem Schwelleraußenblech 42, das mit dem Schwellerinnenblech 40 verbunden ist, und die einen Raum 44 dazwischen bilden. Es ist festzustellen, dass ein Teil des Schwellerinnenblechs 40 einen Teil des Bodens 24 überlappt und durch ein geeignetes Mittel, wie etwa eine Schweißung, mit diesem verbunden ist.
Das Schwellerinnenblech 40 ist profilgewalzt, beispielsweise wie ein Hutelement, welches zwei Querseiten 46, die sich in Längsrichtung erstrecken, und einen Steg 48 dazwischen umfasst, der sich vertikal und in Längsrichtung erstreckt. Der Steg 48 und die Seiten 46 definieren einen im Allgemeinen U-förmigen Querschnitt. Das Schwellerinnenblech 40 umfasst auch Randschenkel 50, die sich von den Seiten 46 vertikal und in Längsrichtung erstrecken und im Allgemeinen parallel zu dem Steg 48 liegen, um einen Querschnitt oder eine Ausgestaltung im Allgemeinen in der Form eines umgekehrten Huts zu bilden. Das Schwellerinnenblech 40 ist aus einem Material mit ultrahoher Festigkeit gebildet, beispielsweise einem Metallmaterial. Das Schwellerinnenblech 40 ist durch ein Profilwalzverfahren gebildet. Das Schwellerinnenblech 40 weist einen monolithischen Aufbau auf, der integral, einheitlich und einstückig ist. Es ist auch festzustellen, dass das Schwellerinnenblech 40 zusätzliche Merkmale aufweisen könnte, die in und aus dem Querschnitt heraus- bzw. hineinragen.
Das Schwelleraußenblech 42 ist beispielsweise wie ein Hutelement gebildet, das zwei Querseiten 52, die sich in Längsrichtung erstrecken, und einen Steg 54 dazwischen aufweist, der sich vertikal und in Längsrichtung erstreckt. Der Steg 54 und die Seiten 52 definieren einen im Allgemeinen U-förmigen Querschnitt. Das Schwelleraußenblech 42 umfasst auch Randschenkel 56, die sich von den Seiten 52 vertikal und in Längsrichtung erstrecken und im Allgemeinen parallel zu dem Steg 54 liegen, um einen Querschnitt oder eine Ausgestaltung im Allgemeinen in der Form eines umgekehrten Huts zu bilden. Das Schwelleraußenblech 42 ist aus einem Material mit ultrahoher Festigkeit hergestellt, beispielsweise einem Metallmaterial. Das Schwelleraußenblech 42 ist durch ein Profilwalzverfahren gebildet. Das Schwelleraußenblech 42 ist ein monolithischer Aufbau, der integral, einheitlich und einstückig ist. Es ist auch festzustellen, dass das Schwelleraußenblech 42 zusätzliche Merkmale aufweisen könnte, die in oder aus dem Querschnitt hinein oder heraus ragen.
Nach 3 ist das Schwelleraußenblech 42 in anschlagender Beziehung mit dem Schwellerblech 40 angeordnet. Das Schwelleraußenblech 42 ist fest an dem Schwellerinnenblech 40 befestigt. Genauer sind die Schenkel 56 des Schwelleraußenblechs 42 an die Schenkel 50 des Schwellerinnenblechs 40 an vorbestimmten Punkten entlang seiner Längsausdehnung geschweißt. Es ist festzustellen, dass die Schenkel 50 und 56 miteinander verklebt oder auf andere Weise miteinander verbunden sein können.
Die Schwelleranordnung 12 umfasst darüber hinaus ein karosserieseitiges Außenblech 58, das das Schwelleraußenblech 42 bedeckt oder verschließt. Bei einer Ausführungsform ist das karosserieseitige Außenblech 58 beispielsweise als ein Hutelement gebildet, das zwei Querseiten 60 umfasst, die sich in Längsrichtung erstrecken, und einen Steg 62 dazwischen, der sich vertikal und in Längsrichtung erstreckt. Der Steg 62 und die Seiten 60 definieren einen im Allgemeinen U-förmigen Querschnitt. Das karosserieseitige Außenblech 58 kann auch Randschenkel 64 umfassen, die sich vertikal und in Längsrichtung von den Seiten 60 und im Allgemeinen parallel zu dem Steg 62 erstrecken, um einen Querschnitt oder eine Ausgestaltung im Allgemeinen in der Form eines umgekehrten Huts zu bilden. Der Steg 62 kann einen Rippenteil 66 umfassen, der sich quer nach innen erstreckt, und/oder einen Rippenteil 66, der sich quer nach außen erstreckt. Das karosserieseitige Außenblech 58 ist im Allgemeinen aus einem Metallmaterial hergestellt. Das karosserieseitige Außenblech 58 ist ein monolithischer Aufbau, der integral, einheitlich und einstückig ist. Die Schenkel 64 des karosserieseitigen Außenblechs 58 sind in anschlagender Beziehung mit den Schenkeln 56 des Schwelleraußenblechs 42 angeordnet. Das karosserieseitige Außenblech 58 ist an dem Schwelleraußenblech 42 durch geeignete Mittel wie etwa Schweißen der Schenkel 64 des karosserieseitigen Außenblechs 58 an die Schenkel 56 des Schwelleraußenblechs 42 an vorbestimmten Punkten entlang seiner Längsausdehnung befestigt. Es ist festzustellen, dass die Schenkel 64 und 56 miteinander verklebt oder auf andere Weise miteinander verbunden sein könnten. Es ist auch festzustellen, dass die Schenkel 50, 56 und 64 eine andere Orientierung als vertikal aufweisen könnten, wie etwa unter einem Winkel oder horizontal. Es ist auch festzustellen, dass das karosserieseitige Außenblech 58 an dem Schwelleraußenblech 42 an anderen Stellen als den Schwelleraußenschenkeln 56 befestigt sein könnte.
Dementsprechend liefert die Schwelleranordnung 12 die Kombination aus einem Profilwalzverfahren und einem Material mit ultrahoher Festigkeit, um einen geschlossenen Querschnitt zu erzeugen, der aus zwei profilgewalzten, hutförmigen Querschnitten besteht, die in den Schwellerquerschnitt der Fahrzeugkarosserie 14 eingearbeitet sind. Die Kombination aus dem kostengünstigen Formungsverfahren und den Materialien mit ultrahoher Festigkeit führt zu einer Schwelleranordnung 12, die Investitionen minimiert, die Festigkeit pro Masseneinheit maximiert und zu einem leichteren, kostengünstigeren Konstruktionselement mit signifikant höherer Festigkeit führt. Da die Schwelleranordnung 12 profilgewalzt ist, können viel höhere Festigkeiten in einem kostengünstigeren Fertigungsverfahren mit weniger Materialabfall eingearbeitet werden.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine veranschaulichende Art und Weise beschrieben worden. Es ist einzusehen, dass die verwendete Terminologie nur zur Beschreibung und nicht zur Einschränkung dient.
Eine Schwelleranordnung für ein Fahrzeug umfasst ein profilgewalztes Schwellerinnenblech, das derart ausgebildet ist, dass es mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Die Schwelleranordnung umfasst auch ein profilgewalztes Schwelleraußenblech, das mit dem Schwellerinnenblech verbunden ist, um einen geschlossenen Querschnitt zu bilden.

Claims

Schwelleranordnung für ein Fahrzeug, umfassend: ein profilgewalztes Schwellerinnenblech (40), das derart ausgebildet ist, dass es mit einer Fahrzeugkarosserie (14) verbunden sein kann, ein profilgewalztes Schwelleraußenblech (42), das mit dem Schwellerinnenblech (40) verbunden ist, um einen geschlossenen Querschnitt zu bilden, und ein karosserieseitiges Außenblech (58), das das Schwelleraußenblech (42) bedeckt.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellerinnenblech (40) im Allgemeinen die Querschnittsform eines Zylinderhuts aufweist.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwelleraußenblech (42) im Allgemeinen die Querschnittsform eines Zylinderhuts aufweist.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellerinnenblech (40) aus einem Material mit ultrahoher Festigkeit hergestellt ist.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwelleraußenblech (42) aus einem Material mit ultrahoher Festigkeit hergestellt ist.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellerinnenblech (40) einen Steg (48), ein Paar gegenüberliegende Seiten (46), die sich im Allgemeinen senkrecht von dem Steg (48) erstrecken, und ein Paar Schenkel (50) umfasst, wobei sich einer der Schenkel (50) im Allgemeinen senkrecht von einer der Seiten (46) erstreckt.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwelleraußenblech (42) einen Steg (54), ein Paar gegenüberliegende Seiten (52), die sich im Allgemeinen senkrecht von dem Steg (54) erstrecken, und ein Paar Schenkel (56) umfasst, wobei sich einer der Schenkel (56) im Allgemeinen senkrecht von einer der Seiten (52) erstreckt.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellerinnenblech (40) ein monolithischer Aufbau ist, der integral, einheitlich und einstückig ist.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwelleraußenblech (42) ein monolithischer Aufbau ist, der integral, einheitlich und einstückig ist.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Schweißungen, um Schenkel (50) des Schwellerinnenblechs (40) und Schenkel (56) des Schwelleraußenblechs (42) miteinander zu verbinden.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das karosserieseitige Außenblech (58) im Allgemeinen die Querschnittsform eines Zylinderhuts aufweist.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das karosserieseitige Außenblech (58) einen Steg (62), ein Paar gegenüberliegende Seiten (60), die sich im Allgemeinen senkrecht von dem Steg (62) erstrecken und ein Paar Schenkel (64) umfasst, wobei sich einer der Schenkel (64) im Allgemeinen senkrecht von einer der Seiten (66) erstreckt.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das karosserieseitige Außenblech (58) ein monolithischer Aufbau ist, der integral, einheitlich und einstückig ist.
Schwelleranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Schweißungen, um Schenkel (64) des karosserieseitigen Außenblechs (58) und Schenkel (56) des Schwelleraußenblechs (42) miteinander zu verbinden.
Fahrzeug, umfassend: eine Fahrzeugkarosserie (14), die eine durch eine ihrer Seiten ausgebildete Öffnung (26) aufweist; einen Dachholm (28), der einen oberen Teil der Öffnung (26) bildet, eine Schwelleranordnung (12) nach einem der vorherigen Ansprüche, die einen unteren Teil der Öffnung (26) bildet und deren Schwellerinnenblech (40) mit der Fahrzeugkarosserie (14) verbunden ist.
Schwelleranordnung für ein Fahrzeug, umfassend: ein profilgewalztes Schwellerinnenblech (40), das derart ausgebildet ist, dass es mit einer Fahrzeugkarosserie (14) verbunden ist, wobei das Schwellerinnenblech (40) einen Steg (48), ein Paar gegenüberliegende Seiten (46), die sich von dem Steg (48) erstrecken, und ein Paar Schenkel (50) umfasst, wobei sich einer der Schenkel (50) von einer der Seiten (46) erstreckt, wobei das Schwellerinnenblech (40) ein monolithischer Aufbau ist, der integral, einheitlich und einstückig ist, ein profilgewalztes Schwelleraußenblech (42), das mit dem Schwellerinnenblech (40) verbunden ist, um einen geschlossenen Querschnitt zu bilden, wobei das Schwelleraußenblech (42) einen Steg (54), ein Paar gegenüberliegende Seiten (52), die sich von dem Steg (54) erstrecken, und ein Paar Schenkel (56) umfasst, wobei sich einer der Schenkel (56) von einer der Seiten (52) erstreckt, wobei das Schwelleraußenblech (42) ein monolithischer Aufbau ist, der integral, einheitlich und einstückig ist, ein karosserieseitiges Außenblech (58), das das Schwelleraußenblech (42) bedeckt, wobei das karosserieseitige Außenblech (58) einen Steg (62), ein Paar gegenüberliegende Seiten (60), die sich von dem Steg (62) erstrecken, und ein Paar Schenkel (64) umfasst, wobei sich einer der Schenkel (64) von einer der Seiten (60) erstreckt, wobei das karosserieseitige Außenblech (58) ein monolithischer Aufbau ist, der integral, einheitlich und einstückig ist, und mehrere Schweißungen, um die Schenkel (64) des karosserieseitigen Außenblechs (58) und die Schenkel (56) des Schwelleraußenblechs (42) und die Schenkel des Schwellerinnenblechs (40) miteinander zu verbinden.