DE102005044820A1

DE102005044820A1 - Schweller und Seitengruppe für eine Fahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102005044820A1
Application number: DE200510044820
Authority: DE
Inventors: Stanislaw Klimek
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2007-04-12

Abstract

Die Erfindung betrifft einen als Hohlprofil ausgebildeten Schweller für eine Fahrzeugkarosserie sowie eine Seitengruppe einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Schweller und einer damit befestigten B-Säule, wobei die als Hohlprofil ausgebildete B-Säule in ihrem Inneren ein Verstärkungsblech aufweist. DOLLAR A Zunehmend strengere Seitenaufpralltests erfordern eine nachgiebige B-Säule und gleichzeitig einen starren Schweller. Diese Anforderungen auch zukünftig bei verschärften Seitenaufpralltests zu erfüllen, erfordert ein neues Schwellerdesign. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist hierzu das Schwellerprofil, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, an der Außenseite S-förmig ausgebildet und ist im unteren Bereich des S-förmigen Schwellerprofils eine Aussteifung vorgesehen. DOLLAR A Die Schwellerkonstruktion erlaubt in seinem oberen Bereich größere Deformationen und schützt die B-Säule vor dem Versagen in Kollisionstests wie EuroNCAP, Lincap oder IIHS.

Description

Die Erfindung betrifft einen als Hohlprofil ausgebildeten Schweller für eine Fahrzeugkarosserie, sowie eine Seitengruppe einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Schweller und einer damit befestigten B-Säule, wobei die als Hohlprofil ausgebildete B-Säule in ihrem Inneren ein Verstärkungsblech aufweist.
Bei heutigen Kraftfahrzeugkarosserien ist der Schweller in der Regel als Hohlprofil ausgebildet und in seinem unteren Bereich mit dem Bodenblech verbunden. Nach oben hin ist der Schweller über einen weiten Bereich mit dem Verstärkungsblech der als Hohlprofil ausgebildeten B-Säule verbunden.
Zum Schutz der Fahrzeuginsassen muss ein Fahrzeug vor der Zulassung in den verschiedenen Ländern Kollisions- bzw. Crashtests bestehen. Hierzu gehören unter anderem ein Seitenaufpralltest nach EuroNCAP (European New Car Assessment Programme) mit einer deformierbaren Barriere für den oberen Karosseriebereich, und ein Seitenaufpralltest nach EuroNCAP mit einem starren Pfahl für den unteren Karosseriebereich.
Aus diesen Tests ergibt sich zum einen das Erfordernis, den unteren Seitenkarosseriebereich nachgiebig auszubilden. Hierdurch kann nämlich die Gefahr gemindert werden, dass es bei einem unfallbedingten Seitenaufprall nicht zu einem keilförmigen Eindrücken der B-Säule im Hüftbereich, und dadurch zu einer Verletzung von Fahrer oder Beifahrer kommt. Andererseits machen es die Tests auch erforderlich, den unteren Seitenkarosseriebereich starr auszubilden um den Test mit starrem Pfosten nach EuroNCAP zu bestehen, und insbesondere auch zukünftig zu bestehen. Die Seitenaufpralltests bringen somit einander widersprechende Anforderungen mit sich.

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Schweller und eine verbesserte Seitengruppe für eine Seitenkarosserie bereitzustellen die die oben genannten Anforderungen erfüllen.

Die Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der Erfindung von einem Schweller für eine Fahrzeugkarosserie gelöst der als Hohlprofil ausgebildet ist. Hierbei ist das Schwellerprofil bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung an der Außenseite S-förmig ausgebildet, und befindet sich im unteren Bereich des S-förmigen Schwellerprofils eine Aussteifung. Durch diese Konstruktion ist der Schweller bezüglich seiner Steifigkeit zweiteilig ausgestaltet: im oberen Bereich ist der Schweller bei einer Kollision nachgiebig bzw. deformierbar, und im unteren Bereich wegen der Aussteifung starr.

Die einfache Geometrie des Schwellers bedingt eine Gewichts- und Kostenreduzierung trotz hoher Anforderungen bezüglich der Intrusionen durch einen Seitenaufprall. Der Zusammenbau erfordert insgesamt nur drei Teile, nämlich ein innenliegendes Schwellerprofilteil, das S-förmige Schwellerprofilteil an der Außenseite, und die Aussteifung. Hierdurch gibt es nur zwei Flanschbereiche oben und unten mit jeweils drei zu verschweißenden Blechlagen.

Bevorzugterweise ist die Aussteifung zumindest teilweise im Krümmungsbereich des unteren Teils des S-förmigen Schwellerprofils angeordnet, wodurch der durch die Krümmung des Hohlprofils geschaffene Raumbereich effektiv genutzt wird.

Befindet sich die Aussteifung im unteren Krümmungsbereich des S-förmigen Schwellerprofils, so kann die Aussteifung zur Außenseite hin vom Schwellerprofil begrenzt werden. Hierdurch wird der untere Teil des Schwellers noch stärker versteift und bleibt der obere Bereich weiterhin deformierbar. Hierdurch ist der Schweller bezogen auf die Vertikale bezüglich seiner Steifigkeit ausgeprägt zweigeteilt.

Alternativ zur Variante des letzten Absatzes kann die Aussteifung auch zur Innenseite hin vom Schwellerprofil begrenzt werden. In diesem Fall nimmt die Steifigkeit des Schwellers von oben nach unten weitgehend gleichmäßig zu.

Für die Aussteifung bzw. die Schwellerverstärkung kann unkompliziert und zu geringen Kosten ein Rollprofil gewählt werden. Die Aussteifung, die als Querversteifung dient, kann ein preiswertes Wellenblech umfassen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Seitengruppe einer Kraftfahrzeugkarosserie, mit einem Schweller und einer damit befestigten B-Säule, wobei die B-Säule als Hohlprofil ausgebildet ist und in ihrem Inneren ein Verstärkungsblech aufweist. Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst, wenn das Verstärkungsblech der B-Säule nur im oberen Drittel des Schwellers mit diesem befestigt ist. Durch den nach oben verlagerten Befestigungsbereich ist die B-Säule bei unveränderter Steifigkeit des Schwellers leichter deformierbar. Dies erlaubt es, bei einem derart veränderten Befestigungsbereich bekannte Schweller zu verwenden, ggf. unter zusätzlicher Versteifung des Schwellers. Bevorzugtermaßen wird jedoch der oben beschriebene Schweller derart mit dem Verstärkungsblech der B-Säule verbunden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar die nachfolgend als nicht beschränkende Beispiele gegeben sind. Es stellt dar:
1 eine erste Ausführungsform des Schwellers in schematischer Seitenansicht in Längsrichtung,
2 eine zweite Ausführungsform des Schwellers in schematischer Seitenansicht in Längsrichtung,
3 eine schematische Draufsicht auf den Aussteifungsbereich des Schwellers.
1 zeigt den erfindungsgemäßen Schweller 1 mit einem innenliegenden Profilteil 2 und dem äußeren, S-förmig ausgebildeten Profilteil 3. Zur Innenseite hin ist der Schweller 1 mit dem Bodenblech 4 verbunden, und zur Außenseite hin befindet sich die äußere Seitenwand 5. Im unteren Bereich des Schwellers 1 befindet sich im unteren Krümmungsbereich 6 des S-Profils eine kastenförmige Aussteifung 7 mit einem Wellenblech 9. Die Aussteifung 7 wird nach innen hin vom S-förmig ausgebildeten Profilteil 3 begrenzt.
Von oben her ragt das Verstärkungsblech 8 der B-Säule 10 in den Schweller hinein und endet etwa im oberen Drittel des Schwellers 1. Diese Ausführungsform ist im oberen Bereich für Seitenaufpralltests mit einer beweglichen Barriere optimiert, wo eine bestimmte Nachgiebigkeit des Schwellers 1 zum Schutz der B-Säule 10 benötigt wird. Die bewegliche Barriere wirkt in Richtung des Pfeils P nach innen auf den Schweller 1. Im unteren Bereich ist der Schweller 1 für einen Seitenaufpralltest mit einer Barriere mit starrem Pfahl optimiert. Die als Querversteifung dienende Aussteifung 7 minimiert zusammen mit der Querversteifung des Bodens 4 und des (nicht dargestellten) Tunnels die Intrusionen auf der Innenseite.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der die Aussteifung 7 nach außen hin vom S-förmigen Profilteil 3 begrenzt wird. Hierdurch wird der Schweller 1 bezüglich seiner Steifigkeit ausgeprägt zweigeteilt: weitgehend starr im unteren Bereich und nachgiebiger im oberen Bereich. Diese Ausführungsform ist im unteren Bereich für Seitenaufpralltests mit einem starren Pfahl optimiert, bei dem der Schwellers 1 hinreichend starr sein muss. Der starre Pfahl würde hierbei seitlich nach innen in Richtung des Pfeils P wirken.
3 zeigt den Schwellerbereich schematisch in einer Draufsicht, und zwar ausschnittsweise im Bereich der Aussteifung 7 die ein Wellenblech 9 besitzt. Im Kollisionsfall wirkt je nach Testvariante die bewegliche Barriere 11 bzw. der starre Pfahl 12 in Richtung des Pfeils P auf den Schweller 1, deformiert das äußere S-förmige außenliegende Profilteil 3, und anschließend das elastische Wellenblech 9 der Aussteifung 7. Stoßenergie wird daher im Kollisionsfall zusätzlich durch das Wellenblech 9 absorbiert.

01: Schweller
02: innenliegenden Profilteil
03: außenliegenden Profilteil
04: Bodenblech
05: äußere Seitenwand
06: unterer Krümmungsbereich
07: Aussteifung
08: Verstärkungsblech der B-Säule
09: Wellenblech
10: B-Säule
11: deformierbare Barriere
12: starrer Pfahl

Claims

Schweller (1) für eine Fahrzeugkarosserie, ausgebildet als Hohlprofil und dadurch gekennzeichnet, dass das Schwellerprofil bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung an der Außenseite S-förmig ausgebildet ist, und dass im unteren Bereich des S-förmigen Schwellerprofils eine Aussteifung (7) vorgesehen ist.
Schweller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifung zumindest teilweise im unteren Krümmungsbereich (6) des S-förmigen Schwellerprofils angeordnet ist.
Schweller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifung zur Außenseite hin vom Schwellerprofil begrenzt wird.
Schweller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifung zur Innenseite hin vom Schwellerprofil begrenzt wird.
Schweller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die S-förmige Außenseite des Schwellerprofils ein Rollprofil ist.
Schweller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifung ein Wellenblech (9) umfasst.
Seitengruppe einer Kraftfahrzeugkarosserie, mit einem Schweller (1) und einer damit befestigten B-Säule, mit einer als Hohlprofil ausgebildeten B-Säule die in ihrem Inneren ein Verstärkungsblech (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsblech nur im oberen Drittel des Schwellers mit diesem befestigt ist.
Seitengruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Schweller ein Schweller nach einem der Ansprüche 1 bis 6 vorgesehen ist.