DE102010062748A1 - Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Bodenblech und einem Seitenschweller - Google Patents
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Abstract
Allgemein bekannt sind Kraftfahrzeugkarosserien mit einem Seitenschweller in Blechschalenbauweise. Ein solcher Seitenschweller weist zumindest eine Innenschale und eine Außenschale auf, die üblicherweise über einen oberen und einen unteren Flansch miteinander verbunden sind. An die Innenschale des Seitenschwellers ist ein Bodenblech angebunden. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einer für einen Crash optimalen Verbindung zwischen einem Seitenschweller und einem Bodenblech ohne Zusatzbauteile zu schaffen. Erfindungsgemäß weist eine Kraftfahrzeugkarosserie einen Seitenschweller (1) in Blechschalenbauweise mit zumindest einer Innenschale (2) und einer Außenschale (3) auf. Ein Bodenblech (14) bildet mit der Innenschale (2) eine Überlappung in einer horizontalen Ebene des Kraftfahrzeugs, wobei das Bodenblech (14) und die Innenschale (2) im Bereich der Überlappung miteinander verbunden sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Bodenblech und einem Seitenschweller nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Allgemein bekannt sind Kraftfahrzeugkarosserien mit einem Seitenschweller in Blechschalenbauweise. Ein solcher Seitenschweller weist zumindest eine Innenschale und eine Außenschale auf, die üblicherweise über einen oberen und einen unteren Flansch miteinander verbunden sind. An die Innenschale des Seitenschwellers ist ein Bodenblech angebunden.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einer für einen Crash optimalen Verbindung zwischen einem Seitenschweller und einem Bodenblech ohne Zusatzbauteile zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird mit einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Bodenblech und einem Seitenschweller mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Erfindungsgemäß weist eine Kraftfahrzeugkarosserie einen Seitenschweller in Blechschalenbauweise mit zumindest einer Innenschale und einer Außenschale auf, die über zwei Flansche miteinander verbunden sind. Ein Bodenblech ist an den Seitenschweller angebunden. Dazu bildet das Bodenblech mit der Innenschale eine Überlappung in einer horizontalen Ebene des Kraftfahrzeugs, wobei das Bodenblech und die Innenschale im Bereich der Überlappung miteinander verbunden sind.
- Heutige Kraftfahrzeuge werden auf verschiedenartige Crashs ausgelegt, um so insgesamt für die Passagiere einen bestmöglichen Schutz bieten zu können. Ein neuer, zukünftig auslegungsrelevanter Lastfall ist der sogenannte „Small Overlap”. Dies ist ein frontaler Crash, bei dem es nur eine geringe Überdeckung mit dem Hindernis gibt. Desweiteren gibt es die sogenannten Pfahllastfälle, bei denen ein starrer Pfahl seitlich in das Fahrzeug eindringt (FMVSS 214-OP). Bei all diesen Lastfällen wird die Verbindung zwischen Bodenblech und Seitenschweller sehr stark beansprucht. Dabei werden der Seitenschweller und das Bodenblech voneinander weg bewegt.
- Die Verbindung zwischen der Innenschale und dem Bodenblech erfolgt im Bereich einer Überlappung in einer horizontalen Ebene, beispielsweise durch Punktschweißverbindungen. Diese Verbindungen werden aufgrund der Lage der Überlappung in einer horizontalen Ebene auf Scherung beansprucht, wenn das Bodenblech und der Seitenschweller voneinander weg bewegt wird. Dies ist insbesondere bei einer Punktschweißverbindung des Bodenblechs mit der Innenschale von Vorteil. Denn Schweißpunkte können auf Scherung beansprucht signifikant mehr Last übertragen als bei einer Beanspruchung auf Kopfzug.
- Zusätzlich kann günstigerweise zwischen dem Bodenblech und der Innenschale im Bereich der Überlappung eine Klebstoffschicht angeordnet sein. Diese Klebstoffschicht erhöht die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Bodenblech und der Innenschale zusätzlich.
- Die aufgrund dieser erfindungsgemäßen Maßnahmen erreichte Festigkeit der Verbindung trägt dazu bei, dass die Fahrzeugkarosserie insbesondere bei einem Crash mit einem „Small Overlap” und bei einem Pfahllastfall einen besonders guten Schutz für die Passagiere des Fahrzeugs bietet, da die Verbindung erst bei extrem hohen Beanspruchungen versagt.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellungsweise einen Schnitt durch eine Kraftfahrzeugkarosserie im Bereich eines Seitenschwellers.
- In der einzigen Figur ist eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Seitenschweller
1 in Blechschalenbauweise gezeigt. Der Seitenschweller1 weist eine Innenschale2 und eine Außenschale3 auf, die einen gemeinsamen Hohlraum4 umschließen. Dazu sind die Innenschale2 und die Außenschale3 über einen oberen Flansch5 und einen unteren, der Fahrzeugaußenseite A zugewandten Flansch6 miteinander verbunden. Dabei ragt der obere Flansch5 nach oben, während der untere Flansch6 nach außen und nach unten ragt. Der untere Flansch6 ist im Übergangsbereich zwischen der Unterseite7 des Seitenschwellers und der der Fahrzeugaußenseite A zugewandten Außenseite8 des Seitenschwellers1 angeordnet. - Die Innenschale
2 des Seitenschwellers1 ist mit einem hutförmigen Profil9 verstärkt, das mit seinem oberen Randbereich10 und mit seinem unteren Randbereich11 mit der Innenschale2 verschweißt ist. Die Innenschale2 und das hutförmige Profil umschließen dabei eine gemeinsame Hohlkammer12 . Das hutförmige Profil9 ragt in den Hohlraum4 zwischen Innenschale2 und Außenschale3 hinein. Es erhöht maßgeblich die Biegesteifigkeit der Innenschale2 des Seitenschwellers1 . - Zusätzlich ist in dem Hohlraum
4 zwischen Innenschale2 und Außenschale3 ein Verstärkungsblech13 angeordnet, das sich zwischen dem oberen Flansch5 und dem hutförmigen Profil9 erstreckt. Das Verstärkungsblech13 erhöht maßgeblich die Steifigkeit des Seitenschwellers1 . - An den Seitenschweller
1 ist ein Bodenblech14 der Fahrzeugkarosserie angebunden. Dabei ist das Bodenblech14 an die Innenschale2 angebunden. Dazu bilden das Bodenblech14 und die Innenschale2 eine Überlappung, wobei sich die Überlappung in einer horizontalen Ebene des Kraftfahrzeugs erstreckt. Die Überlappung bildet die Unterseite7 des Seitenschwellers1 . Im Überlappungsbereich sind das Bodenblech14 und die Innenschale2 miteinander punktverschweißt. Die Schweißpunkte15 sind dabei in zwei Reihen nebeneinander angeordnet, sodass eine besonders feste Verbindung entsteht. Die dafür erforderliche entsprechend breite Überlappung zwischen dem Bodenblech14 und der Innenschale2 ist nur dadurch möglich, dass der untere Flansch6 genügend weit von der Innenschale2 entfernt ist, sodass die Schweißpunkte gesetzt werden können. - Zusätzlich sind das Bodenblech
14 und die Innenschale2 im Bereich der Überlappung flächig miteinander verklebt. Diese Klebstoffschicht zwischen dem Bodenblech14 und der Innenschale2 führt zu einer extrem hoch belastbaren Verbindung. - Die erfindungsgemäße Anbindung des Bodenblechs
14 erfolgt durch eine Überlappung in der horizontalen Ebene der Fahrzeugkarosserie. Bei den heutigen Fahrzeugen erfolgt die Anbindung des Bodenblechs14 an den Seitenschweller1 dagegen üblicherweise in einer senkrechten Ebene der Fahrzeugkarosserie. Daraus ergeben sich deutliche Unterschiede bezüglich der Festigkeit der Anbindung bei einer Zugbelastung der Verbindung in horizontaler Richtung, wie sie bei einem frontalen Crash des Fahrzeugs mit einer geringen Überdeckung („Small Overlap”) und bei Pfahllastfällen (zum Beispiel FMVSS 214-OP) auftreten können. Bei einer Überlappung in einer senkrechten Ebene herrschen bei der Zugbelastung Kopfzug- und Schälzugkräfte an den Schweißpunkten. Der zusätzliche Klebstoff kann dann aufgrund der Schälbeanspruchung versagen. Durch die erfindungsgemäße Verlegung der Überlappung in eine horizontale Ebene des Kraftfahrzeugs werden die Schweißpunkte15 primär auf Scherung beansprucht. Ein auf Scherung beanspruchter Schweißpunkt15 kann wesentlich höhere Lasten übertragen als ein auf Kopfzug oder Schälzug beanspruchter Schweißpunkt. Auch der Klebstoff wirkt vor allem bei einer Scherbelastung ideal. Somit ist die erfindungsgemäße Verbindung zwischen dem Bodenblech14 und dem Seitenschweller1 mit einer Überlappung in einer horizontalen Ebene des Fahrzeugs wesentlich höher belastbar als eine Verbindung mit einer Überlappung in einer senkrechten Ebene. - Ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Verbindung zwischen dem Bodenblech
14 und dem Seitenschweller1 weist somit sehr gute Crasheigenschaften auf, wenn die Verbindung auf Zug in einer horizontalen Ebene belastet wird.
Claims (9)
- Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Seitenschweller (
1 ) in Blechschalenbauweise, mit zumindest einer Innenschale (2 ) und einer Außenschale (3 ), die über zwei Flansche (5 ,6 ) miteinander verbunden sind, wobei ein Bodenblech (14 ) an die Innenschale (2 ) des Seitenschwellers (1 ) angebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenblech (14 ) und die Innenschale (2 ) für die Verbindung eine Überlappung bilden, wobei sich die Überlappung in einer horizontalen Ebene des Kraftfahrzeugs erstreckt. - Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlappung zwischen der Innenschale (
2 ) und dem Bodenblech (14 ) die Unterseite (7 ) des Seitenschwellers (1 ) bildet. - Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenblech (
14 ) und die Innenschale (2 ) miteinander punktverschweißt sind. - Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bodenblech (
14 ) und der Innenschale (2 ) im Bereich der Überlappung eine Klebstoffschicht angeordnet ist. - Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale (
2 ) und die Außenschale (3 ) über einen oberen Flansch (5 ) miteinander verbunden sind, der von der Oberseite des Seitenschwellers (1 ) nach oben ragt, und über einen unteren Flansch (6 ) miteinander verbunden sind, der im Übergangsbereich zwischen der Unterseite (7 ) des Seitenschwellers (1 ) und der dem Fahrzeugäußeren (A) zugewandten Außenseite (8 ) des Seitenschwellers (1 ) angeordnet ist. - Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Flansch (
6 ) im Wesentlichen zur Fahrzeugaußenseite (A) hin ragt. - Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale (
2 ) des Seitenschwellers (1 ) mit einem hutförmigen Profil (9 ) verstärkt ist, das mit seinem oberen und unteren Randbereich (10 und11 ) mit der Innenschale (2 ) verschweißt ist, und das in den Hohlraum (4 ) zwischen Innenschale (2 ) und Außenschale (3 ) hineinragt. - Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale (
2 ) und das hutförmige Profil (9 ) eine gemeinsame Hohlkammer (12 ) umschließen. - Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum (
4 ) zwischen Innenschale (2 ) und Außenschale (3 ) ein Verstärkungsblech (13 ) angeordnet ist, das sich zwischen dem oberen Flansch (5 ) und dem hutförmigen Profil (9 ) erstreckt.
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