DE102010062748B4

DE102010062748B4 - Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Bodenblech und einem Seitenschweller

Info

Publication number: DE102010062748B4
Application number: DE102010062748.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Riedenbauer; Jürgen Lescheticky
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2019-08-01
Anticipated expiration: 2030-12-10
Also published as: DE102010062748A1

Abstract

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, und wobei die Innenschale (2) des Seitenschwellers (1) mit einem hutförmigen Profil (9) verstärkt ist, das mit seinem oberen und unteren Randbereich (10, 11) mit der Innenschale (2) verschweißt ist, und im Hohlraum (4) zwischen Innenschale (2) und Außenschale (3) angeordnet 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, und wobei der untere Flansch (6) im Übergangsbereich zwischen der Unterseite (7) des Seitenschwellers (1) und der dem Fahrzeugäußeren (A) zugewandten Außenseite (8) des Seitenschwellers (1) angeordnet ist.

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.
Aus der DE 10 2010 022 151 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Seitenschweller in Blechschalenbauweise bekannt, bei dem ein Bodenblech an die Innenschale des Seitenschwellers angebunden ist, wobei das Bodenblech und die Innenschale eine Überlappung bilden, die sich in einer horizontalen Ebene des Kraftfahrzeugs erstreckt.
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 Seitenschweller 1 weist eine Innenschale 2 und eine Außenschale 3 auf, die einen gemeinsamen Hohlraum 4 umschließen. Dazu sind die Innenschale 2 und die Außenschale 3 über einen oberen Flansch 5 und einen unteren, der Fahrzeugaußenseite A zugewandten Flansch 6 miteinander verbunden. Dabei ragt der obere Flansch 5 nach oben, während der untere Flansch 6 nach außen und nach unten ragt. Der untere Flansch 6 ist im Übergangsbereich zwischen der Unterseite 7 des Seitenschwellers und der der Fahrzeugaußenseite A zugewandten Außenseite 8 des Seitenschwellers 1 angeordnet.
Die Innenschale 2 des Seitenschwellers 1 ist mit einem hutförmigen Profil 9 verstärkt, das mit seinem oberen Randbereich 10 und mit seinem unteren Randbereich 11 mit der Innenschale 2 verschweißt ist. Die Innenschale 2 und das hutförmige Profil umschließen dabei eine gemeinsame Hohlkammer 12. Das hutförmige Profil 9 ragt in den Hohlraum 4 zwischen Innenschale 2 und Außenschale 3 hinein. Es erhöht maßgeblich die Biegesteifigkeit der Innenschale 2 des Seitenschwellers 1.
Zusätzlich ist in dem Hohlraum 4 zwischen Innenschale 2 und Außenschale 3 ein Verstärkungsblech 13 angeordnet, das sich zwischen dem oberen Flansch 5 und dem hutförmigen Profil 9 erstreckt. Das Verstärkungsblech 13 erhöht maßgeblich die Steifigkeit des Seitenschwellers 1.
An den Seitenschweller 1 ist ein Bodenblech 14 der Fahrzeugkarosserie angebunden. Dabei ist das Bodenblech 14 an die Innenschale 2 angebunden. Dazu bilden das Bodenblech 14 und die Innenschale 2 eine Überlappung, wobei sich die Überlappung in einer horizontalen Ebene des Kraftfahrzeugs erstreckt. Die Überlappung bildet die Unterseite 7 des Seitenschwellers 1. Im Überlappungsbereich sind das Bodenblech 14 und die Innenschale 2 miteinander punktverschweißt. Die Schweißpunkte 15 sind dabei in zwei Reihen nebeneinander angeordnet, sodass eine besonders feste Verbindung entsteht. Die dafür erforderliche entsprechend breite Überlappung zwischen dem Bodenblech 14 und der Innenschale 2 ist nur dadurch möglich, dass der untere Flansch 6 genügend weit von der Innenschale 2 entfernt ist, sodass die Schweißpunkte gesetzt werden können.
Zusätzlich sind das Bodenblech 14 und die Innenschale 2 im Bereich der Überlappung flächig miteinander verklebt. Diese Klebstoffschicht zwischen dem Bodenblech 14 und der Innenschale 2 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 Bodenblechs 14 an den Seitenschweller 1 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 Schweißpunkte 15 primär auf Scherung beansprucht. Ein auf Scherung beanspruchter Schweißpunkt 15 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 Bodenblech 14 und dem Seitenschweller 1 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 Seitenschweller 1 weist somit sehr gute Crasheigenschaften auf, wenn die Verbindung auf Zug in einer horizontalen Ebene belastet wird.

Claims

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, und wobei die Innenschale (2) des Seitenschwellers (1) mit einem hutförmigen Profil (9) verstärkt ist, das mit seinem oberen und unteren Randbereich (10, 11) mit der Innenschale (2) verschweißt ist, und im Hohlraum (4) zwischen Innenschale (2) und Außenschale (3) angeordnet 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, und wobei der untere Flansch (6) im Übergangsbereich zwischen der Unterseite (7) des Seitenschwellers (1) und der dem Fahrzeugäußeren (A) zugewandten Außenseite (8) des Seitenschwellers (1) angeordnet ist.
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.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Flansch (6) im Wesentlichen zur Fahrzeugaußenseite (A) hin ragt.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 6, 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.