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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tragstrukturanordnung einer Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere die Anordnung und Befestigung eines einer Fahrzeugstirnwand vorgelagerten Längsträgerabschnitts, etwa einer Radeinbaustrebe, an einer Seitenwandstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie.
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Hintergrund
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Selbsttragende Fahrzeugkarosserien weisen zumindest zwei obere seitliche Längsträger eines Vorderwagens auf, die von vorn an eine Fahrgastzelle der Karosserie angrenzend mit einer Seitenwandstruktur strukturell zu verbinden sind. Dabei können die Längsträger unmittelbar an einer A-Säule, bzw. an einer von unten daran angrenzenden Scharniersäule befestigt sein.
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Um eine Radeinhausung für die Vorderräder bereitstellen zu konnen, verläuft der der Stirnwand vorgelagerte Längsträgerabschnitt höhenversetzt zu einem sich in Fahrzeuglängsrichtung entgegen der Fahrtrichtung von der Scharniersäule erstreckenden und im Bereich der Fahrgastzelle liegenden oberen Längsträger- bzw. Radeinbaustrebe.
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Insbesondere zur Aufnahme und Übertragung von etwa im Kollisionsfall auftretenden mechanischen Belastungen und Kräften muss die Verbindung von vorderen, das heißt vor der Stirnwand liegenden Längsträgerabschnitten und der Seitenwandstruktur vorgegebene Lastanforderungen erfüllen. Zur Bereitstellung hinreichend stabiler Strukturverbindungen im Kraftfahrzeugkarosseriebau können natürlich dementsprechend dickwandig ausgebildete Stahlbleche Verwendung finden.
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Zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs sowie zur Verbesserung der hiermit einhergehenden CO2-Bilanz verbrennungsmotorbetriebener Kraftfahrzeuge ist es jedoch erstrebenswert, das Fahrzeuggewicht unter Beibehaltung, wenn nicht sogar unter Verbesserung mechanischer Belastungsgrenzen, etwa hinsichtlich Verwindungssteifigkeit und Stabilität einer Kraftfahrzeugkarosserie zu verbessern. Des Weiteren ist es eine stetige Anforderung, das Strukturverhalten der Kraftfahrzeugkarosserie hinsichtlich Insassen- und Fußgangerschutz sowie im Hinblick auf die Dauerhaltbarkeit zu verbessern.
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Aus der
DE 43 29 050 C2 ist zum Beispiel eine Rohkarosserie bekannt, bei der jeweils eine den unteren Teil einer A-Säule bildende Scharniersäule mit einem von der Scharniersäule nach vorn verlaufenden, als Radeinbaustrebe bezeichneten Längsträger verbunden ist. Die Radeinbaustrebe wird dabei mit Anschweißflächen gegen ein einen Radeinbau bildendes Stirnwand-Seitenteil und einen die Außenhaut des Kraftfahrzeugs bildenden Türöffnungsrahmen verschweißt.
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Ein Verschweißen und Verbinden der einzelnen Komponenten miteinander erfolgt hierbei üblicherweise mittels Punktschweißen, wofür jedoch die Ausbildung entsprechender Löcher in der Radeinbaustrebe vorzusehen ist, damit die Zugänglichkeit zu den darunterliegenden Komponenten mittels eines Schweißwerkzeugs bereitgestellt werden kann.
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Als nachteilig erweist es sich hierbei, dass zum einen ein von der Seitenwand abgedeckter Teil der Radeinbaustrebe abzudichten ist. Da sich eine dementsprechende Abdichtnaht entlang der gesamten Anschweißfläche erstreckt, ist diese verhältnismäßig lang. Zum Anderen muss diese Abdichtnaht vor dem Anschweißen einer außeren Radeinbaustrebe auf Dichtigkeit hin kontrolliert und untersucht werden, da im Falle einer auch nur bereichsweise undichten Abdichtnaht im Langzeitbetrieb des Kraftfahrzeugs Wasser in die Scharniersäule und somit in den Fahrzeuginnenraum eintreten könnte.
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Des Weiteren stellt eine fur den Zugang des Schweißwerkzeugs vorzusehende Durchgangsöffnung in der Radeinbaustrebe oder im Längsträger naturgemäß eine strukturelle Schwächung solcher Tragstrukturkomponenten dar.
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Es ware zwar grundsatzlich denkbar, anstelle eines Punktschweißverfahrens die äußere Radeinbaustrebe, zum Beispiel mittels Schutzgas-Schweißen, bzw. mittels MIG- oder Mag-Schweißen, insbesondere mittels eines CO2-Schweißprozess mit der Seitenwandstruktur oder der darunter angeordneten Verstärkung einer Scharniersäule zu verbinden.
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Ein derartiger Schweißvorgang wurde jedoch aufgrund der dabei entstehenden Hitzeentwicklung z. B. eine Zink-Beschichtung der Tragstrukturkomponenten beschadigen, sodass gerade im Bereich der Schweißnaht unter Umständen eine erhöhte Korrosionsgefahr gegeben wäre.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Tragstrukturanordnung im Übergangsbereich zwischen vorderem Längsträger und einer im Bereich der Stirnwand liegenden Seitenwandstruktur bereit zu stellen. Die Tragstrukturanordnung soll sich dabei durch ein fertigungsrationelles Herstellungsverfahren sowie durch eine verbesserte Stabilität und Verwindungssteifigkeit auszeichnen. Es ist dabei ferner vorgesehen, die Radeinbaustrebe oder den vorderen Längsträgerabschnitt mittels Punktschweißen an daran angrenzenden Tragstrukturkomponenten zu befestigen, ohne jedoch einzelne Durchgangslöcher im Längsträgerabschnitt für den Schweißprozess vorsehen zu müssen.
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Diese Aufgabe wird mittels einer Tragstrukturanordnung gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einem Verfahren zur Montage einer solchen Tragstrukturanordnung gemäß Patentanspruch 14 gelost, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche sind.
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Die beanspruchte Tragstrukturanordnung einer Kraftfahrzeugkarosserie weist zumindest eine an eine Kraftfahrzeugstirnwand angrenzende Seitenwandstruktur sowie eine daran befestigte oder daran noch zu befestigende Anbindungskomponente auf. Die Seitenwandstruktur wird hierbei typischerweise von der Scharniersäule gebildet, welche ggf. mit einem Verstarkungsprofil versehen sein kann. Ergänzend kann die Seitenwandstruktur auch einen Türöffnungsrahmen aufweisen, der an der Scharniersäule zu befestigen ist.
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Die Anbindungskomponente erstreckt sich an der Seitenwandstruktur zumindest bereichsweise nach vorn, in Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Sie dient explizit einer Aufnahme eines der Seitenwandstruktur als auch der Stirnwand vorgelagerten Längsträgers, bzw. einer Radeinbaustrebe. Die Anbindungskomponente weist insoweit dem Längsträgerabschnitt zugewandt, also in Fahrtrichtung, nach vorn weisend ein mit dem Profilquerschnitt des Längsträgerabschnitts korrespondierendes Befestigungsprofil auf. Die Anbindungskomponente fungiert hierbei als eine Art Ansatzstück für die Befestigung des Längsträgers an der Seitenwandstruktur, insbesondere an einer Scharniersaule und/oder an deren Verstarkungsblech.
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Ein aus dem Stand der Technik bekannter, etwa als Radeinbaustrebe bezeichneter Längstrager wird insoweit in Fahrzeuglangsrichtung gesehen, in zwei Komponenten unterteilt, wobei die das Haupt-Längstragerprofil aufnehmende Anbindungskomponente gesondert und vorab an der Seitenwandstruktur und/oder an der Stirnwandstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt werden kann. Da die Anbindungskomponente, in Fahrtrichtung gesehen, nur vergleichsweise geringfügig vor die Stirnwand ragt, kann diese im Bereich ihres von vorn zugänglichen Befestigungsprofils mühelos an den angrenzenden Tragstrukturkomponenten der Seitenwandstruktur gesondert befestigt werden.
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Nach Montage und Befestigung der zur gesonderten Aufnahme des Längstragerabschnitts vorgesehenen Anbindungskomponente an der Seitenwandstruktur kann der Längstragerabschnitt in einem zweiten Befestigungsschritt über die Anbindungskomponente an der Seitenwandstruktur etwa mittels Punktschweißen befestigt werden.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich dabei das Befestigungsprofil der Anbindungskomponente in einer Endmontageposition zumindest bereichsweise überlappend mit dem an der Anbindungskomponente zu befestigenden Langstragerabschnitt. Die Anbindungskomponente weist dabei bevorzugt ein, bezogen auf die Fahrzeughoch- und -Querrichtung im Wesentlichen geschlossen ausgebildetes Querschnittsprofil auf, wobei in Endmontageposition vorgesehen ist, dass der Längsträgerabschnitt sowohl mit oberen und unteren als auch mit seitlichen, insbesondere mit inneren und äußeren Profilabschnitten der Anbindungskomponente jeweils verbunden wird.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass die Anbindungskomponente mit einer außeren Seitenwand auf der Außenseite der Seitenwandstruktur zu liegen kommt. Die Anbindungskomponente kann insoweit die Außenseite der Seitenwand, insbesondere die Außenseite der Scharniersaule oder eine Scharniersäulenverstärkung uberdecken und überlappend mit der Scharniersäule befestigt werden.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen werden, dass die Anbindungskomponente mit ihrer flanschartig nach hinten, der Fahrtrichtung entgegengesetzt, überstehenden Seitenwand eine strukturelle Verstärkung, etwa in Form einer Riffelung oder in Form verstärkender Rippen oder Stegen aufweist.
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Durch einen strukturell verstärkten und mit der Scharniersaule uberdeckend zu liegen kommenden Seitenwandabschnitt kann die Anbindungskomponente vergleichsweise großflächig an der Scharniersäule bzw. an der Seitenwandstruktur der Fahrzeugkarosserie anliegen, sodass etwaige, nach innen zur Fahrzeugmitte hin gerichtete mechanische Belastungen möglichst großflächig in die Seitenwandstruktur abgeleitet werden können.
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Des Weiteren ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass die Anbindungskomponente mit einer inneren Seitenwand an einem seitlichen Abschnitt der Stirnwand der Fahrzeugkarosserie zu liegen kommt. Der seitliche Stirnwandabschnitt stellt dabei eine in Fahrzeugquerrichtung liegende äußere Begrenzung der Fahrzeugstirnwand dar. Indem die Anbindungskomponente mit ihrem Befestigungsprofil, in Fahrzeugquerrichtung gesehen, einerseits mit ihrem äußeren Seitenwandabschnitt an der Außenseite der Scharniersäule zu liegen kommt und mit ihrem inneren Seitenwandabschnitt andererseits auch an einem Seitenabschnitt der Stirnwand zu liegen kommt, stellt die Anbindungskomponente quasi eine nach vorn gerichtete Verlangerung der Scharniersäule dar, die insbesondere zur Aufnahme und Befestigung des der Stirnwand und der Scharniersäule vorgelagerten Längstragerabschnitts vorgesehen ist.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Anbindungskomponente ein unteres, etwa konkav gebogenes Unterteil aufweist, welches sich mit einem hinteren Abschnitt an die Seitenwandstruktur anschmiegt. Dabei ist ferner vorgesehen, dass das Unterteil gegenüberliegend, also in Fahrtrichtung nach vorn erstreckend, von zumindest einem daran angrenzenden seitlichen Befestigungsprofilabschnitt der Anbindungskomponente hervorsteht. Ein derartiges Hervorstehen des unteren und/oder innenliegenden Profilabschnitts des Befestigungsprofils der Anbindungskomponente ermöglicht eine besonders einfache und fertigungsrationelle nachfolgende Anbindung des Längsträgerabschnitts hieran.
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Ferner kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn das in etwa konkav gebogene Unterteil des Befestigungsprofils der Anbindungskomponente den gesamten Übergangsbogen zwischen dem im Wesentlichen horizontal verlaufenden Längstragerabschnitt und der im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Scharniersäule nahezu einteilig ausfüllt.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt sind das Unterteil und die innere Seitenwand des Befestigungsprofils der Anbindungskomponente als einteilige Unterschale des Befestigungsprofils ausgebildet. Gleichermaßen kann ergänzend oder alternativ hierzu das Befestigungsprofil der Anbindungskomponente auch eine einteilige Oberschale aufweisen, die einen oberen Profilabschnitt, nämlich ein Oberteil und einen äußeren Seitenwandabschnitt des Befestigungsprofils fur den hiermit korrespondierend ausgebildeten Längstrager aufweist.
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Hierbei kann insbesondere vorgesehen werden, dass die Oberschale mit einem in der Ebene von Fahrzeuglängsrichtung (x) und Fahrzeugquerrichtung (y) gebildeten Ebene liegenden Z-förmig ausgebildeten oberen Anbindungsflansch versehen ist. Dieser obere Begrenzungsflansch der Anbindungskomponente kann einteilig, sowohl in eine äußere Seitenwand als auch in eine innere Seitenwand der Anbindungskomponente münden, wobei äußere und innere Seitenwand der Oberschale im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und in etwa der von Fahrzeughochrichtung (z) und Fahrzeugslangsrichtung (x) gebildeten Ebene liegen konnen.
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Die Anbindungskomponente kann nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung in ihrem Unterteil und/oder in ihrem Seitenwandabschnitt des Befestigungsprofils zumindest eine Durchgangsöffnung zum Hindurchführen eines Befestigungswerkszeugs, insbesondere für ein Schweißwerkzeug aufweisen. Die Durchgangsöffnungen kann zum einen zur Befestigung der Anbindungskomponente an der Seitenwandstruktur selbst als auch für die sich daran anschließende Befestigung des Längstragerabschnitts an der Anbindungskomponente Verwendung finden. Dabei kann der Längsträgerabschnitt weitgehend frei und ohne Durchgangsoffnungen ausgebildet werden, sodass dessen strukturelle Integrität selbst unter Anwendung eines Punktschweißens weitgehend erhalten bleiben kann.
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Insoweit ist nach einer Weiterbildung insbesondere vorgesehen, dass die Anbindungskomponente vor einer Montage des Längsträgers mittels Punktschweißen an der Seitenwandstruktur und/oder an der Stirnwand befestigbar ist. Gleichermaßen kann auch in einem sich hieran anschließenden Fertigungsschritt der Längsträger mittels Punktschweißen an der Anbindungskomponente, an der Seitenwandstruktur und/oder an der Stirnwandstruktur befestigt werden. Auf das Vorsehen einzelner, für die Punktschweißung bislang erforderlichen Löcher im Längsträger kann insoweit in vorteilhafter Weise verzichtet werden.
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Auch müssen derartige für den Schweißprozess vorgesehene Durchgangsöffnungen nicht mehr gesondert abgedichtet werden. Die für das Schweißwerkzeug vorzusehende Durchgangsoffnungen der Anbindungskomponente kommen ferner bevorzugt in einem Bereich zu liegen, in welchem ohnehin in der seitlichen Stirnwandstruktur eine Durchgangsöffnung zum Entwässern eines sich daran anschließenden Wasserkastens vorgesehen sind.
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In vorteilhafter Weiterbildung ist ferner vorgesehen, dass der Längsträgerabschnitt ein zweiteiliges, insbesondere einen inneren Profilabschnitt und einen außeren Profilabschnitt aufweisendes Querschnittsprofil aufweist. Innerer Profilabschnitt und äußerer Profilabschnitt können dabei unter Bildung eines geschlossenen Querschnittsprofils nacheinander an der Seitenwandstruktur bzw. an der Anbindungskomponente befestigt werden.
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Der innere Profilabschnitt korrespondiert dabei bevorzugt mit der Unterschale der Anbindungskomponente, wahrend der äußere Profilabschnitt des Längsträgers entsprechend der Oberschale der Anbindungskomponente ausgebildet ist. Im Übergangsbereich von Oberschale und Unterschale der Anbindungskomponente als auch im Ubergangsbereich von innerem und äußerem Profilabschnitt des Langsträgers sind miteinander korrespondierende, sich jeweils in Profillängsrichtung erstreckende Flanschabschnitte vorgesehen, die in Profilrichtung aneinander anliegen und dementsprechend miteinander punktverschweißt werden konnen.
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Als besonders vorteilhaft erweist es sich hierbei ferner, wenn der Längsträgerabschnitt, welcher mittels der Anbindungskomponente an der Seitenwandstruktur befestigbar ist, eine nach außen vollstandig geschlossene Struktur aufweist. Das heißt, der sich von der Stirnwand bzw. von der Scharniersäule nach vorn, in Fahrtrichtung erstreckende Längstrager kann ohne für eine Punktschweißung vorzusehende Durchgangsoffnungen ausgebildet werden, was natürlich die strukturelle Integritat und Stabilität sowie Verwindungssteifigkeit eines derartigen Längsträgers erhoht und verbessert.
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In einem weiteren Aspekt ist schließlich ein Kraftfahrzeug vorgesehen, welches zumindest eine zuvor beschriebene Tragstrukturanordnung im Übergangsbereich zwischen Stirnwand, Scharniersäule und einem nach vorn ragenden Längstrager aufweist.
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Schließlich ist nach einem weiteren unabhängigen Aspekt ein Verfahren zur Montage einer Tragstrukturanordnung eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, wobei in einem ersten Schritt eine zuvor beschriebene Anbindungskomponente an einer Seitenwandstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt wird. Nach Befestigung der gesondert für die Aufnahme oder Befestigung eines der Stirnwand vorgelagerten Längsträgers vorgesehenen Anbindungskomponente wird an dieser ein innerer Profilabschnitt des Längsträgers befestigt, bevor in einem weiteren Schritt ein äußerer Profilabschnitt des Langsträgers am inneren Längsträgerabschnitt und an der Anbindungskomponente befestigt wird.
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Für sämtliche wechselseitige Befestigungen der genannten Komponenten kommt insbesondere ein Punktschweißverfahren infrage, wobei einzelne Schweißpunkte mittels in der Anbindungskomponente vorgesehenen Durchgangsöffnungen ausreichend zugänglich sind.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Hierbei zeigen:
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1 eine perspektivische und isolierte Darstellung einer Anbindungskomponente,
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2 eine perspektivische Darstellung einer an einer Scharniersäule befestigten Anbindungskomponente von schrag vorn betrachtet,
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3 die Tragstrukturanordnung gemaß 2 aus einer Perspektive von schräg hinten,
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4 die Tragstrukturanordnung gemäß der 2 und 3 mit einem daran befestigten inneren Profilabschnitt eines Längsträgers,
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5 eine weitere perspektivische Darstellung der Tragstrukturanordnung mit einem vollständig hieran befestigten vorderen Längsträger,
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6 eine weitere perspektivische Darstellung der Tragstrukturanordnung vom Motorraum aus betrachtet,
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7 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A gemäß 5,
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8 einen Querschnitt entlang B-B gemäß 5 und
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9 einen Querschnitt entlang C-C gemäß 5.
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Detaillierte Beschreibung
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Die in den 1 bis 9 dargestellte Tragstrukturanordnung 10 weist eine eine Türöffnung bzw. einen Turoffnungsrahmen bildende Seitenwandstruktur mit einer A-Säule 12 und einer sich nach unten daran angrenzenden Scharniersäule 14 auf. Wie in 2 im Einzelnen dargestellt kann die Scharniersäule 14 auch mit einem Verstärkungsprofil 16 versehen sein, um eine strukturelle Anbindung von Scharniersäule 14 und einer in den 4 und 5 dargestellten, sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckenden Stirnwand 36 zu verbessern.
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Zur Befestigung eines in 5 dargestellten, gemeinhin als Radeinbaustrebe bezeichneten Längsträgers 50 ist eine separate Anbindungskomponente 18 vorgesehen, die vor Montage des Längsträgers 50 gesondert an der Seitenwandstruktur 14, 16 zu befestigen ist. Die in 1 isoliert dargestellte Anbindungskomponente 18 weist ein aus einer Oberschale 22 und einer Unterschale 20 gebildetes Befestigungsprofil mit einem Unterteil 24, einer inneren Seitenwand 26, einem Oberteil 28 und einer außeren Seitenwand 30 auf.
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Die Innere Seitenwand 26 und das Unterteil 24 sind dabei nach Art eines L-förmigen Profilteils einstuckig als Unterschale 20 ausgebildet, während korrespondierend hierzu die Oberschale 22 die äußere Seitenwand 30 und das Oberteil 28 aufweist, die ebenfalls einstuckig miteinander verbunden sind bzw. aus einem einzigen Blechteil geformt sind.
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Die Oberschale 22 weist in der in 1 und den ubrigen Figuren dargestellten Ausführungsform neben der äußeren Seitenwand 30 und dem Oberteil 28 noch eine sich nahezu senkrecht zum Oberteil 28 und zur Seitenwand 30 erstreckende oberen Anbindungsflansch 29 auf. Mit diesem Flansch 29 kann sich die Anbindungskomponente 18 entgegen der in 2 mit einem nach links gerichteten Pfeil angedeuteten Fahrtrichtung an der Scharniersaule 14 insbesondere an einem in Fahrtrichtung weisenden vorderen Profilabschnitt 15 abstützen.
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In einer Einbausituation, wie sie zum Beispiel in 2 bis 5 gezeigt ist, kommt ein entgegen der Fahrtrichtung nach hinten vom einem Querstück 29 des Anbindungsflanschs hervorstehender Seitenwandabschnitt 31 überlappend oder uberdeckend mit der Scharniersäule 14 zu liegen. In diesem nach hinten ragenden Fortsatz 31 der äußeren Seitenwand 30 sind zudem einzelne Verstarkungsrippen 33 vorgesehen, die insbesondere zur Aufnahme und zur Übertragung von Querkräften zwischen dem am Befestigungsprofil 24, 26, 28, 30 anliegenden und hieran befestigten Langsträger 45 und der angrenzenden Scharniersäule 14 dienen.
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Gegenuberliegend, in Fahrzeugquerrichtung (y) nach innen, zur äußeren Seitenwand 30 versetzt, ist an der Oberschale 22 eine Prägung bzw. Materialabsetzung 25 vorgesehen. Der Seitenwandabschnitt 26 bildet mit der Materialabsetzung 25 eine Materialdopplung für einen vertikalen Schweißflansch der Verstärkung 16 der Scharniersaule 14 und somit eine Materialdopplung mit der seitlichen Stirnwand, respektive mit der Seitenwandstruktur, wie dies in der Zusammenschau der 1 und 8 in 8 zu erkennen ist. Dabei kann eine zusätzliche Aussteifung des Wasserablauflochs 32 in der seitlichen Stirnwand 16 ausbildet werden.
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Es ist ferner in 1 erkennbar, dass die Unterschale 20 mit ihrem in etwa L-förmig ausgebildeten Seitenwandabschnitt 26 und Unterteil 24, in Fahrtrichtung weisend, zumindest geringfügig von der Oberschale 22 und ihrer äußeren Seitenwand 30 sowie ihrem Oberteil 28 hervorsteht.
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In montagetechnischer Hinsicht kann der Längstrager 45 in zwei aufeinanderfolgenden Befestigungsschritten an der Anbindungskomponente 18 befestigt werden, wobei bevorzugt zunachst eine innerer, mit der Unterschale 20 korrespondierender Profilabschnitt 40 des Längsträgers 45 an der Anbindungskomponente 18 zu befestigen ist. Hierbei kann sich die nach vorn gerichtete Verlängerung der Unterschale 20 der Anbindungskomponente 18 als vorteilhaft erweisen. Eine derartiges Zwischenstadium der Längstragermontage ist z. B. in 4 dargestellt.
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In 1 ist ferner erkennbar, dass sowohl der innere Seitenwandabschnitt 26 als auch das Unterteil 24 der Unterschale 20 jeweils mit einer Durchgangsöffnung 32, 34 versehen sind, um einerseits ein Ablaufen von sich im angrenzend hieran angeordneten Wasserkasten ansammelnden Wassers zu ermoglichen und um andererseits eine beidseitige Zugänglichkeit für miteinander korrespondierende Schweißwerkzeuge 42, 44 für einen Punktschweißprozess bereitzustellen.
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So ist beispielsweise in 4 ein Verschweißen der Innenwand 26 der Anbindungskomponente 18 mit der an die Scharniersäule 14 angrenzenden seitlichen Struktur einer Stirnwand 36 anhand einzelner Punkte angedeutet. Da in diesem Stadium lediglich ein innerer Profilabschnitt 40 des Längsträgers 45 in Endmontageposition vorgesehen ist, kann die Innenseite 26 sowohl des Anbindungsabschnitts 18 als auch die Innenseite 39 des inneren Langsträgerabschnitts 40 mit angrenzenden Strukturkomponenten der Kraftfahrzeugkarosserie problemlos mittels Punktschweißen befestigt werden.
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Der insgesamt dreistufige Montageprozess fur den der Stirnwand 36 vorgelagerten Längsträger 45 sieht zunachst vor, die Anbindungskomponente oder das Ansatzstuck 18 gesondert an der Seitenwandstruktur 14, 16 zu befestigen und hiernach in einem zweiten Schritt zunächst einen inneren Profilabschnitt 40 des Langsträgers 45 mit der Anbindungskomponente 18 zu verschweißen, wie dies exemplarisch in 4 dargestellt ist.
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Hiernach erfolgt die Befestigung einer korrespondierend zum inneren Profilabschnitt 40 ausgebildeten außeren Profilabschnitts 50 des der Seitenwandstruktur 12, 14, 16 vorgelagerten Längsträgers 45, wie dies z. B. in 5 angedeutet ist. In vorteilhafter Weise sind sämtliche genannten Komponenten hierbei sukzessive mittels Punktschweißens an der Karosserie befestigbar. Die jeweils miteinander korrespondierenden Profilabschnitte 40, 50, welche den Langstrager 45 bilden, weisen jeweils in Profillangsrichtung verlaufende und bereichsweise überlappende Flanschabschnitte auf, die von außen oder von oben problemlos verschweißt werden können. Auch sind in 5 eine Scheibenauflage 46 für eine Frontscheibe sowie eine von innen angrenzend an den Langsträger 45 angeordnete Federbeinaufnahme 48 gezeigt.
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Zur Befestigung des Längsträgers 25 an der Anbindungskomponente 18 sind in der Anbindungskomponente 18 jeweils Durchgangsöffnungen 32, 34 für Schweißwerkzeuge 42, 44 vorgesehen.
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Der außere Profilabschnitt 50 des Längsträgers 45 weist ein Seitenteil 54 und ein Oberteil 52 auf, welcher in Endmontagestellung, wie in 7 angedeutet, nahezu vollstandig überdeckend mit korrespondierenden Profilabschnitten 30, 28 des Befestigungsprofils der Anbindungskomponente 18 zu liegen kommen. Durch die in der inneren Seitenwand 26 ausgebildete Durchgangsöffnung 32 kann zum Beispiel ein Schweißwerkzeug 44 von innen in das Längsträgerprofil eingefuhrt werden, um mit einem gegenüberliegend und korrespondierend hierzu vorgesehenen Schweißwerkzeug 42 eine Punktschweißung im Überlappungsbereich der beiden Seitenteil 30, 54 bilden zu konnen.
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In ähnlicher Art und Weise können auch die Oberteile 52, 28 des äußeren Profilabschnitts 50 des Langstragers 45 mit dem Oberteil 28 der Anbindungskomponente 18 strukturell verbunden werden. Hierbei kann das Schweißwerkzeug 44 beispielsweise durch die im Unterteil 24 der Anbindungskomponente 18 ausgebildete Durchgangsöffnung 34 hindurch von innen an einen entsprechenden Überlappungsbereich der beiden Oberteile 28, 52 herangefuhrt werden, wie dies zum Beispiel in 9 dargestellt ist.
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In 8, welche einen Querschnitt entlang B-B gemäß 5 zeigt, ist ferner erkennbar, dass die Anbindungskomponente 18 mit ihrem sich in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckenden außenliegenden Seitenwandfortsatz 31 überdeckend mit der Außenseite der Scharniersaule 14 zu liegen kommt und dort mittels zweier Punktschweißungen 58 befestigt ist.
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Des Weiteren ist in 9 der obere Befestigungsflansch 29 der Anbindungskomponente 18 gezeigt, mittels dessen sich die Anbindungskomponente 18 nach unten an einem in 5 gezeigten vorderen, der Fahrtrichtung zugewandten Profilabschnitt 15 der Scharniersäule 14 abstützen kann.
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In 9 ist ferner die Überdeckung der miteinander korrespondierenden Profilabschnitte 38, 24 vom innerem Profilabschnitt 40 des Längsträgers 45 mit dem hiermit korrespondierend ausgebildeten Unterteil 24 der Anbindungskomponente 18 gezeigt. In diesem Bereich sind zum Beispiel zwei weitere Schweißpunkte 58 vorgesehen, die im Montageprozess wegen des nachträglich erst an der Anbindungskomponente 18 anzubringenden außeren Profilabschnitts 50 des Längsträgers 45 problemlos zugänglich sind.
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Auch ist in 9 eine weiteres Durchgangsloch 56 gezeigt, welches ebenfalls einem Wasserablauf und/oder dem Zugang eines Schweißwerkzeuges dienen kann.
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Durch die Unterteilung eines gemeinhin als Radeinbaustrebe bezeichneten vorderen Längsträgers 45 in einen Längsträgerabschnitt und eine mit einem entsprechenden Profilquerschnitt ausgestattete Anbindungskomponente 18 kann insgesamt ein Strukturknoten geschaffen werden, der eine verbesserte mechanische Lasteinleitung, insbesondere bei einem in Längsrichtung versetzten Seitenaufprall des Fahrzeugs, in die Karosseriestruktur ermöglicht, der durchgängig mittels Punktschweißen montierbar und befestigbar ist und der insoweit kostengunstig herstellbar und vergleichsweise einfach zu montieren ist.
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Neben den verbesserten strukturellen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Stabilität und Verwindungssteifigkeit kann insbesondere auch wegen der im Wesentlichen geschlossen ausgebildeten Struktur des Längsträgers für diesen auf ein vergleichsweise dunnwandiges Metallblech zurückgegriffen werden, sodass insgesamt das Fahrzeuggewicht verringert werden kann.
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Die dargestellten Ausfuhrungsformen zeigen lediglich mogliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschrankend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mogliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Tragstrukturanordnung
- 12
- A-Säule
- 14
- Scharniersäule
- 15
- Profilabschnitt
- 16
- Verstärkungselement
- 18
- Anbindungskomponente
- 20
- Unterschale
- 22
- Oberschale
- 24
- Unterteil
- 26
- Seitenwand
- 28
- Oberseite
- 29
- Befestigungsflansch
- 30
- Außere Seitenwand
- 32
- Durchgangsöffnung
- 34
- Durchgangsöffnung
- 36
- Stirnwand
- 38
- Unterseite
- 39
- Seitenwand
- 40
- Innerer Profilabschnitt
- 42
- Schweißwerkzeug
- 44
- Schweißwerkzeug
- 45
- Langsträger
- 46
- Scheibenauflage
- 48
- Federbeinaufnahme
- 50
- Äußerer Profilabschnitt
- 52
- Oberseite
- 54
- Seitenwand
- 56
- Durchgangsloch
- 58
- Schweißpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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