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Die Erfindung betrifft einen Seitenschweller für eine Personenkraftwagenkarosserie in Blechschalenbauweise gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein derartiger Seitenschweller ist beispielsweise bereits aus der
DE 10 2010 062 748 A1 bekannt und umfasst eine Innenschale und eine Außenschale, welche unter Ausbildung eines einen Hohlraum begrenzenden Trägerprofils über jeweilige Flanschverbindungen am oberen bzw. seitlich äußeren Ende des Seitenschwellers miteinander verbunden sind. Zudem sind innerhalb des Hohlraums des Trägerprofils zwei Verstärkungselemente angeordnet, mittels welchen der Seitenschweller über einen Längebereich verstärkt ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Seitenschweller der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher insbesondere bei einem Frontalaufprall des Personenkraftwagens mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung ein verbessertes Unfallverhalten gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Seitenschweller mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um einen Seitenschweller zu schaffen, mittels welchem sich ein verbessertes Unfallverhalten des Personenkraftwagens insbesondere bei einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung auf Seiten des Seitenschwellers realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verstärkungselement, mittels welchem der Seitenschweller über einen Längenbereich verstärkt ist, mit der Außenschale des Seitenschwellers unter Ausbildung eines umlaufend geschlossenen Hohlprofils verbunden ist. Im Unterschied zum bisherigen Stand der Technik wird somit das Verstärkungselement so an der Außenschale angebracht bzw. mit dieser verbunden, dass sich insgesamt ein kastenartiges bzw. trägerartiges Hohlprofil mit umlaufend geschlossenem Querschnitt ergibt, mittels welchem sich außenseitig des Seitenschwellers eine entsprechende Aussteifung zumindest über einen Längenbereich realisieren lässt. Diese Aussteifung des Seitenschwellers an der Außenseite führt dazu, dass insbesondere bei einer Frontalkollision des Personenkraftwagens mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung, dem sogenannten offset crash, bei welchem der Seitenschweller üblicherweise mit einer hohen Unfallkraft beaufschlagt wird, die Karosserie ein verbessertes Unfallverhalten aufweist. Bei derartigen Frontalkollisionen, bei welchen das Hindernis außenseitig des jeweils seitlich zugehörigen Hauptlängsträgers in die Vorbaustruktur des Kraftwagens eindringt und dabei unter anderem das entsprechende seitliche Vorderrad mit erheblichen Kräften trifft, welche dann wiederum auf ein vorderes Ende des Seitenschwellers weiter gegeben werden, kann es zu erheblichen Unfallkräften im Bereich der Fahrgastzelle kommen. Somit ist es unbedingt erforderlich, dass der Seitenschweller in Folge der eingeleiteten Unfallkräfte nicht unkontrolliert kollabieren kann. Um dies zu verhindern und beispielsweise ein seitliches Ausknicken des Seitenschwellers auf besonders bevorzugte Weise zu verhindern, ist das erfindungsgemäße Verstärkungselement an der Außenschale vorgesehen, um durch Bildung des umlaufend geschlossenen Hohlprofils dessen Steifigkeitseigenschaften erheblich zu verbessern.
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Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn das Verstärkungselement mit jeweiligen Flanschen mit einem Außenbereich der Außenschale verbunden ist. Auf diese Art und Weise ist insbesondere der Außenbereich der Außenschale besonders steif ausgestaltet, was beispielsweise auch bei Seitenkollisionen die Stabilität des Seitenschwellers erhöht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Verstärkungselement über einen oberen Flansch mit einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Deckbereich der Außenschale verbunden ist. Somit ergibt sich eine besonders günstige Anbindung des Verstärkungselements an der Außenschale, so dass es beispielsweise auch nicht zu einem Aufknüpfen oder Aufschälen einer Fügverbindung zwischen Verstärkungselement und Außenschale kommen kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich das Verstärkungselement von einer Säulenwurzel einer Türsäule bis über einen überwiegenden Längenbereich einer Türöffnung nach hinten hin. Gerade in diesem Bereich treten bei einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung erhebliche Kräfte auf, so dass hier beispielsweise ein übermäßiges Kollabieren oder Ausknicken des Seitenschwellers unterbunden werden muss.
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Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Verstärkungselement als Blechschalenelement ausgebildet ist. Ein derartiges Blechschalenelement ist besonders einfach herstellbar und kann leicht und kostengünstig mit der Außenschale gefügt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein weiteres Verstärkungselement mit der Innenschale des Seitenschwellers unter Ausbildung eines umlaufend geschlossenen Hohlprofils verbunden. Somit ist es erfindungsgemäß besonders günstig, wenn nicht nur an der Außenschale ein entsprechendes Verstärkungselement angeordnet ist, sondern auch an der Innenschale. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die jeweiligen Verstärkungselemente jeweils nur an der Außenschale bzw. an der Innenschale befestigt sind, nicht jedoch an den gemeinsamen Flanschen von Außenschale und Innenschale. In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn jeweilige Wandbereiche des äußeren und des inneren Verstärkungselements zumindest im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Somit ergibt sich im Hohlraum des Seitenschwellers eine besonders günstige Aussteifung, welche auch bei einem Seitenaufprall auf den Seitenschweller eine äußerst vorteilhafte Stabilität des Trägerprofils liefert.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine ausschnittsweise Perspektivansicht von schräg vorne auf einen linken Seitenschweller einer Personenkraftwagenkarosserie in Blechschalenbauweise, an welchen sich nach oben hin eine vordere Türsäule anschließt, an welcher wiederum jeweilige seitliche Längsträger einer Vorbaustruktur abgestützt sind, wobei sich der Seitenschweller bis hinter ein korrespondierendes Radhaus der Personenkraftwagenkarosserie nach vorne hin erstreckt; und in
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2 eine Schnittansicht entlang einer in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeugquerrichtung verlaufenen Schnittebene durch den Seitenschweller der Personenkraftwagenkarosserie gemäß 1, welcher aus einer Innenschale und einer Außenschale gebildet ist, welche unter Ausbildung eines einen Hohlraum begrenzenden Trägerprofils über jeweilige Flanschverbindungen miteinander verbunden sind, wobei innerhalb des Hohlraums des Trägerprofils an der Außenschale und an der Innenschale jeweils ein Verstärkungselement vorgesehen ist, mittels welchem der Seitenschweller über einen Längenbereich verstärkt ist, wobei das äußere Verstärkungselement mit der Außenschale des Seitenschwellers unter Ausbildung eines umlaufend geschlossenen Hohlprofils verbunden ist.
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In 1 ist in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht von schräg vorne von einer Personenkraftwagenkarosserie der Bereich nahe eines – in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet – linken Seitenschwellers 10 dargestellt. Der Seitenschweller 10 begrenzt nach unten hin eine Türöffnung 12 für eine vordere linke Seitentür, welche in den allermeisten Ländern die Fahrertür ist. Die Türöffnung 12 wird nach vorne hin durch eine Türsäule 14 in Form einer A-Säule begrenzt, welche auf den Seitenschweller 10 aufgesetzt ist. Im rückwärtigen Bereich ist die Türöffnung 12 durch eine angedeutete weitere Türsäule 16 in Form einer B-Säule nach hinten hin begrenzt. Weiterhin erkennbar ist in 1 ein Längsträger 18 einer oberen Längsträgerebene, welcher etwa auf Höhe einer Kotflügelbank verläuft und nach hinten hin an der Türsäule 14 abgestützt ist. Zudem ist der Längsträger 18 über Eck mittels einer Strebe 20 an der Türsäule 14 abgestützt. Der Seitenschweller 10 erstreckt sich dabei über die Türsäule 14 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hinaus bis an das hintere Ende eines nicht dargestellten Radhauses, in welchem ein ebenfalls nicht dargestelltes linkes Vorderrad aufgenommen ist. Am vorderen Ende des Seitenschwellers 10 ist dabei üblicher Weise ein Energieabsorptionselement in Form eines sogenannten Pralltopfs vorgesehen.
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Wie nun in Zusammenschau mit 2 erkennbar ist, welche den Seitenschweller 10 in einer Schnittansicht entlang einer in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Schnittebene zeigt, umfasst dieser eine Außenschale 22 und eine Innenschale 24 in Blechschalenbauweise, welche unter Ausbildung eines einen Hohlraum 26 begrenzenden Trägerprofils 28 über jeweilige Flanschverbindungen 30, 32 miteinander verbunden sind.
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An der Außenschale 22 ist ein Verstärkungselement 34 im Hohlraum des Trägerprofils des Seitenschwellers 10 angeordnet, welches vorliegend – wie die Außenschale 22 und die Innenschale 24 – ebenfalls in Blechschalenbauweise hergestellt ist. Dieses Verstärkungselement 34 ist mit der Außenschale 22 unter Ausbildung eines umlaufend geschlossenen Hohlprofils 36 verbunden. Das Hohlprofil 36 ist dabei – mit Ausnahme eines Außenbereichs der Außenschale 22 – im Wesentlichen rechteckförmig gestaltet. Mit einem unteren Flansch 40 ist das Verstärkungselement 34 nahe eines äußeren unteren Eckbereichs innenseitig der Außenschale 22 fixiert. Oberseitig des Hohlprofils 36 ist ein zweiter Flansch 42 vorgesehen, über welchen das Verstärkungselement 34 ebenfalls am Außenbereich 38 der Außenschale 22 festgelegt ist. Schließlich ist ein dritter Flansch 44 vorgesehen, welcher jedoch nicht am Außenbereich 38, sondern vielmehr an einem oberen, zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Deckbereich 46 der Außenschale 22 gefügt ist. Dabei ist zwischen den beiden Flanschen 42, 44 ein weiteres Hohlprofil 48 im Eckbereich zwischen Außenbereich 38 und dem Eckbereich 46 der Außenschale 22 vorgesehen, dessen Hohlraum bzw. Querschnitt jedoch weitaus kleiner bemessen ist als der des Hohlprofils 36.
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Wie insbesondere aus 1 erkennbar ist, erstreckt sich das Verstärkungselement 34 ausgehend von einer Säulenwurzel 50, in deren Bereich die Türsäule 14 auf den Seitenschweller 10 aufgesetzt ist, bis über einen überwiegenden Längenbereich der Türöffnung 12 in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin. Im vorliegenden Fall erstreckt sich das Verstärkungselement 34 über etwa zwei Drittel der Länge der Türöffnung 12.
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Insbesondere bei einer Frontalkollision des Personenkraftwagens mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung, bei welcher ein vorliegend nicht erkennbarer Hauptlängsträger der Vorbaustruktur nicht unmittelbar getroffen wird, sondern das Hindernis vielmehr außenseitig von diesem in die Vorbaustruktur eindringt und das vorliegend nicht gezeigte Vorderrad entsprechend in Richtung nach hinten bzw. in Richtung der Fahrgastzelle beschleunigt, dient das vorliegende Verstärkungselement 34 zur Aussteifung des Seitenschwellers 10. Dieser könnte nämlich ansonsten im Bereich der Außenschale 22 übermäßig kollabieren bzw. ausknicken, was zu erheblichen weiteren Deformationen bzw. Intrusionen in die Fahrgastzelle führen könnte. Aus diesem Grund ist vorliegend das Verstärkungselement 34 unter Ausbildung des Hohlprofils 36 mit der Außenschale 22 verbunden.
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Des Weiteren ist insbesondere aus 2 erkennbar, dass innenseitig des Verstärkungselements 34 ein weiteres Verstärkungselement 52 vorgesehen ist, welches an der Innenschale 24 befestigt ist. Auf dieses Verstärkungselement 52 kann sich über einen entsprechenden Längenbereich, gegebenenfalls auch über die gesamte Länge, des Seitenschwellers 10 erstrecken. Im vorliegenden Fall ist ober- und unterseitig jeweils ein Flansch 54 bzw. 56 vorgesehen, über welchen das ebenfalls in Blechschalenbauweise hergestellte Verstärkungselement 52 unter bildung eines Hohlprofils 58 mit der Innenschale verbunden ist. Sowohl das äußere Verstärkungselement 34 als auch das innere Verstärkungselement 52 können über unterschiedlichste Fügetechnologien, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben, aber auch durch mechanisches Fügen mittels Nieten oder dergleichen, an der jeweils zugehörigen Blechschale befestigt werden. Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass jeweilige, einander zugewandte und in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Fahrzeughochrichtung verlaufende Wandbereiche 60, 62 des äußeren und des inneren Verstärkungselements 34, 52 zumindest im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und sich relativ nahe zueinander erstrecken. Hierdurch wird die Steifigkeit des Seitenschwellers 10 zusätzlich erhöht. Auch bei einem Seitenaufprall wirken die beiden Verstärkungselemente 34, 52 – sich über die Wandbereiche 60, 62 aneinander abstützend – entsprechend zusammen, so dass sich auch in Fahrzeugquerrichtung eine erhöhte Steifigkeit ergibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010062748 A1 [0002]
