DE102015113810A1

DE102015113810A1 - Schweller für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015113810A1
Application number: DE102015113810.7A
Authority: DE
Inventors: Philipp Kellner; Tassilo Gilbert; Tobias Bongards
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2017-03-09
Also published as: US10053152B2; US20170050675A1

Abstract

Schweller (10) für eine Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, wobei sich der Schweller (10) im Wesentlichen in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt; mit einem im Querschnitt schalenartigen oder hutartigen Außenschwellerteil (11), welches eine Außenschweller-Festigkeit aufweist; mit einem im Querschnitt schalenartigen oder hutartigen Innenschwellerteil (12), welches eine Innenschweller-Festigkeit aufweist; wobei Außenschwellerteil (11) und Innenschwellerteil (12) an einem oberen Ende und einem unteren Ende derselben über sich in Längsrichtung erstreckende Flansche (11c, 12c) miteinander verbunden sind; mit einem zwischen dem Außenschwellerteil (11) und dem Innenschwellerteil (12) positionierten, im Querschnitt schalenartigen oder hutartigen Mittenschwellerteil (13), welches eine Mittenschweller-Festigkeit aufweist, wobei das Mittenschwellerteil (13) zumindest mit dem Innenschwellerteil (12) verbunden ist; wobei das Außenschwellerteil (11) zumindest im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts eine Festigkeit aufweist, die niedriger ist als eine von der Außenschweller-Festigkeit, der Innenschweller-Festigkeit und der Mittenschweller-Festigkeit und den Massen derselben abhängige durchschnittliche Festigkeit des Schwellers.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schweller für ein Fahrzeug.
Eine Karosseriestruktur eines Fahrzeugs verfügt über mindestens einen Schweller, der sich im Wesentlichen in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Ein Schweller für ein Fahrzeug muss so ausgelegt sein, dass er einen optimalen Schutz von Insassen des Fahrzeugs gewährleistet, insbesondere im Crashfall.
Dabei muss der Schweller im Zuge der Fahrzeugentwicklung verschiedene Crashtests erfolgreich absolvieren, so zum Beispiel einen sogenannten Pfahl-Crashtest, bei welchem das Fahrzeug seitlich auf der Höhe des Fahrers mit einer definierten Geschwindigkeit auf eine Stahlsäule trifft. Hierzu ist es von Vorteil, dass der gesamte Schweller eine hohe Festigkeit aufweist.
Zur Erfüllung eines sogenannten Small-Overlap-Crashtests, bei welchem das Fahrzeug frontal mit einer definierten Überdeckung und einer definierten Geschwindigkeit gegen eine Barriere trifft, ist eine andere Ausgestaltung des Schwellers von Vorteil, um ein Eindringen des Vorderrads in die Fahrgastzelle zu verhindern.
Bislang sind keine Schweller bekannt, die sowohl ein optimales Verhalten bei einem Pfahl-Crashtest als auch ein optimales Verhalten bei einem Small-Overlap-Crashtest aufweisen. Es besteht daher Bedarf an einem Schweller für ein Fahrzeug, der sowohl im Hinblick auf einen Pfahl-Crashtest als auch im Hinblick auf einen Small-Overlap-Crashtest optimal ausgelegt ist.
Aus der EP 1 118 528 A2 ist ein Schweller für ein Fahrzeug mit einem Außenschwellerteil bzw. Außenblech, einem Innenschwellerteil bzw. Innenblech sowie einem Mittenschwellerteil bzw. Verstärkungsblech bekannt. Das Außenschwellerteil und das Innenschwellerteil sind an sich in Längsrichtung derselben erstreckenden Flanschen miteinander verbunden. Das Mittenschwellerteil ist zwischen dem Innenschwellerteil und dem Außenschwellerteil positioniert und mit dem Innenschwellerteil verbunden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuartigen Schweller für ein Fahrzeug zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch einen Schweller gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist das Außenschwellerteil zumindest im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts eine Festigkeit auf, die niedriger ist als eine von der Außenschweller-Festigkeit, der Innenschweller-Festigkeit und der Mittenschweller-Festigkeit und den Massen derselben abhängige durchschnittliche Festigkeit des Schwellers. Durch diese Ausgestaltung des Außenschwellerteils im Bereich des in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts kann ein Eindringen des Vorderrads in den Fahrgastraum bei einem Small-Overlap-Crashtest zuverlässig verhindert werden. Der Schweller weist bei geringem Gewicht eine optimale Bauform für den Small-Overlap-Crash und den Pfahl-Crash auf.
Vorzugsweise weist auch das Innenschwellerteil zumindest im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts eine Festigkeit auf, die niedriger ist als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers. Auch diese Ausgestaltung des Innenschwellerteils ist zur Optimierung des Schwellers im Hinblick auf den Small-Overlap-Crashtest sowie den Pfahl-Crashtest von Bedeutung.
Das Mittenschwellerteil weist zumindest im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts eine Festigkeit auf, die niedriger ist als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers; und/oder das Mittenschwellerteil ist im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts gegenüber dem Außenschwellerteil und dem Innenschwellerteil verkürzt; und/oder das Mittenschwellerteil weist im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts in Querrichtung gesehen eine von vorne nach hinten zunehmende Erstreckung auf. Mit einem derart ausgestalteten Mittenschwellerteil kann der Schweller weiter im Hinblick auf den Small-Overlap-Crashtest sowie den Pfahl-Crashtest optimiert werden.
Nach einer Weiterbildung weisen das Außenschwellerteil und das Innenschwellerteil in Längsrichtung gesehen gleiche Abmessungen auf; wobei das Mittenschwellerteil in Längsrichtung gesehen im Bereich eines vorderen Abschnitts gegenüber dem Außenschwellerteil und dem Innenschwellerteil verkürzt ist; wobei das Innenschwellerteil in demjenigen vorderen Abschnitt eine niedrigere Festigkeit als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers aufweist, in welches sich das Mittenschwellerteil nicht erstreckt; wobei das Mittenschwellerteil im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts in Querrichtung gesehen eine von vorne nach hinten zunehmende Erstreckung mir rampenartiger Kontur aufweist; und wobei das Außenschwellerteil in demjenigen vorderen Abschnitt eine niedrigere Festigkeit als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers aufweist, in welches das Mittenschwellerteil die sich ändernde Erstreckung mit der rampenartigen Kontur in Querrichtung aufweist und in welchem sich das Mittenschwellerteil nicht erstreckt.
Die Kombination der obigen Merkmale dieser vorteilhaften Weiterbildung des Schwellers ist besonders vorteilhaft, um den Schweller sowohl im Hinblick auf den Small-Overlap-Crashtest als auch im Hinblick auf den Pfahl-Crashtest optimal zu gestalten und so einen optimalen Insassenschutz zu gewährleisten. Die rampenartige Kontur am Mittenschwellerteil bildet vorzugsweise eine Abgleitfläche für ein Vorderrad des Fahrzeugs im Crashfall.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines ersten erfindungsgemäßen Schwellers;
2 eine Explosionsdarstellung des Schwellers der 1;
3 einen ersten Querschnitt durch den Schweller der 1;
4 einen zweiten, gegenüber 1 in Längsrichtung nach hinten versetzten Querschnitt durch den Schweller der 1;
5 eine perspektivische Ansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Schwellers;
6 einen Querschnitt durch den Schwellers der 5.
Die Erfindung betrifft einen Schweller für ein Fahrzeug.
1 bis 4 zeigen Details eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schwellers 10 für eine Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs, wobei sich der Schweller 10 im Wesentlichen in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckt.
Der Schweller 10 verfügt über ein im Querschnitt schalenartiges oder hutartiges Außenschwellerteil 11, über ein ebenfalls im Querschnitt schalenartiges oder hutartiges Innenschwellerteil 12 und über ein zwischen dem Außenschwellerteil 11 und dem Innenschwellerteil 12 positioniertes Mittenschwellerteil 13, welches ebenfalls im Querschnitt schalenartig oder hutartig konturiert ist.
Das Außenschwellerteil 11 ist von einem Insassenraum des Kraftfahrzeugs weggerichtet, wohingegen das Innenschwellerteil 12 dem Insassenraum des Fahrzeugs zugewandt ist.
Außenschwellerteil 11 und Innenschwellerteil 12 verfügen jeweils über ein Mittelsegment 11a, 12a, die in montiertem Zustand des Schwellers 10 voneinander beabstandet sind, sich in Längsrichtung des Fahrzeugs sowie in Vertikalrichtung des Fahrzeugs erstrecken und einen Hohlraum 14 des Schwellers definieren.
Oben sowie unten schließen sich an diese Mittelsegmente 11a, 12a nach innen in Richtung auf den Hohlraum 14 des Schwellers 10 eingezogene Abschnitte 11b, 12b an, die sich im Wesentlichen in Längsrichtung sowie in Querrichtung des Fahrzeugs erstrecken und die an ihren freien Enden in Flansche 11c, 12c übergehen.
Außenschwellerteil 11 und Innenschwellerteil 12 sind oben und unten im Bereich dieser Flansche 11c, 12c miteinander verbunden, wobei sich die Flansche 11c, 12c ebenso wie die Mittelsegmente 11a, 12a von Außenschwellerteil 11 und Innenschwellerteil 12 im Wesentlichen in Längsrichtung sowie in Vertikalrichtung des Fahrzeugs erstrecken.
Wie bereits ausgeführt, ist zwischen dem Außenschwellerteil 11 und dem Innenschwellerteil 12 das Mittenschwellerteil 13 angeordnet, welches auch als Schwellerverstärkung bezeichnet wird. Das Mittenschwellerteil 12 verfügt ebenfalls über ein sich im Wesentlichen in Längsrichtung und in Vertikalrichtung erstreckendes Mittelsegment 13a sowie über sich in Längsrichtung und Vertikalrichtung erstreckende Flansche 13c, wobei sich zwischen den Flanschen 13c, die oben und unten am Mittenschwellerteil 13 ausgebildet sind, und dem Mittelsegment 13a Segmente 13b erstrecken, die im Wesentlichen in Längsrichtung und Querrichtung des Fahrzeugs verlaufen.
Das Mittenschwellerteil 13 ist über seine Flansche 13c mit dem Innenschwellerteil 12 verbunden, nämlich mit dem Mittelsegment 12a des Innenschwellerteils 12. Vorzugsweise ist das Mittenschwellerteil 13 auch mit dem Außenschwellerteil 11 verbunden, nämlich dadurch, dass das Mittelsegment 13a des Mittenschwellerteils 13 mit dem Mittelsegment 11a des Außenschwellerteils 11 verbunden ist (siehe 4).
Das Außenschwellerteil 11 des Schwellers 10 verfügt über eine Außenschweller-Festigkeit. Das Innenschwellerteil 12 des Schwellers 10 verfügt über eine Innenschweller-Festigkeit. Das Mittenschwellerteil 13 des Schwellers 10 verfügt über eine Mittenschweller-Festigkeit. Ferner verfügen diese Schwellerteile 11, 12, 13 über definierte Massen.
Eine durchschnittliche Festigkeit des gesamten Schwellers 10 ist von der Außenschweller-Festigkeit und der Masse des Außenschwellerteils 11, der Innenschweller-Festigkeit und der Masse des Innenschwellerteils 12 sowie der Mittenschweller-Festigkeit und der Masse des Mittenschwellerteils 13 sowie in gleicher Form von weiteren Schwellerbauteilen (nicht dargestellt) abhängig.
Dann, wenn der Schweller 10, wie in 1 bis 4 gezeigt, aus den Schwellerteilen 11, 12 und 13 besteht, berechnet sich die durchschnittliche Festigkeit F_G des Schwellers 10 nach folgender Gleichung: F_G = m₁₁/m_G·F₁₁ + m₁₂/m_G·F₁₂ + m₁₃/m_G·F₁₃ wobei m₁₁, m₁₂ und m₁₃ die Massen von Außenschwellerteil 11, Innenschwellerteil 12 und Mittenschwellerteil 13 sind, wobei F₁₁, F₁₂ und F₁₃ die Festigkeiten von Außenschwellerteil 11, Innenschwellerteil 12 und Mittenschwellerteil 13 sind, wobei F_G die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers 10 ist, und wobei m_G die Gesamtmasse des Schwellers 10 ist.
Um nun einen Schweller 10 mit optimalem Insassenschutz im Falle eines Pfahl-Crashs sowie Small-Overlap-Crashs zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass das Außenschwellerteil 11 zumindest im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts des Außenschwellerteils 11 eine Festigkeit aufweist, die niedriger ist als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers 10.
Vorzugsweise weist auch das Innenschwellerteil 12 zumindest im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen, vorderen Abschnitts des Innenschwellerteils 12 eine Festigkeit auf die niedriger ist als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers 10.
Das Mittenschwellerteil 13 kann ebenfalls in einem in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitt eine Festigkeit aufweisen, die niedriger als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers 10 ist.
Bei den Festigkeiten F₁₁, F₁₂ und F₁₃ von Außenschwellerteil 11, Innenschwellerteil 12 und Mittenschwellerteil 13 handelt es sich demnach vorzugsweise auch jeweils um durchschnittliche Festigkeiten der jeweiligen Schwellteile 11, 12 und 13 handeln, die jeweils anlog zur durchschnittlichen Festigkeit F_G des Schwellers 10 anhängig von den Massen der Abschnitte der jeweiligen Schwellteile 11, 12 und 13 ermittelt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Mittenschwellerteil 13 in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen am vorderen Abschnitt desselben gegenüber dem Außenschwellerteil 11 und dem Innenschwellerteil 12 verkürzt sein.
Alternativ oder zusätzlich kann das Mittenschwellerteil 13 in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen im vorderen Abschnitt in Querrichtung gesehen über eine von vorne nach hinten zunehmende Erstreckung aufweisen, nämlich unter Ausbildung einer rampenartigen Kontur 13d am vorderen Abschnitt des Mittenschwellerteils 13. Gemäß 2 ist auch am, in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen hinteren Abschnitt des Mittenschwellerteils 13 eine derartige rampenartige Kontur 13f ausgebildet, deren Erstreckung in Querrichtung gesehen von vorne nach hinten abnimmt.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführung des Schwellers 10, in welcher das Außenschwellerteil 11 und das Innenschwellerteil 12 in Längsrichtung gesehen über gleiche Abmessungen und demnach Längen verfügen, wohingegen das Mittenschwellerteil 13 über eine verkürzte Länge verfügt, nämlich derart, dass das Mittenschwellerteil 13 in Längsrichtung gesehen vorne gegenüber dem Außenschwellerteil 11 und dem Innenschwellerteil 12 verkürzt ist.
Obwohl es bevorzugt ist, dass das Außenschwellerteil 11 und das Innenschwellerteil 12 in Längsrichtung gesehen über gleiche Abmessungen und demnach Längen verfügen, ist es auch möglich, dass Außenschwellerteil 12 kürzer als das Innenschwellerteil 12 und länger als das Mittenschwellerteil 13 ist.
Ferner ist nach der bevorzugten Variante des Schwellers 10 vorgesehen, dass das Innenschwellerteil 12 in demjenigen vorderen Abschnitt eine niedrigere Festigkeit als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers 10 aufweist, in welchem sich das Mittenschwellerteil 13 nicht erstreckt, in welchem also keine Überdeckung zwischen dem Innenschwellerteil 12 und dem Mittenschwellerteil 13 besteht.
Das Mittenschwellerteil 13 verfügt nach der bevorzugten Ausführungsform des Schwellers 10 in seinem vorderen Abschnitt bzw. Bereich über die rampenartige Kontur, wozu der vordere Abschnitt des Mittenschwellerteils 13, der gegenüber den vorderen Abschnitten von Außenschwellerteil 11 und Innenschwellerteil 12 nach hinten versetzt bzw. gekürzt ist, in Querrichtung gesehen, über die von vorne nach hinten zunehmende Erstreckung aufweist.
Das Außenschwellerteil 11 des Schwellers 10 weist nach der bevorzugten Ausführungsform des Schwellers 10 in demjenigen vorderen Abschnitt eine niedrigere Festigkeit als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers 10 auf, in welchem das Mittenschwellerteil 13 des Schwellers 10 die rampenartige Kontur bzw. sich ändernde Erstreckung in Querrichtung aufweist und in welchem sich das Mittenschwellerteil 13 des Schwellers 10 nicht erstreckt.
Nach der bevorzugten Ausführungsform ist der vordere Abschnitt des Außenschwellerteils 11, in dem derselbe die niedrigere Festigkeit als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers 10 aufweist, demnach länger als der vordere Abschnitt des Innenschwellerteils 12, in dem derselbe die niedrigere Festigkeit als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers 10 aufweist.
Die Festigkeit im vorderen Abschnitt des Innenschwellerteils 12 kann der Festigkeit im vorderen Abschnitt des Außenschwellerteils 11 entsprechen oder von derselben abweichen.
Durch die Kombination dieser Merkmale nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwellers 10 kann ein optimales Verhalten desselben für den sogenannten Small-Overlap-Crash sowie für einen Pfahl-Crash gewährleistet werden. Vorne weist der Schweller 10 über eine geringe Festigkeit und vorzugsweise höhere Bruchdehnung auf, als in mittleren und hinteren Abschnitten desselben.
Dies wird nach der bevorzugten Ausführungsform des Schwellers durch die oben beschriebene, definierte Ausgestaltung von Außenschwellerteil 11, Innenschwellerteil 12 und Mittenschwellerteil 13 im Bereich ihrer in Längsrichtung gesehen, vorderen Abschnitte gewährleistet. Durch die geringere Festigkeit des Außenschwellerteils 10 im vorderen Abschnitt kann dasselbe beim Small-Overlap-Crash definiert verformt werden, und so Energie eines Vorderrads abbauen und das Abgleiten des Vorderrads entlang der rampenförmigen Kontur 13d am vorderen Abschnitt des Mittenschwellerteils 13 gewährleisten.
Der Bereich des Mittenschwellerteils 13, der in Querrichtung von vorne nach hinten gesehen die zunehmende Erstreckung aufweist und demnach die rampenartige Kontur 13d ausbildet, stellt demnach eine Ableitfläche für das Vorderrad des Fahrzeugs im Crashfall bereit. Bei geringem Gewicht des Schwellers 10 kann derselbe einen optimalen Insassenschutz bereitstellen.
Im Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 ist der Schweller 10, der das Außenschwellerteil 11, das Innenschwellerteil 12 und das Mittenschwellerteil 13 umfasst, vorne und hinten offen, nämlich sowohl zwischen Außenschwellerteil 11 und Mittenschwellerteil 13 als auch zwischen Mittenschwellerteil 13 und Innenschwellerteil 12, wobei derselbe vorne und hinten vorzugsweise durch sogenannte Schließbleche verschlossen ist (nicht dargestellt). Im Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 ist demnach das Mittenschwellerteil 13 derart konturiert, dass bei entfernten Schließblechen ein zwischen dem Innenschwellerteil 12 und dem Mittenschwellerteil 13 eingeschlossener Teilraum des Hohlraums 14 und ein zwischen dem Außenschwellerteil 11 und dem Mittenschwellerteil 13 eingeschlossener Teilraum des Hohlraums 14 vorne und hinten offen ist.
Beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 ist das Mittenschwellerteil 13 sowohl mit dem Innenschwellerteil 12 als auch mit dem Außenschwellerteil 11 verbunden, zum Beispiel durch Punktschweißen und/oder Verkleben. Wie bereits ausgeführt, ist das Mittenschwellerteil 13 über seine Flansche 13c mit dem Mittelsegment 12a des Innenschwellerteils 12 verbunden, wohingegen das Mittenschwellerteil 13 mit seinem Mittelsegment 13a mit dem Mittelsegment 11a des Außenschwellerteils 11 verbunden ist.
Details eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schwellers 10 zeigen 5 und 6, wobei sich das Ausführungsbeispiel der 5 und 6 vom Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 lediglich dadurch unterscheidet, dass erstens das Mittenschwellerteil 13 des Schwellers 10 an seinem vorderen und hinteren Abschnitt derart konturiert ist, dass dasselbe bei entfernten Schließblechen den Teilraum des Hohlraums 14, der zwischen dem Innenschwellerteil 12 und dem Mittenschwellerteil 13 ausgebildet ist, vorne und hinten unter Ausbildung vertikaler Flansche verschließt, und dass zweitens das Mittenschwellerteil 13 des Schwellers 10 ausschließlich mit dem Innenschwellerteil 12, jedoch nicht mit dem Außenschwellerteil 11 verbunden ist.
Hinsichtlich aller übrigen Details stimmt das Ausführungsbeispiel der 5 bis 6 mit dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 überein, sodass zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden und auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Außenschwellerteil 11, Innenschwellerteil 12 und Mittenschwellerteil 13 können aus Stahlblech oder Aluminiumblech ausgeführt sein. Vorzugsweise sind dieselben aus einem Stahlblech gefertigt. Wie bereits ausgeführt, sind nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Außenschwellerteil 11 und das Innenschwellerteil 12 und gegebenenfalls das Mittenschwellerteil 13 an ihren vorderen Abschnitten derart ausgeführt, dass dieselben dort eine geringere Festigkeit aufweisen als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers 10, sodass dieselben demnach in einem mittleren Bereich und hinteren Bereichen über eine höhere Festigkeit verfügen als an ihren vorderen Abschnitten.
Dies kann dadurch gewährleistet werden, dass diese Schwellerteile 11, 12 und gegebenenfalls 13 entweder in Form sogenannter geschweißter Platinen gebildet sind, was unter dem Begriff „Tailor Welded Blank“ bekannt ist oder die unterschiedlichen Abschnitte mit den unterschiedlichen Festigkeiten durch entsprechend angepasste Wärmebehandlungen beim Wärmeumformen bzw. Presshärten ausgebildet werden, was auch unter den Begriff „Tailored Tempering“ bekannt ist. Alternativ oder zusätzlich können die höheren Festigkeiten in den mittleren und hinteren Abschnitten der Schwellerbauteile dadurch gewährleistet werden, dass dort zusätzliche Bauteile mit dem Innenschwellerteil 12 und/oder dem Außenschwellerteil 11 verbunden sind.
Der erfindungsgemäße Schweller ist Bestandteil einer Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, erstreckt sich in der Karosseriestruktur in Längsrichtung des Fahrzeugs und stellt einen optimalen Insassenschutz bei einem Small-Overlap-Crash sowie einem Pfahl-Crash bereit. Beim Pfahl-Crash sind mittlere und hintere Abschnitte bzw. Bereiche des Schwellers 10 wirksam, wohingegen beim Small-Overlap-Crash ein vorderer Abschnitt des jeweiligen Schwellers 10 wirksam ist, und zwar derart, dass der weichere vordere Abschnitt im Bereich des Außenschwellerteils 11 und vorzugsweise auch der weichere vordere Abschnitt im Bereich des Innenschwellerteils 12, die eine geringere Festigkeit und höheren Bruchdehnung aufweisen, Energie aufnimmt und das Vorderrad des Fahrzeugs insbesondere unterstützt durch die rampenartige Konturierung im vorderen Bereich des Mittenschwellerteils 13, der gegenüber den vorderen Bereichen von Innenschwellerteil 12 und Außenschwellerteil 11 nach hinten zurückversetzt ist, definiert ableitet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1118528 A2 [0006]

Claims

Schweller (10) für eine Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, wobei sich der Schweller im Wesentlichen in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt; mit einem im Querschnitt schalenartigen oder hutartigen Außenschwellerteil (11), welches eine Außenschweller-Festigkeit aufweist; mit einem im Querschnitt schalenartigen oder hutartigen Innenschwellerteil (12), welches eine Innenschweller-Festigkeit aufweist; wobei Außenschwellerteil (11) und Innenschwellerteil (12) an einem oberen Ende und einem unteren Ende derselben über sich in Längsrichtung erstreckende Flansche (11c, 12c) miteinander verbunden sind; mit einem zwischen dem Außenschwellerteil (11) und dem Innenschwellerteil (12) positionierten, im Querschnitt schalenartigen oder hutartigen Mittenschwellerteil (13), welches eine Mittenschweller-Festigkeit aufweist, wobei das Mittenschwellerteil (13) zumindest mit dem Innenschwellerteil (12) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Außenschwellerteil (11) zumindest im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts eine Festigkeit aufweist, die niedriger ist als eine von der Außenschweller-Festigkeit, der Innenschweller-Festigkeit und der Mittenschweller-Festigkeit und den Massen derselben abhängige durchschnittliche Festigkeit des Schwellers.
Schweller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenschwellerteil (13) zumindest im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts eine Festigkeit aufweist, die niedriger ist als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers.
Schweller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittenschwellerteil (13) zumindest im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts eine Festigkeit aufweist, die niedriger ist als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers; und/oder im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts gegenüber dem Außenschwellerteil (11) und dem Innenschwellerteil (12) verkürzt ist; und/oder im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts in Querrichtung gesehen eine von vorne nach hinten zunehmende Erstreckung aufweist.
Schweller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenschwellerteil (11) und das Innenschwellerteil (12) in Längsrichtung gesehen gleiche Abmessungen aufweisen; das Mittenschwellerteil (13) in Längsrichtung gesehen im Bereich eines vorderen Abschnitts gegenüber dem Außenschwellerteil und dem Innenschwellerteil verkürzt ist; das Innenschwellerteil (12) in demjenigen vorderen Abschnitt eine niedrigere Festigkeit als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers aufweist, in welchem sich das Mittenschwellerteil (13) nicht erstreckt; das Mittenschwellerteil (13) im Bereich eines in Längsrichtung des Fahrzeugs gesehen vorderen Abschnitts in Querrichtung gesehen eine von vorne nach hinten zunehmende Erstreckung aufweist; das Außenschwellerteil (11) in demjenigen vorderen Abschnitt eine niedrigere Festigkeit als die durchschnittliche Festigkeit des Schwellers aufweist, in welchem sich das Mittenschwellerteil die sich ändernde Erstreckung in Querrichtung aufweist und in welchem sich das Mittelschwellerteil nicht erstreckt.
Schweller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Mittenschwellerteil (13) mit der in Querrichtung von vorne nach hinten zunehmenden Erstreckung eine rampenartige Kontur (13d) ausbildet, die eine Abgleitfläche für ein Vorderrad des Fahrzeugs im Crashfall bildet.
Schweller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte mit unterschiedlicher Festigkeit von Außenschwellerteil (11) und/oder Innenschwellerteil (13) und/oder Mittenschwellerteil (13) durch eine abschnittsweise unterschiedliche Wärmebehandlung des jeweiligen Schwellerteils ausgebildet sind.
Schweller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte mit unterschiedlicher Festigkeit von Außenschwellerteil (11) und/oder Innenschwellerteil (12) und/oder Mittenschwellerteil (13) durch ein aus unterschiedlichen Werkstoffen zusammengeschweißtes Schwellerteil ausgebildet sind.
Schweller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittenschwellerteil (13) mit dem Innenschwellerteil (12) und mit dem Außenschwellerteil (11) verbunden ist.
Schweller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittenschwellerteil (13) ausschließlich mit dem Innenschwellerteil (12) verbunden ist.
Karosseriestruktur eines Fahrzeugs, mit einem sich im westlichen in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckenden Schweller nach einem der Ansprüche 1 bis 9.