DE102018004267A1

DE102018004267A1 - Verstärkungsblech für eine B-Säule einer Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102018004267A1
Application number: DE102018004267.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan STANIK; Yannic Berger
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2019-12-05

Abstract

Die vorliegende Entwicklung betrifft ein Verstärkungsblech (10) für eine B-Säule (6) einer Kraftfahrzeugkarosserie (2) mit einem längserstreckten Blechkörper (11), welcher:
- an einem oberen Längsende (12) ein Kopfteil (14) zur Anbindung an eine Dachstruktur (4) der Kraftfahrzeugkarosserie (2) aufweist,
- an einem gegenüberliegenden unteren Längsende (16) ein Fußteil (18) zur Anbindung an einen Seitenschweller (9) aufweist und welcher
- ein Mittelteil (15) aufweist, welches sich zwischen dem Fußteil (18) und dem Kopfteil (14) erstreckt,
- wobei das Fußteil (18) bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung (x) eine Breite B aufweist, welche höchstens das 2,5 - Fache der Breite D des Mittelteils (15) beträgt und wobei das Fußteil (18) bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (x) asymmetrisch ausgestaltet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Entwicklung betrifft ein Verstärkungsblech für eine B-Säule einer Kraftfahrzeugkarosserie sowie eine mit einem derartigen Verstärkungsblech ausgestattete Kraftfahrzeugkarosserie. Ein weiterer Gegenstand ist ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Verstärkungsblech bzw. mit einer solchen Karosserie.
Hintergrund
Zur Reduzierung der Produktions- und Herstellungskosten von Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeugkarosserien ist es von Vorteil, einen Platinenverschnitt für die Bereitstellung von Blechen für die Kraftfahrzeugkarosserie so gering wie möglich zu halten. Verstärkungsbleche für oder von Kraftfahrzeug B-Säule haben typischerweise einen vergleichsweise breiten Fuß in Fahrzeuglängsrichtung. Derartige Verstärkungsblech werden typischerweise aus einer Platine ausgestanzt oder zugeschnitten. Aufgrund des vergleichsweise breiten Fußes ist der Verschnitt hierbei relativ hoch. Der Fuß einer B-Säule muss jedoch vergleichsweise große Verformungskräfte aufnehmen, sodass kollisionsbedingte Aufprallenergien hinreichend absorbiert und abgebaut werden können.
In einem oberen Bereich der B-Säule dürfen hingegen kaum oder nur vergleichsweise geringe Verformungen auftreten, um einer kollisionsbedingten Intrusion der Fahrgastzelle entgegenzuwirken.
So zeigt beispielsweise die 2 die Umrisse zweier Verstärkungsbleche 100 nach dem Stand der Technik, wie sie beispielsweise aus einer Platine 110 ausgeschnitten oder ausgestanzt werden können. Die Verstärkungsbleche 100 weisen jeweils ein oberes Längsende 112 und ein gegenüberliegendes unteres Längsende 116 auf. In 2 ist deutlich zu erkennen, dass das untere Längsende 116 einen verhältnismäßig breiten Fuß 118 aufweist. Dies führt zu einem verhältnismäßig großen Verschnitt der Platine 110 beim Ausstanzen oder Ausschneiden der Verstärkungsbleche 100.
Es ist insoweit Zielsetzung, ein verbessertes Verstärkungsblech für eine B-Säule einer Kraftfahrzeugkarosserie bereitzustellen, welche im Herstellungsprozess einen geringeren Verschnitt und eine geringe Material-Ausschussrate einer bereitgestellten Platine ermöglicht. Das Verstärkungsblech, insbesondere dessen Fußteil soll ein gefordertes Maß an Duktilität aufweisen und vorgegebene Anforderungen hinsichtlich eines Seitenaufprall - Kollisionsverhaltens erfüllen. Das Verstärkungsblech bzw. die B-Säule soll sich ferner durch einen geringeren Materialverbrauch und durch ein reduziertes Gewicht auszeichnen. Trotz verringerten Gewichts und Materialverbrauchs soll sich das Verstärkungsblech durch ein unverändert gutes oder sogar verbessertes Seitenaufprall-Kollisionsverhalten auszeichnen
Vorteilhafte Ausgestaltungen
Diese Aufgabe wird mit einem Verstärkungsblech gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, mit einer Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 14 sowie mit einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei Gegenstand jeweils abhängiger Patentansprüche.
Insoweit ist ein Verstärkungsblech für eine B-Säule einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen. Das Verstärkungsblech weist einen längserstreckten Blechkörper auf. Der Blechkörper weist an einem oberen Längsende ein Kopfteil auf. Dieses dient der Anbindung an eine Dachstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie. Der Blechkörper weist an einem gegenüberliegenden unteren Längsende ein Fußteil zur Anbindung an einen Seitenschweller der Kraftfahrzeugkarosserie auf. Der Blechkörper weist ferner ein Mittelteil auf, welches sich zwischen dem Fußteil und dem Kopfteil erstreckt.
Das Mittelteil kann mittig zwischen dem oberen Längsende und dem unteren Längsende liegen. Das Mittelteil kann sich insbesondere über eine gewisse oder vorgegebene Erstreckung um die geometrische Mitte zwischen dem oberen und dem unteren Längsende erstrecken. Insgesamt kann die Länge des Mittelteils etwa oder bis zu 50 % der Längserstreckung des Verstärkungsblechs betragen. Die Längserstreckungen des Fußteils und/oder des Kopfteils können bis zu 25 % der Längserstreckung des gesamten Verstärkungsblechs betragen.
Das Fußteil des Blechkörpers, mithin des Verstärkungsblechs weist, bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung (x) eine breite B auf, welche höchstens das 2,5 - Fache der Breite D des Mittelteils beträgt. Des Weiteren ist das Fußteil bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (x) asymmetrisch ausgestaltet. Er kann insbesondere eine nach vorn, in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs gewandte Längserstreckung aufweisen, die größer ist als eine dem Heck des Fahrzeugs zugewandte Längserstreckung. Die asymmetrische Ausgestaltung des Fußteils kann sich vorteilhaft auf das Kollisionsverhalten des Kraftfahrzeugs, insbesondere auf ein Intrusionsverhalten der B-Säule bei einem Seitenaufprall auswirken.
Zugleich ist ein hinsichtlich seiner Breite reduziertes Fußteil des Verstärkungsblechs vorgesehen, wodurch ein Platinenverschnitt und eine Material - Ausschussrate reduziert und optimiert werden kann. Ferner kann hierdurch das Gesamtgewicht des Verstärkungsblechs als auch der Materialverbrauch für die Bereitstellung des Verstärkungsblechs reduziert werden.
Bei dem Verstärkungsblech handelt es sich typischerweise um ein Außenblech oder um eine Außenschale der B-Säule. Das Verstärkungsblech wird typischerweise mit einem hierzu korrespondierend ausgestalteten Innenblech verbunden. Das Innenblech und das Außenblech bilden insoweit eine doppelwandig ausgestaltete B-Säule der Kraftfahrzeugkarosserie.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verstärkungsblechs beträgt die Breite B des Fußteils weniger als das 2,3 - Fache, weniger als das 2,2 - Fache, weniger als das 2,1 - Fache, weniger als das 2 - Fache, weniger als das 1,9 - Fache, weniger als das1,8 - Fache, weniger als das 1,7 - Fache oder weniger als das 1,6 - Fache der Breite D des Mittelteils. Ein derart schlankes Fußteil ermöglicht eine weitere Reduzierung des Gewichts des Verstärkungsblechs und somit auch des Gewichts der Kraftfahrzeugkarosserie bei gleichbleibend hoher mechanischer Stabilität im Hinblick auf ein Kollisionsverhalten der Kraftfahrzeugkarosserie. Des Weiteren können durch ein derart schmales Fußteil der Zuschnitt einer Platine und der Platinenzuschnitt weiter verbessert und optimiert werden. Material- und Rohstoffkosten können auf diese Art und Weise weiter reduziert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung beträgt die Breite B des Fußteils zumindest das 1,1 - Fache, zumindest das 1,2 - Fache, zumindest das 1,3 - Fache oder zumindest das 1,4 - Fache der Breite D des Mittelteils. Mit anderen Worten ist die Breite die Breite B des Fußteils zumindest geringfügig größer als die Breite D des Mittelteils. Eine gewisse Verbreiterung des Fußteils gegenüber dem Mittelteil verbessert die mechanische Stabilität und Lastübertragung zwischen der B-Säule und einem im Bodenbereich des Kraftfahrzeugs angeordneten Seitenschweller. Das Kollisionsverhalten des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei einem Seitenaufprall, kann hierdurch verbessert werden.
Gleichzeitig können auf diese Art und Weise das Gewicht des Verstärkungsblechs, das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs als auch der Platinenzuschnitt weiter reduziert bzw. optimiert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Mittelteil mittig zwischen dem oberen Längsende und dem unteren Längsende des Blechkörpers bzw. des Verstärkungsblech die zuvor genannte Breite D auf. Das Mittelteil kann eine in Längsrichtung des Verstärkungsblechs in etwa gleichbleibender Breite D aufweisen. Es kann aber auch in Längsrichtung eine variable Breite D aufweisen. So kann das Mittelteil zum Beispiel eine sich zum Kopfteil hin verjüngende Breite D aufweisen. Ferner kann das Mittelteil angrenzend an das Fußteil eine größere Breite D aufweisen als in einem Bereich, welcher an das Kopfteil angrenzt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Mittelteil eine gedachte Längsachse auf, welche sich mittig zwischen einem vorderen Profilabschnitt und einem hinteren Profilabschnitt des Mittelteils und welches sich in Längsrichtung des Blechkörpers erstreckt. Vordere und hintere Profilabschnitte können beispielsweise zur Bildung eines im Querschnitt C-förmigen Profilquerschnitts des Verstärkungsblechs ausgestaltet sein. Die gedachte Längsachse kann in etwa mittig zwischen dem vorderen und dem hinteren Profilabschnitt verlaufen. Vorderer und hinterer Profilabschnitt können parallel zueinander oder konisch zueinander ausgerichtet sein. Bei einer konischen Ausgestaltung des Verstärkungsblechs kann sich der Abstand zwischen dem vorderen und dem hinteren Profilabschnitt zum Kopfteil hin verjüngen. Jedwede parallele oder konische Formgebung erweist sich im Hinblick auf eine geringe Ausschussrate beim Ausstanzen von zumindest zwei identisch oder spiegelsymmetrisch zueinander ausgestalteten Verstärkungsblechen aus einer zum Beispiel rechteckigen Platine als vorteilhaft. Der Materialverbrauch beim Ausstanzen oder Ausschneiden aus einer Platine kann aufgrund der Formgebung des Verstärkungsblechs reduziert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Fußteil bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (x) ein vorderes Ende und ein hinteres Ende auf. Dabei weist das vordere Ende einen größeren Abstand zur Längsachse als das hintere Ende auf. Dadurch dass das Fußteil nach vorn, in Fahrtrichtung des Fahrzeug eine größere Erstreckung als in die entgegengesetzte Richtung zum Heck des Kraftfahrzeugs aufweist kann es insbesondere in Kollisionsszenarien, bei welchen ein Objekt bezogen auf die Fahrzeuglängsachse (x) unmittelbar vor der B-Säule mit der Seitenwand des Kraftfahrzeugs kollidiert, der Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere der B-Säule, einer verbesserte Stabilität und ein verbessertes Intrusionsverhalten verleihen. Eine Crashbewertung und eine Versicherungsklasseneinstufung des Kraftahrzeugs können trotz geringeren Materialeinsatzes für das Verstärkungsblech zumindest gleich bleiben oder sogar verbessert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das hintere Ende des Fußteils als eine im Wesentlichen bündige oder als eine im Wesentlichen geradlinige Verlängerung des hinteren Profilabschnitts des Mittelteils ausgestaltet. Mithin kann das hintere Ende des Fußteils frei von in Fahrzeuglängsrichtung (x) ausgerichteten Vorsprüngen oder Auskragungen sein. Dies ermöglicht einen weiteren materialoptimierenden Zuschnitt mehrerer identisch oder spiegelsymmetrisch zueinander ausgerichteter Verstärkungsbleche aus einer Platine.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Kopfteil als bündige Verlängerung des Mittelteils ausgestaltet und ist frei von in Fahrzeuglängsrichtung (x) verlaufenden Vorsprüngen oder Auskragungen. Hierbei können bezogen auf die Fahrzeuglängsachse (x) sowohl ein vorderes Ende also ein hinteres Ende des Kopfteils bündig oder als eine im Wesentlichen geradlinige Verlängerung von vorderem bzw. hinterem Profilabschnitt des Mittelteils ausgestaltet sein. Ein derart schlankes Kopfteil erweist sich im Hinblick auf eine Reduzierung der Material - Ausschussrate beim Ausstanzen mehrerer Verstärkungsbleche aus einer Platine als vorteilhaft.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verstärkungsblechs sind das Kopfteil, das Mittelteil und das Fußteil einstückig miteinander verbunden. Kopfteil, Mittelteil und Fußteil sind insoweit Abschnitte eines einteiligen Verstärkungsblechs, welches sich in einer Montagekonfiguration an der Kraftfahrzeugkarosserie durchgehend von der Dachstruktur der Kraftfahrzeugkarosserie bis zum Seitenschweller im Bodenbereich der Kraftfahrzeugkarosserie erstreckt. Die einteilige bzw. einstückige Ausgestaltung des Verstärkungsblechs erweist sich herstellungstechnisch als auch montagetechnisch als besonders günstig und vorteilhaft. Zudem kann das einteilige bzw. einstückige Verstärkungsblech ein gefordertes Maß an Stabilität, Struktursteifigkeit und Verwindungssteifigkeit aufweisen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weisen das Kopfteil und das Mittelteil einen pressgehärteten Stahl auf. Ein pressgehärteten Stahl zeichnet sich durch eine besonders hohe Festigkeit und Struktursteifigkeit auf. Die Ausgestaltung des oberen Bereichs des Verstärkungsblechs, mithin des Kopfteils und des Mittelteils als pressgehärteter Stahl ist für die Bildung einer besonders steifen Fahrgastzelle von Vorteil. Etwaige auf das Verstärkungsblech von außen einwirkende Verformungskräfte, welche etwa bei einem Seitenaufprall frei werden führen insoweit nur zu einer vergleichsweise geringeren Verformung oder Intrusion des Verstärkungsblechs im Bereich seines Kopfteils und/oder im Bereich seines Mittelteils.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Fußteil des Verstärkungsblechs einen weichgeglühten Stahl auf. Ein weichgeglühter Stahl kann im Vergleich zu einem pressgehärteten Stahl ein höheres Maß an Duktilität und ein höheres Maß an Verformbarkeit oder Elastizität aufweisen. Das Fußteil kann somit ein gefordertes Deformationsverhaltens bereitstellen, welches im Lastfall, d. h. etwa bei einer Kollision, ein vorgegebenes Deformationsverhalten aufweist. Die Verformbarkeit des Fußteils eignet sich insbesondere zur Aufnahme und zur Absorption von extern in das Verstärkungsblech einwirkenden Verformungskräften. Insoweit kann das Fußteil im Vergleich zum Kopfteil und/oder Mittelteil eine erhöhte Elastizität oder erhöhte Duktilität aufweisen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Fußteil im Vergleich zum Mittelteil und/oder im Vergleich zum Kopfteil eine höhere Duktilität auf. Das Fußteil kann in vergleichsweise hohem Maße elastischen Deformation unterliegen, bevor eine Streckgrenze des Stahlblechs in diesem Bereich erreicht wird. Ein Aufreißen oder Auseinanderbrechen des Fußteils kann auf diese Art und Weise verhindert werden und die Anbindung des Fußteils an den Seitenschweller bleibt selbst bei Einwirkung verhältnismäßig großer Verformungskräfte weitreichend intakt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist zumindest eines von Kopfteil, Mittelteil und Fußteil zumindest abschnittsweise ein C-förmiges Querschnittsprofil mit einem Zentralabschnitt und mit zwei an den Zentralabschnitt angrenzenden gegenüberliegenden Wangen auf. Die Wangen fungieren etwa als Seitenwangen. Das Kopfteil, das Mittelteil und/oder Fußteil können eine Art Hutprofil aufweisen. Der Zentralabschnitt bildet dabei typischerweise einen, bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung (y) außen liegenden Abschnitt, von welchem sich die Wangen in Fahrzeugquerrichtung (y) nach innen erstrecken.
Im Übergang vom Zentralabschnitt in eine in Fahrzeuglängsrichtung angrenzende Wange weist das Verstärkungsblech typischerweise den bereits zuvor im Hinblick auf das Mittelteil erwähnten Profilabschnitt auf. Mithin können hier ein vorderer Profilabschnitt und/oder hinterer Profilabschnitt vorgesehen sein. Der vordere Profilabschnitt kann insbesondere mit einem Übergang vom Zentralabschnitt in eine vordere, der Fahrtrichtung zugewandte Seitenwange zusammenfallen. Der hintere Profilabschnitt kann mit einem Übergang vom Zentralabschnitt in eine hintere, dem Fahrzeugheck zugewandte Seitenwange zusammenfallen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weisen die Wangen des Fußteils dem Zentralabschnitt abgewandt jeweils einen Anbindungsflansch auf. Bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung kann eine der Wangen nach vorn, d. h. der Fahrzeugfront zugewandt am Zentralabschnitt angeordnet sein. Die andere Wange kann heckseitig, d. h. an einer dem Fahrzeugheck zugewandten Seite des Zentralabschnitts angeordnet sein. Die vordere Wange kann dem Zentralabschnitt abgewandt eine nach vorn, der Fahrzeugfront zugewandten Anbindungsflansch aufweisen. Die heckseitige oder hintere Wange kann einen dem Fahrzeugheck zugewandten Anbindungsflansch aufweisen.
Mittels der Anbindungsflansche sind die Wangen und das Fußteil mit einem hiermit korrespondierenden Innenblech der B-Säule verbindbar. Das Innenblech weist typischerweise mit den Anbindungsflanschen korrespondierende Flansche auf. Die aneinander anliegenden Anbindungsflansche des B-Säulen Innenblechs und des hier beschriebenen äußeren Verstärkungsblechs können beispielsweise miteinander verschweißt sein. Das Verstärkungsblech und das hierzu korrespondierend ausgestaltete Innenblech können eine B-Säule mit einem geschlossenen Hohlprofil bilden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verstärkungsblechs verjüngen sich die Wangen zum unteren Längsende hin. Der Zentralabschnitt, welcher, bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung zwischen der vorderen und der hinteren Wange des Fußteils liegt, weist am unteren Längsende des Blechkörpers einen Fortsatz auf, welcher in Längsrichtung vom unteren Ende der Wangen hervorsteht. Mit anderen Worten enden die Wangen in einem vorgegebenen Abstand zum unteren Längsende des Blechkörpers.
Die Anbindungsflansche der Wangen können insoweit von oben nach unten betrachtet, in Richtung zum weitreichend ebenen Zentralabschnitt verlaufen und quasi in den Zentralabschnitt bzw. in den Fortsatz am unteren Ende des Zentralabschnitt auslaufen. Aufgrund der Verjüngung der Wangen können die Anbindungsflansche ausgehend von einem oberen Ende des Fußteils in Richtung zum unteren Längsende des Blechkörpers und bezogen auf die Fahrzeugshochachse (z) bzw. Fahrzeugquerachse (y) zumindest abschnittsweise schräg nach unten und schräg nach außen verlaufen. Sie können an einem unteren Endabschnitt der Wangen auch im Wesen in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufen. Die Anbindungsflansche der Wangen können dem Verstärkungsblech eine erhöhte Struktursteifigkeit und Stabilität verleihen.
Nach einem weiteren Aspekt ist eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Seitenschweller, mit einer Dachstruktur und mit zumindest einem zuvor beschriebenen, sich zwischen der Dachstruktur und dem Seitenschweller erstreckenden Verstärkungsblech vorgesehen. Das Verstärkungsblech ist hierbei mit seinem Kopfteil an der Dachstruktur befestigt. Es ist ferner mit seinem Fußteil am Seitenschweller befestigt. Die Befestigung erfolgt typischerweise mittels einer oder mittels mehreren Schweißverbindungen. Als Fügeverfahren kommen ein Punktschweißen oder auch ein Laserschweißen infrage. Gegebenenfalls kann das Verstärkungsblech auch mit dem Seitenschweller und/oder mit der Dachstruktur verklebt sein.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Seitenschweller ein im Querschnitt L-förmiges oder C-förmiges Profil mit einer Oberseite und mit einer Außenseite auf. Das Verstärkungsblech ist dabei mit einer Innenseite des Fußteils an der Außenseite des Seitenschwellers befestigt. Das Verstärkungsblech weist ferner im Übergang von den Anbindungsflanschen in den Fortsatz jeweils einen Abstützabschnitt auf, mittels welchem sich das Verstärkungsblech an der Oberseite des Seitenschwellers abstützt. So kann vorgesehen sein, dass die beispielsweise schräg zur Fahrzeughochachse und zur Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Anbindungsflansche im Bereich der sich verjüngende Wangen weitreichend geradlinig ausgestaltet sind aber im Übergang an den Fortsatz des Zentralabschnitts einen abgekanteten, als Abstützabschnitt fungierenden Sockel aufweisen.
Dieser kann sich beispielsweise im Wesentlichen senkrecht zur Ausrichtung des Fortsatzes erstrecken. Der Abstützabschnitt kann sich beispielsweise im Wesentlichen in Horizontalrichtung, d. h. in Fahrzeugquerrichtung erstrecken und sich auf der ebenfalls im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufenden Oberseite des Seitenschwellers abstützen. Insoweit kann das Verstärkungsblech eine entlang der Fahrzeughochachse (z) wirkende Abstützung am Seitenschweller erfahren. Die strukturelle Anbindung des Verstärkungsblechs an den Seitenschweller kann auf diese Art und Weise verbessert werden.
Im Bereich des Abstützabschnitts, im Bereich des weitreichend eben ausgestalteten Fortsatzes als auch im Bereich des nach innen abgekanteten Anbindungsflanschs können jeweils zumindest eine oder mehrere Schweißverbindungen vorgesehen sein. Auf diese Art und Weise kann eine besonders gute, dauerhafte und widerstandsfähige wechselseitige Befestigung von Fußteil und Seitenschweller bereitgestellt werden, die selbst bei Einwirkung besonders starker Verformungskräfte ein Loslösen des Verstärkungsblechs vom Seitenschweller verhindert.
In einem weiteren Aspekt ist schließlich ein Kraftfahrzeug mit einer zuvor beschriebenen Kraftfahrzeugkarosserie bzw. mit zumindest einem zuvor beschriebenen Verstärkungsblech im Bereich der B-Säule der Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen.
Figurenliste
Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten werden im nachfolgenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs,
2 eine Platine mit zwei zueinander um 180° gedrehten auf der Platine angedeuteten Schnitt- oder Stanzmustern zum Ausstanzen oder Ausschneiden von Verstärkungsblechen nach dem Stand der Technik,
3 eine Platine auf der zwei identisch und um 180° zueinander gedrehte anspruchsgemäße Verstärkungsbleche angedeutet sind,
4 eine Draufsicht auf eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einer B-Säule und einem Verstärkungsblech gemäß der 3,
5 eine perspektivische Darstellung der Kraftfahrzeugkarosserie gemäß 4,
6 eine Querschnitt A-A gemäß 4,
7 einen Querschnitt B-B gemäß 4,
8 eine isolierte Darstellung eines Verstärkungsblechs gemäß 3,

Detaillierte Beschreibung
Das in 1 in Seitenansicht schematisch gezeigte Kraftfahrzeug 1 weist eine selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie 2 mit einem als Fahrgastzelle fungierenden Innenraum 3 auf. Der Innenraum 3 ist nach oben von einer Dachstruktur 4 und nach unten von einem Bodenbereich der Kraftfahrzeugkarosserie 2 begrenzt. Im Bodenbereich sind an den Außenseiten der Kraftfahrzeugkarosserie Seitenschweller 9 vorgesehen. In der Darstellung gemäß 1 sind eine linke Seite der Dachstruktur 4 und ein linker Seitenschweller 9 gezeigt.
Das vorliegend beanspruchte und in 8 isoliert gezeigte Verstärkungsblech 10 weist ein oberes Längsende 12 mit einem Kopfteil 14 und ein gegenüberliegendes unteres Längsende 16 mit einem Fußteil 18 auf. Wie insbesondere anhand der 3 und 8 ersichtlich, weist das Fußteil 18 eine Breite B auf, die höchstens das 2,5 - Fache der Breite D eines Mittelteils 15 des Blechkörpers 11 des Verstärkungsblechs 10 beträgt. Das Fußteil 18 weist ferner bezogen auf die Fahrzeuglängsachse (x) eine Asymmetrie auf. Seine Erstreckung in Richtung zur Fahrzeugfront ist größer als eine Erstreckung in entgegengesetzter Richtung hin zum Fahrzeugheck.
Auf diese Art und Weise kann eine verbesserte strukturelle Anbindung des Verstärkungsblechs 10, mithin der gesamten B-Säule 6 an den Seitenschweller 9 erfolgen. Der nach vorn, in Fahrtrichtung gerichtete Übergang zwischen dem Verstärkungsblech 10 und dem Seitenschweller 9 kann trotz verringerter geometrischer Abmessungen verbessert werden. Die B-Säule 6 kann bei einem Seitenaufprall trotz reduziertem Gewicht und reduzierter Erstreckung geforderte Crashtestanforderungen im Hinblick auf ein Intrusions- oder Eindringverhalten erfüllen.
Das Mittelteil 15 befindet sich in etwa mittig zwischen dem oberen Längsende 12 und dem unteren Längsende 16 des Blechkörpers 11 des Verstärkungsblechs 10. Von Vorteil kann das Fußteil 18 bezogen auf die Fahrzeuglängsachse (x) eine Breite D aufweisen, das weniger als das 2,3 - Fache, weniger als das 2,2 - Fache, weniger als das 2,1 - Fache, weniger als das 2,0 - Fache, weniger als das 1,9 - Fache, weniger als das 1,8 - Fache, weniger als das 1,7 - Fache oder weniger als das 1,6 - Fache der Breite D des Mittelteils (15) beträgt. Es ist insbesondere denkbar, dass ein dem Fahrzeugheck zugewandter Bereich des Fußteils 18 als geradlinige Verlängerung des Mittelteils 15 ausgestaltet ist und insoweit kaum oder gar nicht in Fahrzeuglängsrichtung (x) von der Längserstreckung des Blechkörpers 11 bzw. des Verstärkungsblechs 10 hervorsteht.
In 8 ist ferner eine gedachte Längsachse 80 des Verstärkungsblechs 10 dargestellt. Diese erstreckt sich in etwa mittig zwischen einem vorderen Profilabschnitt 21 und einem hinteren Profilabschnitt 27 des Mittelteils 15 des Blechkörpers 11. Die Längsachse 80 erstreckt sich ferner in etwa parallel zur Längserstreckung des Verstärkungsblechs 10 bzw. seines Blechkörpers 11.
Wie aus der Zusammenschau der 5 und 6 hervorgeht, weisen das Mittelteil 15 und das Fußteil 18 des Verstärkungsblechs 10 der B-Säule 6 zumindest bereichsweise ein C-förmiges Querschnittsprofil auf. Auf die Fahrzeugquerrichtung (y) bezogen außen liegend weist das Verstärkungsblech 10 einen weitreichend eben ausgestalteten Zentralabschnitt 20 auf, welcher der Fahrzeugfront zugewandt in eine vordere Wange 22 und dem Fahrzeugheck zugewandt in eine hintere Wange 24 übergeht. Die vordere Wange 22 weist an ihrem dem Zentralabschnitt 20 abgewandten Ende einen nach vorn ragenden Anbindungsflansch 23 auf. Die hintere Wanne 24 weist an ihrem dem Zentralabschnitt 20 abgewandten Ende einen hinteren Anbindungsflansch 25 auf. Die vordere Wange 22 geht über den Profilabschnitt 21 in den Zentralabschnitt 20 über. Die hintere Wange 24 geht über den Profilabschnitt 27 in den Zentralabschnitt 20 über. Die Profilabschnitte 21, 27 sind in etwa als rechtwinklige Krümmungen ausgestaltet.
Die Breite D des Mittelteils 15 ist in etwa mittig zwischen dem oberen Längsende 12 und dem unteren Längsende 16 zu bestimmen. Sie kann entweder als Abstand zwischen den nach vorn und nach hinten ragenden Enden der Anbindungsflansche 23, 25 oder als Abstand zwischen den Profilabschnitten 21, 27 bestimmt werden. Für jede der Definitionen der Breite D gilt, dass die Breite B des Fußteils 18 höchstens das 2,5 - Fache der Breite D beträgt.
Wie ferner in 8 gezeigt weist das Fußteil 16 ein vorderes Ende 17 auf, welches im Montagezustand an der Kraftfahrzeugkarosserie 2 der Fahrzeugfront zugewandt ist. Das Fußteil 16 weist ferner ein hinteres Ende 19 auf, welches im Endmontagezustand an der Kraftfahrzeugkarosserie 2 dem Fahrzeugheck zugewandt ist. Wie insbesondere in 8 dargestellt weist das vordere Ende 17 einen größeren Abstand zur Längsachse 80 als das hintere Ende 19 auf. Mit anderen Worten weist das Fußteil 18 eine größere Erstreckung zur Fahrzeugfront als zum Fahrzeugheck auf. Bezogen auf die Fahrzeuglängsachse (x) ist das Fußteil insoweit asymmetrisch ausgestaltet und kann bezogen auf die Fahrzeuglängsachse (x) unmittelbar vor der B-Säule auftreffende Belastungen oder dort in die B-Säule eingeleitete Kräfte besonders gut in den darunterliegenden Seitenschweller 9 ableiten. Trotz verkürzter Geometrie und der sich hierdurch bietenden Materialeinsparung, insbesondere was den Platinenverschnitt anbelangt, kann das Verstärkungsblech 10 vorgegebene mechanische Belastungsanforderungen im Hinblick auf ein Kollisionsszenario einhalten.
Die in 3 gezeigte Platine 210 weist gegenüber der zum Stand der Technik zählenden Platine 110 gemäß 2 einen deutlich größeren Platinenrand 220 auf. Aus der Platine sind insbesondere zwei geometrisch identisch ausgestalteter oder spiegelsymmetrisch zueinander ausgestaltete Verstärkungsblech 10 ausstanzbar oder ausschneidbar. Die beiden Verstärkungsbleche 10 liegen innerhalb des Platinenrands 220. Aufgrund der reduzierten Breite des Fußes 18 sowie aufgrund des vergleichsweise schmalen Kopfteils 14 der Verstärkungsbleche 10 können die Verstärkungsbleche 10 mit einem höheren Überdeckungs- oder Überlappungsgrad in der Ebene der Platine 210 angeordnet sein bzw. hieraus ausgestanzt werden. Gegenüber der bislang vorgesehenen Platine 110 gemäß 2 kann der Materialverbrauch oder der Materialverschnitt um die Breite des Platinenrands 220 reduziert werden. Bei einem rechteckigen Platinenzuschnitt sind Material-Ausschussraten von weniger als 25 %, weniger als 23 % oder weniger als 20 % erzielbar.
Die 4 bis 7 zeigen eine Ausführungsform des Fußteils 18 des Verstärkungsblechs 10. Sie zeigen lediglich den unteren oder mittleren Abschnitt 15 des Verstärkungsblechs 10. Das Verstärkungsblech 10 ist als äußeres Verstärkungsblech ausgestaltet, welches mit einem Innenblech 8 verbunden ist. Das Innenblech 8 und das hierzu korrespondierend ausgestaltete Verstärkungsblech 10 bilden sozusagen die B-Säule 6. Das Fußteil 18 kann gegenüber dem Mittelteil 15 und/oder gegenüber dem Kopfteil 14 weichgeglüht sein, während das Kopfteil 14 und/oder das Mittelteil 15 pressgehärtet sein kann bzw. sein können.
Das Kopfteil 14, das Mittelteil 15 und das Fußteil 18 sind einstückig miteinander verbunden, bzw. einteilig ausgestaltet. Die unterschiedlichen Bereiche des Blechkörpers 11 können unterschiedlichen thermischen Behandlungen unterzogen sein. Das Kopfteil 14 und das Mittelteil können pressgehärtet sein, während das Fußteil weichgeglüht sein kann. Auf diese Art und Weise kann das Fußteil 18 eine höhere Duktilität als das Kopfteil 14 und/oder das Mittelteil 15 aufweisen.
In 5 ist eine perspektivische Darstellung der Anbindung an den Seitenschweller 9, insbesondere an ein äußeres Seitenschwellerprofil schematisch dargestellt. Wie insbesondere im Querschnitt gemäß 7 gezeigt, weist der Seitenschweller 9 ein in etwa C-förmiges oder hutprofilartiges Querschnittsprofil auf. Der Seitenschweller 9 weist eine in Fahrzeugquerrichtung nach außen verlaufende Oberseite 40 und eine von einem Außenabschnitt der Oberseite 40 nach unten verlaufende Außenseite 41 auf. Von einem unteren Ende der Außenseite 41 erstreckt sich eine nach innen, in Fahrzeughochrichtung (z) nach unten verlaufende Unterseite 42. Die Unterseite 42 geht zur Fahrzeuginnenseite hin in einen Anbindungsflansch 43 über. Die Oberseite 40 geht entsprechend in einen nach oben ragenden Anbindungsflansch 45 über. Mittels den Anbindungsflanschen, 43, 45, ist der Seitenschweller 9 mit einem entsprechenden oder hierzu korrespondierend ausgestalteten Innenblech, etwa einem Seitenschweller-Innenblech kraftschlüssig verbunden.
In 7 ist ferner das Blech einer Außenwand 50 gezeigt, welches bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung (y) außerhalb des Verstärkungsblechs 10 angeordnet ist. Die Außenwand 50 kann das gesamte Fußteil 18 überdecken. Sie kann sowohl mit dem Verstärkungsblech 10 als auch mit dem Seitenschweller 9 verbunden sein.
Die Anbindungsflansche 23, 25 sind mit dem Innenblech 8 typischerweise über mehrere Verbindungspunkte, beispielsweise in Form einzelner Schweißpunkte verbunden, die vorliegend nicht explizit dargestellt sind. Die Verbindungsstellen können beispielsweise als Schweißverbindungen, etwa als PunktschweißVerbindungen ausgestaltet sein.
Die Anbindungsflansche 23, 25 erstrecken sich durchgehend bis in einen unteren Verjüngungsbereich der Wangen 22, 24 und münden in einen nach unten vom Zentralabschnitt 20 ragenden Fortsatz 30. An den unteren Enden der Wangen 22, 24 sind flanschartig nach vorn und nach hinten ausgestaltete, d.h. der Fahrzeugfront und dem Fahrzeugheck zugewandte Abstützabschnitte 33, 35 vorgesehen, mittels derer sich das Verstärkungsblech 10 bezogen auf die Kraftfahrzeughochachse (z) von oben auf dem Seitenschweller 9, insbesondere auf dessen Oberseite 40 abstützt.
Die Wange 22 weist ein unteres Ende 26 auf. Die Wange 24 weist ein unteres Ende 28 auf. Die Wangen 22, 24 gehen einstückig in die unteren Enden 26, 28 über. Wie insbesondere in 5 gezeigt bilden die unteren Wangenenden 26, 28 jeweils den nach vorn bzw. nach hinten flanschartig auskragenden Abstützabschnitt 33, 35. Der vordere Abstützabschnitt 33 weist dabei eine deutlich größere Erstreckung in Fahrzeuglängsrichtung (x) als der hintere Abstützabschnitt 35 auf. Die unteren Wangenenden 26, 28 bilden eine in etwa in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufende einstückige Verbindung zwischen den Anbindungsflanschen 23, 25 und dem Fortsatz 30.
Unterhalb der Abstützabschnitte 33, 35, bezogen auf die Fahrzeugquerachse (y) nach außen versetzt geht der Zentralabschnitt 20 in einen längserstreckten Fortsatz 30 über. Der Fortsatz 30, welcher zugleich ein unteres Längsende 16 des Blechkörpers 11 bildet, liegt mit einer Innenseite, wie in 7 gezeigt, an der Außenseite 41 des Seitenschwellers 9 an. In diesem Bereich sind mehrere Verbindungsstellen, etwa in Form von Schweißpunkten vorgesehen, sodass eine besonders gute und dauerhaltbare Verbindung des Fortsatzes 30 am Seitenschweller 9 bereitgestellt wird.
Die Abstützabschnitte 33, 35 erstrecken sich in etwa senkrecht zur Ebene des Fortsatzes 30, bzw. senkrecht zur Ebene des Zentralabschnitts 20. Die Abstützabschnitte 33, 35 erstrecken sich bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung (y) ausgehend vom Zentralabschnitt 20 nach innen. Wie insbesondere in 5 gezeigt, stützen sich die Abstützabschnitte 33, 35 an der Oberseite 40 des Seitenschwellers 9 ab. Das Fußteil 18 ist insbesondere im Bereich der Abstützabschnitte 33, 35, beispielsweise mittels einzelner Schweißverbindungen, strukturell mit dem Seitenschweller 9 verbunden. Wie in den 6 und 7 gezeigt ist im Bereich des Mittelteils 15 ferner eine Materialdopplung 60 an der Innenseite des Zentralabschnitts 20 vorgesehen. Dort sind ferner einzelne Befestigungselemente 62, etwa in Form von Schweißmuttern angeordnet, um eine oder mehrere Befestigungsstellen für weitere Komponenten der Karosserie 2 bzw. des Kraftfahrzeugs, so etwa für die Außenwand 50 bereitzustellen.
Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche 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 einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche 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 Ansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Kraftfahrzeugkarosserie
3: Innenraum
4: Dachstruktur
6: B-Säule
8: Innenblech
9: Seitenschweller
10: Verstärkungsblech
11: Blechkörper
12: oberes Längsende
14: Kopfteil
15: Mittelteil
16: unteres Längsende
17: vorderes Ende
18: Fußteil
19: hinteres Ende
20: Zentralabschnitt
21: Profilabschnitt
22: Wange
23: Anbindungsflansch
24: Wange
25: Anbindungsflansch
26: Endabschnitt
27: Profilabschnitt
28: Endabschnitt
30: Fortsatz
33: Abstützabschnitt
35: Abstützabschnitt
40: Oberseite
41: Außenseite
42: Unterseite
43: Anbindungsflansch
45: Anbindungsflansch
50: Außenwand
60: Materialdopplung
62: Befestigungselement
80: Längsachse
100: Verstärkungsblech
110: Platine
112: Längsende
116: Längsende
118: Fuß
210: Platine
220: Platinenrand

Claims

Verstärkungsblech (10) für eine B-Säule (6) einer Kraftfahrzeugkarosserie (2) mit einem längserstreckten Blechkörper (11), welcher: - an einem oberen Längsende (12) ein Kopfteil (14) zur Anbindung an eine Dachstruktur (4) der Kraftfahrzeugkarosserie (2) aufweist, - an einem gegenüberliegenden unteren Längsende (16) ein Fußteil (18) zur Anbindung an einen Seitenschweller (9) aufweist und welcher - ein Mittelteil (15) aufweist, welches sich zwischen dem Fußteil (18) und dem Kopfteil (14) erstreckt, - wobei das Fußteil (18) bezogen auf eine Fahrzeuglängsrichtung (x) eine Breite B aufweist, welche höchstens das 2,5 - Fache der Breite D des Mittelteils (15) beträgt und wobei das Fußteil (18) bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (x) asymmetrisch ausgestaltet ist.
Verstärkungsblech nach Anspruch 1, wobei die Breite B des Fußteils (18) weniger als das 2,3 - Fache, weniger als das 2,2 - Fache, weniger als das 2,1 - Fache, weniger als das 2,0 - Fache, weniger als das 1,9 - Fache, weniger als das 1,8 - Fache, weniger als das 1,7 - Fache oder weniger als das 1,6 - Fache der Breite D des Mittelteils (15) beträgt.
Verstärkungsblech nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mittelteil (15) mittig zwischen dem oberen Längsende (12) und dem unteren Längsende (16) die Breite D aufweist.
Verstärkungsblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mittelteil (15) eine gedachte Längsachse (80) aufweist, welche sich mittig zwischen einem vorderen Profilabschnitt (21) und einem hinteren Profilabschnitt (27) des Mittelteils (15) und in Längsrichtung des Blechkörpers (11) erstreckt,
Verstärkungsblech nach Anspruch 4, wobei das Fußteil (18) bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (x) ein vorderes Ende (17) und ein hinteres Ende (19) aufweist und wobei das vordere Ende (17) einen größeren Abstand zur Längsachse (80) als das hintere Ende (19) aufweist.
Verstärkungsblech nach Anspruch 4 oder 5, wobei das hintere Ende (19) des Fußteils (18) als bündige oder im Wesentlichen geradlinige Verlängerung des hinteren Profilabschnitts (21) ausgestaltet ist.
Verstärkungsblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kopfteil (14) als bündige oder im Wesentlichen geradlinige Verlängerung des Mittelteils (15) ausgestaltet und frei von in Fahrzeuglängsrichtung (x) verlaufenden Vorsprüngen oder Auskragungen ausgestaltet ist.
Verstärkungsblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, wobei zumindest eines von Kopfteil (14), Mittelteil (15) und Fußteil (18) zumindest abschnittsweise ein C-förmiges Querschnittsprofil mit einem Zentralabschnitt (20) und mit zwei an den Zentralabschnitt (20) angrenzenden gegenüberliegenden Wangen (22, 24) aufweist.
Verstärkungsblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kopfteil (14), das Mittelteil (15) und das Fußteil (18) einstückig miteinander verbunden sind.
Verstärkungsblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kopfteil (14) und das Mittelteil (15) einen pressgehärteten Stahl aufweisen.
Verstärkungsblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fußteil (18) einen weichgeglühten Stahl aufweist.
Verstärkungsblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fußteil (18) im Vergleich zum Mittelteil (15) und/oder im Vergleich zum Kopfteil (14) eine höhere Duktilität aufweist.
Verstärkungsblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches eine Außenkontur aufweist, die es ermöglicht, zumindest zwei Verstärkungsbleche (10) identischer Geometrie oder zueinander spiegelsymmetrischer Geometrie aus einer rechteckigen Platine (210) bei einer Ausschussrate von höchstens 25 % auszustanzen.
Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Seitenschweller (9), mit einer Dachstruktur (4) und mit zumindest einem sich zwischen der Dachstruktur (4) und dem Seitenschweller (9) erstreckenden Verstärkungsblech (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeugkarosserie (2) nach Anspruch 14 oder mit einem Verstärkungsblech (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-13.