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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Seitenschweller nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Die
DE 10 2010 062 748 A1 und die
DE 10 2014 018 324 A1 offenbaren jeweils bereits ein Kraftfahrzeug mit einem Seitenschweller in Blechschalenbauweise, der sich zumindest unterhalb einer Türöffnung in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Der Seitenschweller weist eine Innenschale und eine Außenschale auf, die über zwei Schwellerflansche miteinander verbunden sind und gemeinsam einen Hohlraum umschließen. In dem Hohlraum ist ein Verstärkungsblech angeordnet ist, das mit seinem oberen und unteren Randbereich jeweils über einen Flansch an der Innenschale und/oder der Außenschale angebunden ist.
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Ferner ist aus der
DE 10 2018 213 526 A1 bereits ein Seitenschweller eines Kraftfahrzeugs bekannt, der in Blechschalenbauweise eine Innen- und eine Außenschale aufweist, die über zwei Schwellerflansche miteinander verbunden sind und gemeinsam einen Hohlraum umschließen. In dem Hohlraum ist ein Verstärkungsblech angeordnet, das über einen oberen und einen unteren Flansch an der Innenschale und/oder Außenschale angebunden ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einem Seitenschweller zu schaffen, das bei einem Seitenaufprall gute Crasheigenschaften aufweist.
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Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug mit einem Seitenschweller mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bei besonders flachen Fahrzeugen, wie zum Beispiel Cabrios oder Coupes, ist die Überlappung in Fahrzeughöhenrichtung zwischen dem Seitenschweller und der Seitentür nur relativ gering. Dabei weist die Seitentür nur eine relativ geringe Steifigkeit im Falle eines Seitencrashs auf, da sie sich nur an wenigen Punkten, wie zum Beispiel über die Türscharniere und das Türschloss an der wesentlich steiferen Karosserie abstützen kann. Um die Steifigkeit zu erhöhen, weisen nahezu alle heutigen Seitentüren eines Kraftfahrzeugs zusätzliche Crashverstärkungen auf, die sich allerdings unter anderem bauraumbedingt nicht bis in den untersten Randbereich der Seitentür erstrecken. Zur Gewährleistung der Sicherheit der Insassen des Kraftfahrzeugs ist es bei einem Seitencrash wichtig, dass sich die Seitentür am Seitenschweller abstützen kann, da je nach Fahrzeugtyp des Unfallgegners der Aufprall auf unterschiedlichen Höhen erfolgen kann. So kann der Aufprall eines Sportwagens relativ tief im Bereich des Seitenschwellers oder aber der Aufprall eines SUVs mit viel Bodenfreiheit relativ hoch im Bereich der Seitentür erfolgen. Das Kraftfahrzeug muss für alle Varianten eines Seitencrashs ausgelegt sein. Erfindungsgemäß ist deshalb im Seitenschweller, der in Schalenbauweise eine Innen- und eine Außenschale aufweist, ein Verstärkungsblech in dem Hohlraum angeordnet, der von der Innen- und der Außenschale umschlossen wird. Im mittleren Bereich der Türöffnung, die mit der Seitentür verschließbar ist, ist zusätzlich eine Abstützung an dem Verstärkungsblech angebracht, die den Seitenschweller in diesem Bereich verstärkt und als Abstützung für die Seitentür dient, wenn diese aufgrund der Verformungen im Falle eines Seitencrashs mit ihrem unteren Randbereich gegen den Seitenschweller gedrückt wird. Die Abstützung bewirkt eine optimierte, großflächige Abstützung des unteren Randbereichs der Seitentür am Seitenschweller. Die Kompatibilität der beiden Unfallgegner wird dadurch erhöht. Die Abstützung ist in einem Bereich im Seitenschweller angeordnet, der ansonsten ungenutzt bleiben würde. Es ist also für die Abstützung kein zusätzlicher Bauraum erforderlich.
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Dabei befindet sich die Abstützung nur im mittleren Bereich der Türöffnung, sodass diese zusätzliche Abstützung der Seitentür nur in den Bereichen gegeben ist, in denen sie einen nennenswerten Effekt bringt. Die Reduzierung der Länge der Abstützung auf das effektiv erforderliche Maß trägt dazu bei, dass trotz der zusätzlichen Abstützung das Gewicht des Kraftfahrzeugs sich nur in geringem Maß erhöht.
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Die Abstützung kann vorteilhafterweise ein Strukturschaumteil, ein Schottblech oder ein Aufsatzblech sein. Als Strukturschaumteil füllt die Abstützung den verbleibenden Abstand in Fahrzeugquerrichtung zwischen einem Verstärkungsblech des Seitenschwellers und der Außenschale aus und weist eine definierte Längserstreckung in Fahrzeuglängsrichtung auf. Wenn die Abstützung als Schottblech ausgeführt ist, überbrückt sie ebenfalls den Abstand in Fahrzeugquerrichtung zwischen dem Verstärkungsblech und der Außenschale und stützt sich sowohl am Verstärkungsblech als auch an der Außenschale ab. Dabei bietet es sich an, in Fahrzeuglängsrichtung zueinander beabstandet mehrere Schottbleche vorzusehen, die dann gemeinsam die Abstützung bilden. Eine besonders günstige Ausgestaltung der Abstützung stellt ein Abstützblech dar, das ausschließlich am Verstärkungsblech angebunden ist. Auch kann die Abstützung in Abhängigkeit unterschiedlicher Anforderungen an das Crashverhalten des Kraftfahrzeugs bei einem Seitencrash in verschiedenen Ländern unterschiedlich ausgelegt und dimensioniert werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs mit einem Seitenschweller und
- 2 einen Schnitt durch die in 1 gezeigte Karosserie im Bereich des Seitenschwellers.
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In 1 ist eine teilweise komplettierte Karosserie 2 eines zweitürigen Coupes ohne Seitentüren dargestellt. Die Karosserie 2 weist einen Vorderwagen 4 auf, an den in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen hinten eine Fahrgastzelle 6 angrenzt. An die Fahrgastzelle wiederum grenzt in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen hinten ein Hinterwagen 8 an. Die Fahrgastzelle 6 wird beidseitig im unteren Bereich durch jeweils einen Seitenschweller 10 begrenzt, der sich jeweils in Fahrzeuglängsrichtung x über die Länge der Fahrgastzelle 6 erstreckt. Die Karosserie 2 weist beidseitig je eine Türöffnung 12 für eine in 1 nicht dargestellte Seitentür auf. Auf beiden Seiten wird die Türöffnung 12 unten durch den Seitenschweller 10 begrenzt. Bei der in 1 gezeigten, teilweise komplettierten Karosserie 2 fehlt beidseitig die Außenwand, die die sichtbare Außenseite der vollständig komplettierten Karosserie bildet.
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Der Seitenschweller 10 ist - wie in 2 gut erkennbar - in Schalenbauweise aufgebaut. Er weist also eine Innenschale 14 und eine Außenschale 16 aus Blech auf, die über einen oberen und einen unteren Schwellerflansch 18 miteinander verbunden sind und einen gemeinsamen Hohlraum 20 umschließen. Auf den oberen Schwellerflansch 18 kann eine Türdichtung aufgesteckt werden, die eine Seitentür 24 gegenüber dem Seitenschweller 10 abdichtet, wenn sich die Seitentür 24 in der geschlossenen Stellung befindet, in der sie die Türöffnung 12 verschließt. Auf der von außen sichtbaren Außenseite kann der Seitenschweller 10 mit einer Schwellerabdeckung verkleidet werden.
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Der Seitenschweller 10 ist insbesondere bei einem Seitencrash hohen Belastungen ausgesetzt. Daher ist es wichtig, dass der Seitenschweller 10 eine hohe Steifigkeit aufweist. Zur Erhöhung der Steifigkeit umfasst der Seitenschweller 10 zusätzlich ein Verstärkungsblech 28, das im Querschnitt gesehen die Form eines zur Fahrzeugmitte hin offenen „C“ hat und sich über die gesamte Länge des Seitenschwellers 10 erstreckt. Es ist in Fahrzeugquerrichtung y gesehen auf der der Fahrzeugaußenseite zugewandten Seite der Innenschale 14 angebracht und ragt in den Hohlraum 20 hinein. Es weist im Querschnitt gesehen einen oberen und einen unteren hauptsächlich in Fahrzeugquerrichtung y verlaufenden Abschnitt 32 und einen hauptsächlich in Fahrzeughöhenrichtung z verlaufenden Verbindungsabschnitt 34 auf, der den unteren mit dem oberen Abschnitt 32 verbindet. Der obere und der untere Abschnitt 32 bilden zusammen mit dem Verbindungsabschnitt 34 den C-förmigen Querschnitt des Verstärkungsblechs 28. Der obere und der untere Abschnitt 32 sind jeweils über einen Flansch 36 an der Innenschale 14 angeschweißt. Dabei fallen diese beiden Flansche 36 mit keinem der beiden Schwellerflansche 18 zusammen. Vielmehr liegen die beiden Flansche 36 zwischen den beiden Schwellerflanschen 18.
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Bei einem Seitencrash prallt ein anderes Fahrzeug oder ein Pfahl im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung y auf das Coupe. Dabei prallen die anderen Fahrzeuge je nach Fahrzeugtyp auf unterschiedlichen Höhen auf das Kraftfahrzeug. So befindet sich bei einem relativ tief liegenden Sportwagen meist auch der Stoßfänger relativ weit unten, mit denen der Sportwagen aufprallt. Entsprechend wird ein Sportwagen eher relativ tief im Bereich des Seitenschwellers 10 auf das Kraftfahrzeug aufprallen. Ein SUV mit hoher Bodenfreiheit weist dagegen im Regelfall relativ hoch angeordnete Stoßfänger auf, mit denen das SUV bei einem Seitencrash eher oberhalb des Seitenschwellers im Bereich der Seitentür 24 aufprallt.
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Dabei ist insbesondere der Bereich der Seitentür 24 ein besonders kritischer Bereich, da die Seitentür 24 üblicherweise im Bereich der Passagiere angeordnet ist. Zudem ist die Seitentür 24 normalerweise nur über Türscharniere und ein Türschloss mit der sonstigen Karosserie 2 verbunden. Daher ist es wichtig, dass sich die Seitentür 24 im Falle eines Seitencrashs noch in zusätzlichen Bereichen an der Karosserie 2 abstützen kann. Im unteren Bereich ist es wichtig, dass sich die Seitentür 24 am Seitenschweller 10 in Fahrzeugquerrichtung y abstützen kann. Dazu weisen die Seitentür 24 und der Seitenschweller 10 in Fahrzeughöhenrichtung z gesehen eine Überlappung auf. Eine der besonders kritischen Abschnitte dabei ist in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen der mittlere Bereich der Seitentür 24, da dieser Bereich am weitesten entfernt ist von den Türscharnieren und dem Türschloss. Entsprechend ist es besonders wichtig, dass sich der in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen mittlere Bereich der Seitentür 24 im Falle eines Seitencrashs gut am Seitenschweller 10 abstützen kann.
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Deshalb ist im in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen mittleren Bereich der Türöffnung 12 ein sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckendes Abstützblech 40 am Verstärkungsblech 28 angebracht. Das Abstützblech 40 ist im Querschnitt gesehen mit einem Randbereich am Verbindungsabschnitt 34 und mit dem anderen Randbereich mit dem oberen Abschnitt 32 des Verstärkungsblechs 28 über einen Flansch verbunden. Es ragt dabei in Fahrzeughöhenrichtung z nach oben und in Fahrzeugquerrichtung y nach außen über das Verstärkungsblech 28 hinaus. Dabei verbleibt in Fahrzeugquerrichtung y gesehen zwischen dem Abstützblech 40 und der Außenschale 16 nur ein Abstand von weniger als zehn Millimeter.
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Bei einem Seitencrash wird die Seitentür 24 im mittleren Bereich gegen die Außenschale 16 des Seitenschwellers 10 gedrückt. Bereits nach einem relativ geringen Verformungsweg der Außenschale 16 stützt sich diese an dem Abstützblech 40 ab.
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Das Abstützblech 40 bildet somit eine optimierte, großflächige Abstützung des unteren Randbereichs der Seitentür 24 am Seitenschweller 10. Damit trägt das zusätzliche Abstützblech 40 zur Verbesserung der Crasheigenschaften der Karosserie 2 des Coupes bei. Die genaue Position des Abstützblechs 40 unterhalb der Türöffnung 12 ist in 1 gut erkennbar.
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Das Abstützblech 40 vergrößert damit den Überlappungsbereich in Fahrzeughöhenrichtung z zwischen dem unteren Randbereich der Seitentür 24 und dem Seitenschweller 10, in dem sich die Seitentür 24 im Falle eines Seitencrashs flächig am Seitenschweller 10 abstützen kann. Als zusätzliches Bauteil erhöht es das Gewicht der Karosserie 2. Um diese Gewichtsmehrung so gering wie möglich zu halten, erstreckt sich das Abstützblech 40 nicht über die gesamte Längserstreckung der Türöffnung 12, sondern erstreckt sich nur im besonders wichtigen mittleren Bereich der Türöffnung 12 über eine Länge von zumindest zwanzig Zentimeter. Zusätzlich weist das Abstützblech 40 in seiner Längserstreckung in Fahrzeuglängsrichtung x verteilt angeordnete Aussparungen auf, die das Gewicht des Abstützblechs 40 reduzieren.
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Teilweise haben verschiedene Länder voneinander abweichende Crashanforderungen für einen Seitencrash. Durch die Verwendung unterschiedlicher Abstützungen, wie z. B. unterschiedlicher Abstützbleche 40, kann diesen unterschiedlichen Crashanforderungen Rechnung getragen werden.
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Die Steifigkeit des Seitenschwellers 10 und die Crasheigenschaften des Seitenschwellers 10 werden dabei beeinflusst durch die Dimensionierung und Herstellung des Verstärkungsblechs 28 und des Abstützblechs 40. Das Verstärkungsblech 28 und/oder das Abstützblech 40 können dabei als Blechumformteil oder als Rollprofil hergestellt werden. Rollprofile weisen dabei üblicherweise gegenüber einem Blechumformteil eine erhöhte Steifigkeit auf.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Karosserie
- 4
- Vorderwagen
- 6
- Fahrgastzelle
- 8
- Hinterwagen
- 10
- Seitenschweller
- 12
- Türöffnung
- 14
- Innenschale
- 16
- Außenschale
- 18
- Schwellerflansch
- 20
- Hohlraum
- 24
- Seitentür
- 28
- Verstärkungsblech
- 32
- Abschnitt
- 34
- Verbindungsabschnitt
- 36
- Flansch
- 40
- Abstützblech
