WO2015128244A1 - Fahrzeugkarosserie mit einem seitenschweller und einer bodenplatte - Google Patents

Fahrzeugkarosserie mit einem seitenschweller und einer bodenplatte Download PDF

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WO2015128244A1
WO2015128244A1 PCT/EP2015/053538 EP2015053538W WO2015128244A1 WO 2015128244 A1 WO2015128244 A1 WO 2015128244A1 EP 2015053538 W EP2015053538 W EP 2015053538W WO 2015128244 A1 WO2015128244 A1 WO 2015128244A1
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bottom plate
wall
vehicle body
body according
layer
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PCT/EP2015/053538
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Jyrki Majamäki
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/20—Floors or bottom sub-units
    • B62D25/2009—Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits
    • B62D25/2036—Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits the subunits being side panels, sills or pillars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D27/00—Connections between superstructure or understructure sub-units
    • B62D27/02—Connections between superstructure or understructure sub-units rigid
    • B62D27/023—Assembly of structural joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/04—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of synthetic material
    • B62D29/043—Superstructures

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle body for a
  • Passenger car known which has two Thisschweiler between which a floor with hollow chambers extends, the floor over
  • Bracket is attached to inner side walls of 9.schwelier.
  • Plastic formed and the bottom is formed of a light metal alloy. Further, in the cavities of the (19schwelier
  • Energy absorption elements housed to absorb sufficient energy in the event of a collision from the side.
  • Vehicle body shown having a Thisschweiler consisting of an inner panel and an outer panel and a reinforcing plate, which form a closed hollow profile.
  • the reinforcing plate forms an inner side wall of the side sill, wherein on the side wall of the
  • a vehicle body has a
  • the vehicle body according to the invention has a bottom plate, wherein the isschweiler and the
  • the bottom plate is formed according to the present invention overlapping with the top wall and / or the bottom wall of the side sill.
  • the floor panel overlaps the upper wall and / or the lower wall in a vehicle body transverse direction and a vehicle body longitudinal direction.
  • a vehicle body according to the present invention is preferably a motor vehicle body and in particular a passenger vehicle body, wherein the vehicle body preferably has a passenger compartment, which is formed between a so-called front end and a so-called rear end.
  • a Thisschweiler according to the present invention is a lower, outer side rail, located in a region between a front wheel well and a rear wheel arch - between a front end and a
  • Rear car - extends.
  • a vehicle body has a left side sill and a right side sill, between which extend a single bottom plate or a plurality of bottom plates.
  • the The isschweiler preferably has a closed Hohiprofil.
  • the bottom plate forms a reinforcement of the hollow profile of the
  • the side skirts can be advantageously made lighter by the arrangement of the bottom plate according to the invention.
  • An additional reinforcing member of the side sill or an energy absorbing member may be omitted or made lighter than in the case where the bottom panel is not overlapped with the side curtain in accordance with the invention.
  • the present invention thus also reduces a number of parts.
  • the bottom plate In case of a side collision, the bottom plate carries through the
  • the bottom plate extends substantially over an entire width of the side sill, i. a width of the Soschweilers in the y direction.
  • the bottom plate is preferably formed overlapping substantially over an entire width of the soschweilers with the upper wall and / or the lower wall of the side sill.
  • a collision opponent hits not only directly on the Soschweiler in the lateral collision, but also directly on the bottom plate, the so can contribute directly to Kollisionsenergyabsorption by plastic deformation and / or small-scale brittle fracture.
  • the bottom plate may extend to an outer side wall of the
  • the bottom plate can be connected to the outer side wall.
  • outer side wall of the side sill is meant the wall which faces a vehicle body outside.
  • extension of the bottom plate to the outer side wall can be a
  • the bottom plate is arranged on an outside or an inside of the top wall or the bottom wall of the side sill fitting and with the corresponding wall, i. the upper wall or the lower wall, connected.
  • the outside of the top wall is the side, the one
  • Vehicle body top faces, while the inside of the upper wall is the side facing a vehicle body underside and in particular faces an inner chamber of the hollow profile.
  • the bottom plate is sandwiched between a top wall and a bottom wall of the vehicle body
  • the bottom plate may advantageously penetrate an inner sidewall of the side stool.
  • the inner side wall having an upper inner side wall and a lower inner side wall may be made in two parts, with the bottom plate extending between the upper inner side wall and the lower inner side wall. It is the inner side wall is advantageously connected to the bottom plate.
  • the bottom plate may additionally penetrate an outer side wall of the Soschweliers.
  • the outer sidewall may be formed with an upper outer sidewall and a lower outer sidewall, between the upper inner sidewall and the lower inner sidewall
  • the inner side wall is advantageously connected to the bottom plate.
  • the side sill can advantageously be formed from an upper half shell of the hollow profile and a lower half shell of the hollow profile, wherein the bottom plate is arranged between the half shells.
  • the bottom plate may, in the case where it is the inner side wall of the
  • the bottom plate divides an interior space, i. a hollow chamber, the soschweliers in an upper region and a lower region and thus increases a strength and an energy absorption capacity of the Soschweliers in combination with the bottom plate advantageous.
  • the bottom plate may also replace the top wall or bottom wall of the side gore.
  • the bottom plate forms the upper wall or the lower wall of the
  • the side sill is in this case as an open one
  • the bottom plate can be multi-layered, in particular in the form of a so-called
  • Sandwich construction be formed, since such a construction has a higher energy absorption capacity.
  • the bottom plate on an upper layer and a lower layer, which are spaced from each other.
  • the bottom plate with the upper layer and the lower layer between the upper layer and the lower layer may be formed as an intermediate layer, a foam layer.
  • a foam layer preferably, any known
  • a foam layer as an intermediate layer is light and stabilizes the upper layer and the lower layer to each other, so that the above-described buckling of the bottom plate is even better prevented.
  • an intermediate layer of a honeycomb material i. a honeycomb layer
  • the honeycomb material may be made of plastic or of a metallic material, such as a light metal.
  • a honeycomb layer has advantages analogous to the foam layer described above with regard to a difficult buckling of the bottom plate and a stabilization of the upper layer relative to the lower layer.
  • any other spacer may be arranged as an intermediate layer between the upper layer and the lower layer, wherein the spacer element ensures a distance of the upper layer and the lower layer to each other and is sufficiently easy.
  • a spacer for example, a profiled plate or a plurality of profiled plates in question.
  • the spacer may have a U-profile or a V-profile.
  • the bottom plate can also be provided on one side of the bottom plate or on both sides with additional reinforcing elements, which are designed such that they form hollow profiles together with the bottom plate.
  • the Sschweiler can be formed from a fiber composite material.
  • Fiber composite is any fiber composite in question in the
  • Vehicle construction and / or body construction is used. Due to the high strength, a carbon fiber composite material is particularly preferred.
  • the fiber composite material may be formed in particular with Endlosfasem, which further increase a strength of the Soschweilers.
  • the bottom plate is at least partially formed of a fiber composite material.
  • any fiber composite material which is advantageous in Einsat in
  • Vehicle bodies is conceivable, with a carbon fiber composite material is particularly preferred.
  • the bottom plate can be completely off
  • the bottom plate can also be in
  • one of the two layers of fiber composite material may be formed. It can also be formed both layers of fiber composite material.
  • An interposed layer, so an intermediate layer may be formed of a different material, such as in the case of the above-described foam layer or honeycomb layer or spacer layer.
  • continuous fibers are particularly preferably used.
  • Endless fibers are particularly advantageous in terms of strength of the bottom plate to short fibers or long fibers. In particular, it is at
  • Endless fibers particularly easy to arrange those targeted in one or more specific directions, so that a stress by a side collision can be particularly easily met.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view through a side sill and a bottom plate according to a first embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a schematic sectional view through a side sill and a bottom plate according to a second embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is a schematic sectional view through a 9.schweiler and a bottom plate according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view through a side sill and a bottom plate according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Fig. 5 is a schematic sectional view through a side sill and a bottom plate according to a fifth embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is a schematic sectional view through a 9.schweiler and a bottom plate according to a sixth embodiment of the present invention.
  • Fig. 7 is a schematic sectional view through a side sill and a bottom plate according to a seventh embodiment of the present invention.
  • Fig. 7 is a schematic sectional view through a side sill and a bottom plate according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. According to the first embodiment of the present invention has a
  • Vehicle body a Thisschweiler 1 and a bottom plate 3.
  • the Soschweiler 1 is a side skirts of a passenger car, wherein the Soschweiler 1 is a lower outer side rail, which is disposed between a front wheel well and a rear wheel arch and is part of a passenger compartment.
  • the bottom plate 3 forms a floor of the passenger compartment.
  • the vehicle body according to the first embodiment also has a right byschweiler, wherein the bottom plate 3 preferably extends from the left Soschweiler 1 to the right side sill.
  • the vehicle body may also include a so-called center tunnel with a left floor panel extending from the left side sill to the center tunnel and extending a right floor panel from the right side looser to the center tunnel.
  • a single bottom plate 3 may be arranged, but it may also be arranged a plurality of bottom plates in a row.
  • the bottom plate 3 may be approximately as long as the side plate 1 in the longitudinal direction.
  • the side sill 1 is made of a carbon fiber reinforced plastic, i. a carbon fiber composite material, formed and forms a closed hollow profile, which has an upper wall 5, a lower wall 7, an outer
  • the bottom plate 3 is in the x direction or in the y direction of the motor vehicle body - ie in
  • the bottom plate 3 is disposed between the upper wall 5 and the lower wall 7 and penetrates the inner side wall 1 1 through a slit-shaped Opening 113 in the inner side wall 11.
  • the opening 1 13 divides the inner
  • Bottom plate 3 to the outer side wall 9 and is connected to the outer side wall 9.
  • the bottom plate 3 is firmly bonded and / or frictionally and / or non-positively fixed to the side sill 1.
  • the bottom plate 3 is multi-layered in the manner of a sandwich construction, wherein the bottom plate 3 has an upper layer and a lower layer. Between the upper layer and the lower layer may be one or more others
  • Intermediate layers may be arranged, wherein, for example, a foam core or a honeycomb core may be arranged between the lower and upper layer.
  • a profiled layer may be disposed between the upper layer and the lower layer which spaces the upper layer and the lower layer and forms voids between the upper layer and the lower layer.
  • the upper layer and the lower layer consist of a carbon-reinforced plastic, in particular directional continuous fibers being used. There are also other fiber composites as well as metallic materials for forming the bottom plate 3 possible.
  • the described arrangement of the bottom plate 3 reinforces the side sill 1 and allows additional energy absorption potential in deformation of the
  • Figure 2 shows a second embodiment, wherein a seeschwelier 1 and a bottom plate 3 are arranged overlapping each other.
  • the bottom plate 3 is arranged opposite or adjacent to an inner side of an upper wall 5 of the side sill 1.
  • the bottom plate 3 penetrates an inner side wall 11 and the inner side wall 11 terminates at the bottom plate 3. It is formed between the inner side wall 11 and the upper wall 5, a slot 113 through which the bottom plate 3 extends.
  • the bottom plate 3 with the upper wall 5 is cohesively and / or frictionally engaged and / or
  • the bottom plate 3 is connected to the inner side wall 11.
  • the bottom plate 3 may be made multi-layered with respect to the first embodiment.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of the present invention, wherein the third exemplary embodiment essentially corresponds to the second embodiment
  • Embodiment agrees, except that a bottom plate 3 is disposed adjacent to a lower wall 7 of a side sill 1 and connected thereto and the bottom plate 3 penetrates a slot 13 between an inner side wall 11 and the lower wall 7.
  • Figure 3 a fourth embodiment of the present invention is shown, wherein the fourth embodiment of the preceding
  • Embodiments differs in that a bottom plate 3 is formed adjacent to an outer side of an upper wall 5 of a side sill 1 and connected thereto.
  • the bottom plate 3 thereby overlaps substantially an entire width of the side tiller 1.
  • the bottom plate 3 may also be disposed adjacent to an outer wall of the lower wall 7 and connected to the lower wall 7.
  • a bottom plate 3 replaces an upper wall and a lower wall of a base plate 3, respectively
  • Figure 7 shows a seventh embodiment of the present invention, according to the first embodiment, a bottom plate 3 penetrates an inner side wall 11 of a side sill.
  • the bottom plate 3 is disposed between an upper wall 5 and a lower wall 7 of the side sill 1.
  • the bottom plate 3 additionally penetrates an outer side wall 9 through a slot-shaped opening 93 in the outer side wall 9.
  • the opening 93 divides the outer side wall 9 into an upper outer side wall 91 and a lower outer side wall 92 is connected to the upper outer side wall 91 and the lower outer side wall 91.
  • the side sill 1 may consist of two half shells, an upper half shell with the upper wall 5, the upper outer side wall 91 and the upper inner side wall 11 and a lower half shell with the lower wall 7, the lower outer side wall 93 and the lower inner side wall 112, exist.
  • the bottom plate 3 is arranged and fixed between the lower half-shell and the upper half-shell of the side tiller.
  • the vehicle body including the side sill and the bottom plate according to the first to sixth embodiments basically corresponds to the function and effect described with reference to the first embodiment.

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Abstract

Fahrzeugkarosserie mit einem Seitenschweiler (1), der eine obere Wand (5) und eine untere Wand (7) aufweist, und einer Bodenplatte (3), wobei der Seitenschweiler (1) und die Bodenplatte (3) miteinander verbunden sind, wobei der Seitenschweiler (1) ein Hohlprofil aufweist, und wobei die Bodenplatte (3) überlappend mit der oberen Wand (5) und/oder der unteren Wand (7) des Seitenschweilers (1) ausgebildet ist.

Description

Fahrzeugkarosserie mit einem Seitenschweiler und einer Bodenplatte
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugkarosserie für ein
Personenkraftfahrzeug, mit einem Seitenschwelier und einer Bodenplatte, die miteinander verbunden sind.
Aus der DE 102010030515 A1 ist beispielsweise eine Karosserie eines
Personenkraftfahrzeugs bekannt, die zwei Seitenschweiler aufweist, zwischen denen sich ein Boden mit Hohlkammern erstreckt, wobei der Boden über
Haltewinkel an inneren Seitenwänden der Seitenschwelier befestigt ist. Die
Seitenschwelier sind in Schalenbauweise aus einem kohlefaserverstärkten
Kunststoff ausgebildet und der Boden ist aus einer Leichtmetalllegierung ausgebildet. Ferner sind in den Hohlräumen der Seitenschwelier
Energieabsorptionselemente untergebracht, um im Fall einer Kollision von der Seite hinreichend Energie absorbieren zu können.
Darüber hinaus ist in der DE 102011085590 A1 eine herkömmliche
Fahrzeugkarosserie gezeigt, die einen Seitenschweiler bestehend aus einem Innenblech und einem Außenblech sowie einem Verstärkungsblech, die ein geschlossenes Hohlprofil ausbilden, aufweist. Das Verstärkungsblech bildet eine innere Seitenwand des Seitenschwellers, wobei an der Seitenwand des
Verstärkungsblechs ein Bodenblech fixiert ist.
Generell dienen bekannte Seitenschweiler dazu, einen Fahrzeuginnenraum, insbesondere eine Fahrgastzelle bei einer seitlichen Kollision hinreichend zu schützen und Kollisionsenergie abzubauen. Hierfür ist es erforderlich, dass ein Seitenschwelier eine hinreichende Festigkeit und ein hinreichendes
Kollisionsenergieabsorptionsvermögen aufweist.
Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugkarosserie mit einem Seitenschweiler und einer Bodenplatte zu schaffen, wobei eine Festigkeit und ein Kollisionsenergieabsorptionsvermögen der Fahrzeugkarosserie, insbesondere des Seitenschwellers, gegenüber einer seitlichen Kollision bei geringem Gewicht hinreichend hoch ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeugkarosserie mit einem Seitenschweiler und einer Bodenplatte gelöst, die die Kombination der Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Fahrzeugkarosserie einen
Seitenschweiler, der eine obere Wand sowie eine untere Wand aufweist und der nach Art eines Hohlprofils ausgebildet ist. Ferner hat die erfindungsgemäße Fahrzeugkarosserie eine Bodenplatte, wobei der Seitenschweiler und die
Bodenplatte miteinander verbunden sind. Die Bodenplatte ist gemäß der vorliegenden Erfindung überlappend mit der oberen Wand und/oder der unteren Wand des Seitenschwellers ausgebildet. Insbesondere überlappt die Bodenplatte die obere Wand und/oder die untere Wand in eine Fahrzeugkarosseriequerrichtung und eine Fahrzeugkarosserielängsrichtung.
Eine Fahrzeugkarosserie gemäß der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt eine Kraftfahrzeug karosserie und insbesondere eine Personenkraftfahrzeugkarosserie, wobei die Fahrzeugkarosserie bevorzugt eine Fahrgastzelle, die zwischen einem sogenannten Vorderwagen und einem sogenannten Hinterwagen ausgebildet ist, aufweist.
Ein Seitenschweiler gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein unterer, äußerer seitlicher Längsträger, der sich in einem Bereich zwischen einem vorderen Radhaus und einem hinteren Radhaus - zwischen einem Vorderwagen und einem
Hinterwagen - erstreckt. Üblicherweise hat eine derartige Fahrzeugkarosserie einen linken Seitenschweller und einen rechten Seitenschweller, zwischen denen sich eine einzige Bodenplatte oder mehrere Bodenplatten erstrecken.
Der Seitenschweiler hat bevorzugt ein geschlossenes Hohiprofil.
Durch die erfindungsgemäße überlappende Anordnung des Seitenschweilers und der Bodenplatte in x-Richtung (Karosserielängsrichtung) und y-Richtung
(Karosseriequerrichtung), d.h. eine Überlappung mit einer oberen Wand und einer unteren Wand, bildet die Bodenplatte eine Verstärkung des Hohlprofils des
Seitenschweilers und erhöht somit eine Festigkeit und eine
Kollisionsenergieabsorptionsfähigkeit des Seitenschwellers. Der Seitenschweller kann beispielsweise vorteilhaft durch die erfindungsgemäße Anordnung der Bodenplatte leichter ausgeführt werden. Ein zusätzliches Verstärkungselement des Seitenschwellers oder ein Energieabsorptionselement kann weggelassen werden oder leichter ausgeführt werden als in dem Fall, in dem die Bodenplatte nicht wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, mit dem Seitenschweiler überlappt.
Gegebenenfalls ist durch die vorliegende Erfindung damit auch eine Teilezahl reduziert. Im Falle einer seitlichen Kollision trägt die Bodenplatte durch die
Überlappung mit dem Steinschweller bereits zu einem frühen Zeitpunkt der Kollision, d.h. zu einem frühen Zeitpunkt einer Verformung des Seitenschweilers, zu einer Kollisionsenergieabsorption bei.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Fahrzeugkarosserie der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Bodenplatte im Wesentlichen über eine gesamte Breite des Seitenschwellers, d.h. eine Breite des Seitenschweilers in y-Richtung. Mit anderen Worten ist die Bodenplatte bevorzugt im Wesentlichen über eine gesamte Breite des Seitenschweilers mit der oberen Wand und/oder der unteren Wand des Seitenschwellers überlappend ausgebildet.
Hierdurch trifft bei der seitlichen Kollision ein Kollisionsgegner nicht nur unmittelbar auf den Seitenschweiler, sondern auch unmittelbar auf die Bodenplatte, die damit unmittelbar zur Kollisionsenergieabsorption durch plastische Verformung und/oder kleinteiligen Sprödbruch beitragen kann.
Bevorzugt kann sich die Bodenplatte bis zu einer äußeren Seitenwand des
Seitenschweilers erstrecken. Vorteilhaft kann die Bodenplatte mit der äußeren Seitenwand verbunden sein.
Mit dem Ausdruck äußere Seitenwand des Seitenschwellers ist die Wand gemeint, die einer Fahrzeugkarosserieaußenseite zugewandt angeordnet ist. Durch die Erstreckung der Bodenplatte bis zu der äußeren Seitenwand kann eine
Energieabsorptionsfähigkeit der Bodenplatte selbst bereits zu Beginn einer
Verformung des Seitenschwellers, also bereits bei Verformung der äußeren Seitenwand des Seitenschweilers, vorteilhaft genutzt werden.
Hierdurch kann eine versteifende und eine Festigkeit erhöhende Wirkung der Bodenplatte besonders gut realisiert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Bodenplatte an einer Außenseite oder einer Innenseite der oberen Wand oder der unteren Wand des Seitenschwellers anliegend angeordnet und mit der entsprechenden Wand, d.h. der oberen Wand oder der unteren Wand, verbunden.
Die Außenseite der oberen Wand ist die Seite, die einer
Fahrzeugkarosserieoberseite zugewandt ist, während die Innenseite der oberen Wand die Seite ist, die einer Fahrzeugkarosserieunterseite zugewandt ist und insbesondere einer inneren Kammer des Hohlprofils zugewandt ist.
Bevorzugt ist bei der Fahrzeugkarosserie gemäß der vorliegenden Erfindung die Bodenplatte zwischen einer oberen Wand und einer unteren Wand des
Seitenschwellers angeordnet. Zusätzlich kann die Bodenplatte vorteilhaft eine innere Seitenwand des Seitenschweilers durchdringen. Mit anderen Worten kann die innere Seitenwand mit einer oberen inneren Seitenwand und einer unteren inneren Seitenwand zweiteilig ausgeführt sein, wobei zwischen der oberen inneren Seitenwand und der unteren inneren Seitenwand die Bodenplatte verläuft. Dabei ist die innere Seitenwand vorteilhaft mit der Bodenplatte verbunden. Weiterhin kann die Bodenplatte zusätzlich eine äußere Seitenwand des Seitenschweliers durchdringen. Ebenso wie die innere Seitenwand kann die äußere Seitenwand mit einer oberen äußeren Seitenwand und einer unteren äußeren Seitenwand ausgebildet sein, wobei zwischen der oberen inneren Seitenwand und der unteren inneren
Seitenwand die Bodenplatte verläuft. Dabei ist die innere Seitenwand vorteilhaft mit der Bodenplatte verbunden.
In dem Fall, in dem die Bodenplatte sowohl die innere Seitenwand als auch die äußere Seitenwand durchdringt, kann der Seitenschweller vorteilhaft aus einer oberen Halbschale des Hohlprofils und einer unteren Halbschale des Hohlprofils ausgebildet sein, wobei zwischen den Halbschalen die Bodenplatte angeordnet ist.
Die Bodenplatte kann, in dem Fall, in dem sie die innere Seitenwand des
Seitenschweilers durchdringt oder zusätzlich die äußere Seitenwand des
Seitenschweliers durchdringt, beabstandet zu der oberen Wand und zu der unteren Wand angeordnet sein.
Hierdurch teilt die Bodenplatte einen Innenraum, d.h. eine Hohlkammer, des Seitenschweliers in einen oberen Bereich und einen unteren Bereich und erhöht damit eine Festigkeit und eine Energieabsorptionsfähigkeit des Seitenschweliers in Kombination mit der Bodenplatte vorteilhaft.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Bodenplatte die obere Wand oder die untere Wand des Seitenschweliers auch ersetzen. Mit anderen Worten bildet in diesem Fall die Bodenplatte die obere Wand oder die untere Wand des
Seitenschweliers aus. Der Seitenschweller ist in diesem Fall als ein offenes
Hohlprofil ausgebildet, wobei die Bodenplatte hierbei zusammen mit dem
Seitenschweller ein geschlossenes Hohlprofil ausbildet.
Die Bodenplatte kann mehrlagig, insbesondere in Form einer sogenannten
Sandwichkonstruktion ausgebildet sein, da eine derartige Konstruktion eine höhere Energieabsorptionsfähigkeit aufweist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Bodenplatte eine obere Lage und eine untere Lage auf, die zueinander beabstandet sind.
Hierdurch ist bei einer Seitenkollision ein Ausknicken der Bodenplatte erschwert und damit eine Festigkeit und eine Energieabsorptionsfähigkeit der Bodenplatte erhöht. Zudem ist hiermit eine Verstärkung des Seitenschweilers verbessert.
Bevorzugt kann bei der Bodenplatte mit der oberen Lage und der unteren Lage zwischen der oberen Lage und der unteren Lage als eine Zwischenlage eine Schaumlage ausgebildet sein. Hierbei kann bevorzugt jeglicher bekannte
geschäumte Werkstoff verwendet sein. Eine Schaumlage als Zwischenlage ist leicht und stabilisiert die obere Lage und die untere Lage zueinander, so dass das vorstehend beschriebene Ausknicken der Bodenplatte noch besser verhindert ist.
Alternativ oder zusätzlich zu der Schaumlage kann eine Zwischenlage aus einem Wabenmaterial, d.h. eine Wabenlage, angeordnet sein. Das Wabenmaterial kann aus Kunststoff oder auch aus einem metallischen Werkstoff, wie einem Leichtmetall, ausgebildet sein. Eine derartige Wabenlage hat analog zu der vorstehend beschriebenen Schaumlage Vorteile im Hinblick auf ein erschwertes Ausknicken der Bodenplatte und eine Stabilisierung der oberen Lage gegenüber der unteren Lage.
Zusätzlich oder als weitere Alternative kann auch jegliches andere Abstandselement als Zwischenlage zwischen der oberen Lage und der unteren Lage angeordnet sein, wobei das Abstandselement einen Abstand der oberen Lage und der unteren Lage zueinander sicher stellt und hinreichend leicht ist. Als Abstandselement kommen beispielsweise eine profilierte Platte oder mehrere profilierte Platten in Frage. Das Abstandselement kann ein U- Profil oder ein V-Profil aufweisen.
Die Bodenplatte kann auch auf einer Seite der Bodenplatte oder auf beiden Seiten mit zusätzlichen Verstärkungselementen versehen sein, die derart ausgebildet sind, dass sie zusammen mit der Bodenplatte Hohlprofile ausbilden.
Dies ist ebenso vorteilhaft im Hinblick auf ein Unterbinden eines Ausknickens der Bodenplatte im Falle einer Seitenkollision und verbessert damit eine Energieabsorptionsfähigkeit der Fahrzeugkarosserie insgesamt bei der
Seitenkollision.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann der Seitenschweiler aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet sein. Als
Faserverbundwerkstoff kommt jeglicher Faserverbundwerkstoff in Frage, der im
Fahrzeugbau und/oder Karosseriebau zum Einsatz kommt. Besonders bevorzugt ist aufgrund der hohen Festigkeit ein Kohlenstofffaserverbundwerkstoff.
Der Faserverbundwerkstoff kann insbesondere mit Endlosfasem ausgebildet sein, welche eine Festigkeit des Seitenschweilers weiter erhöhen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Bodenplatte zumindest bereichsweise aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet. Auch in diesem Fall ist jeglicher Faserverbundwerkstoff, der vorteilhaft beim Einsat in
Fahrzeugkarosserien ist, denkbar, wobei ein Kohlenstofffaserverbundwerkstoff besonders bevorzugt ist. Die Bodenplatte kann vollständig aus
Faserverbundwerkstoff bestehen. Die Bodenplatte kann jedoch auch in
ischbauweise mehrlagig aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
Beispielsweise kann in dem Fall, in dem die Bodenplatte eine obere Lage und eine untere Lage aufweist, eine der beiden Lagen aus Faserverbundwerkstoff ausgebildet sein. Es können auch alle beide Lagen aus Faserverbundwerkstoff ausgebildet sein. Eine dazwischen angeordnete Lage, also eine Zwischenlage, kann aus einem anderen Material ausgebildet sein, wie beispielsweise im Falle vorstehend beschriebener Schaumlage oder Wabenlage oder Abstandslage.
Als Fasern in dem Faserverbundwerkstoff sind besonders bevorzugt Endlosfasern verwendet.
Endlosfasern sind im Hinblick auf eine Festigkeit der Bodenplatte gegenüber Kurzfasern oder Langfasern besonders vorteilhaft. Insbesondere ist es bei
Endlosfasern besonders einfach jene gezielt in einer oder mehrere bestimmte Richtungen anzuordnen, so dass einer Beanspruchung durch eine Seitenkollision besonders leicht begegnet werden kann. Vorstehend beschriebene Weiterbildungen und Merkmale der vorliegenden Erfindung können soweit möglich beliebig miteinander kombiniert werden.
Nachstehend erfolgt eine Kurzbeschreibung der Figuren.
Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht durch einen Seitenschweller und eine Bodenplatte gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht durch einen Seitenschweller und eine Bodenplatte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht durch einen Seitenschweiler und eine Bodenplatte gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht durch einen Seitenschweller und eine Bodenplatte gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht durch einen Seitenschweller und eine Bodenplatte gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht durch einen Seitenschweiler und eine Bodenplatte gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist eine schematische Schnittansicht durch einen Seitenschweller und eine Bodenplatte gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Nachstehend sind unter Bezugnahme auf Figuren 1 bis 6 Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat eine
Fahrzeugkarosserie einen Seitenschweiler 1 und eine Bodenplatte 3. Der
Seitenschweiler 1 ist ein Seitenschweller eines Personenkraftfahrzeugs, wobei der Seitenschweiler 1 ein unterer äußerer seitlicher Längsträger ist, der zwischen einem vorderen Radhaus und einem hinteren Radhaus angeordnet ist und Bestandteil einer Fahrgastzelle ist. Die Bodenplatte 3 bildet einen Boden der Fahrgastzelle aus. In Figur 1 ist lediglich ein linker Seitenschweiler 1 gezeigt. Die Fahrzeugkarosserie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat ebenso einen rechten Seitenschweiler, wobei sich die Bodenplatte 3 bevorzugt von dem linken Seitenschweiler 1 zu dem rechten Seitenschweller erstreckt. Die Fahrzeugkarosserie kann jedoch auch einen sogenannten Mitteltunnel aufweisen, wobei sich eine linke Bodenplatte von dem linken Seitenschweller bis zu dem Mitteltunnel erstreckt und eine rechte Bodenplatte von dem rechten Seitenschweiler bis zum Mitteltunnel erstreckt. In Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie kann eine einzige Bodenplatte 3 angeordnet sein, es können aber auch mehrere Bodenplatten hintereinander angeordnet sein. Die Bodenplatte 3 kann in Längsrichtung ungefähr so lang wie der Seitenschweiler 1 sein.
Der Seitenschweller 1 ist aus einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, d.h. einem Kohlenstofffaserverbundwerkstoff, ausgebildet und bildet ein geschlossenes Hohlprofil aus, das eine obere Wand 5, eine untere Wand 7, eine äußere
Seitenwand 9 und eine innere Seitenwand 1 1 hat. Die Bodenplatte 3 ist in x- Richtung bzw. in y-Richtung der Kraftfahrzeugkarosserie - also in
Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung - überlappend mit dem
Seitenschweiler 1 angeordnet und überlappt insbesondere mit der oberen Wand 5 sowie der unteren Wand 7 des Seitenschwellers 1. Die Bodenplatte 3 überlappt dabei im Wesentlichen eine gesamte Breite des Seitenschwellers 1.
Die Bodenplatte 3 ist zwischen der oberen Wand 5 und der unteren Wand 7 angeordnet und durchdringt die innere Seitenwand 1 1 durch eine schlitzförmige Öffnung 113 in der inneren Seitenwand 11. Die Öffnung 1 13 teilt die innere
Seitenwand 11 in eine obere innere Seitenwand 1 11 und eine untere innere Seitenwand 112. Die Bodenplatte 3 ist mit der oberen inneren Seitenwand 1 1 1 und der unteren inneren Seitenwand 1 12 verbunden. Ferner erstreckt sich die
Bodenplatte 3 bis zu der äußeren Seitenwand 9 und ist mit der äußeren Seitenwand 9 verbunden.
Die Bodenplatte 3 ist stoffschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Seitenschweller 1 fixiert.
Die Bodenplatte 3 ist mehrlagig nach Art einer Sandwichkonstruktion ausgebildet, wobei die Bodenplatte 3 eine obere Lage und eine untere Lage aufweist. Zwischen der oberen Lage und der unteren Lage können eine oder mehrere weitere
Zwischenlagen angeordnet sein, wobei beispielsweise ein Schaumkern oder ein Wabenkern zwischen der unteren und oberen Lage angeordnet sein kann. Darüber hinaus kann alternativ oder zusätzlich eine profilierte Lage zwischen der oberen Lage und der unteren Lage angeordnet sein, die die obere Lage und die untere Lage voneinander beabstandet und Hohlräume zwischen der oberen Lage und der unteren Lage ausbildet. Die obere Lage und die untere Lage bestehen aus einem kohlen stofff a se rve rstärkte m Kunststoff, wobei insbesondere gerichtete Endlosfasern verwendet sind. Es sind auch andere Faserverbundwerkstoffe ebenso wie metallische Werkstoffe zur Ausbildung der Bodenplatte 3 möglich.
Im Fall einer Seitenkollision, beispielsweise mit einem pfahlförmigen Hindernis, verstärkt die beschriebene Anordnung der Bodenplatte 3 den Seitenschweller 1 und ermöglicht zusätzliches Energieabsorptionspotenzial bei Verformung des
Seitenschwellers 1. Darüber hinaus trifft durch die überlappende Anordnung der Bodenplatte 3 mit dem Seitenschweiler 1 das Kollisionshindernis unmittelbar oder nach sehr kurzem Verformungsweg des Seitenschweilers 1 auf die Bodenplatte 3, welche unmittelbar zur Absorption von Kollisionsenergie beitragen kann. Durch die mehrlagige Ausbildung der Bodenplatte 3 kann die Bodenplatte 3 höhere Lasten in y-Richtung aufnehmen, ohne, dass es zu einem Ausknicken der Bodenplatte kommt, so dass ein Energieabsorptionspotenzial bei Verformung oder kleinteiligem Sprödbruch der Bodenplatte 3 auf einem hohen Niveau bleibt. Insgesamt kann hierdurch der Seitenschwelier 1 leichter und weniger fest ausgebildet sein und/oder die Bodenplatte 3 kann zusätzliche
Energieabsorptionselemente innerhalb des Seitenschweilers 1 ersetzen.
Nachstehend sind weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren 2 bis 7 beschrieben, wobei gleiche oder ähnliche
Merkmale mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und im Wesentlichen lediglich Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind und eine Beschreibung der Ähnlichkeiten bzw. Übereinstimmungen mit dem ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen weggelassen sind.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, wobei ein Seitenschwelier 1 und eine Bodenplatte 3 miteinander überlappend angeordnet sind. Insbesondere ist die Bodenplatte 3 gegenüberliegend bzw. angrenzend zu einer Innenseite einer oberen Wand 5 des Seitenschwellers 1 angeordnet. Die Bodenplatte 3 durchdringt eine innere Seitenwand 11 bzw. die innere Seitenwand 11 endet an der Bodenplatte 3. Es ist zwischen der inneren Seitenwand 11 und der oberen Wand 5 ein Schlitz 113 ausgebildet durch den die Bodenplatte 3 verläuft. Bevorzugt ist die Bodenplatte 3 mit der oberen Wand 5 stoffschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder
formschlüssig, beispielsweise durch Kleben, verbunden. Ferner ist die Bodenplatte 3 mit der inneren Seitenwand 11 verbunden.
Ebenso wie in dem ersten Ausführungsbeispiel kann die Bodenplatte 3 mehrlagig in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben ausgeführt sein.
In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei das dritte Ausführungsbeispiel im Wesentlichen mit dem zweiten
Ausführungsbeispiel übereinstimmt, nur dass eine Bodenplatte 3 angrenzend zu einer unteren Wand 7 eines Seitenschwellers 1 angeordnet und mit dieser verbunden ist und die Bodenplatte 3 einen Schlitz 13 zwischen einer inneren Seitenwand 11 und der unteren Wand 7 durchdringt. In Figur 3 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei sich das vierte Ausführungsbeispiel von den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen dadurch unterscheidet, dass eine Bodenplatte 3 angrenzend zu einer Außenseite einer oberen Wand 5 eines Seitenschwellers 1 ausgebildet ist und mit dieser verbunden ist. Die Bodenplatte 3 überlappt dabei im Wesentlichen eine gesamte Breite des Seitenschweilers 1.
Alternativ zu dem vierten Ausführungsbeispiel kann in einer Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels die Bodenplatte 3 auch angrenzend zu einer Außenwand der unteren Wand 7 angeordnet und mit der unteren Wand 7 verbunden sein.
Gemäß einem in Figur 5 und 6 gezeigten fünften und sechsten Ausführungsbeispiel ersetzt eine Bodenplatte 3 eine obere Wand bzw. eine untere Wand eines
Seitenschweilers 1 und bildet zusammen mit dem Seitenschweller 1 ein
geschlossenes Hohlprofil aus.
Figur 7 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel eine Bodenplatte 3 eine innere Seitenwand 11 eines Seitenschwellers durchdringt. Die Bodenplatte 3 ist zwischen einer oberen Wand 5 und einer unteren Wand 7 des Seitenschwellers 1 angeordnet. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel durchdringt die Bodenplatte 3 zusätzlich eine äußere Seitenwand 9 durch eine schlitzförmige Öffnung 93 in der äußeren Seitenwand 9. Die Öffnung 93 teilt die äußere Seitenwand 9 in eine obere äußere Seitenwand 91 und eine untere äußere Seitenwand 92. Die Bodenplatte 3 ist mit der oberen äußeren Seitenwand 91 und der unteren äußeren Seitenwand 91 verbunden. Dabei kann der Seitenschweller 1 insbesondere aus zwei Halbschalen, einer oberen Halbschale mit der oberen Wand 5, der oberen äußeren Seitenwand 91 und der oberen inneren Seitenwand 11 sowie einer unteren Halbschale mit der unteren Wand 7, der unteren äußeren Seitenwand 93 und der unteren inneren Seitenwand 112, bestehen. Die Bodenplatte 3 ist zwischen der unteren Halbschale und der oberen Halbschale des Seitenschweilers angeordnet und fixiert.
Die verwendeten Werkstoffe des Seitenschweilers und der Bodenplatte sowie ein mehrlagiger Aufbau der Bodenplatte können in dem zweiten bis siebten Ausführungsbeispiel so ausgebildet sein, wie in Bezug auf das erste
Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Eine Funktion und Wirkung der
Fahrzeugkarosserie mit dem Seitenschweller und der Bodenplatte gemäß dem ersten bis sechsten Ausführungsbeispiel entspricht grundsätzlich der in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Funktion und Wirkung.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugkarosserie, insbesondere eine Kraftf a hrzeug ka rosserie , mit einem Seitenschweller (1 ), der eine obere Wand (5) und eine untere Wand (7) aufweist, und einer Bodenplatte (3), wobei der Seitenschweller (1 ) und die Bodenplatte (3) miteinander verbunden sind, wobei der Seitenschweiler (1 ) ein Hohlprofil aufweist, und wobei die Bodenplatte (3) überlappend mit der oberen Wand (5) und/oder der unteren Wand (7) des Seitenschweilers (1 ) ausgebildet ist.
2. Fahrzeugkarosserie nach Patentanspruch 1 , wobei die Bodenplatte (3) im Wesentlichen über eine gesamte Breite des Seitenschweilers (1 ) mit der oberen Wand (5) und/oder der unteren Wand (7) des Seitenschweilers (1 ) überlappend ausgebildet ist.
3. Fahrzeugkarosserie nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Bodenplatte (3) an einer Außenseite oder einer Innenseite der oberen Wand (5) oder der unteren Wand (7) des Seitenschwellers (1 ) anliegt und mit der
entsprechenden Wand verbunden ist.
4. Fahrzeugkarosserie nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die Bodenplatte (3) zwischen einer oberen Wand (5) und einer unteren Wand (7) des Seitenschwellers (1 ) angeordnet ist und die Bodenplatte (3) eine innere Seitenwand (1 1 ) des Seitenschweilers (1 ) durchdringt, und die Bodenplatte (3) insbesondere zusätzlich eine äußere Seitenwand (9) des
Seitenschweilers (1 ) durchdringt.
5. Fahrzeugkarosserie nach Patentanspruch 4, wobei die Bodenplatte 3 beabstandet zu der oberen Wand (5) und zu der unteren Wand (7) angeordnet ist.
6. Fahrzeugkarosserie nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die Bodenplatte (3) die obere Wand (5) oder die untere Wand (7) des
Seitenschweilers (1 ) ausbildet.
7. Fahrzeugkarosserie nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei die Bodenplatte (3) eine obere Lage und eine untere Lage aufweist, die zueinander beabstandet sind.
8. Fahrzeugkarosserie nach Patentanspruch 7, wobei zwischen der oberen Lage und der unteren Lage zumindest eine Schaumlage und/oder zumindest eine Wabenlage und/oder zumindest ein Abstandselement, insbesondere zumindest eine profilierte Platte, angeordnet ist.
9. Fahrzeugkarosserie nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, wobei
zumindest auf einer Seite der Bodenplatte (3) ein Verstärkungselement angebracht ist, das zusammen mit der Bodenplatte (3) ein Hohlprofil ausbildet.
10. Fahrzeugkarosserie nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, wobei der Seitenschweiler (1 ) aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere einem Kohlenstofffaserverbundwerkstoff, ausgebildet ist, wobei der
Fase rve rb u ndwe rkstoff insbesondere mit Endlosfasern ausgebildet ist.
11. Fahrzeugkarosserie nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, wobei die Bodenplatte (3) zumindest bereichsweise aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere einem Kohlenstofffaserverbundwerkstoff, ausgebildet ist, wobei der Faserverb undwe rkstoff insbesondere mit Endlosfasern
ausgebildet ist.
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