DE10315056A1

DE10315056A1 - Kraftfahrzeugseitenschwellen-Verstärkungsstruk- tur

Info

Publication number: DE10315056A1
Application number: DE10315056A
Authority: DE
Inventors: Shouji Yamazaki; Hideki Koga
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2023-04-03
Also published as: DE10315056B4; US6854795B2; JP2003291858A; CA2424229C; GB0307655D0; US20030184126A1; TW200404694A; GB2387358A; CA2424229A1; CN1448291A; CN1185131C; GB2387358B; TWI257359B

Abstract

Ein Verstärkungselement (32) einer Kraftfahrzeugseitenschwelle enthält einen V-förmigen Querschnittsabschnitt (46), welcher geformt ist durch: Biegen des Verstärkungselements, sodass dieses einer Unterseite (31b) eines oberen Abschnitts (31a) einer äußeren Platte (31) folgt, Verbinden eines als resultierender gebogener Abschnitt fungierenden oberen Anbringungsabschnitts (42) mit dem oberen Abschnitt (31a) der äußeren Platte (31) und Biegen eines entfernten Endes des oberen Anbringungsabschnitts (42) nach unten.

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeugseitenschwellen-Verstärkungsstruktur, welche bevorzugt dazu da ist, die Biegesteifigkeit und Drehsteifigkeit einer Seitenschwelle mit einer einfachen Konstruktion zu erhöhen.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Seitenschwellen, die in Längsrichtung (insbesondere Fahrzeuglängsrichtung) verlaufend an linken und rechten Seiten eines Fahrzeugs angeordnet sind, sind Elemente, welche die Seitenkarosserie des Fahrzeuges bilden. Vordersäulen und Mittelsäulen sind so vorgesehen, dass sie von den jeweiligen Seitenschwellen aufsteigenden, um eine Dachplatte auf den jeweiligen Säulen zu montieren, wodurch ein Rahmen für eine Passagierkabine gebildet wird. Die Seitenschwellen bilden daher ein Element, welches eine Basis für den Passagierkabinenrahmen bildet und die Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie bestimmt.
Zum Beispiel muss die Deformation des Passagierkabinenrahmens eines Fahrzeugs, die bei einer Kollision eines anderes Fahrzeug gegen seine Seite entsteht, auf ein Minimalmaß beschränkt werden und die Verstärkung der Seitenschwelle spielt eine entscheidende Rolle.
Aus Seitenkollisionen von Fahrzeugen resultierende deformierte Zustände von Seitenschwellen werden im Folgenden beschrieben.
Fig. 5A, 5B sind erläuternde Ansichten einer herkömmlichen Seitenschwelle.
Fig. 5A ist eine perspektivische Ansicht, welche die Fahrzeugkarosserierahmenkonstruktion eines Fahrzeugs zeigt, in welcher eine Vordersäule 101 von einem vorderen Ende einer Seitenschwelle 100 aufsteigt, eine Mittelsäule 102 von einem mittleren Abschnitt der Seitenschwelle aufsteigt, eine Dach-Seitenschiene 103 an oberen Enden der Vordersäule 101 und der Mittelsäule 102 angebracht ist, eine Dachschiene 104 zwischen der linken und der rechten Dach- Seitenschiene 103 verläuft, und Vorderboden-Querelemente 105 zwischen den linken und rechten Seitenschwellen 100 verlaufen, sodass ein Passagierkabinenrahmen gebildet wird.
Fig. 5B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in Fig. 5A und wie daraus ersichtlich ist, enthält die Seitenschwelle 100 ein Außenelement 108 und ein Innenelement 111, welches an der Passagierkabinenseite des Außenelements 108 angebracht ist.
Die Deformation der Seitenschwelle 100, die dann entsteht, wenn eine Belastung P, entsprechend einer Belastung, die während einer Seitenkollision von Fahrzeugen wirken würde, auf die Mittelsäule 102 über der Seitenschwelle 100 in einer durch einen Pfeil angezeigten Richtung wirkt, wird im folgenden beschrieben.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht zum Beschreiben der Deformation einer herkömmlichen Seitenschwelle und ist ein Näherungsmodell für die Seitenschwelle und die Mittelsäule in den Fig. 5A, 5B.
Genauer gesagt werden Endabschnitte der Seitenschwelle 100 durch Stützelemente 112, 113 unterstützt, welche als Hebelpunkt dienen. Dabei wird ein oberer Endabschnitt der Mittelsäule 102 durch ein Stützteil 114 unterstützt, welches als Hebelpunkt dient.
Danach wird die Belastung P auf die Mittelsäule 102 über der Seitenschwelle 100 in der durch den Pfeil angezeigten Richtung ausgeübt.
Fig. 7A, 7B sind erste Ansichten zur Erläuterung, wie die ausgeübte Belastung P die herkömmliche Seitenschwelle deformiert, wobei Fig. 7A eine Ansicht in Richtung eines Pfeils VII in Fig. 6 ist und Fig. 7B eine Ansicht in Richtung eines Pfeils VII' in Fig. 6 ist.
In Fig. 7A wird unter der Annahme, dass A ein Belastungswirkpunkt auf der Mittelsäule ist, B eine Querschnittsmitte der Seitenschwelle ist und L ein Abstand zwischen dem Belastungswirkpunkt A und der Querschnittsmitte B ist, ein Drehmoment PL in der Seitenschwelle 100 erzeugt.
Zusätzlich wird in Fig. 7B zur selben Zeit, in der das Drehmoment PL erzeugt wird, ein Biegemoment PM in der Seitenschwelle 100 zwischen den Stützteilen 112, 113 erzeugt.
Fig. 8A und 8b sind zweite Ansichten, welche die Deformation der herkömmlichen Seitenschwelle durch die Belastung P erklären, wobei vergrößerte Ansichten der Hauptteile der Seitenschwelle 100 und der Mittelstütze 102 für die Erklärung verwendet werden.
In Fig. 8A wird eine Scherkraft in der Seitenschwelle 100 erzeugt, in welcher das Drehmoment PL erzeugt wird, und unter der Annahme, dass die Seitenschwelle 100 zum Beispiel aus einer oberen Wand 100a, einer unteren Wand 100b, einer linken Wand 100c und einer rechten Wand 100d gebildet wird, werden eine relativ zur Achse der Seitenschwelle 100 geneigte Zugkraft TE und eine zur Zugkraft TE senkrechte Druckkraft cm in der oberen Wand 100a beziehungsweise in der rechten Wand 100d erzeugt.
In Fig. 8B wird in der Seitenschwelle 100, in welcher das Biegemoment PM erzeugt wird, in Richtung einer J-J-Linie (welche horizontal verläuft und die Achse der Seitenschwelle 100 im rechten Winkel kreuzt) auf einer linken, der Wand 100c zugewandten Seite der Querschnittsmitte B insgesamt eine Zugkraft (welche durch "Tens" und "-" repräsentiert ist und welche beim Wegbewegen von der Querschnittsmitte B entlang der J-J-Linie dazu tendiert, größer zu werden) erzeugt und eine Druckkraft (welche durch "Comp" und "+" repräsentiert ist und welche beim Wegbewegen von der Querschnittsmitte B entlang der J-J-Linie dazu tendiert, größer zu werden) wird insgesamt auf einer rechten, der Wand 100d zugewandten Seite der Querschnittsmitte B erzeugt.
Fig. 9A, 9B sind dritte Ansichten, welche die Deformation der herkömmlichen Seitenschwelle durch die einwirkende Belastung erklären. Dabei ist Fig. 9 A eine perspektivische Ansicht, welche die Zugkraft und die Druckkraft zeigt, die in der Seitenschwelle 100 erzeugt werden und
Fig. 9B ist eine Querschnittsansicht, welche die selben Kräfte zeigt. In Fig. 9A wird eine Druckkraft CC in der oberen Wand 100a und in der rechten Wand 100d erzeugt und eine Zugkraft TT wird in der linken Wand 100c und in der unteren Wand 100b erzeugt.
Die Druckkraft CC und die Zugkraft TT sind jeweils resultierende Kräfte der in Fig. 8A gezeigten Druckkraft cm und Zugkraft TE. Die Druckkraft CC vergrößert sich bei Annäherung an den Kantenabschnitt 100e, wo sich die obere Wand 100a mit der rechten Wand 100d schneidet, während die Zugkraft TT sich bei Annäherung an einen Kantenabschnitt, wo sich die linke Wand 100c mit der unteren Wand 100b schneidet, vergrößert.
Genauer gesagt wird in Fig. 9B die Druckkraft (welche durch "Comp" und "+" repräsentiert wird) im Querschnitt der Seitenschwelle 100 an einer Seite einer eine Grenze bildenden K-K-Linie erzeugt, wohingegen die Zugspannung (welche durch "Tens" und "-" repräsentiert wird) auf der anderen Seite davon erzeugt wird.
Als ein Ergebnis wird in der Seitenschwelle 100, in welcher die vorbenannten zwei Arten von Momenten, nämlich das Torsionsmoment PL (siehe Fig. 7A) und das Biegemoment PM (siehe Fig. 7B), erzeugt werden, ein Biegemoment um die K-K-Linie oder ein Biegemoment FF, welches die Seitenschwelle 100 in einer Richtung, in welcher eine mit . der K-K-Linie in rechten Winkeln schneidende N-N-Linie verläuft, zu biegen versucht, durch eine Kombination des Torsionsmoments PL und des Biegemoments PM erzeugt.
Daher wirkt die Druckkraft auf einer AA-Seite des Querschnitts (der einen Seite der eine Grenze bildenden K-K-Linie) der Seitenschwelle 100 und die Zugspannung wirkt auf einer BB-Seite des Querschnitts (der anderen Seite der eine Grenze bildenden K-K-Linie) der Seitenschwelle 100. Um die Steifigkeit der Seitenschwelle 100 zu erhöhen, muss demzufolge die Steifigkeit in der N-N-Linie verstärkt werden.
Fig. 10A, 10B sind vierte erläuternde Ansichten, welche die Deformation der herkömmlichen Seitenschwelle durch die einwirkende Belastung erklären. Dabei ist Fig. 10A ein Querschnitt der eigentlichen Seitenschwelle 100 und Fig. 10B ist ein Querschnitt, welcher den Zustand zeigt, in welchem das in den Fig. 9A, 9B erklärte Biegemoment FF auf die Seitenschwelle 100 wirkt.
An der in Fig. 10A gezeigten, eigentlichen Seitenschwelle 100 ist ein abgestufter Abschnitt 116 an einem oberen Abschnitt 115 des Außenelements 108 vorgesehen, um das Eindringen von Regenwasser in die Passagierkabine zu verhindern. Wie in Fig. 10B gezeigt, wird der obere Abschnitt 115 des Außenelements 108 dazu gebracht, sich in der Nähe des abgestuften Abschnitts 116 von einem durch angedeutete Linien angezeigten Ausgangszustand in einen durch durchgezogene Linien angezeigten Zustand stark zu deformieren, wenn das Biegemoment FF an dem oberen Abschnitt des Außenelements 108 als Druckkraft angreift.
Demzufolge kann in dem Fall, wenn die Seitenschwelle 100 in der Richtung, in welcher die N-N-Linie verläuft, verstärkt wird, die Biegesteifigkeit der Seitenschwelle 100 erhöht werden.
Fig. 11 ist eine graphische Darstellung, welche die Steifigkeit der herkömmlichen Seitenschwelle zeigt. Die Ordinatenachse repräsentiert die horizontale Belastung P, welche - wie in Fig. 5B gezeigt - auf die Mittelsäule ausgeübt wird, wohingegen die Abszissenachse die Verschiebung δ der Seitenschwelle in der horizontalen Richtung durch die Belastung P repräsentiert.
In der Figur bezeichnet Bezugszeichen 120 eine Seitenschwelle, welche das Außenelement 108, das Innenelement 111 und ein Verstärkungselement 121 enthält, dass zwischen dem Außenelement 108 und dem Innenelement 111 eingeschoben ist. Die Seitenschwelle 120 zeigt nahezu eine ähnliche Belastungs-Verschiebungs-Kurve wie die der in Fig. 5A, 5B gezeigten Seitenschwelle 100. Genauer gesagt kann in dem Fall, in dem eine Belastung der Mittelsäule von der Seite her zugeführt wurde, die Bereitstellung des wie in der Figur gezeigt geformten Verstärkungselements 121 nur geringen Vorteil bieten.
Dies ist deshalb so, da das Verstärkungselement 121 keine Konstruktion bereitstellt, welche die Deformation des Außenelements 108 der Seitenschwelle 120 eindämmen kann, da das Verstärkungselement in Längsrichtung vorgesehen ist, während das in der Seitenschwelle 100 resultierende Biegemoment FF in einer diagonalen Richtung erzeugt wird, wodurch eine Belastung großer Größenordnung, insbesondere auf den oberen Abschnitt 115 des Außenelements 108 ausgeübt wird und dadurch das Außenelement 108 der Seitenschwelle 100 deformiert wird.
Zusätzlich ist eine in der JP-A-2000-238666 beschriebene "Kraftfahrzeugseitenschwellenstruktur" als Seitenschwellen- Verstärkungsstruktur bekannt.
Wie in Fig. 12 gezeigt, ist die selbe Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung eine Seitenschwellenstruktur, in welcher eine Seitenschwelle 203 enthält: ein an einer äußeren Seite einer Fahrzeugkarosserie vorgesehenes Seitenschwellenäußeres 204, ein an der inneren Seite des Seitenschwellenäußeren 204 vorgesehenes Seitenschwelleninneres 206, eine Seitenschwellenverfestigung 213, welche zwischen dem Seitenschwellenäußeren 204 und dem Seitenschwelleninneren 206 vorgesehen und dazu angepasst ist, das Seitenschwellenäußere 204 und das Seitenschwelleninnere 206 an deren oberen und unteren Abschnitten zu verbinden, sowie eine Verstärkungsplatte 230, welche so angebracht ist, dass sie die Rückseite eines an der Seitenschwellenverfestigung 213 vorstehenden Abschnitts 218 schließt.
Die Seitenschwelle 203 ist so konstruiert, dass das Seitenschwellenäußere 204 und das Seitenschwelleninnere 206 durch die Seitenschwellenverfestigung 213 und die Verstärkungsplatte 230 verstärkt sind. Diese Konstruktion erhöht die Anzahl von Komponenten und verkompliziert die Konstruktion der Seitenschwelle 203.
Ferner ist die Seitenschwellenverfestigung 213 lediglich dazu angepasst, die oberen und unteren Abschnitte der Seitenschwelle zu verbinden und es wird nicht erwartet, dass sie, so wie das in Fig. 1 l gezeigte Verstärkungselement 221, zum Rückhalten der Deformation des oberen Abschnitts des Seitenschwellenäußeren 204 beiträgt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Biegesteifigkeit und Drehsteifigkeit einer Seitenschwelle mit einer einfachen Konstruktion durch Verbessern von Kraftfahrzeugseitenschwellen- Verstärkungsstrukturen effizient zu erhöhen.
Um die Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine Kraftfahrzeugseitenschwellen-Verstärkungsstruktur für eine Kraftfahrzeugseitenschwelle bereitgestellt, welche so konstruiert ist, dass sie durch Verbinden eines Außenelements und eines Innenelements, welche jeweils einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen, mit den jeweiligen Seiten eines in einer Längsrichtung (insbesondere Fahrzeugslängsrichtung oder Seitenschwellen-Längsrichtung angeordneten Verstärkungselements eine geschlossene Querschnittskonstruktion aufweist, wobei die Kraftfahrzeugseitenschwellen-Verstärkungsstruktur dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verstärkungselement so konstruiert ist, dass es einen V-förmigen Querschnittsabschnitt enthält, welcher gebildet ist durch Biegen des Verstärkungselementes, sodass es einer Unterseite eines oberen Abschnitts des Außenelements folgt, Verbinden eines resultierenden gebogenen Abschnitts mit dem oberen Abschnitt des Außenelements und Biegen des gebogenen Abschnitts an seinem entfernten Ende nach unten.
Der obere Abschnitt des Außenelements kann durch Verbinden des gebogenen Abschnitts des Verstärkungselements mit dem oberen Abschnitt des Außenelements verstärkt werden, und der obere Abschnitt des Außenelements und der untere Abschnitt des unteren Abschnitts der Seitenschwelle können durch Verbinden des oberen Abschnitts des Außenelements mit dem unteren Abschnitt der Seitenschwelle mittels des V-förmigen Querschnittsabschnitts des Verstärkungselements starr miteinander verbunden werden, wodurch die Biegesteifigkeit und die Drehsteifigkeit der Seitenschwelle mit einer einfachen Konstruktion effizient erhöht werden können.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Rahmenkonstruktion eines Fahrzeugs zeigt, an welchem eine Seitenschwellenverstärkungsstruktur gemäß der Erfindung angewendet ist;
Fig. 2A und 2B sind Querschnittsansichten, welche eine Seitenschwellenverstärkungsstruktur (gemäß einer ersten Ausführungsform) der Erfindung zeigen;
Fig. 3 ist eine grafische Darstellung, welche die Beziehung zwischen einer auf eine Seitenschwelle (gemäß der ersten Ausführungsform) der Erfindung wirkende Belastung und deren Verschiebung zeigt;
Fig. 4A bis 4C sind Querschnittsansichten, welche Seitenschwellenverstärkungsstrukturen gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung zeigen;
Fig. 5A und 5B sind Ansichten, welche eine herkömmliche Seitenschwelle erläutern;
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Deformation der herkömmlichen Seitenschwelle erläutert;
Fig. 7A und 7B sind erste Ansichten, welche die Deformation der herkömmlichen Seitenschwelle erläutern;
Fig. 8A und 8B sind zweite Ansichten, welche die Deformation der herkömmlichen Seitenschwelle zeigen;
Fig. 9A und 9B sind dritte Ansichten, welche die Deformation der herkömmlichen Seitenschwelle zeigen;
Fig. 10A und 10B sind vierte Ansichten, welche die Deformation der herkömmlichen Seitenschwelle zeigen;
Fig. 11 ist eine grafische Darstellung, welche die Steifigkeit der herkömmlichen Seitenschwelle zeigt; und
Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht einer anderen herkömmlichen Seitenschwellenverstärkungsstruktur.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Man beachte, dass die Zeichnungen in einer Richtung betrachtet werden, in welcher die Bezugszeichen orientiert sind.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Rahmen eines Fahrzeugs zeigt, welches eine Seitenschwellenverstärkungsstruktur gemäß der Erfindung anwendet, in welchem Rahmen Vordersäulen 11, 11 von vorderen Enden von Seitenschwellen 10, 10 (eine Seitenschwelle 10 an der entgegengesetzten Seite ist nicht gezeigt), welche an beiden Seiten einer Passagierkabine an deren Boden positioniert sind, jeweils nach oben verlaufen, Mittelsäulen 12, 12 (eine Mittelsäule 12 an der entgegengesetzten Seite ist nicht gezeigt) von mittleren Abschnitten der . Seitenschwellen 10, 10 nach oben verlaufen, Dachseitenschienen 13, 13 an den Vordersäulen 11, 11 und den Mittelsäulen 12, 12 angebracht sind und die Seitendachschienen 13, 13 mit Dachschienen 14, 15, 16 miteinander verbunden sind. Man beachte, dass Bezugszeichen 18, 18 Seitenrahmen bezeichnen, welche von einem unteren Teil der Passagierkabine in eine Motorkabine verlaufen, und Bezugszeichen 21, 22 bezeichnen hintere Rahmen, welche von den Seitenschwellen 10, 10 zur Hinterseite verlaufen.
Fig. 2A, 2B sind Querschnittsansichten einer Seitenschwellenverstärkungsstruktur (gemäß einer ersten Ausführungsform) der Erfindung.
In Fig. 2A enthält die Seitenschwelle 10 eine als ein Außenelement fungierende äußere Platte 31, welche einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, und eine einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisende innere Platte 33, welche mit einer Passagierkabinenseite der äußeren Platte 31 mittels des Verstärkungselements 32 verbunden ist.
Die äußere Platte 31 ist ein Element, welches äußere Flansche 35, 36 aufweist, welche an seinen oberen und unteren Endabschnitten gebildet sind, und die innere Platte 33 ist ein Element, welches innere Flansche 37, 38 aufweist, welche an seinen oberen und unteren Endabschnitten gebildet sind, wodurch ein oberer Abschnitt des Verstärkungselements 32 zwischen dem äußeren Flansch 35 und dem inneren Flansch 37 gehalten wird, sodass er mit den Flanschen verbunden ist, und ein unterer Abschnitt des Verstärkungselements 32 zwischen dem äußeren Flansch 36 und dem inneren Flansch 38 gehalten wird, sodass er mit den Flanschen verbunden ist.
Das Verstärkungselement 32 enthält: einen oberen Flanschabschnitt 41, welcher durch Aufwärtsbiegen eines Teils des Verstärkungselements 32 gebildet ist, um zwischen dem äußeren Flansch 35 und dem inneren Flansch 37 eingeschoben zu werden, einen als gebogener Abschnitt fungierenden oberen Anbringungsabschnitt 42, welcher entlang einer Unterseite 31b eines oberen Abschnitt 31a der äußeren Platte 31 verläuft und dann an der Unterseite 31b angebracht ist, einen geneigten Abschnitt 43, welcher von einem entfernten Ende des oberen Anbringungsabschnitts 42 in einer V-förmigen Weise gebogen ist, um nach innen und nach unten bezüglich der Fahrzeugkarosserie schräg zu verlaufen, und ein unterer erweiterter Abschnitt 44, welcher von einem unteren Ende des geneigten Abschnitts 43 nach unten verläuft, sodass er zwischen dem äußeren Flansch 36 und dem inneren Flansch 38 gehalten wird. Man beachte, dass das Bezugszeichen 31c einen gestuften Abschnitt bezeichnet, welcher unterhalb des oberen Abschnitts 31a der äußeren Platte 31 vorgesehen ist.
Der obere Anbringungsabschnitt 42 und der geneigte Abschnitt 43 sind Abschnitte, welche einen V-förmigen Querschnittsabschnitt 46 der vorliegenden Erfindung bilden.
Durch Anbringen des oberen Anbringungsabschnitts 42 des Verstärkungselements 32 an der Unterseite 31b des oberen Abschnitts 31a der äußeren Platte 31 werden sowohl Steifigkeit des oberen Abschnitts 31a der äußeren Platte 31 als auch die Gesamtsteifigkeit der äußeren Platte 31 in einer durch einen Pfeil 5 angezeigten Richtung, in welcher der geneigte Abschnitt 43 verläuft, in einer durch einen Pfeil 6 angezeigten Richtung, welche den geneigten Abschnitt 43 in rechten Winkeln schneidet, und in einer Richtung 7, in welcher das Verstärkungselement 32 um die untere Seite der Seitenschwelle 10schwenkt, erhöht. Wenn in Fig. 2B eine Belastung P auf die Mittelsäule 12 von der Seite des Fahrzeugs her ausgeübt wird, wobei ein Torsionsmoment PL (siehe Fig. 7A) und ein Biegemoment PM (siehe Fig. 7A) in der Seitenschwelle erzeugt werden, so kann somit die Deformation des oberen Abschnitts 31a der äußeren Platte 31 und die Deformation der äußeren Platte 31 insgesamt zurückgehalten werden und somit kann die Gesamtsteifigkeit der Seitenschwelle verstärkt werden.
Fig. 3 ist eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen einer auf die Seitenschwelle (gemäß der ersten Ausführungsform) der Erfindung wirkenden Belastung P und deren Verschiebung, in welcher die Ordinatenachse eine horizontale Belastung P darstellt, die auf die Mittelsäule bezüglich des Fahrzeugs nach innen wirkt, und die Abszissenachse eine horizontale Verschiebung d der Seitenschwelle durch die so ausgeübte Belastung P darstellt.
In der graphischen Darstellung sind ein Vergleichsbeispiel 1 (die in Fig. 11 gezeigte Seitenschwelle 120) und ein Vergleichsbeispiel 2 (die Seitenschwelle 100, in welcher die in Fig. 11 gezeigte Verstärkung nicht vorgesehen ist) zusätzlich zur Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
Mit der Ausführungsform wird die Belastung P relativ zu den Vergleichsbeispielen 1 und 2 stark erhöht. Dies stellt einen bemerkenswerten Vorteil dar, der durch das Verstärkungselement 32 (siehe Fig. 2) bereitgestellt wird.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 2A und 2B beschrieben wurde, stellt die Erfindung die Kraftfahrzeugseitenschwelle bereit, welche so konstruiert ist, dass sie durch Verbinden der äußeren Platte 31 und der inneren Platte 33, welche jeweils einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen, mit den jeweiligen Seiten des in der Längsrichtung angeordneten Verstärkungselements 32 eine geschlossene Querschnittsstruktur aufweisen und die Kraftfahrzeugseitenschwellen- Verstärkungsstruktur weist ein Merkmal auf, dass das Verstärkungselement 32 so konstruiert ist, dass es einen V-förmigen Querschnittsabschnitt 46 enthält, welcher gebildet ist durch: Biegen des Verstärkungselementes 32, sodass es der Unterseite 31b des oberen Abschnitts 31a der äußeren Platte 31 folgt, Verbinden des als ein resultierender gebogener Abschnitt fungierenden oberen Anbringungsabschnitts 42 mit dem oberen Abschnitt 31a der äußeren Platte 31 und Biegen des oberen Anbringungsabschnitts 42 an seinem . entfernten Ende nach unten.
Der obere Abschnitt 31a der äußeren Platte 31 kann durch Verbinden des oberen Anbringungsabschnitts 42 des Verstärkungselements 32 mit dem oberen Abschnitt 31a der äußeren Platte 31 verstärkt werden. Der obere Abschnitt 31a der äußeren Platte 31 und der untere Abschnitt der Seitenschwelle 10 können durch Verbinden des oberen Abschnitts 31a der äußeren Platte 31 mit dem unteren Abschnitt der Seitenschwelle 10 mittels des V-förmigen Querschnittsabschnitts 46 starr miteinander verbunden werden.
Dementsprechend kann die Biegesteifigkeit und die Drehsteifigkeit der Seitenschwelle 10 mit einer einfachen Konstruktion effizient erhöht werden.
Da die Seitenschwelle 10 einfach konstruiert ist, können die Herstellungskosten der Seitenschwelle 10 reduziert werden, und ferner kann auch das Gewicht der Seitenschwelle 10 reduziert werden.
Fig. 4A bis 4C sind Querschnittsansichten, welche Seitenschwellen- Verstärkungsstrukturen gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung zeigen. Man beachte, dass gleichen Bestandteilkomponenten, wie die der in Fig. 2A, 2B gezeigten ersten Ausführungsform, gleiche Bezugszeichen gegeben wurden, und dass auf deren Beschreibung hier verzichtet wird.
Eine in Fig. 4A gezeigte Seitenschwelle 50 (gemäß einer zweiten Ausführungsform) ist ein Element, in welchem eine innere Platte 33 an . einer äußeren Platte 31 mittels eines Verstärkungselements 51 angebracht ist.
Das Verstärkungselement 51 enthält einen oberen Flanschabschnitt 41, einen als ein gebogener Abschnitt fungierenden oberen Anbringungsabschnitt 52, welcher entlang einer Unterseite 31b eines oberen Abschnitts 31a der äußeren Platte 31 zu einer mittleren Position entlang der Länge des oberen Abschnitts 31 verläuft und dabei an der Unterseite 31b angebracht ist, einen kurzen erweiterten Abschnitt 53, welcher von einem entfernten Ende des oberen Anbringungsabschnitts 52 nach unten verläuft, einen geneigten Abschnitt 54, welcher von einem unteren Ende des kurzen erweiterten Abschnitts 53 bezüglich des Fahrzeugs nach innen und nach unten schräg verläuft und einen unteren erweiterten Abschnitt 55, welcher von einem unteren Ende des geneigten Abschnitts 54 nach unten verläuft, sodass er zwischen einem äußeren Flansch 36a und einem inneren Flansch 38 gehalten wird.
Der obere Anbringungsabschnitt 52, der kurze erweiterte Abschnitt 53 und der geneigte Abschnitt 54 bilden einen Abschnitt, welcher im Wesentlichen in eine V-Form gebogen ist und somit einen V-förmigen Querschnittsabschnitt 57 bildet.
Ein Abstand vom oberen Flanschabschnitt 41 zum unteren erweiterten Abschnitt 55 des Verstärkungselements 51 kann reduziert werden, indem dem oberen Anbringungsabschnitt 52 des Verstärkungselements 51 ermöglicht wird, sich so weit wie die mittlere Position entlang der Länge der äußeren Platte 31 zu erstrecken, wodurch das Gewicht des Verstärkungselements 51 reduziert werden kann und die Steifigkeit der Seitenschwelle 50 kann erhöht werden, während deren Herstellungskosten reduziert werden.
Eine in Fig. 4B gezeigte Seitenschwelle 60 (gemäß einer dritten Ausführungsform) ist eine Element, in welchem mittels eines Verstärkungselements 32, an welchem eine Verstärkungsplatte 61 angebracht ist, eine innere Platte 33 an einer äußeren Platte 31 angebracht ist.
Die Verstärkungsplatte 61 ist ein Element, welches an einem oberen Ende an einem Endabschnitt eines oberen Anbringungsabschnitts 42 des Verstärkungselements 32 angebracht ist und an einem unteren Ende an einer oberen Seite des unteren erweiterten Abschnitts 44 angebracht ist.
Die Deformation des Verstärkungselements 32 kann somit durch die Verstärkungsplatte 61 eingedämmt werden, indem die Verstärkungsplatte 61 an dem Verstärkungselement 32 angebracht wird. Die Steifigkeit der äußeren Platte 31 und damit der Seitenschwelle 60 kann weiter erhöht werden.
Eine in Fig. 4C gezeigte Seitenschwelle 70 (gemäß einer vierten Ausführungsform) ist ein Element, in welchem eine innere Platte 33 an einer äußeren Platte 31 mittels eines Verstärkungselement 71 angebracht ist.
Das Verstärkungselement 71 enthält ein erstes Verstärkungsmaterial . 72 und ein zweites Verstärkungsmaterial 73, welches mit dem ersten Verstärkungsmaterial 72 verbunden ist.
Das erste Verstärkungsmaterial 72 enthält einen oberen Flanschabschnitt 41, einen oberen Anbringungsabschnitt 52, welcher so verläuft, dass er einer Unterseite 31b eines oberen Abschnitts 31a der äußeren Platte 31 zu einer mittleren Position entlang der Länge des oberen Abschnitts 31a folgt, um dadurch an der Unterseite 31b angebracht zu sein, und einen kurzen erweiterten Abschnitt 53, welcher von einem entfernten Ende des oberen Anbringungsabschnitts 52 nach unten verläuft.
Das zweite Verstärkungsmaterial 73 enthält einen oberen Verbindungsabschnitt 76, welcher mit dem kurzen erweiterten Abschnitt 53 des ersten Verstärkungsmaterials 72 verbunden ist, einen geneigten Abschnitt 77, welcher von einem unteren Ende des oberen Verbindungsabschnitts 76 bezüglich der Fahrzeugkarosserie nach innen und nach unten schräg verläuft, und einen unteren erweiterten Abschnitt 55, welcher von einem unteren Ende des geneigten Abschnitts 77 nach unten verläuft, sodass er zwischen einem äußeren Flansch 36 und einem inneren Flansch 38 gehalten wird.
Der obere Anbringungsabschnitt 52 des ersten Verstärkungsmaterials 72, der kurze erweiterte Abschnitt 53 und der obere Verbindungsabschnitt 76 des zweiten Verstärkungsmaterials 73 bilden einen Abschnitt, welcher im Wesentlichen in eine V-Form gebogen ist und somit einen V-förmigen Querschnittsabschnitt 78 bildet.
Durch Unterteilen des Verstärkungselements 71 zum Beispiel in das erste Verstärkungsmaterial 72 und das zweite Verstärkungsmaterial 73 kann nur das erste Verstärkungsmaterial 72 angebracht werden, ohne das zweite Verstärkungsmaterial 73 anzubringen. Das heißt, dass in Abhängigkeit von (bestimmten) Fahrzeugen eine ausreichende Steifigkeit lediglich durch Verstärken des oberen Abschnitts 31a der äußeren Platte 31 der die äußere Platte 31, die innere Platte 33 und das erste Verstärkungsmaterial 72 aufweisenden Seitenschwelle erhalten werden kann.
Man beachte, dass die Seitenverstärkungsstrukturen gemäß der Erfindung über die volle Länge der Seitenschwelle angewendet werden können oder auf einen Teil der Seitenschwelle in der Längsrichtung, insbesondere auf einen Teil dieser in der Nähe der Mittelsäule, angewendet werden können.
Während hier nur bestimmte Ausführungsformen der Erfindung speziell beschrieben wurden, wird ersichtlich, dass zahlreiche Modifikationen an diesen ausgeführt werden können, ohne den Sinn und Umfang der Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung stellt durch die oben beschriebenen Strukturen den folgenden Vorteil bereit.
Die Seitenschwellen-/erstärkungsstruktur gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist so konstruiert, dass sie den V-förmigen Querschnittsabschnitt enthält, welcher gebildet ist durch ein Biegen des Verstärkungselements, sodass dieses der Unterseite des oberen Abschnitts des Außenelements folgt, um dadurch dem resultierenden gebogenen Abschnitt zu ermöglichen, mit dem oberen Abschnitt des Außenelements verbunden zu sein, und durch ein Biegen des entfernten Endes des gebogenen Abschnitts nach unten, wodurch nicht nur der obere Abschnitt des Außenelements durch Verbinden des gebogenen Abschnitts des Verstärkungselements mit dem oberen Abschnitt des Außenelements verstärkt werden kann, sondern auch der obere Abschnitt des Außenelements und der untere Abschnitt der Seitenschwelle durch Verbinden des oberen Abschnitts des Außenelements mit dem unteren Abschnitt der Seitenschwelle mittels des V-förmigen Querschnittsabschnitts des Verstärkungselements starr miteinander verbunden werden können; sodass dadurch ermöglicht wird, die Biegesteifigkeit und die Drehsteifigkeit der Seitenschwelle mit einer einfachen Konstruktion effizient zu erhöhen.
Ein Verstärkungselement (32) einer Kraftfahrzeugseitenschwelle enthält einen V-förmigen Querschnittsabschnitt (46), welcher geformt ist durch: Biegen des Verstärkungselements, sodass dieses einer Unterseite (31b) eines oberen Abschnitts (31a) einer äußeren Platte (31) folgt, Verbinden eines als resultierender gebogener Abschnitt fungierenden oberen Anbringungsabschnitts (42) mit dem oberen Abschnitt (31a) der äußeren Platte (31) und Biegen eines entfernten Endes des oberen Anbringungsabschnitts (42) nach unten.

Claims

1. Kraftfahrzeugseitenschwelle (10, 50, 60, 70), umfassend:
ein Außenelement (31) und ein Innenelement (33), welche jeweils einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen; und
ein Verstärkungselement (32), welches in einer Längsrichtung angeordnet und an seinen beiden Seitenflächen jeweils mit dem Außenelement (31) und dem Innenelement (33) verbunden ist, um dadurch eine geschlossene Querschnittskonstruktion zu bilden,
wobei das Verstärkungselement (32) einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnittsabschnitt (46) enthält, welcher gebildet wird durch: Biegen des Verstärkungselements (32), sodass dieses einer Unterseite (31b) eines oberen Abschnitts (31a) des Außenelements (31) folgt, Verbinden eines resultierenden gebogenen Abschnitts (42) mit dem oberen Abschnitt (31a) des Außenelements (31) und Biegen eines entfernten Endes des gebogenen Abschnitts (42) nach unten.

2. Kraftfahrzeugseitenschwelle (10, 50, 60, 70) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (32) an seinen oberen beziehungsweise unteren Enden mit dem Außenelement (31) und dem Innenelement (33) verbunden ist, wobei ein Teil des im Wesentlichen V-förmigen Querschnittsabschnitts (46) von seinen unterem Ende zu dem entfernten Ende des gebogenen Abschnitts (42) schräg verläuft.

3. Kraftfahrzeugseitenschwelle (10, 50, 60, 70), umfassend:
ein Außenelement (31) und ein Innenelement (33), welche jeweils einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen und
ein Verstärkungselement (32), welches in einer Längsrichtung angeordnet und an seinen beiden Seitenflächen jeweils mit dem Außenelement (31) und dem Innenelement (33) verbunden ist, um dadurch eine geschlossene Querschnittskonstruktion zu bilden, wobei das Verstärkungselement (32) einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnittsabschnitt (46) enthält,
wobei der im Wesentlichen V-förmige Querschnittsabschnitt (46) teilweise mit einem oberen Abschnitt (31a) des Außenelements (31) verbunden ist, sodass er einer Unterseite (31b) des oberen Abschnitts (31a) des Außenelements (31) folgt.

4. Kraftfahrzeugseitenschwelle (10, 50, 60, 70) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (32) an seinen oberen beziehungsweise unteren Enden mit dem Außenelement (31) und dem Innenelement (33) verbunden ist, wobei ein Teil des im Wesentlichen V-förmigen Querschnittsabschnitts (46) von seinem unteren Ende zu einem entfernten Ende eines Abschnitts (42), welcher mit dem oberen Abschnitt (31a) des Außenelements (31) verbunden ist, schräg verläuft.

5. Kraftfahrzeugseitenschwelle (10, 50, 60, 70) umfassend:
ein Außenelement (31), ein Innenelement (33), welche jeweils einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen, und
ein Verstärkungselement (32) welches in Schwellenlängsrichtung verläuft und mit dem Außenelement und mit dem Innenelement verbunden ist, um eine geschlossene Kastenkonstruktion zu bilden, wobei das Verstärkungselement einen im wesentlich V-förmigen Querschnittsabschnitt innerhalb der Kastenkonstruktion aufweist, wobei einer der beiden Schenkel der V-Form einer Unterseite eines oberen Abschnitts des Außenelements folgt und mit diesem verbunden ist und der andere der beiden Schenkel nach unten und nach innen im Bezug auf die Fahrzeugkarosserie verläuft.

6. Kraftfahrzeugseitenschwelle (10, 50, 60, 70) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement mit zwei Randabschnitten versehen ist, die zwischen Flanschabschnitten des Außenelements und des Innenelements eingesetzt und mit diesen verbunden sind.