DE19710894B4

DE19710894B4 - Wandstruktur

Info

Publication number: DE19710894B4
Application number: DE1997110894
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Ringel; Thorsten Dipl.-Ing. Lüdtke
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1997-03-15
Filing date: 1997-03-15
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2017-03-16
Also published as: DE19710894A1

Abstract

Wandstruktur eines Türseitenrahmens eines Fahrzeuges mit einer Karosseriewand (4) und einer ihr gegenüberliegenden Wand (1), die zusammen einen langgestreckten Hohlkörper bilden, wobei der Hohlkörper mindestens eine senkrecht zur Längsachse angeordnete Schottwand (7) mit einem freien Ende (17) aufweist und wobei die dem freien Ende (17) gegenüberliegende Wand (1) ein Anschlagelement (16) aufweist, an das das freie Ende (17) anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement durch eine Sicke (16) oder Nut gebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Wandstruktur eines Türseitenrahmens eines Fahrzeuges, mit einer Karosseriewand und einer ihr gegenüberliegenden Wand, die zusammen einen langgestreckten Hohlkörper bilden, wobei der Hohlkörper mindestens eine senkrecht zur Längsachse angeordnete Schottwand mit einem freien Ende aufweist und wobei die dem freien Ende gegenüberliegende Wand ein Anschlagelement aufweist, an das das freie Ende anlegbar ist.

Eine solche Wandstruktur ist in der EP 0 687 617 A2 beschrieben. Demnach ist die Karosseriewand gebogen ausgeführt, so daß sie eine Rinne bildet, in der ein kastenförmiger Einsatz eingesetzt ist, der mit den die Flanken der Rinne bildenden Wandteilen verschweißt ist. Die Schottwand wird von einer Seitenwand des Einsatzes gebildet und ist an den Wandteil anlegbar, der den Boden der Rinne bildet.

Die oben erwähnten Hohlkörper, auch Seiten- oder Türschweller genannt, erstrecken sich zu beiden Seiten entlang des Bodenblechs eines Fahrzeuges und bilden jeweils zusammen mit einer A-, B- und C-Säule sowie einem Dachträger einen Türseitenrahmen, der nicht nur die Stabilität der gesamten Karosseriestruktur gewährleistet, sondern auch die bei einem Seitencrash auftretenden Stoßkräfte in den Bodenblechbereich ableiten soll. Die bei einer Kollision zwangsläufig auftretenden Verformungen sollten sich nämlich nicht nur auf den Türseitenrahmen bzw. die darin eingesetzten Türen beschränken, sondern möglichst auch die Bodenstruktur mit einbeziehen. Dadurch soll erreicht werden, daß bei einem Seitencrash der Türseitenrahmen möglichst wenig in den Fahrgastinnenraum des Fahrzeuges eindringt. Besonders kritisch ist dabei der Bereich der B-Säule, da hier oberhalb des Türschwellers im allgemeinen die Hauptstoßkräfte eingeleitet werden. Ziel muß es sein, den Türschweller im Bereich der Anbindung der B-Säule so stabil zu halten, daß er bei einem Crash nicht kollabiert, sondern vielmehr die Kräfte, mit denen sich die B-Säule abstützt, unter weitgehender Beibehaltung seiner Struktur in den Bodenbereich des Fahrzeuges weiterleitet.

Auch die in der DE 195 31 957 A1 vorgeschlagene Karosseriestruktur beruht auf dieser Problemstellung. Sie weist daher auf der Innenseite des Bodenblechs, des Türschwellers und der B-Säule ein Verstärkungsteil auf, das die Funktion einer Stützstrebe übernimmt, die den Hauptteil der auf die B-Säule von außen seitlich einwirkenden Stoßkräfte am Türschweller vorbei unmittelbar ins Bodenblech einleitet.

Diese Anordnung ist in gewisser Hinsicht nachteilig: Zum einen befindet sich das Verstärkungsteil über dem Bodenblech, so daß der Einbauraum für den Fahrer- bzw. Beifahrersitz in der Höhe verringert ist. Zum anderen trägt der Türschweller selbst nur wenig zur Aufnahme von Verformungsenergie bei, so daß auch bei leichten Kollisionen mit geringer Geschwindigkeit Verformungen im Bodenbereich zu erwarten sind, die allein vom Türschweller hätten aufgenommen werden können. Dies hat zur Folge, daß auch eine leichte Kollision einen erheblichen Reparaturaufwand nach sich zieht.

Es besteht somit generell das Problem, eine raumsparende Verbindung von B-Säule, Türschweller und Bodenblech zu schaffen, die einfach realisiert werden kann, einerseits steif genug ist, Stoßkräfte in das Bodenblech zu leiten, und andererseits weich genug ist, um selbst Verformungsenergie aufnehmen zu können.

An sich ist es bekannt, zur Versteifung von Hohlkörpern Schottwände vorzusehen. So zeigt die DE 195 19 779 A1 den Türseitenrahmen einer Karosserie, deren B-Säule als Hohlkörper ausgebildet ist, der seitlich mit einer Bodenseitenwand verklebt oder verschweißt ist. Die Bodenseitenwand wird durch eine äußere Halbschale zu einem einen Türschweller bildenden Hohlkörper komplettiert, wobei das untere Ende der B-Säule quasi in den Türschweller eintaucht und der vordere und hintere Wandabschnitt der B-Säule quer durch den Hohlkörper verlaufen und Schottwände bilden.

Der Offenlegungsschrift läßt sich allerdings nicht entnehmen, daß die so entstandenen Schottwände eine Verstärkungsfunktion übernehmen sollen, zumal durch die Wandabschnitte die Stoßkanten der aus zwei Halbschalen gebildeten B-Säule verlaufen, die bei Einwirkung von Stoßkräften zum Ausknicken neigen.

Ausgehend von der EP 0 687 617 A2 besteht das zu lösende Problem somit darin, eine ausreichende Befestigung der Schottwände im Hohlkörper zu finden, damit diese bei Einleitung von Stoßkräften nicht ausknicken oder seitlich wegrutschen. Dieses Problem liegt insbesondere dann vor, wenn der Hohlkörper aus einer Bodenseitenwand und der Wand eines Türseitenrahmens besteht und der Türschweller erst beim Aufbau der Karosserie entsteht, wenn nämlich der Rahmen an die zuvor am Bodenblech befestigte Bodenseitenwand herangeführt und mit ihr verschweißt wird. Danach besteht keine Möglichkeit mehr, von außen eine dau erhafte Befestigung der Schottwände im Türschweller zu erzielen.

Daher sind die weiteren Merkmale des kennzeichnenden Teils darauf gerichtet, daß das Anschlagelement so ausgerichtet ist, daß ein Wegrutschen des freien Endes bei seitlich eingeleiteten Stoßkräften unterbunden wird. Dazu wird das Anschlagelement durch die Seitenwände einer senkrecht verlaufenden Sicke oder Nut in der dem freien Ende gegenüberliegenden Wand, z. B. einer Bodenseitenwand, realisiert.

Beim Zusammenführen von Karosseriewand und Bodenseitenwand wird das freie Ende der Schottwand in diese Sicke eingeführt, die nun die seitliche Abstützung gewährleistet.

Optimal wäre es, wenn die Sicke genauso breit wäre wie die Dicke der Schottwand, da dann eine formschlüssige Verbindung entstehen würde. Aus Toleranzgründen läßt sich dies wahrscheinlich nicht realisieren, da auch bei leichten Abweichungen vom Sollmaß gewährleistet sein muß, daß die Schottwand in die Sicke einfährt. Das Spiel der Schottwand in der Sicke kann aber hingenommen werden, da es nicht entscheidend auf eine genaue Fixierung der Schottwand ankommt, sondern darauf, daß die Schottwand unter einer Stoßlast nicht zur Seite weggedrückt wird. Dabei kann ein kurzer Rutschweg der freien Kante auf der Bodenseitenwand entsprechend dem Spiel der Schottwand in der Sicke hingenommen werden.

Zur Befestigung der Schottwand an der Karosseriewand wird vorgeschlagen, daß sie einstückig mit einem Verstärkungsteil ausgebildet ist, das formschlüssig in der Karosseriewand liegt und damit einen integralen Bestandteil der Karosseriewand bildet. Die Verstärkung hat die Form eines T's und erstreckt sich zum Teil in den Türschweller und zum Teil in die B-Säule hinein. Die Schottwände sind dabei als Abschlußwände der Verstärkung an ihren Enden im Türschweller ausgebildet.

Häufig befindet sich im Hohlkörper eine Längszwischenwand, die den Hohlkörper in zwei parallel zueinander ver laufende Kammern unterteilt. Der Türseitenrahmen besteht dann aus einer Innenwand und einer Außenwand, wobei die Innenwand an die Bodenseitenwand angesetzt wird und damit die Funktion der Zwischenwand übernimmt. Deswegen wird vorgeschlagen, daß die Schottwand an der Außenwand bzw. an die formschlüssig in der Außenwand einliegenden Verstärkungen angeformt ist und durch einen Schlitz in der Innenwand hindurch zur Bodenseitenwand geführt ist. Auf diese Weise füllt die Schottwand den Türschweller über seinen gesamten Querschnitt aus.

Die Schlitze in der Innenwand können durch Aufstellen einer Lasche gebildet werden, wobei zur Verstärkung der Schottwandabstützung die Schottwand mit dieser Lasche durch Schweißen oder Kleben fest verbunden wird.

Im folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels, dargestellt in drei Zeichnungen, die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen
1: in perspektivischer Sicht einen Ausschnitt aus einem Türseitenrahmen, zum Teil in schematischer Darstellung,
2: eine Prinzipskizze der Sicht in Richtung Pfeil II und
3: eine Prinzipskizze eines Längsschnittes entlang der Geraden III.
Die 1 zeigt Ausschnitte aus der Bodenseitenwand 1, der Innenwand 2 (durchsichtig dargestellt) und der Außenwand 4 eines Türseitenrahmens sowie aus einem Verstärkungsteil 3. Von der Außenwand 4 ist nur ein sehr kleiner Teil dargestellt; tatsächlich erstreckt sie sich parallel zur Innenwand und entspricht in ihrem Profil dem Verstärkungsteil 3.
Das Verstärkungsteil 3 besteht aus einem langgestreckten Profilteil 5 und einem daran angeformten mittig senkrecht abstehenden nach oben ragenden Anschlußteil 6, das in die nicht dargestellte B-Säule hineinragt. Die Außenwand 4 weist eine entsprechende Profilierung auf und bildet die nach außen weisende Wand sowohl eines Türschwellers als auch einer B-Säule.
Vorne und hinten wird das Verstärkungsteil 3 von Schottwänden 7 begrenzt, von denen die vordere in 1 erkennbar ist. Die Schottwände 7 schließen den Profilquerschnitt bündig ab und ragen in Richtung auf die Bodenseitenwand 1 über den Profilquerschnitt des Verstärkungsteils 3 hinaus. Das Verstärkungsteil 3 sowie die Außenwand 4 werden nach innen durch die Innenwand 2 begrenzt, so daß sich eine erste Längskammer 10 ausbildet. Deutlich erkennbar wird dies in der 2.
Die Innenwand 2, die Verstärkung 3 sowie die Außenwand 4 bilden zusammen einen Türseitenrahmen, der vorgefertigt zur Montage an das Bodenblech 11 der Karosserie herangeführt wird. Das Bodenblech 11 (2) weist in Fahrtrichtung gesehen links und rechts je eine sogenannte Bodenseitenwand 1 auf, die an ihrem oberen Rand flanschartig abgesetzt ist (Flansch 13). Die Unterkante der Außenwand ist zur Bodenseitenwand 1 hin verlängert (Verlängerung 14). Wenn (wie erläutert) der Türseitenrahmen an die Bodenseitenwand 1 herangeführt wird, bildet sich begrenzt von der Innenwand 2 der Bodenseitenwand 1 sowie dem Flansch 13 und der Verlängerungen 14 eine zweite Längskammer 15. Das gesamte Gebilde aus Bodenseitenwand 1, Innenwand 2, Außenwand 4 wird als Türschweller bezeichnet, der im Bereich der B-Säule durch das Verstärkungsteil 3 verstärkt ist.
Um den Schottwänden 7 in der Bodenseitenwand einen Halt zu geben, ist diese mit Sicken 16 versehen, in die jeweils die Innenkante 17 einer Schottwand 7 eintaucht. Nach dem Zusammenbau des Türschwellers füllt die Schottwand 7 den Querschnitt im wesentlichen aus und gibt dem Türschweller eine ausreichende Versteifung.
Die Innenwand 2 weist Schlitze 8 auf, durch die jeweils eine Schottwand 7 hindurchgeführt ist. Die Schlitze 8 werden durch Aufstellen einer Lasche 18 in der Innenwand gebildet. Mit dieser Lasche kann die Schottwand verschweißt, verklebt oder in sonstiger Weise befestigt werden. Die Schottwand kann durch eine Längssicke, die sich von der Außenwand 4 bis zur Bodenseitenwand erstreckt, zusätzlich gegen Ausknickungen versteift werden.
Der auf diese Weise verstärkte Bereich des Türschwellers unterhalb der B-Säule ist in der Lage, Stöße, die in die B-Säule bzw. unmittelbar in den Schweller eingeleitet werden, in den Bereich des Bodenbleches 11 weiterzuleiten, ohne dabei selbst wesentlich verformt zu werden. Das Eintauchen der Kante 17 in die Sicke 16 verhindert, daß dabei die Schottwand seitlich wegrutscht und die Struktur dadurch kollabieren würde.
Die vorgeschlagene Konstruktion läßt sich relativ leicht realisieren, da das ohnehin vorhandene Verstärkungsteil 3 lediglich mit den Schottwänden versehen werden muß. Sicke 16 und Schlitz 8 können ebenfalls leicht hergestellt werden. Darüber hinaus sind keine weiteren Schweißarbeiten notwendig, da – wie gesagt – die Kante 17 der Schottwand 7 lediglich in die Sicke 16 eintaucht.

1: Bodenseitenwand
2: Innenwand
3: Verstärkungsteil
4: Außenwand
5: Profilteil
6: Anschlußteil
7: Schottwand
8: Schlitz
10: Längskammer
11: Bodenblech
13: Flansch
14: Verlängerung
15: Längskammer
16: Sicken
17: Innenkante
18: Lasche

Claims

Wandstruktur eines Türseitenrahmens eines Fahrzeuges mit einer Karosseriewand (4) und einer ihr gegenüberliegenden Wand (1), die zusammen einen langgestreckten Hohlkörper bilden, wobei der Hohlkörper mindestens eine senkrecht zur Längsachse angeordnete Schottwand (7) mit einem freien Ende (17) aufweist und wobei die dem freien Ende (17) gegenüberliegende Wand (1) ein Anschlagelement (16) aufweist, an das das freie Ende (17) anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement durch eine Sicke (16) oder Nut gebildet ist.
Wandstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriewand (4) durch ein Verstärkungsteil (3), insbesondere im Bereich der B-Säule des Fahrzeuges, verstärkt ist, wobei das Verstärkungsteil (3) einstückig mit einer Schottwand (7) verbunden ist.
Wandstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper durch eine Zwischenwand (2) in zwei sich parallel zueinander erstreckende Kammern (10, 15) unterteilt ist, wobei die Schottwand (7) die Zwischenwand (2) durchdringt.
Wandstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Türseitenrahmen aus einer eine Zwischenwand bildenden Innenwand (2) und einer Außenwand (4) besteht, wobei die Innenwand (2) mindestens einen Schlitz (8) aufweist, durch den die Schottwand (7) hindurchgesteckt ist.
Wandstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz durch eine Materialaufbiegung (18) ausgebildet ist und daß die Schottwand (7) mit der so gebildeten Lasche (18) verschweißt, verklebt oder in anderer Weise verbunden ist.