Die Erfindung betrifft eine Karosserie eines Personenkraftwagens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Karosserien von Personenkraftwagen sind aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Diese umfassen einen Heckwagenbereich, in dem eine mit der Karosserie in deren hinteren Bereich verbundene Seitenwand vorgesehen ist und wenigstens einen Seitenschweller. Des Weiteren ist ein im Bereich des Heckwagens angeordneter, insbesondere separat von der Seitenwand ausgebildeter Längsträger vorgesehen. Der Längsträger ist in Fahrzeugquerrichtung weiter innen als der Seitenschweller angeordnet. Des Weiteren offenbart die DE 11 2018 002 641 T5 eine Fahrzeugkarosserie, welche Seitenschwellerlastübertragungselemente aufweist, die innerhalb jeweiliger Seitenschweller vorgesehen sind und zur Versteifung des Schwellers beitragen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Karosserie der eingangs genannten Art zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten realisiert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Karosserie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Personenkraftwagenkarosserie weist im Bereich des Kraftwagenhecks einen Seitenschweller und einen Längsträger aufweist, wobei der Längsträger in Fahrzeugquerrichtung weiter innen als der Seitenschweller angeordnet ist. Der Seitenschweller kann teilweise oder vollständig Bestandteil einer zumindest einen Teil der Kraftwagenaußenhaut bildenden Seitenwand der Karosserie sein Der Längsträger ist vorzugsweise Bestandteil eines auch als Bodengruppe bezeichneten Bodens der Karosserie, kann alternativ auch als separates Bauteil ausgebildet sein. Durch den Boden ist beispielsweise eine auch als Innenraum oder Fahrgastraum bezeichnete Fahrgastzelle der Karosserie in Fahrzeughochrichtung nach unten hin zumindest teilweise begrenzt. Der in Fahrzeugquerrichtung weiter innen als der Seitenschweller angeordnete Längsträger überdeckt beziehungsweise überlappt den Seitenschweller in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin, zumindest teilweise.

Um nun ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Seitenschweller eine Ausnehmung aufweist, welche in Fahrzeuglängsrichtung vor einem Hinterrad des Personenkraftwagens angeordnet ist. Dabei weist der Längsträger einen in Fahrzeugquerrichtung hervorstehenden Vorsprung auf, welcher in die Ausnehmung eingreift und demzufolge ebenfalls in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Hinterrad des Personenkraftwagens angeordnet ist. Dadurch, dass der Vorsprung in die Ausnehmung und somit in den Seitenschweller eingreift, sind der Seitenschweller und der Längsträger formschlüssig miteinander verbunden oder aber es besteht ein geringer Spalt zwischen dem Längsträger-Vorsprung und dem Seitenschweller, der bei einer Kollision im Heckbereich des Kraftwagens infolge einer deformationsbedingten Verformung der Karosserieteile unter Ausbildung eines Formschlusses zwischen dem Längsträger und dem Seitenschweller geschlossen wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass dieser Spalt zwischen Vorsprung und Ausnehmung mittels eines Ausgleichselements, vorzugsweise einem Schaumelement ausgefüllt ist.

Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Längsträger und der Seitenschweller zusätzlich zu der formschlüssigen Verbindung durch wenigstens eine weitere, von einer formschlüssigen Fügetechnik unterschiedliche Fügetechnik miteinander verbunden sind, sodass es vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Längsträger und der Seitenschweller zusätzlich zu der formschlüssigen Verbindung auch stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann der Längsträger mit dem Seitenschweller auch verschraubt sein, wobei die wenigstens eine Schraubverbindung eine Ausrichtung quer zur Kraftwagenlängsrichtung verläuft, das heißt der Längsträger wird vorzugsweise von innen an den Seitenschweller angeschraubt.

Die Erfindung basiert insbesondere auf den Erkenntnissen, dass bei einem Frontalaufprall, insbesondere mit geringer Breitenüberdeckung, das heißt einem sogenannten „Small Overlap Crash“, zumindest eine in einem in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Hinterrad angeordneten Bereich vorgesehene Fügeverbindung, beispielsweise die Anbindungsstelle(n) einer Seitenwand des Kraftwagens an Karosseriestrukturteile und im Falle einer Schalenbauweise des Seitenschwellers, dessen Verbindungsstellen zwischen den Seitenschweller-Schalenbauteilen, hoch belastet wird/werden. Falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind, kann die hohe Belastung dazu führen, dass die Fügetechnik versagt, sodass infolgedessen eine gewünschte Strukturintegrität nicht mehr gewährleistet werden kann. Im konkreten Fall kann das beispielsweise bedeuten, dass sich die Seitenschwellerschalen im Bereich ihrer Verbindungsflansche, welche vorzugsweise in Kraftwagenhochrichtung nach oben beziehungsweise nach unten vom Seitenschweller abstehen, infolge einer kollisionsbedingten Krafteinwirkung in Richtung der Anlagekontaktfläche zwischen den Seitenschwellerschalen quasi aufschälen und auseinandergespreizt werden. Durch die Erfindung, das heißt durch die insbesondere zusätzlich zu der vorzugsweise stoffschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Fügetechnik vorgesehene, formschlüssige Verbindung zwischen dem Seitenschweller und dem Längsträger kann die Fügetechnik entlastet werden, sodass bei einem Frontalaufprall, insbesondere mit geringer Breitenüberdeckung, eine besonders vorteilhafte Strukturintegrität der Karosserie gewährleistet werden kann.

Die zuvor genannte Fügetechnik umfasst insbesondere, dass die Seitenwand mit dem Heckwagen, insbesondere der Seitenschweller mit dem Längsträger und/oder im Falle eines Seitenschwellers in Schalenbauweise, dessen Schwellerinnenschale und Schwelleraußenschale, durch wenigstens einen oder mehrere Schweißpunkte und/oder durch wenigstens einen oder mehrere Stanzniete und/oder durch wenigstens einen oder mehrere, andere Verbindungselemente gefügt ist, insbesondere in Kombination mit Kleben. Eine solche Fügetechnik kann nun durch die Erfindung entlastet werden, sodass eine vorteilhafte Strukturintegrität und somit ein vorteilhaftes Unfallverhalten realisiert werden können.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Vorsprung an sich und einer die Ausnehmung in Fahrzeuglängsrichtung, insbesondere nach hinten oder vorne, begrenzenden Wandung des Seitenschwellers an sich ein Spalt angeordnet ist. Der Spalt ist ein Toleranzspalt, welcher eine vorteilhafte und insbesondere einfache und somit kostengünstige Herstellung der Karosserie ermöglicht.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn in dem Spalt ein Strukturschaum angeordnet ist, durch welchen der Spalt beispielsweise überbrückt ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass sich der Strukturschaum beispielsweise ausgehend von dem Vorsprung in Fahrzeuglängsrichtung durchgängig beziehungsweise unterbrechungsfrei zu der Wandung oder zu einem gegebenenfalls in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Strukturschaum und der Wandung angeordneten Bauelement erstreckt, sodass der Strukturschaum einerseits direkt an dem Vorsprung und andererseits direkt an der Wandung beziehungsweise direkt an dem Bauelement angeordnet ist, welches beispielsweise seinerseits direkt an der Wandung angeordnet ist. Somit ist es denkbar, dass der Spalt durch das Bauelement und den Strukturschaum überbrückt ist. Dabei ist das Bauelement beispielsweise separat von dem Längsträger und separat von dem Seitenschweller und separat von dem Strukturschaum ausgebildet und zusätzlich dazu vorgesehen. Somit ist der Vorsprung über den Strukturschaum in Fahrzeuglängsrichtung an der Wandung abgestützt, sodass eine besonders vorteilhafte Strukturintegrität insbesondere in dem Bereich vor dem Hinterrad gewährleistet werden kann. Das zuvor genannte Bauelement ist vorzugsweise ein Halteblech, an welchem der Strukturschaum befestigt ist.

Um den Längsträger besonders vorteilhaft formschlüssig mit dem Seitenschweller zu verbinden, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Vorsprung in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin von sich in Fahrzeuglängsrichtung beidseitig an den Vorsprung anschließenden Längenbereichen des Längsträgers absteht.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Längsträger und dadurch dessen Vorsprung durch Gießen hergestellt sind.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer selbsttragenden Karossiere eines Personenkraftwagens;

Fig. 2 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Draufsicht einer Verbindungsanordnung einer Seitenwand an einem Heckwagen der Karosserie; Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische, geschnittene und perspektivische Draufsicht der Verbindungsanordnung;

Fig. 4 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht der Seitenwand;

Fig. 5 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Draufsicht der

Verbindungsanordnung;

Fig. 6 ausschnittsweise eine schematische, geschnittene und perspektivische Vorderansicht der Verbindungsanordnung gemäß der Figuren 1 bis 5; und

Fig. 7 eine weitere Vorderansicht der Verbindungsanordnung gemäß der Figuren 1 bis 6 aus einem gegenüber Figur 6 anderen Blickwinkel.

Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.

In Fig. 1 ist ausschnittsweise in einer schematischen Perspektivansicht eine einfach als Karosserie 10 bezeichnete, selbsttragende Karosserie eines Personenkraftwagens gezeigt. Die Karosserie 10 weist einen auch als Heckbereich oder Heckwagenbereich bezeichneten Heckwagen 12 auf, in dessen Bereich eine auch als Boden bezeichnete Bodengruppe 14 der Karosserie 10 vorgesehen ist.

Die Karosserie 10 umfasst außerdem jeweils einen Teil der Außenhaut des Kraftwagens bildende Seitenwände 16 und 18. In Vorwärtsfahrtrichtung des Personenkraftwagens und in Fahrzeugquerrichtung gesehen ist die Seitenwand 16 die linke Seitenwand, während die Seitenwand 18 die rechte Seitenwand der Karosserie 10 ist. Im Rahmen der Herstellung der Karosserie 10 werden die Bodengruppe 14 und die Seitenwände 16 und 18 zunächst separat voneinander hergestellt und daraufhin miteinander verbunden. Am Beispiel der linken Seitenwand 16 ist erkennbar, dass die Karosserie 10 hintere, auch als Radkästen bezeichnete Radhäuser aufweist, von denen in Fig. 1 das linke hintere Radhaus 20 erkennbar ist. Im vollständig hergestellten Zustand des Personenkraftwagens ist in dem jeweiligen Radhaus ein jeweiliges Hinterrad des Personenkraftwagens angeordnet, sodass in dem Radhaus 20 das linke Hinterrad des Personenkraftwagens zumindest teilweise aufgenommen beziehungsweise angeordnet ist. In Fig. 1 ist mit B ein Bereich bezeichnet, welcher in Fahrzeuglängsrichtung vor dem linken, hinteren Radhaus 20 und demzufolge in Fahrzeuglängsrichtung vor dem linken Hinterrad angeordnet ist. Außerdem ist der Bereich B in Fahrzeuglängsrichtung hinter einem in den Figuren nicht dargestellten, linken Vorderrad des Personenkraftwagens angeordnet, sodass der Bereich B in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem linken Vorderrad und dem linken Hinterrad des Personenkraftwagens angeordnet ist.

Wie im Folgenden noch näher beschrieben wird und aus Fig. 2 bis 5 erkennbar ist, ist im Bereich B eine Verbindungsanordnung der Seitenwand 16 an dem Heckwagen 12 der Karosserie 10, insbesondere an dem Heckwagen 12 der Bodengruppe 14, vorgesehen. Dabei weist die Seitenwand 16 einen Seitenschweller 22 (Fig. 2) auf, wobei der Heckwagen 12, insbesondere die Bodengruppe 14, einen insbesondere durch Gießen hergestellten und somit als Gussbauteil ausgebildeten Längsträger 24 aufweist. Der Längsträger 24 ist in Fahrzeugquerrichtung weiter innen als der Seitenschweller 22 angeordnet, insbesondere derart, dass der Seitenschweller 22 in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch den Längsträger 24 überlappt beziehungsweise überdeckt ist.

Um nun auch im Falle eines Frontalaufpralls, insbesondere mit geringer Breitenüberdeckung, eine hinreichend hohe Strukturintegrität der Karosserie 10 gewährleisten zu können, weist der Seitenschweller 22 in dem Bereich B und somit in Fahrzeuglängsrichtung vor dem linken Hinterrad beziehungsweise vor dem Radhaus 20 eine auch als Fenster bezeichnete Ausnehmung 26 auf. Der Längsträger 24 weist in dem Bereich B und somit in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Radhaus 20 beziehungsweise vor dem linken Hinterrad einen auch als Anschlag bezeichneten Vorsprung 28 auf, welcher in die Ausnehmung 26 eingreift. Hierdurch sind der Seitenschweller 22 und der Längsträger 24 formschlüssig miteinander verbunden, wobei diese Formschlussverbindung insbesondere im Crashfall, das heißt bei einem Anprall eines Kollisionspartners an der Fahrzeugfront wirksam wird, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird.

Wie besonders gut aus den Figuren 3 und 6 ersichtlich, ist der Längsträger 24 mittels einer Fügetechnik 30 am Seitenschweller 22 gehalten, wobei die Fügetechnik 30 bei diesem, in den Figuren darstellten Ausführungsbeispiel Schraubverbindungen sind, das heißt der Längsträger 24 ist mit dem Seitenschweller 22 verschraubt und somit kraftschlüssig verbunden. Hierzu umfasst die Fügetechnik 30 mehrere Schraubelemente 32, mittels welchen der Längsträger 24 mit dem Seitenschweller 22 verschraubt ist. Dabei sind die Ausnehmungen 26 und der Vorsprung 28 in Fahrzeuglängsrichtung vor der Fügetechnik 30 angeordnet. Durch den Vorsprung 28 und die korrespondierende Ausnehmung 26 realisierte, formschlüssige Verbindung zwischen dem Seitenschweller 22 und dem Längsträger 24 wird bei einem Frontalaufprall, insbesondere mit geringer Breitenüberdeckung, die Fügetechnik 30 entlastet beziehungsweise eine übermäßige Belastung der Fügetechnik 30 wird vermieden, sodass eine besonders hohe Strukturintegrität der Karosserie 10 und somit ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten dargestellt werden kann.

Besonders gut aus Fig. 5 ist erkennbar, dass in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Vorsprung 28 und einer die Ausnehmung 26 in Fahrzeuglängsrichtung begrenzenden Wandung 34 des Seitenschwellers 22 ein auch als Toleranzspalt bezeichneter Spalt S angeordnet ist. Dieser Spalt S ist aus fertigungstechnischen Gründen vorgesehen, um die Karosserie 10 einfach und somit kostengünstig herstellen zu können. In vollständig hergestelltem Zustand des Personenkraftwagens sind in dem Spalt S ein in Fig. 5 schraffiert dargestellter Strukturschaum 36 und ein als Halteblech 38 ausgebildetes Bauelement angeordnet, wobei das Halteblech 38 separat von dem Seitenschweller 22 und separat von dem Längsträger 24 ausgebildet ist. Außerdem ist das Halteblech 38 in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Strukturschaum 36 und der Wandung 34 angeordnet, sodass der Vorsprung 28 in Fahrzeuglängsrichtung über den Strukturschaum 36 und über das Halteblech 38 an der Wandung 34 abgestützt ist.

Durch den Strukturschaum 36 und durch das Halteblech 38 ist der Spalt S zwischen dem Vorsprung 28 und der Wandung 34, insbesondere vollständig, überbrückt, sodass eine vorteilhafte Strukturintegrität gewährleistet werden kann. Der Strukturschaum 36 berührt einerseits direkt den Vorsprung 28 andererseits direkt das Halteblech 38. Insbesondere ist der Strukturschaum 36 an dem Halteblech 38 befestigt.

Bei der Herstellung der Karosserie 10 wird das Halteblech 38 mit dem daran befestigten Strukturschaum 36 in der Ausnehmung 26 angeordnet, insbesondere in einem Zustand, in welchem der Strukturschaum 36 noch nicht expandiert ist. Somit sind zunächst das Halteblech 38 und der noch nicht expandierte Strukturschaum 36 zwischen der Wandung 34 und dem Vorsprung 28 angeordnet. Daran anschließend wird ein Lackierprozess durchgeführt, durch welchen die Karosserie 10 zumindest teilweise lackiert wird. Durch diesen Lackierprozess wird der auf beziehungsweise an dem Halteblech 38 befestigte, hochfeste Strukturschaum 36 erwärmt, wodurch der Strukturschaum 36 expandiert. Dadurch legt sich der Strukturschaum 36 besonders vorteilhaft und insbesondere großflächig an den Vorsprung 28 an, sodass dieser besonders vorteilhaft in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung im Fahrzeugkoordinatensystem) über den Strukturschaum 36 an der Wandung 34 abgestützt ist. Außerdem wird dadurch der Toleranzspalt vorteilhaft überbrückt, wodurch eine besonders hohe Strukturintegrität sichergestellt werden kann.

Aus den Figuren ist erkennbar, dass die Seitenwand 16 auch einen inneren Längsträger 40 aufweist, welcher beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung zumindest teilweise zwischen dem Seitenschweller 22 und dem Längsträger 24 an sich angeordnet ist. Der Längsträger 24 ist dabei Bestandteil der Bodengruppe 14. In Fig. 2 bis 4 ist der Strukturschaum 36 in seinem noch nicht expandierten Zustand veranschaulicht, in welchem in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Vorsprung 28 und dem noch nicht expandierten Strukturschaum 36 ein kleiner Teil des Toleranzspalts angeordnet ist.

Durch die Ausnehmung 26 ist eine Abstützung geschaffen, die einen Formschluss zwischen dem Seitenschweller 22 und dem Längsträger 24 realisiert. Der Vorsprung 28 ist vorliegend als ein Gussdom ausgebildet, welcher in die Ausnehmung 26 eingreift. Das Halteblech 38 hat dabei insbesondere die Aufgabe, ein Durchstanzen des Seitenschwellers 22 durch den Strukturschaum 36 im Falle eines Unfalls zu verhindern. Der vorliegend zwischen dem Seitenschweller 22 und dem Längsträger 24 angeordnete beziehungsweise liegende Längsträger 40 der Seitenwand 16 weist ebenfalls eine als weiteres Fenster bezeichnete, weitere Ausnehmung 42 auf, welche von dem Vorsprung 28 durchdrungen ist. Mit anderen Worten taucht der Gussdom (Vorsprung 28) durch die Ausnehmung 42 des Längsträgers 40 hindurch, um in die Ausnehmung 26 des Seitenschwellers 22 einzugreifen und hierdurch einen Formschluss zwischen dem Längsträger 24 und dem Seitenschweller 22 zu realisieren.

Figuren 6 und 7 zeigen jeweils eine geschnittene Perspektivdarstellung der Karosserie gemäß der Figuren 1 bis 5 aus unterschiedlichen Blickrichtungen von schräg vorne auf die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung. Zu erkennen ist, dass die im Bereich von - in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung im Fahrzeugkoordinatensystem) gesehen - oberen Verbindungsflanschen aneinander anliegenden Bauteile, das heißt Seitenwand 16 an Seitenschweller 22, Längsträger 40 an Seitenschweller 22 sowie ein Bodenelement 44 der Bodengruppe 14 am Längsträger 40 mittels einer Anzahl von punktuellen Verbindungsstellen 46, insbesondere Schweißpunkte und/oder Stanznieten, teilweise mehrfach miteinander verbunden sind. Das heißt, dass beispielsweise die Verbindungstellen im Bereich des Befestigungsflansches des Bodenelements 44 dieses sowohl mit dem Längsträger 40 als auch mit dem Seitenschweller 22 verbinden und dass die den Längsträger 40 mit dem Seitenschweller 22 verbindende Verbindungsstellen auch die äußere Seitenwand 16 mit einbeziehen, so dass diese ebenfalls am Seitenschweller 22 befestigt ist. Weiterhin sind weitere Verbindungsstellen 48 im Bereich von - in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung im Fahrzeugkoordinatensystem) gesehen - unteren Verbindungsflanschen der aneinander anliegenden Bauteile (Seitenwand 16, Seitenschweller 22, Längsträger 40) zu erkennen.

Die Befestigungsflansche der vorgenannten Bauteile liegen in einer sich in z-x-Richtung aufspannenden Ebene. Die oberen Befestigungsflansche liegen in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) allesamt weiter außen als die unteren Befestigungsflansche.

Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Formschlussverbindung zwischen dem Längsträger 24 und dem Seitenschweller 22 im Falle eines Frontalcrashs nicht nur die Fügeverbindungen 30, sondern auch die Verbindungsstellen 46, 48 maßgeblich entlastet werden, sodass die Gefahr eines aufbeziehungsweise abschälens der Bauteile entlang ihrer Anlagekontaktflächen zumindest reduziert ist.