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Die
Erfindung betrifft eine Karosseriesäule eines Personenkraftwagens
mit einem außenseitigen Säulenteil
und einem im wesentlichen U-förmigen Profil
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Übliche selbsttragende
Fahrzeugkarosserien umfassen eine Tragstruktur, die aus einer Vielzahl von
einzelnen Karosseriebauteilen zusammengesetzt ist. Die Aufteilung
der Tragstruktur in eine Vielzahl von Einzelkarosseriebauteilen
ist notwendig, um den unterschiedlichen Anforderungen an einzelne Bereiche
Rechnung zu tragen. Zu nennen sind hier insbesondere die Sicherheit,
die Steifigkeit und das Fahrzeuggewicht.
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Gleichzeitig
besteht im Zuge der Ressourcenschonung ein hohes Interesse an der
Verringerung des Fahrzeuggewichts und folglich eine möglichst
leichte Ausbildung der Fahrzeugkarosserie.
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Eine
Möglichkeit
zur Verringerung des Gewichts besteht in der Optimierung der Blechstärken und
der Konstruktion der Tragstruktur. Dies hat unter Berücksichtigung
einer Vielzahl von Randparametern zu erfolgen, wie beispielsweise
den Materialkosten, der Steifigkeit der Struktur, der Unfallsicher heit, den
Befestigungsmöglichkeiten
für Anbauteile,
wie z.B. Scharniere und Türen,
den fertigungstechnischen Möglichkeiten
oder der Eingang für
eine Serienproduktion.
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Die
einzelnen Karosseriebauteile sind in der Regel als separate Blechformteile
ausgebildet und anschließend
miteinander zusammengefügt,
vorzugsweise zusammengeschweißt.
Insbesondere komplex geformte Bauteile sind wiederum aus einer Vielzahl
von Einzelblechstücken
zusammengesetzt. So werden für
eine B-Säule mitunter
sieben Einzelblechstücke
benötigt,
die zunächst
separat hergestellt und dann miteinander verbunden werden müssen. Der
fertigungstechnische Aufwand bei einer aus Blechformteilen zusammengesetzten
B-Säule
ist dementsprechend hoch.
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Aus
der
DE 198 19 484
A1 ist eine Karosseriesäule
bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer Karosseriesäule für eine Fahrzeugkarosserie
bekannt. Die Karosseriesäule
weist dabei eine bestimmte Form auf, welche aus einer Metallplatine
mit Hilfe eines Umformverfahrens hergestellt ist und auf Grund ihrer
spezifischen Form unterschiedliche Bereiche, nämlich mindestens einen ersten
Bereich und mindestens einen – im
Vergleich zum ersten Bereich – unterschiedlich
verformten zweiten Bereich aufweist. Die Karosseriesäule, insbesondere
B- oder C-Säule ist
unter ökologischen, ökonomischen
und Sicherheitsaspekten dadurch verbessert, dass zur Erhöhung der
Steifigkeit bzw. Festigkeit der Karosseriesäule ein vor der Realisierung
des Umformungsvorgangs im wesentlichen direkt auf dem ersten Bereich angeordnetes
Verstärkungsblech
vorgesehen ist. Die hier beschriebene Karosseriesäule weist
zwar ein U-förmiges
Profil auf, besteht jedoch aus zwei miteinander verbundenen Blechen,
die einen Hohlraum umschließen
und damit einen erhöhten
Aufwand zur Gewährleistung
der Korrosionsbeständigkeit
der Karosseriesäule
verursachen.
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Aus
der
DE 100 32 971
A1 ist eine aus mindestens zwei Säulenabschnitten bestehende
Mittelsäule
einer Kraftfahrzeugkarosserie bekannt. Die sich in einer Personenkraftwagenkarosserie
befindende Mittelsäule
besteht aus einem unten liegenden Säulenabschnitt und einem oben
liegenden Säulenabschnitt,
die jeweils aus Blechpressteilen gefertigt sind. Dabei haben die
Säulenabschnitte
eine solche Längserstreckung,
dass sie im Bereich der Befestigungsabschnitte für Türscharniere überlappend angeordnet
sind. Auch hierbei wird ein Hohlraum geschaffen, der zwischen den
beiden sich überlappenden
Blechpressteilen liegt und damit besondere Maßnahmen für die Korrosionsbeständigkeit
der Fahrzeugkarosserie erforderlich macht.
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Aus
der
DE 195 31 874
C1 ist eine Seitenwandbaugruppe für eine Fahrzeugkarosserie bekannt.
Die Seitenwandbaugruppe, die sich wenigstens von einer A-Säule bis
zu einem hinteren Radeinbau in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten erstreckt und
eine Seitenwandstruktur sowie eine mit dieser verbundene Seitenwandbeplankung
aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwandstruktur aus
zwei quer zur Fahrzeugslängsrichtung
zusammengesetzten Seitenwandteilen aufgebaut ist, die wenigstens
in einem Schwellerbereich jeweils halbschalenartig ausgebildet sind
und einander zu einem den Schweller bildenden Hohlprofil ergänzen, das
die Seitenwandbeplankung in diesem Bereich ersetzt.
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Schließlich ist
aus der
DE 198 18
260 A1 eine Karosseriesäule
für ein
Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 bekannt. Die Karosseriesäule umfasst ein außenseitiges
Säulenteil, das
U-förmig
ausgebildet ist und zum Fahrzeuginnenraum hin im wesentlichen über seine
gesamte Länge
ein offenes Profil aufweist, um Anbauteile, wie z.B. eine Gurtführung oder
einen Schließbügel in einfacher
Weise im Säuleninneren
montieren zu können.
Zum Fahrzeuginnenraum hin ist die Karosseriesäule lediglich durch eine Verkleidung
aus flexiblem Material abgedeckt, wobei auf ein innenseitiges Säulenteil
vollständig
verzichtet wird.
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Um
den Steifigkeits- und Festigkeitsverlust infolge des fehlenden innenseitigen
Säulenteils
zu kompensieren, ist das Säulenaußenteil
als mit Verstärkungsrippen
versehenes Druckgussteil ausgebildet. Diese Bauweise ist verhältnismäßig aufwändig und
kostenintensiv.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, eine verbesserte Ausführungsform für eine Karosseriesäule anzugeben,
bei der eine besonders einfache und kostengünstige Bauweise der Karosseriesäule ermöglicht wird.
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Dieses
Problem wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, im mittleren Bereich
der Säule
ein Zugblech zur Verstärkung
des außenseitigen
Säulenteils vorgesehen.
Das Zugblech bildet eine zug- und druckfeste Querverbindung zwischen
den beiden Schenkeln des außenseitigen
Säulenteils
und erhöht die
Steifigkeit der Karosseriesäule,
wodurch die Unfallsicherheit, insbesondere bei Seiten-Crashs, weiter
verbessert wird. Somit sind weder Verstärkungsrippen noch eine aufwändige Herstellung
des Säulenaußenteils
als Druckgussteil erforderlich.
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Die
erfindungsgemäße Lösung hat
ferner den Vorteil, ein zu einer Fahrzeuginnenseite hin offenes
Profil aufzuweisen. Bei geschlossenen Profilen ist häufig damit
zu rechnen, dass anfallendes Kondenswasser nur schwer abtrocknet
und damit als Elektrolyt für
Korrosionsprozesse zur Verfügung steht,
was die Korrosionsbeständigkeit
des Fahrzeugs stark beeinträchtigt,
bzw. besondere Maßnahmen
für den
Korrosionsschutz erforderlich macht. Bei einem offenen Profil hingegen
kann anfallendes Kondenswasser schneller verdunsten, wodurch der
Korrosionsprozess eher unterbunden wird.
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Ein
weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass
aufgrund des Ersatzes der B-Innensäule zumindest
ein Bauteil weniger hergestellt, gelagert und eingebaut werden muss,
was die Material-, Lager- und Produktionskosten senkt. Zudem bietet
die U-förmige
Ausbildung der B-Säule
aufgrund des offenen Profils sogenannte Package-Vorteile, da ein
ineinander gestapeltes und damit platzsparendes Lagern ermöglicht wird,
wodurch ebenfalls Lagerkosten gespart werden können.
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Des
weiteren wird mit der Erfindung eine deutlich verbesserte Zugänglichkeit
für die
Montage und Demontage von Anbauteilen, wie z.B. Halter, Gurtaufroller,
Kabelkanälen
und Sensoren erreicht.
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Trotz
der einfachen, kostensparenden Konstruktion ist mit einer sehr hohen
Seitenaufprallsicherheit zu rechnen. Durch die Ausbildung der B-Säule mit
einer erhöhten
Wanddicke und verlängerten
Schenkeln wird das Widerstandsmoment und damit die Steifigkeit im
Falle eines Seiten-Crashs erhöht.
Zudem sind Reparatur- und Wartungsarbeiten bei einem in Fahrzeuginnenrichtung
offenen Profil weniger arbeitsintensiv, da lediglich die Innenverkleidung
entfernt werden muss, um Bauteile, wie z.B. Gurtaufroller oder Gurthöhenversteller
zu reparieren oder zu warten. Im Falle einer herkömmlichen
zweischaligen B-Säule muss
hierfür
die komplette B-Innensäule
entfernt werden, wodurch der Wartungsaufwand deutlich höher liegt.
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Durch
den Wegfall der B-Innensäule
ist zudem eine Gewichtsreduzierung möglich, die sich günstig auf
das Fahrzeuggewicht und damit auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt.
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Entsprechend
einer besonders günstige Ausführungsform
ist vorgesehen, dass im oberen Bereich Anbindungspunkte für einen
Halter für
den Gurthöhenversteller
angeordnet sind. Die Anbindungspunkte sind karosserieseitig am U-Profil
angeordnet. Der Gurthöhenversteller
ist durch Entfernen der Innenverkleidung der Karosseriesäule ohne
weiteres zugänglich
und damit leicht zu warten.
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Entsprechend
mehrerer besonders günstiger Ausführungsformen
kann vorgesehen sein, dass die Karosseriesäule als Endsäule, insbesondere
A-Säule
und/oder C-Säule,
und/oder als Mittelsäule,
insbesondere B-Säule,
ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Lösung bietet dadurch den Vorteil,
das Konzept des verstärkten
und an den Schenkeln verlängerten
U-Profils auch auf andere Bauteile des Fahrzeugs zu übertragen.
Hierdurch können
wiederum Kosten bei Material, Lagerung und Produktion eingespart
werden.
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Gleichzeitig
ist auch eine noch weitergehende Übertragung der erfindungsgemäßen Lösung auf andere
Karosseriebauteile, wie z.B. Querträger, Längsträger und Dachrahmen denkbar.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus den zugehörigen Figurenbeschreibungen
anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen
auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Die
Figuren zeigen schematisch,
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1 eine
Skizze einer erfindungsgemäßen Karosseriesäule,
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2 einen
Querschnitt durch die erfindungsgemäße Karosseriesäule im oberen
Bereich,
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3 einen
Querschnitt wie in 2, jedoch im mittleren Bereich.
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Entsprechend 1 ist
eine erfindungsgemäße Karosseriesäule 1,
insbesondere B-Säule,
einer im Übrigen
nicht dargestellten Seitenwandbaugruppe eines Kraftfahrzeugs dargestellt.
Die B-Säule 1 ist
seitlich an einem Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung hinter einer A-Säule und
vor einer C-Säule
angeordnet. Durch die im wesentlichen senkrecht verlaufende Karosseriesäule 1 wird
ein vorderer Einstieg und ein hinterer Einstieg des Kraftfahrzeugs
getrennt. Die B-Säule 1 ist
an ihrem in vertikaler Richtung unteren Ende mit einem nicht in 1 darge stellten
Schweller, und an ihrem in vertikaler Richtung oberen Ende mit einem
Dachrahmen verbunden.
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Die
Karosseriesäule 1 dient
einerseits zur Versteifung der seitlichen Karosserie und andererseits
zur Aufnahme von Bauelementen, wie nachfolgend näher erläutert wird. In vertikaler Längsrichtung ist
die Karosseriesäule 1 von
oben nach unten in einen oberen, einen mittleren und einen unteren
Bereich unterteilt. Im oberen Bereich sind Anbindungspunkte 11 für einen
Halter für
einen Gurthöhenversteller 3,
im mittleren Bereich zumindest eine Querverbindung, bzw. ein Zugblech 2 und
im unteren Bereich ein Anbindungspunkt 11 für einen
Halter für
einen Gurtaufroller 4 angeordnet.
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Gemäß 2 ist
der Querschnitt der Karosseriesäule 1 im
wesentlichen U-förmig
ausgebildet und nimmt die oben erwähnten Bauteile, so z.B. den Gurthöhenversteller 3 auf.
Gleichzeitig werden an der Karosseriesäule 1, nicht in den
Figuren dargestellte Scharniere, angebracht, an welchem eine Fahrzeugtür aufgehängt ist.
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Die
Karosseriesäule 1 weist
zwei Schenkel 8 und einen, die beiden Schenkel verbindenden,
Steg 9 auf und ist von außerhalb des Fahrzeugs betrachtet von
einem Außenblech 5 verdeckt.
Gemäß der Erfindung
sind zumindest die beiden Schenkel 8, im Vergleich zu einer
herkömmlichen
Karosseriesäule 1, mit
einer stärkeren
Wanddicke 10 ausgebildet. Zudem sind die beiden Schenkel 8 in
Richtung eines Fahrzeuginneren 7 verlängert, wodurch sich eine deutliche
Steigerung des Flächenträgheitsmoments und
damit der Steifigkeit der Karosseriesäule 1 ergibt. Das
U-Profil der Karosseriesäule 1 geht
an den von dem Steg 9 abgewandten Enden der Schenkel 8 in
innere Bereiche 12 über.
Die Schenkel 8 und die inneren Bereiche 12 ersetzen
dabei die bei herkömmlichen
Karosseriesäulen 1 vorhan dene
innere Teilsäule.
Der innere Bereich 12 schließt zudem das Profil der Karosseriesäule 1 gegen
das Fahrzeuginnere 7 ab.
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Das
Außenblech 5 und
die Karosseriesäule 1 sind
wie in 2 dargestellt mit Schweißpunkten 6 verbunden.
Die im oberen Bereich angeordneten und in 2 dargestellten
Anbindungspunkte 11 sind ebenfalls mit Schweißpunkten 6 an
der Karosseriesäule 1 angebracht.
An den Anbindungspunkten 11 ist der Halter für den Gurthöhenversteller 3 in
geeigneter Weise, z.B. durch Schraub- oder Schweißverbindungen
angeordnet.
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Zu
Reparatur- und/oder Wartungsarbeiten muss bei der erfindungsgemäßen Lösung lediglich eine
nicht in 2 dargestellte Innenverkleidung
der Karosseriesäule 1 entfernt
werden um an die Bauteile, wie z.B. den Halter für den Gurthöhenversteller 3 oder
den Gurtaufroller 4 zu gelangen. Eine Demontage der Innenverkleidung
und der inneren Teilsäule, wie
sie bei einigen herkömmlichen
Fahrzeugen notwendig ist, entfällt.
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Gemäß 3 ist
der mittlere Bereich der Karosseriesäule 1 im Querschnitt
dargestellt. Hierbei ist die zumindest eine Querverbindung, hier
beispielhaft als Zugblech 2 dargestellt, an die inneren
Bereiche 12 in Verlängerung
der Schenkel 8 mit Schweißpunkten 6 angebracht.
Das Zugblech 2 erhöht
die Biegesteifigkeit der Karosseriesäule 1 und verbessert
somit die Fahrsicherheit.
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Durch
die Erfindung wird bei der Karosseriesäule 1, die bei herkömmlichen
Personenkraftwagen aus einem außenseitigen
und einem innenseitigen Säulenteil
zusammengesetzt ist, das innenseitige Säulenteil eingespart. Dazu ist
das außenseitige Säulenteil
als im wesentlichen U-förmiges
Profil ausgestal tet, welches zwei parallele Schenkel 8 und
einen orthogonal dazu angeordneten Steg 9 aufweist und
wobei zumindest die beiden Schenkel 8 zum Ersatz des innenseitigen
Säulenteils
verstärkt
und verlängert
sind.
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Im
Gegensatz zu herkömmlichen
Karosseriesäulen 1 bietet
die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil,
ein zu einer Fahrzeuginnenseite hin offenes Profil aufzuweisen,
was die Verdunstung von angefallenem Kondenswasser erleichtert und
damit die Korrosionsbeständigkeit
des Fahrzeugs verbessert.
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Zudem
muss bei der erfindungsgemäßen Lösung zumindest
ein Bauteil weniger hergestellt, gelagert und eingebaut werden,
was die Material-, Lager- und Produktionskosten senkt. Gleichzeitig bietet
die U-förmige
Ausbildung der Karosseriesäule 1 aufgrund
des offenen Profils Package-Vorteile, da ein ineinander gestapeltes
und damit platzsparendes und kostengünstigeres Lagern ermöglicht wird.
-
Durch
die Ausbildung der Karosseriesäule 1 mit
einer erhöhten
Wanddicke 10 und verlängerten Schenkeln 8 wird
das Widerstandsmoment und damit die Steifigkeit im Falle eines Seiten-Crashs erhöht. Zudem
sind Reparatur- und Wartungsarbeiten bei einem offenen Profil weniger
arbeitsintensiv, da lediglich die Innenverkleidung entfernt werden
muss, um Bauteile, wie z.B. den Halter für den Gurtaufroller 4 oder
den Gurthöhenversteller 3,
zu reparieren oder zu warten.