-
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugsäule, insbesondere eine A-Säule für ein Kraftfahrzeug, mit einer inneren Verstärkungsstruktur und einer äußeren Verstärkungsstruktur, welche unter Bildung eines länglichen Hohlkörpers miteinander verbunden sind.
-
Bei einem Kraftfahrzeug verbinden die Fahrzeugsäulen üblicherweise den Dachbereich mit dem Karosserieunterbau. Die Fahrzeugsäulen dienen der Stabilisierung der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges gegen Verformung, beispielsweise im Falle eines Aufpralls und/oder eines Überschlages des Kraftfahrzeuges. Die stabilisierende Wirkung wird für gewöhnlich dadurch erreicht, dass die Fahrzeugsäulen beispielsweise durch zwei längliche Verstärkungsstrukturen gebildet sind, welche unter Ausbildung eines länglichen Hohlkörpers miteinander verbunden sind.
-
Eine der Fahrzeugsäulen ist die A-Säule. Diese Fahrzeugsäule ist für gewöhnlich jeweils seitlich angrenzend an die Frontscheibe angeordnet und bildet eine Verbindung zwischen dem Fahrzeugdach und der vorderen Spritzwand bzw. der vorderen Stirnwand, welche sich unterhalb der Frontscheibe befindet.
-
Bei neueren Konstruktionskonzepten von Kraftfahrzeugen sind Karosserieteile beispielsweise im Bereich der A-Säulen derart modifiziert, dass daraus A-Säulen mit einem verkleinerten wirksamen Querschnitt resultieren. Dadurch ist es jedoch begünstigt, dass es bei einem Crash, beispielsweise bei einem Frontcrash, zu einer unerwünschten Verformung der A-Säulen, beispielsweise zu einem Einknicken der A-Säulen kommt.
-
Einer Ausführungsform der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugsäule mit den eingangs genannten Merkmalen vorzuschlagen, welche im Hinblick auf einen möglichen Crash des Kraftfahrzeuges eine hohe Verformungsstabilität, insbesondere Knickstabilität hat.
-
Diese Aufgabe ist mit einer Fahrzeugsäule gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren.
-
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Fahrzeugsäule, insbesondere eine A-Säule für ein Kraftfahrzeug, eine innere Verstärkungsstruktur und eine äußere Verstärkungsstruktur auf, welche unter Bildung eines länglichen Hohlkörpers miteinander verbunden sind. Unter der inneren Verstärkungsstruktur ist eine Verstärkungsstruktur, beispielsweise längliche Verstärkungsstruktur, zu verstehen, welche eingebaut in ein Kraftfahrzeug nach innen gewandt ist, beispielsweise dem Fahrgastraum zugewandt ist. Unter der äußeren Verstärkungsstruktur ist eine Verstärkungsstruktur, beispielsweise längliche Verstärkungsstruktur, zu verstehen, welche eingebaut in ein Kraftfahrzeug nach außen gewandt ist, beispielsweise der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges weggewandt ist.
-
Es ist nunmehr vorgesehen, dass die Fahrzeugsäule ein Verstärkungsteil, insbesondere zusätzliches Verstärkungsteil hat, welches innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist und sich einerseits gegen die innere Verstärkungsstruktur und andererseits gegen die äußere Verstärkungsstruktur abstützt. Mittels des Verstärkungsteiles ist ein Verbund mit der inneren Verstärkungsstruktur und der äußeren Verstärkungsstruktur erreicht, durch welchen zumindest im Bereich der Anordnung des Verstärkungsteiles die Fahrzeugsäule in ihrer Verformungsstabilität verbessert ist. Auch ist dadurch einem frühzeitigen Knicken der Fahrzeugsäule im Crashfall zumindest in dem Bereich des angeordneten Verstärkungsteils entgegengewirkt. Durch das zusätzliche Verstärkungsteil kommt somit der Fahrzeugsäule eine hohe Verformungsstabilität und insbesondere eine hohe Knickstabilität bzw. Knicksteifigkeit zu.
-
Es bietet sich an, dass das Verstärkungsteil einerseits an der inneren Verstärkungsstruktur und andererseits an der äußeren Verstärkungsstruktur befestigt ist. Auch diese Maßnahme zielt darauf ab, der Fahrzeugsäule eine hohe Verformungsstabilität, insbesondere Knickstabilität, zu verleihen. Indem das Verstärkungsteil an der inneren Verstärkungsstruktur und der äußeren Verstärkungsstruktur befestigt ist, ist ein dauerhaft stabiler Verbund zwischen den beiden Verstärkungsstrukturen unter Zwischenschaltung des Verstärkungsteiles realisiert. Auch ist dadurch das Verstärkungsteil dauerhaft in seiner Lage fixiert. Beispielsweise ist das Verstärkungsteil einerseits mit der inneren Verstärkungsstruktur verklebt und/oder verschweißt, insbesondere punktverschweißt, und andererseits mit der äußeren Verstärkungsstruktur verklebt und/oder verschweißt, insbesondere punktverschweißt.
-
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verstärkungsteil mit einer der Verstärkungsstrukturen, insbesondere mit der inneren Verstärkungsstruktur verschweißt ist, beispielsweise punktverschweißt ist, und mit der anderen Verstärkungsstruktur verklebt ist. Dadurch sind in einfacher Weise ein Zusammenbau der Fahrzeugsäule und ebenso ein Einbau der Fahrzeugsäule in das Kraftfahrzeug zu realisieren. Es kann eine vormontierte Einheit mit der Verstärkungsstruktur und dem daran angeschweißten Verstärkungsteil realisiert werden, welche zuerst an das Kraftfahrzeug bzw. die Fahrzeugkarosserie angebaut wird. Anschließend kann die andere Verstärkungsstruktur, beispielsweise die äußere Verstärkungsstruktur, in einfacher Weise mit der bereits montierten Verstärkungsstruktur verbunden werden, ohne dass ein großer Aufwand zum Verbinden des Verstärkungsteiles mit dieser Verstärkungsstruktur erforderlich ist. Das Verstärkungsteil braucht lediglich an einer Verbindungsstelle mit Kleber beaufschlagt sein, so dass beim Verbinden der anderen Verstärkungsstruktur mit der bereits montierten Verstärkungsstruktur das Verstärkungsteil lediglich in Anlagekontakt gebracht werden braucht, um die Klebeverbindung herzustellen.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verstärkungsteil an wenigstens zwei Seiten, insbesondere gegenüberliegenden Seiten, einen umgebogenen Randbereich aufweist, welcher als Flansch zum Anbinden an jeweils eine der Verstärkungsstrukturen dient. Dadurch ist das Verstärkungsteil in technisch einfacher Weise mit den Verstärkungsstrukturen strukturell zu verbinden. Auch kommt durch den umgebogenen Randbereich dem Verstärkungssteil selbst eine zusätzliche Versteifungswirkung zu.
-
Eine Aussteifung des Verstärkungsteiles ist erreicht, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, der umgebogene Randbereich wenigstens einer der Seiten eine Biegelinie aufweist, welche sich im Wesentlichen in Längsrichtung der Fahrzeugsäule. Dadurch ist die Fahrzeugsäule besonders gegen von außen quer auf die Fahrzeugsäule wirkende Kräfte ausgesteift. Insofern ist dadurch eine weitere Maßnahme ergriffen, um die Fahrzeugsäule gegen ein Ausknicken, beispielsweise bei einem Aufprall des Fahrzeuges, beispielsweise bei einem Frontalaufprall des Fahrzeuges, zu verstärken.
-
In die gleiche Richtung zielt die Maßnahme, wonach nach einer Ausgestaltung der Erfindung das Verstärkungsteil im Querschnitt im Wesentlichen Z-förmig ausgebildet ist.
-
Auch zielt die Maßnahme in diese Richtung, wonach nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, das Verstärkungsteil wenigstens eine Sicke, Rippe oder dergleichen längliche Versteifungsstruktur aufweist, welche mit seiner Längserstreckung in Längsrichtung der Fahrzeugsäule.
-
Es bietet sich an, dass das Verstärkungsteil ein Verstärkungsschott ist. Durch das Verstärkungsschott ist das Verstärkungsteil flächig ausgebildet, insbesondere geschlossen flächig ausgebildet.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Fahrzeugsäule eine A-Säule ist, welche an ihrem unteren Ende einen Anbindungsabschnitt zum Anbinden an eine Seitenwandstruktur, Scharniersäule und/oder dergleichen Karosserieteil aufweist und das Verstärkungsteil im Bereich des unteren Endes angeordnet ist. Dadurch ist einem frühzeitigen Ausknicken der A-Säule im Crashfall entgegengewirkt.
-
In technisch einfacher Weise ist das Verstärkungsteil zu realisieren, wenn es nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Blechteil ist, insbesondere ein Profilblech ist.
-
Es bietet sich ferner an, dass die innere Verstärkungsstruktur und/oder die äußere Verstärkungsstruktur durch ein Blechteil gebildet ist, insbesondere ein Profilblech ist.
-
Weiterhin umfasst die Erfindung eine vormontierte Baueinheit für eine Fahrzeugsäule, insbesondere eine A-Säule eines Kraftfahrzeuges, mit der inneren Verstärkungsstruktur und dem Verstärkungsteil der vorstehend beschriebenen Fahrzeugsäule, welches an der inneren Verstärkungsstruktur angeschweißt ist. Dadurch ist eine vereinfachte Montage erreicht.
-
Es ist dadurch möglich, dass die vormontierte Einheit mit der Verstärkungsstruktur und dem daran angeschweißten Verstärkungsteil zuerst an das Kraftfahrzeug bzw. die Fahrzeugkarosserie angebaut wird. Anschließend kann die andere Verstärkungsstruktur, beispielsweise die äußere Verstärkungsstruktur, in einfacher Weise mit der bereits montierten Verstärkungsstruktur verbunden werden, ohne dass ein großer Aufwand zum Verbinden des Verstärkungsteiles mit dieser Verstärkungsstruktur erforderlich ist. Das Verstärkungsteil braucht lediglich an einer Verbindungsstelle mit Kleber beaufschlagt sein, so dass beim Verbinden der anderen Verstärkungsstruktur mit der bereits montierten Verstärkungsstruktur das Verstärkungsteil lediglich in Anlagekontakt gebracht werden braucht, um die Klebeverbindung herzustellen.
-
Auch umfasst die Erfindung eine Fahrzeugkarosserie mit einer Fahrzeugsäule, insbesondere einer A-Säule der vorstehend beschriebenen Art. Darüber hinaus umfasst die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Fahrzeugsäule der vorstehend beschriebenen Art.
-
Durch die Erfindung ist bei einer Fahrzeugsäule, insbesondere bei einer A-Säule eines Kraftfahrzeuges, zumindest ein Längenabschnitt der Fahrzeugsäule soweit verstärkt, dass ein dort vorhandener möglicherweise geschwächter Querschnitt gegen ein Einknicken im Falle eines Crashes, beispielsweise eines Frontcrashes, ausreichend stabilisiert ist. Dies geschieht, ohne dass es zu einer Vergrößerung der Blechdicke der Bauteile der Fahrzeugsäule kommt. Insofern ist eine Stabilitätsverbesserung erreicht, ohne dass es zu einer Gewichtszunahme kommt.
-
Auch ist durch die Erfindung der Aufwand für den Zusammenbau der Fahrzeugsäule sowie den Einbau der Fahrzeugsäule in das Kraftfahrzeug relativ gering. Es ist ferner eine hohe Steifigkeit durch eine belastungsoptimierte Gestaltung erreicht. Auch ergibt sich dadurch eine hohe Crash-Performance, zumindest punktuell.
-
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.
-
Es zeigen:
-
1 eine mögliche Ausführungsform einer Fahrzeugkarosserie in perspektivischer Darstellung,
-
2 einen vergrößerten Ausschnitt der Fahrzeugkarosserie gemäß der 1 im Bereich seiner A-Säule,
-
3 den Bereich der A-Säule gemäß der 2 mit den daran angebundenen Fahrzeugkomponenten in einer Außenansicht ohne Kotflügel, mit eingezeichnetem Lastverlauf bei einem Frontaufprall des Kraftfahrzeuges,
-
4 die A-Säule gemäß der 2 im unteren Anbindungsbereich der Fahrzeugsäule an eine Stirnwand in einer Seitenansicht,
-
5 eine innere Verstärkungsstruktur der A-Säule gemäß der 4 als Baueinheit mit einem daran angebrachten Verstärkungsteil in einer Seitenansicht,
-
6 die Verstärkungsstruktur und das daran angebrachte Verstärkungsteil gemäß der 5 in einer Draufsicht,
-
7 die Verstärkungsstruktur mit dem daran angebrachten Verstärkungsteil gemäß der 5 in einer weiteren Draufsicht.
-
1 zeigt – in schematischer Darstellung – eine mögliche Ausführungsform einer Fahrzeugkarosserie 100 eines Kraftfahrzeuges 200 mit mehreren Fahrzeugsäulen. 2 zeigt einen in der 1 markierten Bereich einer A-Säule 1 der Fahrzeugkarosserie 100 in einer vergrößerten Darstellung. Die nachfolgenden Ausführungen bezüglich der A-Säule 1 sind in gleicher Weise zutreffend für die auf der gegenüberliegenden Seite der Fahrzeugkarosserie 100 angeordnete zweite A-Säule.
-
Aus den 1 und 2 ist ein Übergangsbereich von der A-Säule 1 zu der darunter liegenden Scharniersäule 120 ersichtlich, an welche in Richtung zum vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie 100 gesehen, ein Kotflügel 160 angrenzt. Die A-Säule 1 und die Scharniersäule 120 sind in der 2 wie auch in der 1 dargestellt, wie sie in der endmontierten Fahrzeugkarosserie 100 vorliegen. In diesem Zustand können die Komponenten der A-Säule 1 und der Scharniersäule 120 von einer nach außen hin gewandten Außenhaut 170, insbesondere Blechhaut, abgedeckt sein.
-
Anhand der 2 ist sichtbar gemacht, dass bei neueren Entwicklungskonzepten Anbindungsstellen 130 zum Anbinden eines Armaturentafelträgers für das Kraftfahrzeug 200 in Richtung zu einer Türöffnung 140 für die Vordertür hin verlagert sind und an einen in Richtung zur Türöffnung 140 weisenden Materialabschnitt 180 eingebracht sind, welcher außerhalb der eigentlichen Scharniersäule 120 liegt. Durch diese Anordnung der Anbindungsstellen ist faktisch der mit X gekennzeichnete Abstand zur Scharniersäule 120 gegenüber konventionellen Konzepten, bei denen die Anbindungsstellen 130 an der Scharniersäule 120 angebracht sind, vergrößert, wohingegen gegenüber den konventionellen Konzepten der wirksame Querschnitt der A-Säule, welcher in der 2 mit Y gekennzeichnet ist, verringert ist.
-
3 zeigt die Anordnung gemäß der 2 ohne den Kotflügel 160, wobei dort mit den eingezeichneten Pfeilen 300 der Lastpfad im Falle eines Frontalaufpralls des Kraftfahrzeuges 200 eingezeichnet ist. Wie daraus ersichtlich ist, wird im Falle eines Frontalaufpralles die Aufprallkraft über eine Längsstruktur, insbesondere einen Längsträger oder eine Längsstrebe 150, welche mit der Scharniersäule 120 verbunden ist, aufgenommen und über die Scharniersäule 120 in die A-Säule 1 weitergegeben. Durch die am Beispiel der 2 ausgeführte Verjüngung der A-Säule 1 zumindest in dem unteren Bereich, an welchem die A-Säule 1 an die Scharniersäule 120 angrenzt, ist dort der wirksame Querschnitt gegenüber der konventionellen Ausführung der A-Säule 1 in diesem Bereich geschwächt.
-
Um einem möglichen frühzeitigen Ausknicken der A-Säule 1 in diesem Bereich im Falle eines Frontalaufpralles vorzubeugen, ist ein zusätzliches Verstärkungsteil 4 vorgesehen, wie aus 4 ersichtlich ist. Es ist dort eine innere längliche Verstärkungsstruktur 2 der A-Säule 1 dargestellt, welche zusammen mit einer (in der 4 nicht dargestellten) äußeren Verstärkungsstruktur unter Ausbildung eines länglichen Hohlkörpers verbunden ist.
-
Bevorzugt verlaufen die innere Verstärkungsstruktur 2 und die äußere Verstärkungsstruktur von dem Dachbereich der Fahrzeugkarosserie 100 bis zu dem Anbindungsbereich der A-Säule 1 an die Scharniersäule 120 und bilden durch den von ihnen erzeugten Hohlkörper die Längsaussteifung für die A-Säule 1 aus. Durch das Verstärkungsteil 4 ist zusätzlich im Bereich der Anbindung der A-Säule 1 an die Scharniersäule 120 ein aussteifender Verbund erzeugt, indem nämlich das Verstärkungsteil 4 sich einerseits gegen die innere Verstärkungsstruktur 2 und andererseits gegen die (in der 4 nicht dargestellte) äußere Verstärkungsstruktur abstützt.
-
Die innere Verstärkungsstruktur 2 ist dem Fahrgastraum zugewandt ist. Die äußere Verstärkungsstruktur ist nach außen gewandt, insbesondere von der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges nach außen weggewandt. Bevorzugt ist das Verstärkungsteil 4 ein Blechteil. Bevorzugt ist die innere Verstärkungsstruktur 2 und/oder die äußere Verstärkungsstruktur ein Blechteil.
-
5, 6 und 7 zeigen in verschiedenen Ansichten den einen Endbereich der inneren Verstärkungsstruktur 2 mit dem daran angebundenen Verstärkungsteil 4.
-
Das Verstärkungsteil 4 ist bevorzugt im Wesentlichen als Verstärkungsschott ausgebildet, welches zumindest an zwei gegenüberliegenden Seiten 5 und 6 einen umgebogenen Randbereich 8 bzw. 9 aufweist, welcher als Flansch zum Anbinden an jeweils eine der Verstärkungsstrukturen 2 und dient.
-
Bevorzugt ist das Verstärkungsteil 4 mittels der Randbereiche 8 und 9 an der inneren Verstärkungsstruktur 2 und der äußeren Verstärkungsstruktur befestigt. Beispielsweise ist das Verstärkungsteil 4 an der inneren Verstärkungsstruktur 2 mittels Schweißen, beispielsweise mittels Punktschweißen (Schweißpunkte 16 in 4), angebunden und über den Randbereich 9 mit der äußeren Verstärkungsstruktur verklebt.
-
Das Verstärkungsteil 4 ist bevorzugt Z-förmig ausgebildet, wobei die umgebogenen Randbereiche 8 und 9 entgegengesetzt zueinander verlaufen. Auch kann wenigstens ein an den Randbereich 8 oder den Randbereich 9 angrenzender, an einer weiteren Seite 7 erzeugter umgebogener Randbereich 15 bzw. 17 vorgesehen sein, welcher in einem Winkel zu dem Randbereich 8 bzw. 9 steht. Beispielsweise können die Randbereiche 15 und 17 in entgegengesetzter Richtung von einem gemeinsamen Flächenabschnitt des Verstärkungsteils 4 nach außen wegstehen. Auch können die Randbereiche 8 und 9 in entgegengesetzter Richtung von dem Flächenabschnitt oder einem gemeinsamen Flächenabschnitt des Verstärkungsteils 4 nach außen wegstehen. Bevorzugt weist der umgebogene Randbereich 8 bzw. 9 wenigstens einer der Seiten 6 und 7 eine Biegelinie 10 bzw. 11 auf, welche sich im Wesentlichen in Längsrichtung der A-Säule 1 erstreckt.
-
Das Verstärkungsteil 4 kann wenigstens eine Sicke, Rippe oder dergleichen längliche Versteifungsstruktur 12 aufweisen, welche mit seiner Längserstreckung in Längsrichtung der A-Säule 1 verläuft. Die A-Säule 1 hat an ihrem unteren Ende 13 einen Anbindungsabschnitt 14 zum Anbinden an eine Stirnwandstruktur 110, insbesondere seitliche Stirnwandstruktur, oder die Scharniersäule 120.
-
Obwohl die Erfindung anhand wenigstens einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht es sich, dass eine Vielzahl von Varianten existieren. Auch sollte beachtet werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit bzw. Ausführbarkeit oder den Aufbau in irgendeiner Weise einzuschränken. Die vorstehende Beschreibung gibt dem Fachmann eine geeignete Anleitung zur Umsetzung bzw. Ausführung von wenigstens einer Ausführungsform; es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung von Elementen oder Komponenten, welche vorstehend in wenigstens einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben sind, gemacht werden können, ohne vom Schutzumfang der nachstehenden Ansprüche und ihren rechtlichen Äquivalenzen abzuweichen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- A-Säule
- 2
- innere Verstärkungsstruktur
- 4
- Verstärkungsteil
- 5
- Seite
- 6
- Seite
- 7
- Seite
- 8
- Randbereich
- 9
- Randbereich
- 10
- Biegelinie
- 11
- Biegelinie
- 12
- Versteifungsstruktur
- 13
- unteres Ende
- 14
- Anbindungsabschnitt
- 15
- Randbereich
- 16
- Schweißpunkt
- 17
- Randbereich
- 100
- Fahrzeugkarosserie
- 110
- Stirnwandstruktur
- 120
- Scharniersäule
- 130
- Anbindungsstelle
- 140
- Türöffnung
- 150
- Strebe
- 160
- Kotflügel
- 170
- Außenhaut
- 180
- Materialabschnitt
- 200
- Kraftfahrzeug
- 300
- Pfeil