DE60123731T2

DE60123731T2 - Karosserieseitenteil für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE60123731T2
Application number: DE60123731T
Authority: DE
Inventors: Patrick Jean Masson
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2000-11-14
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2021-11-13
Also published as: EP1205377A1; EP1205377B1; FR2816574B1; ES2273792T3; DE60123731D1; FR2816574A1; ATE342191T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Karosserieseitenteil eines Kraftfahrzeugs.
Die Rahmen der Kraftfahrzeug-Seitenteile werden von mehreren mechanischen Karosserieelementen gebildet, die mindestens eine Öffnung festlegen, die dazu bestimmt ist, eine Tür des Fahrzeugs aufzunehmen.
Die Elemente umfassen einen Dachbogen, einen Karosserieboden-Längsträger und eine Mittelsäule, die diesen Dachbogen mit diesem Längsträger verbindet. Die vorderen Enden des Dachbogens und des Längsträgers sind über eine vordere Kotflügelverkleidung und über eine vordere Fußverstärkung miteinander verbunden, und die hinteren Enden des Dachbogens und des Längsträgers sind über eine hintere Kotflügelverkleidung und über einen hinteren Radkasten miteinander verbunden, so dass sie eine steife Struktur bilden.
Diese verschiedenen Elemente werden meist durch Tiefziehen eines Stahlblechs hergestellt und miteinander über Verbindungsteile verbunden, wie zum Beispiel auf die Elemente geschweißte Winkelbleche oder Winkelbeschläge.
Das Tiefziehen dieser Elemente erfordert aber teure Werkzeuge, sowohl aufgrund der großen Abmessungen als auch aufgrund der Komplexität der Teile durch die Tatsache, dass sie die immer strengeren Aufprallkriterien erfüllen müssen.
Außerdem ist es die aktuelle Tendenz der Kraftfahrzeughersteller, das Gewicht dieser Fahrzeuge zu verringern.
Zu diesem Zweck besteht eine der in Betracht gezogenen Lösungen darin, immer dünnere Stahlbleche sowie Bleche mit hohen Elastizitätsgrenzen zu verwenden, was zu damit zusammenhängenden Problemen des Tiefziehens und der mechanischen Festigkeit führt.
Ein Beispiel wird durch das Karosserieseitenteil dargestellt, das in der Druckschrift DE-A-195 19 779 beschrieben ist, die den Oberbegriff des Anspruchs 1 abdeckt.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden, indem sie ein Karosserieseitenteil eines Kraftfahrzeugs vorschlägt, das eine deutliche Verringerung des Gewichts der Gesamtheit der dieses Seitenteil bildenden Elemente ermöglicht und gleichzeitig die Strukturfestigkeit dieser Einheit zumindest unverändert erhält oder sie im Vergleich mit den bisher verwendeten Seitenteilen erhöht.
Die Erfindung hat also ein Karosserieseitenteil eines Kraftfahrzeugs des Typs zum Gegenstand, der wenigstens eine Öffnung aufweist, die durch einen Dachbogen, einen Karosserieboden-Längsträger und eine Mittelsäule begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachbogen, der Längsträger und die Mittelsäule jeweils aus einem einstückigen Teil aus Aluminium oder seinen Legierungen gebildet sind, und dass die Mittelsäule direkt am Dachbogen und am Längsträger befestigt ist und der Dachbogen und der Längsträger direkt an benachbarten Elementen der Karosserie befestigt sind.
Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung:

– wird das einstückige Teil des Dachbogens von einem Profilteil gebildet, das durch Hydroforming erhalten wird und Abschnitte mit einem Querschnitt aufweist, der abhängig von der Steifigkeit variabel ist, die in bestimmten Zonen erzielt werden soll,
– ist das Profilteil rundgebogen und weist einen hohlen mittleren Bereich mit geschlossenen Querschnitt auf, der von zwei Falzen zum Stützen oder zur Befestigung der benachbarten Karosserieelemente eingefasst ist,
– sind die Falze des Profilteils an den Elementen durch Schweißpunkte befestigt, die mittels eines Laserstrahls hergestellt werden,
– wird das einstückige Teil des Karosserieboden-Längsträgers aus einem Profilteil gebildet, das über seine Länge Abschnitte mit einer Dicke aufweist, die abhängig von der Steifigkeit variabel ist, die in bestimmten Zonen erzielt werden soll,
– weist das Profilteil einen hohlen mittleren Bereich mit geschlossenem Querschnitt auf, der auf einer Seite durch eine im Wesentlichen ebene Wand begrenzt wird, die an jedem ihrer Seitenränder durch einen Falz zum Stützen oder zur Befestigung der benachbarten Karosserieelemente verlängert wird,
– sind die Falze des Profilteils an den Elementen durch Niete befestigt,
– wird das Profilteil durch Profilierung oder Hydroforming oder Extrudieren hergestellt,
– wird das einstückige Teil der Mittelsäule durch Gießen hergestellt und weist einen U-förmigen Querschnitt auf, dessen Mittelschenkel an jedem Ende von einer Befestigungsplatte zur Befestigung am Dachbogen bzw. am Längsträger verlängert wird,
– ändert sich der Querschnitt des einstückigen Teils der Mittelsäule über seine Länge,
– nimmt der Querschnitt von dem Ende des Teils, das am Dachbogen befestigt ist, bis zu dem Ende zu, das am Längsträger befestigt ist,
– ist das einstückige Teil der Mittelsäule am Dachbogen und am Längsträger auf der Seite der Fahrgastzelle des Fahrzeugs befestigt,
– ist die Platte des einstückigen Teils der Mittelsäule am Dachbogen und am Längsträger durch Schweißpunkte befestigt, die durch ein MIG-Schweißverfahren hergestellt wurden.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die als Beispiel dient und sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht. Es zeigen:
1 in Perspektive eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeug-Seitenteils gemäß der Erfindung,
2 in auseinander gezogener Perspektive eine schematische Ansicht des in 1 gezeigten Seitenteils,
3 in Perspektive eine schematische Ansicht eines Dachbogens des erfindungsgemäßen Seitenteils,
die 4, 5 und 6 Querschnittsansichten gemäß den Linien 4-4, 5-5 bzw. 6-6 der 3,
7 in Perspektive eine schematische Ansicht eines Karosserieboden-Längsträgers des Seitenteils gemäß der Erfindung,
8 in Perspektive eine schematische Ansicht der Außenseite einer Mittelsäule des erfindungsgemäßen Seitenteils,
9 in Perspektive eine schematische Ansicht der Innenseite der Mittelsäule des erfindungsgemäßen Seitenteils.
In 1 ist schematisch ein Karosserieseitenteil 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt.
Das Seitenteil 1 weist mindestens eine Öffnung auf, und im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Seitenteil 1 zwei Öffnungen 2 auf, die dazu bestimmt sind, die Türen des Fahrzeugs aufzunehmen.
Diese Öffnungen 2 werden im oberen Bereich von einem Dachbogen 10, im unteren Bereich von einem Karosserieboden-Längsträger 20, und im mittleren Bereich von einer Mittelsäule 30 begrenzt.
Die vorderen Enden des Dachbogens 10 und des Längsträgers 20 sind miteinander über eine vordere Kotflügelverkleidung 5 und über eine vordere Fußverstärkung 6 verbunden, und die hinteren Enden des Dachbogens 10 und des Längsträgers 20 sind miteinander über eine hintere Kotflügelverkleidung 7 und einen hinteren Radkasten 8 verbunden, um eine steife Struktur zu bilden.
Nun wird der Dachbogen 10 unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschrieben.
Dieser Dachbogen 10 wird von einem einstückigen Teil gebildet, das ein Profilteil 11 aus Aluminium oder seinen Legierungen aufweist, das durch Hydroforming erhalten wird und abhängig von der in bestimmten Zonen zu erhaltenden Steifheit variable Querschnittsabschnitte aufweist.
Das Profilteil 11 ist rundgebogen und weist einen zentralen Bereich 12 mit einem Hohlquerschnitt auf, der geschlossen ist und von zwei Falzen 13 bzw. 14 zum Stützen oder zur Befestigung der benachbarten Elemente der Karosserie, zum Beispiel des Dachs, umrahmt wird.
Die Herstellung des Dachbogens 10 durch Hydroforming ermöglicht es, ein Profilteil 11 zu erhalten, das Abschnitte mit in Abhängigkeit von der in bestimmten Zonen zu erhaltenden Steifheit variablem Querschnitt besitzt.
Tatsächlich, und wie in den 4, 5 und 6 gezeigt, nimmt der Querschnitt des Profilteils 11 am Kraftfahrzeug von hinten nach vorne gesehen ab.
Der zentrale Bereich 12 des Profilteils 11 weist zwei gegenüber liegende Wände 12a und 12b auf, und die Wand 12 ist mit einer Öffnung 15 zur Positionierung der Mittelsäule 30 versehen.
Außerdem weisen die zwei gegenüber liegenden Wände 12a und 12b des zentralen Bereichs 12 des Profilteils 11 an ihrem vorderen Ende je eine Öffnung 16 bzw. 17 zur Positionierung der benachbarten Elemente der Karosserie auf.
Am hinteren Ende des Profilteils 11 verlängert sich die Wand 12a des zentralen Bereichs 12 in einer Platte 18, auf der eine Öffnung 19 zur Positionierung eines benachbarten Elements der Karosserie vorgesehen ist.
Außerdem kann die Wand 12a des zentralen Bereichs 12 des Profilteils 11, die sich auf der Seite der Fahrgastzelle des Fahrzeugs befindet, eine Aussparung 15a aufweisen, die die Zentrierung des oberen Endes der Mittelsäule 30 am Dachbogen 10 erlaubt.
Die Falze 13 und 14 des Profilteils 11 sind an den benachbarten Elementen der Karosserie durch Schweißpunkte befestigt, die mittels eines Laserstrahls hergestellt werden.
Die Formveränderungen des durch Hydroforming erhaltenen Dachbogens 10 ermöglichen eine bessere Integration dieses Dachbogens in den Stil des Kraftfahrzeugs.
Nun wird der Karosserieboden-Längsträger 20 unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Dieser Längsträger 20 wird von einem einstückigen Teil gebildet, das ein Profilteil 21 aus Aluminium oder seinen Legierungen aufweist, das über seine Länge Abschnitte mit in Abhängigkeit von der in bestimmten Zonen zu erhaltenen Steifheit variabler Dicke aufweist.
Zum Beispiel weist das Profilteil 21 eine Zwischenzone A auf, in der die Dicke der Wände geringer ist als die Dicke der Wände des Profilteils 21 in den Zonen B und C, die sich zu beiden Seiten dieser Zwischenzone A befinden.
Zum Beispiel haben in der Zone A die Wände des Profilteils 21 eine Dicke von 1,7 mm, und in den Zonen B und C haben die Wände dieses Profilteils 21 eine Dicke von 2,2 mm.
Das Profilteil 21 besitzt einen hohlen zentralen Bereich 22 mit geschlossenem Querschnitt, der auf einer Seite von einer im Wesentlichen ebenen Wand 23 begrenzt wird.
Diese Wand 23 wird auf jedem ihrer Seitenränder von einem Falz 24 bzw. 25 zum Stützen oder zur Befestigung der benachbarten Elemente der Karosserie verlängert.
Der Falz 24 weist eine Ausnehmung 26 zur Zentrierung der Mittelsäule 30 auf, und der zentrale Bereich 22 des Profilteils 21 weist unter dieser Ausnehmung 26 eine Öffnung 27 zur Positionierung der Mittelsäule 30 auf.
Außerdem ist der Falz 25 in seinem vorderen Bereich und seinem hinteren Bereich mit einer Ausnehmung 28 bzw. 29 zur Zentrierung einer Hebeeinrichtung des Fahrzeugs versehen.
Die Wand 23 des Profilteils 21 befindet sich vorzugsweise auf der Seite der Fahrgastzelle des Fahrzeugs, und das Profilteil 21 wird durch Profilierung oder Hydroforming oder Extrudieren hergestellt.
Außerdem sind die Falze 24 und 25 des Profilteils 21 an den benachbarten Elementen der Karosserie, wie zum Beispiel dem Fahrgestell aus Stahl, durch Niete befestigt.
Der einstückig geformte Karosserieboden-Längsträger 20 hat also ein verringertes Gewicht im Vergleich mit den klassischen Längsträgern, die allgemein aus mehreren zusammengebauten Teilen bestehen, und hat gleichzeitig eine optimale Steifheit bei einem Aufprall.
Nun wird die Mittelsäule 30 unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben.
Diese Mittelsäule 30 wird von einem einstückigen Teil 31 aus Aluminium oder seinen Legierungen gebildet, das durch Vakuum-Druckgießen hergestellt und am Dachbogen 10 bzw. am Längsträger 20 befestigt wird.
Das einstückige Teil 31 hat einen Querschnitt in Form eines U mit zwei seitlichen Schenkeln 32 bzw. 33 und einem Mittelschenkel 34.
Der Mittelschenkel 34 wird an einem seiner Enden 34a von einer Platte 35 zur Befestigung am Dachbogen 10 und an seinem anderen Ende 34b von einer Platte 36 zur Befestigung am Längsträger 20 verlängert.
Jeder seitliche Schenkel 32 und 33 wird von einer Randleiste 32a bzw. 33a verlängert, die eine Auflagefläche für das benachbarte Karosserieelement bildet.
Wie in den 8 und 9 dargestellt, ändert sich der Querschnitt des Teils 31 über seine Länge und nimmt insbesondere vom Ende 34a, das am Dachbogen 10 befestigt ist, bis zum am Längsträger 20 befestigten Ende 34b zu.
Wie in 9 gezeigt, weist die Platte 35 auf ihrer Innenseite eine Lasche 35a zur Positionierung in der Öffnung 15 des Dachbogens 10 auf, und die Platte 36 weist auf ihrer Innenfläche eine Lasche 36a zur Positionierung in der Öffnung 27 des Längsträgers 20 auf.
Außerdem ist das Teil 31 in der Aushöhlung des U mit Versteifungsrippen 37 versehen, wie sie in 4 gezeigt sind.
Der Mittelschenkel 34 ist mit Befestigungspunkten zum Beispiel für eine äußere Zierkappe, der unteren und oberen Scharniere der Tür und für einen Sicherheitsgurt versehen.
Die Tatsache, dass das einstückige Teil 31 durch Gießverfahren hergestellt wird, ermöglicht es, die Dicken der Mittelsäule 30 zu optimieren, um die verschiedenen Gewichts- und Seitenaufprallfestigkeitskriterien zu erfüllen.
Das einstückige Teil 31 der Mittelsäule 30 ist am Dachbogen 10 und am Längsträger 20 auf der Seite der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs über Schweißpunkte befestigt, die durch ein Schweißverfahren vom Typ MIG hergestellt werden.
Die einstückige Mittelsäule hat also ein bezüglich der klassischen Mittelsäulen reduziertes Gewicht bei optimaler Verformungssteifheit bei einem Aufprall.

Claims

Karosserieseitenteil eines Kraftfahrzeugs des Typs, der wenigstens eine Öffnung (2) aufweist, die durch einen Dachbogen (10), einen Karosserieboden-Längsträger (20) und eine Mittelsäule (30) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachbogen (10), der Längsträger (20) und die Mittelsäule (30) jeweils aus einem einstückigen Teil (11; 21; 31) aus Aluminium oder seinen Legierungen gebildet sind, und dadurch, dass die Mittelsäule (30) direkt an dem Dachbogen (10) und dem Längsträger (20) befestigt ist und der Dachbogen (10) und der Längsträger (20) direkt auf benachbarten Karosserieelementen des Fahrzeugs befestigt sind.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einstückige Teil des Dachbogens (10) durch ein Profil (11) gebildet ist, das durch Hydroforming erhalten wird und Abschnitte mit einem Querschnitt aufweist, der abhängige von der Steifigkeit variabel ist, die in den bestimmten Bereichen erzielt werden soll.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (11) rundgebogen ist und einen hohlen, einen geschlossenen Querschnitt aufweisenden mittleren Teil (12) aufweist, der von zwei Falzen (13, 14) zum Stützen oder zur Befestigung der benachbarten Karosserieelemente eingefasst ist.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine (12a) der Wände des mittleren Teils (12) des Profils (11) eine Öffnung (15) zur Positionierung der Mittelsäule (30) aufweist.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander gegenüberliegenden Wände (12a, 12b) des mittleren Teils (12) des Profils (11) an ihrem vorderen Ende jeweils eine Öffnung (16, 17) zur Positionierung der benachbarten Karosserieelemente aufweisen.
Karosserieseitenteil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine (12a) der Wände des mittleren Teils (12) des Profils (11) an ihrem rückwärtigen Ende durch einen Flansch (18) verlängert ist, der mit einer Öffnung (19) zur Positionierung eines benachbarten Karosserieelements ausgestattet ist.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Falze (13, 14) des Profils (11) an den Elementen durch Schweißpunkte befestigt sind, die mittels eines Laserstrahls hergestellt wurden.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einstückige Teil des Karosserieboden-Längsträgers (20) aus einem Profil (21) gebildet ist, das über seine Länge Abschnitte mit einer Dicke aufweist, die abhängig von der Steifigkeit variabel ist, die in den bestimmten Bereichen erzielt werden soll.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (21) einen hohlen, einen geschlossenen Querschnitt aufweisenden mittleren Teil (22) aufweist, der auf einer Seite durch eine im Wesentlichen ebene verlängerte Wand (23) und an jedem seiner Seitenränder durch einen Falz (24, 25) zum Stützen oder zur Befestigung der benachbarten Karosserieelemente begrenzt wird.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass einer (24) der Falze eine zentrale Ausnehmung (26) zum Zentrieren der Mittelsäule (30) aufweist.
Karosserieseitenteil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Teil (22) des Profils (21) unter der Ausnehmung (26) eine Öffnung (27) zur Positionierung der Mittelsäule (30) aufweist.
Karosserieseitenteil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der andere (25) der Falze in seinem vorderen Teil und in seinem rückwärtigen Teil eine Ausnehmung (28, 29) zum Zentrieren einer Hebeeinrichtung für das Fahrzeug aufweist.
Karosserieseitenteil nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Falze (24, 25) des Profils (21) an den Elementen durch Niete befestigt sind.
Karosserieseitenteil nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (21) durch Profilierung oder Hydroforming oder Extrudieren hergestellt ist.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einstückige Teil der Mittelsäule (30) durch Gießen hergestellt ist und in Querrichtung einen U-förmigen Querschnitt aufweist, der zwei seitliche Arme (32, 33) und einen mittleren Arm (34) umfasst, der an jedem Ende durch einen Flansch (35, 36) für die jeweilige Befestigung am Dachbogen (10) und am Längsträger (20) verlängert ist.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass jeder seitliche Arm (32, 33) durch einen umgebogenen Abschnitt (32a, 33a) verlängert wird, der sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Arm (32, 33) erstreckt.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt in Querrichtung des einstückigen Teils (31) der Mittelsäule (30) sich über ihre Länge ändert.
Karosserieseitenteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt in Querrichtung von dem Ende (34a) des Teils (31), das an dem Dachbogen (10) befestigt ist, bis zu dem Ende (34b), das an dem Längsträger (20) befestigt ist, zunimmt.
Karosserieseitenteil nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das einstückige Teil (31) der Mittelsäule (30) an dem Dachbogen (10) und dem Längsträger (20) auf der Seite der Fahrgastzelle des Fahrzeugs befestigt ist.
Karosserieseitenteil nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (35; 36) des einstückigen Teils (31) der Mittelsäule (30) an dem Dachbogen (10) und dem Längsträger (20) durch Schweißpunkte befestigt ist, die durch ein MIG-Schweißverfahren hergestellt wurden.