-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug, die eine C-Säule umfasst.
-
Die Karosserie- bzw. Tragstruktur eines Kraftfahrzeuges muss zum einen den Anforderungen einer hohen Steifigkeit und zum anderen den Anforderungen eines geringen Gewichts genügen. Nur durch eine ausreichende Steifigkeit der Komponenten und der Gesamtstruktur kann eine Krafteinwirkung von außen auf die Karosseriestruktur aufgenommen werden und die Gefährdung von Insassen verhindert werden.
-
Zur Verbesserung der Steifigkeit einer Kraftfahrzeugkarosserie ist in
DE 196 44 200 B4 die Verwendung eines Verstärkungsprofils vorgeschlagen. Dieses Verstärkungsprofil wird im Bereich der A-Säule und/oder der B-Säule von außen nach unten hin über den Schweller aufgeschweißt. Hierdurch kann die Stabilität der Verbindung zwischen der jeweiligen Säule und dem Schweller verbessert werden.
-
Nachteilig an dem vorgeschlagenen Verstärkungsprofil ist allerdings, dass dieses eine verhältnismäßig große zusätzliche Komponente darstellt. Hierdurch wird das Gewicht der Gesamtkarosserie nachteilig beeinflusst. Zudem kann mit dem vorgeschlagenen Verstärkungsprofil nur der Übergang zwischen Schweller und der jeweiligen Säule verstärkt werden. Eine Verstärkung der Säule entlang ihrer Länge, die zur Aufnahme von Kräften notwendig ist, kann bei dem vorgeschlagenen Verstärkungsprofil nur unter Inkaufnahme eines hohen Gewichts realisiert werden.
-
Weiterhin wird in der
US 6,474,723 B2 ein hitze-aktivierter Verstärkungsärmel für eine Kraftfahrzeugkarosserie beschrieben. Hierbei wird in der A- oder B-Säule ein schlauchförmiges Einlageteil in die Säule eingebracht und über Verkleben mit dieser verbunden.
-
Schließlich ist in der
DE 198 58 903 A1 ein Verstärkungselement für einen Hohlkörper, insbesondere für einen Fahrzeugkarosserieholm, beschrieben. Das Verstärkungselement besteht aus einem Träger und einer damit verbundenen aufschäumbaren Masse. Der Träger stellt beispielsweise ein Rohr dar.
-
Ein Nachteil dieser Verstärkung besteht darin, dass diese konkret der Form, insbesondere dem Querschnitt und der Länge der Säule angepasst sein muss und dass die Verstärkung aus einem leichten Material, wie beispielsweise Kunststoff hergestellt sein muss, um eine Gewichtserhöhung der Gesamtkarosserie zu verhindern oder zumindest zu minimieren.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, durch die auf einfache Weise insbesondere im Bereich der C-Säule bei geringem Gewicht die Steifigkeit verbessert werden kann.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass diese Aufgabe durch Abstützungen im Inneren der C-Säule realisiert werden können.
-
Die Aufgabe wird daher erfindungsgemäß gelöst durch eine Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug, die eine C-Säule umfasst, wobei die C-Säule aus einem Hohlprofil besteht und zwischen einem Türschweller und einem Dachrahmen der Karosseriestruktur an zumindest einer Position eine Innenverstärkung aufweist. Die Karosseriestruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverstärkung in der C-Säule zu dem Türschweller und Dachrahmen beabstandet angeordnet ist und dass die Innenverstärkung ein Steg ist, der im Inneren des Hohlprofils in Querrichtung zu der Längserstreckung der C-Säule verläuft.
-
Indem als C-Säule ein Hohlprofil verwendet wird, kann insgesamt das Gewicht der C-Säule gering gehalten werden. Durch das Vorsehen einer Innenverstärkung, die insbesondere eine separate Komponente darstellen kann, wird es möglich die Steifigkeit der C-Säule an einer beliebigen beziehungsweise geeigneten Stelle entlang der Länge der C-Säule zu gewähren. Weiterhin hat die Verstärkung im Inneren der C-Säule den Vorteil, dass die Außenseite, die gegebenenfalls als Verbindungsfläche für weitere Bauteile zu Verfügung stehen muss, nicht nachteilig beeinflusst wird.
-
Gemäß einer Ausführungsform wird die Innenverstärkung der C-Säule dadurch geschaffen, dass diese in zumindest einer Perspektive einen geradlinigen Lastpfad bildet, der von dem Türschweller zu dem Dachrahmen der Karosseriestruktur verläuft. Als Perspektive der C-Säule wird eine Ansicht der C-Säule, beispielsweise die Seitenansicht der C-Säule, bezeichnet. Durch einen geradlinigen Lastpfad kann die Profilwandung der C-Säule selber die Verstärkung der C-Säule darstellen. Insbesondere sind bei einem geradlinigen Lastpfad keine Schwachstellen, an denen die C-Säule bei Belastung abknicken kann, vorhanden. Der im Wesentlichen geradlinige Lastpfad kann gemäß der vorliegenden Erfindung vertikal zu dem Türschwellen verlaufen. Es ist aber auch möglich den Lastpfad von dem Türschweller nach hinten geneigt anzuordnen.
-
Erfindungsgemäß ist bei der Verwendung einer Innenverstärkung als separates Bauteil die Position, in der die Innenverstärkung in der C-Säule vorgesehen ist, zu dem Türschweller und dem Dachrahmen beabstandet. Im Bereich der Befestigung der C-Säule an dem Türschweller und dem Dachrahmen ist eine gewisse Steifigkeit bereits durch die Verbindung der einzelnen Komponenten gegeben. Im Abstand zu den Verbindungsstellen kann hingegen bei einem Hohlprofil die Stabilität beziehungsweise Steifigkeit abnehmen. Durch das Vorsehen einer Innenverstärkung in einem Abstand zu dem Türschweller und dem Dachrahmen wird diesem nachteiligen Phänomen entgegen gewirkt und die Steifigkeit der C-Säule erhöht.
-
Die C-Säule kann erfindungsgemäß zwei Bereiche umfassen, wobei der obere Bereich in zumindest einer Perspektive zu dem unteren Bereich abgewinkelt ist und die Innenverstärkung im Bereich der Abwicklung vorgesehen ist. Die Verwendung einer C-Säule mit unterschiedlich angeordneten Bereichen kann insbesondere bei verschiedenen Fahrzeugformen notwendig sein, um dem geforderten optischen Eindruck zu entsprechen oder den Luftwiderstand zu verringern. Durch Bereiche, die zueinander abgewinkelt sind, wird in der C-Säule allerdings eine Stelle geschaffen, die bei Belastung der C-Säule nachgeben kann. Insbesondere kann es im Bereich der Abwinkelung zu einer Verringerung des Hohlprofilquerschnittes kommen. Dieser nachteiligen Verhaltensweise einer C-Säule kann durch das Vorsehen der Innenverstärkung im Bereich der Abwinkelung entgegen gewirkt werden.
-
Erfindungsgemäß ist die C-Säule ein Hohlprofil und die Innenverstärkung ein Steg im Inneren des Hohlprofils. Der Steg verläuft hierbei in Querrichtung zu der Längserstreckung der C-Säule. Hierdurch kann eine Abstützung der Profilwandungen geschaffen werden. Der Steg erstreckt sich auf einer gewissen Höhe in der C-Säule zwischen den Profilwandungen der C-Säule. Somit weist der Steg eine geringe Fläche auf und erhöht daher das Gesamtgewicht der Karosseriestruktur nur minimal.
-
Gemäß einer Ausführungsform besteht die C-Säule über deren Länge aus einem unteren und einem oberen Teil und die Innenverstärkung ist an der Verbindungsstelle der zwei Bauteile vorgesehen. Durch diesen zweiteiligen Aufbau der C-Säule kann deren Herstellung vereinfacht werden. Insbesondere kann die Innenverstärkung als separates Bauteil vor beziehungsweise bei der Verbindung des oberen und des unteren Teils in den Innenraum der C-Säule eingebracht werden.
-
Alternativ ist es auch möglich die C-Säule in einer Schalenbauweise herzustellen. Hierbei erstreckt sich vorzugsweise jedes der Schalenteile von dem Türschweller zu dem Dachrahmen und die Innenverstärkung ist zwischen den Schalenteilen aufgenommen. Durch die Schalenbauweise kann auch bei dieser Ausführungsform die Innenverstärkung auf einfache Weise in das Innere der C-Säule integriert werden. Insbesondere wird die Innenverstärkung bei der Verbindung der beiden Schalenteile eingebracht. Die beiden Schalenteile können jeweils aus zwei oder mehreren Schaltenstücken bestehen. Beispielsweise kann ein Schalenteil aus zwei übereinander angeordneten Schalenstücken bestehen.
-
Die C-Säule kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Blechprofil oder ein Strangpressprofil darstellen. Die Verwendung von Blechprofilen ist bei der vorliegenden Erfindung möglich, da eine Verringerung des Profilquerschnittes durch die erfindungsgemäß vorgesehene Innenverstärkung unterbunden wird. Somit kann die gesamte Karosseriestruktur mit einem relativ geringen Gewicht hergestellt werden. Auch die Verwendung von Strangpressprofilen und/oder Gußteilen ist erfindungsgemäß möglich und besonders bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die C-Säule aus einem oberen und einem unteren Teil besteht, bevorzugt.
-
Die Erfindung wird im Folgenden erneut anhand der beiliegenden Zeichnungen genauer erläutert. Es zeigen:
-
1: eine schematische Seitenansicht des hinteren Bereiches einer erfindungsgemäßen Karosseriestruktur;
-
2a und 2b: schematische Darstellungen von Lastpfaden in unterschiedlichen Ausführungsformen von C-Säulen;
-
3: eine Ansicht der C-Säule aus 1 aus der Blickrichtung A.
-
In 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Karosseriestruktur 1 gezeigt. Der Aufbau von Karosseriestrukturen ist hinreichend bekannt, sodass im Folgenden lediglich die für die Erfindung relevanten Komponenten der Karosseriestruktur 1 erläutert werden.
-
Im Dachbereich ist der Dachrahmen 2 und im Bodenbereich der Türschweller 3 der Karosseriestruktur 1 angedeutet. Zwischen dem Dachrahmen 2 und dem Türschweller 3 verläuft im hinteren Bereich des Dachrahmens 2 die C-Säule 4. Im mittleren Bereich ist die C-Säule 4 über eine Längsabstützung 5 nach hinten zu dem Ende des Dachrahmens 2 abgestützt. Auf der Höhe der Längsabstützung 5 ist im Inneren der C-Säule 4 eine Innenverstärkung in Form eines Steges 6 vorgesehen.
-
Wie sich aus 1 ergibt, ist bei einer Krafteinwirkung auf den Dachbereich, insbesondere den Dachrahmen 2 durch die C-Säule 4 ein Lastpfad F gebildet, der sich in der Seitenansicht der C-Säule 4 geradlinig zwischen dem Dachrahmen 2 und dem Türschweller 3 erstreckt. Durch diesen Lastpfad F kann ein Durchbiegen der C-Säule und damit auch ein Durchbiegen des Dachrahmens 2 im Wesentlichen vermieden werden.
-
Auch bei denen in 2a und 2b gezeigten Lastpfaden F ist eine Durchbiegung der C-Säule auf Grund des im Wesentlichen geradlinigen Verlaufes des Lastpfades F weitestgehend ausgeschlossen. Bei den Lastpfaden in 2a und 2b ist die C-Säule aus zwei Bereichen 7 und 8 gebildet, wobei zwischen dem oberen Bereich 7 und dem unteren Bereich 8 ein Winkel ungleich 0° Grad vorliegt. Die Abweichung des Lastpfades F von einer geraden Linie wird hierbei jedoch minimal gehalten, um ein Durchbiegen der C-Säule 4 im Lastfall zu verhindern.
-
In der Ansicht der C-Säule 4 aus der Blickrichtung A in 1, die in 3 gezeigt ist, lässt sich entnehmen, dass der Steg 6 zwischen dem unteren Bereich 8 und dem oberen Bereich 7 der C-Säule 4 angeordnet ist. In dem Bereich der Abwinkelung der Bereiche 7 und 8 zueinander kann es bei einer Beaufschlagung der C-Säule 4 mit Kraft zu einer Verformung kommen. Insbesondere wird beim Durchbiegen der C-Säule der Abstand zwischen den Profilwandungen der C-Säule 4 verringert. Dieser Verringerung des Profilquerschnittes wirkt der an der Abknickstelle vorgesehene Steg 6 entgegen. Somit ist selbst bei dem zwischen dem oberen Bereich 7 und unteren Bereich 8 vorliegenden Winkel α, der kleiner als 180° Grad ist, ein Durchbiegen der C-Säule nicht zu befürchten.
-
Mit der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur wird somit zum einen durch die C-Säule ein Durchbiegen des Dachrahmens verhindert, zum anderen wird eine Beschädigung der C-Säule, insbesondere eine Verringerung des Profilquerschnittes durch den geeigneten Lastpfad und/oder einen im Inneren des Hohlprofils vorgesehenen Steg verhindert.