DE102004032599A1

DE102004032599A1 - A-Säule an einer Kraftfahrzeugkarosserie eines Cabrio-Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102004032599A1
Application number: DE102004032599A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Lohmann; Ralf Gödecke; Hermann De Boer; Andreas Engelhardt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-07-06
Filing date: 2004-07-06
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-07-07
Also published as: DE102004032599B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine A-Säule (1) an einer Kraftfahrzeugkarosserie eines Cabrio-Fahrzeugs mit einem Innenblech (3) und einem Außenblech (4), wobei Innen- und Außenblech (3, 4) derart geformt und über Flanschabschnitte (5, 6) miteinander fest verbunden sind, dass ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil (2) ausgebildet wird. DOLLAR A Die Aufgabe, eine derartige A-Säule (1) zu schaffen, die bei Einhaltung der hohen Festigkeits- und Steifigkeitsanforderungen bezüglich eines etwaigen Rollover-Crashs einfacher und kostengünstiger herstellbar ist, wird im Wesentlichen dadurch gelöst, dass zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit der A-Säule (1) zum einen dem Innenblech (3) zumindest ein Vestärkungsblech (11) zugeordnet ist, welches sich innerhalb des gebildeten Hohlprofils (2) großflächig an die Innenkontur des Innenbleches (3) anschmiegt sowie an dieser großflächig festgelegt ist, und zum anderen zumindest Innenblech (3) und Verstärkungsblech (11) jeweils durch ein warmumgeformtes höchstfestes Blech gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine A-Säule an einer Kraftfahrzeugkarosserie eines Cabrio-Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der Praxis ist es seit langem bekannt, Karosserieelemente von Kraftfahrzeugen, beispielsweise Hohlprofilstrukturen, wie Säulen, vermittels Verstärkungsblechen mit einer erhöhten Festigkeit respektive Steifigkeit zu versehen.

So wird mit der DE 100 02 617 A1 ein Karosserieelement vorgeschlagen, welches ein Innen- und Außenblech umfasst, in welchem wenigstens ein in Längsrichtung unterschiedlich dickes Verstärkungsblech angeordnet ist, wobei das Verstärkungsblech wenigstens ein Grundblech mit konstanter Materialstärke und wenigstens ein darauf geschweißtes Zusatzblech umfasst und wobei das Grundblech vom Zusatzblech ausgenommene Flanschbereiche aufweist, welche an dem Hohlprofil anschweißbar sind.

Ferner wird mit der DE 100 49 660 A1 ein Verfahren zur Herstellung lokal verstärkter Ziehteile in Form sogenannter „gepatcher" Verbundbleche offenbart, die ihrerseits warm umgeformt, als Schalenteile für in die Fahrgastzelle einer Fahrzeugkarosserie integrierte Hohlträger Verwendung finden können und deren Werkstofffestigkeit durch integrierte Wärmebehandlung auf etwa 1300-1600 MPa gesteigert werden soll. Konkrete Hinweise, wie derartige Schalenteile in Bezug auf Säulenelemente, insbesondere A-Säulen eines Cabrio-Fahrzeuges, ausgebildet sein könnten, sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

Schließlich ist es aus der Praxis bekannt, A-Säulen von Cabrio-Fahrzeugen, die ihrerseits durch ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil gebildet sind und ein Innen- und ein Außenblech umfassen, im Hinblick auf einen sogenannter Rollover-Crash durch ein oder mehrere innenliegende Rohre zu verstärken. Diese Maßnahme ist kostenaufwendig und führt des Weiteren zu einer erheblichen Gewichtszunahme. Zudem sind besagte Rohre fertigungstechnisch sehr schwierig in die A-Säule einzubringen und in derselben festzulegen. Die herkömmlich hierzu notwendigen umfangreichen MAG- Schweißungen können des Weiteren aufgrund eines erhöhten Wärmeeintrages in den Werkstoff zu starkem Verzug führen, wodurch wiederum die erforderliche Maßhaltigkeit verloren gehen kann.

Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine A-Säule an einer Kraftfahrzeugkarosserie eines Cabrio-Fahrzeugs zu schaffen, die bei Einhaltung der hohen Festigkeits- und Steifigkeitsanforderungen bezüglich eines etwaigen Rollover-Crashs einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.

In umfangreichen Versuchen wurde überraschenderweise gefunden, dass ein mit zumindest einem Verstärkungsblech versehenes Innenblech des Hohlprofils, wobei beide Bleche als höchstfeste Bleche ausgebildet sind, den gleichen, wenn nicht sogar einen verbesserten Effekt bzgl. der geforderten Festigkeits- und Steifigkeitsanforderungen erbringt als ein herkömmliches Verstärkungsrohr.

Entgegen der vorherrschenden Meinung der Fachwelt, welche Außenbleche in Form von höchstfesten Blechen favorisiert, hat sich herausgestellt, dass es zur Erfüllung der gestellten Aufgabe ausreichend ist, lediglich die Innenstruktur der A-Säule respektive das Innenblech, wie vorstehend beschrieben auszubilden.

Ausgehend von einer A-Säule an einer Kraftfahrzeugkarosserie eines Cabrio-Fahrzeugs mit einem Innenblech und einem Außenblech, wobei Innen- und Außenblech derart geformt und über Flanschabschnitte miteinander fest verbunden sind, dass ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil ausgebildet wird, wird die Aufgabe demnach dadurch gelöst, dass zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit der A-Säule zum einen dem Innenblech zumindest ein Verstärkungsblech zugeordnet ist, welches sich innerhalb des gebildeten Hohlprofils großflächig an die Innenkontur des Innenbleches anschmiegt sowie an dieser großflächig festgelegt ist, und zum anderen zumindest Innenblech und Verstärkungsblech jeweils durch ein warmumgeformtes höchstfestes Blech gebildet sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verstärkungsblech Flanschabschnitte aufweist, die in den Verbund der Flanschabschnitte des Innen- und Außenbleches mit eingebunden sind.

Zur weiteren Verbesserung der Festigkeit und Steifigkeit der in Rede stehenden A-Säule wird vorgeschlagen, dass dem Außenblech zumindest ein Verstärkungsblech zugeordnet ist, welches sich innerhalb des gebildeten Hohlprofils großflächig an der Innenkontur des Außenbleches anschmiegt sowie an dieser großflächig festgelegt ist.

Auch dieses zumindest eine Verstärkungsblech des Außenbleches kann durch ein warmumgeformtes höchstfestes Blech gebildet sein.

In Fortbildung der Erfindung ist des Weiteren vorgesehen, dass die höchstfesten Bleche eine Streckgrenze von > 1000 N/mm² aufweisen.

Weiter wird im Sinne der Erfindung vorgeschlagen, dass die Verstärkungsbleche durch Schweißung oder durch eine Kombination aus Schweißung und Klebung großflächig an der Innenkontur des Innen- oder Außenbleches festgelegt sind.

Schließlich wird vorgeschlagen, dass als Schweißverfahren vorzugsweise Punkt- und/oder MAG-Schweißverfahren Verwendung finden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die erfindungsgemäß ausgebildete A-Säule eines Cabrio-Fahrzeuges im Querschnitt.
Danach ist besagte A-Säule 1 als im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil 2 ausgebildet und weist ein Innen- und ein Außenblech 3, 4 auf.
Sowohl Innen- als auch Außenblech 3, 4 sind über zugehörige Flanschabschnitte 5, 6 miteinander fest verbunden, wobei Laser-, Punkt- oder andere geeignete Schweißverfahren zur Anwendung kommen.
An den gebildeten Verbindungsflanschen 7, 8 des Innen- und Außenbleches 3, 4 stützen sich vorliegend ein an sich bekanntes Seitenteil-außen 9 und ein Einsatzteil-vorn 10 ab.
In Lösung der gestellten Aufgabe ist zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit der A-Säule 1 zum einen dem Innenblech 3 zumindest ein Verstärkungsblech 11 zugeordnet, welches sich innerhalb des gebildeten Hohlprofils 2 großflächig an die Innenkontur des Innenbleches 3 anschmiegt sowie an dieser großflächig festgelegt ist.
Zur Festlegung des Verstärkungsbleches 11 an besagter Innenkontur des Innenbleches 3 hat sich ein an sich bekanntes Punktschweißverfahren bewährt, wobei eine Mehrzahl von Schweißpunkten 12 vorgesehen sind, die ihrerseits derart anzuordnen sind, dass der gewünschte großflächige feste Verbund realisierbar ist.
Als besonders vorteilhaft hat sich dabei auch eine Kombination aus Schweißung und Klebung erwiesen, um den festen Verbund noch zu verstärken.
Zum anderen sind zumindest das Innenblech 3 und das Verstärkungsblech 11 jeweils durch ein warmumgeformtes höchstfestes Blech gebildet, wobei vorzugsweise höchstfeste Bleche mit einer Streckgrenze >1000 N/mm² Verwendung finden.
Durch vorstehende Kombination sind die für A-Säulen 1 an Cabrio's erforderlichen hohen Festigkeiten und Steifigkeiten einfach und kostengünstig realisierbar.
Um die Festigkeits- bzw. Steifigkeitseigenschaften der A-Säule 1 noch weiter zu verbessern, hat es sich, wie in der einzigen Figur weiter gezeigt, als vorteilhaft erwiesen, Flanschabschnitte 13 des Verstärkungsbleches 11 in den Verbund der Flanschabschnitte 5, 6 des Innen- und Außenbleches 3, 4 mit einzubinden respektive mit denselben durch Schweißung fest zu verbinden.
Vorstehendes Ausführungsbeispiel stellt auf ein Innenblech 3 sowie ein Verstärkungsblech 11 ab, welche aus höchstfesten Blechen gebildet sind.
Selbstverständlich kann es auch angezeigt sein und wird durch die Erfindung mit erfasst, das Außenblech 4 ebenfalls als warmumgeformtes höchstfestes Blech auszubilden, wodurch eine noch höhere Verstärkung der A- Säule 1 realisierbar ist.
Ebenso ist auch hier die Möglichkeit eröffnet, dem Außenblech 4 ein oder mehrere Verstärkungsbleche 14 zuzuordnen, welche beispielsweise in festigkeitsmäßig relevanten Bereichen, beispielsweise in den Anschlussbereichen der A- Säule 1 an benachbarte Karosseriebauteile angeordnet sind (nicht näher dargestellt).
Wie aus der einzigen Figur weiter ersichtlich ist, ist das Verstärkungsblech 14 des Außenbleches 4 als sogenanntes Einsatzteil ausgebildet und innerhalb des Hohlprofils 2, sich an der Innenkontur des Außenbleches 4 großflächig anschmiegend, vermittels einer Mehrzahl von Schweißpunkten 12 nach dem an sich bekannten Punktschweißverfahren festgelegt.
Die Stirnkanten dieses Verstärkungsbleches 14 wurden ebenfalls durch Schweißung, vorliegend durch MAG-Kehl-Schweißnähte 15 an besagter Innenkontur des Außenbleches 4 festgelegt, wobei hier jedoch auch jedes andere geeignete Schweißverfahren zur Anwendung kommen kann.
Die Fertigung einer solchen erfindungsgemäß ausgebildeten A-Säule 1 erfolgt vorzugsweise derart, dass sämtliche Bleche, seien es Innen- und ggf. Außenblech 3, 4 sowie Verstärkungsbleche 11 und ggf. 13 vorgeformt respektive warmumgeformt, anschließend Innenblech 3 und ggf. Außenblech 4 mit dem zugehörigen Verstärkungsblech 11 bzw. 13 bestückt sowie fest verbunden und schließlich die erzeugten Verbundbleche zu dem im Querschnitt geschlossenem Hohlprofil 2 respektive der A-Säule 1 fest verbunden werden.

1: A-Säule
2: Hohlprofil
3: Innenblech
4: Außenblech
5: Flanschabschnitte (Innenblech 3)
6: Flanschabschnitte (Außenblech 4)
7: Verbindungsflansch
8: Verbindungsflansch
9: Seitenteil-außen
10: Einsatzteil-vorn
11: Verstärkungsblech
12: Schweißpunkte
13: Flanschabschnitte (Verstärkungsblech 11)
14: Verstärkungsblech
15: MAG-Kehl-Schweißnaht

Claims

A-Säule (1) an einer Kraftfahrzeugkarosserie eines Cabrio-Fahrzeugs mit einem Innenblech (3) und einem Außenblech (4), wobei Innen- und Außenblech (3, 4) derart geformt und über Flanschabschnitte (5, 6) miteinander fest verbunden sind, dass ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil (2) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit der A-Säule (1) zum einen dem Innenblech (3) zumindest ein Verstärkungsblech (11) zugeordnet ist, welches sich innerhalb des gebildeten Hohlprofils (2) großflächig an die Innenkontur des Innenbleches (3) anschmiegt sowie an dieser großflächig festgelegt ist, und zum anderen zumindest Innenblech (3) und Verstärkungsblech (11) jeweils durch ein warmumgeformtes höchstfestes Blech gebildet sind.
A-Säule (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsblech (11) Flanschabschnitte (13) aufweist, die in den Verbund der Flanschabschnitte (5, 6) des Innen- und Außenbleches (3, 4) mit eingebunden sind.
A-Säule (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Außenblech (4) zumindest ein Verstärkungsblech (14) zugeordnet ist, welches sich innerhalb des gebildeten Hohlprofils (2) großflächig an der Innenkontur des Außenbleches (4) anschmiegt sowie an dieser großflächig festgelegt ist.
A-Säule (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Verstärkungsblech (14) des Außenbleches (4) durch ein warmumgeformtes höchstfestes Blech gebildet ist.
A-Säule (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die höchstfesten Bleche eine Streckgrenze von > 1000 N/mm² aufweisen.
A-Säule (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsbleche (11, 14) durch Schweißung oder durch eine Kombination aus Schweißung und Klebung großflächig an der Innenkontur des Innen- oder Außenbleches (3, 4) festgelegt sind.
A-Säule (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Schweißverfahren vorzugsweise Punkt- und/oder MAG-Schweißverfahren Verwendung finden.