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Die
Erfindung betrifft eine Säulenstruktur
für eine
Säule,
insbesondere eine Mittelsäule,
in einem Kraftfahrzeug mit einem Grundelement, welches einen u-förmigen Querschnittaufbau aufweist.
Der Öffnungsbereich
des u-förmigen
Grundelements ist in den Innenraum des Kraftfahrzeugs orientiert.
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Säulenstrukturen
für Mittelsäulen in
einem Kraftfahrzeug sind in vielfältiger Weise bekannt. So ist
aus der
EP 1 329 374
A1 eine Säulenstruktur
bekannt, welche im Querschnitt einen u-förmigen Aufbau zeigt. Der u-förmige Bereich
ist mit seinem Öffnungsbereich
in den Innenraum des Kraftfahrzeugs orientiert. An der Innenseite
der u-förmigen
Säulenstruktur
sind mehrere Verstärkungselemente
angebracht. So sind einerseits Verstärkungselemente im Innenbereich
an der Übergangszone
zwischen dem Bodenschenkel und den Seitenschenkeln des u-förmigen Querschnitts angeordnet.
Diese Verstärkungsbereiche
erstrecken sich in Längsrichtung
der Säulenstruktur.
Weitere Verstärkungselemente
sind als Querrippen ausgebildet, welche plattenförmig geformt sind und an der
Innenseite sowohl des Bodenschenkels als auch an den Innenseiten
der Seitenschenkel des u-förmigen
Querschnitts der Säulenstruktur
angeordnet sind.
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Eine
weitere bekannte Säulenstruktur
ist in
EP 1 227 968
B1 beschrieben. Diese bekannte Säulenstruktur ist in Längsrichtung
betrachtet zweiteilig aufgebaut. So weist die Säulenstruktur einen ersten Teil
auf, welcher im Querschnitt einen u-förmigen Aufbau zeigt und derart
angeordnet ist, dass der offene Bereich des u-förmigen Querschnitts in den
Innenraum des Fahrzeugs zeigt. Des Weiteren weist die bekannte Säulenstruktur
einen zweiten Teilbereich auf, welcher unter dem ersten Teilbereich
angeordnet ist, und ebenfalls einen u-förmigen Querschnittaufbau aufweist.
Der zweite Teilbereich ist jedoch derart orientiert, dass der offene
Bereich des u-förmigen Querschnitts
in Richtung des Außenbereichs
des Kraftfahrzeugs orientiert ist.
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Dieser
nach außen
orientierte Öffnungsbereich
ist abgedeckt. In beiden Bereichen sind jeweils an den Innenseiten
des u-förmigen
Querschnitts sowohl Querrippen als auch Längsrippen als Verstärkungselemente
ausgebildet. In einem Übergangsbereich
zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich sind
sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite Querrippen als auch
Längsrippen
als Verstärkungselemente
ausgebildet. Die Verstärkungselemente
liegen jeweils unmittelbar an der Grundstruktur der Säule an.
Ein Nachteil der bekannten Säulenstrukturen
ist darin zu sehen, dass sie einen nur relativ unzureichenden Schutz
gegenüber einer
Verformung bei einem Unfall, insbesondere bei einer Krafteinwirkung
auf die Säule
des Kraftfahrzeugs gewährleisten.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Säulenstrukturen
ist darin begründet,
dass im Übergangsbereich
der Säulenstruktur
zu benachbarten Karosserieteilen des Kraftfahrzeugs, insbesondere
zu Türflanschen
und/oder Dichtflanschen keine ausreichende Sicherheit gegenüber Verformung
gewährleistet
ist.
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Aus
der
EP 0 952 067 A2 ist
eine Karosseriesäule
für ein
Kraftfahrzeug bekannt, welche eine U-förmige Rückwand aufweist, welche frontseitig durch
eine Abdeckung bedeckt ist.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Säulenstruktur für eine Säule in einem
Kraftfahrzeug zu schaffen, welche eine verbesserte Stabilität aufweist und
einen höheren
Widerstand gegen Verformung bei einer Krafteinwirkung auf die Säule, gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Säulenstruktur,
welche die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.
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Eine
erfindungsgemäße Säulenstruktur
für eine
Säule in
einem Kraftfahrzeug weist ein Grundelement auf, welches einen u-förmigen Querschnittaufbau
besitzt. Die erfindungsgemäße Säulenstruktur
ist insbesondere für
eine Mittelsäule
(B-Säule) ausgebildet.
Der Öffnungsbereich
des u-förmigen Grundelements
ist in den Innenraum des Kraftfahrzeugs orientiert. Ein wesentlicher
Gedanke der Erfindung besteht darin, dass der Öffnungsbereich des Grundelements
durch ein Abdeckteilteil bedeckt ist. Dadurch kann erreicht werden,
dass insbesondere der relativ unstabile Bereich der Seitenschenkel
des u-förmigen Grundelements
stabilisiert werden kann. Des Weiteren wird dadurch erreicht, dass
die gesamte Säulenstruktur
einen höheren
Widerstand gegen Belastungen und Krafteinwirkungen auf die Säule ermöglicht und
Be reiche mit großer
Zugbelastung im Falle einer Krafteinwirkung auf die Säule stabilisiert werden.
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Das
Abbdeckteil weist Verbindungsbereiche zu dem Grundelement auf, wobei
diese Verbindungsbereiche beabstandet zu einem mit dem Grundelement
verbundenen Türflanschbereich
ausgebildet sind. Dies ermöglicht,
dass das Abdeckteil an denjenigen Bereichen angeordnet ist, an denen
im Falle einer Krafteinwirkung auf die Säule die größten Zugspannungen auftreten.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung
des Abdeckteils kann in einem derartigen Fall erreicht werden, dass
das Abdeckteil den größten Teil
der auftretenden Zugspannungen aufnimmt. Ein gegebenenfalls vorhandenes
Gussteil wird dadurch von Zugspannungen entlastet. Des Weiteren kann
dadurch gewährleistet
werden, dass durch das Anbringen der mechanischen Verbindung zwischen dem
Abdeckteil und dem Grundelement eine mechanische Verbindung zwischen
dem Abdeckteil und einem Türflansch
verhindert werden kann, wodurch vermieden werden kann, dass der
Türflansch
weiter verdickt wird. Darüber
hinaus wird dadurch erreicht, dass ein Dichtflansch oder ein Türflansch
nicht mehr im Bereich einer höchsten
Zugbelastung, wie sie in einem Belastungsfall auf die Säule auftritt,
liegt.
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In
vorteilhafter Weise ist das Abdeckteil über die gesamte Länge des
u-förmigen
Bereichs des Grundelements angeordnet. Diesbezüglich kann somit erreicht werden,
dass der Öffnungsbereich
vollständig
durch das Abdeckteilteil abgedeckt ist.
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Es
kann vorgesehen sein, dass das Abdeckteil fest mit dem Grundelement
verbunden ist und an den freien Enden der Seitenschenkel des u-förmigen Grundelements
angeordnet ist. Diesbezüglich
kann vorgesehen sein, dass das Abdeckteil plattenförmig ausgebildet
ist und an abgeflachten Endbereichen der Seitenschenkel des Grundelements
angeordnet ist.
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In
besonders vorteilhafter Weise ist das Abdeckteil derart angeordnet,
dass es auf der der Innenseite des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite
einer Biegelinie das Element der Säulenstruktur darstellt, welches
im Wesentlichen am weitesten von der Biegelinie entfernt angeordnet
ist.
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Als
Biegelinie wird dabei jene Linie verstanden, welche im Falle einer
Krafteinwirkung auf die Säule
weder einer Zugbelastung noch einer Druckbelas tung ausgesetzt ist.
Die Biegelinie ist somit jene Linie, welche als neutrale Linie beim
Auftreten eines Belastungsfalls gekennzeichnet ist.
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Es
kann vorgesehen sein, dass das Abdeckteil aus Metall oder aus Kunststoff
ausgebildet ist. Diesbezüglich
kann vorgesehen sein, dass das Abdeck teil beispielsweise aus Aluminium
oder Stahl oder Magnesium hergestellt ist. Es kann jedoch auch vorgesehen
sein, dass das Abdeckteil aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt
ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur näher erläutert. Die 1 zeigt
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Säulenstruktur 1. Die
Schnittlinie ist dabei in horizontaler Ebene durch die in vertikaler Richtung
in einem Kraftfahrzeug angeordnete Säulenstruktur 1 gezogen.
Die erfindungsgemäße Säulenstruktur 1 ist
im Ausführungsbeispiel
als eine Mittelsäule,
eine sogenannte B-Säule,
in einem Kraftfahrzeug ausgebildet. Die Säulenstruktur 1 ist
in der gezeigten Querschnittdarstellung u-förmig ausgebildet. Die Säulenstruktur 1 umfasst
ein Grundelement 2, welches die u-Form aufweist und welches über die gesamte
Länge mit
seinem Öffnungsbereich 21 in Richtung
des Fahrzeuginnenraums ausgerichtet ist. Das Grundelement 2 umfasst
einen Bodenschenkel 21 sowie zwei Seitenschenkel 22 und 23.
Die freien Enden der beiden Schenkel 22 und 23 sind
abgeflacht, wodurch Auflageflächen
entstehen, an denen ein Abdeckteil 3 angeordnet ist. Das
Abdeckteil 3 ist im Ausführungsbeispiel plattenförmig ausgebildet und
liegt mit seinen Randbereichen auf den abgeflachten Endbereich der
Schenkel 22 und 23 auf. Diesbezüglich wird
an beiden Schenkeln 22 und 23 ein Verbindungsbereich 31 und 32 mit
dem Abdeckteil 3 erzeugt.
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Wie
aus der Darstellung in 1 zu erkennen ist, erstreckt
sich das Abdeckteil 3 über
die gesamte Weite des Öffnungsbereichs 21 und
erstreckt sich darüber
hinaus in vertikaler Richtung über
die gesamte Längserstreckung
der Säulenstruktur 1,
insbesondere über
die gesamte vertikale Ausdehnung des U-förmigen Bereichs des Grundelements 2.
In 1 ist des Weiteren eine Biegelinie 4 eingezeichnet,
welche in einem Belastungsfall auf die Säulenstruktur 1 diejenige
Linie angibt, welche im Hinblick auf Zug- oder Druckbelastungen
ein neutrales Verhalten zeigt. Dies bedeutet, dass in dem durch
die Biegelinie 4 gekennzeichneten Bereich weder Druck- noch
Zugbelastungen auftreten. Wie des Weiteren aus der Darstellung in 1 zu
entnehmen ist, ist das Abdeckteil 3 dasjenige Element der
Säulenstruktur 1,
welches auf der dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite
der Biegelinie 4 am weitesten von der Biegelinie 4 entfernt
angeordnet ist. Beabstandet zu den mechanischen Verbindungsbereichen 31 und 32 sind
zwischen dem Grundelement 2 und dem Abdeckteil 3 Türflanschbereiche 5 an
beiden Schenkeln 22 und 23 ausgebildet. Die Türflanschbereiche 5 sind
im Ausführungsbeispiel derart
angeordnet, dass sie nicht in denjenigen Bereichen platziert sind,
welche im Falle einer Belastungseinwirkung auf die Säulenstruktur 1 einer
größten Zugspannungsbelastung
unterliegen. Diejenigen Bereiche, welche einer größten Zugspannungsbe lastung
unterliegen, sind im Wesentlichen durch die Bereiche 31 und 32 gegeben.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung
des Abdeckteils 3 kann somit erreicht werden, dass der
größte Teil
einer auftretenden Zugspannungsbelastung durch das Abdeckteil 3 aufgenommen
wird.
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Ein
Dichtflansch oder ein Türflansch
einer herkömmlichen
Mittelsäule
liegt im Allgemeinen im Bereich höchster Zugbelastung bei einem
Belastungsfall auf die Säulenstruktur 1.
Da ein derartiger Dichtflansch oftmals als Verbindungsflansch für verschiedenste
Karosserieteile genutzt wird (Seitenteil usw.) ist eine Auslegung
nach den auftretenden Belastungen oftmals nicht möglich. Um
den auftretenden Belastungen besser gerecht werden zu können, werden
im Querschnitt der Mittelsäule 1 Bereiche
definiert, welche im Bereich der höchsten Zugbeanspruchung liegen
und durch die Bereiche 31 und 32 gekennzeichnet
sind. Diese Bereiche sind im Falle einer Belastung besser für die Aufnahme
der Zugbelastung ausgelegt. Dies bedeutet, dass diese Bereiche 31 und 32 belastungsseitig
einen größeren Abstand
zur neutralen Faser der Säule,
der Biegelinie 4, aufweisen als ein Dichtflansch oder ein
Türflansch 5 und
konstruktiv nicht an die Anforderungen gebunden sind (Geometrie,
Wandstärke,
usw.) wie sie an einen Dichtflansch oder Türflansch 5 gestellt
werden.