DE102006012628A1

DE102006012628A1 - Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006012628A1
Application number: DE200610012628
Authority: DE
Inventors: Peter Haffner; Andreas Winkler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-21
Also published as: DE102006012628B4

Abstract

Es wird eine Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die eine C-Säulenstruktur (2) mit einer oberen (3) und einer unteren C-Säule (4) umfasst. Die Karosseriestruktur zeichnet sich dadurch aus, dass die untere C-Säule (4) durch eine innere C-Säule (8) und eine äußere C-Säule (9) gebildet wird, die bezüglich deren Längsachsen gegeneinander verschwenkt angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug.

Der rückwärtige Bereich der Karosseriestruktur wird im Stand der Technik in dem Bereich der C-Säule in der Regel durch eine C-Säulenstruktur gebildet, die aus einer oberen und einer untere C-Säule bestehen. Die obere und die untere C-Säule werden hierbei aus Profilen gebildet und verbinden den Dachrahmen der Karosseriestruktur mit dem Türschweller. Der Dachrahmen selber läuft in der Regel hinter dem Radhausbereich der Karosseriestruktur aus.

Der Nachteil dieser bekannten C-Säulenstruktur, bestehend aus einem Profil für die obere C-Säule und einem Profil für die untere C-Säule, liegt in der verhältnismäßig geringen Steifigkeit und Crashsicherheit, die durch die C-Säulenstruktur zur Verfügung gestellt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Karosseriestruktur zu schaffen, aufgrund derer in zuverlässiger Weise eine hohe Steifigkeit und Crashsicherheit, insbesondere im Bereich der C-Säule, gewährleistet werden kann.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Aufgabe durch eine Lastpfadstruktur im Bereich der C-Säule gelöst werden kann, bei der die Lastpfade optimal verteilt, insbesondere aufgespaltet sind beziehungsweise Lastpfade in geeigneter Weise abgestützt werden.

Die Aufgabe wird daher gelöst durch eine Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug, die eine C-Säulenstruktur mit einer oberen und einer unteren C-Säule umfasst. Die Karosseriestruktur zeichnet sich dadurch aus, dass die untere C-Säule durch eine innere C-Säule und eine äußere C-Säule gebildet wird, die bezüglich deren Längsachsen gegeneinander verschwenkt angeordnet sind. Die innere C-Säule wird im Folgenden auch als C-Säule Innen und die äußere als C-Säule Außen bezeichnet. Durch die Anordnung der C-Säule Innen und der C-Säule Außen mit gegeneinander verschwenkten Längsachsen wird eine Verteilung der auf die C-Säule einwirkenden Kräfte auf unterschiedliche Komponenten der Karosserie ermöglicht beziehungsweise eine ausgeglichen Einbringung der Kräfte in eine einzelne Komponente ermöglicht.

Neben einer reinen Abstützung gegen den Dachrahmen kann durch die Ausgestaltung der C-Säule auch eine Abstützung in eine Richtung, abweichend von der Vertikalen, realisiert werden. Somit können auch Kräfte aufgenommen werden, die in einer von der Vertikalen abweichenden Richtung auf den Dachrahmen einwirken. Vorzugsweise sind die C-Säule Innen und die C-Säule Außen so angeordnet, dass diese sich in der Seitenansicht der Karosseriestruktur kreuzen. Hierdurch werden die Verteilung der einzuleitenden Kräfte und die Stabilität der C-Säulenstruktur weiter verbessert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die innere und die äußere C-Säule über zumindest ein Verbindungsstück miteinander verbunden. Durch das Verbindungsstück wird eine über die obere C-Säule eingeleitete Kraft auch in dem Fall zuverlässig auf die beiden Komponenten der unteren C-Säule aufgeteilt, in dem die innere und die äußere C-Säule so gegeneinander verschwenkt sind, dass deren oberen Enden beabstandet zueinander liegen.

Vorzugsweise ist das Verbindungsstück zusätzlich mit dem Dachrahmen der Karosseriestruktur verbunden. Die zusätzliche Verbindung mit dem Dachrahmen bildet eine Abstützung nach hinten, das heißt in Fahrtrichtung. Zudem wird durch die Verbindung mit dem Dachrahmen ein weiterer Krafteinleitungspunkt geschaffen. Es ist erfindungsgemäß aber auch möglich, dass bei dieser Ausführungsform das Verbindungsstück und eine sich an den Dachrahmen nach hinten anschließende Komponente einteilig, das heißt integral, ausgestaltet sind. In diesem Fall kann beispielsweise das Verbindungsstück mit einer Verstärkung der Regenrinne oder einer anderen Komponente des Radhausbereiches der Karosseriestruktur einteilig ausgebildet sein.

Im besten Fall sind die einzelnen Bestandteile der C-Säulenstruktur so angeordnet, dass zumindest ein Teil der inneren C-Säule und zumindest ein Teil der äußeren C-Säule mit mindestens einer weiteren Komponente der Karosseriestruktur ein Vieleck bildet. Besonders bevorzugt wird ein Dreieck oder ein Viereck durch diese Komponenten beziehungsweise Teilbereiche der Komponenten gebildet. Durch die Bildung von Vielecken kann ein optimierter Lastpfadverlauf ermöglich werden. Im Vergleich zu herkömmlichen C-Säulen, die einen nicht gradlinigen Verlauf des Lastpfades aufweisen, kann durch die Schaffung eines Vielecks eine erhöhte Stabilität der Karosseriestruktur im Bereich der C-Säule realisiert werden. Hierdurch wird die gesamte Crashsicherheit der Fahrzeugkarosserie erhöht.

Das Verbindungsstück zur Verbindung der inneren und der äußeren C-Säule ist vorzugsweise am Übergang zu der oberen C-Säule vorgesehen. Durch die Anordnung des Verbindungsstückes an der oberen Seite der unteren C-Säule können die innere und die äußere C-Säule über deren gesamte Länge als Lastpfad dienen. Bei zusätzlicher Verbindung des Verbindungsstückes mit dem Dachrahmen kann darüber hinaus eine Kraft, die auf die obere C-Säule wirkt, unmittelbar in den rückwärtigen Bereich des Dachrahmens eingeleitet werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Verbindungsstück und einem Längsträger des Hinterwagens der Karosseriestruktur eine Abstützung angeordnet. Hierdurch wird neben der inneren und der äußeren C-Säule ein dritter Abstützungspunkt geschaffen, über den der Dachrahmen an der Bodenstruktur beziehungsweise dem Hinterwagen befestigt werden kann. Dies führt zu einer ausgeglichenen Krafteinbringung über den rückwärtigen Bereich der Bodenstruktur beziehungsweise des Hinterwagens der Karosseriestruktur.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zusätzlich eine Querabstützung für die innere und äußere C-Säule vorgesehen sein, die diese gegen einen Längsträger des Hinterwagens abstützt. Diese Querabstützung verhindert insbesondere ein Durchbiegen der inneren und äußeren C-Säule bei einem Seitenaufprall oder einer anderen Krafteinwirkung von der Seite. Die Querabstützung ist hierzu bei sich kreuzenden inneren und äußeren C-Säulen vorzugsweise an dem Kreuzungspunkt der Säulen angebracht.

Gemäß einer Ausführungsform ist die äußere C-Säule an dem Verbindungsstück zwischen der inneren C-Säule und dem Dachrahmen befestigt. Alternativ ist selbstverständlich auch eine Anbringung der äußeren C-Säule an der Kontaktstelle des Verbindungsstückes zum Dachrahmen möglich. Bei gleich bleibender Länge und Ausrichtung der C-Säule Außen wird bei Verschiebung des Verbindungspunktes entlang des Verbindungsstückes die C-Säule Außen entlang dem Schweller in Richtung auf die Vorderseite des Kraftfahrzeuges verlagert. Diese flexible Ausgestaltung der Karosseriestruktur ist erfindungsgemäß möglich, da durch die aufgeteilte C-Säule unten und das vorzugsweise vorgesehene Verbindungsstück der Lastpfad bei Krafteinwirkung auf den Dachrahmen optimiert ist und die Position und Ausrichtung der C-Säule Innen nicht verändert wird. Über die C-Säule Innen bleibt somit ein im Wesentlichen vertikal verlaufender Lastpfad erhalten.

Auch die Abstützung zwischen dem Verbindungsstück und dem Längsträger des Hinterwagens der Karosseriestruktur kann erfindungsgemäß an einer beliebigen Position zwischen der Anbindung des Verbindungsstücks an den Dachrahmen und der Anbindung des Verbindungsstücks an die C-Säule Innen befestigt sein. Hierdurch wird die Flexibilität der Gestaltung der Karosserie weiterhin erhöht.

Vorzugsweise sind die innere C-Säule, die obere C-Säule und das Verbindungsstück als Profile ausgebildet. Bei dieser Ausgestaltungsform wird eine sternförmige Anordnung aus Profilelementen gebildet, die eine hohe Stabilität der Karosserie im Bereich der C-Säule gewährleisten. Es ist aber auch möglich, nur einen Teil der drei genannten Komponenten als Profile auszugestalten und die weiteren als Schubfelder, insbesondere nicht profilbildende Schubfelder zu wählen.

Die weiteren Komponenten der C-Säulenstruktur, insbesondere die äußere C-Säule, die Abstützung des Verbindungsstückes zu einem Längsträger des Hinterwagens und/oder die Querabstützung der inneren C-Säule und äußeren C-Säule auf einen Längsträger des Hinterwagens, können erfindungsgemäß als Schubfeld ausgebildet sein. Das Schubfeld kann beispielsweise durch ein Blech gebildet werden. Durch die Wahl eines nicht profilbildenden Schubfeldes wird in diesen Bereichen eine großflächige Aussteifung der C-Säule ermöglicht.

Die erfindungsgemäß als innere C-Säule, beziehungsweise C-Säule Innen, bezeichnete Komponente der C-Säulenstruktur ist der Teil der C-Säule, der im montierten Zustand dem Fahrgastraum zugewandt ist. Die äußere C-Säule, beziehungsweise C-Säule Außen, ist hingegen der Außenseite des montierten Kraftfahrzeuges zugewandt.

Bei der C-Säule Innen, der C-Säule Außen, dem Verbindungsstück, der Abstützung und der Querabstützung handelt es sich erfindungsgemäß um Lastpfade beziehungsweise Teillastpfade. Diese Lastpfade können jeweils durch separate Bauteile gebildet werden. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, dass zwei oder mehr der genannten Lastpfade in einem einzigen Bauteil geeigneter Geometrie realisiert sind. In diesem Fall sind die vorgenannten und nachstehenden Verbindungen beziehungsweise Anbindungen von Bauteilen als Kreuzung beziehungsweise Aufeinandertreffen der entsprechenden Lastpfade zu verstehen.

Die Erfindung wird im Folgenden erneut anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Seitenansicht des hinteren Bereiches einer Karosseriestruktur gemäß dem Stand der Technik;
2: eine schematische Seitenansicht des hinteren Bereiches einer Karosseriestruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3: eine schematische, perspektivische Ansicht des hinteren Bereiches der Karosseriestruktur nach 2;
4: verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten des Bereiches aus 2; und
5: eine schematische Ansicht des hinteren Bereiches der Karosseriestruktur gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist eine Karosseriestruktur 1 gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Hierbei ist eine C-Säulenstruktur 2 vorgesehen, die aus einer oberen C-Säule 3 und einer unteren C-Säule 4 besteht. Die C-Säule 2 verbindet den Dachrahmen 5 der Karosseriestruktur 1 mit dem Türschweller 6 der Karosseriestruktur 1. Der Dachrahmen 5 erstreckt sich über den Radhausbereich 7 hinaus.
In 2 ist eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur 1 gezeigt. In der 2 sind die Komponenten der C-Säulenstruktur schematisch durch die Lastpfade wiedergegeben, die in der C-Säulenstruktur gebildet sind. Die tatsächliche Form der Komponenten kann von der gezeigten Form abweichen und mehrere Lastpfade können auch in einer einzigen Komponente realisiert sein.
Wie sich der 2 entnehmen lässt, besteht die C-Säulenstruktur 2 aus einer oberen C-Säule 3 und einer unteren C-Säule 4. Die untere C-Säule 4 wird durch eine C-Säule Innen 8 und eine C-Säule Außen 9 gebildet. Die C-Säule Außen 9 ist versetzt zu der C-Säule 8 angeordnet und gegenüber der C-Säule Innen 8 in die angedeutete X-Richtung verschwenkt. Die X-Richtung entspricht in der dargestellten Ausführungsform der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges. Die obere C-Säule 3 ist mit der C-Säule Innen 8 verbunden, wobei diese beiden Teile unter einem Winkel zueinander stehen. An dem Verbindungspunkt der C-Säule Oben 3 und der C-Säule Innen 8 ist ein Verbindungsstück 10 vorgesehen, das sich von der C-Säule Innen 8 nach hinten in horizontaler Richtung erstreckt. An dem rückwärtigen Ende des Verbindungsstückes 10 ist dieses mit dem rückwärtigen Bereich des Dachrahmens 5 verbunden. Der Dachrahmen 5 geht bei der dargestellten Ausführungsform an seinem rückwärtigen Ende in eine Regenrinnenverstärkung 11 über.
Im unteren Bereich der C-Säulenstruktur 2 ist in der dargestellten Ausführungsform weiterhin eine Abstützung 12 vorgesehen. Diese erstreckt sich von dem Verbindungspunkt des Verbindungsstückes 10 mit dem Dachrahmen 5 nach unten zu einem darunter angeordneten Längsträger 13 des Hinterwagens der Karosseriestruktur 1.
Schließlich umfasst die C-Säulenstruktur 2 eine Querabstützung 14, die sich von einem Kreuzungspunkt der C-Säule Innen 8 und der C-Säule Außen 9 zu dem Längsträger 13 der Hinterwagenstruktur der Karosseriestruktur 1 erstreckt.
Die Anordnung der einzelnen Komponenten der C-Säulenstruktur 2 ergibt sich erneut aus der perspektivischen Ansicht des hinteren Bereiches der Karosseriestruktur 1 in 3. In dieser Ansicht lässt sich erkennen, dass zwischen der C-Säule Innen 8 und der C-Säule Außen 9, bis zu deren Kreuzungs- beziehungsweise Schnittpunkt, zusammen mit dem Verbindungsstück 10 eine dreieckige Lastpfadform gebildet wird. Eine weitere dreieckige Lastpfadform wird durch die C-Säule Außen 9 und die Abstützung 12 zusammen mit der Verbindung zwischen dem Türschweller 6 und dem Längsträger 13 gebildet. Schließlich bilden auch die C-Säule Oben 3 mit dem Verbindungsstück 10 und einem Teil des Dachrahmens 5 eine Dreiecksform.
Wie in 2 und 3 durch den Pfeil V angedeutet, ist die Position der C-Säule Außen 9, der Abstützung 12 sowie der Querabstützung 14 nicht festgelegt. Diese drei Komponenten der C-Säulenstruktur 2 können in der dargestellten X-Richtung, das heißt entlang der Fahrtrichtung nach vorne oder hinten, verschoben angeordnet sein.
Die unterschiedlichen Einbaupositionen der C-Säule Außen 9 und der Abstützung 12 sind in 4 schematisch durch die darin gezeigten Pfeile verdeutlicht.
Schließlich ist in 5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur gezeigt. Diese weist im Wesentlichen den gleichen Aufbau auf, wie die in den 2 bis 4 gezeigte Ausführungsform. Allerdings ist bei der in 5 gezeigten Ausführungsform das Verbindungsteil 10 integral mit der Verstärkung der Regenrinne 11 ausgebildet. Insofern bildet dieses Teil die Längsabstützung für die C-Säulenstruktur 2. Weiterhin ist die Abstützung 12 bei dieser Ausführungsform ausgespart, so dass die C-Säulenstruktur 2 ausschließlich aus der oberen C-Säule 3, der C-Säule Innen 8 und der C-Säule Außen 9 besteht.
Die Wahl der Form der Karosseriestruktur 1, insbesondere der C-Säulenstruktur 2, die Lage der Abstützung 12, der C-Säule Außen 9 und der Querabstützung 14, können nach den vorgegebenen Randbedingungen für das zu fertigende Kraftfahrzeug und die darin zu realisierenden Lastpfade variiert werden.
Mit der erfindungsgemäßen Karosseriestruktur wird es somit möglich, eine Lastpfadstruktur zu schaffen, die eine wesentlich höhere Steifigkeit und Crashsicherheit der Karosserie liefert, als dies bei herkömmlichen C-Säulenstrukturen möglich ist.
Als Profile, die für die einzelnen Komponenten der C-Säulenstruktur gemäß der Erfindung verwendet werden können, bieten sich beispielsweise Blech-, Strangpressprofil-, Guss- und/oder Pressteile an. Die nicht profilbildenden Schubfelder können beispielsweise aus Blechteilen gefertigt sein.

Claims

Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug, die eine C-Säulenstruktur (2) mit einer oberen (3) und einer unteren C-Säule (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die untere C-Säule (4) durch eine innere C-Säule (8) und eine äußere C-Säule (9) gebildet wird, die bezüglich deren Längsachsen gegeneinander verschwenkt angeordnet sind.
Karosseriestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere (8) und die äußere C-Säule (9) über zumindest ein Verbindungsstück (10) miteinander verbunden sind.
Karosseriestruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (10) zusätzlich mit dem Dachrahmen (5) der Karosseriestruktur (1) verbunden ist.
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der inneren C-Säule (8) und zumindest ein Teil der äußeren C-Säule (9) mit zumindest einer weiteren Komponente (5, 6, 10, 13) der Karosseriestruktur ein Vieleck, vorzugsweise ein Drei- oder Viereck bilden
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (10) am Übergang von der unteren (4) zur oberen C-Säule (3) vorgesehen ist.
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verbindungsstück (10) und einem Längsträger (13) des Hinterwagens der Karosseriestruktur (1) eine Abstützung (12) angeordnet ist.
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querabstützung (14) für die innere (8) und äußere C-Säule (9) vorgesehen ist, die diese gegen einen Längsträger (13) des Hinterwagens abstützt.
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere C-Säule (9) an dem Verbindungsstück (10) zwischen der inneren C-Säule (8) und dem Dachrahmen (5) befestigt ist.
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (12) zwischen der Anbindung des Verbindungsstückes (10) an den Dachrahmen (5) und der Anbindung an die innere C-Säule (8) befestigt ist.
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die innere C-Säule (8), die obere C-Säule (3) und/oder das Verbindungsstück (10) als Profilstück ausgebildet sind.
Karosseriestruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Komponente der C-Säulenstruktur (2), vorzugsweise die äußere C-Säule (9), die Abstützung (12) des Verbindungsstückes (10) zu einem Längsträger (13) des Hinterwagens und/oder die Querabstützung (14) der inneren und äußeren C-Säule (8, 9) auf einen Längsträger (13) des Hinterwagens als Schubfeld ausgebildet sind.