DE102006032472B4

DE102006032472B4 - Karosserie für ein Cabriolet-Fahrzeug

Info

Publication number: DE102006032472B4
Application number: DE200610032472
Authority: DE
Inventors: Thomas Schneidewind; Jürgen Gerbrand; Alois Stauber; Jochen Döll
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2026-07-14
Also published as: DE102006032472A1

Abstract

Karosserie für ein Cabriolet-Fahrzeug mit wenigstens einer Tür, wobei zumindest im Bereich eines Türausschnitts (2) wenigstens ein Verstärkungselement (3) aus einem faserverstärkten Kunststoff mit der Karosserie (1) verklebt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) an der Außenseite eines Karosserieteils (4, 8, 9) zwischen einer Verkleidung (6) und dem Karosserieteil (4, 8, 9) unter zumindest annähernd vollständiger Ausfüllung des dort befindlichen Hohlraums angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosserie für ein Cabriolet-Fahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Derartige Karosserien für Cabriolet-Fahrzeuge sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Bei der Konstruktion von Karosserien für Cabriolet-Fahrzeuge wird meist die Karosserie der zugehörigen Limousine bzw. des zugehörigen Coupés zugrunde gelegt und entsprechend den durch das fehlende Dach höheren Steifigkeitsanforderungen in bestimmten Bereichen mit zusätzlichen Bauteilen verstärkt. Diese Vorgehensweise führt jedoch zu zusätzlichen Kosten, insbesondere hinsichtlich des Investments, der Fertigungssteuerung, der Logistik und des verwendeten Materials.
Aus der DE 44 09 466 A1 ist eine Fahrzeugkarosserie bekannt, die aus einem Verbundwerkstoff besteht bzw. zumindest Baugruppen aus einem Verbundwerkstoff aufweist. Möglicherweise lässt sich auf diese Art eine ausreichende Steifigkeit der Karosserie erreichen, es handelt sich jedoch um eine in jedem Fall sehr aufwändige Konstruktion, die für eine Serienfertigung im Kraftfahrzeugbau nicht geeignet ist.
Die DE 10 2004 034 680 A1 offenbart ein Fahrzeug mit einer Rohkarosserie, wobei zur zusätzlichen Versteifung der Karosserie ein Verstärkungsbauteil an einem Seitenschweller befestigt werden kann.
Die gattungsbildende DE 10 2004 003 190 A1 zeigt eine Baugruppe einer Kraftfahrzeugkarosserie, beispielsweise eines Schwellers für ein Cabriolet, in Schalenbauweise, wobei die Blechschalen mit zumindest einem innenliegenden faserverstärktem Verstärkungsteil verklebt sind. Die Anordnung innerhalb der Blechschalen ist jedoch sehr aufwändig und nicht für alle Karosseriebauweisen anwendbar.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Karosserie für ein Cabriolet-Fahrzeug zu schaffen, welche eine hinsichtlich der Verwindung ausreichende Steifigkeit aufweist, jedoch aus möglichst wenig Teilen besteht und damit eine Kostenverringerung gegenüber bekannten Lösungen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch das erfindungsgemäße, aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehende Verstärkungselement ergibt sich eine erhebliche Versteifung der Karosserie bei großflächiger Anbindung des Verstärkungselements an derselben, wobei vorteilhafterweise nur eine sehr geringe Anzahl an zusätzlichen Teilen notwendig ist, wodurch eine entsprechende Kostenreduzierung ermöglicht wird. Neben der mit verhältnismäßig einfachen Mitteln erzielbaren Versteifung der Karosserie ergeben sich durch die erfindungsgemäße Lösung auch bessere Gestaltungsmöglichkeiten, da bei der Gestaltung der Karosserie keine Rücksicht auf die ansonsten notwendigen, aus dem Material der Karosserie bestehenden Versteifungsteile genommen werden muss. Indem das Verstärkungselement außen auf die Karosserieteile aufgeklebt wird, lassen sich damit alle Karosseriebauweisen, insbesondere auch Strangpressprofile, damit bestücken. Das Verstärkungselement füllt einen Hohlraum zwischen Karosserieteil und Verkleidung zumindest annähernd vollständig aus, wodurch eine besonders kompakte Bauform bei guter Steifigkeit erreicht wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass sehr viel geringere Eingriffe in die Karosseriestruktur erforderlich sind, so dass eine größere Anzahl an Gleichteilen mit einer entsprechenden Limousine oder einem entsprechenden Coupé möglich sind.
Eine besonders hohe Festigkeit des Verstärkungselements bei gleichzeitig geringer Masse ergibt sich, wenn das wenigstens eine Verstärkungselement aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff besteht.
Eine bevorzugte Möglichkeit zur Verbindung des Verstärkungselements mit der Karosserie ist gegeben, wenn das wenigstens eine Verstärkungselement mit der Karosserie verklebt ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.
Es zeigt:
1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Karosserie mit einem Verstärkungselement im Bereich der A-Säule;
2 einen Schnitt nach der Linie II-II aus 1;
3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Karosserie mit einem Verstärkungselement im Bereich der A-Säule, des Türschwellers und der B-Säule;
4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV aus 3;
5 eine erfindungsgemäße Karosserie mit einem Verstärkungselement im Bereich der A-Säule, des Türschwellers und der B-Säule in einer alternativen Ausführungsform;
6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI aus 5;
7 eine erfindungsgemäße Karosserie mit einem Verstärkungselement im Bereich der A-Säule, des Türschwellers und der B-Säule in einer weiteren alternativen Ausführungsform; und
8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII aus 7.
1 zeigt einen Teil einer Karosserie 1 für ein in seiner Gesamtheit nicht dargestelltes Cabriolet-Fahrzeug. Die Karosserie 1 weist eine Tür auf, von der lediglich ein Türausschnitt 2, also derjenige Bereich, der bei dem fertigen Cabriolet-Fahrzeug von der Tür verschlossen wird, zu sehen ist. Bei der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 ist, wie auch bei sämtlichen weiteren Ausführungsformen, zumindest im Bereich des Türausschnitts 2 wenigstens ein Verstärkungselement 3 vorgesehen, welches aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht. Prinzipiell können verschiedene faserverstärkte Kunststoffe für das Verstärkungselement 3 eingesetzt werden, ein kohlefaserverstärkter Kunststoff ist jedoch hinsichtlich des Verhältnisses aus Festigkeit und Dichte am besten geeignet. Alternativ kann auch ein glasfaserverstärkter Kunststoff eingesetzt werden. In sämtlichen Figuren ist ausschließlich die linke Seite der Karosserie 1 dargestellt. Die rechte Seite derselben ist jedoch vorzugsweise identisch bzw. spiegelverkehrt ausgeführt.
Im vorliegenden Fall verläuft das Verstärkungselement 3 entlang einer A-Säule 4 der Karosserie 1 an der nach außen gewandten Seite derselben und bildet außerdem einen Teil eines Windlaufs bzw. Scheibenrahmens 5 der Karosserie 1, nämlich im vorliegenden Fall die Abstützung für den Scheibenrahmen 5 an der restlichen Karosserie 1. Die Anbringung des Verstärkungselements 3 an der Karosserie 1 erfolgt also im Bereich der A-Säule 4, wobei das Verstärkungselement 3 vorzugsweise mit der Karosserie 1 verklebt ist. Im Bereich des Scheibenrahmens 5 ist eine Abdeckung des Verstärkungselements 3 nach außen nicht zwingend erforderlich und daher im vorliegenden Fall nicht vorgesehen, wohingegen im Bereich des Türausschnitts 2 die Karosserie 1 mit einem eine Verkleidung 6 bildenden Abdeckblech nach außen verkleidet wird. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind verdeckte Kanten mit Ausnahme derjenigen des Verstärkungselements 3 nicht dargestellt.
In dem Schnitt gemäß 2 ist die Struktur der A-Säule 4, die Kontur des Abdeckblechs und des Verstärkungselements 3 sowie ein sich zwischen der A-Säule 4 der Karosserie 1 und dem Verstärkungselement 3 befindlicher Klebstoff 7 zum oben beschriebenen Verkleben des Verstärkungselements 3 mit der Karosserie 1 zu erkennen. Das Verstärkungselement 3 ist also so ausgeführt, dass es das Karosserieteil, in diesem Fall die A-Säule 4, umgreift. Durch die Anordnung des Verstärkungselements 3 zwischen dem Karosserieteil und der durch das Abdeckblech gebildeten Verkleidung 6 werden eventuell bereits bestehende Hohlräume zu einer Versteifung der Karosserie 1 genutzt, so dass kein zusätzlicher Raumbedarf erforderlich ist.
Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist das Verstärkungselement 3 der A-Säule 4, einem sich unterhalb des Türausschnitts 2 befindlichen Türschweller 8 und einer sich an den Türschweller 8 anschließenden, den Türausschnitt 2 nach hinten begrenzenden B-Säule 9 der Karosserie 1 zugeordnet. In entsprechend gelagerten Fällen wäre es selbstverständlich auch möglich, das Verstärkungselement 3 nur an dem Türschweller 8, nur an der B-Säule 9 oder nur an dem Türschweller 8 und der B-Säule 9 anzubringen. Hierbei ist der Zustand dargestellt, an dem die Verkleidung 6 noch nicht an der Karosserie 1 angebracht ist.
In dem Schnitt gemäß 4, der den zusammengebauten Zustand darstellt, ist zu erkennen, dass das Verstärkungselement 3 nur an der Außenseite und nicht an der Innenseite des Türschwellers 8 verläuft.
Eine weitere Ausführungsform des Verstärkungselements 3 zeigen die 5 und 6. Hierbei ist das Verstärkungselement 3 der A-Säule 4, dem Türschweller 8 und der B-Säule 9 zugeordnet und bildet, wie in der Ausführungsform gemäß der 1 und 2, den Scheibenrahmen 5. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß den 3 und 4 ist das Verstärkungselement 3 jedoch nicht nur außerhalb, sondern auch oberhalb des Türschwellers 8 angeordnet, wodurch sich eine größere Steifigkeit für die Karosserie 1 ergibt. Auf die Verkleidung 6 wird bei dieser Ausführungsform verzichtet.
Eine noch weitergehende Ausführungsform zeigen die 7 und 8, bei denen das Verstärkungselement 3 nicht nur an der A-Säule 4, dem Türschweller 8 und der B-Säule 9 angeordnet ist und den Scheibenrahmen 5 bildet, sondern auch einen Unterboden 10 der Karosserie 1. Auf diese Weise ergibt sich eine noch höhere Steifigkeit der Karosserie 1.
Die Herstellung des Verstärkungselements 3 kann in an sich bekannter Weise die Erstellung eines Vorformlings durch ein Hohlkammerverfahren, vorzugsweise mittels Latex-Schlauchblastechnik oder Kernwickel-, Flecht- bzw. Webtechnik, umfassen. Die anschießende Fertigung des Verstärkungselements 3 erfolgt üblicherweise mittels einer Harzinjektion, vorzugsweise im RTM(resin transfer moulding)-Verfahren. Das Verstärkungselement 3 wird vorzugsweise im Rohbau an die zusammengebaute Karosserie 1 angebracht und fixiert. Die flächige Anbindung des Verstärkungselements 3 an die Karosserie 1 erfolgt unter Verwendung des Klebstoffs 7, vorzugsweise eines Blähschaum-Strukturklebstoffs, in einem KTL-Ofen. Alternativ kann das Verstärkungselement 3 auch in Sichtbauweise als Montageteil an die bereits lackierte Karosserie 1 angebracht werden, wobei die Fixierung bei dieser Vorgehensweise erst in der Montagelinie erfolgt, und zwar insbesondere mittels eines Zweikomponenten-Strukturklebstoffs durch flächige Verklebung mit der Karosserie 1.
Bei sämtlichen Ausführungsformen sind verschiedene Varianten der Individualisierung des Fahrzeugs durch das Verstärkungselement 3 darstellbar, z. B. kann durch eine transluzente Ausführung des Türeinstieg-Seitenteils der Türeinstieg beleuchtet werden oder es können durch die Fasern Initialen oder andere persönliche Muster dargestellt werden. Für eine Beleuchtung sind insbesondere Glasfasern geeignet.

Claims

Karosserie für ein Cabriolet-Fahrzeug mit wenigstens einer Tür, wobei zumindest im Bereich eines Türausschnitts (2) wenigstens ein Verstärkungselement (3) aus einem faserverstärkten Kunststoff mit der Karosserie (1) verklebt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) an der Außenseite eines Karosserieteils (4, 8, 9) zwischen einer Verkleidung (6) und dem Karosserieteil (4, 8, 9) unter zumindest annähernd vollständiger Ausfüllung des dort befindlichen Hohlraums angeordnet ist.
Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff besteht.
Karosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) an einer A-Säule (4) angebracht ist.
Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) an einer B-Säule (9) angebracht ist.
Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) an einem Türschweller (8) angebracht ist.
Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) einen Teil eines Scheibenrahmens (5) bildet.
Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) einen Fahrzeugboden (10) bildet.
Karosserie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verstärkungselement (3) das Karosserieteil (4, 8, 9) umgreift.