DE102007014116A1

DE102007014116A1 - Säule als Teil einer Karosseriestruktur eines Kraftwagens

Info

Publication number: DE102007014116A1
Application number: DE102007014116A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Koepcke; Dieter Hintzen; Martin Lichter; Berhard Kunkel
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-09-25
Also published as: CN101269673B; CN101269673A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Säule, insbesondere eine A-Säule (1, 1l, 1r), als Teil einer Karosseriestruktur (K) eines Kraftwagens, wobei die A-Säule (1, 1l, 1r) ein Hohlprofil (2) mit einem geschlossenen Querschnitt aufweist. Mit der Zielsetzung, ein Einbinden der A-Säule (1, 1l, 1r) in der Karosseriestruktur (K) zu vereinfachen, wird vorgeschlagen, dass das Hohlprofil (2) zum Anschluss an die Karosseriestruktur (K) endabschnittsseitig jeweils mit einem vorgesehenen Anschlussblechteil (3) fest verbunden ist und dass das Anschlussblechteil (3) mit der Karosseriestruktur (K) verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Säule, insbesondere eine A-Säule, als Teil einer Karosseriestruktur eines Kraftwagens, wobei die A-Säule ein Hohlprofil mit einem geschlossenen Querschnitt aufweist.
Eine gattungsgemäße Säule wird in der DE 198 02 702 A1 offenbart. Infolge des geschlossenen Querschnittes des Hohlprofiles kann dieses mittels eines für eine Montagestraße zur Montage der Karosseriestruktur aufwändigen und zeitraubenden Verfahrens wie WIG-Schweißen, Löten oder Kleben an die Karosseriestruktur angebunden werden. In der DE 198 02 702 A1 wird zum Vergleich mit dem Erfindungsgegenstand ein Hohlprofil älteren Standes der Technik gezeigt, das einen aufwändig gestalteten, komplexen, mehrteiligen Querschnitt mit seitlichen Schlitzen aufweist, durch welche zur für die Montage günstigeren Punktschweißung ein angepasster Schweißroboterarm mit einer Elektrode in das Hohlprofil eingreifen kann.
Die WO 2006/122775 A1 beschreibt ein aufwändiges Hohlprofil mit üblichen seitlichen Flanschen zur Aufnahme einer Windschutzscheibe bzw. zur Aufnahme einer Dichtungsstruktur und zum Anbinden an die Karosseriestruktur.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Einbinden des Hohlprofiles in die Karosseriestruktur zu vereinfachen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Hohlprofil zum Anschluss an die Karosseriestruktur endabschnittsseitig jeweils mit einem vorgesehenen Anschlussblechteil fest verbunden ist und dass das Anschlussblechteil mit der Karosseriestruktur verbindbar ist.
Dank der zusätzlichen Anschlussblechteile kann die A-Säule vor ihrer Einbindung in die Karosseriestruktur an von der Montagestraße zur Montage der Karosseriestruktur entfernten Orten so vorgefertigt werden, dass die vorgefertigte A-Säule vorteilhaft mittels Punktschweißens in die Karosseriestruktur in die Karosseriestruktur eingebunden werden kann. Dennoch kann der in Hinsicht auf eine Verwindungssteifigkeit der A-Säule geschlossene Querschnitt des Hohlprofiles erhalten bleiben. Damit kann im Vergleich zu einem offenen Querschnitt der geschlossene Querschnitt kleiner ausgelegt sein, welches neben einer Gewichtsersparnis den Vorteil hat, dass ein Gesichtsfeld eines Fahrers des Kraftwagens weniger stark durch die A-Säule eingeengt werden muss.
Vorzugsweise umfasst das Anschlussblechteil eine erste Anschlussseite mit einer Hohlprofilaufnahme für das Hohlprofil, in der das Hohlprofil mittels eines Fügeverfahrens kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Hierzu kann die Hohlprofilaufnahme als Steckaufnahme ausgebildet sein, in die das Hohlprofil endseitig mit einem bestimmten Endabschnitt hineingesteckt wird. Hierbei können Hohlprofilaufnahme und Endabschnitt so dimensioniert sein, dass mit dem Einstecken ein erstes Festhalten mittels Festklemmens des Endabschnittes in der Hohlprofilaufnahme erfolgen kann. Als Fügeverfahren kommen beispielsweise ein Festklemmen und/oder Verrasten in Betracht, wobei beim Festklemmen ein zusätzliches seitliches Zusammenquetschen der Hohlprofilaufnahme mit dem dort aufgenommenen Endabschnitt erfolgen kann. Als vorteilhafter wird ein Einkleben oder -Löten, insbesondere ein Hartlöten, erachtet. Ein in Hinsicht einer erzielbaren Festigkeit verlässliches und somit bevorzugtes Fügeverfahren ist Inertgasschweißen, insbesondere Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG). Letztlich können für die Wahl des geeigneten Fügeverfahrens der Werkstoff oder die Werkstoffe sein, aus dem das Hohlprofil, die Anschlussblechteile und/oder das weiter unten näher erläuterte Verbindungsgliedes gefertigt sind. Hierbei kommen letztlich alle Werkstoffe in Betracht, die insbesondere den Festigkeitsanforderungen an die A-Säule gerecht werden und die mit der Karosseriestruktur verbindbar sind. Hierzu zählen beispielsweise Metalle, wie Aluminium und Stahl, und Kunststoffe. Als Stahlsorte kommen übliche mikrolegierte Feinbleche mit erhöhter Streckgrenze oder Borstähle in Betracht. Da dieses endseitige Zusammenfügen von Hohlprofil und Anschlussblechteile losgelöst von der Montage der Karosseriestruktur sowie in einer für das Fügeverfahren günstigen Position der A-Säule erfolgen kann, kann ein verfahrenstechnisch optimales Fügen sowie eine leichtere Kontrolle der entstandenen Verbindung erfolgen. Somit kann die Montage der Karosseriestruktur in Hinsicht auf den Einbau der A-Säule zeitlich gestrafft werden.
Zur ihrer Anbindung bzw. zu der der A-Säule in die Karosseriestruktur kann das Anschlussblechteil jeweils eine zweite Anschlussseite aufweisen, die zweckmäßigerweise beabstandet zu der ersten Anschlussseite ist. Die zweite Anschlussseite kann eine Struktur aufweisen, die eine Verbindung des Anschlussblechteiles mittels Punktschweißens erlaubt. Hierzu können übliche konstruktive Vorkehrungen, wie Flansche, Laschen und dergleichen, vorgesehen sein.
Vorzugsweise sind die beiden Anschlussblechteile unter Ausbildung eines Anschlussbleches über ein Verbindungsglied fest miteinander verbunden. Hierdurch kann eine in bestimmter Weise beabstandet zum Hohlprofil und zumindest mit einer Wegkomponenten in Längsrichtung verlaufende, vorzugsweise brückenartige Verbindung hergestellt, die die Steifigkeit, insbesondere die Verwindungssteifigkeit der A-Säule erhöhen kann. Dank seiner festen Verbindung mit den Anschlussblechen kann das Verbindungsglied zugleich als Abstandshalter zur Beabstandung beider Anschlussblechteile wirken und die relative Lage der Anschlussblechteile zueinander fixieren. Zug- und Druckkräfte in Längsrichtung auf das Hohlprofil können somit auch durch das Verbindungsglied aufgenommen werden. Verbindungsglied und Anschlussblechteile können mittels Punkt-Schweißens zusammengefügt werden. Somit kann die A-Säule in der Weise vormontiert werden, dass zunächst die Anschlussblechteile endseitig auf das Hohlprofil gesteckt und dann mit dem Verbindungsglied vorzugsweise mittels Punkt-Schweißens unter Ausbildung des Anschlussbleches verbunden werden, wodurch sie auch in Hinsicht auf ihre relative Lage zu dem Hohlprofil fixiert sind. Im Anschluss kann das Hohlprofil vorzugsweise mittels WIG-Schweißens mit den Anschlussblechteilen fest verbunden werden, so dass die A-Säule zumindest in Hinsicht auf ihr Struktur tragendes Strukturbauteil vorgefertigt ist. Vorzugsweise kann die zweite Anschlussseite so mit der Befestigungsseite des Verbindungsglied zumindest teilweise und/oder abschnittsweise überlappend angeordnet sein, dass in Richtung auf die an das Anschlussblech angrenzende Karosseriestruktur, jeweils bevorzugt mittels Punktschweißens, beide Seiten zuerst zusammenverbunden und dann beide zusammen oder eine der Seiten in Überlappung mit der Karosseriestruktur gebracht miteinander verbunden werden können. Hierbei kann an entsprechender Stelle der Karosseriestruktur zum Beispiel ein Verbindungsblech, eine Lasche, ein Zapfen oder dergleichen vorgesehen sein.
Vorteilhaft kann das Verbindungsglied eine abgewinkelte oder zweischenklige Form aufweisen. Hierdurch wird das Verbindungsglied in einem entsprechend ausgebildeten Bogen längs des Hohlprofiles geführt. Zweckmäßigerweise greift das Verbindungsglied seitlich an einer Befestigungsseite des jeweiligen Anschlussblechteiles an. Somit kann das Verbindungsglied mit den Anschlussblechteilen und somit das Anschlussblech ein im Wesentlichen ebenes Bauteil ausbilden, das dank der zweischenkligen Form mit dem Hohlprofil eine etwa dreiseitige Außenkontur aufweisen kann. Hierdurch kann die Verwindungssteifigkeit der A-Säule weiter erhöht werden.
Die beiden Schenkel, d. h. ein in Einbaulage unterer Schenkel und ein in Einbaulage oberer Schenkel, können jeweils eine Seite des Dreiseits und das Hohlprofil mit den endseitig verbundenen Anschlussblechteilen die dritte Seite des Dreiseits ausbilden. Der untere Schenkel kann in Einbaulage etwa in Fahrtrichtung angeordnet sein. Diese Ausbildungsform ist besonders für Fahrzeuge mit einem sogenannten One-Box-Design, das in sogenannten Van-Automobilformen mit weit in Fahrtrichtung nach vorn gezogener Windschutzscheibe Anwendung findet und bei dem die A-Säule von einer Dachstruktur entsprechend flach nach vorn zur Motorhaubenstruktur angeordnet ist. Hierdurch bildet sich zwischen Dachstruktur und Motorhaubenstruktur längs der A-Säule einen seitlichen Zwickel aus, welches durch die erfindungsgemäße A-Säule bzw. das erfindungsgemäße Strukturbauteil der A-Säule mit Hohlprofil und Anschlussblech ausgefüllt bzw. umrandet wird.
Zumindest einer der beiden Schenkel des Verbindungsgliedes kann einen Anschlussabschnitt zur Anbindung des Verbindungsgliedes an die Karosseriestruktur aufweisen. Vorzugsweise umfasst der in Einbaulage untere Schenkel einen in Einbaulage mit einer Komponente nach unten weisenden Anschlussabschnitt. Dadurch kann eine stabilere und verwindungssteifere Anbindung des Anschlussbleches an die Karosseriestruktur erzielt werden. Hierzu kann der Anschlussabschnitt, ähnlich wie der Verbindungsabschnitt des Schenkels sowie die Befestigungsseite und die zweite Anschlussseite des Anschlussblechteiles, einen sich zumindest teilweise und/oder abschnittsweise über den Anschlussabschnitt erstreckenden Flansch, Lasche oder dergleichen aufweisen, der zur Verbindung mit der Karosseriestruktur einen ihm zugeordneten Gegenflansch der Karosseriestruktur überlappt, so dass eine Verbindung beider Flansche durch Punktschweißen möglich ist.
Das Strukturbauteil kann ferner eine der Außenkontur angepasste Innenöffnung zur Aufnahme einer Seitenscheibe umfassen. Hierdurch kann das Sichtfeld eines Fahrers erweitert werden. Um die Sichtfelderweiterung zu optimieren, sollte unter Wahrung einer bestimmten Verwindungssteifigkeit die Öffnung möglichst groß ausfallen. Als eine Maßnahme kann vorgesehen sein, dass das Hohlprofil eine längliche Querschnittsform mit einer in Querschnittslängsrichtung weisenden Querschnittslängsachse aufweist und dass die Querschnittslängsachse in Einbaulage der A-Säule in der Karosseriestruktur zumindest etwa zu einem für einen Fahrer vorgesehenen Ort in einem von der Karosseriestruktur begrenzten Innenraum hin weist. Als Querschnittsform eignen sich beispielsweise elliptische, elliptoide oder tropfenartig runde Formen.
Vorzugsweise kann ein in Einbaulage inneres Abdeckungsteil vorgesehen sein. Derartige Abdeckungsteile können als Dekorteil dienen. Ferner können sie Nutzern des Kraftwagens bei einem Aufprall vor Verletzungen durch Stoß gegen die A-Säule schützen, indem Bewegungsenergien etwa durch weiche Außenoberfläche, nachgiebige Strukturen, Schaumstoffausspritzungen und/oder mittels eines im Abdeckungsteil gelagerten Airbags absorbieren. Vorzugsweise weist das innere Abdeckungsteil zur Abdeckung des Hohlprofiles von Innen einen vorteilhaft einfachen Aufbau mit einem länglichen, etwa U-förmigen und zwei Abdeckungsschenkel aufweisenden Querschnitt, der eine in Querschnittslängsrichtung weisenden Querschnittslängsachse umfasst. Zur Optimierung des Fahrersichtfeldes kann die Querschnittslängsachse in Einbaulage der A-Säule in der Karosseriestruktur zu einem für den Fahrer vorgesehenen Ort in einem von der Karosseriestruktur begrenzten Innenraum hin weisen. Zu ihrer Lagefixierung können die beiden Abdeckungsschenkel das Hohlprofil in Einbaulage seitlich übergreifen Das Hohlprofil kann ferner einen ersten Aufnahmeabschnitt für einen seitlichen Aufnahmerandabschnitt einer Windschutzscheibe aufweisen. Vorzugsweise erstreckt sich der erste Aufnahmeabschnitt über einen Umfangabschnitt und in Längsrichtung des Hohlprofiles. Zweckmäßigerweise ist erste Aufnahmeabschnitt entsprechend der Form des Aufnahmerandabschnittes der Windschutzscheibe abgeflacht. Somit kann die Windschutzscheibe unmittelbar auf das geschlossene Hohlprofil aufgebracht, vorzugsweise aufgeklebt werden, ohne dass das Fahrersichtfeld beschränkende seitliche Flansche oder dergleichen vorgesehen sein müssen. Selbstverständlich können zusätzlich übliche Dichtungsstrukturen zur Abdichtung der Windschutzscheibe vorgesehen sein.
Das Hohlprofil kann ferner einen umfänglich zum ersten Aufnahmeabschnitt beabstandeten zweiten Aufnahmeabschnitt für einen seitlichen Aufnahmerandabschnitt der Seitenscheibe aufweisen. Dieser kann sich ebenfalls über einen Umfangabschnitt und in Längsrichtung des Hohlprofiles erstrecken und kann zudem entsprechend der Form des Aufnahmerandabschnittes der Seitenscheibe abgeflacht sein. Beide Aufnahmeabschnitte können über den Umfang des Hohlprofiles so zusammenlaufen, dass sie einen V-förmigen Umfangsabschnitt des Hohlprofiles bilden. Wie der längliche Querschnitt, so können auch die Abflachungen der Aufnahmerandabschnitte die Steifigkeit der A-Säule erhöhen.
Das Hohlprofil kann mittels Hydroforming oder Innenhochdruck-Umformen (IHU) in eine bestimmte Querschnittsform hinein ausgeformt sein. Beim Innenhochdruck- Umformen wird das Hohlprofil durch mittels einer Wasser-Öl-Emulsion übertragenen Innendruck aufgeweitet und gleichzeitig durch eine Axialkraft gestaucht. Das Werkstück befindet sich vor dem Aufweiten in einem geschlossenen Werkzeug mit einer Innenkontur oder Werkzeuggravur und nimmt durch den Innendruck die Form der Werkzeuggravur an. Der Innendruck wird übertragen, die Einleitung der Axialkraft erfolgt über zwei Dichtstempel an den Hohlprofilenden.
Alternativ kann das Hohlprofil auch aus zusammengefügten oder gerollten Blech- oder Einzelteilen hergestellt sein. Als Fügeverfahren kommen dabei alle geeigneten Verfahren zur Herstellung einer Längsnaht in Frage, wie Laserschweißen, Löten, Kleben, Lichtbogenschweißen etc.. Als Materialen sind alle Werkstoffe geeignet, die an dieser Stelle die zu übertragenden Belastungen und Aufgaben übernehmen können, insbesondere sind dies hochfeste Stähle, aber auch Leichtmetalle wie Aluminium, Magnesium und deren Legierungen sowie geeignete Kunststoffe bzw. Faserverbundwerkstoffe.
Vorzugsweise an ein in Einbaulage oberes Anschlussblechteil kann in Verlängerung desselben ein Verbindungsstück als Teil der A-Säule zur Anbindung derselben an eine Dach- und/oder Seitenrahmenstruktur und/oder als Teil der Dach- und/oder Seitenrahmenstruktur zur Anbindung an eine B-Säule oder C-Säule vorgesehen sein. Hierbei ist das Verbindungsstück als Blechteil zweckmäßig so profiliert, dass es vorzugsweise endseitig mittels Punktschweißen mit dem Anschlussblech und/oder mit der Karosseriestruktur verbunden werden kann.
Zur Abdeckung des Hohlprofiles kann ein in Einbaulage äußeres Abdeckungsteil vorgesehen sein. Das äußere Abdeckungsteil kann in Einbaulage der A-Säule sowie der Windschutzscheibe und der Seitenscheibe an den Aufnahmerandabschnitten seitlich und von Außen über die Scheiben ragen. Somit kann das äußere Abdeckungsteil dichtend an den Aufnahmerandabschnitten anliegen. Das äußere Abdeckteil kann beispielsweise in einer Lücke zwischen den beiden Scheiben über eine vorgesehen Schnappverbindung eingesetzt und/oder in eine vorgesehene Dichtungsstruktur integriert mit den Scheiben verbunden sein. Das äußere Abdeckungsteil kann zumindest an seiner in Einbaulage äußeren Oberfläche als Dekor ausgebildet sein. Zudem kann das äußere Abdeckungsteil durch seine Ausbildung zur Verringerung eines Windwiderstandes beitragen. Dank umfänglich eng zueinander angeordneter Aufnahmeabschnitte, die im Querschnitt des Hohlprofiles V-förmig zusammenlaufen können, können die Aufnahmerandabschnitte der Scheiben entsprechend eng zueinander angeordnet sein. Das äußere Abdeckungsteil kann so dimensioniert und angeordnet sein, dass es senkrecht zur Längsquerachse des Hohlprofiles bis an einen äußeren Rand des Hohlprofiles heranragt oder kleiner als eine Ausdehnung des Hohlprofiles senkrecht zur Querschnitteslängesachse ist. Dadurch kann verhindert werden, dass das Gesichtsfeld des Fahrers durch das äußere Abdeckungsteil eingeengt wird.
In dem Zwischenraum zwischen den Scheiben, dem äußeren Abdeckteil und dem Hohlprofil können zusätzliche Vorrichtungen, wie Antenne oder Messfühler, integriert sein.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Montage und zum Einbau einer A-Säule gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in eine Karosseriestruktur eines Fahrzeuges gelöst, wobei die A-Säule ein Hohlprofil und zwei Anschlussblechteile zur Anbindung der A-Säule an die Karosseriestruktur umfasst. Hierzu sind die folgende Verfahrensschritte notwendig: Bereitstellen des Hohlprofiles und der Anschlussblechteile, Verbinden der Endabschnitte des Hohlprofiles mit jeweils einem Anschlussblechteil durch WIG-Schweißen, Löten oder Kleben sowie Verbinden der Anschlussblechteile mit der angrenzenden Karosseriestruktur durch Punktschweißen.
Zweckmäßigerweise weisen die Anschlussblechteile an ihren ersten Anschlussseiten eine Steckaufnahme für das Hohlprofil auf, so dass das Hohlprofil vor seiner kraftschlüssigen, festen Verbindung mit den Anschlussteilen in Längsrichtung endseitig in die Steckaufnahmen gesteckt wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt können die Anschlussblechteile nach oder vor ihrer festen Verbindung mit dem Hohlprofil unter Ausbildung eines Anschlussbleches über ein Verbindungsglied fest miteinander verbunden bzw. vormontiert werden.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer A-Säule,
2 eine perspektivische Seitenansicht von Einzelelemente der A-Säule gemäß 1,
3 eine perspektivische Seitenansicht der A-Säule gemäß 1 mit zusätzlichem Anschlusselement,
4 eine perspektivische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der A-Säule,
5 eine perspektivische Seitenansicht auf ein Verbindungsteil für die A-Säule gemäß 4,
6 eine schematische Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform mit angrenzenden Bauteilen eines Kraftwagens,
7a bis 7c perspektivische Seitenansichten zur Montage zweier A-Säulen gemäß 4 in eine Karosseriestruktur,
8 eine Seitenansicht auf eine Innenseite einer rechten Karosserieseite der Karosseriestruktur mit der A-Säule gemäß 4 und
9 eine Seitenansicht auf die Innenseite der rechten Karosserieseite gemäß 8, jedoch mit dem Verbindungsteil gemäß 5.
In den 1 bis 6 werden eine erste und eine zweite Ausführungsform einer A-Säule 1 mit einem Hohlprofil 2, das einen mittleren Abschnitt der A-Säule 1 bildet, und zwei erfindungsgemäße Anschlussblechteile 3 dargestellt, die zum Anschluss des Hohlprofils 2 an eine ausschnittshaft in 8 und 9 dargestellte Karosseriestruktur K jeweils über einer erste Anschlussseite 4 endabschnittsseitig mit Hohlprofil 2 fest verbunden sind. Hierzu weisen die Anschlussblechteile 3 an ihrer ersten Anschlussseite 4 jeweils eine Hohlprofilaufnahme 5 für das Hohlprofil 2 auf, in der das Hohlprofil 2 angeordnet ist und mittels Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) kraft- und formschlüssig mit den jeweiligen Anschlussblechteil 3 verbunden ist. Die Anschlussblechteile 3 weisen zudem jeweils eine von der ersten Anschlussseite 4 beabstandete zweite Anschlussseite 6 auf, über die die Anschlussblechteile 3 und damit die A-Säule 1 mit der Karosseriestruktur K fest verbunden werden kann. Hierzu umfasst die zweite Anschlussseite einen Anschlussflansch 7, der zur Verbindung der A-Säule 1 ein hier nicht dargestelltes geeignetes Blechbauteil der Karosseriestruktur so überlappt, dass eine automatisierte Punktschweißung möglich ist.
Die 1 und 2 geben die erste Ausführungsform wieder, wobei in 2 das Hohlprofil 2 und die Anschlussblechteile 3 voneinander losgelöst wiedergegeben sind. In 1 sind Hohlprofil 2 und Blechteile 3 fest miteinander verbunden gezeigt. In dieser Form kann die A-Säule an einem von einer Montagestraße zur Montage der Karosseriestruktur K entfernten Ort vormontiert, eventuell zwischengelagert und später bei der Montage der Karosseriestruktur in dieselbe montiert werden. 3 stellt in einer perspektivischen Seitenansicht ebenfalls die erste Ausführungsform der A-Säule gemäß 1 dar, wobei zusätzlich ein Verbindungsstück V vorgesehen ist, das an der zweiten Anschlussseite 6 des in Einbaulage oberen Anschlussblechteils 3 verbunden ist und das, abhängig von dem Aufbau der vorgesehenen Karosseriestruktur, ein Teil zum Autodach zugehörigen Karosseriestruktur K bildet oder, in einer dritten Ausführungsform der A-Säule, eine Verlängerung der A-Säule ist. Wie den 8 und 9 entnehmbar, überbrückt das Verbindungsstück V in der Karosseriestruktur K eine Lücke zwischen einer B-Säule B bzw. einer der Zeichnung nicht entnehmbaren, in Fahrtrichtung vorderen Dachstruktur und der A-Säule 1. Damit ist beispielhaft eine Abwandlung in der Vormontage gezeigt, indem bereits dort ein zusätzliches Bauteil der Karosseriestruktur, d. h. hier das Verbindungsstück V, an der A-Säule vormontiert werden kann.
4 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der A-Säule 1, die, abweichend zu der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform der A-Säule 1, ein zusätzliches Verbindungsglied 8 aufweist, das in einer Einzeldarstellung in 5 wieder gegeben ist. Durch das Verbindungsglied 8 werden die beiden Anschlussblechteile 3 unter Ausbildung eines Anschlussbleches 9 fest miteinander verbunden. Hierdurch bilden das Anschlussblech 9 und das Hohlprofil 2 die A-Säule 1 zu einem ebenen Strukturbauteil mit einer etwa dreiseitigen Außenkontur aus, wobei das Verbindungsglied 8 eine abgewinkelte, etwa zweischenklige Form aufweist, die zwei Seiten der dreiseitigen Außenkontur bilden. Wie 5 entnehmbar, weist das Verbindungsglied 8 zwei Verbindungsabschnitte, einen in Einbaulage oberen Verbindungsabschnitt 10 und einen in Einbaulage unteren Verbindungsabschnitt 11 auf, über die das Verbindungsglied an Befestigungsseiten 12 der Anschlussblechteile 3 mittels Punktschweißens verbunden werden kann. Hierzu überlappen sich jeweils Befestigungsseite 12 und oberer Verbindungsabschnitt 9 bzw. Befestigungsseite 12 und unterer Verbindungsabschnitt 10. Ferner überlappen sich in diesem Ausführungsbeispiel auch die zweiten Anschlussseiten 6 mit dem jeweils zugehörigen Verbindungsabschnitt 10, 11, so dass auch hier eine feste Anbindung durch Punktschweißen erfolgt.
Um ebenfalls eine Punktschweißung zu ermöglichen, grenzt das Verbindungsglied 8 mit Anschlussabschnitten, einem oberen Anschlussabschnitt 13 und einem unteren Anschlussabschnitt 14, an die Karosseriestruktur K dieselbe randseitig überlappend an, wobei sich der untere Anschlussabschnitt 14 zu zwei Seiten zur Karosseriestruktur hin erstreckt. Hierdurch wird die Festigkeit der A-Säule 1 weiter gesteigert.
Die A-Säule 1 weist in ihrer zweiten Ausführungsform eine Innenöffnung 15 auf, die durch das Anschlussblech 8 mit einem in Einbaulage oberen Schenkel 16 und einem zur Innenöffnung 15 mittig abgeknickten unteren Schenkel 17, sowie durch das Hohlprofil 2 abgegrenzt wird. Hierdurch wird ein in 6 gezeigtes Sichtfeld SF1 für einen hier nicht dargestellten Fahrer bezüglich der A-Säule 1 möglichst groß gehalten.
In der 6 wird in einer schematischen Querschnittsansicht die erste Ausführungsform der A-Säule 1 gezeigt, wobei an der A-Säule 1 eine Seitenscheibe S und Windschutzscheibe W angelagert sind. Der Querschnitt des Hohlprofiles 2 entspricht etwa dem in 1 gezeigtem Querschnittsverlauf VI-VI. Deutlich der 6 entnehmbar ist, dass das Hohlprofil 2 eine längliche Querschnittsform mit einer in Querschnittslängsrichtung weisenden Querschnittslängsachse a aufweist. Die Querschnittslängsachse a ist hierbei so ausgerichtet, dass sie in Einbaulage der A-Säule in der Karosseriestruktur K etwa zu einem hier nicht dargestellten, für einen Fahrer vorgesehenen Ort hin gerichtet ist. Dies trägt dazu bei, dass die eingezeichneten Sichtfeldbereiche SF1 und SF2 beidseitig der A-Säule 1 durch dieselbe möglichst wenig eingeschränkt werden.
Zur Abdeckung der A-Säule 1 in einem Innenraum IR des Fahrzeuges ist ein in Einbaulage inneres Abdeckungsteil 18 mit einem länglichen, etwa U-förmigen und zwei Abdeckungsschenkel 19 aufweisenden Querschnitt und einer in Querschnittslängsrichtung weisenden Querschnittslängsachse b zur Abdeckung des Hohlprofiles 2 vorgesehen. Die Abdeckungsschenkel 19 übergreifen in Einbaulage das Hohlprofil 2 seitlich, wobei die Abdeckungsschenkel 19 seitlich an dem Hohlprofil über einen bestimmten Bereich anliegen. Die Querschnittslängsachse b des Abdeckungsteiles 18 ist gleich der Querschnittslängsachse a des Hohlprofiles 2 so ausgerichtet, dass sie in Einbaulage der A-Säule 1 in der Karosseriestruktur K zumindest etwa zu dem hier nicht dargestellten, für den Fahrer vorgesehenen Ort in dem von der Karosseriestruktur K begrenzten Innenraum IR hin weist, wodurch ebenfalls die Sichtfeldbereiche SF1 und SF2 beidseitig der A-Säule 1 möglichst gering durch dieselbe eingeschränkt werden.
Das Hohlprofil 2 weist einen ersten Aufnahmeabschnitt 20 zur Anlagerung der Windschutzscheibe W in einem Aufnahmerandabschnitt 21 und einen zweiten Aufnahmeabschnitt 22 zur Anlagerung der Seitenscheibe S in einem Aufnahmerandabschnitt 23 auf. Beide Aufnahmeabschnitte 20, 22 sind entsprechend der Form des ihnen jeweils zugeordneten Aufnahmerandabschnittes 21, 23 der Windschutzscheibe W bzw. der Seitenscheibe S abgeflacht. Wie der 6 weiter entnehmbar, erstrecken sich die Aufnahmeabschnitte 20, 22 über einen bestimmten Umfangabschnitt und ferner, was hier nicht explizit gezeigt, in Längsrichtung des Hohlprofiles 2 zumindest über die Länge des ihnen zugeordneten Aufnahmerandabschnittes 21, 23 der Windschutzscheibe W bzw. der Seitenscheibe S. Somit können die Windschutzscheibe W bzw. die Seitenscheibe S unmittelbar auf dem geschlossenen Hohlprofil 2 so angelagert und in üblicher Weise unter Ausbildung einer festen Verbindung 24 in einer Verbindungsrichtung v verklebt und abgedichtet werden, dass sie Sichtfeldbereiche SF1 und SF2 beidseitig der A-Säule 1 nicht weiter einschränken. Die Verbindungsrichtung v ist in den Innenraum des Hohlprofiles 2 gerichtet. Die Verbindung 24 ist in 6 durch Dreiecke als festes Auflager symbolisiert. Beide Aufnahmeabschnitte 21, 23 laufen zu einem Außenraum AR unter Ausbildung einer Kante 25 zusammen. Die abgeflachte Form der Aufnahmeabschnitte 20, 22 sowie die Kante 25 erhöhen die Verwindungssteifigkeit der A-Säule 1.
Die geschlossene Kontur der A-Säule ist mit der länglichen Querschnittsform und den beiden Aufnahmeabschnitten 21, 23, welche in 6 lediglich schematisch und damit weniger komplex wiedergegeben, mittels Hydroforming oder Innenhochdruck-Umformen (IHU) ausgebildet und ist somit unter Beaufschlagung mit Innendruck und gleichzeitigem Stauchen eines entsprechenden, hier nicht gezeigten Rohlings hergestellt.
Zur Abdeckung des Hohlprofiles 2 und der verbundenen Anschlussblechteile 3 zum Außenraum AR hin ist ein in Einbaulage äußeres Abdeckungsteil 26 vorgesehen, das eine Lücke 27 zwischen dem Aufnahmerandabschnitt 21 der Windschutzscheibe W und dem Aufnahmerandabschnitt 23 der Seitenscheibe S überbrückt und abdichtet, wobei letzteres in 6 symbolhaft durch eine Durchdringung von Abdeckungsteil 26 und Windschutzscheibe W bzw. Seitenscheibe S wiedergegeben ist.
In den 7a bis c, 8 und 9 werden verschiedene Möglichkeiten zur Montage der A-Säule und/oder deren Einbau in die Karosseriestruktur K wiedergegeben, wobei in 7 die Montage zweier A-Säulen, d. h. so, wie sie als linke A-Säule 1l und rechte A-Säule 1r in die Karosseriestruktur verwandt werden, schematisch in mehreren Schritten gezeigt wird. In 7a sind Hohlprofil 2 und Anschlussblechteile 3 bereits fest miteinander verbunden vormontiert, wobei die linke A-Säule 1l zusätzlich mit dem Verbindungsstück V vormontiert ist. In einem weiteren Schritt wird das Verbindungsglied angefügt und mittels Punktschweißung verbunden (7b), wobei die so vormontierten A-Säulen nun in die Karosseriestruktur mittels Punktschweißung eingefügt werden, welches in 7c bereits erfolgt ist. Zusätzlich sind bereits in weiteren Montageschritten Windschutzscheibe W und Seitenscheiben S mit den A-Säulen 1l und 1r verklebt.
In den 8 und 9 wird jeweils eine Seitenansicht auf eine Innenseite einer in Fahrtrichtung rechten Karosserieseite der Karosseriestruktur K gezeigt. In 8 ist die A-Säule 1 gemäß 4 mit Verbindungsstück V als ein vorgefertigtes Montagestück mittels Punktschweißung eingefügt, während in 9 das Verbindungsglied gemäß 5 ebenfalls mit dem Verbindungsstück als ein Montagestück mittels Punktschweißung eingefügt ist und in einem weiteren Montageschritt die restliche vormontierte A-Säule 1 gemäß 1 mit Hohlprofil 2 und mittels WIG-Schweißens verbundenen Anschlussblechteilen 3 noch durch Punktschweißung einzufügen ist.

1: A-Säule
1l: linke A-Säule
1r: rechte A-Säule
2: Hohlprofil
3: Anschlussblechteil
4: erste Anschlussseite
5: Hohlprofilaufnahme
6: zweite Anschlussseite
7: Anschlussflansch
8: Verbindungsglied
9: Anschlussblech
10: oberer Verbindungsabschnitt
11: unterer Verbindungsabschnitt
12: Befestigungsseite
13: oberer Anschlussabschnitt
14: unterer Anschlussabschnitt
15: Innenöffnung
16: oberer Schenkel
17: unterer Schenkel
18: inneres Abdeckungsteil
19: Abdeckungsschenkel
20: erster Aufnahmeabschnitt
21: Aufnahmerandabschnitt der Windschutzscheibe
22: zweiter Aufnahmeabschnitt
23: Aufnahmerandabschnitt der Seitenscheibe
24: Verbindung
25: Kante
26: äußeres Abdeckungsteil
27: Lücke
a: Querschnittslängsachse
b: Querschnittslängsachse
v: Verbindungsrichtung
AR: Außenraum
IR: Innenraum
K: Karosseriestruktur
S: Seitenscheibe
SF1, SF2: Sichtfeld
V: Verbindungsstück
W: Windschutzscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19802702 A1 [0002, 0002]
- WO 2006/122775 A1 [0003]

Claims

Säule, insbesondere eine A-Säule (1, 1l, 1r), als Teil einer Karosseriestruktur (K) eines Kraftwagens, wobei die A-Säule (1, 1l, 1r) ein Hohlprofil (2) mit einem geschlossenen Querschnitt aufweist, gekennzeichnet durch das Hohlprofil (2) zum Anschluss an die Karosseriestruktur (K) endabschnittsseitig jeweils mit einem vorgesehenen Anschlussblechteil (3) fest verbunden ist und dass das Anschlussblechteil (3) mit der Karosseriestruktur (K) verbindbar ist.
Säule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussblechteil (3) eine erste Anschlussseite (4) mit einer Hohlprofilaufnahme (5) für das Hohlprofil (2) umfasst, in der das Hohlprofil (2) mittels eines Fügeverfahrens kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist, und eine zweite Anschlussseite (6) zur Anbindung der A-Säule (1, 1l, 1r) in der Karosseriestruktur (K) aufweist.
Säule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlussblechteile (3) unter Ausbildung eines Anschlussbleches (9) über ein Verbindungsglied (8) fest miteinander verbunden sind.
Säule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsglied (8) eine abgewinkelte oder zweischenklige Form aufweist und jeweils mit einem Verbindungsabschnitt (10, 11) an einer Befestigungsseite (12) der Anschlussblechteile (3) angreift und dass das Anschlussblech (8) und das Hohlprofil (2) ein Strukturbauteil mit einer etwa dreiseitigen Außenkontur ausbildet.
Säule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schenkel (16, 17) des Verbindungsgliedes (8) und zwar der in Einbaulage untere Schenkel (17) einen in Einbaulage mit einer Komponente nach unten weisenden Anschlussabschnitt (14) zur Anbindung des Verbindungsgliedes (8) an die Karosseriestruktur (K) aufweist.
Säule nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anschlussseite (6) und die Befestigungsseite (12) zumindest eines der Anschlussblechteile (3) sowie der dem Anschlussblechteil (3) zugeordnete Verbindungsabschnitt (10, 11) des Verbindungsgliedes (8) zumindest teilweise überlappend angeordnet sind.
Säule nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturbauteil eine der Außenkontur angepasste Innenöffnung (15) zur Aufnahme einer Seitenscheibe (S) umfasst.
Säule nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (2) eine längliche Querschnittsform mit einer in Querschnittslängsrichtung weisenden Querschnittslängsachse (a) aufweist und dass die Querschnittslängsachse (a) in Einbaulage der A-Säule (1, 1l, 1r) in der Karosseriestruktur (K) zumindest etwa zu einem für einen Fahrer vorgesehenen Ort in einem von der Karosseriestruktur (K) begrenzten Innenraum (IR) hin weist.
Säule nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass ein in Einbaulage inneres Abdeckungsteil (18) mit einem länglichen, etwa U-förmigen und zwei Abdeckungsschenkel (19) aufweisenden Querschnitt und einer in Querschnittslängsrichtung weisenden Querschnittslängsachse (b) zur Abdeckung des Hohlprofiles (2) vorgesehen ist, dass die Abdeckungsschenkel (19) in Einbaulage das Hohlprofil (2) seitlich übergreifen und die Querschnittslängsachse (b) in Einbaulage der A-Säule (1, 1l, 1r) in der Karosseriestruktur (K) zumindest etwa zu einem für einen Fahrer vorgesehenen Ort in einem von der Karosseriestruktur (K) begrenzten Innenraum (IR) hin weist.
Säule nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (2) einen ersten Aufnahmeabschnitt (20) für einen seitlichen Aufnahmerandabschnitt (21) einer Windschutzscheibe (W) aufweist und dass sich der erste Aufnahmeabschnitt (20) über einen Umfangabschnitt und in Längsrichtung des Hohlprofiles (2) erstreckt und entsprechend der Form des Aufnahmerandabschnittes (21) der Windschutzscheibe (W) abgeflacht ist.
Säule nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (2) einen umfänglich zum ersten Aufnahmeabschnitt (20) beabstandeten zweiten Aufnahmeabschnitt (22) für einen seitlichen Aufnahmerandabschnitt (23) der Seitenscheibe (S) aufweist und dass sich der zweite Aufnahmeabschnitt (22) über einen Umfangabschnitt und in Längsrichtung des Hohlprofiles (2) erstreckt und entsprechend der Form des Aufnahmerandabschnittes (23) der Seitenscheibe (S) abgeflacht ist.
Säule nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (2) mittels Hydroforming oder Innenhochdruck-Umformen (IHU) ausgeformt ist.
Säule nach einem der Ansprüche 8 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass ein in Einbaulage äußeres Abdeckungsteil (26) zur Abdeckung des Hohlprofiles (2) vorgesehen ist, das in Einbaulage der A-Säule (1, 1l, 1r) sowie der Windschutzscheibe (W) und der Seitenscheibe (S) an den Aufnahmerandabschnitten (21, 23) seitlich und von Außen über die Scheiben (S, W) ragt.
Verfahren zur Montage und zum Einbau einer A-Säule (1, 1l, 1r) gemäß den Ansprüche 1 bis 13 in eine Karosseriestruktur (K) eines Fahrzeuges, wobei die A-Säule (1, 1l, 1r) ein Hohlprofil (2) und zwei Anschlussblechteile (3) zur Anbindung der A-Säule (1, 1l, 1r) an die Karosseriestruktur (K) umfasst, mit folgenden Verfahrensschritten: Bereitstellen des Hohlprofiles (2) und der Anschlussblechteile (3) Verbinden von Endabschnitten des Hohlprofiles (2) mit jeweils einem Anschlussblechteil (3) durch WIG-Schweißen, Löten oder Kleben, Verbinden der Anschlussblechteile (3) mit der angrenzenden Karosseriestruktur (K) durch Punktschweißen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Anschlussbleche jeweils eine Steckaufnahme für das Hohlprofil (2) aufweisen dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (2) vor seiner Verbindung mit den Anschlussteilen (3) endseitig in Hohlprofilaufnahmen (5) gesteckt wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei für die A-Säule (1, 1l, 1r) ein Verbindungsglied (8) zur Verbindung beider Anschlussblechteile (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussblechteile (3) nach ihrer Verbindung mit dem Hohlprofil (2) unter Ausbildung eines Anschlussbleches (9) über das Verbindungsglied (8) fest miteinander verbunden werden.