DE102009048255A1

DE102009048255A1 - Column e.g. C-column, for passenger car, has additional structure and/or functional element formed as reinforcement element, holder and rod or absorber leg console, where column is designed as one-piece casting component

Info

Publication number: DE102009048255A1
Application number: DE200910048255
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.-Ing. Eipper; Dietmar Kallfass
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2011-04-07

Abstract

The column has an additional structure and/or functional element that are formed as a reinforcement element, a holder and a rod or an absorber leg console, where the holder is provided for an attachment part. The column is designed as one-piece casting component and light alloy pressure casting component or thin-walled steel casting component.

Description

Die Erfindung betrifft eine Säule, insbesondere eine C-Säule, für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen.The invention relates to a column, in particular a C-pillar, for a motor vehicle, in particular a passenger car.

Solche Säulen sind dem Stand der Technik als allgemein bekannt zu entnehmen. Heutzutage werden Säulen für Kraftwagenkarosserien üblicherweise in Blechschalenbauweise aufgebaut und umfassen zumindest eine Außenschale und eine Innenschale. Zur Verstärkung dieser Schalen, die bei einem Seitenaufprall besonders hohen Anforderungen genügen müssen, sind oft noch zusätzlich Verstärkungs- und Versteifungselemente vorgesehen. Diese sollen sicherstellen, dass bei einem Seitenaufprall auf den Kraftwagen eine Intrusion des Unfallgegners in die Fahrgastzelle des Kraftwagens weitestgehend vermieden wird.Such columns are known in the art as generally known. Nowadays pillars for motor vehicle bodies are usually constructed in sheet metal shell construction and comprise at least an outer shell and an inner shell. To reinforce these shells, which must meet particularly high requirements in a side impact, often reinforcing and reinforcing elements are also provided. These are to ensure that in the event of a side impact on the motor vehicle, an intrusion of the accident opponent into the passenger compartment of the motor vehicle is largely avoided.

Zusätzlich sind oft noch weitere Bauteile notwendig, die beispielsweise Funktionselemente wie Türschlosshalterungen, Türbügelhalterungen und dergleichen ausbilden. All diese Einzelteile müssen aufwändig zu der Säule gefügt werden, so dass die Herstellung zeit- und kostenaufwändig ist. Aufgrund der hohen Steifigkeitsanforderungen müssen oftmals sehr schwere Werkstoffe, in der Regel Stähle, verwendet werden. Durch die Verwendung solcher Werkstoffe beim Aufbau von Säulen für Kraftwagenkarosserien wird das Gesamtgewicht des Kraftwagens erhöht. Damit erhöht sich auch sein Kraftstoffverbrauch und damit seine CO₂-Emissionen.In addition, other components are often necessary, for example, form the functional elements such as door lock brackets, door handle brackets and the like. All these items must be laboriously added to the column, so that the production is time-consuming and costly. Due to the high stiffness requirements very heavy materials, usually steels, often have to be used. The use of such materials in the construction of pillars for motor vehicle bodies increases the overall weight of the motor vehicle. This also increases its fuel consumption and thus its CO ₂ emissions.

Auch die Konstruktion derartiger Säulen ist aufwändig, da aufgrund des Aufbaus der Säulen aus einer Vielzahl von Einzelteilen all diese Teile sowie ihre Fügestellen auf die im Normalbetrieb und beim Seitencrash auftretenden Belastungen optimiert werden müssen. Insbesondere die Fügestellen sind hier problematisch, da dort das höchste Versagensrisiko bei einem Unfall besteht.The construction of such columns is complex, since due to the structure of the columns of a variety of items all these parts and their joints must be optimized for the loads occurring in normal operation and side impact. In particular, the joints are problematic here because there is the highest risk of failure in an accident.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Säule der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass diese leicht kostengünstige und besonders belastbar ausgebildet ist.The present invention is therefore based on the object to further develop a column of the type mentioned that this is easily formed cost-effective and very resilient.

Diese Aufgabe wird durch eine Säule mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a column having the features of patent claim 1.

Eine solche Säule, insbesondere eine C-Säule ist erfindungsgemäß als einstückiges Gussbauteil ausgebildet. Damit wird die Herstellung einer solchen Säule deutlich vereinfacht, da eine Vielzahl von Fügeschritten entfallen können. Auch müssen nicht mehr eine Vielzahl einzelner Teile auf ihre Belastung optimiert werden, die Optimierung kann vielmehr an einem einzelnen Bauteil erfolgen, so dass sich besonders feste und gleichzeitig hinreichend duktile Säulen schaffen lassen. Da keine Fügestellen innerhalb der Säule mehr vorhanden sind, entfallen auch die bislang vorhandenen Schwachstellen, so dass das Crashverhalten einer solchen Säule besonders gut ist.Such a column, in particular a C-pillar according to the invention is designed as a one-piece cast component. Thus, the production of such a column is greatly simplified, since a variety of Fühnen can be omitted. It is no longer necessary to optimize a large number of individual parts for their load, but the optimization can be carried out on a single component, so that it is possible to create particularly strong and at the same time sufficiently ductile columns. Since there are no more joints within the column, eliminates the previously existing vulnerabilities, so that the crash behavior of such a column is particularly good.

Durch die Ausbildung als Gussbauteil ist es weiterhin möglich, auch eine Vielzahl weiterer Anbauteile mit anzugießen. Damit entfallen weitere Fügeschritte und damit Herstellungskosten. Durch die besonders guten Optimierungsmöglichkeiten kann die Säule ferner besonders leicht ausgebildet werden, so dass das Gesamtgewicht des Kraftwagens mit einer solchen Säule gesenkt wird. Damit sinkt auch dessen Kraftstoffverbrauch und damit die CO₂-Emissionen. Im Gegensatz zu Blechbauteilen können derartige Gussbauteile auch lokal optimal an die Belastungen angepasst werden, beispielsweise indem die Wandstärke des Gussbauteils lokal variiert wird oder lokal zusätzliche Verstärkungsrippen oder dergleichen angegossen werden.Due to the design as a cast component, it is also possible to invest in a variety of other attachments with. This eliminates further joining steps and thus manufacturing costs. Due to the particularly good optimization options, the column can also be made particularly lightweight, so that the total weight of the motor vehicle is lowered with such a column. This also reduces its fuel consumption and thus CO ₂ emissions. In contrast to sheet metal components such cast components can also be optimally adapted locally to the loads, for example by locally varying the wall thickness of the cast component or by locally casting additional reinforcing ribs or the like.

Bevorzugt ist die Säule als Leichtmetalldruckgussbauteil oder dünnwandiges Stahlgussbauteil ausgebildet. Beide Varianten erlauben eine besonders leichte Ausbildung der Säule und damit eine besonders gute Kraftstoffökonomie eines Kraftwagens mit dieser Säule.Preferably, the column is formed as Leichtmetalldruckgussbauteil or thin-walled cast steel component. Both variants allow a particularly easy training of the column and thus a particularly good fuel economy of a motor vehicle with this column.

Vorzugsweise ist ferner wenigstens ein weiteres Struktur- und/oder Funktionselement einstückig in die C-Säule integriert. Damit entfällt auch für solche Struktur- und/oder Funktionselemente die Notwendigkeit, separate Bauteile bereitzustellen und zu fügen. Auch hierdurch wird der logistische Aufwand sowie die Werkzeug- und Herstellungskosten gesenkt. Bei solchen Struktur- und/oder Funktionselementen kann es sich um Verstärkungselemente, Halter für Anbauteile, Streben oder auch Dämpferbeinkonsolen handeln. Die einstückig gegossene Struktur kann sich also von der eigentlichen C-Säule auch weiter beispielsweise in Richtung Fahrzeugheck erstrecken. Hierdurch wird ein besonders hoher Integrationsgrad erreicht, wodurch besonders leichte und stabile Hybridkarosserien geschaffen werden können.Preferably, further at least one further structural and / or functional element is integrally integrated in the C-pillar. This eliminates the need to provide separate components and add for such structural and / or functional elements. This also reduces the logistical effort and the tool and manufacturing costs. Such structural and / or functional elements may be reinforcing elements, holders for attachments, struts or shock absorber brackets. The integrally cast structure can therefore extend from the actual C-pillar also further, for example in the direction of the vehicle rear. As a result, a particularly high degree of integration is achieved, whereby particularly lightweight and stable hybrid bodies can be created.

Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:In the following, the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Hereby show:

1 eine Explosionsdarstellung einer Seitenwand für einen Kraftwagen nach dem Stand der Technik 1 an exploded view of a side wall for a motor vehicle according to the prior art

2 und 3 Ansichten komplett montierter Seitenwände nach dem Stand der Technik von der Fahrzeuginnenseite her. 2 and 3 Views of fully assembled side walls according to the prior art from the vehicle interior.

Eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Seitenwand für einen Kraftwagen umfasst einen Schweller 12, eine untere 14 und obere A-Säule 16, eine B-Säule 18, einen Dachrahmen 20 sowie eine C-Säule 22, welche eine Innenschale 24 und eine Außenschale 26 umfasst. In Fahrzeughochrichtung unterhalb der C-Säule ist ein Radhaus 28 angeordnet. An der C-Säule 22 kann ein Halter 30 für eine Versteifungsstrebe sowie eine Konsole 32 vorgesehen sein. Alle gezeigten Bauteile sind gemäß dem Stand der Technik als Blechbauteile in der so genannten Schalenbauweise ausgeführt. Aufgrund der hohen Anzahl einzelner Bauteile ist das Fügen einer solchen Seitenwand 10 komplex. Auch die Herstellung der Einzelteile für die Seitenwand 10 ist aufwändig, da für jedes ein eigenes Werkzeug, beispielsweise ein Tiefziehwerkzeug vorgehalten werden muss. Auch bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung ist das Verhalten einer solchen Seitenwand 10 nicht optimal, da die Fügestellen zwischen den einzelnen Bauteilen potenzielle Versagensstellen darstellen.One in total with 10 designated sidewall for a motor vehicle includes a sill 12 , a lower one 14 and upper A-pillar 16 , a B-pillar 18 a roof frame 20 and a C-pillar 22 which is an inner shell 24 and an outer shell 26 includes. In the vehicle vertical direction below the C-pillar is a wheel arch 28 arranged. At the C-pillar 22 can be a holder 30 for a stiffening strut and a console 32 be provided. All components shown are designed according to the prior art as sheet metal components in the so-called shell construction. Due to the high number of individual components is the joining of such a side wall 10 complex. Also the production of the individual parts for the side wall 10 is complex because each has its own tool, such as a thermoforming tool must be kept. Even with an accidental force application is the behavior of such a sidewall 10 not optimal, as the joints between the individual components represent potential failure points.

Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, die C-Säule 22 als einstückiges Gussbauteil auszubilden. Von dem einstückigen Bauteil werden die bislang einzeln ausgebildeten Innen- 24 und Außenschalen 26 der C-Säule, dass Radhaus 28 sowie die Versteifungsstrebe 30 umfasst. Damit wird die Zahl der Fügestellen in der Seitenwand 10 deutlich reduziert, was den Herstellungsaufwand deutlich vermindert. Gleichzeitig wird eine besonders haltbare C-Säule 22 geschaffen, da im Falle eines Unfalls kein Versagen an den Fügestellen zwischen den einzelnen Teilen droht. Auch weitere Bauteile können in die C-Säule 22 integriert und mit dieser einstückig gegossen werden. Hierzu zählt beispielsweise die Dämpferbeinkonsole 32, die in der Darstellung in 2 dargestellt ist.According to the invention it is therefore intended, the C-pillar 22 as a one-piece cast component. From the one-piece component, the previously individually formed interior 24 and outer shells 26 the C-pillar, that wheel arch 28 as well as the stiffening brace 30 includes. This will increase the number of joints in the sidewall 10 significantly reduced, which significantly reduces the production cost. At the same time, a particularly durable C-pillar 22 created in the event of an accident, no failure at the joints between the individual parts threatens. Other components can be in the C-pillar 22 integrated and molded with this one piece. This includes, for example, the shock absorber bracket 32 that in the illustration in 2 is shown.

Die C-Säule kann sich im Wesentlichen bis zum Heck 34 des Kraftwagens erstrecken, so dass eine komplett einstückige Struktur für den Hinterwagen geschaffen wird.The C-pillar can be essentially up to the stern 34 extend the motor vehicle, so that a completely one-piece structure is created for the rear.

Die C-Säule 22 kann dabei im Leichtmetalldruckguss, beispielsweise aus Aluminiumbasislegierungen hergestellt werden. Auch die Verwendung von dünnwandigen Stahlgussbauteilen ist möglich. Durch eine lokale Anpassung der Bauteildicke sowie durch Verrippungen, Streben und dergleichen kann die C-Säule 22 optimal an zu erwartende Belastungen angepasst werden, so dass sie ein besonders gutes Verformungsverhalten im Falle eines Unfalls zeigt.The C-pillar 22 can be produced in light metal die casting, for example, aluminum-based alloys. The use of thin-walled cast steel components is also possible. By a local adjustment of the component thickness and by ribbing, struts and the like, the C-pillar 22 be optimally adapted to expected loads, so that it shows a particularly good deformation behavior in the event of an accident.

Claims

Pillar ( 22 ), in particular C-pillar, for a motor vehicle, in particular a passenger car, characterized in that the pillar ( 22 ) is formed as a one-piece cast component.

Pillar ( 22 ) according to claim 1, characterized in that the column ( 22 ) is designed as Leichtmetalldruckgussbauteil or thin-walled cast steel component

Pillar ( 22 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one further structural and / or functional element ( 28 . 30 . 32 . 33 ) is integrally integrated into the column.

Pillar ( 22 ) according to claim 3, characterized in that the at least one further structural and / or functional element ( 28 . 30 . 32 . 33 ) a reinforcing element ( 32 ), a holder for an attachment, a strut ( 30 ) or a shock absorber bracket ( 33 ).