DE102010001231A1 - Struktureinrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktureinrichtung für ein Fahrzeug, die im Fall eines Seitenaufpralls verbesserte Eigenschaften aufweist, umfassend eine Karosseriesäule, die parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeughochrichtung orientiert ist und einen oberen und einen unteren Endbereich umfasst, wobei die Struktureinrichtung eine Energieabsorptionseinrichtung umfasst, und wobei der untere Endbereich der Karosseriesäule über die Energieabsorptionseinrichtung derart mit einem weiteren Karosserieelement des Fahrzeugs verbunden ist, dass bei einem Seitenaufprall auf die Karosseriesäule zumindest ein Teil der Aufprallenergie durch eine plastische Verformung der Energieabsorptionseinrichtung absorbierbar ist

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktureinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Karosseriesäule, die parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeughochrichtung orientiert ist und einen oberen und einen unteren Endbereich umfasst.
  • Karosseriesäulen sind wesentliche Elemente einer Fahrzeugkarosserie. Bei Kraftfahrzeugen wird die Fahrgastzelle häufig durch je ein Paar von A-Säulen, B-Säulen und C-Säulen definiert, wobei insbesondere der B-Säule eine entscheidende Funktion für die Sicherheit der Insassen im Fall eines Seiteaufpralls auf das Kraftfahrzeug zukommt.
  • Um das Eindringen eines seitlich aufprallenden Körpers in den Fahrgastraum zu weit wie möglich zu verhindern, werden bisher B-Säulen (oder entsprechende andere Karosseriesäulen) mit einer möglichst hohen Steifigkeit eingesetzt, also z. B. Hohlprofile aus Stahl mit einer großen Wandstärke. Dies führt zu einem entsprechend hohen Gewicht der Karosseriesäulen, was wiederum nicht wünschenswert ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Struktureinrichtung für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, die im Fall eines Seitenaufpralls verbesserte Eigenschaften aufweist.
  • Diese Aufgabe wird bei der Struktureinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Struktureinrichtung eine Energieabsorptionseinrichtung umfasst, wobei der untere Endbereich der Karosseriesäule über die Energieabsorptionseinrichtung derart mit einem weiteren Karosserieelement des Fahrzeugs verbunden ist, dass bei einem Seitenaufprall auf die Karosseriesäule zumindest ein Teil der Aufprallenergie durch eine plastische Verformung der Energieabsorptionseinrichtung absorbierbar ist.
  • Bei einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem Stand der Technik kommt es bei einem Seitenaufprall auf eine Karosseriesäule zu einer Absorption mindestens eines Teils der Aufprallenergie durch die Karosseriesäule selbst, wobei diese plastisch verformt wird. Bei einem Hohlprofil führt dies insbesondere zu einer Querschnittsverringerung. Selbst bei hohen Wandstärken kann es dabei zu einem Kollabieren des Säulenquerschnitts kommen, sodass die Steifigkeit der Karosseriesäule drastisch reduziert wird und die Säule schließlich abknickt und dadurch weit in den Fahrgastraum eindringt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Struktureinrichtung wird demgegenüber die Aufprallenergie, die zunächst auf die Karosseriesäule einwirkt, zumindest teilweise durch die mit dieser verbundenen Energieabsorptionseinrichtung absorbiert, die für eine entsprechende plastische Verformung ausgelegt ist. Durch diese Funktionstrennung wird die Karosseriesäule entlastet, sie ist somit nur einer geringeren plastischen Verformung ausgesetzt und behält Ihre Steifigkeit in höherem Ausmaß bei. Durch die vorliegende Erfindung kann somit die strukturelle Integrität des Fahrgastraumes und damit die Sicherheit der Insassen bei einem Seitenaufprall deutlich verbessert werden.
  • Günstigerweise ist ein überwiegender Teil der Aufprallenergie durch die plastische Verformung der Energieabsorptionseinrichtung absorbierbar. Je höher dieser Anteil ist, desto geringer ist die durch die Karosseriesäule zu absorbierende Energie, sodass das Gewicht der Karosseriesäule verringert werden kann (z. B. durch eine geringere Wandstärke bei einem Hohlprofil). Somit weist die erfindungsgemäße Struktureinrichtung ein besseres Verhältnis von Gewicht und Stabilität bei einem Seitenaufprall auf.
  • Dadurch, dass die Energieabsorptionseinrichtung am unteren Endbereich der Karosseriesäule (d. h. im Bereich des Säulenfußes) angeordnet ist, wird insbesondere der obere Bereich der Karosseriesäule, auf dessen Höhe sich der Oberkörper der Insassen befindet, von der Aufprallenergie entlastet. Die Definition des oberen und unteren Endbereichs der Karosseriesäule bezieht sich hierbei auf deren Erstreckung parallel oder im Wesentlichen parallel zur Fahrzeughochrichtung, die der Schwerkraftrichtung entspricht, wenn das Fahrzeug auf einer ebenen Fläche abgestellt ist.
  • Das weitere Karosserieelement, das über die Energieabsorptionseinrichtung mit der Karosseriesäule verbunden ist, umfasst vorzugsweise einen Längsträger, der parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung (d. h. der Fahrtrichtung des Fahrzeugs) orientiert ist. Der Längsträger kann insbesondere ein Schwellerelement und/oder einen Teil eines Türrahmens des Fahrzeugs umfassen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Karosseriesäule eine B-Säule. Die Stabilität der B-Säule, die bei typischen Kraftfahrzeugkarosserien in etwa auf Höhe des Fahrers bzw. Beifahrers angeordnet ist, spielt eine besonders wichtige Rolle für die strukturelle Integrität des Fahrgastraumes bei einem Seitenaufprall. Die erfindungsgemäße Struktureinrichtung kann aber auch bei einer A-Säule und/oder einer C-Säule zum Einsatz kommen.
  • Während bei bekannten Fahrzeugkarosserien insbesondere der untere Endbereich der B-Säule unmittelbar mit einem weiteren Karosserieelement wie z. B. einem Schwellerelement verbunden ist, erfolgt diese Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung über eine Energieabsorptionseinrichtung. Im Zuge der plastischen Verformung der Energieabsorptionseinrichtung erfolgt daher eine Bewegung des unteren Endbereichs der Karosseriesäule relativ zu dem weiteren Karosserieelement in Aufprallrichtung, d. h. im Wesentlichen zur Fahrzeugmitte hin. Diese Bewegung der Karosseriesäule ist jedoch tolerierbar und kann bei der Auslegung der Karosseriestruktur entsprechend berücksichtigt werden.
  • Wenn das weitere Karosserieelement einen Längsträger umfasst, kann zur Stabilisierung der Karosseriestruktur vorgesehen sein, dass die beiden Längsträger an den gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs durch einen Querträger miteinander verbunden sind. Bevorzugt greift der Querträger dann an der Stelle des Längsträgers an, an der auch die Verbindung zur Karosseriesäule vorgesehen ist. Auf diese Weise kann einer Verformung des Längsträgers durch die von der Karosseriesäule übertragene Aufprallenergie entgegengewirkt werden.
  • Die Energieabsorptionseinrichtung ist bevorzugt zumindest teilweise aus einem metallischen Material gebildet. Metalle können aufgrund ihrer Flexibilität relativ hohe Energien durch plastische Verformung absorbieren. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Stahllegierungen, die eine hohe Zugfestigkeit aufweisen, z. B. Stahllegierungen mit einem hohen Mangananteil. Denkbar ist jedoch auch der Einsatz von Leichtmetallen, insbesondere Aluminium und/oder Magnesium.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Energieabsorptionseinrichtung zumindest teilweise aus einem Verbundmaterial, insbesondere aus einem faserverstärkten Polymermaterial, gebildet. Bei derartigen Materialien (z. B. CFK oder GFK) erfolgt eine Energieabsorption durch Stauchung in Folge einer Vielzahl von fortschreitenden Brüchen (”Crushing”).
  • Die Energieabsorptionseinrichtung kann auf unterschiedliche Weise ausgebildet und angeordnet sein. Insbesondere kann die Energieabsorptionseinrichtung für eine Energieabsorption durch Stauchung oder durch Dehnung ausgelegt sein.
  • Wenn die Energieabsorptionseinrichtung für eine Stauchung ausgelegt ist, ist es bevorzugt, wenn sich der untere Endbereich der Karosseriesäule über die Energieabsorptionseinrichtung fahrzeugaußenseitig an dem weiteren Karosserieelement abstützt. Bei einem Seitenaufprall auf die Karosseriesäule erfolgt dann ein Zusammendrücken der Energieabsorptionseinrichtung zwischen dem sich in Richtung Fahrzeugmitte bewegenden unteren Endbereich der Karosseriesäule und dem weiteren Karosserieelement, also z. B. einem Längsträger.
  • Besonders günstig ist es hierbei, wenn die Energieabsorptionseinrichtung als Hohlprofil ausgebildet ist. Derartige Hohlprofile, insbesondere aus einem metallischen Material, können hohe Energiemengen durch Faltenbeulen absorbieren. Die Längsachse des Hohlprofils ist bevorzugt parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeugquerrichtung orientiert, d. h. in Richtung der Krafteinwirkung bei einem Seitenaufprall. Das Hohlprofil kann z. B. als Hohlzylinder ausgebildet sein.
  • Eine Energieabsorptionseinrichtung in Form eines Hohlprofils ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kegelstumpfförmig ausgebildet, insbesondere wenn diese aus einem faserverstärkten Polymermaterial (z. B. CFK oder GFK) gebildet ist. Derartige Strukturen sind auch als Crash-Cones bekannt.
  • Wenn die Energieabsorptionseinrichtung für eine Absorption der Aufprallenergie durch Dehnung ausgelegt ist, dann erfolgt während des Seitenaufpralls eine Vergrößerung des Abstandes zwischen dem unteren Endbereich der Karosseriesäule und dem weiteren Karosserieelement des Fahrzeugs. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Karosseriesäule gegenüber dem weiteren Karosserieelement in Richtung Fahrzeugmitte versetzt, und die Energieabsorptionseinrichtung umfasst einen dehnbaren Materialabschnitt, der sich im Wesentlichen entlang einer Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Dieser dehnbare Materialabschnitt, der den unteren Endbereich der Karosseriesäule mit dem weiteren Karosserieelement, z. B. einem Schwellerelement, verbindet, kann insbesondere aus einem Stahlblech mit einer hohen Zugfestigkeit gebildet sein. An den Materialabschnitt der Energieabsorptionseinrichtung, der der Aufnahme der Aufprallenergie dient, schließt sich bevorzugt ein Verbindungsabschnitt an, der das weitere Karosserieelement umgreift.
  • Die Energieabsorptionseinrichtung ist bevorzugt einstückig mit der Karosseriesäule und/oder mit dem weiteren Karosserieelement des Fahrzeugs ausgebildet. Für die vorteilhafte Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Struktureinrichtung ist die Stabilität der Verbindung zwischen der Karosseriesäule, der Energieabsorptionseinrichtung und dem weiteren Karosserieelement von großer Bedeutung, was durch eine einstückige Ausbildung der entsprechenden Elemente in hohem Maße erreicht werden kann. Dies gilt insbesondere bei einer auf Dehnung ausgelegten Energieabsorptionseinrichtung.
  • Alternativ oder zusätzlich können die Karosseriesäule, die Energieabsorptionseinrichtung und/oder das weitere Karosserieelement durch Verschweißen miteinander verbunden sein, soweit metallische Materialien zum Einsatz kommen. Des Weiteren können Schraubverbindungen oder Klebeverbindungen vorgesehen sein.
  • Die Karosseriesäule ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zumindest teilweise aus einem metallischen Material gebildet, z. B. aus Stahl bzw. einer Stahllegierung, aus Aluminium oder aus Magnesium. In diesem Fall ist es besonders günstig, wenn die Karosseriesäule mit einer ebenfalls metallischen Energieabsorptionseinrichtung einstückig ausgebildet ist oder mit dieser verschweißt ist, wie dies bereits oben beschrieben wurde.
  • Günstigerweise ist die Karosseriesäule als Hohlprofil ausgebildet. Derartige Hohlprofile weisen eine gutes Stabilitätsverhalten auf, wobei die Wandstärke und damit das Gewicht des Hohlprofils im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, verringert werden können, da durch das Vorsehen der Energieabsorptionseinrichtung die Karosseriesäule selbst nur einen geringen Teil der Aufprallenergie bei einem Seitenaufprall absorbieren muss.
  • Das Hohlprofil kann mit einem Verstärkungsmaterial gefüllt sein, um die Stabilität der Karosseriesäule weiter zu erhöhen. Das Verstärkungsmaterial kann z. B. eine Schaumstruktur auf Basis eines Polymermaterials umfassen.
  • Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Karosseriesäule eine oder mehrere Versteifungsstrukturen aufweist. Solche Versteifungsstrukturen, insbesondere eine Rippen- oder Wabenstruktur, können unabhängig davon vorgesehen sein, ob die Karosseriesäule als Hohlprofil ausgebildet ist, oder als massive Struktur (z. B. als ein bandförmiges Stahlblech). Die Versteifungsstrukturen können insbesondere auch nur in einem oberen Bereich der Karosseriesäule vorgesehen sein, da es in diesem Bereich im Hinblick auf die Fahrgastsicherheit besonders wichtig ist, ein Abknicken der Karosseriesäule zu verhindern. Ohne die erfindungsgemäße Struktureinrichtung, bei der ein Großteil der Aufprallenergie durch die Energieabsorptionseinrichtung absorbiert wird, besteht bei einer extremen Versteifung der Karosseriesäule die Gefahr, dass diese in Folge des Energieeintrags bei einem Seitenaufprall bricht.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Karosseriesäule zumindest teilweise aus einem Verbundmaterial, insbesondere aus einem faserverstärkten Polymermaterial, gebildet. Derartige Verbundmaterialien wie z. B. CFK der GFK können eine Alternative oder Ergänzung zu metallischen Werkstoffen darstellen.
  • Der obere Endbereich der Karosseriesäule ist in der Regel mit einem Dachelement des Fahrzeugs verbunden. Das Dachelement kann hierbei einen Dachholm und/oder einen Querträger umfassen.
  • Da bei der erfindungsgemäßen Struktureinrichtung im Fall eines Seitenaufpralls eine Bewegung des unteren Endbereichs der Karosseriesäule in Richtung Fahrzeugmitte erfolgt, gleichzeitig aber die Karosseriesäule selbst so wenig wie möglich verformt werden soll, erfolgt bevorzugt eine Verschwenkung der Karosseriesäule relativ zu dem mit ihr verbundenen Dachelement. Deshalb ist es besonders günstig, wenn der obere Endbereich der Karosseriesäule gelenkig mit dem Dachelement verbunden ist. Die gelenkige Verbindung ist hierbei so ausgelegt, dass gezielt in diesem Bereich ein Verschwenken der Karosseriesäule relativ zum Dachelement (z. B. einem Dachholm) ermöglicht wird, wobei die Schwenkachse parallel oder im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung orientiert ist. Durch diese Lokalisation der Verformung auf den Verbindungsbereich zwischen der Karosseriesäule und dem Dachelement kann einer unkontrollierten Verformung der jeweiligen Elemente entgegengewirkt werden. Insbesondere kann die Gefahr eines Bruchs der Verbindungsstelle zwischen der Karosseriesäule und dem Dachelement vermieden werden.
  • Die gelenkige Verbindung zwischen dem oberen Endbereich der Karosseriesäule und dem Dachelement umfasst bevorzugt ein Fließgelenk. Günstigerweise wird dieses Fließgelenk (auch als plastisches Gelenk bezeichnet) durch einen entsprechend dünner ausgelegten Materialabschnitt im Verbindungsbereich gebildet. Die Karosseriesäule und das Dachelement können hierbei einstückig ausgebildet sein.
  • Alternativ kann die gelenkige Verbindung eine Scharnierverbindung umfassen. In diesem Fall umfassen die Karosseriesäule und das Dachelement bevorzugt ineinandergreifende Elemente, die eine formschlüssige Verbindung ermöglichen.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welches eine oder mehrere der vorstehend beschriebenen Struktureinrichtungen umfasst. Bevorzugt umfasst das Fahrzeug an jeder Fahrzeugseite mindestens eine Struktureinrichtung, insbesondere als B-Säulen. Zusätzlich kann das Fahrzeug erfindungsgemäße Struktureinrichtungen auch als A-Säulen und/oder als C-Säulen umfassen.
  • Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen im Einzelnen:
  • 1: eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Struktureinrichtung;
  • 2: eine schematische Darstellung der Struktureinrichtung gemäß der 1 nach einem Seitenaufprall; und
  • 3: eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Struktureinrichtung.
  • Die 1 zeigt schematisch den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Struktureinrichtung 10. Die Struktureinrichtung 10 ist Teil einer Fahrzeugkarosserie, die in der 1 in einer Querschnittsansicht gezeigt ist, wobei die Fahrzeuglängsrichtung senkrecht zur Zeichenebene verläuft.
  • Die Struktureinrichtung 10 umfasst eine Karosseriesäule 12, bei der es sich insbesondere um eine B-Säule einer Kraftfahrzeugkarosserie handeln kann. Die Karosseriesäule 12 ist im Wesentlichen parallel zur Fahrzeughochrichtung 14 orientiert und weist einen oberen Endbereich 16 und einen unteren Endbereich 18 auf.
  • Der untere Endbereich 18 der Karosseriesäule 12 ist über eine Energieabsorptionseinrichtung 20 mit einem weiteren Karosserieelement 22 verbunden. Das Karosserieelement 22 umfasst einen Längsträger 24, insbesondere ein Schwellerelement, wobei der Längsträger 24 über einen Querträger 26 mit einem entsprechenden Längsträger auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite (in der Figur nicht dargestellt) verbunden ist.
  • Die Energieabsorptionseinrichtung 20 ist bei der Struktureinrichtung 10 als kegelstumpfförmiges Hohlprofil 28 ausgebildet. Die Längsachse des Hohlprofils 28 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugquerrichtung 30, wobei sich die Kegelform in Richtung der Fahrzeugaußenseite verjüngt. Der untere Endbereich 18 der Karosseriesäule 12 stützt sich über das Hohlprofil 28 an dem Längsträger 24 ab.
  • Der obere Endbereich 16 der Karosseriesäule 12 ist über eine gelenkige Verbindung 32 mit einem Dachelement 34 des Fahrzeugs verbunden. Das Dachelement 34 umfasst einen Querträger 36 und gegebenenfalls einen (in der Figur nicht gezeigten) Dachholm, der sich im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Die gelenkige Verbindung 32 kann als Fließgelenk oder als Scharnierverbindung ausgeführt sein.
  • Die 2 zeigt schematisch die Verformung der Struktureinrichtung 10 nach einem Seitenaufprall (angedeutet durch den Richtungspfeil 38) auf die Karosseriesäule 12. Der überwiegende Teil der Aufprallenergie wird durch die Energieabsorptionseinrichtung 20 absorbiert, wobei das Hohlprofil 28 plastisch verformt wird. Bei dieser plastischen Verformung handelt es sich insbesondere um eine Stauchung durch Faltenbeulen. Im Zuge dieser Verformung wird der Abstand zwischen dem unteren Endbereich 18 der Karosseriesäule 12 und dem Längsträger 24 des weiteren Karosserieelements 22 verringert.
  • Dadurch, dass der überwiegende Teil der Aufprallenergie durch die Energieabsorptionseinrichtung 20 absorbiert wird, kann eine unkontrollierte plastische Verformung der Karosseriesäule 12 weitgehend vermieden werden. Insbesondere wird verhindert, dass sich der Querschnitt einer als Hohlprofil ausgebildeten Karosseriesäule 12 durch den Aufprall soweit verringert, dass die Karosseriesäule 12 abknickt oder bricht und in den Fahrgastraum 40, insbesondere in dessen oberen Bereich, eindringt. Vielmehr wird die Energieabsorption durch plastische Verformung gezielt auf die Energieabsorptionseinrichtung 20 verlagert, sodass die Stabilität der Karosseriesäule 12 weitgehend erhalten bleibt.
  • Die Funktionsweise der Struktureinrichtung 10 wird ebenfalls begünstigt durch die gelenkige Verbindung 32 zwischen dem oberen Endbereich 16 der Karosseriesäule 12 und dem Querträger 36. Die durch die Stauchung des Hohlprofils 28 bedingte Verschwenkung der Karosseriesäule 12 relativ zum Dachelement 34 wird dabei gezielt auf die gelenkige Verbindung 32 verlagert, wodurch einer unkontrollierten Verformung der Karosseriesäule 12 und/oder des Dachelements 34 entgegengewirkt wird.
  • Die erfindungsgemäße Struktureinrichtung 10 bzw. deren Elemente, insbesondere das Hohlprofil 28 der Energieabsorptionseinrichtung 20 und die Karosseriesäule 12, sind aus einem metallischen Material, insbesondere einer Stahllegierung, gebildet. Die Karosseriesäule 12 kann dabei mit einer geringeren Materialstärke und somit einem geringeren Gewicht ausgeführt sein als bei einer entsprechenden Struktureinrichtung ohne die erfindungsgemäße Energieabsorptionseinrichtung 20.
  • Die Elemente der Struktureinrichtung 10 sind bevorzugt miteinander verschweißt, insbesondere die Energieabsorptionseinrichtung 20 mit der Karosseriesäule 12 und dem weiteren Karosserieelement 22.
  • Alternativ kann es sich bei dem Hohlprofil 28 der Energieabsorptionseinrichtung 20 auch um einen Kegelstumpf auf CFK oder GFK, d. h. einem so genannten Crash-Cone, handeln. In diesem Fall erfolgt die Energieabsorption durch fortschreitende Brüche des Materials (”Crushing”).
  • Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Struktureinrichtung 10. Die Querschnittsdarstellung entspricht derjenigen in der 1, wobei gleiche bzw. einander entsprechende Element jeweils mit demselben Bezugszeichen versehen sind.
  • Die Struktureinrichtung 10 gemäß der 3 umfasst eine Energieabsorptionseinrichtung 20, die im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel für eine Energieabsorption durch Dehnung ausgelegt ist. Die Energieabsorptionseinrichtung 20 ist einstückig mit der Karosseriesäule 12 ausgebildet und umfasst einen Materialabschnitt 42, der sich an den unteren Endbereich 18 der Karosseriesäule 12 anschließt und sich im Wesentlichen entlang der Fahrzeugquerrichtung 30 erstreckt. An diesen Materialabschnitt 42 schließt sich einstückig ein Verbindungsabschnitt 44 an, der den Längsträger 24 des weiteren Karosserieelements 22 umgreift und mit diesem insbesondere durch Verschweißen oder Verkleben verbunden ist.
  • Der obere Endbereich 16 der Karosseriesäule 12 umfasst einen gekrümmten Verbindungsabschnitt 46, der einen Dachholm 48 mit rundem Querschnitt umgreift, mit diesem aber nur form- und kraftschlüssig verbunden ist. Auf diese Weise ergibt sich eine gelenkige Verbindung 32 in Form einer Scharnierverbindung zwischen der Karosseriesäule 12 und dem Dachholm 48 des Dachelements 34. Der Dachholm 48 kann vor oder hinter der gelenkigen Verbindung 32 mit einem Querträger 36 verbunden sein.
  • Zur Erhöhung der Stabilität der Karosseriesäule 12 weist diese in einem oberen Bereich eine Versteifungsstruktur 50 in Form einer Rippenstruktur auf.
  • Bei einem Seitenaufprall auf die Karosseriesäule 12 wird ein Großteil der Aufprallenergie durch eine Dehnung des Materialabschnitts 42 der Energieabsorptionseinrichtung 20 absorbiert, wobei der untere Endbereich 18 der Karosseriesäule 12 zur Fahrzeugmitte hin verschoben wird. Der dehnbare Materialabschnitt 42 ist bevorzugt aus einer Stahllegierung mit einer hohen Zugfestigkeit gebildet, sodass eine möglichst große Energiemenge absorbiert werden kann, ohne dass es zu einem Versagen des Materials kommt.
  • Wie bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, wird auch hier durch die vorgenommene Funktionstrennung die Karosseriesäule 12 vor einer plastischen Verformung weitgehend geschützt, wozu insbesondere auch die Versteifungsstruktur 50 beiträgt. Die gelenkige Verbindung 32 erlaubt hierbei ein gezieltes Verschwenken der Karosseriesäule 12 um die durch den Dachholm 48 definierte Achse, ohne dass die Struktur der einzelnen Elemente wesentlich beeinträchtigt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Struktureinrichtung
    12
    Karosseriesäule
    14
    Fahrzeughochrichtung
    16
    oberer Endbereich
    18
    unterer Endbereich
    20
    Energieabsorptionseinrichtung
    22
    weiteres Karosserieelement
    24
    Längsträger
    26
    Querträger
    28
    Hohlprofil
    30
    Fahrzeugquerrichtung
    32
    gelenkige Verbindung
    34
    Dachelement
    36
    Querträger
    38
    Seitenaufprallrichtung
    40
    Fahrgastraum
    42
    dehnbarer Materialabschnitt
    44
    Verbindungsabschnitt
    46
    gekrümmter Verbindungsabschnitt
    48
    Dachholm
    50
    Versteifungsstruktur

Claims (19)

  1. Struktureinrichtung (10) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Karosseriesäule (12), die parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeughochrichtung (14) orientiert ist und einen oberen Endbereich (16) und einen unteren Endbereich (18) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktureinrichtung (10) eine Energieabsorptionseinrichtung (20) umfasst, wobei der untere Endbereich (18) der Karosseriesäule (12) über die Energieabsorptionseinrichtung (20) derart mit einem weiteren Karosserieelement (22) des Fahrzeugs verbunden ist, dass bei einem Seitenaufprall (38) auf die Karosseriesäule (12) zumindest ein Teil der Aufprallenergie durch eine plastische Verformung der Energieabsorptionseinrichtung (20) absorbierbar ist.
  2. Struktureinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Karosserieelement (22) einen Längsträger (24) umfasst, der parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung orientiert ist.
  3. Struktureinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosseriesäule (12) eine B-Säule ist.
  4. Struktureinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionseinrichtung (20) zumindest teilweise aus einem metallischen Material gebildet ist.
  5. Struktureinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionseinrichtung (20) zumindest teilweise aus einem Verbundmaterial, insbesondere aus einem faserverstärkten Polymermaterial, gebildet ist.
  6. Struktureinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionseinrichtung (20) als Hohlprofil (28) ausgebildet ist.
  7. Struktureinrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Hohlprofils (28) parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Fahrzeugquerrichtung (30) orientiert ist.
  8. Struktureinrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (28) kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
  9. Struktureinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosseriesäule (12) gegenüber dem weiteren Karosserieelement (22) in Richtung Fahrzeugmitte versetzt ist, und dass die Energieabsorptionseinrichtung (20) einen dehnbaren Materialabschnitt (42) umfasst, der sich im Wesentlichen entlang einer Fahrzeugquerrichtung (30) erstreckt.
  10. Struktureinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionseinrichtung (20) einstückig mit der Karosseriesäule (12) und/oder mit dem weiteren Karosserieelement (22) des Fahrzeugs ausgebildet ist.
  11. Struktureinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosseriesäule (12) zumindest teilweise aus einem metallischen Material gebildet ist.
  12. Struktureinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosseriesäule (12) als Hohlprofil ausgebildet ist.
  13. Struktureinrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil mit einem Verstärkungsmaterial gefüllt ist.
  14. Struktureinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosseriesäule (12) eine oder mehrere Versteifungsstrukturen (50) aufweist.
  15. Struktureinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karosseriesäule (12) zumindest teilweise aus einem Verbundmaterial, insbesondere aus einem faserverstärkten Polymermaterial, gebildet ist.
  16. Struktureinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Endbereich (16) der Karosseriesäule (12) mit einem Dachelement (34) des Fahrzeugs, insbesondere mit einem Dachholm (48) und/oder einem Querträger (36), verbunden ist.
  17. Struktureinrichtung (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Endbereich (16) der Karosseriesäule (12) gelenkig mit dem Dachelement (34) verbunden ist.
  18. Struktureinrichtung (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die gelenkige Verbindung (32) ein Fließgelenk oder eine Scharnierverbindung umfasst.
  19. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, umfassend eine oder mehrere Struktureinrichtungen (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011055342A1 (de) 2011-11-15 2013-05-16 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Karosserieseitenstruktur
DE102013018324A1 (de) 2013-10-31 2015-04-30 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Kraftfahrzeugkarosserie
DE102015221796A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug
DE102015221794A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug
US9975578B2 (en) * 2016-06-06 2018-05-22 Ford Global Technologies, Llc Light weight hybrid B-pillar

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10162825A1 (de) * 2001-12-20 2003-07-03 Opel Adam Ag Intrusionsoptimierte B-Säule eines Personenkraftwagens
DE10309321A1 (de) * 2003-03-04 2004-10-14 Bayerische Motoren Werke Ag Fahrzeugkarosserie mit einer Baugruppe in Blechschalenbauweise
DE102005043698A1 (de) * 2005-09-14 2007-03-15 Daimlerchrysler Ag Seitenschweller einer Kraftwagenkarosserie
DE102006013650A1 (de) * 2006-03-24 2007-10-11 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Karosserie für ein Kraftfahrzeug
DE102006016607A1 (de) * 2006-04-06 2007-10-18 Audi Ag Aufbaustruktur für eine Karosserie
DE102007053353A1 (de) * 2007-10-30 2009-05-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Karosseriesäule für Fahrzeuge und Fahrzeugkarosserie

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10162825A1 (de) * 2001-12-20 2003-07-03 Opel Adam Ag Intrusionsoptimierte B-Säule eines Personenkraftwagens
DE10309321A1 (de) * 2003-03-04 2004-10-14 Bayerische Motoren Werke Ag Fahrzeugkarosserie mit einer Baugruppe in Blechschalenbauweise
DE102005043698A1 (de) * 2005-09-14 2007-03-15 Daimlerchrysler Ag Seitenschweller einer Kraftwagenkarosserie
DE102006013650A1 (de) * 2006-03-24 2007-10-11 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Karosserie für ein Kraftfahrzeug
DE102006016607A1 (de) * 2006-04-06 2007-10-18 Audi Ag Aufbaustruktur für eine Karosserie
DE102007053353A1 (de) * 2007-10-30 2009-05-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Karosseriesäule für Fahrzeuge und Fahrzeugkarosserie

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011055342A1 (de) 2011-11-15 2013-05-16 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Karosserieseitenstruktur
DE102011055342B4 (de) * 2011-11-15 2021-05-06 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Karosserieseitenstruktur
DE102013018324A1 (de) 2013-10-31 2015-04-30 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Kraftfahrzeugkarosserie
CN104590384A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 通用汽车环球科技运作有限责任公司 汽车车身
US9187137B2 (en) 2013-10-31 2015-11-17 GM Global Technology Operations LLC Motor vehicle body
CN104590384B (zh) * 2013-10-31 2019-05-31 通用汽车环球科技运作有限责任公司 汽车车身
DE102015221796A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug
DE102015221794A1 (de) * 2015-11-06 2017-05-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug
US9975578B2 (en) * 2016-06-06 2018-05-22 Ford Global Technologies, Llc Light weight hybrid B-pillar

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