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Die Erfindung betrifft eine Säule, insbesondere B-Säule, für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Es ist allgemein bekannt, bei in 1 gezeigten Aluminiumkarosserien aus Crashgründen die B-Säulen weithin aus Stahl zu fertigen. Diese sind als Hohlprofil ausgebildet und werden partiell vergütet. Damit ist es möglich, die B-Säulen im Fußbereich weicher zu gestalten, um zu erreichen, dass sie dort im Crashfall nachgeben und sich duktil verformen können, ohne dabei schlimmstenfalls abzureißen. Im Halsbereich kann eine solche B-Säule hochfest gestaltet werden, um so eine gewünschte Crashkinematik einstellen zu können. Eine partielle Vergütung hochfester Aluminiumbleche ist bisher nicht möglich. Ein Einsatz einer B-Säule aus Aluminium ist daher bisher nicht möglich, da diese eine homogene Festigkeit hätte und sich nur wenig duktil verhalten würde, was nach dem Aufbau einer Maximalkraft zum spontanen Brechen der Säule führen könnte. Nachteilig an B-Säulen aus Stahl ist aber, dass diese deutlich schwerer als B-Säulen aus Aluminium sind.
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Aus der
DE 103 37 201 A1 ist eine B-Säule bekannt, die als Hohlprofil ausgebildet ist und im Fußbereich der Säule mehrere schlitzförmige Aussparungen aufweist. Damit soll eine Schutzfunktion bei einem Seitencrash für die Insassen der Fahrgastzelle vornehmlich oberhalb des Fußbereichs erzielt werden, indem die Deformation der Säule infolge eines Seitencrashs vornehmlich auf den Fußbereich konzentriert wird und die Belastung auf den Anbindungsflansch der Säule zum Schweller minimiert wird. Hierzu sind mehrere, die Steifigkeit der Säule im betroffenen Abschnitt definiert verringernde, in einer Fahrzeughochachse verlaufende, schlitzförmige Aussparungen vorgesehen. Nachteilig ist, dass durch die schlitzförmigen Aussparungen tragendes Material der Säule fehlt, was insgesamt die Steifigkeit der Säule schwächt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Säule, insbesondere B-Säule, für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche aus Aluminium besteht, somit leicht ist und weiter eine hohe Steifigkeit aufweist und in einfacher Art und Weise eine Crashsicherheit vergleichbar zu Säulen aus Stahl bereitstellt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Bereitstellung einer Säule, insbesondere B-Säule, für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Säule, insbesondere B-Säule, für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung, welche als Aluminiumhohlprofil ausgebildet ist. Erfindungsgemäß bildet die Säule zur Erhöhung der Crashsicherheit zumindest einen Deformationsbereich aus, welcher mindestens eine Sicke aufweist. Durch die Ausführung als Aluminiumhohlprofil lässt sich in vorteilhafter Weise ein hohes Leichtbaupotenzial erschließen. Gleichzeitig weist die erfindungsgemäße Säule eine hohe Steifigkeit stellt aufgrund des Deformationsbereichs eine gewünschte Crashkinematik zu Verfügung, dass die Crashsicherheit mit Säulen aus Stahl vergleichbar ist. Bei einem Seitencrash verformt sich die erfindungsgemäße Säule nicht am Auftreffbereich des Objekts, sondern an dem durch die Sicken vorgegebenen Deformationsbereich. Des Weiteren ergeben sich durch den erfindungsgemäßen Deformationsbereich während der Deformation in vorteilhafter Weise keine scharfen Kanten, so dass das Risiko einer Rissbildung bzw. eines Bruchs der Säule in vorteilhafter Weise reduziert werden kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Säule weist der Deformationsbereich zwei Quersicken, welche an einer Außenseite der Säule angeordnet sind, und zwei Flankensicken auf, welche an gegenüberliegenden Flanken der Säule angeordnet sind. Vorzugsweise sind die zwei Quersicken und die zwei Flankensicken in einem Fußbereich der Säule vorgesehen. Damit ergibt sich im Fußbereich eine weiche Gestaltung der Säule, die daher im Crashfall dort nachgeben kann, insbesondere ohne abzureißen. Es stellt sich in vorteilhafter Weise eine duktile Verformung der Säule ein, so dass bei einem Seitencrash ein Höchstmaß an kinetischer Energie von der Säule aufgenommen werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Säule verlaufen die Quersicken in Fahrzeuglängsrichtung und sind in Fahrzeughochrichtung voneinander beabstandet.
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Um ein kontrolliertes Einfallen bzw. Einknicken der Säule zu erhalten, sind in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Säule die Flankensicken zwischen den Quersicken vorgesehen und einander gegenüberliegend an den Flanken der Säule zu einer Außenseite der Säule hin ausgeprägt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Säule können die Flankensicken Kanten der Säule keilförmig eindellen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
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Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer Fahrzeugkarosserie mit einer B-Säule aus Stahlblech nach dem Stand der Technik,
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2 eine Seitenansicht einer deformierten B-Säule aus Aluminium im Crashfall ohne erfindungsgemäße Sicken,
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3 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer deformierten B-Säule im Crashfall, ausgestattet mit den erfindungsgemäßen Sicken,
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4 einen vergrößerten Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht auf die B-Säule mit den erfindungsgemäßen Sicken in einem nichtdeformierten Zustand, und
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5 einen vergrößerten Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht auf die B-Säule analog zu 4 in einem deformierten Zustand nach einem Crash.
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1 zeigt einen Ausschnitt einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer B-Säule 2, welche nach dem Stand der Technik aus Stahlblech hergestellt und als Hohlprofil ausgebildet ist. Die B-Säule 2 stützt in bekannter Weise eine Dachstruktur 5 mit einem Dachbereich 11 ab und ist an einem Bauteil einer Bodengruppe des Kraftfahrzeugs, insbesondere an einem unteren äußeren Längsträger, welcher ein Schweller 7 sein kann, mit ihrem Fußbereich 13 angeflanscht. Zwischen Dachbereich 11 und Fußbereich 13 ist ein Halsbereich 12 der Säule 1 ausbildet. Der Fußbereich 13 erstreckt sich in einer Fahrzeughochachse z gesehen vom Schweller 7 bis etwa zur Mitte der Säule 2. Die Säule 2 hat eine einem Fahrzeuginnenraum 9 abgewandte Außenseite 14 und zwei Seiten bzw. Flanken 15 und eine dem Fahrzeuginnenraum 9 zugewandte, der Außenseite 14 gegenüberliegende Innenseite 16.
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2 zeigt eine Seitenansicht einer B-Säule 3 gemäß 1, welche aber anstelle aus Stahl aus Aluminium hergestellt ist. Die Bezugszeichen in 2 bis 5 entsprechen den Bezugszeichen der 1 für die gleichen und gleichwirkenden Bauteile. Unter Einwirkung einer Kraft mittels Krafteinleitelement 40 ergibt sich im Crashfall die in 2 dargestellte Verformungen. Die Verformung ist gekennzeichnet durch ein relativ geringes Eindringen des Fußbereichs 13 der Säule 3 in den Fahrzeuginnenraum 9 des Fahrzeugs, was eine entsprechend geringe Krafteinleitung in die an den Fußbereich 13 angeschlossene Bodengruppe bzw. Schweller 7 zur Folge hätte. Gleichzeitig entspricht die Position eines deformierten Bereichs 32 im Wesentlichen einem Auftreffbereich 30 des Krafteinleitelements 40.
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Wie aus 3 bis 5 ersichtlich ist, bildet eine erfindungsgemäße Säule 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel im Fußbereich 13 einen Deformationsbereich 20 aus. Hierbei zeigen 3 und 5 eine deformierte erfindungsgemäße B-Säule 10 nach einem Crash, und 4 zeigt die erfindungsgemäße B-Säule 10 vor einem Crash. Die dargestellte Säule 10 ist erfindungsgemäß aus Aluminium als Hohlprofil hergestellt und mit einem Deformationsbereich 20 ausgestattet, welcher mindestens eine Sicke 22, 24 umfasst. Die Herstellung der Säule 10 kann mittels Druckgussverfahren oder Strangpressverfahren erfolgen. Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, ergibt sich im Fußbereich 13 der erfindungsgemäßen Säule 10 gegenüber der Säule 3 nach 2 eine stärkere Deformation, was eine entsprechend größere Krafteinleitung in die an den Fußbereich 13 angeschlossene Bodengruppe bzw. dem Schweller 7 zur Folge hat. Außerdem ist eine Wulst 28 erkennbar, welche durch die Deformation aufgrund der Sicken 22, 24 entsteht und sich in Fahrzeuglängsrichtung x entlang der Außenseite 14 der Säule 1 erstreckt. Im Gegensatz zu der in 2 dargestellten Säule 3 entspricht die Position des deformierten Bereichs 32 der Säule 10, nicht dem Auftreffbereich 30 des Krafteinleitelements 40, sondern dem durch die Sicken 22, 24 vorgegebenen Deformationsbereich 20.
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Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, umfasst der Deformationsbereich 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Quersicken 22, welche an einer Außenseite 14 der Säule 10 angeordnet sind, und zwei Flankensicken 24, welche an gegenüberliegenden Flanken 15 der Säule 10 angeordnet, wobei nur eine Flankensicke 24 sichtbar ist. Die zwei Quersicken 22 sind als rinnenförmige Vertiefungen und die zwei Flankensicken 24 sind in Form einer Eindellung oder Einkerbung ausgebildet. Die Quersicken 22 weisen jeweils eine Quersickenachse 26 auf, welche in Fahrzeuglängsrichtung x verläuft. Die Quersicken 22 sind in Fahrzeughochachse z mit einem vorgegebenen Abstand voneinander beabstandet angeordnet. Die Quersicken 22 sind an der Außenseite 14 der Säule 10 vorgesehen und verlaufen parallel zueinander. An beiden Seitenflächen bzw. Flanken 15 der Säule 10 sind zwischen den Quersicken 22 die Flankensicken 24 angeordnet, welche jeweils eine Kante 17 zwischen der Flanke 15 und der Außenseite 14 der Säule 10 vorzugsweise keilförmig deformieren. Die Kanten 17 der Säule 1 sind vorzugsweise abgerundet ausgeführt, so dass die Flankensicken 24 in den Radius der jeweiligen Kante 17 hineinlaufen.
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Nach einem Seitencrash der erfindungsgemäßen Säule 10, welcher in 5 ausschnittsweise näher dargestellt ist, biegt sich im Ergebnis der Fußbereich 13 der Aluminiumsäule 10 analog zur Stahlsäule 2 nach 1 unter Last duktil, das heißt plastisch verformbar durch, indem die Flankensicken 24 nach innen einfallen und die obere und untere Quersicke 22 ebenfalls gleichmäßig und kontrolliert die weitere plastische Verformung aufnehmen. Dabei ermöglichen die Flankensicken 24 zwischen den Quersicken 22 ein gezieltes und genau definiertes lokales Einfallen bzw. Einknicken der erfindungsgemäßen Säule 10. Gegenüber einer Schlitzlösung aus dem Stand der Technik ergibt sich der Vorteil, dass kein tragendes Material in der Säule 10 durch die Sicken 22, 24 von der Säule 10 entfernt wird, so dass die Steifigkeit der Säule 10 unversehrt bleibt. Außerdem ist die erfindungsgemäß aus Aluminium bestehende Säule 10 leicht, wobei durch eine gezielte Anordnung bzw. Positionierung der Quersicken 22 und Flankensicken 24 zur Ausbildung des Deformationsbereichs 20 an der Säule 10 eine gewünschte Crashkinematik einstellbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2, 3, 10
- B-Säule
- 5
- Dachstruktur
- 7
- Schweller
- 9
- Fahrzeuginnenraum
- 11
- Dachbereich
- 12
- Halsbereich
- 13
- Fußbereich
- 14
- Außenseite
- 15
- Flanke
- 16
- Innenseite
- 17
- Kante
- 20
- Deformationsbereich
- 22
- Quersicken
- 24
- Flankensicke
- 26
- Quersickenachse
- 28
- Wulst
- 30
- Auftreffbereich
- 32
- deformierter Bereich
- 40
- Krafteinleitelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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