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Die Erfindung betrifft eine Scharnierverstärkung an einer Türsäule eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Aus dem Karosseriebau von Personenkraftwagen sind bereits vielfache Ausführungsformen von Scharnierverstärkungen bekannt, an welchen jeweilige Scharniere von korrespondierenden Seitentüren rohbauseitig festgelegt werden können. Üblicherweise werden derartige Scharniere an äußeren Schalenelementen der jeweiligen Türsäule fixiert, welche ihrerseits einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit jeweiligen Seitengurten und einen Mittenbereich aufweisen. In diesem Mittenbereich ist üblicherweise ein Anbindungsbereich für das jeweilige Türscharnier vorgesehen, der durch ein korrespondierendes Verstärkungselement ausgesteift ist. Diese Verstärkungselemente sind üblicherweise als zumindest im Wesentlichen ebene Versteifungsbleche ausgebildet, mittels welchen der Anbindungsbereich des entsprechenden Schalenelements der Türsäule von der Innenseite her aufgedoppelt und somit verstärkt ist.
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Des Weiteren sind aus dem Karosseriebau eine Vielzahl von Verstärkungsmaßnahmen bekannt, mittels welcher entsprechende Säulen – oder Träger – im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung vor einem vorzeitigen Kollabieren geschützt sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Scharnierverstärkung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher sich einerseits eine günstige Aussteifung des Anbindungsbereichs für das Türscharnier realisieren lässt und mittels welcher andererseits die Türsäule auf verbesserte Weise bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung ausgesteift ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Scharnierverstärkung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine Scharnierverstärkung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher sich einerseits ein Anbindungsbereich für das Türscharnier realisieren lässt, welcher entsprechend günstig ausgesteift ist und mittels welcher andererseits die Türsäule selbst auf verbesserte Weise bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung verstärkt ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verstärkungselement jeweilige Seitenteile aufweist, welche mit dem jeweils seitlich korrespondierenden Seitengurt des Schalenelements fest verbunden sind. Mit anderen Worten ist das Verstärkungselement vorliegend nicht nur zumindest im Wesentlichen eben beziehungsweise zweidimensional gestaltet, sondern weist zumindest jeweilige Seitenteile auf, die mit dem seitlich korrespondierenden Seitengurt des Schalenelements, an welchem das Verstärkungselement befestigt ist, – vorzugsweise fest – verbunden sind. Durch die zusätzlich mit den Seitengurten des Schalenelements der Türsäule verbundenen Seitenteile kann somit insgesamt eine Scharnierverstärkung geschaffen werden, welche nicht nur den Anbindungsbereich für das Türscharnier an dem Schalenelement der Türsäule verbessert, sondern zusätzlich die Türsäule selbst im Anbindungsbereich des jeweiligen Türscharniers entsprechend verstärkt, so dass die Türsäule bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung entsprechend stabiler ausgebildet ist und beispielsweise die Gefahr eines Kollabierens der Türsäule im Anbindungsbereich des jeweiligen Türscharniers dadurch entsprechend deutlich reduziert ist. Somit weist das Verstärkungselement erfindungsgemäß eine Doppelfunktion auf, nämlich einerseits den Anbindungsbereich für das Türscharnier entsprechend auszusteifen, um die gesamte Türsäule gegen Kräfte, welche in Folge einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung entstehen, besser aufnehmen zu können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich dabei als vorteilhaft gezeigt, wenn das Verstärkungselement zumindest im Wesentlichen trogartig mit jeweiligen Seitenteilen an den Schmal- und Breitseiten ausgebildet ist. Durch eine derartige trogartige beziehungsweise kastenartige Ausgestaltung kann insbesondere eine besonders günstige Versteifung des Hohlraums des Querschnitts der Türsäule erreicht werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Verstärkungselement als Faltteil aus einem Metallblech gebildet ist. Ein derartiges Falt- beziehungsweise Umformteil ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar und darüber hinaus auf günstige Weise mit dem Schalenelement zu fügen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Verstärkungselement zumindest im Wesentlichen formschlüssig mit dem Schalenelement der Türsäule verbunden ist. Durch die formschlüssige Einpassung des Verstärkungselements in das Schalenelement kann die Steifigkeit der Türsäule im Anordnungsbereich des Verstärkungselements zusätzlich verbessert werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich insbesondere als vorteilhaft gezeigt, wenn das Verstärkungselement durch Schweißen, insbesondere durch Punktschweißen, mit dem Schalenelement der Türsäule verbunden ist. Das Punktschweißen bietet dabei den Vorteil, dass auf besonders günstige Weise eine spannungsfreie und dennoch formschlüssige Anbindung des Verstärkungselements und somit Versteifung der Türsäule erfolgen kann.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, das Verstärkungselement in Verlängerung eines an das Schalenelement der Türsäule anschließenden Trägerelements eines Längsträgers anzuordnen. Werden somit beispielsweise Kräfte über eine Vorbaustruktur beziehungsweise eine entsprechende Längsträgerebene eingeleitet, so kann durch das jeweilige Verstärkungselement die Steifigkeit der Türsäule im Anbindungsbereich des jeweiligen Längsträgers deutlich erhöht werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine perspektivische Seitenansicht auf eine Scharnierverstärkung an einer Türsäule eines Kraftwagens, bei der ein Schalenelement der Türsäule jeweilige Seitengurte und einen Mittenbereich umfasst, in welchem ein Anbindungsbereich für ein Türscharnier vorgesehen ist, der durch ein Verstärkungselement ausgesteift ist, welches trogartig ausgebildet ist und jeweilige Seitenteile aufweist, welche mit den jeweils seitlich korrespondierenden Seitengurten des Schalenelements fest verbunden ist, wobei das Verstärkungselement auf Höhe eines Längsträgers einer oberen Längsträgerebene angeordnet ist;
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2 eine Perspektivansicht auf die Scharnierverstärkung gemäß 1, wobei insbesondere die konkrete Ausgestaltung und Anordnung des Verstärkungselements innerhalb des Schalenelements der Türsäule erkennbar ist; und in
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3 eine Perspektivansicht auf das separat dargestellte Verstärkungselement.
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1 zeigt in einer ausschnittsweisen und perspektivischen Seitenansicht von einer Karosserie eines Personenkraftwagens ein Schalenelement 10 einer in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet linken Türsäule 12 in Form einer A-Säule, an welcher sich von vorne her ein Trägerelement 14 eines Längsträgers 16 einer oberen Längsträgerebene abstützt. Das Schalenelement 10 der Türsäule 12 ist dabei vorliegend mehrteilig aus entsprechenden Blechschalen gestaltet. Das Schalenelement 10 weist einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit jeweiligen Seitengurten 18, 20 auf, zwischen welchen ein Mittenbereich 22 verläuft. Die Seitengurte 18, 20 umfassen außerdem an ihren Randseiten jeweilige Fügflansche 24, 26, über welche das Schalenelement 10 mit einem korrespondierenden Schalenelement, welches vorliegend nicht dargestellt ist und üblicherweise als Schließblech bezeichnet wird, verbunden werden kann, um hierdurch die zumindest bereichsweise hohle Türsäule 12 auszubilden. Der Mittenbereich 22 verläuft vorliegend zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeughochrichtung, wohingegen die jeweiligen Seitengurte 18, 20 zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeugquerrichtung verlaufen.
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Das sich vorderseitig am Schalenelement 10 abstützende Trägerelement 14 des korrespondierenden Längsträgers 16 ist vorliegend beispielsweise ebenfalls als Schalenelement ausgebildet, welches durch ein weiteres Schalenelement zur Ausbildung des zumindest bereichsweise hohlen Längsträgers 16 ergänzt werden kann. Der Längsträger 16 der oberen Längsträgerebene dient dabei beispielsweise zur Halterung eines daran befestigten Kotflügels auf Höhe einer oberen Kotflügelbank. Zudem ist von der Vorbaustruktur des Kraftwagens ausschnittsweise ein Schalenelement 30 einer Strebe 28 erkennbar, welche sich zwischen einer Unterseite des Trägerelements 14 des Längsträgers 16 und einer Vorderseite des Schalenelements 10 der Türsäule 12 über Eck erstreckt. Dieses Schalenelement 30 kann ebenfalls durch ein weiteres Schalenelement zur hohlen Strebe ergänzt sein.
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In Zusammenschau mit 2, welche einen Teil des Schalenelements 10 in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht zeigt, ist nun erkennbar, dass an dem Schalenelement 10 eine Scharnierverstärkung vorgesehen ist, welche als wesentliches Bauteil ein Verstärkungselement 32 umfasst. Dieses Verstärkungselement 32 ist an der Innenseite des Schalenelements 10 beziehungsweise innenseitig eines Anbindungsbereichs 34 für ein vorliegend nicht dargestelltes Türscharnier einer vorderen Seitentür des Kraftwagens vorgesehen, mittels welcher eine durch die Türsäule 12 begrenzte Türöffnung 36 verschließbar ist. Mit anderen Worten ist vorliegend von außen her ein entsprechendes Türscharnier an jeweiligen Öffnungen 38 am Anbindungsbereich 34 des Schalenelements 10 festlegbar, wobei ein Boden-/Grundteil 40 des Verstärkungselements 32 den Anbindungsbereich 34 zumindest partiell aufdoppelt und somit verstärkt, so dass dieser Anbindungsbereich 34 zur Aufnahme der Gewichtskräfte der Seitentür entsprechend versteift ist. Im vorliegenden Fall handelt es sich hierbei um die Scharnierverstärkung im Bereich eines oberen Scharniers der Seitentür. In einem unteren Bereich der Türsäule 12 ist beispielsweise eine weitere Scharnierverstärkung vorgesehen.
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Wie nun insbesondere in Zusammenschau von 2 mit der 3, welche das Verstärkungselement 32 als separates Bauteil in einer Perspektivansicht zeigt, erkennbar ist, weist dieses neben dem Grundteil 40 an seinen jeweiligen Schmal- und Breitseiten jeweilige Seitenteile 42, 44, 46, 48 auf. Die beiden Seitenteile 42, 44 an den Schmalseiten sind dabei im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ausgebildet mit jeweilige Seitenschenkeln 50 der Seitenteile 42 beziehungsweise 44, welche flächig an den zumindest im Wesentlichen im Querschnitt eben gestalteten Seitenteilen 46, 48 des Verstärkungselements 42 anliegen. Das Verstärkungselement 32 ist dabei vorliegend als Faltteil aus einem Metallblech gebildet, also durch entsprechendes Umformen hergestellt worden. Es ist im Wesentlichen trogartig ausgebildet, wobei die jeweiligen Seitenteile 42, 44, 46, 48 über die entsprechenden Seitenschenkel 50 beispielsweise durch Schweißen, insbesondere Punktschweißen, miteinander fest verbunden sein können. Auch andere Fügtechnologien sind hierbei denkbar. Weiterhin ist erkennbar, dass der Grundteil 40 eine Ausklinkung 52 oder dergleichen Aussparung im Bereich der Öffnungen 38 des Schalenelements 10 zur Anbindung des Scharniers aufweist.
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Wie insbesondere aus 2 erkennbar ist, ist das Verstärkungselement 32 unter Vermittlung der jeweiligen Seitenteile 42, 44 mit den jeweils seitlich korrespondierenden Seitengurten 18, 20 des Schalenelements 10 verbunden. Genauer gesagt ist das Verstärkungselement 32, welches trogartig ausgebildet ist, zumindest im Wesentlichen an den U-förmigen Querschnitt des Schalenelements 10 angepasst, so dass sich eine zumindest im Wesentlichen formschlüssige Anordnung beziehungsweise Verbindung des Verstärkungselements 32 mit dem Schalenelement 10 ergibt. Vorzugsweise ist das Verstärkungselement 32 mit dem Schalenelement 10 gefügt, beispielsweise durch Schweißen, und insbesondere durch Punktschweißen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, eine entsprechende Fügepunktfolge vorzusehen, um eine spannungsfreie und dennoch formschlüssige Versteifung des Schalenelements 10 der Türsäule 12 zu erreichen.
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Durch die trogartige und somit dreidimensionale Ausgestaltung des Verstärkungselements 32 wird nicht nur eine Versteifung des Anbindungsbereichs 34 des Schalenelements 10 für das Türscharnier erreicht, sondern außerdem wird die Türsäule 12 selbst entsprechend ausgesteift.
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Wie aus 1 erkennbar ist, ist das Verstärkungselement 32 vorliegend in Verlängerung des an das Schalenelement 10 anschließenden Trägerelements 14 des Längsträgers 16 angeordnet. Wird also demzufolge beispielsweise in Folge einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung der Längsträger 16 in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten verlagert und demzufolge die Türsäule 12 mit einer unfallbedingten Kraft beaufschlagt, so sorgt das Verstärkungselement 32 dafür, dass die Türsäule 12 im Anbindungsbereich 34 des Längsträgers 16 nicht übermäßig deformiert werden kann beziehungsweise beispielsweise vorzeitig kollabiert.
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Die vorliegend gezeigte Anordnungsstelle des Verstärkungselements 32 dient dabei insbesondere bei Frontalkollisionen des Personenkraftwagens mit geringer Breitenüberdeckung zur Aussteifung der Türsäule 12, bei denen der Kraftwagen im Bereich der Vorbaustruktur außenseitig eines jeweiligen seitlich zugeordneten Längsträgers einer Hauptlängsträgerebene mit einem Hindernis kollabiert. Da somit die Hauptlängsträger nur begrenzt mit Unfallkraft beaufschlagt werden, werden unter anderem die Längsträger 16 der oberen Längsträgerebene, welche in Fahrzeugquerrichtung betrachtet außenseitig des jeweils zugeordneten Hauptlängsträgers angeordnet sind, beaufschlagt. Um nun beispielsweise bei einer derartigen unfallbedingten Kraftbeaufschlagung und Rückverlagerung des Längsträgers 16 eine besonders günstige Abstützung an der Türsäule 12 zu erreichen, dient das Verstärkungselement 32.
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Es ist somit erkennbar, dass das Verstärkungselement 32 eine Doppelfunktion hat, nämlich einerseits den Anbindungsbereich 34 für das jeweilige Türscharnier auszusteifen und andererseits die Türsäule 12 insgesamt zu versteifen, um beispielsweise im Anbindungsbereich des Längsträgers 16 auf verbesserte Weise Kräfte aufnehmen zu können und ein Kollabieren der Türsäule 12 zu vermeiden.
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Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es zu betrachten, dass die Anordnung des Verstärkungselements 32 nicht auf den vorliegend gezeigten Anbindungsbereich des Längsträgers 16 beschränkt ist. Vielmehr kann das Verstärkungselement 32 überall dort zum Einsatz kommen, wo neben der Aussteifung des Anbindungsbereichs 34 für ein Türscharnier außerdem eine Aussteifung der gesamten Türsäule 12 nötig erscheint.
