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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugsäule für eine Fahrzeugkarosserie gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugsäule.
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Die Säulen einer Fahrzeugkarosserie, wie A-Säule, B-Säule, C-Säule oder D-Säule dienen sowohl zur Verbesserung der Stabilität der Fahrzeugkarosserie als auch als Seitenaufprallschutz für die Fahrzeuginsassen, insbesondere bei einer B-Säule. Solche Fahrzeugsäulen, insbesondere B-Säulen sind in der Regel aus einem U-förmigen bzw. hutförmigen Profil als Säulenaußenteil hergestellt, wobei die offene Seite des Profils dem Fahrzeuginneren zugewandt ist. Zusammen mit einem Säuleninnenteil bildet das Säulenaußenteil im Querschnitt ein geschlossenes Profil.
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Eine gattungsgemäße Fahrzeugsäule ist in der
DE 10 2009 047 951 A1 offenbart. Hier wird die Fahrzeugsäule aus einem Säuleninnenteil und einem Säulenaußenteil gebildet. Diese sind unter Bildung eines Hohlraums miteinander verbunden. Das Säulenaußenteil, das einen U-förmigen Querschnitt hat, weist einen Fußabschnitt und einen Kopfabschnitt auf. Außen auf dem Säulenaußenteil ist ein plattenförmiges Verstärkungselement angeordnet. Das Säulenaußenteil und das Verstärkungselement bestehen aus einer duktilen Aluminiumlegierung.
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Eine weitere Fahrzeugsäule, insbesondere eine B-Säule ist aus der
DE 10 2011 120 519 A1 bekannt, die eine Säulen-Außenhaut und einem Säulen-Innenhaut aufweist. Dazwischen befindet sich eine zweischichtige Verstärkung bestehend aus einer Verstärkungsstruktur mit einem U-förmigen Querschnitt und einer Versteifungsstruktur mit U-förmigen Querschnitt. Die Verstärkungsstruktur weist einen endseitigen Fußabschnitt zur Anbindung an einen Fahrzeugunterboden und/oder eine Schwellerstruktur der Fahrzeugkarosserie sowie einen gegenüberliegenden endseitigen Kopfabschnitt zur Anbindung an ein Fahrzeugdach der Fahrzeugkarosserie auf. In dem Bereich zwischen dem Fußabschnitt und dem Kopfabschnitt weist die Verstärkungsstruktur ein U-förmiges Profil auf, über dem konturangepasst das U-förmige Profil der Versteifungsstruktur gestülpt ist, so dass die Versteifungsstruktur zumindest teilweise an der äußeren Mantelfläche der Verstärkungsstruktur flächenschlüssig anliegt. Die Versteifungsstruktur endet jedoch vor dem Kopf- und Fußabschnitt. Über der Versteifungsstruktur ist eine Säulenaußenhaut angeordnet.
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Bei dieser bekannten B-Säule wird die Verstärkungsstruktur aus einem schweißbaren Nicht-Borstahl und die Versteifungsstruktur aus einem gehärteten Borstahl, welcher eine besonders hohe Festigkeit aufweist, hergestellt.
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Mit dieser bekannten B-Säule sollen besonders gute versteifende Eigenschaften verbunden sein, um hohen Aufprallkräften bei einem Seitenaufprall des Fahrzeugs standhalten zu können.
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In der
US 2011 0133515 A1 ist eine Fahrzeugsäule offenbart, bei der sich zwischen dem Säulenaußenteil und dem Säuleninnenteil ein Verstärkungsteil befindet. Das Verstärkungsteil und das Säulenaußenteil weisen einen U-förmigen Querschnitt auf und bilden beide einen Fußabschnitt und einen Kopfabschnitt aus.
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Nachteilig bei den bisher bekannte Fahrzeugsäulen ist das hohe Gewicht.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine verbesserte Fahrzeugsäule, insbesondere eine B-Säule der eingangs genannten Art zu schaffen, die ebenso eine hohe Steifigkeit hinsichtlich einer verbesserten Crashsicherheit aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugsäule mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Eine solche Fahrzeugsäule für eine Fahrzeugkarosserie mit einem Fußabschnitt und einem Kopfabschnitt zum Anbinden an die Fahrzeugkarosserie, umfasst
- - ein Säulenaußenteil, welches zumindest zwischen dem Fußabschnitt und dem Kopfabschnitt mit einem U-förmigen Profil ausgebildet ist,
- - ein Säuleninnenteil, welches unter Bildung eines Hohlraumes mit dem Säulenaußenteil verbunden ist, und
- - ein Verstärkungselement, welches außen vor dem Säuleninnenteil und vor dem Säulenaußenteil angeordnet ist,
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
- - das Verstärkungselement gleichfalls ein U-förmiges Profil aufweist,
- - das Verstärkungselement sowohl den Bereich zwischen dem Fußabschnitt und dem Kopfabschnitt als auch den Kopfabschnitt des Säulenaußenteils konturangepasst überdeckt und umgreift und
- - das Verstärkungselement eine höhere Festigkeit aufweist als das Säulenaußenteil.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Fahrzeugsäule, insbesondere einer B-Säule liegt das Verstärkungselement von außen u-förmig auf dem u-förmigen Querschnitt des Säulenaußenteils an und erstreckt sich dabei nicht über den Fußabschnitt, jedoch über den gesamten mittleren Bereich bis über den endseitigen Kopfabschnitt. Hierbei ist vorzugsweise das Verstärkungselement aus einem hochfesten Material, bspw. einem warmumgeformten Stahlwerkstoff hergestellt, während das Säulenaußenteil aus einem weicheren und duktileren Material, bspw. aus einem konventionellen Stahlmaterial besteht.
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Bei dieser erfindungsgemäßen Fahrzeugsäule bleibt der Fußabschnitt frei, so das dort Deformationen zum Abbau von Crashenergie bei einem Seitenaufprall stattfinden können, während der sich oberhalb des Fußabschnittes erstreckende Bereich aufgrund der steifen Abdeckung durch das Verstärkungselement bei einer Seitenkollision im Wesentlichen unverformt bleibt.
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Um eine hohe Steifigkeit des Verstärkungselementes zu erhalten, ist weiterbildungsgemäß dieses Verstärkungselement aus einem höchstfesten Stahlwerkstoff hergestellt. Demgegenüber ist das Säulenaußenteil im Vergleich zu dem Werkstoff des Verstärkungselementes aus einem weicheren und duktileren Stahlwerkstoff, vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff oder aus Aluminium hergestellt.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugsäule wird von außen von einem Seitenteil als Außenhaut abgedeckt, so dass das Verstärkungselement von außen nicht sichtbar ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer Fahrzeugkarosserie mit einer erfindungsgemäßen B-Säule,
- 2 eine erfindungsgemäße B-Säule der Fahrzeugkarosserie nach 1 in einer Explosionsansicht, und
- 3 eine schematische Schnittansicht durch die B-Säule gemäß Schnitt A-A nach 1.
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Die Fahrzeugkarosserie 10 nach 1 umfasst neben einer A-, C- und D-Säule auch eine B-Säule 1 mit einem Fußabschnitt 1.1 zur Verbindung mit einer Karosseriebodenstruktur der Fahrzeugkarosserie 10 sowie einem Kopfabschnitt 1.2 zur Verbindung mit einer Dachstruktur der Fahrzeugkarosserie 10.
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Gemäß 2 sowie der Schnittansicht nach 3 ist die B-Säule 1 der Fahrzeugkarosserie 10 nach 1 dreiteilig aufgebaut und besteht aus einem Säulenaußenteil 2, einem Säuleninnenteil 3 sowie einem Verstärkungselement 4.
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Aus der Schnittansicht nach 3 ist zu erkennen, dass das Säulenaußenteil 2 zusammen mit dem Säuleninnenteil 3 einen Hohlraum 5 bilden und hierzu über Verbindungsabschnitte 3.1 und 2.5 verbunden sind.
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Das Säulenaußenteil 2 ist im Wesentlichen U-förmig mit einem Basisabschnitt 2.3 und diesen Basisabschnitt 2.3 verbindende Schenkelabschnitte 2.4, die in die Verbindungsabschnitte 2.5 übergehen, ausgeführt, so dass insgesamt ein hutförmiges Profil entsteht, wobei dieses Profil des Säulenaußenteils 2 in Richtung des Fahrzeuginnenraumes 6 offen ist.
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Das Säuleninnenteil 3 ist im Wesentlichen eben mit den randseitigen Verbindungsabschnitten 3.1 ausgeführt, wobei im mittleren Bereich eine U-förmige Verstärkungsstruktur vorgesehen ist.
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Das Verstärkungselement 4 überdeckt die dem Fahrzeuginnenraum 6 gegenüberliegende Mantelfläche des Basisabschnittes 2.3 und der Schenkelabschnitte 2.4 und ist hierzu an die äußere Kontur dieser U-Form des Säulenaußenteils 2 mittels eines entsprechenden U-Profils angepasst. Dieses U-Profil des Verstärkungselementes 4 wird von einem Basisabschnitt 4.3 sowie diesen Basisabschnitt 4.3 verbindende Schenkelabschnitte 4.4 gebildet.
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Das Verstärkungselement 4 weist in Fahrzeughochrichtung eine Länge auf, die bis auf den Fußabschnitt 2.1 das gesamte Säulenaußenteil 2 flächenschlüssig abdeckt. Das untere Ende 4.1 des Verstärkungselementes 4 fluchtet mit einer Linie a, an der der Fußabschnitt 2.1 des Säulenaußenteils 2 beginnt. Damit ist die Kontur, also insbesondere die innere Kontur des Verstärkungselementes 4 nicht nur im Bereich zwischen dem Fußabschnitt 2.1 und dem Kopfabschnitt 2.2 an die dem Fahrzeuginnenraum 6 abgewandte äußere Kontur angepasst, sondern auch an die Kontur des Kopfabschnittes 2.2 des Säulenaußenteils 2. Damit umgreift das Verstärkungselement 4 flächenschlüssig das Säulenaußenteil 2.
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Über Verbindungslaschen 4.5 der beiden Schenkelabschnitte 4.4 des Verstärkungselementes 4 wird dieses mit dem Säulenaußenteil 2 über die Verbindungsabschnitte 2.5 und 3.1 verbunden.
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Das Verstärkungselement 4 besteht aus einem höchstfesten Stahlwerkstoff, bspw. aus einem warmumgeformten Stahlwerkstoff, während das Säulenaußenteil 2 und das Säuleninnenteil 3 aus einem weicheren und duktileren Material, bspw. aus einem konventionellen Stahlwerkstoff bestehen. Auch ist es möglich, das Säulenaußenteil 2 und das Säuleninnenteil 3 aus Aluminium herzustellen.
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Von außen, also an der dem Fahrzeuginnenraum 6 abgewandten Seite wird das Säulenaußenteil 2 zusammen mit dem Verstärkungselement 4 von einem Seitenteil 7 als Außenhaut der Fahrzeugkarosserie 10 abgedeckt und ebenso über flanschartige Verbindungsabschnitte 7.1 mit den anderen Verbindungsabschnitten 2.5 und 3.1 verbunden. Dieses Seitenteil 7 ist in 2 nicht dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugsäule, B-Säule der Fahrzeugkarosserie 10
- 1.1
- Fußabschnitt der Fahrzeugsäule 1
- 1.2
- Kopfabschnitt der Fahrzeugsäule 1
- 2
- Säulenaußenteil der Fahrzeugsäule 1
- 2.1
- Fußabschnitt des Säulenaußenteils 2
- 2.2
- Kopfabschnitt des Säulenaußenteils 2
- 2.3
- Basisabschnitt des Säulenaußenteils 2
- 2.4
- Schenkelabschnitt des Säulenaußenteils 2
- 2.5
- Verbindungsabschnitt des Säulenaußenteils 2
- 3
- Säuleninnenteil der Fahrzeugsäule 1
- 3.1
- Verbindungsabschnitt des Säuleninnenteils 3
- 4
- Verstärkungselement des Säulenaußenteils 2
- 4.1
- dem Kopfabschnitt 4.1 gegenüberliegendes Ende des Verstärkungselementes 4
- 4.2
- Kopfabschnitt des Verstärkungselementes 4
- 4.3
- Basisabschnitt des Verstärkungselementes 4
- 4.4
- Schenkelabschnitt des Verstärkungselementes 4
- 4.5
- Verbindungslaschen des Verstärkungselementes 4
- 5
- Hohlraum der Fahrzeugsäule
- 6
- Fahrzeuginnenraum der Fahrzeugkarosserie 10
- 7
- Seitenteil der Fahrzeugkarosserie 10
- 7.1
- Verbindungsabschnitt des Seitenteils gegründete 7
- 10
- Fahrzeugkarosserie
