DE102014113061B4

DE102014113061B4 - Fahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102014113061B4
Application number: DE102014113061.8A
Authority: DE
Inventors: Philipp Kellner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2034-09-11
Also published as: DE102014113061A1

Abstract

Fahrzeugkarosserie (10) mit einer B-Säule (12) für ein Fahrzeug mit einer versenkbaren Fondseitenscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die B-Säule (12) einen tragenden inneren B-Säulenquerschnitt (14) und einen tragenden äußeren B-Säulenquerschnitt (16) besitzt und sich zwischen dem inneren B-Säulenquerschnitt (14) und dem äußeren B-Säulenquerschnitt (16) ein nach hinten offener Bereich (18) erstreckt, in dem die Fondseitenscheibe untergebracht werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einer B-Säule.
Insbesondere 2+2-sitzige oder viersitzige Cabriolets, aber auch 2+2-sitzige oder viersitzige Coupes ohne obere B-Säule besitzen nach dem Stand der Technik meist versenkbare Fondseitenscheiben. Der hinter der Fahrertür anschließende Karosseriebereich muss in diesem Fall einen Schacht aufweisen, in den die Fondseitenscheibe versenkt werden kann.
Um ausreichend Platz für die dazugehörige Versenkmechanik und den elektrischen Antrieb sowie die notwendige Zugänglichkeit bei der Montage in der Fabrik zu schaffen, ist die tragende B-Säulenstruktur, die in der Regel auf der Innenseite der versenkbaren Fondseitenscheibe angeordnet ist, in Bezug auf die Fahrzeugbreite typischerweise sehr schmal ausgeführt.
Für die seitliche Abstützung bei einem Seitencrash ist jedoch die B-Säule von zentraler Bedeutung zur Sicherung des Überlebensraums für die Insassen. Aufgrund der im Vergleich zu einem geschlossenen Fahrzeug fehlenden Dachstruktur stellt die Sicherung des Überlebensraums für die Insassen bei einem Seitencrash insbesondere mit einem Cabriolet grundsätzlich eine große Herausforderung dar, siehe etwa EP 2 554 416 .
Die DE 10 2008 049 986 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einer absenkbaren Fondseitenscheibe, die mit einem kostengünstig herstellbaren Fensterheber versehen ist.
Die EP 0 904 966 A2 offenbart einen Fensterheber für ein Kraftfahrzeug.
Die JP 2013- 95 228 A offenbart eine steife Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug.
Aufgabe der B-Säule ist es weiterhin, die Tür bei einem Seitencrash abzustützen. Durch den wegen der versenkbaren Fondseitenscheibe deutlich reduzierten B-Säulenquerschnitt gelingt dies nach dem Stand der Technik nur mit aufwändigen Zusatzmaßnahmen, die das Fahrzeuggewicht und die Herstellungskosten wesentlich erhöhen.
Ziel der Erfindung ist es daher, durch ein neues B-Säulenkonzept die Intrusion bei einem Barrieren-Seitencrash deutlich zu reduzieren und/oder das strukturelle Gewicht der Karosseriestruktur deutlich zu senken und gegebenenfalls sogar gleichzeitig die Kosten der Karosseriestruktur zu senken.
Die Erfindung stellt eine Fahrzeugkarosserie mit einer B-Säule gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 bereit.
Ein Vorzug dieser Lösung liegt in einer deutlichen Reduktion des Gesamtgewichts der Fahrzeugkarosserie. Im Falle eines Barrieren-Seitencrashs wird zudem die Intrusion reduziert und die Abstützung der Tür maßgeblich verbessert. Die erfindungsgemäß erzielte Verbesserung der Biege- und Torsionssteifigkeit der Karosserie kommt insbesondere bei einem gattungsgemäßen Cabriolet zum Tragen. Andere Zusatzmaßnahmen zur Erfüllung der Seitencrashanforderungen können somit entfallen, was sich in einer weiteren Kosten- und Gewichtsreduktion zugunsten der Gesamtkarosserie auswirken kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So können der innere B-Säulenquerschnitt und der äußere B-Säulenquerschnitt an jeweils einem vorderen Ende strukturell durch ein Blechbauteil miteinander verbunden sein, welches zugleich als Innen- oder Außenschale des äußeren B-Säulenquerschnitts fungiert. Eine derartige Funktionsintegration mag eine zusätzliche Kosten- und Gewichtsreduktion zugunsten der Gesamtkarosserie ermöglichen.
Ferner empfiehlt es sich, den inneren B-Säulenquerschnitt und den äußeren B-Säulenquerschnitt an jeweils einem unteren Ende direkt oder indirekt mit einem Schweller zu verbinden. Der Verbund beider B-Säulenquerschnitte mit dem Schweller kann dazu beitragen, Kräfte im Falle eines Zusammenstoßes noch besser aufzunehmen, um die Aufprallenergie gezielt abzubauen und die Eindringgeschwindigkeit weiter zu reduzieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung splittet sich der innere B-Säulenquerschnitt in einem mittleren Bereich der B-Säule in einen vorderen Teil und einen hinteren Teil, wobei ein zwischen dem vorderen Teil und dem hinteren Teil liegender Trockenbereich zu einem Fahrzeuginnenraum offen ist und einen Gurtautomaten beherbergt. Der Aufrollautomat wird auf diese Weise platzsparend untergebracht, während die stabile Karosserieverbindung des Sicherheitsgurtes mit der B-Säule den Fahrzeuginsassen im Crashfall einen sicheren Halt bietet.
Eine besondere Gewichtseinsparung eröffnet die Verwendung von Aluminiumblech, um die B-Säule aus Blechbauteilen aufzubauen. Die fertigungspraktischen Vorteile des Aluminiums kommen besonders zum Tragen, wenn auch der Schweller in einem geeigneten Strangpressverfahren aus eben diesem Metall geformt wird.
Schließlich verleiht eine auf fließlochformenden sogenannten FDS-Schrauben basierende Fügetechnik der Verbindung der B-Säulenquerschnitte mit dem Aluminium-Strangpressprofil des Schwellers eine besonders hohe Festigkeit. Diese Fügeverbindung lässt sich ohne nennenswerte Gewichtszunahme der Karosserie durch ein zusätzliches Verkleben von B-Säulenquerschnitten und Aluminium-Strangpressprofil stoffschlüssig verstärken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

1 ist die bereichsweise perspektivische Ansicht einer Fahrzeugkarosserie für ein Cabriolet gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist ein Schnitt der Fahrzeugkarosserie quer zur Wankachse im Bereich von B-Säule und Schweller.
3 ist ein perspektivischer Schnitt der Fahrzeugkarosserie im Bereich der oberen B-Säule.
4 ist ein perspektivischer Schnitt der Fahrzeugkarosserie im Bereich der mittleren B-Säule.

1 illustriert die strukturellen Merkmale des Seitenteiles einer Cabriolet-Fahrzeugkarosserie 10 anhand einer perspektivischen Überblicksdarstellung. Die Fahrzeugkarosserie 10 umfasst neben weiteren, zeichnerisch nicht wiedergegebenen Fahrzeugteilen eine durch einen Schweller 28 aus einem Aluminium-Strangpressprofil mit der A-Säule 36 verbundene, ebenfalls aus Aluminiumblechbauteilen aufgebaute B-Säule 12. Der zwischen der Fahrertür und dem Anschlussbereich 40 für den Verdeck-Kasten-Deckel anschließende Karosseriebereich weist zudem einen in 1 durch die Außenhaut 38 verdeckten Bereich 18 in der Funktion eines Schachtes auf, in den die Fondseitenscheibe des Cabriolets versenkt werden kann.
2 verdeutlicht den Aufbau dieses Bereiches 18 anhand einer Schnittdarstellung von B-Säule 12 und Schweller 28. Erkennbar wird so, dass sich die B-Säule 12 in einen tragenden inneren B-Säulenquerschnitt 14 und einen tragenden äußeren B-Säulenquerschnitt 16 teilt, zwischen denen sich der nach oben offene Bereich 18 erstreckt. Dieser somit als Feuchtraum außerhalb des inneren B-Säulenquerschnitts 14 liegende Bereich 18 bietet neben der versenkbaren Fondseitenscheibe selbst zudem Raum für deren elektrischen Antrieb, Scheibenführungsmechanik sowie weitere optionale Montageumfänge.
Der innere B-Säulenquerschnitt 14 umschließt einen zu einem Fahrzeuginnenraum offenen Trockenbereich 34, der einen - zeichnerisch nicht dargestellten - Gurtautomaten beherbergt und über welchen die B-Säule 12 mittels einer ersten Anbindung 22 oben und einer zweiten Anbindung 26 innen am Schweller 28 mit letzterem verbunden ist. Unterstützt wird diese Verbindung durch eine dritte Anbindung 24 des äußeren B-Säulenquerschnitts 16 außen am Schweller 28. Der innere B-Säulenquerschnitt 14 und der äußere B-Säulenquerschnitt 16 sind an ihrem jeweils unteren Ende somit über das Aluminium-Strangpressprofil des Schwellers 28 miteinander sowie an ihrem oberen Ende mit einer sich nach hinten fortsetzenden Schachtverstärkung verbunden. Zur Anbindung des inneren B-Säulenquerschnitts 14 und des äußeren B-Säulenquerschnitts 16 an den Schweller 28 dienen dabei vorliegend jeweils FDS-Schrauben in Kombination mit Kleben, wobei in einer alternativen Ausführungsform anstelle der FDS-Schrauben Bolzen gesetzt sein mögen oder Schweißen als Fügeverfahren zur Anwendung kommt, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
In der perspektivischen Schnittdarstellung gemäß 3 ist der Bereich 18 nunmehr durch ein äußeres Seitenteil mit einem Verschraubungsbereich 42 des Türschlossbügels verdeckt, unterhalb dessen sich im vorderen Bereich der B-Säule 12 ein den inneren B-Säulenquerschnitt 14 und den äußeren B-Säulenquerschnitt 16 strukturell verbindendes Blechbauteil 20 verbirgt. Deutlicher erkennbar ist dieses Blechbauteil 20, welches in einer bevorzugten Ausführungsform zugleich eine Innenschale (im Bild nicht dargestellt) oder Außenschale (im Bild dargestellt) des äußeren B-Säulenquerschnitts 16 bildet, in dem perspektivisch entsprechenden Schnitt der 4. Die in dieser Abbildung tiefer im mittleren Bereich der B-Säule 12 verlaufende Schnittebene lässt zudem erkennen, wie sich der innere B-Säulenquerschnitt 14 in einen vorderen Teil 30 und einen hinteren Teil 32 splittet, zwischen denen der bereits beschriebene Trockenraum 34 für den Gurtautomaten liegt.

Claims

Fahrzeugkarosserie (10) mit einer B-Säule (12) für ein Fahrzeug mit einer versenkbaren Fondseitenscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die B-Säule (12) einen tragenden inneren B-Säulenquerschnitt (14) und einen tragenden äußeren B-Säulenquerschnitt (16) besitzt und sich zwischen dem inneren B-Säulenquerschnitt (14) und dem äußeren B-Säulenquerschnitt (16) ein nach hinten offener Bereich (18) erstreckt, in dem die Fondseitenscheibe untergebracht werden kann.
Fahrzeugkarosserie (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere B-Säulenquerschnitt (14) und der äußere B-Säulenquerschnitt (16) an jeweils einem vorderen Ende strukturell durch ein Blechbauteil (20) miteinander verbunden sind.
Fahrzeugkarosserie (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das strukturell verbindende Blechbauteil (20) zugleich eine Innen- oder Außenschale des äußeren B-Säulenquerschnitts (16) bildet.
Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das strukturell verbindende Blechbauteil (20) im Bereich des karosserieseitigen Türschlossbügels unmittelbar unter der Außenhaut (38) liegt und auf seiner Rückseite eine Vorrichtung zur Befestigung des Türschlossbügels, insbesondere eine Gewindeplatte, aufweist.
Fahrzeugkarosserie (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der innere B-Säulenquerschnitt (14) und der äußere B-Säulenquerschnitt (16) an jeweils einem unteren Ende direkt oder indirekt mit einem Schweller (28) verbunden sind.
Fahrzeugkarosserie (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der innere B-Säulenquerschnitt (14) und der äußere B-Säulenquerschnitt (16) an jeweils einem oberen Ende direkt oder indirekt miteinander und/oder mit einer sich nach hinten fortsetzenden Schachtverstärkung verbunden sind.
Fahrzeugkarosserie (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - der innere B-Säulenquerschnitt (14) splittet sich in einem mittleren und/oder unteren Bereich der B-Säule (12) in einen vorderen Teil (30) und einen hinteren Teil (32) und - ein zwischen dem vorderen Teil (30) und dem hinteren Teil (32) liegender Trockenbereich (34) ist zu einem Fahrzeuginnenraum offen und beherbergt einen Gurtautomaten.
Fahrzeugkarosserie (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die B-Säule (12) im Wesentlichen aus Blechbauteilen aufgebaut ist.
Fahrzeugkarosserie (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbauteile der B-Säule (12) aus Stahl oder Aluminium, vorzugsweise aus Aluminiumblech, aufgebaut ist.
Fahrzeugkarosserie (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gekennzeichnet durch einen Schweller (28) aus Stahl oder Aluminium, vorzugsweise aus einem Aluminium-Strangpressprofil.
Fahrzeugkarosserie (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für ein 2+2- oder 4-sitziges geschlossenes oder offenes Fahrzeug mit zwei seitlichen Türen, insbesondere ein Cabriolet.