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Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugsäule, insb. auf eine A-Säule für ein Cabriolet-Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2010 017 658 A1 ist eine Fahrzeugsäule, insb. eine A-Säule für ein Kraftfahrzeug bekannt geworden, in der im Inneren ein Verstärkungsrohr angeordnet ist, welches eine sich in Umfangsrichtung verändernde Wanddicke aufweist. Das Verstärkungsrohr weist in Bereichen höher mechanischer Belastung eine größere Biegesteifigkeit auf als in geringer belasteten Bereichen. Aus der
DE 103 57 927 B4 ist eine A-Säule für ein Kraftfahrzeug bekannt, die in mindestens einem Längsabschnitt gekrümmt verläuft und zwischen Wandungen der Säule eine hohle Verstärkungsstrebe aufweist, welche mit unterschiedlichen Querschnitten versehen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeugsäulenkonzept, insb. für ein Cabriolet-Fahrzeug zu schaffen, mit der die Säulenbreite verringert und eine Sichtverdeckung bei einer identischen Sitzposition verringert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
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Die Verringerung der Säulenbreite erfolgt nach der Erfindung, indem ein zwischen einem inneren und einem äußeren Seitenteil bzw. Säulenelementen angeordnetes Verstärkungselement angeordnet ist, das aus einem hohlen warm umgeformten IHU-Säulenprofil besteht, dessen Säulenbreite schmaler dimensioniert ist als die Länge der Längsseiten bzw. der Längswände des Säulenprofils ist und die jeweils mit abgestellten Schenkeln von winkelförmigen Adapterflanschen mittels einer Laserschweißung verbindbar sind, welche zur Aufnahme von Seitenteilen dienen.
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Zum Erzielen eines solchen Säulenprofils ist nach der Erfindung ferner vorgesehen, dass dieses einen polygonalen über die Länge konstanten Querschnittsverlauf aufweist und einen innen liegenden keilförmig ausgerundeten Abschnitt aufweist, an dem sich ein außen liegender u-förmiger Abschnitt anschließt. Insbesondere weist der u-förmige Abschnitt des hohlen Säulenprofils einen Quersteg auf, an den sich zu jeder Seite abgewinkelte Längswände des Säulenprofils anschließen, die in die Längswände des keilförmig ausgerundeten Abschnitts des Säulenprofils übergehen.
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Die abgestellten Schenkel der Adapterflansche sind anliegend über die Laserschweißung einerseits mit der Säulenlängswand des keilförmig ausgerundeten Abschnitts und andererseits mit einer Längswand des u-förmigen Abschnitts des Säulenprofils verbunden. Durch das polygonal geformte Säulenprofil und den an den Schmalseiten angeschweißten Adapterflanschen für das innere und äußere Seitenteil der Fahrzeugsäule, wird insgesamt eine in Richtung Sichtbereich des Fahrers oder Beifahrers wenig einschränkende Fahrzeugsäule geschaffen, als beispielsweise ein das gleiche Widerstandsmoment aufweisendes Verstärkungsrohr runden Querschnitts in der Fahrzeugsäule nach einem Stand der Technik, welcher wesentlich breiter baut und den Sichtbereich für den Fahrer wesentlich mehr einschränkt.
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Durch den Einsatz des beispielsweise warm umgeformten IHU-Säulenprofils wird der relativ kleine Bauraum zwischen den Seitenteilen der Fahrzeugsäule zur Widerstandsmomenterhöhung besser genutzt als durch ein Rohr. Durch eine Profilverdrehung des Säulenprofils gemäß Anspruch 5 wird die Querschnittsnutzung bis in den A-Säulenknoten entsprechend der Belastungsrichtung optimal verbessert.
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Wenn eine A-Säule innen gekürzt ist und Steifigkeitssprünge durch diese gekürzte innere Säule nicht über das IHU-Säulenprofil kompensiert werden kann, ist nach der Erfindung vorgesehen, dass zwischen einem unteren inneren Säulenteil und einem oberen inneren Säulenteil eine Versteifung über eine CFK/GFK-Schale angeordnet ist, die über eine Klebung befestigt ist, wobei innerhalb der Fahrzeugsäule das Verstärkungselement angeordnet ist. So besteht die Möglichkeit, Wandstärken und damit Gewicht im IHU-Säulenprofil einzusparen (6).
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Falls das IHU-Säulenprofil die maximal herstellbare Wandstärke erreicht hat und auch mit der CFK/GFK-Schale nicht erreicht wird, ist nach der Erfindung des Weiteren vorgesehen, dass das innere Säulenteil bis zum oberen inneren Säulenteil hochgezogen angeordnet ist und innerhalb der Fahrzeugsäule das Verstärkungselement angeordnet wird (7).
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Ausführungen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine Ansicht auf eine A-Säule eines Kraftfahrzeugs,
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2 einen Schnitt nach der Linie II-II durch die A-Säule des Kraftfahrzeugs gemäß 1,
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3 eine schaubildliche Darstellung eines IHU-Säulenprofils eines Verstärkungselements,
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4 eine schaubildliche Darstellung des IHU-Säulenprofils mit lasergeschweißten Flanschen an beiden Seiten,
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5 eine schaubildliche Explosivdarstellung eines Teils der A-Säule mit einem äußeren Seitenteil und dem IHU-Säulenprofil mit lasergeschweißten Adapterflanschen,
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6 eine Ausführung der A-Säule mit innen liegenden IHU-Säulenprofil und einem verstärkenden CFK/GFK Schalenbauteil und
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7 eine weitere Ausführung der A-Säule mit innen liegendem IHU-Säulenprofil und einem hochgezogenen inneren Seitenteil.
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Eine Fahrzeugsäule 1, insbesondere eine A-Säule, insb. für ein Cabriolet-Kraftfahrzeug 1a umfasst im Wesentlichen ein inneres Säulenteil 2 bzw. Säulenelement und ein äußeres Säulenteil 3 bzw. Säulenelement, zwischen denen ein Verstärkungselement 4 angeordnet ist, welches in die Fahrzeugsäule 1 integriert und ortsfest verbunden ist.
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Das Verstärkungselement 4 besteht vorzugsweise aus einem warm umgeformten IHU-Säulenprofil 5, das entsprechend dem A-Säulenverlauf leicht mit einem Radius R gekrümmt ausgeführt ist (3).
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Die Säulenbreite a der A-Säule 1 ist schmäler dimensioniert als die Länge b der Längsseiten 6 bzw. der Längswände des Säulenprofils 5. Mit den Längsseiten 6 des Säulenprofils 5 sind abgestellte Schenkel 7, 8 von winkelförmigen Adapterflanschen 9, 10 mittels einer Laserschweißung 11 verbindbar, die in 2 als Lasernähte 12 näher dargestellt sind.
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Das Säulenprofil 5 weist einen i.w. polygonal konstanten Querschnitt über seine Länge auf und umfasst einen innen liegenden keilförmig ausgerundeten Abschnitt 14, an dem sich ein außen liegender u-förmiger Abschnitt 15 – in Bezug auf die Fahrzeugsäule 1 gesehen – anschließt.
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Der u-förmige Abschnitt 15 des Säulenprofils 5 weist einen Quersteg 16 auf, an dem sich abgewinkelte Längswände 17, 18 des Säulenprofils 5 anschließen, die in die Längswände 6 des keilförmige ausgerundeten Abschnitts 5 des Säulenprofils 1 angeformt übergehen.
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Die abgestellten Schenkel 7, 8 der Adapterflansche 9, 10 werden über die Laserschweißung 11 an einer Seite mit der Säulenlängswand 6 des keilförmig ausgerundeten Abschnitts 14 und gegenüber liegend an der anderen Seite des Säulenprofils 5 mit der Längswand 18 des u-förmigen Abschnitts 15 des Säulenprofils 5 verbunden. Die Laserschweißung 11 ist durch die Lasernähte 12 näher dargestellt.
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Mit den Adapterflanschen 9, 10 sind das innere Säulenteil 2 und das äußere Säulenteil 3 verbunden, was in 2 näher gezeigt ist. Durch das in der Breite schmal dimensionierte Verstärkungselement 4 kann die Anbindung des inneren und äußeren Säulenteils 2, 3 an den Adapterflanschen 9, 10 in der Breite entsprechend schmal gehalten werden.
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Insbesondere weist das IHU-Säulenprofil 5 des Verstärkungselements 4 eine mit dem Radius R leicht gekrümmten Verlauf um seine Längsachse L entsprechend der Lage der A-Säule 1 auf. Dies dient zur verbesserten Querschnittsnutzung entsprechend der Belastungsrichtung.
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Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung kann eine Aussteifung der Fahrzeugsäule 1 erforderlich werden, wenn Steifigkeitssprünge durch eine gekürzte A-Säule 1 nicht über das IHU-Säulenprofil 5 kompensiert werden kann. In diesem Fall wird zwischen einem unteren gekürzten Säulenteil 19 und einem oberen inneren Säulenteil 20 eine Versteifung über eine CFK/GFK-Schale 21 vorgenommen, die beispielsweise über eine Klebung befestigbar ist, was in 6 näher dargestellt wird. Durch diese Ausführung besteht auch die Möglichkeit, die Wandstärke des IHU-Säulenprofils 5 zu vermindern und somit Gewicht einzusparen.
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Des Weiteren kann nach einer Ausführung der Erfindung auch das innere Säulenteil 19a bis zum oberen inneren Säulenteil 20 hochgezogen werden (7). Auch in diesem Fall ist das Verstärkungselement 4 innen liegend der Fahrzeugsäule 1 angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010017658 A1 [0002]
- DE 10357927 B4 [0002]
