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Die Erfindung betrifft eine Säule für ein Fahrzeug gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.
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Säulen für Fahrzeuge sind in zahlreichen Variationen bekannt. Die Säulen können jeweils als Hohlprofil mit einem Innenblech und einem Außenblech ausgeführt werden. Hierbei kann das Hohlprofil einen mit einem Dachträger verbindbaren Kopfabschnitt, einen mit einem Schweller verbindbaren Fußabschnitt sowie einen zwischen dem Kopfabschnitt und dem Fußabschnitt angeordneten mittleren Säulenabschnitt umfassen. Um eine hohe Energieaufnahme und einen bestmöglichen Insassenschutz zu erreichen, bleiben der Kopfabschnitt und der mittlere Säulenabschnitt in einer Seitenaufprallsituation weitgehend unverformt, wobei der Fußabschnitt kontrolliert deformiert wird, um wirkende Kräfte oder Energien in Deformationsenergie umzuwandeln, ohne dass dort die Strukturintegrität verlorengeht. Zur Erhöhung der Seitenaufprallfestigkeit kann in der Säule ein Verstärkungsblech integriert werden, welches einer unfallbedingten Deformation der Säule in den Fahrzeuginnenraum hinein oder einem Reißen der Säule entgegenwirkt. Der Fußabschnitt kann vergütet werden, um ein rissfreies Deformieren des Fußabschnitts zu ermöglichen.
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Aus der
DE 10 2013 002 421 A1 ist eine gattungsgemäße Säule, insbesondere eine B-Säule, für ein Kraftfahrzeug bekannt, welche als Hohlprofil ausgebildet ist. Die Säule umfasst einen mit einem Dachträger verbindbaren Kopfabschnitt, einen mit einem Schweller verbindbaren Fußabschnitt und einen zwischen dem Kopfabschnitt und dem Fußabschnitt angeordneten mittleren Säulenabschnitt. Die Säule besteht aus Aluminium und bildet zur Erhöhung der Crashsicherheit zumindest einen Deformationsbereich aus. Der Deformationsbereich ist an einem Fußabschnitt der Säule angeordnet und weist mindestens eine Sicke auf.
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Aus der
DE 10 2014 201 198 B3 ist eine Karosseriesäule, insbesondere eine B-Säule, für ein Fahrzeug bekannt. Die Karosseriesäule umfasst einen Hohlträger und ein Verstärkungselement zur Erhöhung einer Seitenaufprallfestigkeit. Das Verstärkungselement weist einen am Dachlängsträger der Rohbaukarosserie anbindbaren Kopfabschnitt, einen am Bodenschweller der Rohbaukarosserie anbindbaren Fußabschnitt sowie einen sich dazwischen erstreckenden mittleren Säulenabschnitt auf. Das Verstärkungselement umfasst eine Solldeformationsstelle, an der bei einem Seitenaufprall eine Deformation der Karosseriesäule einleitbar ist. Die Solldeformationsstelle ist durch eine Blechumformung gebildet. Die Solldeformationsstelle weist zumindest zwei in Fahrzeughochrichtung übereinander angeordnete und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Sicken auf.
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Aus der
DE 10 2018 213 721 A1 , der
DE 10 2017 211 160 A1 , der
DE 10 2017 004 812 A1 sowie der
JP 2012-116 421 A sind jeweils B-Säulen-Außenbleche bekannt, die ihren Querschnitt in Richtung auf den Schweller betrachtet von einer Hutform in eine lineare beziehungsweise ebene Form ändern. Diese Änderung des Querschnittverlaufs geschieht aber nicht stetig, sondern abrupt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Säule für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche im Fußabschnitt eine verbesserte Deformationsfähigkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Säule mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine Säule für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche im Fußabschnitt eine verbesserte Deformationsfähigkeit aufweist, vergrößern sich Profilwinkel des Außenblechs im Deformationsbereich des Fußabschnitts vom Übergang zum mittleren Säulenabschnitt in Richtung eines dem Schweller zugewandten Rands stetig und eine Profiltiefe des Außenblechs reduziert sich kontinuierlich, bis das Außenblech an einer an den Deformationsbereich anschließenden Schwelleranbindung eine nahezu ebene Fläche ausbildet, welche am Schweller anliegt und mit diesem verbunden ist.
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Unter der Säule wird im Folgenden insbesondere eine B-Säule verstanden, die Säule kann aber auch einer A-Säule, einer C-Säule oder einer D-Säule entsprechen. Die Säule erstreckt sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung zwischen einem Dachträger und einem Schweller eines Fahrzeuges. Die Säule dient einerseits der Versteifung der seitlichen Fahrzeugkarosserie und andererseits zur Aufnahme von Bauteilen, wie etwa einem Gurtretraktor oder anderen Bauteilen oder Baugruppen. Die B-Säule begrenzt einen vorderen Einstieg und gegebenenfalls einen hinteren Einstieg des Fahrzeuges. Die Säule ist als Hohlprofil mit einem Innenblech und einem Außenblech ausgeführt. Das Hohlprofil umfasst einen mit dem Dachträger verbindbaren Kopfabschnitt, einen mit dem Schweller verbindbaren Fußabschnitt und einen zwischen dem Kopfabschnitt und dem Fußabschnitt angeordneten mittleren Säulenabschnitt. Zudem bildet das Außenblech im Fußabschnitt einen Deformationsbereich aus.
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Der Deformationsbereich bzw. Verformungsbereich des Fußbereichs ist zwischen dem Übergang zum mittleren Säulenabschnitt und der Schwelleranbindung ausgebildet. Am Übergang zum mittleren Säulenabschnitt kann das Außenblech eine ausgeprägte U- oder Hut-Form oder eine Kombination aus U-Form und Hut-Form aufweisen und außerdem über geeignete Verbindungstechnik an einem Türdichtungsflansch mit Nachbarbauteilen verbunden sein. Die U- oder Hut-Form bzw. die Kombination aus U-Form und Hut-Form des Profilquerschnitts zeichnet sich aufgrund der Form und der Profiltiefe durch ein hohes Widerstandsmoment gegen Biegung aus. Die Profilsteifigkeit ist hoch, die Verformungsfähigkeit ist eher gering. Zudem können innerhalb des Profils noch zusätzliche Verstärkungen angeordnet werden. Durch die Vergrößerung der Profilwinkel und die Reduzierung der Profiltiefe vermindert sich die Profilsteifigkeit im Deformationsbereich bzw. Verformungsbereich vom Übergang zum mittleren Säulenabschnitt in Richtung Schwelleranbindung, d.h. von oben nach unten, kontinuierlich. Das kann dazu führen, dass sich die Bauteilbeanspruchung aufgrund der Crashverformung gleichmäßiger verteilt und dadurch niedriger ausfällt. Zur Verstärkung des Effekts können im Deformationsbereich bzw. Verformungsbereich jegliche Kerbwirkungen, scharfe Kanten in der Formgebung oder Unterbrechungen einer seitlichen Beschnittkante vermieden werden. So kann im Deformationsbereich bzw. Verformungsbereich auf Befestigungstechnik verzichtet werden. Dadurch entfällt auch die damit verbundene Kerbwirkung im Bauteil. Das Bauteil ist damit im Deformationsbereich bzw. Verformungsbereich am Bauteilrand nicht mehr eingespannt und erhält damit zusätzliche Verformungsmöglichkeiten, welche die Bauteilbeanspruchung im Crashfall ebenfalls reduzieren.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Säule kann das Außenblech im Fußabschnitt am Übergang zum mittleren Säulenabschnitt einen U-förmigen Querschnitt mit ersten Profilwinkeln zwischen einer nach außen gerichteten Oberseite des Außenblechs und angrenzenden Seitenbereichen aufweisen. Hierbei kann das Außenblech im Deformationsbereich des Fußabschnitts kantenfreie ausgerundete Übergänge zwischen der nach außen gerichteten Oberseite des Außenblechs und den angrenzenden Seitenbereichen des Außenblechs aufweisen. Alternativ kann das Außenblech im Fußabschnitt am Übergang zum mittleren Säulenabschnitt einen hutförmigen Querschnitt mit zusätzlichen zweiten Profilwinkeln zwischen den Seitenbereichen und angrenzenden Türdichtungsflanschen aufweisen. Hierbei kann das Außenblech im Deformationsbereich des Fußabschnitt kantenfreie ausgerundete Übergänge zwischen der nach außen gerichteten Oberseite des Außenblechs und den angrenzenden Seitenbereichen des Außenblechs und den angrenzenden Türdichtungsflanschen des Außenblechs aufweisen. Die ausgerundeten Übergänge können in Richtung Schwelleranbindung mit zunehmend größer werdenden Radien ausgeführt werden, bis die konstruktiv maximal möglichen Radien erreicht werden, sodass die Flächengestaltung immer weicher wird. Hierbei können durch die weichen Übergänge und durch großen Profilwinkel Materialdehnungen großflächiger verteilt und eine Kerbwirkung reduziert werden, wodurch die Profilsteifigkeit reduziert und eine Verformbarkeit des Fußabschnitts im Crashfall in vorteilhafter Weise erhöht werden kann. Dadurch kann in vorteilhafter Weise das Reißen des Außenblechs unterbunden oder zumindest erschwert werden. Durch die verbesserte Verformbarkeit und durch die Reduzierung der Bauteilbeanspruchung im Fußabschnitt kann auf eine Vergütung des Fußabschnitts verzichtet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Säule kann das Außenblech im Deformationsbereich bzw. Verformungsbereich mindestens eine kalottenförmige Verprägung mit einer runden oder ovalen Berandung aufweisen, welche eine lokale Nachgiebigkeit des Außenblechs in alle Richtungen ermöglicht. Hierbei kann eine Ausprägung der mindestens einen kalottenförmigen Verprägung an der nach außen gerichteten Oberseite des Außenblechs angeordnet werden. Eine Einprägung der mindestens einen kalottenförmigen Verprägung kann an einer nach innen gerichteten Innenseite des Außenblechs angeordnet werden. Dadurch verteilt sich die Materialbeanspruchung bei einem Seitenaufprall in vorteilhafter Weise großflächiger und eine lokale Materialbeanspruchung des Außenblechs kann reduziert werden. Die kalottenförmige Verprägung mit der runden oder ovalen Berandung verteilt die Materialbeanspruchung hierbei besser in alle Richtungen als eine länglich ausgeprägte Verprägung oder Sicke, bei welcher die Nachgiebigkeit in Längsrichtung deutlich niedriger ist. Durch die mindestens eine kalottenförmige Verprägung mit der runden oder ovalen Berandung kann die Verformbarkeit des Fußabschnitts weiter verbessert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Säule können mehrere kalottenförmige Verprägungen in nebeneinander angeordnet werden. Durch mehrere kalottenförmige Verprägungen, welche beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung oder in Fahrzeughochrichtung nebeneinander angeordnet sind, können Materialbeanspruchungen beim Seitenaufprall unabhängig von einem Einleitungsbereich reduziert und verteilt werden. Der Einleitungsbereich kann dem Bereich entsprechen, in welchem beim Seitenaufprall wirkende Kräfte oder Energien in die Säule eingeleitet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Säule können seitliche Beschnittkanten des Außenblechs im Fußabschnitt zwischen dem mittleren Säulenabschnitt und der Schwelleranbindung des Fußabschnitts jeweils einen dreidimensionalen ausgerundeten Verlauf aufweisen. Das bedeutet, dass die seitlichen Beschnittkanten des Außenblechs in einer von Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeughochrichtung aufgespannten ersten Ebene und in einer von Fahrzeugquerrichtung und Fahrzeughochrichtung aufgespannten zweiten Ebene den dreidimensionalen ausgerundeten Verlauf aufweisen. Durch den kantenfreien Deformationsbereich bzw. Verformungsbereich des Fußabschnitts und durch den dreidimensionalen ausgerundeten Verlauf der Beschnittkanten entstehen weiche Übergänge, welche bei Materialbeanspruchung in vorteilhafter Weise eine lokale Maximierung der Bauteilbeanspruchung im Fußabschnitt reduzieren können. Hierbei können die rissempfindlichen seitlichen Beschnittkanten des Außenblechs durch den dreidimensionalen ausgerundeten Verlauf einer geringeren Zugspannung ausgesetzt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Säule können die seitlichen Beschnittkanten des Außenblechs im Bereich des Schwellers jeweils eine Ausbauchung in Fahrzeuglängsrichtung aufweisen und jeweils über einen in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Hauptlastpfad hinausragen. Hier können die Hauptlastpfade des Fußabschnitts jeweils entlang einer imaginären Verlängerung des Türdichtungsflansches im Fußabschnitt zwischen dem Übergang zum mittleren Säulenabschnitt und der Schwelleranbindung verlaufen. Dadurch liegen die rissempfindlichen seitlichen Beschnittkanten des Außenblechs im Bereich des Schwellers außerhalb der Bereiche mit hohen Materialbeanspruchungen, wie beispielsweise Zugspannungen oder Materialspannungen. Dadurch kann das Reißen oder Einreißen des Außenblechs im Bereich des Schwellers in vorteilhafter Weise unterbunden oder zumindest erschwert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Säule können das Außenblech und das Innenblech im Fußabschnitt getrennt voneinander verlaufen. Das bedeutet, dass das Außenblech und das Innenblech im Fußabschnitt nicht direkt miteinander verbunden sind. Dadurch stehen bei einem Seitenaufprall in vorteilhafter Weise mehr Freiheitsgrade für die Verformung des Außenblechs und des Innenblechs zur Verfügung, wodurch das Reißen des Außenblechs oder des Innenblechs weiter unterbunden oder zumindest erschwert werden kann. Des Weiteren können die seitlichen Beschnittkanten des Außenblechs durch den dreidimensionalen ausgerundeten Verlauf und durch die fehlende Verbindung zum Innenblech ohne Kontakt zu benachbarten Komponenten und somit in der Luft verlaufen. Dadurch werden die seitlichen Beschnittkanten nicht eingespannt und in vorteilhafter Weise einer geringeren Zugspannung ausgesetzt. Des Weiteren kann der dreidimensionale ausgerundete Verlauf das Einreißen oder Ausreißen der seitlichen Beschnittkanten in vorteilhafter Weise verhindern oder zumindest reduzieren. Zudem kann durch den Verzicht auf Verbindungstechnik im Bereich der seitlichen Beschnittkanten die Kerbwirkung im Fußabschnitt in vorteilhafter Weise weiter reduziert werden. Im Kopfabschnitt, im mittleren Säulenabschnitt und im Bereich der Schwelleranbindung können Verbindungspunkte, welche beispielsweise als Schweißpunkte ausgeführt werden können, das Außenblech mit benachbarten Komponenten, wie dem Dachträger, dem Innenblech und dem Schweller verbinden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Säule kann das Außenblech in Fahrzeughochrichtung unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Die Wandstäken können in vorteilhafter Weise an eine zu erwartende Belastung bei einem Seitenaufprall angepasst werden.
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Alle beschriebenen Maßnahmen im Deformationsbereich bzw. Verformungsbereich führen dazu, dass sich die Profilsteifigkeit innerhalb des Deformationsbereich bzw. Verformungsbereichs in Richtung Schwelleranbindung kontinuierlich reduziert, sodass sich die Bauteilbeanspruchung aufgrund der Crashverformung gleichmäßiger verteilt und dadurch niedriger ausfällt. Vorzugsweise kann das Außenblech aus gehärtetem Stahl gefertigt werden, welcher durch diese Maßnahmen im Crashfall eine höhere Verformungsfähigkeit und trotzdem auch eine sehr hohe Widerstandsfähigkeit gegen Rissbildung aufweist.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
- 1 schematische perspektive Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Säule;
- 2 eine perspektivische Seitenansicht eines Fußabschnitts der erfindungsgemäßen Säule aus 1;
- 3 eine schematische Frontansicht des Fußabschnitts der erfindungsgemäßen Säule aus 1 und 2,
- 4 eine erste Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie IV - IV in 3;
- 5 eine zweite Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie V - V in 3;
- 6 eine dritte Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie VI - VI in 3; und
- 7 eine vierte Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie VII - VII in 3.
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Wie aus 1 bis 7 ersichtlich ist, ist eine Säule 10 für ein Fahrzeug im dargestellten Ausführungsbeispiel als Hohlprofil 10A ausgeführt. Das Hohlprofil 10A ist aus einem Innenblech 16 und einem Außenblech 18 gebildet. Das Hohlprofil 10A umfasst einen mit einem Dachträger 2 verbindbaren Kopfabschnitt 12, einen mit einem Schweller 4 verbindbaren Fußabschnitt 14 und einen zwischen dem Kopfabschnitt 12 und dem Fußabschnitt 14 angeordneten mittleren Säulenabschnitt 13. Zudem bildet das Außenblech 18 im Fußabschnitt 14 einen Deformationsbereich 20 aus.
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Erfindungsgemäß vergrößern sich Profilwinkel a, b, c, d des Außenblechs 18 im Deformationsbereich 20 des Fußabschnitts 14 vom Übergang zum mittleren Säulenabschnitt 13 in Richtung eines dem Schweller 4 zugewandten Rands stetig und eine Profiltiefe h des Außenblechs 18 reduziert sich kontinuierlich, bis das Außenblech 18 an einer an den Deformationsbereich 20 anschließenden Schwelleranbindung 18.4 eine nahezu ebene Fläche ausbildet, welche am Schweller 4 anliegt und mit diesem verbunden ist.
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Wie aus 1 bis 7 weiter ersichtlich ist, weist das Außenblech 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel im Fußabschnitt 14 am Übergang zum mittleren Säulenabschnitt 13 einen hutförmigen Querschnitt auf. Daher weist das Außenblech 18 zwischen einer nach außen gerichteten Oberseite 18.2 und angrenzenden Seitenbereichen 18.1 erste Profilwinkel a, b und zwischen den Seitenbereichen 18.1 und angrenzenden Türdichtungsflanschen 17 zweite Profilwinkel c, d auf. Durch die ausgeprägte Hut-Profilform und die Profiltiefe h weist der mittlere Säulenabschnitt 13 und der Fußabschnitt 14 am Übergang zum mittleren Säulenabschnitt 13 ein hohes Widerstandsmoment gegen Biegung auf, so dass die Profilsteifigkeit hoch ist, und die Verformungsfähigkeit relativ gering ist. Zudem sind im dargestellten Ausführungsbeispiel innerhalb des Profils des Außenblechs 18 noch zusätzliche Verstärkungen 18.6 angeordnet.
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Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Außenblech 18 im Fußabschnitt 14 am Übergang zum mittleren Säulenabschnitt 13 einen U-förmigen Querschnitt auf. Daher weist das Außenblech 18 nur die ersten Profilwinkel a, b auf, welche zwischen der nach außen gerichteten Oberseite 18.2 und den angrenzenden Seitenbereichen 18.1 ausgebildet sind.
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Bei einem weiteren alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Außenblech 18 im Fußabschnitt 14 am Übergang zum mittleren Säulenabschnitt 13 ein Kombination aus einen Hutförmigen und einem U-förmigen Querschnitt auf, die beispielsweise bei einem zweitürgien Fahrzeug eingesetzt werden kann. So weist das Außenblech 18 bei diesem Ausführungsbeispiel die ersten Profilwinkel a, b, welche zwischen der nach außen gerichteten Oberseite 18.2 und den angrenzenden Seitenbereichen 18.1 ausgebildet sind, und nur einen zweite Profilwinkel c auf, welcher zwischen einem einer Türöffnung zugewandten Seitenbereich 18.1 des Außenblechs 18 und einem angrenzenden Türdichtungsflansch 17 ausgebildet ist.
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Durch die sich vergrößernden Profilwinkel a, b, c, d und die sich reduzierende Profiltiefe h im Deformationsbereich 20 des Außenblechs 18, werden im Deformationsbereich 20 des Fußabschnitt 14 kantenfreie ausgerundete Übergänge 24 zwischen der nach außen gerichteten Oberseite 18.2 des Außenblechs 18 und den angrenzenden Seitenbereichen 18.1 des Außenblechs 18 sowie zwischen den angrenzenden Seitenbereichen 18.1 des Außenblechs 18 und den angrenzenden Türdichtungsflanschen 17 des Außenblechs 18 ausgebildet, welche in Richtung Schwelleranbindung 18.4 zunehmend größer werden, so dass die Flächengestaltung immer weicher wird. Zudem weist die Säule 10 im Deformationsbereich 20 des Fußabschnitts 14 keine Verbindungstechnik auf. Dadurch entfällt auch die damit verbundene Kerbwirkung im Bauteil. Das Außenblech 18 ist damit im Deformationsbereich 20 am Bauteilrand nicht mehr eingespannt und erhält damit zusätzliche Verformungsmöglichkeiten, welche die Bauteilbeanspruchung im Crashfall ebenfalls reduzieren. Zusammenfassend vermindert sich im Deformationsbereich 20 die Profilsteifigkeit von oben nach unten kontinuierlich. Zudem wird im Deformationsbereich 20 jegliche Kerbwirkung durch scharfe Kanten in der Formgebung vermieden.
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In einer Unfallsituation, insbesondere bei einem Seitenaufprall, wirken verschiedene Kräfte und Energien auf die erfindungsgemäße Säule 10, welche zu Materialbeanspruchungen, wie beispielsweise Zugspannungen oder Materialspannungen, insbesondere des Außenblechs führen. Der Fußabschnitt 14 verformt kontrolliert unter der Einwirkung der Kräfte und Energien. Der mittlere Säulenabschnitt 13 und der Kopfabschnitt 12 bleiben in einer Seitenaufprallsituation weitgehend unverformt.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist die erfindungsgemäße Säule 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel als B-Säule ausgeführt, welche einen vorderen Einstieg und gegebenenfalls einen hinteren Einstieg des Fahrzeuges begrenzt. Die erfindungsgemäße Säule 10 kann auch als A-Säule, C-Säule oder D-Säule ausgeführt werden.
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Wie aus 1 bis 7 weiter ersichtlich ist, ist das Innenblech 16 einem Fahrzeuginnenraum und das Außenblech 18 einem Außenbereich des Fahrzeugs zugewandt. Das Außenblech 18 umfasst zwei Seitenbereiche 18.1 und die nach außen gerichtete Oberseite 18.2, welche im Kopfabschnitt 14 und im mittleren Säulenabschnitt 13 im Wesentlichen die oben erwähnte Hut-Form des Hohlprofils 10A ausbilden. Zudem weist das Außenblech 18 zwei im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung z verlaufende seitliche Beschnittkanten 19 und eine in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufende untere Beschnittkante 18.8 auf.
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Wie aus 1 bis 7 weiter ersichtlich ist, weisen das Innenblech 16 und das Außenblech 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Säule 10 jeweils an den Seitenbereichen 18.1 im mittleren Säulenabschnitt 13 einen in Fahrzeughochrichtung z verlaufenden Türdichtungsflansch 17 auf. Das Innenblech 16 und das Außenblech 18 sind an den Türdichtungsflanschen 17, beispielsweise mittels Schweißpunkten 6, miteinander verbunden.
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Wie aus 1 bis 7 weiter ersichtlich ist, sind das Innenblech 16 und das Außenblech 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Säule 10 im Bereich des Schwellers 4 jeweils über eine Schwelleranbindung 18.4 mit dem Schweller 4 verbunden.
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Wie aus 1 und 7 weiter ersichtlich ist, erstrecken sich in einer Unfallsituation, insbesondere bei einem Seitenaufprall, zwei Hauptlastpfade 8 im Fußabschnitt 14 jeweils zwischen dem Übergang zum mittleren Säulenabschnitts 13 und der Schwelleranbindung 18.4 des Fußabschnitts 14. Die Hauptlastpfade 8 des Fußabschnitts 14 verlaufen hierbei jeweils entlang einer imaginären Verlängerung des Türdichtungsflanschs 17 des mittleren Säulenabschnitts 13.
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Wie aus 1 bis 7 weiter ersichtlich ist, weisen die seitlichen Beschnittkanten 19 des Außenblechs 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem mittleren Säulenabschnitt 13 und der Schwelleranbindung 18.4 des Fußabschnitts 14 jeweils einen dreidimensionalen ausgerundeten Verlauf 19.2 auf. Das bedeutet, dass die seitlichen Beschnittkanten 19 des Außenblechs 18 in einer von Fahrzeuglängsrichtung x und Fahrzeughochrichtung z aufgespannten ersten Ebene und in einer von Fahrzeugquerrichtung y und Fahrzeughochrichtung z aufgespannten zweiten Ebene den dreidimensionalen ausgerundeten Verlauf 19.2 aufweisen.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, verlaufen das Außenblech 18 und das Innenblech 16 im Fußabschnitt 14 getrennt voneinander. Dadurch sind das Außenblech 18 und das Innenblech 16 im Fußabschnitt 14 nicht direkt miteinander verbunden.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, verlaufen die seitlichen Beschnittkanten 19 des Außenblechs 18 im Deformationsbereich 20 des Fußabschnitts 14 im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Säule 10 in der Luft und haben zwischen dem mittleren Säulenabschnitts 13 und der Schwelleranbindung 18.4 des Fußabschnitts 14 keinen Kontakt zu anderen Bauteilen. Dadurch kann das Entstehen von Zugspannung erschwert werden, und es können mehr Freiheitsgrade zum Verformen des Außenblechs 18 im Fußabschnitt 14 zur Verfügung gestellt werden. Das Außenblech 18 liegt mit der Schwelleranbindung 18.4 nur an einer Außenseite 4.2 des Schwellers 4 an und ist im Fußabschnitt 14 nur mit der Außenseite 4.2 des Schwellers 4 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Säule 10 liegt das Innenblech 16 im Fußabschnitt 14 nur an einer Innenseite 4.1 des Schwellers 4 an und ist nur mit der Innenseite 4.1 des Schwellers 4 verbunden. Dadurch sind das Außenblech 18 und das Innenblech 16 im Fußabschnitt 14 indirekt über den Schweller 4 miteinander verbunden. Hierbei verbinden Schweißpunkte 6 die Schwelleranbindung 18.4 des Außenblechs 18 mit der Außenseite 4.2 des Schwellers 4. Die Schwelleranbindung des Innenblechs 16 kann ebenfalls mit Schweißpunkten mit der Innenseite 4.1 des Schwellers 4 verbunden werden. Es sind auch andere geeignete Verbindungstechniken zum Verbinden des Außenblechs 18 und des Innenblechs 16 mit dem Schweller 4 vorstellbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Säule 10 stützt sich weder das Außenblech 18 noch das Innenblech 16 an der Oberseite 4.4 des Schwellers 4 ab.
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Wie aus 1 und 4 weiter ersichtlich ist, weisen die seitlichen Beschnittkanten 19 des Außenblechs 18 im Bereich des Schwellers 4 jeweils eine Ausbauchung 19.1 in Fahrzeuglängsrichtung x auf, welche über die in Fahrzeughochrichtung z verlaufenden Hauptlastpfade 8 hinausragen. Dadurch liegt die besonders rissempfindliche Beschnittkante 19 außerhalb der Bereiche mit der höchsten Materialbeanspruchung.
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Wie aus 1 bis 3 und 6 weiter ersichtlich ist, weist das Außenblech 18 im Deformationsbereich 20 mindestens eine kalottenförmige Verprägung 22 auf, welche eine lokale Nachgiebigkeit in alle Richtungen des Außenblechs 18 ermöglicht und eine runde oder ovale Berandung aufweisen kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Außenblechs 18, weist das Außenblech 18 zwei kalottenförmige Verprägungen 22 mit einer ovalen Berandung auf, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel in Fahrzeuglängsrichtung x nebeneinander angeordnet sind. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei kalottenförmige Verprägungen 22 in Fahrzeughochrichtung z nebeneinander angeordnet. Eine Ausprägung der kalottenförmigen Verprägung 22 ist an der nach außen gerichteten Oberseite 18.2 des Außenblechs 18 angeordnet. Die kalottenförmigen Verprägungen 22 weisen bevorzugt eine Tiefe von ca. 10 bis 20mm auf. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Außenblechs 18 können mehr als zwei kalottenförmige Verprägungen 22 oder lediglich eine kalottenförmige Verprägung 22 im Deformationsbereich 20 angeordnet werden. Zudem sind andere geeignete Tiefen der kalottenförmige Verprägungen 22 vorstellbar.
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Zudem weist das Außenblech 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel in Fahrzeughochrichtung z unterschiedliche Wandstärken auf. Hierbei werden die Wandstäken über die Stärke des Blechs oder durch die Verstärkungen 18.6 variiert. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Außenblechs 18 kann die Wandstärke auch durch das Schichten von Blechen in den gewünschten Bereich erhöht werden. Das Außenblech 18 und das Innenblech 16 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Säule 10 aus gehärteten Stahl gefertigt. In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Säule 10 können das Innenblech 16 oder das Außenblech 18 oder das Innenblech 16 und das Außenblech 18 zur Umsetzung des Leichtbaugedankens aus einem Leichtmetall, wie Aluminium oder einem anderen geeigneten Material hergestellt werden.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist die Oberseite 4.4 des Schwellers 4 im Bereich der erfindungsgemäßen Säule 10 abgesenkt, um mehr Platz zur Deformation des Fußabschnitts 14 zur Verfügung zu stellen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Dachträger
- 4
- Schweller
- 4.1
- Innenseite
- 4.2
- Außenseite
- 4.4
- Oberseite des Schwellers
- 6
- Schweißpunkt
- 8
- Hauptlastpfad
- 10
- Säule
- 10A
- Hohlprofil
- 12
- Kopfabschnitt
- 13
- mittlerer Säulenabschnitt
- 14
- Fußabschnitt
- 16
- Innenblech
- 17
- Türdichtungsflansch
- 18
- Außenblech
- 18.1
- Seitenbereich
- 18.2
- Oberseite des Außenblechs
- 18.4
- Schwelleranbindung
- 18.6
- Verstärkung
- 18.8
- untere Beschnittkante
- 19
- seitliche Beschnittkanten
- 19.1
- Ausbauchung
- 19.2
- dreidimensionaler ausgerundeter Verlauf
- 20
- Deformationsbereich
- 22
- kalottenförmige Verprägung
- 24
- ausgerundeter Übergang
- x
- Fahrzeuglängsrichtung
- y
- Fahrzeugquerrichtung
- z
- Fahrzeughochrichtung
- a, b, c, d
- Profilwinkel
- h
- Profiltiefe
