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Die Erfindung betrifft eine A-Säule für eine Karosserie eines Personenkraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche A-Säule für eine Karosserie eines Personenkraftwagens ist beispielsweise bereits der
DE 10 2013 111 080 A1 als bekannt zu entnehmen. Die A-Säule umfasst ein Innenteil, welches auch als erstes Säulenteil bezeichnet wird beziehungsweise ein erstes Säulenteil der A-Säule ist. Außerdem umfasst die A-Säule ein Außenteil, welches auch als zweites Säulenteil bezeichnet wird beziehungsweise ein zweites Säulenteil der A-Säule ist. Außerdem umfasst die A-Säule ein zwischen dem ersten Säulenteil (Innenteil) und dem zweiten Säulenteil (Außenteil), angeordnetes, drittes Säulenteil, dessen an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, offener Hohlquerschnitt durch das Innenteil zu einem sich zumindest über einen Längenbereich der A-Säule erstreckenden, geschlossenen Hohlquerschnitt der A-Säule ergänzt ist. Die Säulenteile weisen jeweilige Fügflansche auf, über welche die Säulenteile miteinander verbunden sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine A-Säule der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine jeweilige Breite der Fügflansche besonders gering gehalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine A-Säule mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine A-Säule der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine jeweilige Breite der Fügflansche besonders gering gehalten werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das die Fügflansche der aus Aluminium gebildeten Säulenteile durch ein robotergeführtes Laserschweißverfahren miteinander verschweißt sind, wodurch die Säulenteile über die Fügflansche miteinander verbunden sind. Dadurch, dass die Säulenteile und somit die Fügflansche aus Aluminium beziehungsweise aus einer Aluminiumlegierung gebildet sind, kann das Gewicht der Fügflansche gering gehalten werden. Außerdem können durch Verwendung des robotergeführten Laserschweißverfahrens die jeweiligen Breiten der Fügflansche besonders gering gehalten werden, sodass im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen ein verbesserter Sichtverdeckungswinkel realisiert werden kann. Außerdem ist mittels des robotergeführten Laserschweißverfahrens eine Fügeverbindung zum Verbinden der Fügflansche realisierbar, wobei eine sehr hohe Festigkeit der Fügeverbindung dargestellt werden kann.
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Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: die Säulenteile sind Aluminiumstrukturen und dabei jeweilige Bleche, sodass dadurch, dass die drei Säulenteile über Fügflansche miteinander verbunden sind, eine Blechverbindung der drei Säulenteile vorgesehen ist. Eine solche Blechverbindung von drei Säulenteilen beziehungsweise von drei Aluminiumstrukturen wird üblicherweise durch Halbhohlstanzniete realisiert. Um jedoch die Fügflansche und somit die Säulenteile mittels halb Halbhohlstanznieten zu verbinden, müssen sich die Fügflansche mindestens über eine sehr große Breite von beispielsweise mindestens 19 Millimetern gegenseitig beziehungsweise paarweise überdecken. Durch Verwendung des auch als RobScan bezeichneten, robotergeführten Laserschweißverfahrens kann gegenüber einem Verbinden der Säulenteile mittels Halbhohlstanznieten die zuvor genannte Breite, über welche sich die Fügflansche gegenseitig überlappen, stark und dabei beispielsweise um 5 Millimeter verkürzt werden. In vollständig hergestelltem Zustand der Karosserie begrenzt die A-Säule beispielsweise eine Windschutzscheibenöffnung der vorzugsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Karosserie, insbesondere in Fahrzeugquerrichtung nach außen. Da die Breite des jeweiligen Fügflanschs nun besonders gering gehalten werden kann, kann eine besonders große Abmessung, insbesondere eine besonders große, in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Breite, der Windschutzscheibenöffnung realisiert werden, sodass ein besonders großer Sichtverdeckungswinkel dargestellt werden kann. Insbesondere kann im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen eine Reduzierung des Sichtverdeckungswinkels um 0,5 Grad realisiert werden. Die geringen Breiten der Fügflansche und die damit einhergehende Realisierbarkeit des geringen Sichtverdeckungswinkels sind ohne unerwünschte Reduzierung des Hohlquerschnitts möglich. Mit anderen Worten kann der Hohlquerschnitt besonders groß ausgestaltet werden, sodass eine besonders hohe Steifigkeit der A-Säule dargestellt werden kann. Die erfindungsgemäße A-Säule ist eine Fahrzeugsäule, wobei die vorherigen und folgenden Ausführungen zur erfindungsgemäßen A-Säule ohne Weiteres auch auf andere Fahrzeugsäulen wie beispielsweise B-Säulen, C-Säulen, und D-Säulen übertragen werden können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. 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.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen A-Säule für eine Karosserie eines Personenkraftwagens; und
- 2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der A-Säule.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und geschnittenen Perspektivansicht eine als A-Säule 10 ausgebildete Fahrzeugsäule für eine als selbsttragende Karosserie ausgebildete Karosserie eines Personenkraftwagens. Die A-Säule 10 umfasst ein Innenteil 12, ein Außenteil 14 und ein drittes Säulenteil 16, wobei das Innenteil 12 auch als Schließblech oder erstes Säulenteil und das Außenteil 14 auch als zweites Säulenteil bezeichnet wird. Das Säulenteil 16 weist einen an sich, das heißt für sich alleine betrachtet offenen Hohlquerschnitt 18 auf, welcher durch das Innenteil 12 zu einem sich zumindest über einen Längenbereich der A-Säule 10 erstreckenden, geschlossenen Hohlquerschnitt 20 der A-Säule 10 ergänzt. Somit ist die A-Säule 10 als ein Hohlprofil ausgebildet. Da der an sich offene Hohlquerschnitt 18 durch das Innenteil 12 verschlossen ist, wird das Innenteil 12 beispielsweise auch als Schließblech bezeichnet. Die Säulenteile weisen jeweilige Fügflansche 22a-c auf, welche besonders gut aus 2 erkennbar sind. Die Fügflansche 22a-c sind miteinander verbunden, wodurch die Säulenteile über die Fügflansche 22a-c miteinander verbunden sind. Dabei ist aus 2 besonders gut erkennbar, dass sich die Fügflansche 22a-c gegenseitig, das heißt paarweise überlappen. Um nun eine Überlappungsbreite, über welche sich die Fügflansche 22a-c gegenseitig überlappen und somit eine jeweilige Breite der Fügflansche 22a-c insgesamt besonders gering halten zu können, sind die Fügflansche 22a-c der aus Aluminium gebildeten Säulenteile durch ein robotergeführtes Laserschweißverfahren miteinander verschweißt. Hierdurch sind die Säulenteile über die Fügflansche 22a-c miteinander verbunden. Das robotergeführte Laserschweißverfahren wird auch als RobScan bezeichnet und umfasst einen auch als Industrieroboter bezeichneten Roboter, welcher mehrere, gelenkig miteinander verbundene und auch als Roboterarme bezeichnete Roboterachsen aufweist. An dem Roboter, insbesondere an dessen Endeffektor, ist ein so genannter Scankopf gehalten, welcher beispielsweise eine Laserstrahlquelle zum Bereitstellen eines Laserstrahls sowie wenigstens einen oder mehrere, auch als Kippsiegel bezeichnete Spiegel umfasst, mittels welchen der Laserstrahle insbesondere relativ um Roboter abgelenkt und somit bewegt werden kann. Somit kann der Roboter den Scankopf und somit den Laserstrahl beispielsweise entlang der Fügflansche 22a-c bewegen, und insbesondere zusätzlich dazu kann der jeweiligen Spiegel den LS ablenken und somit relativ zu dem Roboter und relativ zu den Fügflanschen 22a-c bewegen. Hierdurch können bei dem Laserschweißverfahren besonders vorteilhafte Schweißnähte 24a, b hergestellt werden, mittels welchen die Fügflansche 22a-c und somit die Säulenteile miteinander verschweißt werden. Die jeweiligen Schweißnähte 24a, b bilden ein jeweiliges Schweißnahtpaar, wobei - wie besonders gut aus 1 erkennbar ist - entlang der Fügflansche 22a-c mehrere solcher Schweißnahtpaare aufeinanderfolgend und voneinander beabstandet angeordnet sind beziehungsweise hergestellt werden. Dies bedeutet, dass die Fügflansche 22a-c durch das robotergeführte Schweißverfahren und unter Bildung der Schweißnähte 24a, b miteinander verschweißt werden.
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Aus 2 ist erkennbar, dass die A-Säule 10 zumindest teilweise eine Windschutzscheibenöffnung 26 der Karosserie begrenzt. Insbesondere ist die Windschutzscheibenöffnung 26 in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, durch die A-Säule 10 begrenzt. In vollständig hergestelltem Zustand des Personenkraftwagens ist die Windschutzscheibenöffnung 26 durch eine insbesondere transparente, beziehungsweise lichtdurchlässige Windschutzscheibe 28 überdeckt und somit verschlossen. Dabei ist die Windschutzscheibe 28 mit dem Fügflansch 22b und über diesen mit den Fügflanschen 22a, c verklebt und dadurch an der Karosserie gehalten.
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Da nun die Breiten der Fügflansche 22a-c besonders gering gehalten werden können, kann eine besonders große, in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Breite der Windschutzscheibenöffnung 26 realisiert werden, wobei gleichzeitig der Hohlquerschnitt 20 besonders groß ausgestaltet werden kann. Dadurch kann eine besonders hohe Steifigkeit der A-Säule 10 gewährleistet werden, und ein so genannter Sichtverdeckungswinkel kann besonders gering gehalten werden. Im Vergleich zum Verbinden der Fügflansche 22a-c mittels Halbhohlstanznieten kann eine Verringerung der Breite des jeweiligen Fügflanschs 22a-c um beispielsweise 5 Millimeter realisiert werden. Dies bedeutet eine Reduzierung des Sichtverdeckungswinkels von 0,5 Grad.
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Die jeweilige Schweißnaht 24a, b kann hinsichtlich ihrer Geometrie variieren. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schweißnaht 24a C-förmig, während die Schweißnaht 24b I-förmig und somit über ihre gesamte Erstreckung gerade beziehungsweise linienförmig ist. Dabei ist die Schweißnaht 24b in der Schweißnaht 24a beziehungsweise in deren C-Form oder C-Bogen angeordnet. Mit anderen Worten bildet die Schweißnaht 24a ein C, wobei die Schweißnaht 24b ein I bildet. Dabei ist die Schweißnaht 24b beziehungsweise das I in dem C angeordnet. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist die Schweißnaht 24a als C-Naht ausgebildet, während die Schweißnaht 24b als I-Naht ausgebildet ist. Die C-Naht und die I-Naht führen zusammen zu einer sehr stabilen Verbindung der Fügflansche 24a-c, wodurch ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten der A-Säule 10 gewährleistet werden kann. Da die Schweißnähte 24a, b durch das zuvor beschriebene Laserschweißverfahren und somit durch Laserschweißen hergestellt sind, werden die Schweißnähte 24a, b auch als Lasernähte bezeichnet. Lasernähte sind nicht notwendigerweise Wasserdicht. Um nun zu vermeiden, dass Feuchtigkeit beziehungsweise Wasser in den Innenraum des Personenkraftwagens gelangt, das heißt, um die Lasernähte vorteilhaft abzudichten, sind zwei auch als Klebenähte bezeichneten Kleberaupen 30a, b vorgesehen. Die Kleberaupe 30a ist vorzugsweise aus einem ersten Klebstoff, insbesondere in Form eines Windschutzscheibenklebstoffes gebildet, wobei die Windschutzscheibe 28 mittels des ersten Klebstoffs, das heißt mittels des Windschutzscheibenklebstoffes mit dem Fügflansch 22b und somit über diesen mit den Fügflanschen 22a, c verklebt, das heißt gegen die Fügflansche 22a-c geklebt und dadurch an der Karosserie befestigt ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Kleberaupe 30b aus einem von dem ersten Klebstoff unterschiedlichen, zweiten Klebstoff gebildet ist, welcher beispielsweise ein Dichtklebstoff ist. Es ist erkennbar, dass jeweilige Teilbereiche der Kleberaupen 30a, b nebeneinander angeordnet sind, wobei beispielsweise die jeweilige Lasernaht durch die genannten Teilbereiche jeweils teilweise überdeckt ist. Außerdem sind jeweilige weitere Teilbereiche der Kleberaupen 30a, b in gegenseitiger Überlappung angeordnet, wobei diese sich gegenseitig überlappenden, weiteren Teilbereiche der Kleberaupen 30a, b die jeweilige Lasernaht zumindest teilweise überlappen und dabei zwischen der jeweiligen Lasernaht und der Windschutzscheibe 28 angeordnet sind. Die Kleberaupe 30b ist somit eine zusätzlich zu der Kleberaupe 30a vorgesehene Dichtnaht, welche in einer Montage appliziert beziehungsweise ausgebildet oder aufgebracht wird. Der auch als Dichtklebstoff bezeichnete zweite Klebstoff hat insbesondere die Aufgabe, die Lasernähte abzudichten. Der Windschutzscheibenklebstoff hat vorteilhafter Weise einen starken Kontakt zum Fügflansch 22b und sollte nicht in Richtung des Innenraumes beziehungsweise in Richtung einer Innenraumverkleidung quellen, um eine Verschmutzung zu vermeiden. Der Dichtklebestoff sollte ein definiertes Abmaß haben. Die Klebenähte sind vorzugsweise in einem Nass-in-nass-Prinzip ausgebildet. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Klebenähte in einer einzigen Station appliziert werden. Hierdurch können vorteilhafte Verbautoleranzen insbesondere für die beispielsweise als HUD-Scheibe ausgebildete Windschutzscheibe 28 realisiert werden. Dabei ist eine Abstimmung des Klebervolumens beziehungsweise Anpresskraft der Windschutzscheibe 28 vorteilhaft. Außerdem ist eine chemische Verträglichkeit der Klebstoffe untereinander vorteilhaft, sodass die Klebestoffe nicht miteinander reagieren. Ferner sollten die Klebstoffe untereinander eine Verbindung eingehen und sollten keine Haut bilden. Durch Verwendung der zwei Kleberaupen 30a, b ist es möglich, die Lasernähte durch die Kleberaupen 30a, b prozesssicher abzudecken, insbesondere abzudichten.
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Des Weiteren ist aus 2 erkennbar, dass das Außenteil 14 zwei Bauelemente 32a, b aufweisen kann, welche miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, sind. Dabei ist eine Nahtabdichtung 34 zum gegenseitigen Abdichten der Bauelemente 32a, b vorgesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013111080 A1 [0002]
- DE 102005039464 A1 [0003]
- DE 102004032599 B4 [0003]
