DE10314080A1

DE10314080A1 - Türsäule, insbesondere A-Säule einer Kraftwagenkarosserie

Info

Publication number: DE10314080A1
Application number: DE2003114080
Authority: DE
Inventors: Josip Dipl.-Ing. Vlahovic
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-29
Also published as: DE10314080B4

Abstract

Diese Türsäule, insbesondere die A-Säule einer Kraftwagenkarosserie, ist vorzugsweise für einen Personenkraftwagen geeignet und besteht aus wenigstens zwei miteinander einen geschlossenen Hohlkörper bildenden Formteilschalen, wobei der die A-Säule bildende Hohlkörper von einem unteren an einen Schweller der Karosserie anschließenden Ende ausgehend zu einem oberen, an einen Dachrahmen anschließenden Ende hin verjüngt und zugleich im Bereich der Gürtellinie der Karosserie entgegen der Vorwärtsrichtung des Fahrzeuges abgebogen und mindestens bereichsweise mit einer innenliegend angeordneten, durch ein Hohlprofil gebildeten Verstärkung versehen ist. DOLLAR A Zur Optimierung der Türsäule ist die bezüglich von letzterer innenliegend angeordnete Verstärkung durch ein nahtlos gezogenes Hohlprofil gebildet, welches unterendig den zugeordneten Schweller durchsetzt und sich oberendig mindestens bis zum oberen Querträger des Windschutzscheibenrahmens hin erstreckt. Dabei sind die die Außenhaut der Türsäule bildenden Formschalen auf dessen Oberseite aufstehend mit dem Schweller verbunden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Türsäule, insbesondere A-Säule einer Kraftwagenkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein derartiger Aufbau einer Türsäule und insbesondere der A-Säule einer Kraftwagenkarosserie ist aus der DE-OS 195 18 946 bekannt. Bei dieser Ausbildung ist vorgesehen, dass zwischen einer als Formschale ausgebildeten Außenplatte und einer gleichfalls als Formschale ausgebildeten Innensäule eine Verstärkung aufgenommen ist, welche sich im Wesentlichen über die Höhe des Windschutzscheibenrahmens hin erstreckt. Die Verstärkung selbst ist durch ein als Leichtmetallextrudat hergestelltes, Aufnahmekammern für zusätzliche Versteifungsteile aufweisendes Verstärkungselement gebildet, welches eine zumindest teilweise dem lichten Querschnitt der Türsäule entsprechendes Querschnittsprofil aufweist. Die in die Aufnahmekammern des Leichtmetallextrudates eingesetzten zusätzlichen Versteifungsteile bestehen dabei aus einer einen entsprechenden Profilquerschnitt aufweisenden Röhre aus einem Stahlmaterial bzw. einer in geeigneter Weise gekrümmten Stahlplatte. Dieser bekannte Aufbau einer Türsäule und insbesondere einer A-Säule führt zu einer Verstärkung der A-Säule im Wesentlichen lediglich über die Höhe des Windschutzscheibenrahmens hin, ohne eine Verstärkung einer selbsttragenden Kraftwagenkarosserie insgesamt bewirken zu können. Ferner zeichnet sich dieser bekannte Aufbau einer Türsäule durch den Einsatz einer aus einer Vielzahl von Elementen gebildeten Verstärkung aus, woraus naturgemäß ein entsprechend hoher Herstellungsaufwand resultiert.
Aus der DE-PS 196 42 833 ist des Weiteren ein Vorderwandrahmen für eine selbsttragende Kraftwagenkarosserie für Personenkraftwagen bekannt, welcher aus Gussteilen und Längenabschnitten von Strangpressprofilen gebildet und in der Weise ausgestaltet ist, dass die beiden A-Säulen jeweils als Gussteile ausgebildet und die Querträger, Dachquerträger, Windlauf sowie Stirnwandquerträger jeweils durch Längenabschnitte eines Strangpressprofiles gebildet sind. Dabei sind die A-Säulen mit den jeweils zugehörigen Stirnenden der verschiedenen Querträger durch formschlüssiges Umgießen verbunden. Ferner sind durch Umgießen Verstärkungsrohre in die die A-Säulen bildenden Gussteile integriert, wobei die Verstärkungsrohre als Hohlkörper erhalten bleiben. Ein derartiger Vorderwandrahmen ist zwar gut zur Herstellung selbsttragender Kraftwagenkarosserien nach dem Spaceframe-System geeignet, jedoch für die Herstellung selbsttragender Kraftwagenkarosserien in der herkömmlichen Bauweise aus Blechpressteilen weniger umsetzbar; ebenso ist seine Herstellung aufwendig.
Der Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde eine Türsäule und insbesondere eine A-Säule für eine selbsttragende Kraftwagenkarosserie, vorzugsweise für einen Personenkraftwagen zu schaffen, welche bei vertretbarem technischen Aufwand eine Versteifung der Karosserie insgesamt ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Aus der Hindurchführung der aus einem nahtlos gezogenen Hohlprofil bestehenden Verstärkung der Türsäule durch den zugeordneten, seinerseits vorzugsweise durch ein Hohlprofil gebildeten Schweller resultiert in vorteilhafter Weise eine erhebliche Versteifung des gesamten Karosserieverbandes, ohne dass hierfür besondere zusätzliche Vorkehrungen zu treffen wären. Dies insbesondere im Zusammenwirken mit einer auf dessen Oberseite aufstehend gestalteten Verbindung der die Außenkontur der Türsäule bestimmenden Formschalen mit dem jeweils zugehörigen Schweller. Eine gute Versteifung einer selbsttragenden Kraftwagenkarosserie insgesamt wird naturgemäß dadurch erreicht, dass eine aus einem einzigen Längenabschnitt eines nahtlos gezogenen Hohlprofiles bestehende Verstärkung hauptsächlich einer A-Säule durch den an diese anschließenden Seitenholm des Dachrahmens hindurch bis in die C-Säule der Kraftwagenkarosserie weitergeführt ist.
Die aus einem einzigen Längenabschnitt eines nahtlos gezogenen Hohlprofils bestehende Verstärkung ist zweckmäßigerweise im Wege des Innenhochdruck-Umformverfahrens dem Krümmungsverlauf der A-Säule und gegebenenfalls des an diese angrenzenden Dachholmes sowie der C-Säule entsprechend verformt, wobei ihr rechteckiger Profilquerschnitt erhalten und parallel zur Längsmittelebene der Kraftwagenkarosserie ausgerichtet ist.
Vorteilhaft ist ferner auch, dass eine der einander zur Außenumfangskontur einer Türsäule und insbesondere einer A-Säule ergänzenden Formschalen als Gussteil ausgebildet und mit Anschlussflanschen für, insbesondere zwischen den beiden A-Säulen der Kraftwagenkarosserie anzuordnende Querträger ausgestattet ist.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen beschrieben.
Es zeigen
1 eine Seitenansicht einer selbsttragenden Kraftwagenkarosserie für ein Coupe,
2 eine Seitenansicht einer selbsttragenden Kraftwagenkarosserie für eine Limousine,
3 eine schaubildliche Darstellung des unteren Abschnittes einer A-Säule und deren Verbindung mit einem Schweller sowie Karosseriequerträgern,
4 einen Schnitt durch eine A-Säule entlang der Linie IV – IV in 3.
Bei den beiden im Ausführungsbeispiel dargestellten Ausführungsformen besteht eine Kraftwagenkarosserie für einen Personenkraftwagen aus einem Vorderwagen 1 einer Fahrgastzelle 2 und einem Hinterwagen 3. In beiden Ausführungsformen ist die Fahrgastzelle 2 der Kraftwagenkarosserie vorderendig durch A-Säulen 4 und hinterendig durch C-Säulen 5 begrenzt, wobei die A-Säulen 4 unterendig direkt an einen Schweller 6 angeschlossen sind und wobei ferner die Schweller 6 jeweils aus einem Längenabschnitt eines Profilmaterials gebildet sind. Wie dies insbesondere aus der Darstellung der 4 ersichtlich ist, ist die Außenumfangskontur der A-Säule durch zwei einander zu einem geschlossenen Hohlprofil ergänzende Formschalen 7 und 8 bestimmt, wobei die bezüglich der Längsmittelebene der Karosserie außen liegende Formschale 8 durch ein Blechpressteil und die bezüglich der Längsmittelebene der Karosserie innen liegende Formschale 7 durch ein Gussteil gebildet ist. Die beiden miteinander die Außenkontur der A-Säule 4 bestimmenden Formschalen 7 und 8 sind auf dessen Oberseite 9 aufstehend an den jeweiligen Schweller 6 angeschlossen und schließen miteinander einen Hohlraum 10 ein, in welchem eine durch ein nahtlos gezogenes Hohlprofil 11 gebildete Verstärkung aufgenommen ist.
Untereinander sind die beiden Formschalen 7 und 8 vermittels Schrauben 12 verbunden. Ferner weisen die beiden Formschalen 7 und 8 jeweils eine nach innen gerichtete Einbuchtung 13 auf, welche an einer der beiden einander gegenüberliegenden Längsseiten 14 und 15 des die Verstärkung bildenden Hohlprofils 11 anliegen. Im Bereich ihrer Einbuchtung 13 sind die Formschalen 7 und 8 jeweils mittels Schrauben 16 an den Längsseiten 14 und 15 des die Verstärkung bildenden Hohlprofils 11 befestigt. Das die Verstärkung bildende Hohlprofil 11 weist insgesamt einen rechteckigen Profilquerschnitt auf und ist mit seiner größeren Profilhöhe parallel zur Längsmittelebene der Kraftwagenkarosserie ausgerichtet. Unabhängig von der Karosserieform als Cabriolet Fahrzeug oder als Limousine ist das die Verstärkung bildende Hohlprofil 11 mit einem Fortsatz 17 unterendig aus der A-Säule 4 herausgeführt und den Schweller 6 durchdringend angeordnet, wobei es in nicht dargestellter Weise mittels Schweißung sowohl mit dem Obergurt 18 als auch dem Untergurt 19 des Schwellerprofils verschweißt ist. Das die der Längsmittelebene der Kraftwagenkarosserie zugewandte Seite der A-Säule 4 bildende Gussteil 7 ist mit einem ersten Anschlussflansch 20 zur Verbindung mit einem seinerseits durch einen Längenabschnitt eines Strangpressprofils gebildeten Stirnwandträger 21 versehen. Ferner weist das Gussteil 7 einen weiteren Anschlussflansch 22 für die Verbindung mit einem seinerseits als Hohlprofil ausgebildeten Windlauf 23 auf.
Wie insbesondere aus der Darstellung der 2 ersichtlich ist im Falle einer Kraftwagenkarosserie für eine Limousine das die Verstärkung bildende Hohlprofil 11 von der A-Säule 4 ausgehend über den oberen Querträger 25 des Windschutzscheibenrahmens hinausgehend verlängert und durch den seitlichen Längsholm 24 des Dachrahmens hindurch weitergeführt, und zwar bis zur Wurzel der C-Säule 5 der Kraftwagenkarosserie. Das die Verstärkung darstellende Hohlprofil 11 besteht dabei über seine gesamte Länge hin aus einem einzigen Längenabschnitt eines Strangpressprofils, und es ist im Wege des Innenhochdruck-Umformverfahrens dem Krümmungsverlauf von A-Säule 4, Längsholm 24 und C-Säule 5 entsprechend verformt.

Claims

Türsäule, insbesondere A-Säule einer Kraftwagenkarosserie, vorzugsweise für einen Personenkraftwagen, bestehend aus wenigstens zwei miteinander einen geschlossenen Hohlkörper bildenden Formteilschalen, wobei der die A-Säule bildende Hohlkörper von einem unteren an einen Schweller der Karosserie anschließenden Ende ausgehend zu einem oberen, an einen Dachrahmen anschließenden Ende hin verjüngt und zugleich im Bereich der Gürtellinie der Karosserie entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges abgebogen und mindestens bereichsweise mit einer innenliegend angeordneten, durch ein Hohlprofil gebildeten Verstärkung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die bezüglich der Türsäule (4) innenliegend angeordnete Verstärkung durch ein nahtlos gezogenes Hohlprofil (11) gebildet ist, welches unterendig den zugeordneten Schweller (6) durchsetzt und sich oberendig mindestens bis zum oberen Querträger (25) des Windschutzscheibenrahmens hin erstreckt und dass die die Außenhaut der Türsäule (4) bildenden Formschalen (7 und 8) auf dessen Oberseite (9) aufstehend mit dem Schweller (6) verbunden sind.
Türsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Kraftwagenkarosserien für Coupes sich die durch ein innenliegend angeordnetes Hohlprofil (11) gebildete Verstärkung einer A-Säule (4) oberendig durch den an die A Säule (4) anschließenden Seitenholm (24) des Dachrahmens hindurch bis in die C-Säule (5) der Karosserie erstreckt.
Türsäule nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die bezüglich der Türsäule (4) innenliegend angeordnete Verstärkung bildende Hohlprofil (11) einen rechteckigen Profilquerschnitt aufweist und mit seiner größeren Profilhöhe parallel zur Fahrzeuglängsmittelebene ausgerichtet in der Türsäule (4) angeordnet ist.
Türsäule nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das bezüglich der Türsäule (4) innenliegend angeordnete Hohlprofil (11) durch einen einzigen Profilmaterialabschnitt, aus Aluminium, gebildet und im Wege des Innenhochdruck-Umformverfahrens dem Krümmungsverlauf der Türsäule (4) bzw. des Seitenholmes (24) des Dachrahmens entsprechend verformt ist.
Türsäule nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Formschale (7) der beiden einander zum Querschnittsprofil der Türsäule (4) ergänzenden Formschalen (7 und 8) als Gussteil und die andere Formschale (8) als Blechpressteil ausgebildet ist.
Türsäule nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander zum Querschnittsprofil der Türsäule (4) ergänzenden Formschalen (7 und 8) mittels Schrauben (12) miteinander verbunden sind.
Türsäule nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch ein Gussteil gebildete Formschale (7) an der dem Innenraum der Karosserie zugewandten Seite der Türsäule (4) angeordnet ist.
Türsäule nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander zum Querschnittsprofil der Türsäule (4) ergänzenden Formschalen (7 und 8) mit dem bezüglich der Türsäule (4) innenliegend angeordneten, die Verstärkung bildenden Hohlprofil (11) gleichfalls mittels Schrauben (16) verbunden sind.
Türsäule nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die durch ein Gussteil gebildete Formschale (7) mit Anschlussflanschen (20 und 22) für einen Stirnwandträger (21) und einen Windlauf (23) ausgestattet ist.
Türsäule nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der an die A-Säulen (4) der Karosserie anzuschließende Stirnwandträger (21) aus einem Längenabschnitt eines Strangpressprofils besteht und der an der durch ein Gussteil gebildeten Formschale (7) der A-Säulen (4) vorgesehene Anschlussflansch (20) eine dem Profilquerschnitt des Strinwandträgers (21) entsprechende Gestalt aufweist.