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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit zumindest einer Fahrzeugsäule gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 100 28 716 A1 ist eine Karosserieseitenteilkonstruktion mit einem Verstärkungsbauteil einer B-Säule bekannt, das einen Seitenschweller C-förmig umgreift.
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Aus der
DE 196 48 495 A1 ist eine B-Säule aus einem Strangpressbauteil bekannt, die an einen Seitenschweller angebunden ist, der ebenfalls ein Strangpressbauteil ist.
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Ferner ist aus der
DE 198 18 260 A1 eine Fahrzeugsäule, wie beispielsweise eine B-Säule, für ein Kraftfahrzeug bekannt, die vorzugsweise im Druckgussverfahren aus Aluminium, Magnesium, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen hergestellt ist. Ferner ist aus der
DE 41 39 303 A1 eine Mittelsäule einer Karosserie eines Personenkraftwagens bekannt, deren Tragstruktur aus Strangpressprofilen und Knotenelementen aus Leichtmetall hergestellt ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugkarosserie mit zumindest einer Fahrzeugsäule zu schaffen, die mit ihrem Fuß mit einem Seitenschweller verbunden ist. Dabei soll ein kontinuierlicher Kraftfluss zwischen der Fahrzeugsäule und dem Seitenschweller gewährleistet sein.
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Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeugkarosserie mit zumindest einer Fahrzeugsäule gemäß des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist eine Fahrzeugkarosserie zumindest eine Fahrzeugsäule auf, die mit ihrem Fuß mit einem Seitenschweller verbunden ist. Die Fahrzeugsäule besteht zumindest im Wesentlichen aus zumindest einem Guss- oder Strangpressteil, während der Seitenschweller in Schalenbauweise aus zumindest einem Innen- und einem Außenblech zusammengesetzt ist. Das Innenblech kann dabei auch einteilig mit einem Bodenblech ausgeführt sein. Im Bereich der Anbindung der Fahrzeugsäule weist der Seitenschweller eine Vertiefung im Außenblech auf, in der der Fuß der Fahrzeugsäule formschlüssig aufgenommen wird, wobei der Fuß der Fahrzeugsäule den Seitenschweller C-förmig von außen übergreift. Das Außenblech weist im Bereich der Anbindung der Fahrzeugsäule also keine Aussparung bzw. keine ausgeschnittenen Teilbereiche auf, die die Festigkeit und Steifigkeit des Seitenschwellers und damit der gesamten Fahrzeugkarosserie erheblich schwächen würden. Vielmehr bleibt der geschlossene Querschnitt des Seitenschwellers über seine Länge erhalten. Im Bereich der Vertiefung bzw. Einprägung für den Fuß der Fahrzeugsäule erfolgt nur eine Einschnürung des Querschnitts. Diese Querschnittsverringerung wird durch den Fuß der Fahrzeugsäule ausgeglichen, sodass es kaum eine Beeinträchtigung der Karosseriefestigkeit und -steifigkeit gibt. Zudem ist ein kontinuierlicher Kraftfluss zwischen Seitenschweller und Fahrzeugsäule durch den Formschluss gewährleistet. Dieser Formschluss ist besonders groß, da er als Überschuhung des Seitenschwellers durch den Fuß der Fahrzeugsäule ausgeführt ist. Dabei schließt der Fuß mit dem restlichen Seitenschweller bündig ab und ragt nicht über diesen hinaus. Der homogene Übergang zwischen Seitenschweller und Fuß der Fahrzeugsäule ist wichtig, damit eine Türdichtung umlaufend um den Türausschnitt an der Fahrzeugkarosserie auch im Übergangsbereich zwischen der Fahrzeugsäule und dem Seitenschweller dichtend anliegen kann.
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Durch die Gestaltung der Fahrzeugsäule als Guss- oder Strangpressbauteil reduziert sich die Zahl der benötigten Einzelteile, da viele Funktionen in eine solche Fahrzeugsäule einteilig integriert werden können. Damit verbunden ist eine Reduzierung der Kosten und des Montageaufwandes, sowie eine Gewichtsersparnis, da mehrere Teile normalerweise mit einem höheren Gewicht einhergehen.
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Die Montage der Fahrzeugsäule an den Seitenschweller muss nicht im Rahmen des eigentlichen Rohbaus der Fahrzeugkarosserie erfolgen. Vielmehr kann die Montage im Zuge einer Vormontage unabhängig vom eigentlichen Rohbau erfolgen. Dadurch ist eine höhere Taktzahl im eigentlichen Rohbau möglich, da sich die Fügeinhalte im eigentlichen Rohbau verringern.
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Bevorzugt bestehen die Fahrzeugsäule und der Seitenschweller aus unterschiedlichen Materialen. So kann beispielsweise die Fahrzeugsäule aus einem Leichtmetallwerkstoff und der Seitenschweller aus einem Stahlwerkstoff bestehen. Typische Materialen sind Stahl- und Leichtmetallwerkstoffe sowie zunehmend faserverstärkte Kunststoffe. Durch den Einsatz von Leichtmetallwerkstoffen, wie zum Beispiel Aluminium, Magnesium, oder Aluminium- oder Magnesiumlegierungen, und durch den Einsatz von Kunststoffen lässt sich das Gewicht der Fahrzeugkarosserie reduzieren. Dies ist zur Zeit ein wichtiges Ziel im Fahrzeugbau, um den Kraftstoffverbrauch senken und die fahrdynamischen Eigenschaften verbessern zu können. Dabei setzt sich zusehends eine Mischbauweise aus unterschiedlichen Werkstoffen durch, da eine Karosserie nur aus einem Leichtmetallwerkstoff mit hohen Kosten und einem aufwendigen Fertigungsprozess einhergeht. Auch unter fahrdynamischen Gesichtspunkten ist eine Karosserie vollständig aus einem Leichtmetallwerkstoff nicht wünschenswert, da die Achslasten zwischen Vorder- und Hinterachse dann nicht gleichmäßig verteilt werden können. Vorteilhafterweise bietet es sich an, die Fahrzeugsäule aus einem Leichtmetallwerkstoff oder Kunststoff zu gestalten, während der Seitenschweller konventionell aus Stahlblech besteht.
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Bei der Verwendung von unterschiedlichen Werkstoffen besteht häufig die Gefahr einer Kontaktkorrosion. Um dies zu vermeiden, sind die Fahrzeugsäule und der Seitenschweller vorteilhafterweise miteinander verklebt. Durch den Klebefilm zwischen den beiden Bauteilen kann ein direkter Kontakt vermieden werden, sodass es zu keiner Kontaktkorrosion mehr kommen kann. Eine Verklebung hat als Kaltfügetechnik gegenüber den Warmfügetechniken zudem den Vorteil, dass es zu keinem Verzug durch lokal in die Bauteile eingeleitete Wärme kommen kann.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
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1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Fahrzeugsäule und eines daran angrenzenden Seitenschwellers einer Fahrzeugkarosserie und
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2 eine perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Fahrzeugsäule, wenn sie. mit dem Seitenschweller verbunden ist.
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In 1 und 2 ist der untere Bereich einer Fahrzeugsäule 1 und der Bereich eines Seitenschwellers 2 zu sehen, in dem die Fahrzeugsäule 1 mit dem Seitenschweller 2 verbunden wird. Die Fahrzeugsäule 1 besteht einteilig zusammen mit ihrem Fuß 3 aus einem Aluminiumdruckgussteil 12, das auf der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite mit einem Innenblech 11 verschlossen ist. Das Innenblech 11 gibt dem Querschnitt des Aluminiumdruckgussteils 12 zusätzliche Steifigkeit und stellt auch den Anbindungspunkt für die Innenverkleidung dar. Gegenüber einem Blechbauteil lassen sich in einem Druckgussbauteil wesentlich mehr zusätzliche Funktionen integrieren, sodass dafür keine separaten, kostenverursachenden Zusatzbauteile erforderlich sind. Zudem kann auf diese Weise das Gewicht der Fahrzeugsäule 1 gegenüber einer Fahrzeugsäule aus Blechbauteilen mit den dafür erforderlichen Zusatzbauteilen verringert werden. Der Seitenschweller 2 ist in Schalenbauweise aus einem Innen- und einem Außenblech 4 und 5 aus einem höherfesten Stahl aufgebaut, die mit Punktschweißverbindungen miteinander verbunden sind. Im Anbindungsbereich der Fahrzeugsäule 1 weist das Außenblech 5 des Seitenschwellers 2 eine Vertiefung 6 für den Fuß 3 der Fahrzeugsäule 1 auf. Aus tiefziehtechnischen Gründen weist die Vertiefung 6 beidseitig jeweils einen Übergangsbereich 7 auf. In diese Vertiefung 6 passt genau der Fuß 3 der Fahrzeugsäule 1, sodass dieser den Seitenschweller 2 formschlüssig überschuht. Der Fuß 3 weist zur Aussteifung Gussverrippungen 9 auf und hat seitlich jeweils zusätzliche Überlappungen 10, die in den Übergangsbereichen 7 zum Liegen kommen.
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Durch die Vertiefung 6 schließt der Fuß 3 bündig und ohne Höhensprung an den restlichen Seitenschweller 2 an. Dadurch entstehen keine Dichtigkeitsprobleme mit einer Türdichtung. Diese kann dichtend am Seitenschweller 2, am Fuß 3 und an der Fahrzeugsäule 1 anliegen, ohne dass im Übergangsbereich zwischen Fuß 3 und Seitenschweller 2 Undichtigkeiten aufgrund eines Höhensprungs entstehen können.
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Da das Außenblech 5 im Bereich der Anbindung der Fahrzeugsäule 1 nicht ausgespart werden musste, hat der Seitenschweller 2 keinen Festigkeits- und Steifigkeitssprung, der zu einer erheblichen Schwächung der Festigkeit und Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie führen würde. Der Formschluss zwischen der Fahrzeugsäule 1 und dem Seitenschweller 2 stellt zudem einen kontinuierlichen Kraftverlauf zwischen den beiden Bauteilen sicher.
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Der Seitenschweller 2 ist mit dem Fuß 3 der Fahrzeugsäule 1 verklebt. Die Fahrzeugsäule 1 kann so problemlos aus einem anderen Werkstoff als der Seitenschweller 2 bestehen, da es keine Probleme mit einer möglichen Kontaktkorrosion gibt. Der Klebstofffilm zwischen dem Fuß 3 und dem Seitenschweller 2 verhindert, dass die beiden Bauteile direkt miteinander in Kontakt kommen. Während des Fügens und während der Aushärtung des Klebstoffs dürfen allerdings keine scherenden Beanspruchungen auf die Kleberaupe wirken, da diese sonst von einem der beiden Bauteile wieder abgezogen wird, und damit die optimale Klebewirkung nicht mehr garantiert werden kann. Aus diesem Grund wurde die Anbringung der Fahrzeugsäule 1 an den Seitenschweller 2 so gestaltet, dass die Fahrzeugsäule 1 nicht auf den Seitenschweller 2 geschoben wird, sondern in einer drehenden Bewegung an den Seitenschweller 2 geklappt wird. Dazu ist eine unter 45° geneigte Fläche 8 sowohl am Fuß 3 der Fahrzeugsäule als auch am Seitenschweller 2 vorgesehen, sodass bei der drehenden Bewegung nur eine minimale Scherbeanspruchung an der Kleberaupe gewährleistet wird.
