DE19948363A1

DE19948363A1 - Mittelsäulenstruktur

Info

Publication number: DE19948363A1
Application number: DE19948363A
Authority: DE
Inventors: Akihiro Sukegawa; Akira Nakashima
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: JP2000118440A; DE19948363B4; US6332643B1; JP4045034B2

Abstract

Eine Mittelsäule einer Fahrzeugkarosserie ist in ein oberes Element (2) und ein unteres Element (3) unterteilt, wobei das obere Element (2) mit dem unteren Element (3) derart verschweißt ist, dass das obere Element (2) in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie relativ zum unteren Element (3) innen angeordnet ist und relativ zum unteren Element (3) in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie nach hinten geneigt ist. Ferner ist ein oberer Endabschnitt des unteren Elements (3) in Richtung quer nach außen und unten schräg geschnitten, und eine Verstärkungsplatte (6) ist derart angeordnet, dass sie einen oberen Endabschnitt (3a) des oberen Elements (3) erreicht und dort mit dem oberen Element (2) zur Verstärkung eines Zustands verbunden ist, in dem das untere Element (3) mit einem Seitenschweller (5) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mittelsäulenstruktur für eine Fahrzeugkarosserie.

Herkömmlich betrachtete man die Verwendung von Aluminium für Struktur elemente einer Fahrzeugkarosserie als Möglichkeit, das Gewicht des Fahr zeugs zu reduzieren. Eine für Personenwagen ausgebildete Rahmenstruktur ist in Fig. 5 gezeigt. Eine Mittelsäule 11 dieser Rahmenstruktur ist an ihrem Oberabschnitt in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie nach innen versetzt, so dass sie der Oberfläche einer seitlichen Glasscheibe entspricht, während ein unterer Abschnitt der Mittelsäule 11 derart versetzt ist, dass er in Quer richtung der Fahrzeugkarosserie nach außen vorsteht, um eine Sicherheits gurt-Rückziehvorrichtung aufzunehmen.

Wenn man versucht, die Mittelsäule 11 mit einer extrudierten Aluminium- Rahmenstruktur auszubilden, kann dies zu Problemen führen, da die oben beschriebene Konfiguration der Mittelsäule 11 relativ kompliziert ist. Wenn man daher versucht, einen überschüssigen Abschnitt nach einem Biegepro zess wegzuschneiden, damit der Verbindungsabschnitt eine hohe Genau igkeit bekommt, wird der Schneidprozess kompliziert und es wird schwierig, die Mittelsäule konstruktionsgemäß auszubilden. Wenn ferner Aluminium material beispielsweise zu einer Form extrudiert wird, die einen rechtwinkli gen oder viereckigen hohlen Querschnitt hat, und das so extrudierte Alumi niumelement anschließend einem Biegeprozess unterzogen wird, wie in Fig. 6 gezeigt, um eine Übereinstimmung mit der oben genannten Fahrzeugka rosseriekonfiguration zu erreichen, entsteht das Problem, dass das geschnit tene Aluminiumelement während des Biegens brechen kann.

Zur Lösung der obigen Probleme ist es Aufgabe der Erfindung, die Bearbeit barkeit und die Konstruktionsfreiheit einer extrudierten Mittelsäule zu ver bessern.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Mittelsäulenstruktur vorgeschlagen, bei der an einem Längsmittelbereich einer Fahrzeugkarosse rie eine Mittelsäule nach oben hochsteht. Die Mittelsäule umfasst: ein ex trudiertes oberes Element; ein extrudiertes unteres Element, wobei ein obe rer Endabschnitt des unteren Elements mit einem unteren Endabschnitt des oberen Elements derart verbunden, dass das untere Element relativ zum oberen Element in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie außen angeordnet ist. Der obere Endabschnitt des unteren Elements ist in einer quer nach au ßen und nach unten geneigten Richtung der Fahrzeugkarosserie schräg ge schnitten.

Bei der obigen Mittelsäulenstruktur ist die Mittelsäule in eine obere und eine untere Hälfte unterteilt, und die oberen und unteren Elemente sind mitein ander verbunden sind. Das obere Element ist in Querrichtung der Fahrzeug karosserie relativ zum unteren Element innen angeordnet. Durch schräges Schneiden eines Teils eines Verbindungsabschnitts des unteren Elements, das in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie nach außen vorsteht, kann man nicht nur leicht eine Konfiguration in einer Mittelsäule herstellen, in der eine untere Hälfte unter einer sogenannten Gürtellinie der Fahrzeugkarosserie und eine obere Hälfte jeweils relativ zueinander in Querrichtung der Fahr zeugkarosserie nach außen bzw. nach innen versetzt sind, sondern auch die Spannungskonzentration an dem Verbindungsabschnitt reduzieren, wo die Festigkeit aufgrund der Schweißung stark erhöht ist.

Bevorzugt ist das obere Element mit dem unteren Element derart verbunden, dass das obere Element in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie nach hin ten geneigt ist. Hierdurch lässt sich die Mittelsäule leicht zu einer Konfigura tion formen, bei der die Mittelsäule in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie gebogen ist.

Bevorzugt ist ein unterer Abschnitt des unteren Elements mit einem Seiten schweller eines Bodenabschnitts der Fahrzeugkarosserie verbunden, wobei eine Verstärkungsplatte an einer Außenseite des unteren Elements in Quer richtung der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, um den Verbindungsabschnitt des unteren Elements mit dem Seitenschweller zu verstärken, und wobei die Verstärkungsplatte einen unteren Abschnitt des oberen Elements überlappt und dann damit verbunden ist, wobei der Verbindungsabschnitt der zwei Elemente durch einen Verlängerungsabschnitt der Verstärkungsplatte ver deckt sein kann, um den Verbindungsabschnitt des unteren Elements mit dem Seitenschweller zu verstärken.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Mittelsäule 1 eines Fahrzeugs unter Anwen dung der Erfindung, gesehen von der Seite einer Fahrzeugkarosserie;

Fig. 2 eine Perspektivansicht eines unteren Hauptabschnitts der Mittelsäule;

Fig. 3 eine Explosionsansicht des Hauptteils, gesehen in Richtung des Pfeils III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Explosionsperspektivansicht eines Verbindungsvorgangs oberer und unterer Elemente;

Fig. 5 eine schematische Perspektivansicht einer Rahmenstruktur eines Kraftwagens; und

Fig. 6 eine Perspektivansicht eines Hauptteils einer herkömmlichen Mittel säule.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht mit Darstellung einer Mittelsäule 1 eines Fahr zeugs in Seitenansicht. Wie in der Figur gezeigt, ist die Mittelsäule 1 an einem Mittelabschnitt in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie an linken und rechten Seiten eines Passagierraums derart vorgesehen, dass sie dort nach oben hochsteht. Diese Mittelsäule 1 kann Öffnungskonfigurationen für Vorder- und Hintertüren, die zum Einsteigen bzw. Aussteigen zu bzw. von Vordersitzen bzw. Rücksitzen dienen, Orte zur Anbringung von Scharnieren für die hintere Tür für die Rücksitze sowie die Konfiguration eines Fensters der hinteren Tür beeinflussen.

Fig. 2 ist eine Perspektivansicht einer unteren Hälfte der erfindungsgemä ßen Mittelsäule 1, und Fig. 3 ist eine Explosionsansicht des Hauptteils da von, gesehen in Richtung des Pfeils III in Fig. 2. Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, ist die Mittelsäule 1 derart aufgebaut, dass ein oberes Element 2 und ein unteres Element 3, die an einem Mittelabschnitt in zwei Hälften unterteilt sind, vertikal miteinander verbunden sind. Jedes der Elemente 2, 3 umfasst ein Aluminium-extrudiertes Material, das aus Aluminium zu einer Form extrudiert ist, die einen im wesentlichen viereckigen oder rechtwinkli gen, hohlen Querschnitt hat. Ein oberer Endabschnitt des oberen Elements 2 ist fest an eine Dachseitenschiene 4 angeschweißt, während ein unterer Endabschnitt des unteren Elements 3 fest an einen Seitenschweller 5 eines Bodenabschnitts geschweißt ist, wobei ein unterer Abschnitt des oberen Elements 2 und ein oberer Abschnitt des unteren Elements 3 durch Schwei ßung miteinander verbunden sind.

Das untere Element 3 ist im wesentlichen orthogonal zum Seitenschweller 5 angeordnet, während das obere Element 2 relativ zum oberen Abschnitt des unteren Elements 3 in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie nach hinten geneigt ist. Das obere ist mit dem unteren Element derart verbunden, dass der Verbindungsabschnitt in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie innerhalb des unteren Elements 3 liegt. Dann werden, wie oben beschrieben, das obere Element 2 und das untere Element 3 dort aneinander geschweißt, wo der obere Abschnitt des ersteren und der untere Abschnitt des letzteren miteinander überlappen. Durch Integrieren der zwei Elemente 2, 3 mitein ander wird die Mittelsäule 1 gebildet. Wie am besten in Fig. 1 zu sehen, bekommt die erfindungsgemäße Mittelsäule 1 eine Form, bei der die Mittel säule 1 an ihrem Mittelabschnitt (in der Nähe der Gürtellinie der Fahrzeugka rosserie) so gebogen ist, dass sie angenähert V-förmig wird, insbesondere mit einer V-Form, die um 90° im Uhrzeigersinn gedreht ist. Mit der Erfin dung lässt sich auch eine solche Form leicht herstellen.

Wenn man ferner die oberen und unteren Elemente 2, 3 wie oben beschrie ben derart miteinander verbindet, dass sie einander schneiden, steht ein Teil des unteren Endabschnitts des oberen Elements 2 von dort vor, wo das obere Element 2 das untere Element 3 überlappt (d. h. dort, wo sie anein ander geschweißt sind), wie in Fig. 4 strichpunktiert gezeigt. Erfindungs gemäß wird der vorstehende Abschnitt 2a weggeschnitten. Obwohl dies an dieser Stelle die Festigkeit mindert, ist die Gesamtfestigkeit auch in einem Zustand ausgeglichen, in dem der vorstehende Abschnitt 2a weggeschnit ten ist, da die Festigkeit des Abschnitts dort, wo die zwei Elemente 2, 3 fest aneinander geschweißt sind, im Vergleich zu den anderen Abschnitten stark erhöht ist.

Eine umgekehrt T-förmige Verstärkungsplatte 6 ist in Bezug auf die Quer richtung der Fahrzeugkarosserie an der Außenseite des unteren Abschnitts der Mittelsäule 1 angebracht, um den Verbindungsabschnitt dort zu ver stärken, wo das untere Element 3 mit dem Seitenschweller 5 verbunden ist, derart, dass sie das untere Element 3 überdeckt und sich über entsprechen de Abschnitte des Seitenschwellers 5 hinweg erstreckt. Ferner ist eine obe re Endseite 3a des unteren Elements 3 gemäß Fig. 4 quer nach außen und unten schräg geschnitten, wodurch eine Spannungskonzentration dort ver mieden wird, wo die zwei Elemente 2, 3 miteinander verbunden sind.

Ferner erstreckt sich ein oberer Endabschnitt der Verstärkungsplatte 6 so, dass er die obere Endseite 3a des unteren Elements 3 abdeckt, und erreicht dann den unteren Abschnitt des oberen Elements 2 dort, wo der obere End abschnitt der Platte 6 fest an das obere Element 2 angeschweißt ist. Somit verstärkt die Verstärkungsplatte 6 nicht nur die Festigkeit dort, wo das un tere Element 3 mit dem Seitenschweller 5 verbunden ist, sondern verstärkt auch die Verbindungsfestigkeit zwischen dem unteren Element 3 und dem oberen Element 2. Da ferner die Verbindungsabschnitte dort, wo das untere Element 3 mit dem Seitenschweller 5 bzw. dem oberen Element 2 verbun den ist, überdeckt sind, wird das ästhetische Erscheinungsbild verbessert. An das untere Element 3 sind ein Paar oberer und unterer Türscharniere 9a, 9b für eine hintere Tür 8 geschraubt.

Erfindungsgemäß wird das obere Element 2 mit dem unteren Element 3 derart verbunden, dass das obere Element 2 relativ zum unteren Element 3 schräg nach hinten zurücksteht, und dies gestattet eine Verlängerung des oberen hinteren Abschnitts einer vorderen Seitenscheibe 10 für den Vorder sitz zur Rückseite der Fahrzeugkarosserie, wodurch man nicht nur den Ein stieg und Ausstieg des Fahrers und des Beifahrers erleichtern kann, sondern auch die Glasfläche der vorderen Seitenscheibe 10 vergrößern kann. Da ferner das untere Element 3 relativ weit vorne angeordnet ist, ist auch die Wahl des Montageorts für die Türscharniere 9a, 9b verbessert.

Da erfindungsgemäß die Mittelsäule vertikal in zwei Elemente unterteilt ist und die oberen und unteren Elemente miteinander verbunden sind, wobei das obere Element in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie relativ zum unte ren Element innen angeordnet ist, lässt sich leicht eine Konfiguration in ei ner Mittelsäule herstellen, deren unter der Gürtellinie der Fahrzeugkarosserie liegender unterer Abschnitt und deren über dieser liegender oberer Ab schnitt jeweils relativ zueinander in Querrichtung nach außen bzw. innen versetzt sind. Da ferner der Abschnitt des unteren Elements schräg ge schnitten ist, der von dem Verbindungsabschnitt quer nach außen vorsteht, um eine Spannungskonzentration des Verbindungsabschnitts dort zu verhin dem, wo die Festigkeit aufgrund der Schweißung stark erhöht ist, lässt sich problemlos eine Rahmenstruktur unter Verwendung extrudierter Elemente aufbauen.

Da ferner die Mittelsäule leicht so konfiguriert werden kann, dass die Mittel säule in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie gebogen bzw. geknickt ist, und zwar durch Verbindung des oberen Elements mit dem unteren Element derart, dass das obere Element relativ zum unteren Element in Längsrich tung der Fahrzeugkarosserie geneigt ist, ist es möglich, nicht nur den Ein stieg und Ausstieg des Fahrers und der anderen Passagiere zu erleichtern, sondern auch den Öffnungsraum für die Glasfläche der vorderen Seiten scheibe zu vergrößern. Da ferner die Verwendung eines extrudierten Materi als, beispielsweise mit viereckigem oder rechtwinkligem, hohlem Quer schnitt, die Stabilität der Struktur im Vergleich zur Verwendung eines Press elements derselben Konfiguration erhöhen kann, lässt sich die Auswahl eines Orts zur Montage der Türscharniere verbessern. Die Verlängerung des oberen Abschnitts der Verstärkungsplatte, die an dem unteren Element und dem Seitenschweller angebracht ist, kann ferner den Verbindungsabschnitt zwischen den zwei Elementen überdecken, wodurch sich das ästhetische Erscheinungsbild verbessern lässt.

Eine Mittelsäule einer Fahrzeugkarosserie ist in ein oberes Element 2 und ein unteres Element 3 unterteilt, wobei das obere Element 2 mit dem unteren Element 3 derart verschweißt ist, dass das obere Element 2 in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie relativ zum unteren Element 3 innen angeordnet ist und relativ zum unteren Element 3 in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie nach hinten geneigt ist. Ferner ist ein oberer Endabschnitt des unteren Ele ments 3 in Richtung quer nach außen und unten schräg geschnitten, und eine Verstärkungsplatte 6 ist derart angeordnet, dass sie einen oberen End abschnitt 3a des oberen Elements 3 erreicht und dort mit dem oberen Ele ment 2 zur Verstärkung eines Zustands verbunden ist, in dem das untere Element 3 mit einem Seitenschweller 5 verbunden ist.

Claims

1. Mittelsäulenstruktur, in der in einem Längsmittelbereich einer Fahr zeugkarosserie eine Mittelsäule (1) hochsteht, wobei die Mittelsäule umfasst:
ein extrudiertes oberes Element (2); und
ein extrudiertes unteres Element (3), wobei ein oberer Endab schnitt (3a) des unteren Elements (3) mit einem unteren Endabschnitt des oberen Elements derart verbunden ist, dass das untere Element (3) in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie relativ zum oberen Ele ment (2) außen angeordnet ist,
wobei der obere Abschnitt (3a) des unteren Elements (3) in einer quer nach außen und unten geneigten Richtung der Fahrzeugka rosserie geschnitten ist.

2. Mittelsäulenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Element (2) in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie nach hinten schräg mit dem unteren Element (3) verbunden ist.

3. Mittelsäulenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Endabschnitt des unteren Elements (3) mit einem Seiten schweller (5) eines Bodenabschnitts der Fahrzeugkarosserie verbun den ist;
eine Verstärkungsplatte (6) an der in Bezug auf die Querrich tung der Fahrzeugkarosserie äußeren Seite des unteren Elements be festigt ist, um den Verbindungsabschnitt des unteren Elements (3) mit dem Seitenschweller (5) zu verstärken; und
wobei sich die Verstärkungsplatte (6) von dem unteren End abschnitt des unteren Elements (3) zu dem unteren Endabschnitt des oberen Elements (2) so erstreckt, dass sie dann mit dem unteren End abschnitt des oberen Elements (2) verbunden wird.

4. Mittelsäulenstruktur, wobei in einem Längsmittelbereich einer Fahr zeugkarosserie eine Mittelsäule (1) hochsteht, wobei die Mittelsäule (1) umfasst:
ein extrudiertes oberes Element (2); und
ein extrudiertes unteres Element (3), das separat von dem obe ren Element (2) vorgesehen ist,
wobei ein oberer Endabschnitt des unteren Elements (3) mit einem unteren Endabschnitt des oberen Elements (2) derart verbun den ist, dass das untere Element (3) in Querrichtung der Fahrzeugka rosserie relativ zu dem oberen Element (2) außen angeordnet ist, wo bei das obere Element-(2) relativ zum unteren Element in Längsrich tung der Fahrzeugkarosserie schräg ist.

5. Mittelsäulenstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Endabschnitt (3a) des unteren Elements (3) in einer quer nach außen und nach unten geneigten Richtung der Fahrzeugkarosse rie geschnitten ist.