DE4016730C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragsäule für einen Karosserierah­ men eines Kraftfahrzeugs in Form eines säulenartiger Hohlkör­ pers, der aus wenigstens zwei Profilschalen besteht, die je­ weils eine - in Fahrtrichtung gesehen - Vorderseite und eine Rückseite des Hohlkörpers bilden, mit einem sich in Längsrich­ tung des Hohlkörpers erstreckenden Rohr, das mit Hilfe von Hal­ temitteln in dem Hohlkörper angeordnet ist.

Eine solche Tragsäule ist aus der US-PS 43 55 843 bekannt. Dabei ist die A-Säule eines Kraftfahrzeuges als Hohlkörper aus­ gebildet, in dem zur Verstärkung der A-Säule ein Rohr angeord­ net ist.

Aus der DE 24 36 244 A1 ist ein Versteifungselement für eine Seitentür eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das Versteifungselement weist ein Rohr auf, das mittels zweier Auflager an der Seiten­ wand der Seitentür fixiert ist. Durch diese beiden Auflager wird das Rohr in Abstand zur Seitenwand getragen. Eine defi­ nierte Lage des Rohres bei einem seitlichen Aufprall ist durch diese Auflager jedoch nicht gewährleistet.

Tragsäulen, die als säulenartiger Hohlkörper ausgebildet sind, beispielsweise Vorderwandsäulen, jedoch auch B- und C-Säulen eines Fahrzeugaufbaus, bestehen in der Regel aus zwei oder mehr Schalenprofilen, die so miteinander verschweißt sind, daß sie einen gemeinsamen säulenartigen Hohlkörper bilden, dessen Hohl­ profil durch die Innenseiten der Schalenprofile gebildet wird.

Die Stabilität einer solchen Tragsäule kann üblicherweise durch eine Vergrößerung der Wandstärke des Hohlkörpers oder durch zu­ sätzliche Profilierungen in der Wand des Hohlkörpers erhöht werden.

Aus der DE 30 46 056 C2 sowie aus der DE 31 51 861 A1 ist es be­ kannt, Flächenbauteile von Fahrzeugkarosserien, insbesondere Motor- und Kofferraumhauben sowie Türen durch seitlich zugeord­ nete Rohre zu versteifen. Dadurch wird der Deformationsweg die­ ser Bauteile verringert und mithin die Stabilität des Kraft­ fahrzeugs und gegebenenfalls auch die Sicherheit der Insassen erhöht.

Es ist auch bekannt (DE 24 36 244 A1), solche Versteifungsrohre für Kraftfahrzeugtüren über zwei Auflager mit der zu verstei­ fenden Wand zu verbinden, wodurch eine seitliche Aufprallener­ gie sowohl über die Verformung des Rohres als auch über die Verformung der Auflager aufgefangen wird.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, in einfacher Weise bei einer Tragsäule der eingangs genannten Art die Stabilität gegen Deformationsbelastungen weiter zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die die Vorderseite des Hohlkörpers bildende Profilschale Mittel zur Fixierung einer definierten Lage des Rohrs im Hohlkörper bei einer Verformung des Hohlkörpers aufweist.

Neben der Versteifung der Tragsäule durch die Anordnung des Rohres im Hohlkörper wird durch diese Maßnahme das Rohr bei einem Frontalaufprall in einer vorgese­ henen Lage fixiert und zur Energieaufnahme herangezogen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Halte­ mittel wenigstens ein das Rohr auf einer Seite teilweise um­ schließendes Auflageelement im Hohlkörper vorgesehen ist. Die­ ses Auflageelement nimmt zum Teil die auf das Rohr wirkende Aufprallenergie auf.

Dabei ist als solches Mittel vorteilhaft an der Innenwand der Profilschale wenigstens ein über die Länge des Rohres ausgebil­ detes Fixierprofil befestigt, dessen Querschnitt den Hohlkörper in einem Kreisbogen von wenigstens 90° umgibt. Vorteilhaft ist das Rohr in Abstand zu den Mitteln zur Fixierung der Rohrlage im Hohlkörper angeordnet. Bei einer durch einen Frontalaufprall bedingten Deformation wird somit nach Überwindung eines ferti­ gungsbedingten Mindestabstandes das Rohr durch dieses Fixier­ profil fixiert, wodurch eine aufwendige zusätzliche Anbindung des Rohres entfällt.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Innenwand der Profilschale als Mittel zur Fixierung der Rohrla­ ge einen an die Außenfläche des Rohres angepaßten, über die Länge des Rohres verlaufenden rinnenartigen Bereich aufweist. Dadurch wird direkt ein Bereich der Profilschale zur Fixierung einer vorgesehenen Lage des Rohres bei einer beginnenden Defor­ mation durch eine Aufprallbelastung herangezogen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungs­ beispielen, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Ausführungs­ form einer erfindungsgemäßen Tragsäulenverstärkung eines Personenkraftwagens und

Fig. 2 einen Teilschnitt ähnlich Fig. 1, bei der ein Bereich einer Profilschale der Vorderwandsäule zur Fixierung einer vorgesehenen Lage des Versteifungsrohres vorge­ sehen ist.

Fig. 1 zeigt die Anordnung einer Vorderwandsäule als ein tra­ gendes Teil eines Karosserieaufbaus eines Personenkraftwagens. Eine solche Vorderwandsäule befindet sich bei einem Personen­ kraftwagen zu beiden Seiten einer Windschutzscheibe (9) und dient als Träger für die an ihr gelagerten vorderen Seitentüren sowie als tragendes Teil des Innenraumaufbaus. Fig. 1 zeigt le­ diglich die in Fahrtrichtung gesehen rechte Vorderwandsäulen­ anordnung eines Personenkraftwagens, die linke ist jedoch in symmetrischer Form korrespondierend aufgebaut. Die drehgelager­ te Anordnung einer Seitentür mit Hilfe von Scharnieren an der Vorderwandsäule ist lediglich durch die Darstellung einer Sei­ tenscheibe (8) angedeutet. Vor der Seitenscheibe (8) ist schematisch eine Vorderwandsäulenverkleidung (10) dargestellt. Seitlich vor der Vorderwandsäule ist die - nur teilweise darge­ stellte - Windschutzscheibe angeordnet.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besteht die Vorderwandsäule aus einer - in Fahrtrichtung gesehen - im wesentlichen rückseitig angeordneten Profilschale (1) sowie aus einer ihre Vorderseite bildenden Profilschale (2). Diese Profilschalen (1 und 2) verlaufen im wesentlichen in einer zur Zeichenebene senkrechten Richtung, wobei der Querschnitt der hinteren Pro­ filschale (1) im wesentlichen zick-zack-förmige Profilierungen aufweist und der Querschnitt der vorderen Profilschale (2) rin­ nenförmig gebogen ist. Beide Profilschalen (1 und 2) bestehen vorzugsweise aus Stahlblech. Beide Profilschalen (1 und 2) sind an ihren längsseitigen Verbindungskanten (6 und 7) starr miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt. Die beiden Profilschalen (1 und 2) sind so miteinander verbunden, daß die rinnenförmige Seite der Profilschale (2) nach innen zeigt und mithin ein senkrecht zur Zeichenebene verlaufender Hohlkörper gebildet wird.

Zwischen den beiden Verbindungskanten (6 und 7) der Profilscha­ len (1 und 2) ist in ihrer Längsrichtung ein Auflageprofil (3) befestigt, das beispielsweise beim Verbinden der beiden Profil­ schalen zwischen diese durch Verschweißen eingebettet wurde. Zweckmäßig wird z. B. dieses Auflageprofil (3) vorab mit einer der Profilschalen (1 oder 2) verschweißt. Dieses Auflageprofil (3) weist eine in seiner Längsrichtung verlaufende rinnenartige Einbuchtung (16) in seinem mittleren Bereich auf, in die ein ebenfalls in Längsrichtung des Hohlkörpers verlaufendes Ver­ steifungsrohr (4) eingebettet ist. Sowohl das Auflageprofil (3) als auch das Rohr (4) sind vorzugsweise aus Stahl hergestellt und starr miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt. Bei der Herstellung der Tragsäule wird das Rohr (4) mit dem Auflageprofil (3) verbunden, nachdem dieses mit einer Profil­ schale (1 oder 2) verschweißt wurde. Anschließend wird die zweite Profilschale aufgesetzt. Dadurch ist das Rohr (4) starr in dem aus den Profilschalen (1 und 2) gebildeten Hohlkörper befestigt. Eine andere Ausführungsform sieht mehrere, in Ab­ stand über die Länge des Rohres verteilte Auflageelemente vor, die in ähnlicher Weise zwischen den beiden Profilschalen (1 und 2) befestigt sind.

Zwischen der Innenwand der Profilschale (2) und dem Rohr (4) befindet sich auf der dem Auflageprofil (3) gegenüberliegenden Seite des Rohres (4) ein Zwischenraum, in dem ein als Fixier­ profil ausgebildetes Fixierblech (5) angeordnet ist. Das Fixier­ blech (5) ist im wesentlichen entsprechend der rinnenartigen Kontur der Profilschaleninnenwand geformt und umgibt das Rohr (4) in einem Winkel von etwas mehr als 90°. Das Fixierblech (5) ist fest mit der Innenwand der Profilschale (2) verbunden, bei­ spielsweise verschraubt, verschweißt oder ähnliches. Das Fixier­ blech (5) weist zudem zwei Profilierungen (14 und 15) mit je­ weils kreisbogenartigem Querschnitt auf, die in Längsrichtung des Fixierblechs (5) verlaufen und so zu beiden Seiten des Roh­ res (4) angeordnet sind, daß sie das Rohr (4) zwischen sich einbetten.

Ein solchermaßen im Hohlkörper angeordnetes Rohr (4) bietet eine wirksame Versteifung bei Roll-over-Belastungen um eine Achse (13) gemäß dem Pfeil (12) sowie bei Frontalaufprallbe­ lastungen in Richtung des Pfeils (11). Eine beginnende Deforma­ tion der Profilschale (2) bringt das Fixierblech (5) am Rohr (4) zur Anlage, indem die Längsprofilierungen (14, 15) das Rohr zu beiden Seiten einrahmen, wodurch das Rohr (4) in einer vor­ gesehenen Lage fixiert ist und nun zur Energieaufnahme herange­ zogen wird. Belastungen auf das Rohr (4) werden zudem von dem Auflageprofil (3) abgefangen, so daß die gesamte Deformations­ energie von der Vorderwandsäule aufgefangen wird, ohne diese nennenswert zu verformen.

In Fig. 2 ist die Ausrichtung einer Vorderwandsäule zur Fahr­ zeuglängsrichtung mit Hilfe eines Koordinatensystems (X, Y) definiert. Anstelle eines Fixierblechs gemäß Fig. 1 ist bei dieser Ausführungsform in der vorderen Profilschale (17) eine zusätzliche, in Längsrichtung verlaufende rinnenartige Ausbuch­ tung (18) vorgesehen, die im wesentlichen im Bereich des Rohres (4) in der Profilschale (17) geformt ist und die Funktion des Fixierblechs (5) der Fig. 1 übernimmt. Auch hier kommt bei ei­ ner geringen Deformation der vorderen Profilschale (17) der Vorderwandsäule durch einen Frontalaufprall der Bereich (18) mit dem Rohr (4) zur Anlage, wodurch ebenfalls eine definierte Position des Rohrs (4) fixiert wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird auf die Anordnung eines Auflageprofils (3) zwischen den Profilschalen (1 und 2) ver­ zichtet, wodurch das Rohr (4) direkt mit der hinteren Profil­ schale (1), beispielsweise in einer entsprechenden Einbettung, verbunden wird.

Claims (7)

1. Tragsäule für einen Karosserierahmen eines Kraftfahrzeugs in Form eines säulenartigen Hohlkörpers, der aus wenigstens zwei Profilschalen besteht, die jeweils eine - in Fahrtrichtung gesehen - Vorderseite und eine Rückseite des Hohlkörpers bil­ den, mit einem sich in Längsrichtung des Hohlkörpers er­ streckenden Rohr, das mit Hilfe von Haltemitteln in dem Hohl­ körper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Vorderseite des Hohlkörpers bildende Profilschale (2, 17) Mittel (5, 18) zur Fixierung einer definierten Lage des Rohrs (4) im Hohlkörper bei einer Verformung des Hohlkörpers aufweist.

2. Tragsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Haltemittel wenigstens ein das Rohr (4) auf einer Seite teilweise umschließendes Auflageelement (3) im Hohlkörper (1, 2) vorgesehen ist.

3. Tragsäule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflageelement (3) zwischen den zwei Profilschalen (1, 2) befestigt ist, die jeweils die - in Fahrtrichtung gesehen - Vorderseite und die Rückseite des Hohlkörpers bilden.

4. Tragsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Fixierung der Rohrlage an der Innenwand der Profilschale (2) wenigstens ein über die Länge des Rohres (4) ausgebildetes Fixierprofil (5, 14, 15) befestigt ist, dessen Querschnitt den Hohlkörper in einem Kreisbogen von wenigstens 90° umgibt.

5. Tragsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Profilschale (17) als Mittel zur Fixie­ rung der Rohrlage einen an die Außenfläche des Rohres (4) ange­ paßten, über die Länge des Rohres (4) verlaufenden rinnenarti­ gen Bereich (18) aufweist.

6. Tragsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) in Abstand zu den Mitteln zur Fixierung der Rohrlage (5, 18) im Hohlkörper angeordnet ist.

7. Tragsäule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierprofil (5) als mit zwei Längsprofilierungen (14, 15) versehenes, rinnenartiges Fixierblech ausgebildet ist, zwischen denen das Rohr (4) teilweise eingebettet ist.