DE4139305A1 - Tuersaeule an einer karosserie eines personenkraftwagens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Türsäule an einer Karosserie eines Personenkraftwagens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Übliche selbsttragende Fahrzeugkarosserien für Personenkraft­ wagen sind, einschließlich der Tragstruktur, aus Blechteilen hergestellt. Träger mit Hohlprofilen werden dabei aus jeweils zwei tiefgezogenen und miteinander verschweißten Blechen her­ gestellt. Solche Träger werden auch als vordere Türsäulen ver­ wendet, an denen Scharniere für eine schwenkbare Lagerung von Fahrzeugtüren angebracht sind.

Für eine geeignete Einpassung der Fahrzeugtür in den Türaus­ schnitt mit einem fluchtenden Verlauf der Außenkontur und gleichmäßigen Umfangsspalten sowie eine leichtgängige Schwen­ kung müssen die Scharnierteile eingestellt werden. Dazu sind eine Reihe von Maßnahmen allgemein bekannt, wie Einstellungen über Verbiegen der Scharnierböcke, Einstellungen über Lang­ lochverbindungen, Verwendung von Kugelscharnieren, etc. Dazu sind in der Regel zusätzlich zum Träger Einstellvorrichtungen erforderlich, wobei die Einstellarbeiten teilweise aufwendig sind.

Die zum Aufbau solcher selbsttragenden Karosserien verwende­ ten Stahlbleche werden im Tiefziehverfahren verformt. Die Preßwerkzeuge zum Verformen der Bleche sind verhältnismäßig teuer, lassen jedoch sehr hohe Stückzahlen zu, so daß für eine Großserienfertigung damit eine kostengünstige Lösung zur Verfügung steht. Aufgrund der hohen Werkzeuginvestitionen ge­ staltet sich das beschriebene Verfahren für Kleinserien je­ doch sehr kostenintensiv.

Es ist daher insbesondere für Kleinserien bekannt (EP 01 46 176 B1), Fahrzeugkarosserien für Personenkraftwagen mit einer Tragstruktur aus Hohlprofilen herzustellen, welche durch Kno­ tenelemente miteinander verbunden sind. Die Hohlprofile sind dabei als Leichtmetall-Strangprofile und die Knotenelemente als Leichtmetall-Gußteile ausgebildet. Neben einer kostengün­ stigeren Lösung für Kleinserien werden mit einer solchen Kon­ struktion vorteilhaft auch geringere Karosseriegewichte und Verbesserungen beim Korrosionsschutz erreicht.

In der konkret dargestellten Ausführungsform (EP 01 46 716 B1, Fig. 1 und 2) ist die vordere Türsäule als einfacher, im Querschnitt rechteckiger Leichtmetall-Strangprofilträger aus­ geführt. Wie an einem solchen Träger eine Fahrzeugtür über Scharniere gelagert werden könnte, ist offengelassen und nicht gezeigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Türsäule so weiterzubilden, daß die Anbringung und Einstel­ lung einer Fahrzeugtür einfach und kostengünstig möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 besteht die Türsäule aus einem Leichtmetall- Hohlprofilträger als Strangprofil mit einer Außenwand, an deren Innenseite wenigstens zwei in einem Querabstand liegen­ de, längs verlaufende Kanäle als Käfigprofile zur Aufnahme von Muttern von Verschraubungen angeordnet sind. Weiter sind in der Höhe von Scharnierböcken Löcher in der Außenwand als Durchgänge zu den Käfigprofilen zur Aufnahme der Verschrau­ bungen angebracht. Die Scharnierböcke haben je eine Grundplat­ te mit im Querabstand der Käfigprofile angebrachten Bohrungen und die Grundplatten sind über die Verschraubungen an der Außenwand befestigt. In den Käfigprofilen können längsver­ schiebbar, jedoch verdrehsicher, entsprechend dimensionierte Käfigmuttern oder Schraubenköpfe der Verschraubungen gehalten werden. Damit wird eine wesentliche Montagehilfe erhalten, die auf einfache Weise schon bei der Herstellung des Strang­ profils ohne weitere, zusätzliche Bearbeitungen vorgesehen werden kann. Ein weiterer Vorteil solcher Käfigprofile be­ steht darin, daß die dafür erforderlichen Kanalwände das Hohl­ profil weiter aussteifen.

Vorteilhaft werden die Löcher in der Außenwand zu den Käfig­ profilen nach Anspruch 2 als Langlöcher ausgebildet. Dadurch wird über die Länge der Langlöcher eine einfache Höheneinstel­ lung möglich.

Um die geforderte, hohe Steifigkeit und Belastbarkeit der vor­ deren Türsäule, insbesondere auch bei einem Crash, zu erhal­ ten, wird mit Anspruch 3 vorgeschlagen, im Hohlprofil Querste­ ge vorzusehen.

In einer vorteilhaften, konkreten Ausführungsform nach An­ spruch 4 sind die seitlichen Kanalwände des Käfigprofils durch im Querschnitt hakenförmige Längsstege gebildet, so daß das Käfigprofil zur Innenseite des Hohlprofils hin mit einem Längsspalt offen ist. Käfigmuttern können in einem solchen Kanal gut verdrehsicher gehalten werden, wobei nach innen überstehende Schraubenbolzen zur Innenseite des Hohlprofils durch den Längsspalt Platz haben.

Da ohnehin zweckmäßigerweise Querstege zur Aussteifung im Hohlprofil enthalten sind, werden diese Querstege nach An­ spruch 5 so gelegt, daß sie zur Bildung der Wände der Käfig­ kanäle mit herangezogen werden und somit eine Doppelfunktion haben.

Um zusätzlich zu der Höheneinstellung entlang der Langlöcher auch eine Quereinstellung zu ermöglichen, werden die Lang­ löcher mit etwas größerer Breite als die Bolzendurchmesser der Verschraubungen ausgeführt. Somit können bei entsprechend breiten Anlageflächen auch Einstellungen quer zum Profilver­ lauf durchgeführt werden.

Die Käfigprofile zur Aufnahme der Muttern für die Anbringung der Scharnierböcke verlaufen fertigungsbedingt in Längsrich­ tung der Türsäule. Die Stellung der Türsäule, insbesondere eine leichte Schrägstellung, ist durch eine Mehrzahl von For­ derungen, beispielsweise Steifigkeitsanforderungen, Crashan­ forderungen, Türeindrehräume, Beinfreiheit beim Einsteigen, usw. bedingt. Die zweckmäßige Stellung der Türscharnierachse wird daher je nach Gegebenheiten nicht mit dem Profilverlauf der Türsäule zusammenfallen. Mit Anspruch 7 werden daher Maß- nahmen vorgeschlagen, mit denen es möglich ist, eine unter­ schiedliche Stellung der Scharnierachse zum Verlauf des Strangprofils auf einfache Art zu realisieren. Dazu sind zwei unterschiedliche Scharnierböcke im Abstand angebracht, mit je­ weils einem Stützarm an der Grundplatte, der einen Scharnier­ bolzen bzw. eine Bolzenaufnahme als Bohrung trägt. Der Stütz­ arm des ersten Scharnierbocks liegt dabei in einem ersten Querabstand, bezogen auf den Profilverlauf, und der Stützarm des zweiten Scharnierbocks ist in einem zweiten, unterschied­ lichen Querabstand, bezogen auf den Profilverlauf, angeord­ net. Dadurch liegt die Scharnierachse schräg zum Profilver­ lauf. Bei üblichen Konstruktionen ist dabei die Winkeldiffe­ renz zwischen Profilverlauf und Verlauf der Scharnierachse klein, so daß trotz dieser Winkeldifferenz eine Höheneinstel­ lung entlang der Langlöcher, die nur über einen geringen Weg durchgeführt wird, ohne Schwierigkeiten möglich ist.

Falls erforderlich, ist auch eine Schrägstellung der Schar­ nierachse, bezogen auf den Verlauf der Außenwand, dadurch mög­ lich, daß gemäß Anspruch 8 die Stützarme der beiden Scharnier­ böcke unterschiedlich lang gestaltet sind.

Für eine Leichtgängigkeit der Fahrzeugtür ist es nach An­ spruch 9 erforderlich, die Scharnierbolzen bzw. die Bolzenauf­ nahmen nicht nach dem Profilverlauf, sondern nach der durch die unterschiedliche Gestaltung der Scharnierböcke vorgegebe­ nen Scharnierachse auszurichten.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Türsäule,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Türsäule,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Türsäule entlang einer Linie A-A aus Fig. 2 im Bereich eines oberen Scharnier­ bocks und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Türsäule entlang einer Linie B-B aus Fig. 2 im Bereich eines unteren Schar­ nierbocks.

In den Fig. 1 und 2 ist in einer Seiten- und einer Draufsicht eine Türsäule 1 dargestellt, die als Hohlprofilträger in der Art eines Leichtmetall-Strangprofils ausgebildet ist. An einer Außenwand 2 sind in einem Querabstand liegende Lang­ löcher 3, 4 in der Höhe von Scharnierböcken 5, 6 angebracht.

Diese Scharnierböcke 5, 6 haben eine Grundplatte 7, 8 mit im Abstand der Langlöcher 3, 4 angebrachten Bohrungen 9, 10 und 11, 12.

In die Langlöcher 3, 4 greifen Verschraubungen 13, 14 und 15, 16 (siehe Fig. 3 und 4) durch die Bohrungen 9, 10 und 11, 12 ein, mit denen die Scharnierböcke 5, 6 vor dem Festziehen verschiebbar und höhenverstellbar gehalten sind und durch Festziehen fixiert werden können.

Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Türsäule 1 schräg nach rechts geneigt ist, während die durch die Scharnierböcke 5 und 6 bestimmte Scharnierachse 17 etwa senkrecht steht und somit mit dem Verlauf der Türsäule 1 bzw. dem Profilverlauf einen spitzen Winkel einschließt. Dies wird durch unterschied­ liche Ausführungen der Scharnierböcke 5 und 6 erreicht, wie dies anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert wird.

In den Fig. 3 und 4 sind Querschnitte entlang der Linien A-A und B-B aus Fig. 2 dargestellt. Dabei ist zu ersehen, daß das Hohlprofil zwei Querstege 18 und 19 enthält, die mit der Außenwand 2 im Bereich zwischen den Langlöchern 3 und 4 ver­ bunden sind. Hinter den Langlöchern 3 und 4 im Bereich des Hohlprofils sind zwei längs verlaufende Kanäle als Käfigpro- file 20 und 21 angeordnet. Die Käfigwände sind teilweise durch im Querschnitt hakenförmige Stege, durch Teile der Quer­ stege 18 und 19 mit angeformten Fortsätzen 23, 24 oder durch einen Teil einer Außenwand 25 gebildet.

In den Käfigprofilen 20 und 21 sind Käfigmuttern 26, 27 und 28, 29 der Verschraubungen 13, 14 und 15, 16 verdrehgesichert angeordnet.

Die Scharnierböcke 5 und 6 bestehen aus den Grundplatten 7 und 8 sowie daran angeformten Stützarmen 30, 31, an deren freien Enden Aufnahmebohrungen 32, 33 zur Aufnahme von Schar­ nierbolzen angebracht sind.

Die Verschraubungen 13, 14 und 15, 16 liegen an den Scharnier­ böcken 5, 6 im gleichen Abstand (a), der dem Abstand der Lang­ löcher 3, 4 entspricht. Der Stützarm 30 des oberen Scharnier­ bocks 5 liegt etwa in der Mitte (Abstand c), während der Stützarm 31 des unteren Scharnierbocks 6 mehr zur rechten Sei­ te hin (Abstand b) angeordnet ist. Durch die Differenz der Ab­ stände (c und b) ist die Schrägstellung der Scharnierachse 17 gegenüber dem Profilverlauf der Türsäule 1 bestimmt.

Für eine Montage der Scharnierböcke 5, 6 werden die Käfigmut­ tern 26, 27 und 28, 29 von einer offenen Seite her in die Käfigprofile 20, 21 eingeschoben, in der Höhe eingestellt und anschließend, beispielsweise durch Verprägen der Kanalwände oder durch Einsetzen und Festziehen der Verschraubungen, fixiert.

Claims (9)

1. Türsäule an einer Karosserie eines Personenkraftwagens, bestehend aus einem etwa senkrecht stehenden Hohlprofil­ träger und damit in einem Längsabstand mit Verschraubungen verbundenen Scharnierböcken, an denen eine Fahrzeugtür schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlprofilträger (1) ein Strangprofil aus Leicht­ metall ist, mit einer Außenwand (2), an deren Innenseite wenigstens zwei in einem Querabstand liegende, längs ver­ laufende Kanäle als Käfigprofile (20, 21) zur Aufnahme von Muttern (26, 27, 28, 29) der Verschraubungen (13, 14, 15, 16) angeordnet sind, wobei in der Höhe der Scharnierböcke (5, 6) Löcher (3, 4) in der Außenwand (2) zu den Käfigpro­ filen (20, 21) für die Verschraubungen (13, 14, 15, 16) angebracht sind und
daß die Scharnierböcke (5, 6) je eine Grundplatte (7, 8) mit im Querabstand der Käfigprofile (20, 21) angebrachten Bohrungen (9, 10, 11, 12) aufweisen und die Grundplatten (7, 8) über die Verschraubungen (13, 14, 15, 16) an der Außenwand (2) befestigt sind.

2. Türsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in der Außenwand als Langlöcher (3, 4) für eine Höheneinstellung der Scharnierböcke (5, 6) ausgeführt sind.

3. Türsäule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlprofil Querstege (18, 19) enthalten sind, die insbesondere im Bereich zwischen den Käfigprofilen (20, 21) angeordnet sind.

4. Türsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Käfigprofile (20, 21) bzw. die seit­ lichen Kanalwände durch im Querschnitt hakenförmige Stege (22) gebildet sind, so daß die Käfigprofile (20, 21) zur Innenseite des Hohlprofils mit einem Längsspalt offen sind.

5. Türsäule nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Kanalwand aus einem Teil eines Quer­ steges (18, 19) gebildet ist.

6. Türsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchmesser der Löcher bzw. die Breite der Langlöcher (3, 4) in der Außenwand (2) größer als der Bolzendurchmesser der Verschraubung (13, 14, 15, 16) ist, so daß damit vor dem Festziehen eine Querverstellung mög­ lich ist.

7. Türsäule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei unterschiedliche Scharnierböcke (5, 6) im Abstand angebracht sind mit jeweils einem Stützarm (30, 31) an der Grundplatte (7, 8), der einen Scharnierbolzen bzw. eine Bolzenaufnahme (32, 33) trägt, wobei jeweils der Stützarm (30) des ersten Scharnierbocks (5) in einem ersten Querabstand (c) bezogen auf den Profil­ verlauf und der Stützarm (31) des zweiten Scharnierbocks (6) in einem zweiten, unterschiedlichen Querabstand (b) angeordnet sind, so daß die Scharnierachse (17) schräg zum Profilverlauf liegt.

8. Türsäule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Stützarme (30, 31) der beiden Scharnierböcke (5, 6) unterschiedlich lang sind.

9. Türsäule nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharnierbolzen bzw. die Bolzenaufnahmen (32, 33) nach der durch die unterschiedliche Gestaltung der Schar­ nierböcke (5, 6) vorgegebenen Scharnierachse (17) ausge­ richtet sind.