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Patent Searching and Data


Title:
MOTOR VEHICLE BODY PILLAR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/078563
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a motor vehicle with a vehicle body that, on each longitudinal side of the vehicle, has at least one vehicle body pillar (2), which forms a lateral window frame part and which extends underneath the plane (E) of the lower edge of this window while passing into the lower vehicle body area. The vehicle is designed such that the vehicle body pillar (2) is provided as a single piece.

Inventors:
EXNER MARKUS (DE)
ZOERNACK MARKUS (DE)
DOGAN HAMDI (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/000401
Publication Date:
September 16, 2004
Filing Date:
March 03, 2004
Export Citation:
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Assignee:
KARMANN GMBH W (DE)
EXNER MARKUS (DE)
ZOERNACK MARKUS (DE)
DOGAN HAMDI (DE)
International Classes:
B62D25/04; B62D29/00; (IPC1-7): B62D29/00; B62D25/04
Foreign References:
US20010000119A12001-04-05
DE10130794A12003-01-02
US5839777A1998-11-24
US20020190544A12002-12-19
EP0862956A11998-09-09
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Claims:
Ansprüche :
1. Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die pro Fahr zeuglängsseite zumindest eine einen seitlichen Fensterrahmenteil bildende und sich unterhalb der Ebene (E) der unteren Kante dieses Fensters bis in den unteren Karosseriebereich erstreckende Karos seriesäule (2) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriesäule (2) einstückig aus gebildet ist.
2. Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die pro Fahr zeuglängsseite zumindest eine einen seitlichen Fensterrahmenteil bildende und sich unterhalb der Ebene (E) der unteren Kante dieses Fensters bis in den unteren Karosseriebereich erstreckende Karos seriesäule (2) umfaßt, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriesäule (2) aus einem Aus gangshalbzeug (1), insbesondere einem Hohl profil, durch über seinen Längsverlauf par tielles Kneten, anschließendes Biegen und nachfolgendes Endformen über ein Innenhoch druckverfahren gebildet ist.
3. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Einbaustellung oberhalb der unte ren Fensterkante liegender Bereich (4) der Karosseriesäule (2) gegenüber einem darunter erstreckten Bereich (5) einen verminderten Querschnitt aufweist.
4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriesäule (2) im unteren Ka rosseriebereich an einen in Fahrzeuglängs richtung erstreckten Längsträger (9) ange bunden ist.
5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnete daß die Karosseriesäule (2) einen seitlichen Rahmenteil einer vorderen Windschutzscheibe umfaßt und eine sog. ASäule ausbildet.
6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ASäule einen von einem unteren Ka rosseriebereich bis zur Ebene (E) der Fen sterbrüstungslinie erstreckten ersten und im wesentlichen vertikalen ersten Bereich (5) und einen gegenüber diesem gegen die Fahrt richtung (F) nach hinten weisenden und ober halb der Fensterbrüstungslinie (E) liegenden zweiten Bereich (4) umfaßt.
7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangshalbzeug (1) für die Karos seriesäule (2) ein Rohr ist.
8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnete daß das Rohr nahtlos gezogen ist.
9. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Karosseriesäule (2) zumindest im un teren, querschnittsgrößeren Bereich (5) in Fahrzeuglängsrichtung eine größere Erstrek kung (L) als in Fahrzeugquerrichtung (Q) aufweist und an diesen Bereich zumindest ein weiteres Längsträgerteil (12) anmontiert ist.
10. Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahr zeugs mit einer Karosserie, die pro Fahrzeu glängsseite zumindest eine einen seitlichen Fensterrahmenteil bildende und sich unter halb der Ebene der unteren Fensterbrüstung bis in den unteren Karosseriebereich er streckende Karosseriesäule umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Karosseriesäule ein metallisches Profil derart geknetet wird, daß es Bereiche unterschiedlicher Quer schnitte erhält, in einem weiteren Bearbei tungsschritt gebogen und in einem weiteren Bearbeitungsschritt endgeformt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Endformung durch ein Innenhochdruck verfahren vorgenommen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die endgeformte Karosseriesäule im unte ren Karosseriebereich an einen seitlichen Längsträger angebunden wird.
Description:
KRAFTFAHRZEUG-KAROSSERIESÄULE Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit ei- ner durchgehende Karosseriesäulen umfassenden Karosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, Karosseriesäulen, die einerseits im Bereich oberhalb einer Fensterbrüstung der Karosserie Teilbereiche von Fensterrahmen aus- bilden und beispielweise auch Tragsäulen für ein Dach bilden können, bis in den unteren Fahrzeug- bereich, etwa bis zum Karosserieboden, zu er- strecken. Schon aufgrund einer möglichst gerin- gen Sichtbeeinträchtigung und auch aus Design- gründen ist insbesondere bei einer vorderen, ei- ne Windschutzscheibe seitlich einfassenden Säu- le, der sog. A-Säule, im oberen Bereich ein ge- ringer Querschnitt dieser Säule gewünscht. Im unteren Bereich hingegen ist zur Stabilisierung der Karosserie ein möglichst großer Querschnitt gewünscht. Daher sind oberer und unterer Teil der Säule häufig aus verschiedenen Teilen gebil- det, die miteinander verschweißt werden. Dadurch entsteht ein erhöhter Fertigungsaufwand. Zudem ist an der Schweißnaht eine Schwachstelle gebil- det, was insbesondere dann nachteilig ist, wenn die Säule insgesamt als Teil eines Überroll- schutzes für das Fahrzeug wirken soll.

Es ist weiter bekannt, eine Säule vom oberen Fensterrandbereich bis in den unteren Karosse- riebereich ohne Querteilung durchgehend auszu- bilden. Hierbei werden dann zwei in Längsrich- tung der zu bildenden Säule erstreckte Halbscha- len verwendet, die an Längsnähten miteinander verbunden werden. Derartige Halbschalen sind beispielsweise aus Blechen gepreßt, wobei durch eine Abwinklung zwischen oberem und unterem Be- reich, wie sie insbesondere bei einer A-Säule aufgrund der schräg stehenden Windschutzscheibe üblich ist, ein hoher Verschnitt entsteht. Zudem müssen zwei Schweißnähte über die gesamte Längs- erstreckung der Säule gelegt werden, was den Fertigungsaufwand der Säule erhöht.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, hier eine Verbesserung zu erreichen.

Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Kraftfahr- zeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 2, die einzeln oder vorteilhaft in Kombination miteinander verwirklicht sein können, sowie durch ein Herstellungs- verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Hinsicht- lich vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 3 bis 9 und 11 bis 12 ver- wiesen.

Mit der erfindungsgemäßen Einstückigkeit nach Anspruch 1 ist erreicht, daß die Säule über ih- ren gesamten Verlauf ohne schwächende Schweiß-

naht auskommt. Zudem ist die Herstellung verein- facht, da die Zusammenfügung mehrerer Teile zu einer Säule entfällt. Aufgrund des Verzichts auf Fügeprozesse innerhalb der Karosseriesäule fal- len auch keine Toleranzen für das Zusammenfügen von Teilen an. Die Karosseriesäule kann daher eine hohe Maßgenauigkeit aufweisen.

Mit der Ausbildung nach Anspruch 2 kann durch den Verfahrensschritt des Knetens eine flexible Ausbildung und Formanpassung der Säule an die jeweiligen Ansprüche ermöglicht werden. So kann vorteilhaft eine partielle Querschnittsverminde- rung der Säule im oberen Bereich, eingestellt werden, wodurch die oben beschriebenen Anforde- rungen hinsichtlich Design und Sichtbeeinträch- tigung erfüllt werden können. Eine so gebildete Säule kann trotz der über ihren Verlauf unter- schiedlichen Querschnitte vorteilhaft in Kombi- nation mit den Merkmalen des Anspruchs 1 als einstückiges Bauteil bis in den unteren Karosse- riebereich ausgebildet sein.

Eine hohe Stabilität ist insbesondere bei Anbin- dung der Säule an einen im unteren Karosseriebe- reich liegenden Längsträger, häufig auch als Seitenschweller bezeichnet, erreicht. Damit wird ein fester Rahmen gebildet, der insbesondere im Crashfall hohe Energie durch wechselseitige Krafteinleitung der Rahmenteile aufnehmen und abbauen kann.

Wenn das Ausgangshalbzeug ein Rohr ist, ist die- ses billig einzukaufen. Verschnitt kann weitge- hend vermieden werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung er- geben sich aus einem in der Zeichnung darge- stellten und nachfolgend beschriebenen Ausfüh- rungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.

In der Zeichnung zeigt : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Aus- gangshalbzeugs in Gestalt eines Run- drohrs sowie des gekneteten Halbzeug mit einer bereichsweisen Querschnitts- verminderung, Fig. 2 das geknetete Halbzeug nach einem Biege- prozeß und nach Endformung des Bauteils durch ein Innenhochdruckverfahren, Fig. 3 eine Explosionsdarstellung des als A- Säule eingesetzten Bauteils, eines seit- lichen Schwellers und weiterer Karosse- rierahmenteile sowie eines Verkleidungs- teils für den oberen A-Säulenbereich, Fig. 4 die Teile nach Fig. 3 im zusammengesetz- ten Zustand,

Fig. 5 die Teile nach Fig. 4 in Verbindung mit weiteren Anschlußblechen für Karosse- rieteile, Fig. 6 die Teile nach Fig. 5 in Vorbereitung weiterer Teile einer Karosserieseiten- wand, Fig. 7 die Teile nach Fig. 6 mit insbesondere einem vorderen Längsträger, der an die A-Säule anmontiert ist, sowie einem hin- teren Seitenwandbereich vor seinem An- setzen an die Tragkonstruktion, Fig. 8 die so gebildete Seitenwand bei Ansetzen an eine Bodengruppe der Karosserie.

In Figur 1 ist in der ersten Teilfigur ein Rohr 1 mit rundem Querschnitt dargestellt, das als Ausgangshalb- zeug für die Fertigung einer Karosseriesäule 2 dient, hier einer A-Säule. Auch ein anderes längs erstrecktes Hohlprofil kommt als Ausgangshalbzeug 1 in Betracht.

Rohre können jedoch sehr preisgünstig hergestellt wer- den. Ein solches Rohr 1 kann nahtlos gezogen oder mit Naht ausgebildet sein. Als Material kommt Stahl oder auch eine Leichtmetallegierung in Frage.

In einem ersten Verfahrensschritt wird das Rohr 1 einem Knetprozeß unterworfen, wodurch sich eine Querschnitts- verminderung bewirken läßt. Der Prozeß wird so durchge- führt, daß das dabei entstehende geknetete Halbzeug 3 nur in einem in Einbaustellung oberen Bereich 4 der

späteren Säule 2 in seinem Querschnitt vermindert wird, wohingegen ein in Einbaustellung unterer Bereich 5 sei- nen Ausgangsquerschnitt behalten kann, zumindest im Querschnitt nicht so stark vermindert wird wie der Be- reich 4. Das Kneten kann je nach Material und Umform- grad als Warm-oder Kaltumformen durchgeführt werden.

Beim Kneten kann mit der Querschnittsverminderung des Bereiches 4 eine Erhöhung von dessen Wandstärke einher- gehen, was eine Verbesserung der Stabilität dieses Be- reichs 4, der in Einbaustellung häufig Teil eines Über- rollschutzes wird, bewirkt.

Im nächsten Bearbeitungsschritt (Fig. 2) wird das ge- knetete Halbzeug 3 auf einer Biegemaschine zu einem vorgeformten Säulenhalbzeug 6 gebogen, so daß der obere Bereich 4 gegenüber dem unteren Bereich 5 abgewinkelt steht. Die Abwinklung liegt etwa in der Ebene E, in der in späterer Einbaustellung der untere Fensterrand liegt.

Im Übergang zur zweiten Teilfigur in Figur 2 wird das gebogene Säulenhalbzeug 6 mit einem In- nenhochdruckverfahren umgeformt, um dadurch die endgültige Gestalt 7 zu erhalten. Das Innenhoch- druckverfahren kann mehrstufig ablaufen.

Zwischen den genannten Verfahrensschritten ist ein Erholungsglühen je nach Umformgrad und ein- gesetztem Werkstoff möglich.

In Fig. 3 hat die so gebildete Karosseriesäule 2 ihre endgültige Form mit dem querschnittsvermin-

derten und gleichzeitig abgewinkelten oberen Be- reich 4 erhalten. Dieser Bereich 4 kann mit ei- ner beispielsweise verschraubten oder einfach ansetzbaren, etwa anklipsbaren, Verkleidung 8 versehen werden. Die Verkleidung 8 braucht keine stabilisierende Wirkung zu haben, sondern dient der Optik und einer Abdeckung von Kantenberei- chen, um damit Aufprallfolgen für Fußgänger bei einem eventuellen Unfall abzumildern. Die Ver- kleidung 8 kann beispielsweise aus vorgefärbtem Kunststoff bestehen oder kann zusammen mit der fertigen Karosserie einer Lackierung zugeführt werden.

Die Karosseriesäule 2 reicht bis in den unteren Karos- seriebereich. im Ausführungsbeispiel wird sie mit einem außen im Fahrzeug liegenden seitlichen Längsträger 9, häufig auch als Schweller bezeichnet, verbunden. Da- durch bildet die Karosseriesäule 2 mit dem Schweller 9 und gegebenenfalls weiteren Teilen einen starren Rahmen aus. Der Schweller 9 kann, wie hier gezeigt, mehrteilig ausgebildet sein und hintereinander liegende Teile 9a, 9b, 9c umfassen. Der Fuß 10 des unteren Bereichs 5 der Karosseriesäule 2 wird hier zwischen die Abschnitte 9a und 9b eingesetzt, was nicht zwingend ist. Auch ein Aufsetzen der Karosseriesäule 2 auf den Schweller 9 oder eine nur mittelbare Verbindung zu diesem wäre mög- lich.

In Anpassung an den Schweller 9 und um eine möglichst optimierte Stabilität zu gewährleisten, ist die Längs- erstreckung L des unteren Bereichs 5 der Säule 2 größer

als dessen Quererstreckung Q, die der Breite der Schwellerabschnitte 9a und 9b entspricht.

In den Figuren 3 ff. ist eine weitere Karosseriesäule 11 eingezeichnet, die als sog. B-Säule entgegen der Fahrtrichtung F auf die A-Säule folgt. Im hier gezeich- neten Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeug ein Cabrio- let-Fahrzeug, so daß die B-Säule 11 mit ihrem oberen Ende in Höhe der Ebene E der unteren Fensterkante en- det. Die B-Säule 11 muß hier daher nicht erfindungsge- mäß ausgebildet sein. Dies wäre allerdings möglich, wenn sich eine B-Säule und/oder weitere Säule bis zum Fahrzeugdach erstrecken würde.

Ein Fahrzeug mit erfindungsgemäßen Karosseriesäulen 2 kann daher sowohl ein geschlossenes als auch ein Targa- oder Cabrioletfahrzeug sein.

In Figur 6 und den weiter folgenden wird deutlich, daß die Karosseriesäule 2 zur Aufnahme eines weiteren, in Fahrtrichtung F nach vorne weisenden Längsträgers 12 dient, der an dem unteren, querschnittserweiterten Be- reich 5 der Karosseriesäule 2 und an dem Seitenschwel- ler 9 abgestützt wird. Zudem ist in Fig. 6 die Anmonta- ge eines hinteren Radhauses 13 zu erkennen.

In Figur 7 ist die im wesentlichen vollständige Seiten- wand 14 des Fahrzeugs durch Ansetzen eines hinteren Seitenteils 15 fertiggestellt. Diese Seitenwand 14 kann dann (Fig. 8) mit einer Bodengruppe 16 verbunden wer- den. Insbesondere können gegenüberliegende Seitenwände 14, von denen in Figur 8 nur die linke eingezeichnet

ist, über weitere quer zum Fahrzeug verlaufende Bautei- le, etwa einen oberen Rahmenteil eines vorderen Wind- schutzscheibenrahmens, der auch als Überrollbügel dient, miteinander verbunden werden.

In jedem Fall ist die Säule 2 als stabiles und sehr maßgenaues Bauteil mit geringem Fertigungsaufwand und ohne Fügungsnähte über seine Erstreckung hergestellt worden.