DE102004010273A1

DE102004010273A1 - Cabriolet

Info

Publication number: DE102004010273A1
Application number: DE102004010273A
Authority: DE
Inventors: Jochem Fischer
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2005-09-29
Also published as: US20050194812A1; US7163254B2; FR2867110A1; FR2867110B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Cabriolet mit einem Faltverdeck (2), das gelenkig miteinander verbundene Seitenprofile (3-6) und eine damit verbundene Dachplatine (7) umfasst. Die Dachplatine (7) besteht aus einem hochfesten warmgeformten Stahlwerkstoff oder ist von mindestens einem sich quer zwischen den Seitenprofilen (3, 4) erstreckenden warmgeformten Verstärkungsprofil aus Stahl unterstützt. Sowohl die Dachplatine (7) als auch die Seitenprofile (3-6) können zumindest partiell vergütet sein und/oder unterschiedlich dicke Abschnitte aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Cabriolet mit einem Faltverdeck, das gelenkig miteinander verbundene Seitenprofile und eine damit verbundene Dachplatine aufweist.

Ein Cabriolet ist zwar von einem Serienfahrzeug abgeleitet, dennoch sind eine Reihe von Veränderungen an der Karosserie notwendig, um die vorgeschriebenen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Trotz verschiedener Verstärkungen kommt ein Cabriolet bei der Sicherheit schlechter weg, da durch das fehlende feste Dach und die Verbindung der Karosserie zwangsläufig die Stabilität und Steifigkeit vermindert ist.

Derzeit sind bei Cabriolets Stoffverdecke gängig. Diese weisen eine faltbare Tragkonstruktion aus gelenkig miteinander verbundenen Seitenprofilen auf, die mit Stoff bespannt sind. Zunehmend beliebter werden auch Faltverdecke mit einer Dachplatine aus Metallblech. Diese werden an besonders belasteten bzw. hinsichtlich der Festigkeit kritischen Stellen zusätzlich mit eingelegten bzw. eingeschweißten Rohren verstärkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Cabriolet mit einem Faltverdeck und Dachplatine bei leichtbauender Konstruktion hinsichtlich der Stabilität und Sicherheit zu verbessern.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Cabriolet gemäß Patentanspruch 1.

Danach ist vorgesehen, dass die Dachplatine aus einem hochfesten warmgeformten Stahlwerkstoff besteht. Auf diese Weise kann ein hohes Maß an Stabilität und Festigkeit allein durch die Dachplatine des Faltverdecks erreicht werden. Die Anzahl von notwendigen Verstärkungsbauteilen kann deutlich reduziert werden, was in der Konsequenz zu einer leicht bauenden Verdeckkonstruktion beiträgt.

Nach den Merkmalen von Patentanspruch 2 kann die Dachplatine unterschiedlich dicke Abschnitte aufweisen. Durch die unterschiedliche geometrische Gestaltung der Dachplatine kann eine gezielte Anpassung auf die jeweiligen Crashanforderungen erfolgen mit einer angepassten Deformationscharakteristik hinsichtlich eines größtmöglichen Verformungs- und Energieabsorptionsvermögen bei einem Überschlag.

In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, die Dachplatine zumindest partiell zu vergüten, wie dies Patentanspruch 3 vorsieht. Hierbei bietet sich insbesondere eine Laserhärtung der Dachplatine an. Durch eine partielle Vergütung bzw. Härtung erhält die Dachplatine Zonen unterschiedlicher Festigkeit. Sie kann folglich gezielt in hochbelasteten Dachbereichen verstärkt werden, so dass die dort sonst üblichen Verstärkungsbauteile eingespart bzw. leichter ausgeführt werden können.

Eine zweite eigenständige Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist in Patentanspruch 4 aufgezeigt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Dachplatine aus Stahlblech von mindestens einem sich quer zwischen den Seitenprofilen erstreckenden hochfesten warmgeformten Verstärkungsprofil aus Stahl unterstützt ist. In bisher durchgeführten Simulationen hat sich gezeigt, dass auch durch diese Maßnahme eine deutliche Steigerung der Stabilität und Steifigkeit der Faltverdeckkonstruktion und damit der Sicherheit eines Cabriolets erreichbar ist.

Je nach Crashanforderungen und zur Anpassung an eine gezielte Deformationscharakteristik kann das Verstärkungsprofil unterschiedlich dicke Abschnitte aufweisen (Patentanspruch 5) oder zumindest partiell vergütet sein (Patentanspruch 6).

Da bei der zweiten erfindungsgemäßen Lösung die Dachsteifigkeit durch das bzw. die Verstärkungsprofile erreicht werden, kann die Dachplatine leichter ausgeführt sein. Vorzugsweise besteht die Dachplatine aus einem lackierfähigen Metall oder Kunststoff, wie dies Patentanspruch 7 vorsieht.

Der technologische Zusammenhang der beiden eigenständigen Lösungen gemäß der Erfindung besteht in der Verwendung eines hochfesten warmgeformten Stahlwerkstoffs für die Dachplatine bzw. die die Dachplatine unterstützenden Verstärkungsprofile.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens besteht nach den Merkmalen von Patentanspruch 8 darin, dass auch die Seitenprofile des Faltverdecks als Warmformbauteile ausgeführt sind. Die Seitenprofile bestehen aus einem hochfesten Stahlwerkstoff, der warmgeformt und vorzugsweise partiell vergütet und gehärtet ist (Patentanspruch 9). Diese Maßnahme trägt deutlich zur Erhöhung der Festigkeit und der Stabilität des Verdecks bei.

Zweckmäßigerweise sind die Seitenprofile gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 10 durch Abdeckungen verkleidet. Hierbei kann es sich um Kunststoff- oder um Blechverkleidungen handeln, die so konzipiert sind, dass die Anforderungen an den Insassenschutz gemäß den gesetzlichen Forderungen erfüllt werden. Im Dachbereich wird zusätzlich auf der Innenseite eine Kunststoff- und/oder Schaumverkleidung verwendet.

Die Festigkeit der erfindungsgemäßen Warmformbauteile, also der Dachplatine, der Verstärkungsprofile oder auch der Seitenprofile liegt vorzugsweise oberhalb von 1400 N/mm². Insbesondere bei geschlossenem Verdeck wird die Sicherheit für die Fahrzeuginsassen wesentlich verbessert.

Die zur Herstellung der Warmformbauteile eingesetzten Ausgangsplatinen oder Halbzeuge werden in einer Wärmebehandlungsanlage auf Härtungstemperatur, das heißt auf eine über A_C3 liegende Temperatur erhitzt, wo sich der Stahl in austenitischem Zustand befindet. In der Regel liegt diese Temperatur zwischen 775 °C und 1000 °C. Anschließend erfolgt der Umformvorgang in einem Pressenwerkzeug, worauf durch Kühlung das Härten einsetzt. Hierbei stellt sich ein feinkörniges martensitisches oder bainitisches Werkstoffgefüge ein. Vorzugsweise bleibt das Metallprofil während des Härtungsvorgangs eingespannt im Pressenwerkzeug.

Bevorzugt kommt für die Herstellung eines Warmformbauteils eine Platine bzw. ein Halbzeug aus einem Stahl zum Einsatz, der in Gewichtsprozenten ausgedrückt besteht aus Kohlenstoff (C) 0,18 % bis 0,3 %, Silizium (Si) 0,1 % bis 1,0 %, Mangan (Mn) 1 % bis 2,5 %, Chrom (Cr) 0,1 % bis 0,8 %, Molybdän (Mo) 0,1 % bis 0,5 %, Titan (Ti) 0,02 % bis 0,05 %, Bor (B) 0,002 % bis 0,05 %, Aluminium (Al) 0,01 % bis 0,06 %, Schwefel (S) maximal 0,01 %, Phosphor (P) maximal 0,025 %, wobei der Rest aus Eisen (Fe) besteht einschließlich von etwaigen erschmelzungsbedingten Verunreinigungen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
1 in perspektivischer Darstellungsweise eine heckseitige Ansicht auf ein Cabriolet mit geschlossenem Verdeck;
2 eine Ansicht auf den mittleren Bereich eines Cabriolets;
3 einen Schnitt durch die Darstellung der 2 gemäß der Linie A-A;
4 einen Schnitt durch die Darstellung von 2 gemäß der Linie B-B in einer ersten Variante und
5 einen Schnitt durch die Darstellung von 2 gemäß der Linie B-B in einer zweiten Variante.
In den 1 und 2 ist jeweils ein Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Cabriolet 1 dargestellt. Das Cabriolet 1 besitzt ein Faltverdeck 2 aus miteinander gelenkig verbundenen Seitenprofilen 3, 4 bzw. 5, 6, auf denen zumindest eine Dachplatine 7 angeordnet ist.
Bei den Seitenprofilen 4–6 handelt es sich um Warmformbauteile aus einem hoch- bzw. höchstfesten Stahl. Um den Seitenprofilen eine fahrzeugspezifische Deformationscharakteristik zu verleihen, können diese zumindest partiell vergütet sein.
Wie anhand der 3 zu erkennen, ist das Seitenprofil 6 durch eine innere Abdeckung 8 verkleidet und mit einer äußeren Abdeckung 9 aus Kunststoff oder Blech partiell ummantelt. Mit 10 ist in der 3 eine Heck- bzw. Seitenscheibe bezeichnet. Die übrigen Seitenprofile 3–5 sind in gleicher Weise konzipiert und mit Abdeckungen 8, 9 ummantelt.
Die 4 zeigt einen Schnitt durch das Faltverdeck 2 entlang der Linie B-B in einer ersten Ausführungsform.
Man erkennt die beiden Seitenprofile 3, 4 und die den äußeren Abschluss bildende Dachplatine 7'. Die Dachplatine 7' besteht aus einem lackierfähigen Metall oder Kunststoff und ist so ausgeführt, dass die Seitenprofile 3, 4 seitlich formschlüssig abgedeckt werden. Quer zwischen den Seitenprofilen 3, 4 erstreckt sich ein Verstärkungsprofil 11 aus einem hochfesten warmgeformten Stahl. Das Verstärkungsprofil 11 unterstützt die Dachplatine 7' und verleiht dem Faltverdeck 2 die fahrzeugspezifisch geforderte Steifigkeit und Stabilität.
Man erkennt, dass das Verstärkungsprofil 11 Abschnitte 12, 13 mit unterschiedlicher Dicke aufweist. Ferner kann das Verstärkungsprofil 11 partiell vergütet sein. Durch die vorgenannten Maßnahmen weist das Verstärkungsprofil 11 Bereiche unterschiedlicher Festigkeit auf. Hierdurch wird dem Verstärkungsprofil 11 ein vorbestimmtes Deformationsverhalten verliehen. Dies trägt dazu bei, die auf einem Fahrzeug im Falle eines Fahrzeugüberschlags wirkenden Beschleunigungsspitzen abzufangen und die Belastung für einen Fahrzeuginsassen auf geringerem Niveau über einen längeren Zeitraum gleichmäßig zu verteilen.
Bei der Ausführungsform des Verdecks 2, wie in 5 dargestellt, besteht die Dachplatine 7'' selber aus einem hochfesten warmgeformten Stahlwerkstoff. Die Dachplatine 7'' weist unterschiedlich dicke Abschnitte 14, 15 auf. Ferner ist die Dachplatine 7'' in hochbelasteten Zonen bzw. Bereichen partiell vergütet. Diese Maßnahmen verleihen der Dachplatine 7'' eine Deformationscharakteristik wie oben beschrieben und erhöhen die Sicherheit eines Fahrzeuginsassen.
Die längsseitigen Bereiche 16, 17 der Seitenprofile sind durch eine Abdeckung 18 verkleidet.
Sowohl bei der Ausführungsform gemäß der 4 als auch gemäß 5 ist das Verdeck 2 auf der zur Fahrgastzelle weisenden Innenseite 19 mit einer Verkleidung 20 aus Schaum oder Kunststoff versehen.

1: Cabriolet
2: Faltverdeck
3: Seitenprofil
4: Seitenprofil
5: Seitenprofil
6: Seitenprofil
7: Dachplatine
7': Dachplatine
7'': Dachplatine
8: Abdeckung
9: Abdeckung
10: Fenster
11: Verstärkungsprofil
12: Abschnitt v. 11
13: Abschnitt v. 11
14: Abschnitt v. 7''
15: Abschnitt v. 7''
16: Bereich
17: Bereich
18: Abdeckung
19: Innenseite
20: Verkleidung

Claims

Cabriolet mit einem Faltverdeck (2), das gelenkig miteinander verbundene Seitenprofile (3–6) und eine damit verbundene Dachplatine (7'') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachplatine (7'') aus einem hochfesten warmgeformten Stahlwerkstoff besteht.
Cabriolet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachplatine (7'') unterschiedlich dicke Abschnitte (14, 15) aufweist.
Cabriolet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachplatine (7'') zumindest partiell vergütet ist.
Cabriolet mit einem Faltverdeck (2), das gelenkig miteinander verbundene Seitenprofile (3–6) und eine damit verbundene Dachplatine (7') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachplatine (7') von mindestens einem sich quer zwischen den Seitenprofilen (3, 4) erstreckenden hochfesten warmgeformten Verstärkungsprofil (11) aus Stahl unterstützt ist.
Cabriolet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (11) unterschiedlich dicke Abschnitte (13, 14) aufweist.
Cabriolet nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (11) zumindest partiell vergütet ist.
Cabriolet nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachplatine (7') aus einem lackierfähigen Metall oder Kunststoff besteht.
Cabriolet nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenprofile (3–6) warmgeformt sind.
Cabriolet nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenprofile (3–6) zumindest partiell vergütet sind.
Cabriolet nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenprofile (3–6) durch ein Abdeckung (8, 9, 18) verkleidet sind.