DE19713760A1 - Fahrzeugkarosserie und Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugkarosserie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einer selbst­ tragenden Karosserietragstruktur und wenigstens einem Verstär­ kungsabschnitt an hochbeanspruchten Karosserieteilen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Aus der DE-OS 39 18 280 ist eine Kraftfahrzeugkarosserie mit ei­ nem durch ein Strangprofil gebildeten Rahmenteil bekannt, an den ein vorgeformtes Blechteil so angefügt ist, daß das Blechteil das Rahmenprofil mindestens teilweise umgreift, mit diesem einen Hohlraum einschließt und einen steifen Träger bildet. Dabei ist vorgesehen, daß das Blechteil einen wesentlichen Bestandteil der Außenhaut der Kraftfahrzeugkarosserie bildet und entsprechend oberflächenbehandelt und lackiert wird. Die Verbindung zwischen Blechteil und Rahmen kann beispielsweise durch Klebung erfolgen.

Ferner sind aus der EP 0 561 840 B1 Mittelsäulen an einer Kraft­ fahrzeugkarosserie bekannt, deren hauptsächlich tragende Mehr­ kammerstrangprofile von der Fahrzeugaußenseite her mit je einem Zusatzteil fest verbunden und versteift werden. Das Zusatzteil bildet einen äußeren Abschluß für das jeweilige Strangprofil und soll aus Blech- oder Gußmetall hergestellt werden. Es wird nach dem Fügen integraler Bestandteil der Kraftfahrzeugmittelsäule und muß oberflächenbehandelt und in Wagenfarbe lackiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugkarosserie und ein Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugkarosserie der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß zur Bildung von Ver­ stärkungsabschnitten ein verringerter Aufwand notwendig ist.

Diese Aufgabe wird für die Fahrzeugkarosserie durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und für das Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6 gelöst. Durch die Anfügung des Verstärkungselements von innen an die zugehörigen Karosserieteile wird eine aufwendige Bearbeitung und Behandlung des Verstärkungselementes bezüglich Oberflächengüte, Korrosions­ schutz, Lackqualität, -farbe usw. vermieden, da die Außenhaut der Fahrzeugkarosserie durch die Anordnung des wenigstens einen Verstärkungselementes nicht beeinflußt wird und somit das Ver­ stärkungselement auch nicht außenhautgerecht gestaltet sein muß. Durch die innenseitige Anbindung des Verstärkungselementes kann dieses außerdem weitere Funktionen für den Fahrzeuginnenraum übernehmen. Zudem wird eine weitgehend freie Materialwahl bezüg­ lich des Verstärkungselements möglich, die spezielle Stabili­ tätsanforderungen berücksichtigen kann. Die Karosserie wird zu­ nächst ohne das wenigstens eine Verstärkungselement den ver­ schiedenen Schritten der Korrosionsschutzbehandlung und der Lac­ kierung unterzogen, während das Verstärkungselement in einem ge­ trennten Fertigungsprozeß ohne die an die Fahrzeugaußenhaut zu stellenden Qualitätsanforderungen komplett hergestellt und in einem gesonderten Fertigungsschritt als einteiliges Bauteil sehr einfach in die Karosserie eingebaut werden kann. Durch reduzier­ te Qualitätsanforderungen und durch höhere Flexibilität bei Fer­ tigung und Montage ergeben sich Kosteneinsparungen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Verstärkungselement angeformte Funktionsabschnitte für Halterun­ gen oder für die Aufnahme von Funktionselementen oder angeformte Versteifungen aufweist. Die Lage des wenigstens einen Verstär­ kungselementes im inneren der Karosserie ermöglicht eine Einbe­ ziehung von Funktionsbereichen der Innenausstattung in das Ver­ stärkungselement, die weitere Kosteneinsparungen zur Folge haben kann. Versteifungen als Bestandteil des Verstärkungselementes können wesentlich gezielter und genauer ausgestaltet werden als bei einer Versteifung des Karosserierahmens selbst.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Verstärkungs­ element mit dem zugehörigen Karosserieteil verklebt. Dadurch können Befestigungspunkte und Materialüberlappungen sowie die Schwächung tragender Karosserieteile vermieden werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Verstärkungs­ element mit Karosserieteilen ergänzend formschlüssig verbunden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn spezielle Sicher­ heitsmaßnahmen insbesondere an Mittelsäulen für den Fall eines Fahrzeugaufpralls geboten sind. Dabei können insbesondere Nieten oder Schrauben verwendet werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In der nachfolgenden Beschreibung werden bevor­ zugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie mit zwei ver­ schiedenen Verstärkungselementen,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine mit einem Verstärkungselement versehene Mittelsäule (B-Säule) der Fahrzeugkarosserie nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Fahrzeugkarosserie nach Fig. 1 im Bereich einer mit einem weiteren Verstärkungselement versehenen Hutablage entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte, weitgehend fertigmontierte und lac­ kierte selbsttragende Fahrzeugkarosserie 1 für einen Personen­ kraftwagen weist Karosserieteile auf, die in bestimmten Fällen, insbesondere bei einem Aufprall von der Seite oder von hinten, hochbeansprucht und sicherheitsrelevant sind. Solche Karosse­ rieteile sind insbesondere B-Säulen-Karosserieabschnitte 1a und C-Säulen-Karosserieabschnitte 1c. Den B-Säulen-Karosserieab­ schnitten 1a ist jeweils ein einteiliges, als Guß-, Spritzguß-, Schmiede-, Preß- oder Laminierteil ausgeführtes oder in ähnli­ cher Weise geformtes Verstärkungselement 2 zugeordnet. Zur Ver­ steifung der C-Säulen-Karosserieabschnitte 1c auf Höhe einer Hutablage quer zur Fahrtrichtung ist ein ebenfalls als Guß-, Spritzguß-, Schmiede-, Preß- oder Laminierteil ausgeführtes oder in ähnlicher Weise geformtes Verstärkungselement 3 vorgesehen. Als mögliche Werkstoffe für die Verstärkungselemente können ne­ ben Stahl Leichtmetallegierungen aus Aluminium, Magnesium oder Titan, aber auch Kunststoffe, faserverstärkte Kunststoffe und andere Kompositwerkstoffe vorgesehen werden. Die Verstärkungs­ elemente 2 und 3 werden nachfolgend näher beschrieben.

Ein solcher B-Säulen-Karosserieabschnitt 1a, im weiteren B-Säule genannt, erstreckt sich im allgemeinen zwischen Dachrahmen und Schweller in einer Karosserieseitenwand. Diese B-Säule 1a über­ nimmt unter anderem die Tragfunktion für eine hintere Seitentür und dient überdies zur Stabilisierung der Karosserie. Das zuge­ ordnete Verstärkungselement 2 ist in seiner Form an die Innen­ kontur des B-Säulenblechs angepaßt und erstreckt sich über die gesamte Länge der B-Säule 1a. Es wird, wie mit Pfeil 20 angedeu­ tet, von der Innenseite her an der B-Säule befestigt.

Dies kann insbesondere durch Kleben realisiert werden, wobei für die Verklebung entsprechend vorbereitete Klebeflächen 2d (ver­ stärkungselementseitig) und 1d (karosserieseitig) aufeinander­ stoßen und mit Hilfe von Kleberaupen 4 verbunden werden. Zur Er­ füllung erhöhter Anforderungen an die Stabilität der Verbindung zwischen dem Verstärkungselement und der B-Säule 1a sind mehrere Schraubverbindungen vorgesehen, deren mögliche Form aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das Verstärkungselement 2 weist dabei neben Klebeflächen 2d auch Gewindebohrungen 2b auf, in die Schrauben 5 eingeschraubt werden, die durch Bohrungen im Blech der Karosse­ rie 1 bzw. der B-Säule 1a geführt sind. Anstelle der Schraubver­ bindungen können auch Nietverbindungen, Schweißungen oder andere lösbare oder nicht lösbare formschlüssige Verbindungen angewandt werden.

Das Verstärkungselement 2 umfaßt ferner angeformte Versteifungen 2c, die eine entsprechende Stabilität des Verstärkungselementes 2 und einer damit verstärkten B-Säule insbesondere für den Fall eines Aufpralls von der Seite gewährleisten.

Zwischen zwei C-Säulen-Karosserieabschnitten 1c, die im hinteren Seitenbereich des Kraftfahrzeuginsassenraums zwischen Heckschei­ benrahmen und Kofferraumseitenwand angeordnet sind, ist das er­ findungsgemäße Verstärkungselement 3 auf Höhe der Hutablage vor­ gesehen. Es wird, wie mit Pfeil 30 in Fig. 1 angedeutet, so in die Fahrzeugkarosserie 1 eingepaßt, daß es sich quer über die gesamte Breite der Fahrzeugskarosserie erstreckt. Es wird im Be­ reich des Kotflügelübergangs der C-Säulen-Karosserieabschnitte 1c sowie im Bereich der Querverstrebung 1b vor dem Heckdeckel an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Diese Verbindung wird vorzugs­ weise durch Kleben realisiert, wobei Klebeflächen 3d des Ver­ stärkungselementes 3 auf Klebeflächen 1d der Fahrzeugkarosserie 1 stoßen und mittels Kleberaupen 4 miteinander verbunden werden (vgl. Fig. 3). Ergänzend sind wiederum formschlüssige Verbin­ dungselemente, insbesondere Schrauben 5 vorgesehen, die durch Bohrungen im Blech der Fahrzeugkarosserie geführt und in Gewin­ debohrungen 3b eingeschraubt werden. Selbstverständlich sind bei Bedarf auch andere in ihrer Anzahl und Art beliebig wählbare lösbare und nicht lösbare Verbindungselemente zur Unterstützung der Klebeverbindung möglich.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Befestigung des Verstärkungselementes 3 an der Querverbindung 1b, deren wesent­ licher Bestandteil eine Blechwasserrinne 1e ist, zeigt Fig. 3. Durch die spezielle Form der Blechwasserrinne 1e kann zunächst von der Innenseite her mittels Kleberaupe 4 das Verstärkungsele­ ment 3 angeklebt und, wie gezeigt, ergänzend mittels Schrauben 5 mit der Blechwasserrinne 1e verschraubt werden. In einem nach­ folgenden Arbeitsschritt kann die Heckscheibe 8 von der Außen­ seite her ebenfalls mittels Kleberaupen 4 so auf die Blechwas­ serrinne 1e aufgeklebt werden, daß die zurückgesetzt angeordne­ ten Schrauben 5 durch die an dieser Stelle undurchsichtig aus­ führbare Heckscheibe 8 verdeckt werden.

Das Verstärkungselement 3 umfaßt neben den Klebeflächen 3d und den den Gewindebohrungen 3b auch angeformte Versteifungen 3c, die eine ausreichende Stabilität des Verstärkungselementes 3 und damit eine Kraftübertragung zwischen den Seiten der Kraftfahr­ zeugkarosserie und resultierend eine Karosserieversteifung ge­ währleisten. Ferner können nach Bedarf Lautsprecheraufnahmen 3a, Befestigungspunkte für Vorrichtungen oder Aussparungen für Funk­ tionselemente (nicht näher bezeichnet) als Bestandteile des Ver­ stärkungselementes 3 vorgesehen sein.

Claims (9)

1. Fahrzeugkarosserie mit einer selbsttragenden Karosserietrag­ struktur und wenigstens einem Verstärkungsabschnitt an hochbean­ spruchten Karosserieteilen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein einteiliges Verstärkungselement (2, 3) für den wenigstens einen Verstärkungsabschnitt (1a, 1b) vorgesehen ist, das von der Karosserieinnenseite her an den Karosserieteilen (1a, 1e) festgelegt ist.

2. Fahrzeugkarosserie nach Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (2, 3) angeformte Funktionsabschnitte (2a, 3a) für Halterungen oder für die Aufnahme von Funktionsele­ menten oder angeformte Versteifungen (2, 3) aufweist.

3. Fahrzeugkarosserie nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (2, 3) als Guß- oder Schmiedeteil aus Metall oder als Kunststoffteil hergestellt ist.

4. Fahrzeugkarosserie nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (2, 3) mit den zugehörigen Karosserie­ teilen (1a, 1e) verklebt ist.

5. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (2, 3) mit Karosserieteilen ergänzend formschlüssig verbunden ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugkarosserie mit einer selbsttragenden Karosserietragstruktur und wenigstens einem Ver­ stärkungsabschnitt an hochbeanspruchten Karosserieteilen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zunächst als einstückiges Bauteil hergestelltes Verstärkungselement (2, 3) mit dem Fahrzeuginnenraum zugehörigen Funktionselementen versehen und anschließend von der Karosserie­ innenseite her an den zugehörigen Karosserieteilen (1a, 1e) festgelegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement mit angeformten Funktionsabschnitten (2a, 3a) für Halterungen oder für die Aufnahme von Funktionsele­ menten oder mit angeformten Versteifungen (2c, 3c) in einem Gieß-, Spritzgieß-, Schmiede-, Preß- oder Laminier-/Einlegever­ fahren gefertigt wird.

8. Verfahren nach den Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (2, 3) mit zugehörigen Karosserieteilen (1a, 1e) verklebt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungselement (2, 3) mit Karosserieteilen ergänzend formschlüssig verbunden wird.