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Die
Erfindung betrifft eine Fahrgastzelle für ein Kraftfahrzeug mit mindestens
einem im mittleren Bereich der Fahrgastzelle quer zu einer Längsachse des
Kraftfahrzeugs angeordneten stabförmigen Versteifungselement,
das beidseitig und ortsfest mit jeweils mindestens einem Karosserieelement
verbunden und über
einem Karosserieboden angeordnet ist.
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Es
ist bereits ein quer zu einer Längsachse eines
Kraftfahrzeugs angeordnetes Versteifungselement für ein Sitzuntergestell
eines Kraftfahrzeugsitzes aus der
DE 197 09 314 C2 bekannt. Dieses als Konsole
bezeichnete Strangpressprofil ist karosseriefest an den Schwellern
und dem Mitteltunnel angeordnet und mit einer Unterschiene einer
Sitzschiene verbunden. Unter jedem Fahrzeugsitz verläuft jeweils eine
Konsole rechtwinklig zur Längsachse.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Versteifungselement derart
auszubilden und innerhalb der Fahrgastzelle anzuordnen, dass die Quersteifigkeit
der Fahrgastzelle erhöht
wird und das Versteifungselement einfach und schnell nachrüstbar ist.
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Gelöst wird
die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,
dass das Karosserieelement als B-Säule ausgebildet ist und das
Verstei fungselement die linke B-Säule mit der rechten B-Säule verbindet.
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Hierdurch
wird erreicht, dass das Versteifungselement die beiden Seiten der
Fahrgastzelle unmittelbar miteinander verbindet, sodass die Querkräfte von
einer B-Säule
in die andere B-Säule übertragen
werden. Die Quersteifigkeit der Fahrgastzelle wird dadurch erhöht. Zudem
kann das die beiden B-Säulen
verbindende Versteifungselement unabhängig von der Anordnung und
Konstruktion der Sitzunterbauten und unabhängig vom Verlauf des Mitteltunnels
angeordnet werden, da es nur an den B-Säulen
gelagert ist. Ferner lässt
sich das Versteifungselement aufgrund der beiden Lagerpunkte an
den B-Säulen
schnell und einfach montieren.
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Hierzu
ist es vorteilhaft, dass das Versteifungselement als Querstrebe
mit zwei Enden ausgebildet und beidseitig über jeweils einen Flansch mit der
linken und rechten B-Säule
verschraubt ist. Die Querstrebe ist ein schlankes Versteifungselement, das
sich gut an das Interieur der Fahrgastzelle anpassen lässt. Dadurch
dass die Querstrebe mit den B-Säulen
verschraubt ist, ist die Verbindung im Gegensatz zu einer verschweißten Querstrebe
weniger verwindungssteif und elastischer in Bezug auf Quer- und
Zugkräfte.
Ein Bruch der Verbindungsstelle wird dadurch auch bei extremen in
Richtung der Längsachse
auf die Verbindung wirkenden Querkräften oder auch bei in Richtung
der Querstrebe wirkenden Zugkräften
vermieden.
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Hierzu
ist es vorteilhaft, dass der Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden
Flanschen durch Drehen der Querstrebe veränderbar ist. Dadurch wird erreicht,
dass die Querstrebe mit den beiden Flanschen an die Breite der Fahrgastzelle zwischen
den beiden B-Säulen
angepasst werden kann. Eine Quer strebe ist dadurch in unterschiedlich breiten
Fahrgastzellen montierbar.
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Vorteilhaft
ist es hierzu, dass die beiden Enden der Querstrebe mit jeweils
einem Flansch verschraubt sind. Dadurch wird eine Anordnung der Querstrebe
mit den beiden Flanschen geschaffen, die gegenüber einer starren Schweißverbindung elastische
Eigenschaften aufweist.
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Vorteilhaft
ist es ferner, dass die Querstrebe einen runden Querschnitt und
die beiden Enden jeweils ein Außengewinde
aufweisen, wobei die Querstrebe über
die beiden Außengewinde
mit den beiden Flanschen verbunden ist und die beiden Flansche jeweils
ein zu den beiden Außengewinden
korrespondierendes Innengewinde aufweisen. Die Querstrebe wird somit
unmittelbar mit den beiden Flanschen verschraubt. Zusätzliche
Verbindungsmittel sind nicht notwendig.
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Daneben
ist es vorteilhaft, dass der kleinste Durchmesser der Außengewinde
größer als
der Durchmesser der Querstrebe ist. Hierdurch können die beiden Flansche über die
Außengewinde
hinaus zur Mitte der Querstrebe hin verdreht bzw. verschoben werden,
um die Querstrebe bei der Montage zwischen der linken und rechten
B-Säule
zu positionieren.
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In
Bezug auf den variablen Abstand der beiden Flansche ist es vorteilhaft,
dass ein Außengewinde
ein Rechtsgewinde und ein Außengewinde
ein Linksgewinde aufweist. Durch Drehen der Querstrebe werden die
beiden nicht drehenden Flansche in Richtung der Querstrebe nach
außen
oder nach innen verstellt. Das Spiel der Querstrebe innerhalb der beiden
B-Säulen
kann dadurch vor dem Verschrauben der beiden Flansche mit den B-Säulen beseitigt werden.
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Außerdem ist
es vorteilhaft, dass die Querstrebe in einem Bereich zwischen den
beiden Enden über
ein als Crashelement ausgebildetes Halteelement mittel- oder unmittelbar
mit dem Karosserieboden oder mit einem Mitteltunnel der Fahrgastzelle verbunden
ist. Dadurch werden die von der Querstrebe zu übertragenden Kräfte zumindest
teilweise in den Karosserieboden oder in den Mitteltunnel geleitet.
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Ferner
ist es vorteilhaft, dass die Querstrebe eine Symmetrielinie aufweist
und die Querstrebe entlang ihrer Symmetrielinie eine geradlinige,
gekrümmte,
geknickte und/oder V-förmige Form
aufweist. Dadurch wird erreicht, dass die Querstrebe um die Frontsitze
herum geführt
werden kann, sodass die Frontsitze über die B-Säulen hinaus nach hinten verstellt
werden können.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass die Querstrebe einen in Richtung der Längsachse
nach hinten verlaufenden Bügel
bildet, der heckseitig um die Frontsitze herum angeordnet ist. Die
Querstrebe bzw. ihre Symmetrielinie verlaufen von der B-Säule aus
zunächst
in Richtung der Längsachse,
parallel zur Verschieberichtung der Frontsitze des Kraftfahrzeugs
nach hinten. Der zur Längsachse
des Kraftfahrzeugs rechtwinklig verlaufende Teil der Querstrebe
verläuft
hinter der äußersten
rückwärtigen Position
der Frontsitze. Der auf diese Weise gebildete Bügel überträgt die Querkräfte von
einer B-Säule
zur anderen.
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Eine
zusätzliche
Möglichkeit
ist gemäß einer Weiterbildung,
dass die Querstrebe gegenüber
den Flanschen mindestens in Richtung der Längsachse nach hinten versetzt
angeordnet ist. Je nach Anordnung der Sitze und der B-Säulen lässt sich
die Querstrebe individuell anpassen.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und
in der Beschreibung erläutert
und in den Figuren dargestellt.
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Dabei
zeigen:
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1 eine Draufsicht auf zwei
nebeneinander angeordnete Fahrzeugsitze und eine hinter den Fahrzeugsitzen
angeordnete gebogene Querstrebe;
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2 eine Schnittdarstellung
einer über
einen Flansch an der B-Säule
befestigten Querstrebe;
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3 ein Ende der Querstrebe
mit einem Außengewinde;
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4 eine Draufsicht eines
Flansches gemäß 2;
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5 eine Schnittdarstellung
einer an einem Mitteltunnel befestigten Querstrebe;
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6 eine Schnittdarstellung
einer über
ein Crashelement am Karosserieboden befestigten Querstrebe;
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7 eine Schnittdarstellung
einer über
ein Crashelement am Mitteltunnel befestigten Querstrebe.
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1 zeigt eine zwischen einer
linken und rechten B-Säule 2, 3 eines
Kraftfahrzeugs angeordnete Querstrebe 4 in der Draufsicht.
Die beiden B-Säulen 2, 3 sind
Teil einer in 5 teilweise
dargestellten Fahrgastzelle 1.
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Die
beiden B-Säulen 2, 3 verlaufen
im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Längsachse 1.1 des Kraftfahrzeugs.
In Richtung der Längsachse 1.1 sind nach
vorne versetzt zwei Fahrzeugsitze 1.4, 1.4' angeordnet,
die über
eine nicht dargestellte Verstelleinrichtung in Richtung der Längsachse 1.1 nach
vorne und nach hinten parallel zu einem Karosserieboden 1.3 verschoben
werden können.
Gemäß der 1 ist der Fahrzeugsitz 1.4 des
Fahrers auf der linken Seite vor einem Lenkrad 1.5 angeordnet.
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Die
Querstrebe 4 weist ein stabförmiges Profil mit zwei Enden 4.1, 4.1' auf. Die Enden 4.1, 4.1' der Querstrebe 4 sind über jeweils
einen Flansch 4.2, 4.2' mit den beiden B-Säulen 2, 3 verbunden.
Die Querstrebe 4 ist in einer Ebene parallel zur Längsachse 1.1 angeordnet.
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Die
Verstellbarkeit der Fahrzeugsitze 1.4, 1.4' wird dadurch
gewährleistet,
dass die Querstrebe 4 einen Bügel 6 bildet, der
die Fahrzeugsitze 1.4, 1.4' heckseitig umgibt. Hierzu sind
die beiden Enden 4.1, 4.1' der Querstrebe 4 mehrfach
in etwa S-förmig
gebogen, was durch eine dargestellte Symmetrielinie 4.7 der
Querstrebe 4 verdeutlicht wird. Die Symmetrielinie 4.7 verläuft von
den beiden Flanschen 4.2, 4.2' ausgehend zunächst bogenförmig in Richtung der Längsachse 1.1 nach
hinten. Hinter den Fahrzeugsitzen 1.4, 1.4' verläuft die
Symmetrielinie 4.7 wiederum bogenförmig in Richtung der Fahrzeugmitte,
rechtwinklig zur Längsachse 1.1.
Durch den Bügel 6 ist
ein mittlerer Teil 4.8 der Querstrebe 4 versetzt
zu den beiden Enden 4.1, 4.1' bzw. zu den Flanschen 4.2, 4.2' angeordnet,
sodass die Fahrzeugsitze 1.4, 1.4' bis in ihre durch die Verstelleinrichtung
vorgegebene maximale heckwärtige
Position verstellbar sind. Der Versatz V des mittleren Teils 4.8 der
Querstrebe 4 beträgt
mit Bezug auf die Gesamtlänge
der Querstrebe 4 zwischen 5 % und 30 %.
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Die
Querstrebe 4 wird, wie in 2 näher dargestellt, über den
Flansch 4.2 mit ihrem Ende 4.1 an der B-Säule 2 befestigt.
Hierzu weist die Querstrebe 4 eine runde Querschnittsform
und an ihrem Ende 4.1 ein Außengewinde 4.3 auf.
Am Flansch 4.2 ist eine runde Aufnahme 4.5 (4) mit einem korrespondierenden
Innengewinde 4.4 vorgesehen. Das Außengewinde 4.3 der
Querstrebe 4 ist in das Innengewinde 4.4 der Aufnahme 4.5 des
Flansches 4.2 geschraubt.
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Der
Flansch 4.2 weist, wie in 4 in
der Draufsicht näher
dargestellt, vier Bohrungen 4.6, 4.6', 4.6'', 4.6''' auf, über die
der Flansch 4.2 an die B-Säule 2 geschraubt wird.
Dadurch dass die Querstrebe 4 ausschließlich über Schraubverbindungen mit
der linken und rechten B-Säule 2, 3 verbunden
ist, wird verhindert, dass die Verbindung zwischen der Querstrebe 4 und
den B-Säulen 2, 3 bei
hoher Querbelastung bricht. Die geschraubte Verbindung ist elastischer
als eine Schweißverbindung.
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Die
Breite der Querstrebe 4 ist nur wenig geringer als der
Abstand zwischen den beiden B-Säulen 2, 3.
Für die
Montage der Querstrebe 4 werden zunächst die beiden Flansche 4.2, 4.2' mit den Innengewinden 4.4, 4.4' auf die Außengewinde 4.3, 4.3' der Querstrebe 4 aufgeschraubt.
Damit die Querstrebe 4 zwischen die beiden B-Säulen 2, 3 eingeführt werden
kann, ist es erforderlich, dass die beiden Flansche 4.2, 4.2' nicht über die
beiden Enden 4.1, 4.1' der Querstrebe 4 überstehen.
Hierzu ist vorgesehen, dass der Durchmesser Dq der Querstrebe 4 gemäß 3 im Bereich vor dem Außengewinde 4.3 kleiner
als der kleinste Durchmesser Dg des Außengewindes 4.3 ist.
Der Flansch 4.2 kann somit über das Außengewinde 4.3 hinaus
zur Mitte der Querstrebe 4 hin verstellt werden.
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Der
Flansch 4.2 weist, wie in 4 dargestellt,
eine quadratische Form auf. Die Aufnahme 4.5 mit dem Innengewinde 4.4 für die Querstrebe 4 ist zentral
angeordnet. Die zur Befestigung des Flansches 4.2 an der
B-Säule 2 vorgesehenen
Bohrungen 4.6, 4.6', 4.6'', 4.6''' sind um die
Aufnahme 4.5 herum symmetrisch mit gleichem Abstand zueinander
angeordnet. Die Bohrung 4.6 ist als Durchgangsbohrung ausgebildet.
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Gemäß einem
in 5 dargestellten weiteren
Ausführungsbeispiel
ist die Querstrebe 4 in etwa V-förmig abgewinkelt bzw. geknickt
ausgebildet. Die Symmetrielinie 4.7 weist insgesamt vier
Knickstellen auf. Der Versatz V des mittleren Teils 4.8 der
Querstrebe 4 beträgt
mit Bezug auf die Gesamtlänge
der Querstrebe 4 zwischen 5 % und 40 %. Durch diese Formgebung
werden die über
die B-Säulen 2, 3 eingeleiteten
Querkräfte
in einen Mitteltunnel 1.2 am Karosserieboden 1.3 der
Fahrgastzelle 1 eingeleitet. Hierzu ist die Querstrebe 4 über eine
Schraubenverbindung 5.1 mit dem Mitteltunnel 1.2 verbunden.
Die Befestigung der Querstrebe 4 am Mitteltunnel 1.2 hat den
weiteren Vorteil, dass die Querstrebe 4 bei einer größeren Deformation
nicht unkontrolliert in die Fahrgastzelle 1 hinein verbiegt.
Diese sogenannte kontrollierte Deformation bietet den Insassen noch
mehr Sicherheit vor Verletzungen.
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Die
kontrollierte Deformation lässt
sich auch bei der Querstrebe 4 erreichen, die gemäß 6 im Wesentlichen waagrecht
zum Karosserieboden 1.3 verläuft. Hierzu ist im mittleren
Bereich der Querstrebe 4 ein Crashelement 5 vorgesehen,
das die Querstrebe 4 mit dem Karosserieboden 1.3 verbindet.
Das Crashelement 5 umschlingt die Querstrebe 4,
sodass keine Schraub- oder Schweißverbindung zwischen der Querstrebe 4 und
dem Crashelement 5 notwendig ist. Der Karosserieboden 1.3 ist über die
Schraubenverbindung 5.1 mit dem Crashelement 5 verbunden.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
für eine kontrollierte
Deformation ist in 7 dargestellt.
Die waagrecht zum Karosserieboden 1.3 verlaufende Querstrebe 4 ist
in ihrem mittleren Bereich über
das Crashelement 5 am Mitteltunnel 1.2 der Fahrgastzelle 1 befestigt.
Die beiden Enden 4.1, 4.1' der Querstrebe 4 sind
entsprechend allen anderen Ausführungsbei spielen über die
beiden Flansche 4.2, 4.2' mit der linken und rechten B-Säule 2, 3 verbunden.