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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitskarosserie
für ein
Kraftfahrzeug.
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Obwohl
auf beliebige Sitzkonsolen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung
sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf eine Sitzkonsole
näher erläutert, welche
einer Aufnahme der hinteren Insassensitze in einem Personenkraftfahrzeug
dient.
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Bei
der Erhöhung
der Seitenkollisionssicherheit ist die größte Schwierigkeit im Gegensatz
zu Frontalkollisionen darin zu sehen, dass eine vergleichbar geringe
Materialmenge zwischen dem auftreffenden Gegenstand und dem Fahrzeuginsassen vorhanden
und der dazwischenliegende verfügbare Deformationsweg
kurz ist. Zwischen der Deformationsneigung der Front und der Seite
eines Fahrzeuges besteht ein großer Unterschied. Daraus folgt, dass
die Fahrzeugzelle im Fall einer Seitenkollision einer starken Deformation
unterworfen ist. Statistiken von Straßenverkehrsunfällen zeigen,
dass die Verletzungsfälle
von Insassen im Fall von Seitenkollisionen sowohl hinsichtlich ihrer
Häufigkeit
als auch der Schwere zunehmen. Daraus resultieren schwere Personenschäden sogar
bei relativ geringen Geschwindigkeiten.
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Es
wurden bereits verschiedene Lösungen zur
Verbesserung des Seitenkollisionsschutzes von Fahrgastzellen vorgeschlagen.
Die meisten konzentrieren sich dabei auf die Verstärkung der
Türen durch Einbau
von Verstärkungselementen
zwischen der äußeren und
der inneren Seitenwand der Tür
in Form von Rohrkonstruktionen, profilierten Platten oder ähnlichem.
Dadurch soll eine starre Konstruktion erzielt werden, die unter
einer bestimmten Belastung lediglich einer gewissen maximalen Verformung
unterliegt. In bestimmten Fällen
sind die Türen
in ihrem untersten Teil auch mit Verstärkungselementen versehen worden,
um die Bodenschiene der Fahrgastzelle als Stützelement einzusetzen. Weiter
wurden Türverstärkungselemente
so angeordnet, dass sie Anschläge
gegen den Sitzrahmen bilden. Diese Konstruktionen basieren auf der Überlegung,
dass die Tür
nach einer gewissen Deformation gegen den Sitzrahmen schlägt und dadurch
den Sitz mit dem darin mit einem Sicherheitsgurt gehaltenen Insassen beschleunigt,
wobei der Sicherheitsgurt so ausgelegt ist, dass dieser den Insassen
während
der seitlichen Beschleunigung möglichst
sicher auf seinem Sitz festhält.
Ein derartiger Seitenkollisionsschutz basiert praktisch auf dem
gleichen Prinzip wie der Frontkollisionsschutz.
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Den
bekannten Türverstärkungskonstruktionen
ist gemeinsam, dass bei Seitenkollisionen eine nur geringe Masse
des gesamten Fahrzeugs, das durch ein anderes Fahrzeug berührt wird,
zur Verfügung
steht, um im Anfangsstadium die Aufprallenergie aufzunehmen. Prinzipiell
ist dies nur der Verformungswiderstand der Tür und zusätzlich die Massenträgheit des
Sitzes und des Insassen, nachdem diese im Verlauf der Verformung
der Tür
mit der inneren Wand der Tür
in Berührung
gelangt sind. Der geringe Verformungswiderstand der Tür oder des
Seitenteils des Fahrzeugs, das kollidiert wurde, bewirkt zunächst nur
eine geringe Geschwindigkeitsreduzierung des auffahrenden Fahrzeugs.
Der Insasse oder der Sitz wird deshalb durch die eine hohe Geschwindigkeit
aufweisende Türseite
berührt
und dadurch einer kräftigen
Beschleunigung relativ zum eigenen Wagen während der weiteren Deformation
unterworfen, bevor der kollidierende und der kollidierte Wagen ihre
gemeinsame Endgeschwindigkeit erreichen.
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Um
die Festigkeit der Fahrgastzelle zu erhöhen, ist es ferner bekannt,
eine Kombination von Verstärkungsbögen um die
Sitzlehnen mit quer zum Fahrzeuginneren verlaufenden Verstärkungsrohren, die
in der Nähe
der Innenseite der Türen
enden, vorzusehen. Diese Rohre sind ein wenig über der Hüfthöhe der Insassen und in gleicher
Höhe mit
Seitenwandverstärkungen
in den Türen
angeordnet. Auf diese Weise wird eine Druckkraft, die in Höhe der Türverstärkungen
einwirkt, über
die querverlaufenden Verstärkungsrohre
und die Verankerungspunkte der Verstärkungsbögen dem Boden und der Decke der
Fahrgastzelle nach einer gewissen Verformung dieser Bauelemente
auf die gegenüberliegende
Tür übertragen.
Dies verstärkt
den Verformungswiderstand der Tür
in dem verstärkten
Bereich im Vergleich zu den vorher beschriebenen Konstruktionen.
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Die
erläuterte
Konstruktion weist jedoch gewisse Nachteile auf, die ihre Wirksamkeit
begrenzen. Zum einen sind die Türverstärkungselemente
und die lastaufnehmenden Transversalverstärkungen oberhalb der kritischen
Höhe, nämlich den
Stoßstangen des
kollidierenden Fahrzeugs, angeordnet. Unfallstatistiken zeigen,
dass mehr als 50 % Seitenkollisionen, an denen Personenwagen beteiligt
sind, zwischen zwei oder mehreren Personenwagen auftreten. Bei den
meisten modernen Personenkraftwagen sind die Stoßstangen ungefähr in der
gleichen Höhe,
nämlich in
der Höhe
oder ein wenig unterhalb der Hüften
des Insassen, angeordnet. Dadurch ist es bei der zur Rede stehenden
Konstruktion möglich,
dass die Stoßstangen
des kollidierenden Wagens praktisch ungehindert weit in die Seite
des kollidierten Fahrzeugs eindringen. Die Fahrzeugseiten sind nämlich in
dieser Höhe
nicht verstärkt
und die Stoßstange
des kollidierenden Fahrzeugs kann bis zur Seite des diesbezüglichen
Sitzes in den Wagen eindringen, bevor die transversalen Verstärkungselemente
die Stoßkräfte aufnehmen
können.
Zum anderen erfordert die getroffene Anordnung der transversalen
Elemente in den Rückenlehnen,
dass die Rückenlehnen
im gleichen Winkel eingestellt sein müssen, da nur in diesem Fall
die Druckkraft von der einen Seite auf die andere Seite des Fahrzeugs übertragen
wird. Schon ein kleiner Unterschied der Einstellwinkel der Rückenlehnen
reduziert die Wirksamkeit der Kraftübertragung von einem Sitz über den
anderen zur gegenüberliegenden
Fahrzeugseite. Das bedeutet, dass die Wirksamkeit der Konstruktion
sehr von der Starrheit der Verstärkungsbögen um die
Rückenlehnen und
einer wirksamen Verankerung derselben am Boden und an der Decke
des Fahrzeugs abhängt,
was wiederum bedeutet, dass sie nicht in Fahrzeugen mit Schiebedächern oder
konvertierbaren Dächern
verwendet werden kann, da diese eine Verankerung der Verstärkungsbögen in der
Decke nicht zulassen.
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Insgesamt
sind die bekannten Konstruktionen so ausgelegt, dass sie eine wesentliche
Veränderung
der bestehenden Fahrzeugkonstruktion für ihren Einsatz notwendig machen.
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Somit
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die obengenannten
Nachteile zu beseitigen und insbesondere eine Sicherheitskarosserie
für ein
Kraftfahrzeug derart zu verbessern, dass sie gegenüber vorbekannten
Karosserien gemäß dem Stand
der Technik einen wirksameren Schutz gegen Seitenkollisionen bietet.
Die verbesserte Sicherheitskarosserie soll darüber hinaus derart konstruiert
sein, dass auf einfache und kostengünstige Weise der Verformungswiderstand
insbesondere bei seitlichen Unfällen
gegenüber
dem Stand der Technik erhöht
wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Sicherheitskarosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin,
dass die Sicherheitskarosserie zwei gegenüberliegende Karosseriesäulenabschnitte
und mindestens eine bodennahe Querträgeranordnung umfasst, welche
Befestigungsmittel für eine
Deformationskräfte
aufnehmende Montage der Querträgeranordnung
an jeweils einem zugeordneten Abschnitt der beiden Karosseriesäulenabschnitte aufweist.
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Somit
weist die vorliegende Erfindung gegenüber den bekannten Ansätzen gemäß dem Stand der
Technik den Vorteil auf, dass durch einfache und kostengünstige Modifikation
bestehender Konstruktionen, d.h. lediglich beispielsweise der Sitzkonsole, aufwendige
karosserie- bzw. türfeste
Versteifungsmaßnahmen
ersetzt werden können.
Bei einem seitlichen Unfall werden die Deformationskräfte über die Befestigungsmittel
auf die starre Grundplatte der Sitzkonsole übertragen, welche im Falle
eines Unfalls als Verstärkungsträger bzgl.
Deformationskräften
dient.
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Ferner
kann auf zusätzliche
Verstärkungsrohre
verzichtet werden, welche aufwendig und mit einem zusätzlichen
Kostenaufwand in Querrichtung zwischen den beiden Karosseriesäulenabschnitten montiert
werden müssten.
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In
den Unteransprüchen
finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der
im Patentanspruch 1 angegebenen Sicherheitskarosserie.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist die bodennahe Querträgeranordnung
als Sitzkonsole für
eine Aufnahme mindestens eines Sitzes des Kraftfahrzeuges mit einer
sich in Querrichtung zwischen den beiden gegenüberliegenden Karosseriesäulen abschnitten
erstreckenden Sitzaufnahme-Grundplatte ausgebildet, wobei die Befestigungsmittel
an der Sitzaufnahme-Grundplatte
angebracht sind.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die zwei gegenüberliegenden
Karosseriesäulenabschnitte
jeweils als C-Säule, Radhausbereich,
Regenrinnenbereich oder dgl. ausgebildet. Selbstverständlich ist
der vorliegende Erfindungsgedanke auch auf andere Abschnitte der
Karosserie, beispielsweise auf die B-Säule oder die A-Säule, übertragbar.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die mindestens eine Sitzkonsole
als nachträglich
montierbares Montageteil ausgebildet. Dadurch entsteht ein kostengünstiges
Herstellungsverfahren der Sicherheitskarosserie, da mit gängigen Herstellungsverfahren
die einzelnen Komponenten gefertigt und anschließend auf einfache Weise beispielsweise
miteinander verschraubt werden können.
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Vorteilhaft
befindet sich die Sitzaufnahme-Grundplatte im eingebauten Zustand
mit ihren Stirnseiten jeweils in etwa in Anlage mit den jeweils zugeordneten
Abschnitten der beiden Karosseriesäulenabschnitte. Dadurch wird
eine optimale Krafteinleitung im Falle von seitlichen Unfällen über die Karosseriesäulenabschnitte
und die Befestigungsmittel auf die Grundplatte der Sitzkonsole gewährleistet.
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Vorzugsweise
sind die Befestigungsmittel einteilig mit der Sitzaufnahme-Grundplatte
ausgebildet oder mittels beispielsweise einer Schweißverbindung
an dieser angebracht. Dadurch kann die gesamte Sitzkonsole über die
Befestigungsmittel auf einfache Weise nachträglich an dem Karosseriegestell
montiert werden. Die Befestigungsmittel sind dafür vorzugsweise jeweils als
dreidimensionale Laschen, Winkelelemente mit vorzugsweise einem Hohlprofil
für einen
Steifigkeitsgewinn, Querstreben, oder dgl. ausgebildet. Vorteilhaft
weisen die einzelnen Befestigungsmittel jeweils mehrere in verschiedenen
Ebenen vorgesehene Befestigungslöcher
für eine
Verschraubung mit zugeordneten Abschnitten der beiden Karosseriesäulenabschnitte
auf. Dadurch wird einerseits eine einfache Montage und andererseits
eine einfache Krafteinleitung über
die Befestigungsmittel auf die Grundplatte gewährleistet.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
verbindet die mindestens eine Sitzkonsole die beiden gegenüberliegenden
Karosseriesäulenabschnitte
im unteren Bereich für
einen Kraftfluss von einem Karosseriesäulenabschnitt über die
Befestigungsmittel sowie über
die Sitzaufnahme-Grundplatte zu dem anderen Karosseriesäulenabschnitt miteinander.
Durch eine Anordnung der Sitzkonsole im unteren Bereich der C-Säulen kann
die mindestens eine Sitzkonsole vorteilhaft unterhalb der Verkleidung
der Fahrgastzelle montiert werden. Dadurch können die Rücksitze nach wie vor für eine ebene Durchreiche
zu dem Kofferraum umgeklappt werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Sitzkonsole aus Aluminium,
Stahl, Magnesium, Kunststoff und/oder einer Verbindung der Vorgenannten
gefertigt.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert. Von den Figuren zeigen:
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1 eine
schematische Vorderansicht einer Sitzkonsole gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Querschnittsansicht eines Befestigungsmittels entlang der Linie
A-A aus 1; und
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Sicherheitskarosserie mit integrierter
Sitzkonsole gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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In
den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche
oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben
ist.
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1 illustriert
eine Vorderansicht einer Sitzkonsole 1 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Sitzkonsole 1 ist vorteilhaft
als Montageteil ausgebildet und vorzugsweise aus Stahl oder Aluminium
hergestellt. Die Sitzkonsole 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
besteht beispielsweise aus einer Grundplatte 2 und zwei
Befestigungsmitteln 3, 4, die jeweils in einem
Seitenbereich der Grundplatte 2 mittels beispielsweise
einer Schweißverbindung 5 an der
Grundplatte 2 angeschweißt sind. Es ist für einen Fachmann
offensichtlich, dass die Befestigungsmittel 3, 4 selbstverständlich auch
einteilig mit der Grundplatte 2 zum Bilden der Sitzkonsole 1 ausgebildet oder
andersartig an dieser angebracht sein können.
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Die
Grundplatte 2 dient einer Aufnahme von Fahrzeugsitzen,
beispielsweise der hinteren Sitzreihe, mittels in der Grundplatte 2 vorgesehenen
Befestigungslöchern 20.
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Ein
Befestigungsmittel 4 ist in 2 beispielhaft
in einer Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus 1 dargestellt.
Wie in den 1 und 2 ersichtlich
ist, sind die Befestigungsmittel 3, 4 jeweils
vorzugsweise als dreidimensionale Befestigungswinkel bzw. Befestigungslaschen
ausgebildet, welche beispielsweise in geeigneter Weise umbiegbar
sind. Jedes Befestigungsmittel 3, 4 ist vorteilhaft aus
zwei einzelnen Teilen, einem Außenteil 41 und einem
Innenteil 42, zusammengeschweißt, welche zusammen ein Hohlprofil
für eine
Erhöhung
der Steifigkeit der Befestigungsmittel 3, 4 aufweisen.
Die Befestigungsmittel 3, 4 weisen ferner jeweils
Befestigungslöcher 30 bzw. 40 auf,
welche einer Befestigung der einzelnen Befestigungsmittel 3, 4 (und
somit der Sitzkonsole 1) an zugeordneten Abschnitten der
Karosserie in vorzugsweise mehreren zueinander geneigten Ebenen
gewährleisten.
Dadurch können
die Befestigungsmittel an verschiedenen Ebenen der zugeordneten
Karosserieabschnitten beispielsweise mittels Schraubverbindungen
befestigt werden, wodurch eine Steifigkeit bezüglich aus verschiedenen Richtungen
wirkenden Kräften
gewährleistet
wird. Vorzugsweise werden die einzelnen Befestigungsmittel 3, 4 für eine Aufnahme
von Torsionsbelastungen aufgrund von beispielsweise Winkelunfällen, oder
dergleichen an zugeordneten Karosserieabschnitten in verschiedenen
Ebenen angeschraubt.
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3 illustriert
eine perspektivische Ansicht einer Sicherheitskarosserie mit integrierter
Sitzkonsole 1 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Gemäß dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist die Grundplatte 2 der Sitzkonsole 1 derart
ausgebildet, dass sie mit ihrer Längserstreckung in die seitlichen
Bereiche der Sicherheitskarosserie geführt wird. Vorzugsweise weist die
Grundplatte 2 eine derartige Längserstreckung auf, dass sie
im eingebauten Zustand mit ihren Stirnseiten in Anlage mit der rechtsseitigen
C-Säule 6 und der
linksseitigen C-Säule 7 der
Sicherheitskarosserie gelangt, wie in 3 ersichtlich
ist. Dadurch wird eine optimale Krafteinleitung von auf die C-Säulen 6 und 7 wirkenden
Deformationskräften
auf die Grundplatte 2 gewährleistet. Die Sitzkonsole 1 verbindet demnach
als tragendes Element die rechtsseitige C-Säule 6 und die linksseitigen
C-Säule 7 miteinander,
wodurch eine Abstützung
der C-Säulen 6 und 7 gegeneinander
gewährleistet
wird.
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Wie
in 3 ferner dargestellt ist, wird die Sitzkonsole 2 über das
rechtsseitige Befestigungsmittel 3 mit der rechtsseitigen
C-Säule
und über
das linksseitige Befestigungsmittel 4 mit der linksseitigen C-Säule der
Sicherheitskarosserie verschraubt. Dabei sind die einzelnen Befestigungslöcher 30 bzw. 40 entsprechenden
Befestigungslöchern
in den C-Säulen 6 bzw. 7 zugeordnet.
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Durch
die vorteilhafte Ausgestaltung der Sitzkonsole 1 mit angeformten
bzw. angeschweißten Befestigungsmitteln 3, 4 wird
eine Sicherheitskarosserie geschaffen, welche aufgrund der erfindungsgemäßen Modifikationen
der Sitzkonsole die bereits in dem Kraftfahrzeug existierende Grundplatte 2 der Sitzkonsole 1 als
zusätzliches
Versteifungselement verwendet, so dass weitere karosseriefeste Versteifungsmaßnahmen
unter Umständen
entfallen können.
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In 3 sind
durch die dargestellten Pfeile die jeweiligen Kraftflusseinleitungen
bei auf die C-Säulen 6, 7 einwirkenden
Deformationskräften graphisch
dargestellt. Bei einem rechtsseitigen Unfall mit einer Deformation
der rechtsseitigen C-Säule 6 erfolgt
beispielsweise eine Krafteinleitung über die C-Säule 6, das Befestigungsmittel 3 sowie
die Grundplatte 2 der Sitzkonsole 1. Aufgrund
der Abstützung der
Grundplatte 2 über
das Befestigungsmittel 4 an der gegenüberliegenden linksseitigen
C-Säule
wird eine hohe Steifigkeit gegenüber
seitlich einwirkenden Deformationskräften geschaffen.
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Die
Grundplatte 2 der Sitzkonsole 1 ist vorzugsweise
derart ausgestaltet, dass sie als Montageteil unterhalb der Verkleidung
der Fahrgastzelle eingebaut werden kann. Dadurch können beispielsweise
die Rücksitze
des Kraftfahrzeuges für
eine Durchreiche zum Kofferraum umgeklappt werden, ohne dass die
Grundplatte 2 eine stufenartige Barriere oder eine optisch
unerwünschte
Erscheinung darstellt.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern
auf vielfältige
Weise modifizierbar.
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Beispielsweise
können
die Befestigungsmittel auf andere Art und Weise ausgestaltet werden, wobei
lediglich entscheidend ist, dass eine geeignete Montage der Befestigungsmittel
an den zugeordneten C-Säulen
für eine
Einleitung eines Kraftflusses bei seitlichen Deformationskräften von
den C-Säulen auf
die Grundplatte gewährleistet
wird. Denkbar sind auch Querstreben als Befestigungsmittel oder
umbiesame Laschen, welche in geeignete Montageposition umbiegsam
sind.
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- 1
- Querträgeranordnung/Sitzkonsole
- 2
- Grundplatte
- 20
- Befestigungslöcher
- 3
- rechtsseitiges
Befestigungsmittel
- 30
- Befestigungslöcher
- 4
- linksseitiges
Befestigungsmittel
- 40
- Befestigungslöcher
- 41
- Außenteil
- 42
- Innenteil
- 5
- Schweißverbindung
- 6
- rechtsseitige
C-Säule
- 7
- linksseitige
C-Säule