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Die
Erfindung betrifft eine Sitzbefestigung für einen Kraftfahrzeugsitz sowie
ein Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Pkw, mit dieser Sitzbefestigung.
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Es
ist allgemein bekannt, Kraftfahrzeugsitze mittels einer Sitzbefestigung
am Karosserieboden zu befestigen. Eine Sitzbefestigung umfasst hierbei
in der Regel Sitzquerträger,
die nach unten mit dem Karosserieboden und seitlich mit Tunnel und
Schweller verbunden sein können.
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DE 10224454 A1 zeigt
eine Sitzbefestigung mit einem Sitzquerträger, der als geschlossenes
Profil ausgebildet und im Extrusionsverfahren hergestellt ist.
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Es
ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der
Erfindung, eine Sitzbefestigung für Kraftfahrzeugsitze bereitzustellen,
die einem Karosserieboden eine höhere
Quersteifigkeit verleiht.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt mit den Merk malen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte
Weiterbildungen und weitere Ausführungsformen ergeben
sich mit den Merkmalen der abhängigen
Ansprüche.
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Ein
erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Sitzbefestigung für einen
Kraftfahrzeugsitz. Eine erste Ausführungsform der Sitzbefestigung
umfasst einen aus zwei Komponenten bestehenden Sitzquerträger. Eine
erste Komponente ist an einem Kfz-Karosserieboden befestigbar. Eine
zweite Komponente ist oberhalb der ersten Komponente angeordnet.
Die beiden Komponenten bilden zwei übereinander angeordnete Kammern,
die von einem Deckel der ersten Komponente voneinander getrennt
sind.
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Der
Sitzquerträger
hat eine aussteifende Wirkung in Fahrzeugquerrichtung, was sich
darin äußert, dass
im Fall eines Seitenaufpralls der Karosserieboden nicht unterhalb
des Sitzquerträgers
nach oben ausbricht und diesen entsprechend deformiert. Beide Kammern
haben einen Deckel, der jeweils eben ausgebildet und ggf. horizontal
ausgerichtet sein kann. Beide Deckel steifen den Sitzquerträger horizontal
aus. Die zwei Kammern werden durch den Deckel der ersten, unteren
Komponente voneinander getrennt. Das heißt, dass sich die obere Kammer über die
gesamte Breite des länglichen
Sitzquerträgers
bzw. der unteren Kammer erstreckt und insofern nicht nur eine lokale
Einprägung,
Nut oder dergleichen ist.
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Dadurch,
dass im Vergleich zum Stand der Technik eine zusätzliche Kammer bzw. ein zusätzlicher
Deckel derselben vorliegt, wird die Quersteifigkeit bis etwa um den
Faktor 2 gesteigert. Gleichzeitig wird die Biegesteifigkeit bei
einem Frontalzusammenstoß erhöht, da sich
der Längsträger des
Karosseriebodens am Sitzquerträger
abstützt.
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Die
erste Komponente des Sitzquerträgers ist
nach unten mit dem Karosserieträger
und seitlich mit dem Schweller und dem Tunnel verbindbar. Die darüber befindliche
zweite Komponente ist mit der ersten Komponente verbunden und beispielsweise verschweißt.
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Selbstverständlich ist
es auch möglich,
drei oder mehr Kammern vorzusehen, wodurch die Quersteifigkeit der
zugeordneten Fahrzeugkarosserie nochmals gesteigert wird.
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In
einer zweiten Ausführungsform
sind zwei Kammern vorgesehen und ist das Verhältnis von Höhe der ersten Kammer zu Höhe der zweiten
Kammer etwa 1:3. Die Höhe
wird hierbei ab dem Karosserieboden gemessen, der vereinfacht als
eben angesehen wird. Bei diesem Höhenverhältnis zeigte sich in Simulationen
mit zwei Kammern eine Verbesserung der Quersteifigkeit um den Faktor
2.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist die zweite Komponente ausschließlich mit der ersten Komponente
verbunden. Ausschließlich
die erste Komponente sorgt in diesem Fall für die Anbindung des Sitzquerträgers an
die Karosserie. Dies erlaubt es, für die zweite Komponente eine
besonders einfache Geometrie vorzusehen, beispielsweise eine U-Form,
die mit ihren nach unten gerichteten Schenkeln an der ersten Komponente
befestigt ist. Der die beiden Schenkel verbindende Teil des U kann
eben ausgebildet und im Übrigen
horizontal ausgerichtet sein. Durch die einfache Geometrie fällt es leicht,
die zweite Komponente als Gleichteil sowohl bei verschiedenen Fahrzeugmodellen
innerhalb derselben Fahrzeugarchitektur als auch architekturübergreifend einzusetzen.
Dies erhöht
die Zahl der Gleichteile in der Fahrzeugproduktion und senkt die
Herstellungskosten.
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Ferner
wird eine Ausführungsform
vorgeschlagen, bei der die Streckfestigkeit der zweiten Komponente
mindestens zweimal so groß ist
wie die Streckfestigkeit der ersten Komponente. Da der Tunnel und
der Schweller oftmals hochfeste Materialien sind, erlaubt diese
Wahl zunächst
ein Verschweißen der
unteren ersten Komponente mit dem Tunnel und dem Schweller. Weiterhin
kann dann für
die obere zweite Komponente ein hochfestes Material gewählt werden,
das nicht direkt mit einem hochfesten Schweller- oder Tunnelmaterial verschweißbar ist, sehr
wohl aber mit der ersten Komponente.
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Beispielsweise
kann für
die erste Komponente eine Streckfestigkeit von 300 MPa bis 400 MPa und
für die
zweite Komponente eine Streckfestigkeit von mehr als 800 MPa gewählt werden.
Insgesamt ergibt sich wegen des Materialmix für den Sitzquerträger eine
weitere Queraussteifung, sodass insgesamt die Quersteifigkeit gegenüber dem
Stand der Technik mit einer Kammer und einem tiefgezogenen Querträger etwa
um den Faktor 4 gesteigert werden kann. Der sich dadurch ergebende
verbesserte Insassen schutz für
den Fall eines Seitenaufpralls ergibt sich hierbei ohne Gewichtszunahme
und ohne zusätzliche
Kosten für
den Hersteller.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist die Streckfestigkeit der ersten Komponente kleiner als 400 MPa
und die Streckfestigkeit der zweiten Komponente größer als
800 MPa.
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Die
untere erste Komponente kann je nach Bodengeometrie als Tiefzieh-
oder Faltteil ausgelegt sein. Die zweite Komponente kann als Faltteil,
Rollformteil oder als einfaches Tiefziehteil gestaltet sein.
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In
einer weiteren Ausführungsform
verfügt der
Deckel der zweiten Komponente über
mindestens ein Klemmloch zur Befestigung einer Sitzschiene und über eine
dem Klemmloch zugeordnete Einprägung.
In das Klemmloch ist ein mit einer Sitzschiene verbundener Montagehaken
einbringbar. Die Einprägung
ist derart angeordnet, dass sich der Montagehaken auf der Einprägung abstützen kann.
Je nach Tiefe der Einprägung
können
unterschiedliche Materialstärken
des Deckels der zweiten Komponente ausgeglichen werden. Auf diese
Weise ist ein universeller Montagehaken als Gleichteil innerhalb
ein und derselben Fahrzeugarchitektur als auch architekturübergreifend
einsetzbar. Der Einsatz dieses Gleichteils erlaubt eine günstige Massenproduktion
des Montagehakens und reduziert insgesamt die Anzahl der für die Fertigung
verschiedener Fahrzeugmodelle erforderlichen Teile.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug,
insbesondere einen Pkw, das bzw. der eine Sitzbefestigung nach einer
der oben beschriebenen Ausführungsformen
umfasst.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der beanspruchten Erfindung werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
erkennbar, die nachfolgend als nicht beschränkende Beispiele angegeben
sind. Hierbei soll die Benutzung von Bezugszeichen in den Figuren
nicht dahingehend verstanden werden, dass die Bezugszeichen den
Schutzumfang der beanspruchten Erfindung einschränken sollen. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Sitzquerträgers,
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2 eine
Draufsicht auf den Sitzquerträger der 1,
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3 einen
Schnitt A-A durch den Sitzquerträger
der 2,
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4 einen
Schnitt B-B durch den Sitzquerträger
der 3,
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5 eine
Explosionsdarstellung eines Ausschnitts X der 4,
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6 eine
Ansicht gemäß 4,
welche die Befestigung einer Sitzschiene zeigt.
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Bei
den Figuren, die allgemein mit gleichen Bezugszeichen gleiche Gegenstände bezeichnen, zeigt 1 eine
Ausführungsform
eines Sitzquerträgers 1 aus
zwei Komponenten 2 und 3.
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Die
erste Komponente 2 des Sitzquerträgers 1 ist mit Flanschen 4 am
Karosserieboden 5, mit Flanschen 6 am Schweller 7 und
mit weiteren Flanschen 8 am Tunnel (nicht gezeigt) befestigbar.
Sie verfügt
dabei in ihrem zentralen Bereich über einen ebenen und auch horizontal
ausgestalteten Deckel 9, der sich bezogen auf die Längsrichtung
zu den Rändern
hin nach oben wölbt.
Die erste Komponente 2 ist damit in etwa U-förmig, wobei
sich die Schenkel des U mit den zugeordneten Flanschen 6, 8 an
Tunnel und Schweller 7 anschmiegen. Zwischen dem Deckel 9 und
dem Karosserieboden 5 ist eine erste Kammer 10,
auf die später
noch näher
eingegangen wird.
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Oberhalb
der ersten Komponente 2 befindet sich eine zweite Komponente 3,
die bei der Montage vertikal nach unten abgesenkt und ausschließlich mit der
unteren bzw. ersten Komponente 2 verschweißt wird.
Diese Art der Befestigung erlaubt eine einfache Geometrie der oberen
Komponente 3, die vorliegend eine einfache U-Form mit nach
unten gerichteten Schenkeln ist. Die zweite Komponente 3 hat
damit keine abragenden Befestigungsflansche und dergleichen, wie
sie die erste Komponente 2 hat. Durch die einfache Geometrie
lässt sich
die zweite Kompo nente 3 als Gleichteil sowohl für verschiedene
Fahrzeugmodelle innerhalb einer Fahrzeugarchitektur, als auch für mehrere
Fahrzeugarchitekturen nutzen. Die zweite Komponente 3 lässt sich
daher wegen der einfachen Geometrie mit einfachen Mitteln herstellen. Als
Gleichteil lässt
sie sich zudem in hoher Stückzahl kostengünstig herstellen.
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Die
zweite Komponente 3 hat einen ebenen Deckel 11,
der vorliegend horizontal ausgerichtet ist. Der Deckel 9 der
ersten Komponente 2 und der Deckel 11 der zweiten
Komponente 3 sind in vertikaler Richtung voneinander beanstandet
und schließen eine
zweite Kammer 12 ein.
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Weiterhin
besitzen beide Schenkel der zweiten Komponente 3 durchgehende
Löcher 13.
Diese werden dazu benutzt, um Lüftungsschläuche und elektrische
Leitungen am Karosserieboden 5 entlang zu verlegen. Klemmlöcher 14 dienen
der Montage eines Kraftfahrzeugsitzes und optionale Schweißlöcher 15 dienen
der Verschweißung
im Rahmen der Montage.
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Die
erste Komponente 2 ist ein Tiefzieh- oder Faltteil mit
einer Streckfestigkeit von 400 MPa, wohingegen die zweite Komponente 3 ein
hochfester Stahl mit einer Streckfestigkeit von 1200 MPa ist.
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2 zeigt
den Sitzquerträger 1 in
einer Draufsicht. Man erkennt die abragenden Flansche 4 zur
Befestigung der ersten Komponente 2 am Karosserieboden 5, Flansche 8 zu
ihrer Befestigung am (nicht gezeigten) Tunnel sowie am Schweller 7 anliegende
Flansche 6 der ersten Komponente 2.
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3 zeigt
einen Schnitt A-A durch den Sitzquerträger 1 der 2 mit
Blick in Richtung der auf die strichpunktierte Linie der 2 gerichteten
Pfeile, also mit einem Blick senkrecht zur Schnittebene. Oberhalb
der Höhe
H sieht man einen Schenkel der zweiten Komponente 3 und
unterhalb die erste Komponente 2. Löcher 13 sind nur in
der zweiten Komponente 3, nicht aber in der ersten Komponente 2 enthalten.
Damit wird die ohnehin nur aus einem Material mit geringerer Streckfestigkeit
gebildete erste Komponente 2 nicht in ihrer Struktur geschwächt. Da die
zweite Komponente 3 ohnehin aus einem hochfesten Stahl
ist, fällt
deren Strukturschwächung
durch die Löcher 13 nicht
ins Gewicht.
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4 zeigt
einen Schnitt B-B durch den Sitzquerträger 1 der 3 mit
Blick in Richtung der auf die strichpunktierte Linie der 3 gerichteten
Pfeile, also mit einem Blick senkrecht zur Schnittebene. In dieser
Darstellung erkennt man die beiden Kammern 10 und 12.
Diese erstrecken sich über
die gesamte Breite des länglichen
Sitzquerträgers 1.
Die zweite Kammer 12 ist damit keine lokale Einprägung, eine
Nut oder dergleichen. Die ab dem Karosserieboden 5 gemessene
Höhe der
beiden Deckel 9 und 11 haben ein Verhältnis von
etwa 1:3 zueinander.
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Kommt
es zu einem Seitenaufprall des mit diesem Sitzquerträger 1 ausgestatteten
Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Pkw, so wirkt eine Kraft F
in horizontaler Richtung. Aussteifend wirken dann sowohl der Deckel 9 als
auch der Deckel 11. Da insgesamt zwei die Quersteifigkeit
maßgeblich
bestimmende Deckel vorliegen, wird die Quersteifigkeit des Sitzquerträgers 1 gegenüber dem
Fall nur eines Deckels um den Faktor 2 erhöht. Es tritt hinzu, dass die erste
Komponente 2 keine durchgehenden Löcher 13 besitzt. Dadurch
wird deren Struktur nicht durch Löcher geschwächt bzw. müssen umgekehrt keine lokale
Strukturverstärkungen
an den Orten durchgehender Löcher
vorgenommen werden. Dadurch vereinfacht sich die Geometrie der ersten
Komponente 2. Da weiterhin die zweite Komponente 3 aus
einem hochfesten Material besteht, kann deren Wandstärke gegenüber einer
konventionellen Bauweise abgesenkt werden, sodass insgesamt das
Gewicht des Sitzquerträgers 1 durch
diese Bauweise nicht erhöht wird.
Die Wahl des hochfesten Materials erhöht jedoch die Quersteifigkeit
etwa um den Faktor 2. Insgesamt ergibt sich damit eine in Fahrzeugquerrichtung erhöhte Steifigkeit
um den Faktor 4.
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5 zeigt
in einer Explosionsdarstellung den in der 4 dargestellten
Bereich X. Man erkennt, dass der Deckel 11, etwa ab der
Position P nach links, abgesenkt ist und insofern eine Einprägung 16 aufweist.
Diese Einprägung 16 befindet
sich in Verlängerung
der länglichen
Klemmlöcher 13 im Kantenbereich
der zweiten Komponente 3. Die Einprägung 16 dient insofern
der Befestigung einer Sitzschiene 17, als sich auf der
Einprägung 16 ein
Montagehaken 18 abstützen
kann. Die Form der Einprägung 16 orientiert
sich daher an der Form des Montage hakens 18 und kann länglich sein,
sodass die Einprägung 16 eine
Art Nut sein kann.
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6 zeigt
die Befestigung einer Sitzschiene 17 mit einem Montagehaken 18,
bei der der Montagehaken 17 in ein Klemmloch 13 eingeführt ist
und sich außerhalb
des Sitzquerträgers 1 auf
der Einprägung 16 abstützt. Der
Montagehaken 17 ist an der Sitzschiene 18 befestigt.
Durch die Einprägung 16 ist ein
Höhenausgleich
für den
Montagehaken 17 möglich,
da sich Höhenunterschiede
durch unterschiedliche Materialstärken des Deckels 11 ergeben.
Auf diese Weise lässt
sich ein Montagehaken 17 einsetzen, der universell für alle Sitzbefestigungen
einsetzbar ist.
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Obwohl
vorstehend konkrete Ausführungsformen
beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass die Beschreibung
dieser Ausführungsformen
nicht zum Zweck hat, die Erfindung in der angegebenen Form zu beschränken. Die
Erfindung soll vielmehr alle Modifikationen, äquivalente und Alternativen
umfassen, die in den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung fallen.
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- 01
- Sitzquerträger
- 02
- erste
Komponente
- 03
- zweite
Komponente
- 04
- Flansch
- 05
- Karosserieboden
- 06
- Flansch
- 07
- Schweller
- 08
- Flansch
- 09
- Deckel
- 10
- erste
Kammer
- 11
- Deckel
- 12
- zweite
Kammer
- 13
- Loch
- 14
- Klemmloch
- 15
- Schweißloch
- 16
- Einprägung
- 17
- Sitzschiene
- 18
- Montagehaken
- H
- Höhe
- X
- Ausschnitt
- P
- Position