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Die
Erfindung betrifft eine Tunnelstrebe für eine Karosserie eines Personenkraftwagens,
gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie eine Karosserie eines Personenkraftwagens
gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 2.
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Gattungsgemäße Tunnelstreben
sind allgemein bekannt. Eine derartige Tunnelstrebe wird beispielsweise
zum Erhalt einer Karosserie-Hauptbodenstruktur bei einem seitlichen
Aufprallunfall eines Personenkraftwagens mit einer derartigen Karosserie-Hauptbodenstruktur
eingesetzt, wobei häufig
eine oder mehrere Tunnelstreben beziehungsweise entsprechende Profile
zum Einsatz kommen. Diese Tunnelstreben dienen als Strukturbrücke zwischen
einem linken und einem rechten Bodenelement einer Karosserie des
Personenkraftwagens mit einer derartigen Karosserie-Hauptbodenstruktur.
In der Regel werden diese Tunnelstreben an eine untere Hauptboden-
und Tunnelebene angeschraubt.
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Im
Falle eines seitlichen Aufpralls des Personenkraftwagens bildet
diese Karosserie-Hauptbodenstruktur
einen ersten Lastpfad, durch welchen eine Aufprallenergie des seitlichen
Aufpralls geleitet wird.
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Ein
zweiter, sich in Hochrichtung des Personenkraftwagens weiter oben
befindlicher Lastpfad wird durch ein Sitzgestell der Karosserie
des Kraftwagens mit einem integrierten Querrohr gebildet. Aufgrund
einer Höhendifferenz
der beiden beschriebenen Lastpfade kann eine Tunnelstrebe, die sich
nur auf einer Ebene der beiden Lastpfade, nämlich im Regelfall auf der
unteren Ebene befindet, im Falle eines seitlichen Aufpralls eine
Aufprallenergie nicht optimal im Sinne eines Insassenschutzes in
die Karosserie-Hauptbodenstruktur
leiten und damit verteilen.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Tunnelstrebe und eine Karosserie
eines Personenkraftwagens der eingangs genannten Art derart weiter
zu entwickeln, dass der Insassenschutz bei einem seitlichen Aufprall
des Personenkraftwagens verbessert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Tunnelstrebe für eine Karosserie eines Personenkraftwagens
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Karosserie
eines Personenkraftwagens mit den Merkmalen des Patentanspruchs
2 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Eine
derartige Tunnelstrebe für
eine Karosserie eines Personenkraftwagens, mittels welcher zwei
in einer Personenkraftwagen-Querrichtung nebeneinander angeordnete
und durch einen Mitteltunnel voneinander beabstandete Bodenelemente,
insbesondere zwei Trägerelemente,
miteinander verbindbar sind, weist erfindungsgemäß eine zu einer Oberseite des
Personenkraftwagens hin ausgebildete Kröpfung auf. Durch diese Ausführungsform
der Tunnelstrebe ist nicht nur ein erster quersteifer Lastpfad auf
einer Ebene der Bodenelemente, sondern auch ein zweiter quersteifer
Lastpfad gewährleistet, welcher
in einer bezogen auf eine Personenkraftwagenhochrichtung weiter
oben liegenden Ebene liegt, als der erste quersteife Lastpfad.
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Wie
im Zusammenhang mit dem Stand der Technik bereits beschrieben, existieren
bei einem seitlichen Aufprall des Personenkraftwagens zwei Lastpfade
auf unterschiedlich hohen Ebenen, nämlich ein Lastpfad auf Ebene
der Bodenelemente und ein Lastpfad in einer weiter oben liegenden
Ebene im Bereich des Mitteltunnels. Durch die erfindungsgemäß gekröpfte Tunnelstrebe
kann Aufprallenergie bei einem seitlichen Aufprall des Personenkraftwagens beziehungsweise
Anprall an den Kraftwagen optimal durch die beiden beschriebenen
Lastpfade geleitet und in der Karosserie verteilt werden. Damit
kann eine Erhaltung einer Karosserie-Hauptbodenstruktur bei einem
seitlichen Aufprall des Personenkraftwagens auch bei höheren Anprallkräften erreicht
werden, wodurch der Insassenschutz im Falle eines seitlichen Aufpralls
weiter erhöht
ist.
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Wird
die erfindungsgemäße Tunnelstrebe
in einer Karosserie eines Personenkraftwagens eingesetzt, so kann
also in der beschriebenen Art und Weise eine Verbesserung eines
Unfallverhaltens der Karosserie des Personenkraftwagens herbeigeführt werden,
und zwar in der Art, dass die gekröpfte Tunnelstrebe sowohl den
Lastpfad auf Ebene der Bodenelemente als auch auf Ebene eines bereits
im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschriebenen Sitzgestells
optimal gestaltet, so dass die Aufprallenergie im Falle eines seitlichen
Aufpralls auf beiden unterschiedliche hohen Ebenen in der Karosserie
des Personenkraftwagens verteilt werden kann, wodurch der Insassenschutz
verbessert wird.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ragt die Tunnelstrebe mit der Kröpfung in den Mitteltunnel hinein.
Dadurch ergibt sich eine weitere Verbesserung des Lastpfades beziehungsweise der
beiden Lastpfade, wodurch einerseits der Insassenschutz weiter gesteigert
wird. Andererseits können
durch die Verbesserung des Lastpfades beziehungsweise der Lastpfade
dünnere
Materialdicken beispielsweise der Bodenelemente und/oder des Mitteltunnels
beziehungsweise von Strukturteilen in diesem Bereich im Allgemeinen
zum Einsatz kommen. Diese Reduzierung der Materialdicken hat eine
Reduzierung eines Gewichts der Karosserie des Personenkraftwagens
und damit eine Reduzierung eines Gesamtgewichts des Personenkraftwagens
zur Folge, was in einem geringeren Kraftstoffverbrauch des Personenkraftwagens
und damit in geringeren CO2-Emissionen resultiert.
Des Weiteren verbessert die Gewichtsreduktion Fahreigenschaften
des Personenkraftwagens im Hinblick auf dessen Fahrdynamik.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung sind die Bodenelemente und die Tunnelstrebe mittels
einer Schraubverbindung insbesondere mit den beiden Ebenen der Lastpfade
verbunden. Durch diese Verbindung ist eine schnelle und kostengünstige Reparatur
der Tunnelstrebe und/oder der Bodenelemente beispielsweise nach
einem seitlichen Aufprall beziehungsweise einem Unfall des Personenkraftwagens
mit einer derartigen Karosserie allgemein möglich. In diesem Zusammenhang sind
auch anderweitige reversibel, das heißt zerstörungsfrei lösbare Verbindungen denkbar.
Die Ausbildung der Verbindung als Schraubverbindung weist weiterhin
den Vorteil auf, dass kostenintensive Spezialwerkzeuge zum Lösen beziehungsweise
Herstellen dieser Verbindung nicht benötigt werden.
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Eine
alternative Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass die Bodenelemente und die Tunnelstrebe
mittels einer Nietverbindung verbunden sind. Die Verbindung der
Bodenelemente und der Tunnelstrebe mittels einer Nietverbindung
ist insofern vorteilbehaftet, als dass dadurch die Montagezeit und
damit auch die -kosten reduziert werden. Des Weiteren weist eine
Nietverbindung den Vorteil auf, dass diese Schwingungen dämpft, wodurch
Geräusche
besonders in einem Fahrgastraum reduziert werden. Durch diese Geräuschreduzierung
ist eine Komfortsteigerung für
Insassen des Fahrgastraumes ermöglicht.
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Bei
einem alternativen Aspekt der Erfindung sind die Bodenelemente und
die Tunnelstrebe mittels einer Klebeverbindung miteinander verbunden,
welche den Vorteil aufweist, dass eine besonders großflächige Verbindung
der genannten Komponenten möglich
ist, wodurch ein besonders starker Halt der Komponenten gewährleistet
ist. Zudem spart eine Klebeverbindung gerade im Vergleich zu einer Schraubverbindung
und/oder einer Nietverbindung Gewicht ein, wodurch das Gesamtgewicht
der Karosserie des Personenkraftwagens reduziert ist.
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An
dieser Stelle sei angemerkt, dass auch eine Kombination der bereits
beschriebenen Verbindungsarten denkbar ist, um beispielsweise einerseits Gewicht
einzusparen bei gleichzeitiger Realisierung einer besonders starken
Verbindung an hoch belasteten Stellen.
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Gerade
an solchen hoch belasteten Stellen kann bei einem alternativen Aspekt
der Erfindung vorgesehen sein, dass die Bodenelemente und die Tunnelstrebe
mittels einer Schweißverbindung
verbunden sind. Dadurch ist eine besonders starke Verbindung der
Elemente ermöglicht.
Andererseits reduziert eine Schweißverbindung eine Teileanzahl,
wodurch die Beschaffungs- und damit Herstellungskosten der Karosserie
reduziert werden.
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Vorteilhafter
Weise kann auch vorgesehen sein, dass die Bodenelemente und die
Tunnelstrebe einstückig
ausgebildet sind. In diesem Falle entfallen jedwede zusätzliche
Verbindungselemente wie beispielsweise Schraubelemente und/oder
Nietelemente, wodurch eine Teileanzahl auf ein Minimum reduziert
wird, was in einer Reduzierung der Gesamtkosten der Karosserie des
Personenkraftwagens resultiert. Des Weiteren birgt diese Reduzierung
der Teileanzahl beziehungsweise die Vermeidung von zusätzlichen
Verbindungselementen den Vorteil, dass das Gesamtgewicht der Karosserie
reduziert wird, womit die in diesem Zusammenhang bereits beschriebenen Vorteile
eines reduzierten Kraftstoffverbrauchs und einer Verbesserung der
Fahreigenschaften einhergehen.
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Weiterhin
birgt die einstückige
Ausbildung der Bodenelemente und der Tunnelstrebe den Vorteil, dass
ein Handling in der Montage deutlich verbessert ist, da lediglich
ein Bauteil und nicht mehrere separate Bauteile transportiert und
verbaut werden müssen.
Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung muss also nur noch ein Bauteil aus den Bodenelementen
und der Tunnelstrebe bewegt und mittels nur noch eines Arbeitsschritts
verbaut werden. Diese Tatsache reduziert einen Montageaufwand und
eine Montagezeit und damit die Montagekosten, was sich positiv insbesondere
für die
Gesamtkosten der Karosserie des Personenkraftwagens auswirkt.
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Ist
bei einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung die Tunnelstrebe aus
einem Strangpressprofil gebildet, so ergibt sich daraus der Vorteil,
dass die Tunnelstrebe somit zeit- und kostenunaufwändig herstellbar
ist. Dies beeinflusst die Herstellkosten und damit die Gesamtkosten
der Karosserie des Personenkraftwagens in besonders vorteilhaftem
Maße, nämlich derart,
dass diese Kosten weiter reduziert werden können. Durch die Ausbildung
der Tunnelstrebe als ein Strangpressprofil sind in besonders günstiger
Weise, was sowohl Zeit als auch Kosten angeht, die nötigen Geometrien
der erfindungsgemäßen Tunnelstrebe
für die
erfindungsgemäße Karosserie
des Personenkraftwagens ausbildbar. In diesem Zusammenhang ist es
jedoch ebenso denkbar, andere Fertigungsverfahren für die Tunnelstrebe
anzuwenden.
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Eine
Funktionsverbesserung bezüglich
eines Unfallverhaltens im Falle eines seitlichen Aufpralls des Personenkraftwagens
mit einer erfindungsgemäßen Karosserie
lässt sich
derart erreichen, dass die Kröpfung
der Tunnelstrebe bis zu einem Querträgerelement, insbesondere einem
Querrohr, ausgebildet ist, welches in einer zur Oberseite des Personenkraftwagens
hin höheren
Ebene als die Bodenelemente angeordnet ist. Ist also ein derartiges
Querträgerelement
beziehungsweise Querrohr bei der Karosserie des Personenkraftwagens
vorhanden, und ist also die Kröpfung
bis dort hin ausgebildet, so ist die Aufprallenergie im Falle eines
seitlichen Aufpralls der Karosserie besonders vorteilhaft in Personenkraftwagenquerrichtung
durch eben die Karosserie leitbar, und zwar einerseits auf einer
unteren Ebene im Bereich der Bodenelemente und andererseits auf
einer oberen Ebene im Bereich des Querträgerelements beziehungsweise
des Querrohrs. Es existieren somit zwei Strukturebenen, nämlich eine
untere Strukturebene und eine obere Strukturebene, die je einen Lastpfad
bei einem seitlichen Aufprall der Karosserie darstellen. Durch die
erfindungsgemäße Ausbildung der
Kröpfung
der Tunnelstrebe sind diese beidseitigen Lastpfade, nämlich einerseits
auf einer Fahrer- und andererseits auf einer Beifahrerseite der
Karosserie des Personenkraftwagens, miteinander quasi verbunden,
wodurch die Aufprallenergie in Folge des seitlichen Aufpralls der
Karosserie besonders gut durch die Lastpfade geleitet und in der
Karosserie verteilt werden kann. Dies erhöht den Insassenschutz deutlich,
was die Verletzungswahrscheinlichkeit und Verletzungsschwere der
Insassen herabsetzt.
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Idealerweise
existiert das erwähnte
Querträgerelement
beziehungsweise das erwähnte
Querrohr in einem bereits vorhandenen Sitzgestell der Karosserie
des Personenkraftwagens. Also ist bei einem besonders vorteilhaften
Aspekt der Erfindung die Kröpfung
bis zu einem oberen Querträgerelement, insbesondere
einem Querrohr, in dem Sitzgestell ausgebildet. Die Aufprallenergie
wird somit beispielsweise über
einen seitlichen Schweller der Karosserie in ein Bodenelement der
Karosserie und in das Querrohr des Sitzgestells eingeleitet. Somit
bildet das Bodenelement den unteren und das Querrohr den oberen
Lastpfad im Falle eines seitlichen Aufpralls der Karosserie. Die
gekröpfte
Tunnelstrebe kann nun sowohl die Energie aus dem unteren als auch
aus dem oberen Lastpfad aufnehmen und an entsprechende korrespondierende
Elemente auf der anderen Seite der Karosserie übertragen, wodurch eine Erhaltung der
Karosserie-Hauptbodenstruktur
bei einem seitlichen Aufprall erreicht wird. Damit ist ein höherer Schutz
der Insassen bei einem seitlichen Aufprall des Personenkraftwagens
mit einer derartigen Karosserie ermöglicht.
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Diese
Erhöhung
des Insassenschutzes lässt sich
derart steigern, dass die Kröpfung
der Tunnelstrebe komplett in Längsrichtung
des Personenkraftwagens ausgebildet ist. Alternativ kann vorgesehen sein,
dass die Kröpfung
lediglich bereichsweise in Längsrichtung
des Personenkraftwagens ausgebildet ist.
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Die
komplette Ausbildung der Kröpfung
der Tunnelstrebe in Längsrichtung
des Personenkraftwagens birgt den Vorteil, dass die Tunnelstrebe
als symmetrisches Bauteil gefertigt werden kann, weswegen lediglich
ein einfaches und damit kostengünstiges Werkzeug
zur Herstellung der Tunnelstrebe von Nöten ist. Dies reduziert die
Gesamtkosten der Karosserie des Personenkraftwagens weiter.
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Nichtsdestotrotz
kann vorgesehen sein, dass die Kröpfung lediglich bereichsweise
in Längsrichtung
des Personenkraftwagens ausgebildet ist. Dies ist besonders dann
vorteilhaft, wenn mehr Platz in einem Fußraum des Fahrgastraums der
Karosserie des Personenkraftwagens geschaffen werden soll. Dabei
ist es beispielsweise denkbar, dass die Kröpfung lediglich im Bereich
des oberen Querträgerelements
des Sitzgestells ausgebildet ist, während in den übrigen Bereichen
keine Kröpfung
der Tunnelstrebe vorgesehen ist. In diesem Falle ist die Verbesserung
des beschriebenen Lastpfades beziehungsweise der Lastpfade weiterhin
gegeben, während
in anderen Bereichen gerade im Fußraum für Passagiere in einem Heckbereich
des Personenkraftwagens mehr Platz schaffbar ist. Dieses Mehr an
Platz beziehungsweise an Fußraum
bedeutet gerade für die
Passagiere im Heckbereich des Personenkraftwagens einen hohen Komfortzugewinn,
der besonders bei längeren
reisen insofern vorteilhaft ist, als dass ein bequemeres Sitzen
im Heckbereich des Personenkraftwagens mit mehr Fußfreiheit
möglich ist.
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In
diesem Zusammenhang ist es ebenso denkbar, dass die Tunnelstrebe
mehr als nur einen gekröpften
und/oder mehr als nur einen nicht gekröpften Bereich aufweist. So
kann beispielsweise noch weiter im Heckbereich des Personenkraftwagens
die Tunnelstrebe wiederum eine Kröpfung aufweisen zur Verbesserung
des Lastpfads beziehungsweise der Lastpfade, nun weiter hinten im
Heckbereich des Personenkraftwagens gemäß der Kröpfung im Bereich des Sitzgestells
in einem Frontbereich des Personenkraftwagens, also beim Fahrer-
beziehungsweise Beifahrersitz.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten
Merkmale und Merkmalskombinationen sowie anhand der Zeichnung. Die
vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen
sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder
in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen
sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch
in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die
Zeichnung zeigt in der Figur abschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht
einer Karosserie eines Personenkraftwagens mit zwei Bodenelementen,
einer Tunnelstrebe und zwei Sitzgestellen.
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Die
Figur zeigt eine Karosserie 10 eines Personenkraftwagens
mit zwei in Personenkraftwagenquerrichtung nebeneinander angeordneten
und durch einen Mitteltunnel 18 voneinander beabstandeten
Bodenelementen 12 und 14. Die Bodenelemente 12 und 14 sind
dabei mittels einer Tunnelstrebe 20 miteinander verbunden.
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Die
aus einem Strangpressprofil gebildete Tunnelstrebe 20 ist
mittels Schraubverbindungen 22 mit den Bodenelementen 12 und 14 verbunden.
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Bei
einem seitlichen Aufprall des Personenkraftwagens mit der Karosserie 10,
beispielsweise aus einer Richtung, die durch einen Richtungspfeil 24 gekennzeichnet
ist, wird eine Aufprallenergie zunächst über einen Seitenschweller 16 in
die Karosserie 10 eingeleitet. Es existieren nun zwei Lastpfade mittels
derer die Aufprallenergie in die Karosserie 10 eingeleitet
und von der einen Seite, nämlich
von der Seite des Seitenschwellers 16, auf eine gegenüber liegende,
in der Figur nur abschnittsweise dargestellte Seite übergeleitet
wird. Ein unterer Lastpfad wird durch das Bodenelement 12 gebildet,
das beispielsweise ein Querträger
unter einem Fahrersitz darstellt. Es handelt sich dabei um eine
obere Strukturebene.
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Ein
oberer Lastpfad wird durch ein Querrohr 26 des Fahrersitzes
dargestellt, es handelt sich dabei um eine obere Strukturebene.
Eine entsprechende untere und eine entsprechende obere Strukturebene existieren
auch auf der anderen Seite also, auf einer Beifahrerseite, diese
sind der Übersicht
halber allerdings in der Figur nicht dargestellt.
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Die
Aufprallenergie wird also über
den Seitenschweller 16 in den unteren und den oberen Lastpfad
beziehungsweise Strukturebene eingeleitet. Wie in der Figur gut
zu sehen ist, ermöglicht
eine Kröpfung
der Tunnelstrebe 20 eine optimale Weiterleitung der Aufprallenergie
aus den beiden Lastpfaden an die gegenüber liegenden entsprechenden Lastpfade.
Die gekröpfte
Tunnelstrebe 20 kann somit also die Aufprallenergie sowohl
aus dem unteren als auch aus dem oberen Lastpfad optimal aufnehmen und
weiterleiten, wodurch eine deutliche Funktionsverbesserung im Falle
eines seitlichen Aufpralls der Karosserie 10 ermöglicht ist.
Dies bedeutet eine starke Erhöhung
eines Insassenschutzes der Karosserie 10 und damit eine
Herabsetzung einer Verletzungswahrscheinlichkeit und einer Verletzungsschwere
für Insassen
der Karosserie 10.
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Die
Anbindung der Tunnelstrebe 20 sowohl an die untere als
auch an die obere Strukturebene bietet also eine optimale Kraftübertragung
auf die gegenüberliegende
Seite der Karosserie 10 des Personenkraftwagens bei einem
seitlichen Aufprall. Die in der Figur gezeigte Kröpfung der
Tunnelstrebe 20 erstreckt sich vorteilhafter Weise dabei
mindestens in Personenkraftwagenlängsrichtung über den
gleichen Bereich, über
den sich auch die untere und die obere Strukturebene in Personenkraftwagenlängsrichtung erstrecken
zur Optimierung der Kraftübertragung
und damit zur Steigerung des Insassenschutzes.