DE102011117361B4

DE102011117361B4 - Verformungsarmer Karosserieboden zur Abstützung einer Sitzschiene

Info

Publication number: DE102011117361B4
Application number: DE102011117361.0A
Authority: DE
Inventors: Uwen Malke; Johannes Schwerter; Horst Rademacher; Sven Schumacher; Dirk Jäschke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-10-29
Filing date: 2011-10-29
Publication date: 2021-11-04
Anticipated expiration: 2031-10-30
Also published as: DE102011117361A1

Abstract

Karosserieboden (300) eines Kraftfahrzeuges, auf dem mindestens eine mit dem Karosserieboden (300) fest verbundene Sitzschiene (20) angeordnet ist, wobei der Karosserieboden (300) unterhalb der mindestens einen Sitzschiene (20) eine Versteifung (400) aufweist, wodurch der Karosserieboden (300) und die mit dem Karosserieboden (300) verbundene Sitzschiene (20) vor einer unzulässigen Verformung geschützt ist, wobei der Karosserieboden (300) eine unterhalb der Sitzschiene (20) liegende Öffnung (51) aufweist, an deren Rand (320-1) die Versteifung (400) ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass die randseitige Versteifung (400) ein in Richtung der Sitzschiene (20) ausgestellter um die Öffnung (51) umlaufender Kragen (410) ist und über der länglichen Öffnung (51) ein Rastelement (23) vorgesehen ist, welches eine Sitzunterschiene (21) mit einer Sitzoberschiene (22) verbindet, so dass in einem etwaigen Crashfall das Rastelement (23) keinen Kontakt mit dem Karosserieboden (300) bekommt und nicht ungewollt ausgelöst wird.

Description

Die Erfindung betrifft die Anordnung eines Fahrzeugsitzes in einem Kraftfahrzeug, welcher auf mindestens einer über ein Sitzuntergestell mit einem Karosserieboden fest verbundenen Sitzschiene angeordnet ist, sowie den Karosserieboden des Kraftfahrzeugs mit der Sitzschiene.
Fahrzeugsitze in Kraftfahrzeugen sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt, wobei sie meistens auf Längsschienen, welche auf einem Sitzuntergestell montiert sind, verschiebbar angeordnet sind. Zur Verstellung und Arretierung der Sitzposition sind in der Regel diverse Verbindungs- und Verriegelungseinrichtungen vorgesehen.
Eine bekannte Problematik besteht darin, dass sich die Sitzschienen bei einem Front- und/oder Heckaufprall (Crashfall) gegenüber der bodenseitigen Karosserie (Rohbau) verformen. Im Falle einer Durchbiegung der Sitzschiene kann es dazu kommen, dass die Verriegelungselemente, zumeist Verriegelungsstifte, die das Sitzuntergestell in verschiedenen in Längsrichtung liegenden Positionen mit mindestens einer Sitzschiene verbinden, durch Kontakt mit der bodenseitigen Karosserie ausgelöst werden, so dass sich der Fahrzeugsitz im Crashfall löst und sich innerhalb des vorgesehenen Verstellbereiches der Sitzschiene unkontrolliert nach vorne beziehungsweise nach hinten bewegt.
Für die Lösung eines solchen Problems schlägt die Druckschrift DE 197 39 038 A1 vor, dass parallel zu den Sitzführungsschienen unterhalb des Sitzgestells am Fahrzeugboden zumindest eine zusätzliche Stützschiene angeordnet ist, der ein am Sitzgestell befestigtes Sicherungsteil zugeordnet ist, welches bei normaler Belastung des Sitzes die Stützschiene nicht berührt. An der Sitzschiene ist eine Rastverzahnung sowie eine Abstützbahn und an dem Sicherungsteil ist ein Rastmittel sowie eine Abstützfläche vorgesehen, so dass die bei einer über das normale Maß hinausgehenden Verformung des Sitzgestelles nach oben die Rastverzahnung und die Rastmittel miteinander in Eingriff gelangen und dabei als Sitzgestell gegen eine Längsverschiebung sowie eine weitere Verformung nach oben gehalten ist, wobei bei einer Verformung des Sitzgestelles über das normale Maß nach unten die Abstützfläche auf der Abstützbahn aufsitzt und so das Sitzgestell gegen eine weitere Verformung nach unten gehalten ist. Nachteilig dabei ist, dass zur Vermeidung der Problematik, die in dem ungewollten Lösen des Fahrzeugsitzes gegenüber der mindestens einen Sitzschiene durch bodenseitigen Kontakt der Verriegelungselemente besteht, ein relativ kompliziertes und somit kostenintensives Bauteil in Form einer zusätzlichen Sitzschiene angeordnet werden muss. Nachteilig ist ferner, dass die Anordnung eines zusätzlichen Bauteiles zur Erhöhung des Gesamtgewichtes des Fahrzeugsitzes führt.
Als allgemeiner Stand der Technik werden die Druckschriften EP 1 321 353 A1 , WO 2005/ 037 597 A1 , US 5 338 138 A sowie DE 10 2006 043 981 A1 genannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Lösung für mindestens eine von üblicher Weise zwei Sitzschienen zu schaffen, auf der beziehungsweise auf denen ein Sitz oder eine Sitzbank verschiebbar gelagert ist, wobei vermieden werden soll, dass ein die mindestens eine verschiebbare Sitzoberschiene gegenüber einer karosseriefesten Sitzunterschiene vorübergehend entriegelndes Verriegelungselement in einem Crashfall ungewollt ausgelöst wird.
Die Aufgabe wird durch eine Anordnung eines Fahrzeugsitzes in einem Kraftfahrzeug gelöst, welcher auf mindestens einer über ein Sitzuntergestell mit einem Karosserieboden fest verbundenen Sitzschiene angeordnet ist, indem der Karosserieboden unterhalb der mindestens einen Sitzschiene eine Versteifung aufweist, wodurch der Karosserieboden und die darüber angeordnete mit dem Karosserieboden verbundene mindestens eine Sitzschiene vor einer unzulässigen Verformung geschützt ist, wobei der Karosserieboden eine unterhalb der Sitzschiene liegende Öffnung aufweist, an deren Rand die Versteifung ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die randseitige Versteifung ein in Richtung der Sitzschiene ausgestellter um die Öffnung umlaufender Kragen ist und über der länglichen Öffnung ein Rastelement vorgesehen ist, welches eine Sitzunterschiene mit einer Sitzoberschiene verbindet, so dass in einem etwaigen Crashfall das Rastelement keinen Kontakt mit dem Karosserieboden bekommt und nicht ungewollt ausgelöst wird.
Durch die Versteifung wird in vorteilhafter Weise, insbesondere in einem Crashfall, eine über ein Normalmaß hinausgehende Verformung des Karosseriebodens vermieden. Zudem wird die oberhalb der Versteifung angeordnete Sitzschiene in vorteilhafter Weise vor einer über ein Normalmaß hinausgehenden Verformung geschützt, da die Crashkräfte von der Versteifung aufgenommen werden, so dass die Sitzschiene im Crashfall nur in einem zulässigen Maß verformt wird.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung stützt sich die Sitzschiene im Crash-Fall nicht mehr auf einer zusätzlichen Sitzschiene, sondern auf der dafür vorgesehenen und an die Sitzschiene angepassten Versteifung ab, wie im Ausführungsbeispiel noch näher erläutert wird.
Darüber hinaus besteht dadurch in vorteilhafter Weise keine Gefahr mehr, dass ein die mindestens eine verschiebbare Sitzoberschiene gegenüber einer karosseriefesten Sitzunterschiene vorübergehend entriegelndes Verriegelungselement in einem Crashfall ungewollt ausgelöst wird, da dass Verriegelungselement im Crashfall keinen Kontakt mit dem darunter liegenden versteiften Karosserieboden bekommt.
Ferner kann das Verriegelungselement auch nicht durch ein crashbedingtes Verbiegen der Sitzschiene ungewollt ausgelöst werden, das die sich unterhalb der Sitzschiene befindende Versteifung eine Verformung der Sitzschiene über das Normalmaß hinaus verhindert. Bei einer zulässigen Verformung bleibt das Verriegelungselement so in Position, dass die verschiebbare Sitzoberschiene gegenüber der karosseriefesten Sitzunterschiene verriegelt bleibt.
Bei der genannten Anordnung der Sitzschiene handelt es sich um ein angeordnetes Bauteil von vielen anordbaren weiteren Bauteilen in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung umfasst weitere hier nicht genannte Bauteile, die auf einem mit einer Versteifung angeordneten Karosserieboden angeordnet sind.
Unterhalb der Öffnung, die in einem Aufnahmeblech des Karosseriebodens ausgebildet ist, weist der Karosserieboden einen Hohlraum auf. Dieser Hohlraum des Karosseriebodens bewirkt in vorteilhafter Weise, dass in einem Crashfall ein oberhalb des Hohlraumes liegendes Bauteil oder Teile davon, insbesondere das Verriegelungselement einer Sitzschiene, bei einer sich auf das Verriegelungselement auswirkenden Verformung der Sitzschiene in diesen Hohlraum ausweichen kann.
Zudem wird durch diesen Hohlraum unterhalb der Öffnung in vorteilhafter Weise ein vergrößerter Abstand des Verriegelungselementes zu dem nächstliegenden karosserieseitigen Bauteil erzeugt, so dass ein ungewollter Kontakt vermieden wird.
Die vorzugsweise mittels Tiefziehen hergestellte Öffnung kann in Abhängigkeit des Herstellungsverfahrens, beispielsweise bei einem statt Tiefziehen durchgeführten Prägen, durch eine vertiefte Sicke - ohne Öffnung - ersetzt werden, wobei die beschriebenen Vorteile erhalten werden.
In jedem Fall bildet die Sicke oder die Öffnung einen Rand, an dem die Versteifung ausgebildet ist.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich der Karosserieboden dadurch aus, dass die randseitige Versteifung ein in Richtung des Bauteiles ausgestellter Stützsteg ist, der bezogen auf die Längsachse der länglichen Öffnung beziehungsweise der länglichen Sicke zumindest einseitig angeordnet ist.
In einer Kombination der Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass der ausgestellte Stützsteg und der ausgestellte Kragen als ein Formteil in einem formgebenden Herstellungsverfahren ausgebildet sind, so dass der Kragen zumindest bezogen auf die Längsachse der länglichen Öffnung beziehungsweise der Sicke zumindest einseitig einen Stützsteg trägt.
Kragen und Stützsteg könnten in einem alternativen Herstellungsverfahren auch auf andere Weise angeordnet, beispielsweise angeschweißt werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Eine mögliche Ausführung der Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines Fahrzeugsitzes, der oberhalb von Batteriemodulen eines zumindest teilweise batteriegetriebenen Fahrzeuges angeordnet ist;
2 einen Schnitt A-A, gemäß 1 in Querrichtung des Fahrzeuges durch die Anordnung des Fahrzeugsitzes oberhalb eines Batteriemoduls mit einem dazwischen liegenden Karosserieboden;
3 einen Schnitt B-B, gemäß 1 in Längsrichtung des Fahrzeuges durch die Anordnung des Fahrzeugsitzes oberhalb des Batteriemoduls mit dem dazwischen liegenden Karosserieboden;
4 eine perspektivisch Anordnung auf den Karosserieboden.

Für die Zwecke der Beschreibung soll die in Längsrichtung des Fahrzeuges liegende Richtung mit „x“ bezeichnet werden. Mit „y“ wird die Richtung in der Horizontalen des Fahrzeuges quer zur x-Richtung bezeichnet, und mit „z“ wird die Richtung in der Vertikalen des Fahrzeuges quer zur x-Richtung bezeichnet. Diese Bezeichnungsweise der Raumrichtungen in kartesischen Koordinaten entspricht dem in der Kraftfahrzeugindustrie allgemein verwendeten Koordinatensystem. Innerhalb aller Figuren werden nachfolgend die gleichen Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet, wobei gegebenenfalls nicht in jeder Figur erneut alle bereits vorgestellten Bauteile anhand der Bezugszeichen nochmals erläutert werden.
1 zeigt einen Fahrzeugsitz 100. Der Fahrzeugsitz 100 umfasst ein Sitzteil 112 und eine Rückenlehne 114. In üblicher Weise ist der Fahrzeugsitz 100 auf einem Sitzschienenpaar 10, 20 angeordnet. Eine schwellerseitige Sitzschiene 10 des Sitzschienenpaares ist in 1 vollständig sichtbar. Die schwellerseitige Sitzschiene 10 des Fahrzeugsitzes 100 befindet sich im Ausführungsbeispiel auf der Einstiegsseite des Fahrzeuges. Der schwellerseitigen Sitzschiene 10 liegt eine tunnelseitige Sitzschiene 20 in y-Richtung gesehen gegenüber. Sie wird in 1 vom Fahrzeugsitz 100 fast vollständig verdeckt. Nur der vordere Bereich der tunnelseitigen Sitzschiene 20 ist sichtbar.
Unterhalb der tunnelseitigen Sitzschiene 20 liegen aus Batteriezellen 210-n (n= Anzahl der Zellen) ausgebildete Batteriemodule 210, die insgesamt ein Batteriepackage 200 eines zumindest teilweise batteriegetriebenen Fahrzeuges bilden.
In 1 ist ein Karosserieboden 300 des Fahrzeuges nicht dargestellt, um das Batteriepackage 200 sichtbar zu machen. Durch die Anordnung des Batteriepackage 200 ergeben sich durch die Raumforderung des Batteriepackage 200 im Bereich der tunnelseitigen Sitzschiene 20 konstruktiv neue Randbedingungen, die berücksichtigt werden müssen, die insbesondere hinsichtlich der Fahrzeugsicherheit von Relevanz sind, wie noch erläutert wird.
Der Karosserieboden 300 ist im Schnitt A-A der 2 zunächst nur schematisiert sichtbar gemacht. Der Schnitt A-A verläuft in x-Richtung des Fahrzeuges und schneidet den Fahrzeugsitz 100 in der x/z-Ebene.
Dabei ist der Schnitt A-A auf den Bereich begrenzt, in dem ein Batteriemodul 210 angeordnet ist. An das in 2 dargestellte Batteriemodul 210 schließt sich (rechts davon) im Bereich der tunnelseitigen Sitzschiene 20 in Längsrichtung des Fahrzeuges x - entgegen der üblichen Fahrtrichtung des Fahrzeuges gesehen - kein weiteres Batteriemodul 210 an. Die genannte Raumforderung des darunter liegenden Batteriemoduls 210 betrifft im Ausführungsbeispiel nur den vorderen Teil der tunnelseitigen Sitzschiene 20, wozu später noch weiter ausgeführt wird.
Vorne ist die tunnelseitige Sitzschiene 20 mittels eines vorderen Befestigungselementes 30 mit dem Karosserieboden 300 verbunden. Das vordere Befestigungselement 30 greift, wie in 4 deutlich wird, in eine Öffnung 31 eines Auflagers 340 ein (4), welches gegenüber einem dahinter liegenden Aufnahmeblech 320 des Karosseriebodens 300 eine in z-Richtung erhöht liegende horizontale Auflagerfläche in der Auflagerhöhe z₃ für die vordere Anbindung der tunnelseitigen Sitzschiene 20 am Karosserieboden 300 bildet.
Die hintere in 2 nicht dargestellte aber ebenfalls in 4 verdeutlichte Verbindung der tunnelseitigen Sitzschiene 20 mit dem Karosserieboden 300 erfolgt über ein hinteres Befestigungselement (nicht dargestellt), welches in eine Öffnung 41 des Aufnahmebleches 320 des Karosseriebodens 300 eingreift. Die horizontale Fläche des Aufnahmebleches 320 im Bereich der Öffnung 41 liegt in z-Richtung gesehen tiefer in einer Aufnahmeblechhöhe z₁ , als die horizontale Auflagerfläche in der Auflagerhöhe z₃ des Auflagers 340 im Bereich der Öffnung 31. Über das hintere Befestigungselement wird die tunnelseitigen Sitzschiene 20 mit Aufnahmeblech 320 des Karosseriebodens 300 auf der Aufnahmeblechhöhe z₁ verbunden.
Durch diese karosseriefeste Anbindung der tunnelseitigen Sitzunterschiene 21 ist die Sitzschiene 20 gegenüber dem sich oberhalb des Batteriemoduls 210 angeordneten Karosseriebodens 300 geneigt angeordnet. Die daraus resultierende Sitzneigung des Fahrzeugsitzes 100 wird zur Sicherstellung eines gewünschten Verstellfeldes, für die auf dem Fahrzeugsitz Platz nehmenden Passagiere benötigt, wobei das Verstellfeld von den vorgegebenen Innenraumverhältnissen eines Fahrzeuges abhängt.
Das Aufnahmeblech 320 des Karosseriebodens 300 ist, ausgehend von einer über dem Erdboden des Fahrzeuges liegenden Ausgangshöhe zo, in der Aufnahmeblechhöhe z₁ angeordnet.
Die Ausgangshöhe z₀ ist im Bereich der tunnelseitigen Sitzschiene 20, der von der Fahrbahn des Fahrzeuges größte Abstand, der in diesem Bereich durch eine unterschiedliche Abstände zur Fahrbahn aufweisende Bodengrenzfläche 500 definiert ist.
Die Bodengrenzfläche 500 beschreibt eine der Unterseite des Fahrzeuges zugeordnete Grenzfläche. Der zwischen der Bodengrenzfläche 500 und der Fahrbahnfläche (nicht dargestellt) liegende Freiraum ist aus Sicherheitsgründen von Bauteilen freizuhalten. Die Ausgangshöhe z₀ der Bodengrenzfläche 500 dient für die weiteren nachfolgenden Betrachtungen als Ausgangspunkt.
Unterhalb des Karosseriebodens 300 liegt im Bereich der tunnelseitigen Sitzschiene 20, wie die Figuren zeigen mindestens ein Batteriemodul 210-n mit seinem Batteriedeckel 201, welches eine vorgegebene Bauhöhe aufweist. Jedes Batteriemodul 210 weist mehrere Batteriezellen 210-n auf. Die achte und die zehnte Batteriezelle 210-8, 210-10 sind in 2 beispielhaft gekennzeichnet. Der Schnitt B-B der 3 schneidet in einer beispielhaften Darstellung, zur Verdeutlichung der Erfindung, die achte Batteriezelle 210-08.
Zwischen der Ausgangshöhe z₀ der Bodengrenzfläche 500, die im Wesentlichen der Unterkante des Batteriemoduls 210 entspricht und der durch das Aufnahmeblech 320 definierten Oberkante des Karosseriebodens 300 in der Aufnahmeblechhöhe z₁ wird einerseits zum Einbau eines Batteriemoduls 210-n - als erste Randbedingung - oberhalb der Bodengrenzfläche 500 eine Mindesthöhe Δz_min benötigt, die bedingt durch die Bauhöhe des Batteriemoduls 210 nicht unterschritten werden kann.
Dadurch ergibt sich für die Anordnung der tunnelseitigen Sitzschiene 20 eine sehr enge Maßkette, da die tunnelseitige Sitzschiene 20 - als zweite Randbedingung - nicht weiter angehoben werden kann, da das Sitzverstellfeld des Fahrzeugsitzes 100 in Abhängigkeit der Innenraummaße des jeweiligen Fahrzeuges nach oben begrenzt ist. Eine Anhebung des Fahrzeugsitzes 100 über eine Anhebung des Sitzschienenpaares 10, 20 zur Erhöhung der Einzelmaße der Maßkette ist somit ebenfalls nicht möglich.
Die 3 zeigt in einem Schnitt B-B, die Anordnung der tunnelseitigen Sitzschiene 20 im Bereich des achten Batteriemoduls 210-08, wobei der Schnitt B-B die Anordnung in der y/z-Ebene schneidet. Dabei ist der Schnitt B-B genau so gelegt, dass er gleichzeitig ein Rastelement 23 schneidet, welches die Sitzunterschiene 21 lösbar mit der Sitzoberschiene 22 der tunnelseitigen Sitzschiene 20 verbindet.
Dieses in z-Richtung bewegliche Rastelement 23 ist beweglich mit der Sitzoberschiene 22 verbunden und verschiebt sich bei einer Betätigung (Entriegelung der Sitzoberschiene 22 gegenüber der Sitzunterschiene 21) gemeinsam mit der gegenüber der Sitzunterschiene 21 verschiebbaren Sitzoberschiene 22 solange, bis das Rastelement 23 wieder in eine der dafür vorgesehenen Rastöffnungen der Sitzunterschiene 21 eingreift, wodurch die Sitzoberschiene 22 wieder gegenüber der Sitzunterschiene verriegelt ist.
Bei dieser Anordnung der geneigten tunnelseitigen Sitzschiene 20, entsteht bedingt durch die Raumforderung des Batteriemoduls 210 unterhalb des Karosseriebodens 300 und bedingt durch die Einhaltung des Sitzverstellfeldes des Fahrzeugsitzes 100 folgende Problematik:

Zur Verdeutlichung des Problems sind die Schnittkanten des Karosseriebodens 300 im Unterschied zur schematischen Darstellung der 2 in 3 detaillierter dargestellt.

Der Karosserieboden 300 umfasst ein im Wesentlichen horizontal liegendes Einsatzblech 330, das auch als Einsatztopf bezeichnet wird. An dieses Einsatzblech 330 wird aus entgegen gesetzter Richtung ein ebenfalls im Wesentlichen horizontal liegendes Tunnelblech 310 herangeführt, welches in einen im Wesentlichen vertikal liegenden Bereich des Tunnelbleches 310, welches den Mitteltunnel eines Fahrzeuges ausbildet, übergeht. Die sich in x-Richtung überlappenden Bereiche der Bleche 310, 330 werden miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt.
Oberhalb dieser Verbindung liegt das ebenfalls im Wesentlichen horizontal liegende Aufnahmeblech 320, welches einerseits mit dem Tunnelblech 310 und andererseits mit dem Einsatzblech 330 verbunden ist, insbesondere verschweißt ist. Die Oberseite des Aufnahmebleches 320 liegt, wie erwähnt auf der Aufnahmeblechhöhe z₁ .
Zwischen dem Aufnahmeblech 320 und den darunter liegenden Blechen 310, 330 bildet sich ein Hohlraum 350, der sich in x-Richtung erstreckt, wobei die Maße des Hohlraumes 350 konstant bleiben.
Aus Sicherheitsgründen wird zwischen der Aufnahmeblechhöhe z1 des Aufnahmebleches 320 und der Höhe der Unterseite 21-1 der geneigten tunnelseitigen karosseriefesten Sitzschiene 21 ein erforderlicher Mindestabstand Δz_erf festgelegt.
Im Schnitt B-B liegt die Unterseite 21-1 der tunnelseitigen karosseriefesten Sitzschiene 21 auf der Höhe z₂ . Die Höhe z₂ der karosseriefesten tunnelseitigen Sitzschiene 21 verändert sich gegenüber der Ausgangshöhe z₀ der Bodengrenzfläche 500 in x-Richtung, da die Sitzschiene 20 wie erläutert, mithin die tunnelseitige karosseriefeste Sitzschiene 21 geneigt angeordnet ist.
Die sich genau im Schnitt B-B ergebende Höhendifferenz (z₂ minus z₁) zwischen der Unterseite 21-1 der tunnelseitige Sitzschiene 21 und der Oberseite des Aufnahmebleches 320 ist mit Δz_B-B definiert.
Ein wesentlicher Punkt ist, dass die Höhendifferenz Δz_B-B im beispielhaft ausgewählten Schnitt B-B (z2-z1) kleiner ist, als der erforderliche Mindestabstand Δz_erf . Das Problem tritt in einem in Längsrichtung (x-Richtung) liegenden Bereich zwischen der Unterseite 21-1 der tunnelseitigen Sitzschiene 21 und der Oberseite des Aufnahmebleches 320 auf, bei dem z2-z1=Δz_Ist kleiner ist, als der erforderliche Mindestabstand Δ_erf. (Δz_Ist<Δz_erf ).
Der erforderliche Mindestabstand Δz_erf beinhaltet das Maß Δz₂₃ , welches den erforderlichen Freigang einer Unterkante 23-1 eines Verriegelungselementes, insbesondere eines Rastelementes 23, welches die Sitzunterschiene 21 mit der Sitzoberschiene 22 verrastet, während des normalen Betriebszustandes des Fahrzeuges gewährleistet.
In diesem Zustand kann nicht ausgeschlossen werden, dass in einem Crashfall die Unterkante 23-1 des Rastelementes 23 mit dem Aufnahmeblech 320 des Karosseriebodens 300 in Kontakt kommt. Bei einem Kontakt würde es zu einer ungewollten Auslösung des Rastelementes 23 kommen und die tunnelseitige Sitzoberschiene 22 würde sich im Crashfall gegenüber der karosseriefesten tunnelseitigen Sitzunterschiene 21 je nach Kraftrichtung des Crashs nach vorn oder nach hinten (in x-Richtung) verschieben, wodurch der Fahrzeugsitz 100 im Crashfall frei beweglich wäre.
Gemäß der formulierten Aufgabe der Erfindung, soll in einem etwaigen Crashfall ein ungewolltes Auslösen des Rastelementes 23 vermieden werden. Im Crashfall könnte ein Kontakt des Rastelementes mit dem Karosserieboden 300 durch Stauchung des Karosseriebodens 300 und/oder durch Verbiegung der Sitzschiene 20 nach unten hervorgerufen werden, da in einem Crashfall in beiden Fällen der erforderliche Mindestabstand Δz_erf zwischen der Unterseite 21-1 der tunnelseitigen Sitzunterschiene 21 und dem Karosserieboden 300 auf der Aufnahmeblechhöhe z₁ überwunden wird.
Zur Vermeidung eines ungewollten Auslösens des Rastelementes 23 in einem etwaigen Crashfall, wurde eine Lösung gefunden, die darin besteht, dass der Karosserieboden 300, da die enge Maßkette wegen der beschränkenden Randbedingungen nicht veränderbar ist, versteift ausgeführt wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird das oberhalb des Batteriemoduls 210-n liegende Aufnahmeblech 320 des Karosseriebodens 300 versteift.
Prinzipiell besteht die Lösung darin, den Karosserieboden 300 unterhalb eines Bauteiles, insbesondere einer Sitzschiene 10, 20, im Ausführungsbeispiel einer karosseriefesten tunnelseitigen Sitzschiene 21 mit einer Versteifung 400 auszubilden.
Die Versteifung 400 bewirkt in vorteilhafter Weise, dass die enge Maßkette, bei der der erforderliche Mindestabstand Δz_erf kleiner ist als die Höhendifferenz Δz_Ist (z₂-z₁) beibehalten werden kann, da jetzt die Versteifung 400 sicherstellt, dass der Kontakt des Rastelementes 23 mit dem Karosserieboden 300 durch Stauchung des Karosseriebodens 300 und/oder durch Verbiegung der Sitzschiene 20 nach unten nicht Zustande kommen kann, da in beiden Fällen zwar der erforderliche Mindestabstand Δz_erf zwischen der Unterseite 21-1 der tunnelseitigen Sitzunterschiene 21 und dem Karosserieboden 300 auf der Aufnahmeblechhöhe z₁ nicht vorhanden ist, jedoch durch die Versteifung 400 keine Gefahr besteht, dass sich die gegenüber dem erforderlichen Mindestabstand Δz_erf geringere Höhendifferenz Δz_Ist=z₂-z₁ negativ auswirkt.
Die Versteifung 400 stellt nämlich sicher, dass das Rastelement 23 im Crashfall keinen Kontakt mit dem Karosserieboden 300 bekommt, obwohl die Höhendifferenz Δz_Ist=z₂-z₁ zumindest bereichsweise geringer ist, als der erforderlichen Mindestabstand Δz_erf .
Im Ergebnis wird festgestellt, dass die Anordnung des Batteriemoduls 210 durch die erfindungsgemäße Lösung zu keinen sicherheitsrelevanten Einschränkungen führt.
Trotz der Anordnung eines Batteriemoduls 210-n kann somit die Lage der tunnelseitigen Sitzschiene 20 beibehalten werden, wodurch die Position des Fahrzeugsitzes 100 relativ zum Innenraum des Fahrzeuges nicht verändert zu werden braucht, wodurch sich das Sitzverstellfeld nicht ändert, wie es beispielsweise bei einer Anhebung des Fahrzeugsitzes 100 durch Anhebung der Sitzschienen 10, 20 in z-Richtung der Fall wäre.
Die Versteifung 400 wird in dem Bereich ausgeführt, in dem Höhendifferenz Δz_Ist geringer ist, als der erforderliche Mindestabstand Δz_erf.. Dabei wird die Versteifung 400 wie folgt ausgebildet.
Die Versteifung 400 wird als Durchzug im Karosserieboden 300, im Ausführungsbeispiel im Aufnahmeblech 320 ausgeführt.
Die weitere Erläuterung findet anhand des Aufnahmebleches 320 statt. Es versteht sich, dass die Erläuterungen auf Karosseriebleche eines Karosseriebodens 300 im Allgemeinen bezogen sind.
Nach dem Zuschnitt des Aufnahmebleches 320 wird beispielsweise mittels Stanzen eine längliche Öffnung 51 in das Aufnahmeblech 320 eingebracht. Die längliche spaltartige Öffnung 51 wird in x-Richtung verlaufend ausgeführt. Im Bereich dieser länglichen Öffnung 51 mit der Länge Δx_1,2 ist der erforderliche Mindestabstand Δz_erf unterschritten, da Δz_Ist (z₂-z₁) kleiner ist, als der erforderliche Mindestabstand Δz_erf .
Eine erste Länge Δx₁ der Öffnung 51 (siehe 4) liegt in dem Bereich des Aufnahmebleches 320 unter dem ein Batteriemodul 210 angeordnet ist. Eine zweite Länge Δx₂ (siehe 4) der Öffnung 51 liegt ebenfalls im Bereich des Aufnahmebleches 320, jedoch ist dort unterhalb des Aufnahmebleches 320 kein Batteriemodul 210 mehr angeordnet.
Der innerhalb des gewünschten Verstellweges notwendige Verschiebeweg des Fahrzeugsitzes 100 führt dazu, dass das Rastelement 23 beim Verschieben des Fahrzeugsitzes 100 nach hinten noch um die Länge Δx₂ über die hintere Kante der unterhalb des Aufnahmebleches 320 angeordneten Batteriemodule 210 in x-Richtung hinaus geführt wird.
In dem Bereich der vor der ersten Länge Δx₁ der Öffnung 51 liegt, ist die Ist-Höhe Δz_Ist (z₂-z₁) mindestens gleich groß oder größer, als der erforderliche Mindestabstand Δz_erf . Der erforderliche Mindestabstand Δz_erf wird dort nicht unterschritten, so dass eine Versteifung 400 des Karosseriebodens 300 in diesem Bereich nicht notwendig ist.
Zur Herstellung der Versteifung 400 wird beispielsweise Kragenziehen vorgeschlagen. Aus der ausgebildeten Öffnung 51 wird ein umlaufender Kragen 410 gezogen. Dazu wird nach der Herstellung der Öffnung 51 ein Formstempel gegen eine Matrize gedrückt, wobei sich der gewünschte Kragen 410 aufstellt.
Im Ausführungsbeispiel wird beispielsweise mittels Kragenziehen, auf der gesamten Länge Δx_1,2 der sich in Längsrichtung (x-Richtung) erstreckenden Längseiten der Öffnung 51 und auf den Schmalseiten der Öffnung 51, die quer zur Längsrichtung (y-Richtung) verlaufen, ein umlaufender Kragen 410 gezogen.
Im Bereich der zweiten Länge Δx₂ der Öffnung 51 ist der Ist-Abstand Δz_Ist zwischen der Unterseite 21-1 der karosseriefesten tunnelseitigen Sitzschiene 21 auf der Höhe z₂ und der Oberseite des Aufnahmebleches 320 mit der Aufnahmeblechhöhe z₁ so gering, dass nur der umlaufende Kragen 410 ausgebildet wird, der im Bereich der zweiten Länge Δx₂ der Öffnung 51 maximal so hoch ausgebildet ist, wie der kleinste Ist-Abstand Δz_Ist (z₂-z₁) es zulässt.
Im Bereich der ersten Länge Δx₁ ist der Abstand zwischen der Unterseite 21-1 der tunnelseitigen Sitzschiene 21 und der Oberseite des Aufnahmebleches 320 mit der Aufnahmeblechhöhe z₁ größer, deshalb wird im Ausführungsbeispiel mindestens einseitig ein Stützsteg 420 ausgebildet, der im Bereich der zweiten Länge Δx₂ der Öffnung 51 in den Kragen 410 übergeht.
Eine Besonderheit des Stützsteges 420 ist, dass die Oberseite 420-1 des Stützsteges 420, wie 4 in der perspektivischen Darstellung zeigt, geneigt ist und in x-Richtung von vorn nach hinten - in Richtung des hinteren Bereiches der Öffnung 51 mit der zweiten Länge Δx₂ - abfällt.
Der Stützsteg 420 oberhalb des umlaufenden Kragens 410 bildet somit - blickt man seitlich in y-Richtung auf den Stützsteg 420 - eine dreieckige Form.
Diese dreieckige Form wurde gewählt, da die sich oberhalb der Versteifung 400 befindende tunnelseitige Sitzschiene 20 in x-Richtung nach hinten schräg abfällt. Der unterhalb der tunnelseitigen Sitzschiene 20 vorhandene Bauraum zur Ausbildung einer Versteifung 400 wird somit in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit des Raumangebotes optimal ausgenutzt.
Durch diese dreieckige Form des Stützsteges 420 wird ferner erreicht, dass die zum Stützsteg 420 in diesem Bereich Δx₂ parallel verlaufende Sitzunterschiene 21 der Sitzschiene 20 in einem Crashfall optimal gegen eine Verformung abgestützt und geschützt ist.
Im Bereich der ersten Länge Δx₁ der Öffnung 51 ist der Abstand (z₂-z₁) zwischen der Unterseite 21-1 der tunnelseitigen Sitzunterschiene 21 auf der Höhe z₂ und der Oberseite des Aufnahmebleches 320 mit der Aufnahmeblechhöhe z₁ nicht so gering, so dass der Stützsteg 420 ausbildbar ist.
Dabei wird der Stützsteg 420 derart ausgebildet, dass der Stützsteg 420 im Bereich der ersten Länge Δx₁ der Öffnung 51 jeweils so hoch ausgebildet ist, wie es der jeweilige Ist-Abstand Δz_Ist (z₂-z₁) gerade zulässt.
Die Versteifung 400 verhindert somit eine zu starke Stauchung des Karosseriebodens 300 in den Bereichen Δx_1,2 in dem der Ist-Abstand Δz_Ist kleiner ist, als der erforderliche Mindestabstand Δz_erf (Δz_ist < z_erf). Dadurch wird auch eine Verbiegung der tunnelseitigen Sitzschiene 20 nach unten oder oben verhindert. Im Ergebnis kann der bisher geforderte Sicherheitsabstand Δz_erf innerhalb der Maßkette unterschritten werden, ohne das die Gefahr besteht, dass ein Rastelement 23 ungewollt ausgelöst wird. Die Abstützung einer Sitzschiene 10, 20 erfolgt somit über eine spezielle Ausgestaltung des Karosseriebodens 300, wie erläutert, unterhalb einer Sitzschiene 10.
Berechnungen zur Steifigkeit des Karosseriebodens 300 mit einer Versteifung 400, 410, 420 bestätigen, dass gemäß der Aufgabe stets verhindert wird, dass ein die mindestens eine verschiebbare Sitzoberschiene 22 gegenüber einer karosseriefesten Sitzunterschiene 21 vorübergehend entriegelndes Rastelement 23 in einem etwaigen Crashfall nicht ungewollt ausgelöst wird.
Bezugszeichenliste

10: schwellerseitige Sitzschiene
20: tunnelseitige Sitzschiene
21: tunnelseitige Sitzunterschiene (karosseriefest)
21-1: Unterseite der Sitzunterschiene
22: tunnelseitige Sitzoberschiene
23: Rastelement
23-1: Unterkante Rastelement 23
30: vorderes Befestigungselement
31: Öffnung
41: Öffnung
51: Öffnung
100: Fahrzeugsitz
112: Sitzteil
114: Rückenlehne
200: Batteriepackage
201: Batteriedeckel
210: Batteriemodul
210-n: n-te Batteriezelle eines Batteriemoduls
210-08: achte Batteriezelle (n=8)
210-10: zehnte Batteriezelle (n=10)
300: Karosserieboden
310: Tunnelblech
320: Aufnahmeblech
320-1: Rand
330: Einsatzblech
340: Auflager
350: Hohlraum
400: Versteifung
410: Kragen
420: Stützsteg
420-1: Oberseite
500: Bodengrenzfläche
A-A: Schnitt A-A
B-B: Schnitt B-B
Δx1: erste Länge der Öffnung 51
Δx2: zweite Länge der Öffnung 51
z0: Ausgangshöhe
z1: Karosseriebodenhöhe von 320
z2: Höhe der Unterseite der tunnelseitige Sitzunterschiene im Schnitt B-B
ΔzIst (z2-z1): Ist-Höhe/Ist-Abstand
z3: Auflagerhöhe
Δzmin: Mindesthöhe
Δzerf: erforderlicher Mindestabstand
Δz23: Freigang 23 im Normalbetrieb
ΔzB-B: Höhendifferenz z₂-z₁ im Schnitt B-B
x: Längsrichtung eines Fahrzeuges
y: Horizontale quer zur Längsrichtung x
z: Vertikale quer zur Längsrichtung x

Claims

Karosserieboden (300) eines Kraftfahrzeuges, auf dem mindestens eine mit dem Karosserieboden (300) fest verbundene Sitzschiene (20) angeordnet ist, wobei der Karosserieboden (300) unterhalb der mindestens einen Sitzschiene (20) eine Versteifung (400) aufweist, wodurch der Karosserieboden (300) und die mit dem Karosserieboden (300) verbundene Sitzschiene (20) vor einer unzulässigen Verformung geschützt ist, wobei der Karosserieboden (300) eine unterhalb der Sitzschiene (20) liegende Öffnung (51) aufweist, an deren Rand (320-1) die Versteifung (400) ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass die randseitige Versteifung (400) ein in Richtung der Sitzschiene (20) ausgestellter um die Öffnung (51) umlaufender Kragen (410) ist und über der länglichen Öffnung (51) ein Rastelement (23) vorgesehen ist, welches eine Sitzunterschiene (21) mit einer Sitzoberschiene (22) verbindet, so dass in einem etwaigen Crashfall das Rastelement (23) keinen Kontakt mit dem Karosserieboden (300) bekommt und nicht ungewollt ausgelöst wird.
Karosserieboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die randseitige Versteifung (400) ein in Richtung der Sitzschiene (20) ausgestellter Stützsteg (420) ist, der bezogen auf die Längsachse der länglichen Öffnung (51) zumindest einseitig angeordnet ist.
3. Karosserieboden nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgestellte Stützsteg (420) und der ausgestellte Kragen (410) als ein Formteil ausgebildet sind, so dass der Kragen (410) zumindest bezogen auf die Längsachse der länglichen Öffnung (51) zumindest einseitig einen Stützsteg (420) trägt.
Karosserieboden nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberseite (420-1) des Stützsteges (420) oder eine Oberseite des umlaufenden Kragens (410) gegenüber dem Karosserieboden (300) geneigt ausgebildet ist.
Karosserieboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Karosserieboden (300) ein Aufnahmeblech (320) aufweist, welches die Sitzschiene (20) trägt und gleichzeitig die Versteifung (400) aufweist.
Karosserieboden nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Aufnahmebleches (320) ein Hohlraum (350) ausgebildet ist.
Anordnung eines Fahrzeugsitzes (100) in einem Kraftfahrzeug, welcher auf mindestens einer über ein Sitzuntergestell mit einem Karosserieboden (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 fest verbundenen Sitzschiene (20) angeordnet ist.