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Die Erfindung betrifft eine Crashstruktur für ein Fahrzeug mit einem in dessen Längsrichtung sich erstreckenden Mitteltunnel und wenigstens einem Fahrzeugsitz.
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Kraftfahrzeuge mit einem Hybridantrieb oder vollständig elektrisch betriebene Fahrzeuge sind bekannt. Die für solche Antriebe erforderlichen Batterien werden oftmals bekannterweise im Mitteltunnel des Fahrzeugs untergebracht. Im Hinblick auf einen Frontalaufprall, einen Seitencrash usw. muss die Batterie so in das Fahrzeug integriert werden, dass die Batterie weder für die Fahrzeuginsassen noch für die Umgebung eine Gefahr darstellt. Obwohl die Integration einer solchen Batterie in den Mitteltunnel als idealer Ort erscheint, müssen trotzdem zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um in einem Crashfall sowohl eine Zerstörung der Batterie als auch eine Gefährdung der Fahrzeuginsassen zu vermeiden.
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So ist aus der
DE 10 2009 053 138 A1 ein Fahrzeug mit E-Antrieb bekannt, dessen Batterie mit einem Energieabsorbierelement aus einem faserverstärktem Kunststoff ausgestattet ist, welches in einem Crashfall die Crashenergie abbaut. Zusätzlich kann bei diesem bekannten Fahrzeug die Batterie in einem Batteriekasten aus ebenso einem faserverstärkten Kunststoff untergebracht werden. Diese bekannten Maßnahmen sind nicht crashspezifisch, also nicht auf die jeweilige Art eines Crashes ausgerichtet, sondern sollen die bei einem Crash auftretenden kinetischen Energien abbauen. Außerdem wird für diese Maßnahmen zusätzlicher Bauraum benötigt.
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Des Weiteren beschreibt die
DE 10 2010 045 997 A1 ein Fahrzeug, welches zumindest teilweise elektrisch betrieben wird und einen Mitteltunnel zur Aufnahme einer Batterie aufweist, die zum Betreiben eines Elektromotors als Antriebsmotor für das Fahrzeug dient. Zum Schutz der Batterie und der Fahrzeuginsassen ist der Mitteltunnel zur Aufnahme von aus einem Seitenaufprall herrührenden Kräften verstärkt ausgebildet. Hierzu ist es vorgesehen, am Mitteltunnel Quer- und/oder Längsversteifungen, also quer zur Fahrrichtung oder in Fahrtrichtung anzuordnen, um bei einer seitlichen Intrusion eines Fahrzeugs im Falle eines Seitenaufpralls die Batterie zu schützen.
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Diese bekannte Maßnahme der Verwendung eines versteiften Mitteltunnels verursacht jedoch zusätzliches Gewicht, was bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen nicht erwünscht ist. Ferner wird durch die Verwendung von Quer- und/oder Versteifungsrippen zusätzlicher Bauraum verbraucht, was ebenso nachteilig ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Crashstruktur der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher ein erhöhter Schutz der Batterie im Falle eines Seitenaufpralls erreicht wird, jedoch ohne zusätzlichen Bauraum und mit möglichst wenig zusätzlichen Gewicht realisierbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Crashstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Eine solche Crashstruktur für ein Fahrzeug mit einem in dessen Längsrichtung sich erstreckenden Mitteltunnel und wenigstens einem Fahrzeugsitz zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass wenigstens eine Seitenwand des Mitteltunnels im Bereich des Fahrzeugsitzes mittels einer stoßenergieabsorbierenden Crashplatte versteift ist, welche im Falle eines Seitencrashs auf den Fahrzeugsitz auftreffende Seitenkräfte aufnimmt.
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Der Bereich der Tunnelflanken zwischen den beiden vorderen Fahrzeugsitzen stellt hinsichltich eines Seitenaufpralls ein besonders sensibler Bereich dar, der daher ohne entsprechende konstruktive Maßnahmen aus Sicherheitsgründen nicht für die Unterbringung einer Batterie verwendbar ist. Bei einem Fahrzeug, bspw. einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Crashstruktur kann auch in diesem crashgefährdeten Bereich des Mitteltunnels zwischen den vorderen Fahrzeugsitzen eine Batterie, insbesondere eine Hochvoltbatterie montiert werden, da dieser Bereich als Aufschlagbereich eines Fahrzeugsitzes bei einem Seitenaufprall durch diese erfindungsgemäße Crashstruktur geschützt wird. Damit erhöht sich insgesamt die Batteriekapazität und führt zu einer Erhöhung der elektrischen Reichweite.
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Ferner ist der Einsatz einer Crashplatte als Crashstruktur im Wesentlichen bauraumneutral, so dass hierfür nur wenige konstruktive Änderungen an einem üblichen Mitteltunnel durchgeführt werden müssen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Crashplatte auf der Seitenwand des Mitteltunnels im Bereich des Sitzverstellfeldes des Fahrzeugsitzes angeordnet, so dass unabhängig von der Position des Fahrzeugsitzes im Falle eines Seitenaufpralls ggf. der Fahrzeugsitz immer auf diese Crashplatte auftrifft und dadurch der Mitteltunnel vor einer Beschädigung geschützt ist und dadurch die Gefahr, dass eine in diesem Bereich untergebrachte Batterie von dem Fahrzeugsitz nicht intrudiert wird, im Wesentlichen ausgeschlossen ist, zumindest stark verringert wird.
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Eine besonders wirksame Crashstruktur ergibt sich nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, wenn die freien Enden der Seitenwände des Mitteltunnels jeweils mit einem Längsträger verbunden sind, wobei der Längsträger eine Abstützung für die Crashplatte bildet, indem deren untere Kante sich auf diesem Längsträger abstützt. Ferner ist weiterbildungsgemäß auch im Bereich der oberen Kante der Crashplatte eine Abstützung vorgesehen, indem der Mitteltunnel im Wesentlichen U-förmig und mit dessen Eckbereiche aussteifenden Eckversteifungen ausgebildet ist, so dass diese Eckversteifungen jeweils eine Abstützung für die Crashplatte bilden.
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Dabei bietet es sich weiterbildungsgemäß an, zur Bildung eines rechteckigen Querschnittes mit einer Seitenwand und dem Verbindungsteil die Eckversteifungen als Längsträger mit einem rechtwinkligen Querschnitt auszubilden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, die Crashplatte zur Montage im Rohbau des Fahrzeugs auszubilden, so dass die Crashplatte als Strukturbauteil im Rohbau montiert werden kann. Nachdem die Karosserie des Fahrzeugs montiert ist, kann eine solche Crashplatte zur Bildung einer Sichtoberfläche mit einer Deckfolie, einem Stoff oder mit einem Fußbodenbelag verdeckt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich, wenn die Crashplatte eine integral ausgebildete Sichtoberfläche aufweist oder mit einer separaten Deckschicht als Sichtoberfläche ausgebildet ist, so dass sie im Bereich Interieur zusätzlich als Designelement optisch in Erscheinung treten kann. Damit kann im Bereich eines Fahrzeugsitzes der die Seitenwand des Mitteltunnels bedeckende Fußbodenbelag auf der Sichtseite durch diese erfindungsgemäße Crashplatte ersetzt werden, so dass deren Sichtoberfläche optisch wahrnehmbar ist und eine hochwertige Anmutung im Innenraum des Fahrzeugs unterstützt. Da die Wandstärke der erfindungsgemäßen Crashplatte der Dicke eines solchen Fußbodenbelages entspricht, ist die Montage dieser Crashplatte vollständig bauraumneutral.
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Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Crashplatte aus einem faserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise aus einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) hergestellt, so dass hierdurch nur wenig zusätzliches Gewicht entsteht, das im Wesentlichen durch den in diesem Bereich der Crashplatte ersetzten Fußbodenbelag kompensiert wird. Um eine solche Crashplatte mit einer Sichtoberfläche auszubilden, kann diese integral in einer solchen CFK-Crashplatte realisiert werden oder aber mit einer Deckschicht, bspw. einer Dekorfolie zur Bildung einer Sichtoberfläche versehen werden.
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Weiterbildungsgemäß kann die erfindungsgemäße Crashplatte auch aus Metall, bspw. Edelstahl mit einer optisch ansprechenden Sichtoberfläche hergestellt werden. Auch ist es möglich die aus Metall hergestellte Crashplatte mit einer Dekorfolie zur Bildung einer Sichtoberfläche zu bekleben. Auch ist es möglich
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht auf das Innere eines Kraftfahrzeugs mit einem Mitteltunnel und den diesem benachbarten Fahrzeugsitzen, und
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2 eine schematische Schnittdarstellung im Bereich des Mitteltunnels gemäß des Schnittes A-A nach 1.
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Das in 1 schematisch dargestellte Fahrzeug 10, bspw. ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug zeigt den vorderen Bereich von dessen Fahrgastraum mit zwei vorderen Fahrzeugsitzen 2 und 3 mit jeweils einer Rückenlehne 2a bzw. 3a sowie einem dazwischen, entlang der Mittelachse des Fahrzeugs 10 verlaufenden Mitteltunnel 1 sowie andeutungsweise eine Rücksitzbank 6.
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Der Aufbau des Mitteltunnels 1 in einem Bereich 7 der beiden Fahrzeugsitze 2 und 3, der dem Sitzverstellfeld entspricht, zeigt der Schnitt A-A in 2, der in der Ebene eines Sitzrohres 2b bzw. 3b einer Rückenlehnenverstellvorrichtung des Fahrzeugsitzes 2 bzw. 3 liegt. Hiernach ist der Mitteltunnel 1 U-förmig mit zwei im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Seitenteilen 1a und 1b und einem diese beiden Seitenteile 1a und 1b horizontal verbindenden Verbindungsteil 1c ausgebildet. Die beiden Seitenteile 1a und 1b sind im Bodenbereich der Karosserie des Fahrzeugs 10 jeweils an einen Längsträger 8 mit pultdachförmigen Querschnitt angebunden, der seinerseits mit einem Bodenblech 9, bzw. einem Sitzquerträger 9 verbunden ist, welches bspw. Sitzträger (nicht dargestellt) zur Anbindung der beiden Fahrzeugsitze 2 und 3 trägt. Dabei schließt sich ein pultdachförmiges Seitenteil 8a des Längsträgers 8 einerseits an ein Seitenteil 1a bzw. 1b an und andererseits geht es in das Bodenblech 9 bzw. den Sitzquerträger 9 über. In den oberen Eckbereichen des Mitteltunnels 1 sind jeweils Eckversteifungen 1d vorgesehen, die als winkelförmige Längsträger ausgebildet sind und zusammen mit einem Seitenteil 1a bzw. 1b und dem Verbindungsteil 1c einen rechteckförmigen Querschnitt bilden, Schließlich ist dieser Mitteltunnel 1 ausgebildet zur Aufnahme einer Batterie 5, bspw. einer Hochvoltbatterie für den Antrieb von wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor des Fahrzeugs 10.
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Aus den beiden 1 und 2 ist ersichtlich, dass im Sitzverstellfeld 7 zwischen dem Mitteltunnel 1 und jeweils einem benachbarten Fahrzeugsitz 2 bzw. 3 die beiden Seitenwände 1a und 1b auf deren Sichtseite jeweils mit einer Crashplatte 4 aus faserverstärktem Kunststoff versteift sind, die jeweils mit Verbindungsmitteln 4a fest und flächenschlüssig mit dem Mitteltunnel 1 verbunden sind. Im unteren Bereich stützt sich die Crashplatte 4 gegen das pultdachförmige Seitenteil 8a des Längsträgers 8 ab, wogegen der obere Bereich der Crashplatte 4 sich gegen die Eckversteifungen 1d abstützt. Ferner ist die obere freie Kante der Crashplatte 4 angefast, um einen kontinuierlichen Übergang zur oberen Fläche des Verbindungsteils 1c zu realisieren. Die Montage der Crashplatten an dem Mitteltunnel 1 kann als Schraub- oder Clipsverbindung oder als Klebeverbindung realisiert werden.
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Dieser dem Sitzverstellfeld entsprechenden Bereich 7 des Mitteltunnels 1, der diese Crashplatten 4 trägt, zeichnet sich dadurch aus, dass dort bei einem Seitenaufprall der Fahrzeugsitz 2 bzw. 3 in Richtung des Mitteltunnels 1 gedrückt wird und in diesem Bereich 7 auf die Seitenwand 1a oder 1b aufschlägt. Dieser Aufschlagbereich 7 des Mitteltunnels 1 ist daher crashgefährdet und wird von den Crashplatten 4 stabilisiert, so dass in diesem Bereich 7 des Mitteltunnels 1 die Batterie 5 ausreichend geschützt ist. Die Länge L der Crashplatten 4 in Richtung des Mitteltunnels 1 entspricht im wesentlichen der Länge des Sitzverstellfeldes der beiden Fahrzeugsitze 2 und 3, so dass unabhängig von der Stellung des Fahrzeugsitzes 2 bzw. 3 im Falle eines Seitenaufpralls der Fahrzeugsitz 2 bzw. 3 immer auf diese Crashplatte 4 aufschlägt.
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Die Crashplatte 4 ist mit einer Sichtoberfläche oder einer optische ansprechenden Deckschicht ausgebildet, so dass die Crashplatte 4 optisch in Erscheinung tritt. Damit kann in diesem Bereich 7 der Seitenwände 1a und 1b, die mit den Crashplatten 4 verstärkt sind, auf einen Fußbodenbelag 9a verzichtet werden, der die Seitenwände 1a und 1b nur außerhalb dieses Bereichs 7 bedeckt. Die Crashplatten 4 werden daher in einer der Dicke des Fußbodenbelages 9a entsprechenden Stärke hergestellt, bspw. aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff.
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Die Crashplatten 4 können auch aus Metall mit einer integrierten Sichtoberfläche oder einer aufgebrachten Dekorfolie bzw. Dekorschicht hergestellt werden.
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Ferner ist es auch möglich, die Crashplatte 4 so auszubilden, dass sie im Rohbau der Fahrzeugkarosserie montiert werden kann. Nach der Fertigstellung der Fahrzeugkarosserie kann die Crashplatte 4 mit dem üblichen verwendeten Fußbodenbelag abgedeckt werden. Auch kann diese Crashplatte 4 mit einer separaten Sichtoberfläche ausgebildet werden, indem diese mit einer Deckfolie oder einem sonstigen dekorativen Stoff bedeckt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mitteltunnel des Fahrzeugs 10
- 1a
- Seitenwand des Mitteltunnels 1
- 1b
- Seitenwand des Mitteltunnels 1
- 1c
- Verbindungsteil des Mitteltunnels 1
- 1d
- Eckversteifung
- 2
- Fahrzeugsitz des Fahrzeugs 10
- 2a
- Rückenlehne des Fahrzeugsitzes 2
- 2b
- Sitzrohr des Fahrzeugsitzes 2
- 3
- Fahrzeugsitz des Fahrzeugs 10
- 3a
- Rückenlehne des Fahrzeugsitzes 3
- 3b
- Sitzrohr des Fahrzeugsitzes 3
- 4
- Crashplatte
- 4a
- Verbindungsmittel der Crashplatte 4
- 5
- Batterie, Hochvoltbatterie
- 6
- Rücksitzbank.
- 7
- Bereich des Mitteltunnels 1 entsprechend dem Sitzverstellfeld der Fahrzeugsitze 2 und 3, Aufschlagbereich
- 8
- Längsträger
- 8a
- pultdachförmiges Seitenteil der Längsträgers 8
- 9
- Bodenblech, Sitzquerträger
- 9a
- Fußbodenbelag
- 10
- Fahrzeug, Kraftfahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009053138 A1 [0003]
- DE 102010045997 A1 [0004]
