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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bei Fahrzeugen mit einer auf einem Fahrgestell aufgesetzten Karosserie ist die Karosserie in der Regel breiter als das Fahrgestell. Bei einem Seiten- bzw. seitlichen Aufprall wird der Aufprall und die entsprechende Verformung zunächst von der Karosserie aufgenommen. Bei den Querträgern des Karosseriebodens handelt es sich um die vorrangigen Lastpfade für einen Seitenaufprallschutz in einer ersten Phase des Aufpralls. Bei einer ausreichenden Karosserieverformung sind die Fahrgestellstrukturen im Eingriff und stellen eine zusätzliche seitliche Belastungsübertragung bereit. Aufgrund eines beachtlichen Spalts zwischen der Karosserieseite und den in typischen Fahrzeugen mit einer auf einem Fahrgestell aufgesetzten Karosserie vorhanden Fahrgestell-Längsträgern nehmen die Bodenquerträger die Aufprallenergie zunächst alleine auf. Dies setzt eine erhebliche Karosseriestruktur voraus, um eine angemessene konstruktive Festigkeit zur Verminderung unerwünschter Verschiebungen der Sitzpositionen aufgrund einer Verformung des Fahrzeugbodens zu erreichen.
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Die gegenwärtige Karosseriestruktur unterliegt keiner wesentlichen Aufprallbelastung, bis die verformte Karosserie am proximalen Fahrgestell-Längsträger eingreift. Es wird keine wesentliche seitliche Belastung über die Fahrgestell-Querträger in bzw. über das Fahrgestell hinweg übertragen, bis die sich verformende Karosserie am proximalen Fahrgestell-Längsträger eingreift.
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Während die Lagerungen zwischen der Karosserie und dem Fahrgestell gewisse Belastungen zwischen der Karosserie und dem Fahrgestell übertragen, verläuft die vorgesehene und vorrangige von den Lagerungen übernommene Lastübertragungsrichtung vertikal. Karosserielagerungen sind nicht dazu ausgelegt, seitliche Aufprallbelastungen von der Karosserie an das Fahrgestell zu übertragen und ermöglichen eine begrenzte seitliche Hin- und Herbewegung der Karosserie gegenüber dem Fahrgestell. Gegenwärtig können Halterungen direkt zwischen dem Schweller und dem seitlichen Längsträger platziert werden, um eine geringere Karosserieauslenkung durch eine Übertragung der Aufprallbelastung auf das Fahrgestell zu erzielen, aber diese Halterungen übermitteln lediglich die Aufprallenergie vom Schweller auf den proximalen Fahrgestell-Längsträger und erlauben eine unerwünschte bzw. übermäßige Verformung des proximalen Fahrgestell-Längsträgers.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Fahrzeugkarosserie, die auf einem separaten Fahrgestell angeordnet ist.
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2 zeigt eine Schnittansicht der Karosserie und des Fahrgestells aus 1 unmittelbar vor einer Vordersitzposition mit Blickrichtung zu einem Heck des Fahrzeugs, wobei ein Sitz in der linken vorderen Sitzstellung gezeigt wird.
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3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Karosserie- und Fahrgestellabschnitts im Ausschnitt 3 aus 2.
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4 zeigt eine Ansicht der Karosserie und des Fahrgestells aus 1 von unten.
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5 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Karosserie- und Fahrgestellabschnitts im Ausschnitt 5 aus 4.
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6 zeigt eine Schnittansicht der Karosserie und des Fahrgestells aus 1 in der gleichen Richtung wie in 2 ohne den Sitz, wobei eine erste Ausführungsform des Lastpfad-Leitmechanismus eingearbeitet ist.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform des Lastpfad-Leitmechanismus auf der rechten Seite mit Blick nach innen und hinten, wobei Abschnitte eines Fahrgestell-Längsträgers zur besseren Sicht der dargestellten Struktur transparent sind.
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8 zeigt eine Schnittansicht der Karosserie und des Fahrgestells aus 1 in der gleichen Richtung wie in 2 mit beiden Vordersitzen, wobei eine zweite Ausführungsform des Lastpfad-Leitmechanismus eingearbeitet ist.
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9 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Ausführungsform des Lastpfad-Leitmechanismus aus 8 auf der rechten Seite mit Blick nach innen und leicht nach hinten.
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10 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Ausführungsform des Lastpfad-Leitmechanismus aus 8 auf der linken Seite des Fahrgestells angeordnet, mit Blick nach innen und leicht nach hinten.
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 6 und 7 dargestellten beispielhaften Abstandshalters.
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12 zeigt eine perspektivische Ansicht des in 8, 9 und 10 dargestellten beispielhaften Abstandshalters.
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13 zeigt eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Abstandshalters aus 12.
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14 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kopplungshalterung aus 6 und 7.
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15 zeigt eine perspektivische Ansicht der Kopplungshalterung aus 8, 9 und 10.
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16 zeigt eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Kopplungshalterung aus 8, 9 und 10.
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17 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Querträgers, in dem eine alternative Ausführungsform einer Verstärkung eingearbeitet ist.
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18 zeigt eine perspektivische Schnittansicht des in 17 dargestellten Querträgers.
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19 zeigt eine Schnittansicht der Karosserie und des Fahrgestells aus 1 ohne die Kopplungshalterung und den Abstandshalter unmittelbar hinter der Vordersitzposition mit Blick auf eine Front des Fahrzeugs, wobei ein Sitz in der linken vorderen Sitzposition gezeigt wird und die Karosserie und das Fahrgestell durch einen Seitenaufprall verformt sind.
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20 zeigt eine Schnittansicht der Karosserie und des Fahrgestells aus 1, wobei die erste Ausführungsform des Lastpfad-Leitmechanismus eingearbeitet ist, unmittelbar hinter der Vordersitzposition und mit Blick auf eine Front des Fahrzeugs, wobei ein Sitz in der linken vorderen Sitzposition gezeigt wird und die Karosserie und das Fahrgestell durch einen Seitenaufprall verformt sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Bei den in dieser Beschreibung verwendeten Ausrichtungen und Richtungen (vor, hinter, links, rechts, oben, unten) handelt es sich nicht um einschränkende, sondern um sachdienliche Hinweise für den Leser zur Veranschaulichung mindestens einer Ausführungsform der beschriebenen Konstruktionen. Solche relativen Ausrichtungen gehen von der Sichtweise des Fahrers aus.
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Zur Verdeutlichung der Karosseriestrukturelemente wird in 1 eine Fahrzeugkarosserie 20 in der Form einer Rohkarosserie über einem Fahrgestell 22 angeordnet gezeigt. Ein Aufpralltestpfosten 23 ist auf der linken Seite des Fahrzeugs schattiert gezeigt.
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Der Rahmen 20 weist sowohl einen linken Fahrgestell-Längsträger 24 als auch einen rechten Fahrgestell-Längsträger 25 auf, wie dies am besten in 4 zu sehen ist. Die Fahrgestell-Längsträger sind im Wesentlichen spiegelbildlich zueinander ausgeführt. Es bestehen gewisse begrenzte Abweichungen zwischen den Seiten, da Kraftfahrzeuge nicht perfekt symmetrisch ausgelegt sind. Beide Fahrgestell-Längsträger sind im Wesentlichen parallel zu einer gemeinsamen Front-Heck-Achse 26 angeordnet. Jeder der Längsträger 24, 25 und der Querträger ist dadurch gekennzeichnet, dass sie im Wesentlichen parallel zu ihrer jeweiligen Achse liegen, da die Längsträger und Querträger nicht perfekt gerade sind. Die Längsträger weisen Krümmungen auf, die die Lagerung von Bauteilen, die das Fahrgestell tragen, und von Bauteilen, die vom Rahmen getragen werden, aufnehmen.
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Zwischen den Fahrgestell-Längsträgern 24 und 25 sind mehrere starr mit diesen verbundene Fahrgestell-Querträger 28, 30, 34, 36, 38, 40, 42 und 44 angeordnet. Fahrgestell-Querträger sind im Wesentlichen parallel zu einer Querachse 27 angeordnet. Eine Vertikalachse 29 verläuft senkrecht sowohl zur Front-Heck-Achse 26 als auch zur Querachse. Für einen optimalen Nutzen sollte ein ausgewählter Querträger unmittelbar unter einer Sitzposition verlaufen. Die Sitzposition weist entlang der Front-Heck-Achse 26 eine vorbestimmte Position auf. Der beispielhafte Querträger 36 verläuft unmittelbar unter den Vordersitzen. Wie am besten in 5 zu sehen ist, verläuft der Querträger 36 vollständig durch den Fahrgestell-Längsträger 24 hindurch. Ein außenliegendes Ende des Querträgers 36 erstreckt sich ein wenig über eine außenliegende Seite des Fahrgestell-Längsträgers 24 hinaus. Der Querträger 36 ist sowohl auf einer innenliegenden Seite des Längsträgers 24 als auch auf einer außenliegenden Seite des Längsträgers 24 an dem Längsträger 24 angeschweißt.
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Der Lastpfad-Leitmechanismus 90 kann so angepasst sein, dass dieser die Position anderer Lagerungspunkte wie etwa der Karosserielagerungen 46, 48 auf dem Rahmen berücksichtigt. Wie in 4 gezeigt, sind mehrere Karosserielagerungen 46, 48 an einer außenliegenden Seite der Fahrgestell-Längsträger 24, 25 festgelegt. Die Karosserielagerungen weisen u.a. in einer ersten Position auf dem linken Fahrgestell-Längsträger 24 eine linke Karosserielagerung 46 und in einer zweiten Position auf dem rechten Fahrgestell-Längsträger 26 eine rechte Karosserielagerung 48 auf. In die Karosserielagerungen 46 und 48 sind Stützflansche eingearbeitet. Ein Stützflansch 50 für die rechte Karosserielagerung ist am besten in 7 zu sehen. Die Karosserielagerungen 46, 48 lassen sich auf den jeweiligen innenliegenden Seiten der Fahrgestell-Längsträger 24, 26 platzieren oder unmittelbar auf den Fahrgestell-Längsträgern 24, 26 lagern.
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Wie in 4 weiter gezeigt, weist die Karosserie 20 u.a. ein Karosserie-Unterteil bzw. einen Karosserieboden auf, das bzw. der wiederum Bodenquerträger 54 und ein (nicht gezeigtes) Bodenblech aufweist.
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Die gesamte für den Einsatz der dargestellten Ausführungsformen geeignete Fahrzeugkarosseriekonstruktion ist am besten in 1 zu sehen. Eine linke Seitenstruktur der Karosserie weist unter den linken Türausschnitten einen linken Schweller 56 auf. Eine linke A-Säule 58, B-Säule 60, C-Säule 62 und D-Säule 64 (teilweise gezeigt) erstrecken sich nach oben zu einem linken Dachseitenträger 66 hin. Eine rechte Seitenstruktur der Karosserie weist unter den rechten Türausschnitten einen rechten Schweller 70 auf. Eine rechte A-Säule 72, B-Säule 74, C-Säule 76 und D-Säule 78 (teilweise gezeigt) erstrecken sich nach oben zu einem rechten Dachseitenträger 80 hin.
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Dachquerträger 82 verbinden die Dachseitenträger 66 und 80. Zwischen den Dachseitenträgern 66 und 80 ist über den Dachquerträgern 82 ein (nicht gezeigtes) Dachblech angeordnet.
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Wie in 2 und noch deutlicher in 3 gezeigt, besteht zwischen dem linken Fahrgestell-Längsträger 24 und dem linken Schweller 56 je nach der genauen Stelle, an welcher gemessen wird, ein beachtlicher Raum bzw. Spalt 84 im Bereich von ca. 125 mm bis 300 mm. Ein ähnlicher Spalt ist auf der rechten Seite zu finden, da die in 3 gezeigte Struktur sowohl für die linke als auch die rechte Seite stellvertretend ist. Der linke Fahrgestell-Längsträger 24 weist zumindest in dem dargestellten Abschnitt einen rechteckigen bzw. kastenförmigen Querschnitt auf, der eine innere Kammer 85 definiert. 2 stellt auch die Relativposition eines linken Sitzes 86 sowohl gegenüber dem Schweller 56 als auch dem Fahrgestell-Längsträger 24 dar. In 2 wird der Sitz 86 als auf dem Bodenquerträger 54 gelagert gezeigt. 19 und 20 zeigen, dass eine Auslenkung des Querträgers 54 aufgrund einer Beaufschlagung durch den Pfosten 23 die Position des Sitzes innerhalb des Fahrzeugs beeinflusst. In 3 definiert ein äußeres Türblech ein Karosserieblech 88, das gegenüber dem Schweller 56 außenliegend angeordnet ist.
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6 und 7 zeigen eine erste Ausführungsform eines Lastpfad-Leitmechanismus 90. Eine Kopplungshalterung 92 ist in der inneren Kammer 85 des linken Fahrgestell-Längsträgers 24 unmittelbar über dem Querträger 36 angeordnet und mit diesem im Eingriff. Wie dargestellt, ist ein Abstandshalter 96 sowohl unmittelbar an einem Ende am Fahrgestell-Längsträger 24 festgelegt als auch über die Karosserielagerung 46 auf einer separaten Seite am Fahrgestell-Längsträger 24 festgelegt und zwischen dem Fahrgestell-Längsträger und dem Schweller angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Abstandshalter 96 durch Schweißen an der Karosserielagerung 46 und dem Fahrgestell-Längsträger 24 festgelegt. Es versteht sich, dass andere Mittel zum Anbringen des Abstandshalters 96 am Fahrgestell-Längsträger 24 eingesetzt werden könnten, oder dass alternativ dazu gewisse Teile als einstückige Einheiten ausgebildet sein könnten, wie beispielsweise ein als Teil der Karosserielagerung 46 ausgebildeter Abstandshalter 96. Die Kopplungshalterung 92 und der Abstandshalter 96 werden noch ausführlicher in 14 bzw. 11 gezeigt. Wie in 7 dargestellt, sind die Kopplungshalterung 92 und der Abstandshalter 96 jeweils so positioniert, dass sich eine Überlappung der jeweiligen vorstehenden Flächen davon ergibt, die durch Schnitte von Ebenen, die normal zur Querachse verlaufen, definiert werden, insbesondere von Schnitten, die der außenliegenden Seite des zugehörigen Fahrgestell-Längsträgers am nächsten liegen und seitlich auf eine zur Querachse normalen Ebene vorstehen. Mit anderen Worten, falls sich die Kopplungshalterung 92 seitlich durch die außenliegende Seite des Fahrgestell-Längsträgers 24 bewegen könnte, würde dieser den Abstandshalter 96 überlappen und entweder in den Abstandshalter 96 eingreifen bzw. diesen aufnehmen oder durch diesen aufgenommen werden. Während diese nicht unbedingt koaxial zueinander liegen, sind die Halterung 96 und der Halter 94 zueinander ausgerichtet, um eine solche Überlappung bereitzustellen.
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Wie in 14 dargestellt, ist die erste Ausführungsform der Kopplungshalterung 92 C-förmig, wobei die offene Seite der C-Form zum Querträger hin angeordnet ist. Die Kopplungshalterung 92 weist einen Versteifungswulst 94 auf, der in einer oberen Oberfläche auf der der offenen Seite gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist. Die Kopplungshalterung 92 ist durch zweckmäßige Mittel, wie u.a. Schweißen, an einem oberen Teil des Querträgers 36 entlang der offenen Seite der Halterung festgelegt und definiert eine dazwischenliegende, sich seitlich erstreckende Kastenform. Die Kopplungshalterung 92 ist auf ähnliche Weise an der innenliegenden Seite des Fahrgestell-Längsträgers 24 festgelegt, wie dies in 6 und 7 dargestellt ist. Ein innenliegender Abschnitt der Kopplungshalterung 92 verläuft durch die innenliegende Seite des Fahrgestell-Längsträgers 24, wobei ein außenliegendes Ende der Kopplungshalterung außerhalb der innenliegenden Seite des linken Fahrgestell-Längsträgers 24 angeordnet ist. Das außenliegende Ende der Kopplungshalterung ist im Innern der inneren Kammer 85 angeordnet. Beide Enden der Halterung 92 weisen nach innen eingestellte Kanten auf, wie dies in 14 am besten zu sehen ist. Ein kleiner Abschnitt jeder eingestellten Kannte ist jeweils unten an der Halterung 92 entfernt, um das Überstülpen der Halterung 92 über den Querträger 36 vor dem Anschweißen der Halterung 92 an den Querträger 36 zu erleichtern. In der ersten Ausführungsform besteht zwischen dem außenliegenden Ende der Kopplungshalterung 92 und der außenliegenden Seite des Fahrgestell-Längsträgers 24 ein kleiner Spalt. In der dargestellten Ausführungsform weist der kleine Spalt einen Zielwert von 19 mm auf, wobei der Zielwert von den zugehörigen konstruktiven Elementen wie etwa einer Wandstärke der außenliegenden Seite des Fahrgestell-Längsträgers 24 abhängt.
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Der Abstandshalter 96 aus 11 ist C-förmig, wobei die offene Seite der C-Form zum Flansch 50 hin angeordnet ist, der einen Teil der Karosserielagerung 48 auf der rechten Seite des Rahmens in 7 bildet. Der Abstandshalter 96 weist einen Versteifungswulst 98 auf, der in einer rückwärts gerichteten Oberfläche auf der dem Karosserielagerungsflansch gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist. Der Abstandshalter 96 ist entlang den Kanten der offenen Seite des Halters an den Karosserielagerungsflansch 50 angeschweißt und definiert eine dazwischenliegende, sich seitlich erstreckende Kastenform. Der Abstandshalter 96 verjüngt sich, wobei dessen Breite in der Richtung der Front-Heck-Achse 26 entlang der Querachse 27 zunimmt. Die vorstehende Fläche eines Querschnitts eines Abstandshalters 96 nimmt zu, so wie sich die Position des Querschnitts entlang der Achse 27 weiter nach innen verlagert. Die sich verjüngende Form stellt dem Abstandshalter 96 eine Steifheit bereit, die in der seitlichen Richtung von dessen außenliegenden Ende zu dessen innenliegenden Ende zunimmt. Wenn die Karosserie 20 auf den Rahmen 22 montiert wird, ist der Abstandshalter 96 seitlich zwischen dem Schweller 56 und der außenliegenden Seite des linken Fahrgestell-Längsträgers 24 angeordnet.
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Der Abstandshalter 96 und die Kopplungshalterung 92 sind auf der rechten Seite des Rahmens in einer zur Lagerung auf der linken Seite des Rahmens spiegelbildlichen Anordnung gelagert.
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8, 9 und 10 zeigen eine zweite Ausführungsform des Lastpfad-Leitmechanismus 90‘. Eine Kopplungshalterung 92‘ ist in einer inneren Kammer 87 des rechten Fahrgestell-Längsträgers 25 unmittelbar über dem Querträger 36 und zu diesem parallel angeordnet. Ein Abstandshalter 96‘ mit einer Kegelstumpfform ist durch Schweißen oder andere zweckmäßige Mittel, wie u.a. Schrauben oder Nieten, unmittelbar an den außenliegenden Seiten der Fahrgestell-Längsträger 24 und 25 festgelegt. Der Abstandshalter 96‘ nimmt im Durchmesser zu dessen mit einem Flansch versehenen Boden 95‘ zu. Die sich verjüngende Form stellt dem Abstandshalter 96‘ eine Steifheit bereit, die in der seitlichen Richtung von dessen außenliegendem Ende zu dessen innenliegendem Ende zunimmt. Der mit einem Flansch versehene Boden 95‘ stellt eine verbesserte Eingriffsfläche für einen Eingriff des Abstandshalters 96‘ an den Fahrgestell-Längsträgern 24 und 25 bereit. Die Kopplungshalterung 92‘ bzw. der Abstandshalter 96‘ sind jeweils so positioniert, dass sich eine Überlappung derer jeweiliger Flächen ergibt, die durch Schnitte von Ebenen, die normal zur Querachse verlaufen, definiert werden, insbesondere von Schnitten, die der außenliegenden Seite des zugehörigen Fahrgestell-Längsträgers am nächsten liegen und seitlich auf eine zur Querachse normale Ebene vorstehen. Mit anderen Worten, falls sich die Kopplungshalterung 92‘ seitlich durch die außenliegende Seite des Längsträgers 24 bewegen könnte, würde diese den Abstandshalter 96‘ überlappen und diesen wahrscheinlich berühren. Während diese nicht unbedingt koaxial zueinander liegen, sind die Halterung 92‘ und der Halter 96‘ zueinander ausgerichtet, um eine solche Überlappung bereitzustellen. Wenn die Karosserie 20 auf das Fahrgestell 22 montiert wird, ist der Abstandshalter 96‘ seitlich zwischen dem Schweller 70 und der außenliegenden Seite des rechten Fahrgestell-Längsträgers 25 angeordnet.
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Die Kopplungshalterung 92‘ weist eine Kastenform mit offenen Enden auf und wird in 15 näher gezeigt. Ein innenliegender Abschnitt der Kopplungshalterung 92‘ verläuft von der inneren Kammer 87 durch die innenliegende Seite des Fahrgestell-Längsträgers 25 hindurch und ist durch Schweißen oder durch andere zweckmäßige Mittel, wie anderweitig beschrieben, an der innenliegenden Seite des Fahrgestell-Längsträgers 25 festgelegt. Ein innenliegendes Ende der Kopplungshalterung 92‘ ist außerhalb der innenliegenden Seite des Fahrgestell-Längsträgers 25 angeordnet. Das außenliegende Ende der Kopplungshalterung 92‘ ist im Innern der inneren Kammer 87 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform besteht zwischen dem außenliegenden Ende der Kopplungshalterung 92 und der außenliegenden Seite des Fahrgestell-Längsträgers 24 ein kleiner Spalt. In der dargestellten Ausführungsform weist der kleine Spalt, wie in der ersten Ausführungsform, einen Zielwert von 19 mm auf, wobei der Zielwert von den zugehörigen konstruktiven Elementen wie etwa einer Wandstärke der außenliegenden Seite des Fahrgestell-Längsträgers 24 abhängt. Die in 16 gezeigte alternative Ausgestaltung der Kopplungshalterung 92‘‘ ist weitgehend mit der Kopplungshalterung 92‘ identisch, außer dass die Kopplungshalterung 92‘‘ Zähne 99‘‘ aufweist, die auf dem außenliegenden Ende der Halterung 92‘‘ gezeigt werden. In einer alternativen Ausführungsform, in der die Kopplungshalterung 92‘‘ eingesetzt wird, kann es wünschenswert sein, die Spitzen der Zähne 99‘‘ zur Bereitstellung eines robusteren Kontakts zu verwenden. Die Kopplungshalterung 92‘ kann als Ersatz für die Kopplungshalterung 92‘ und umgekehrt dienen.
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Das größere Ende des Abstandshalters 96‘ weist einen mit einem Flansch versehenen Boden 95‘ auf, um dessen Festlegung an den Fahrgestell-Längsträgern 24 und 25 durch Schweißen oder andere zweckmäßige Mittel, die hier vermerkt sind, zu erleichtern. Der Abstandshalter 96‘ wird in 12 näher gezeigt. Eine in 13 gezeigte alternative Ausgestaltung des Abstandshalters 96‘‘ weist Zähne 97‘‘ auf einem dem mit einem Flansch versehenen Boden 95‘‘ gegenüberliegenden Ende auf. Die vorliegend beschriebenen Abstandshalter 96, 96‘, 96‘‘ sind gegeneinander austauschbar (sofern dies gegebenenfalls durch Einbauvorgaben wie etwa die Positionen der Karosserielagerungen zulässig ist). In ähnlicher Weise sind die vorliegend beschriebenen Kopplungshalterungen 92, 92‘, 92‘‘ miteinander austauschbar. Beispielsweise kann der Abstandshalter 96‘ als Ersatz für den Abstandshalter 96 zur Verwendung mit der Kopplungshalterung 92 dienen. In ähnlicher Weise kann der Abstandshalter 96 als Ersatz zur Verwendung mit der Kopplungshalterung 92‘ dienen.
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Der Abstandshalter 96‘ und die Kopplungshalterung 92‘ sind auf der linken Seite des Fahrgestells in einer zur Lagerung auf der rechten Seite des Fahrgestells spiegelbildlichen Anordnung gelagert.
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In einer Ausführungsform stellt eine Querträgerverstärkung 100 für einen Querträger 36 eine zusätzliche Biegungssteifheit bereit. Die Verstärkung 100 erstreckt sich zwischen den innenliegenden Seiten der Fahrgestell-Längsträger 24 und 25, ist jedoch von diesen beabstandet. Der Querträger 36 lässt sich alternativ dazu durch andere Mittel gezielt verstärken, wie u.a. durch das Bereitstellen bereichsweiser unterschiedlicher Wandstärken und unterschiedlicher Biegemomente und unterschiedlicher Biegungssteifheiten durch alternative Mittel wie u.a. Innenhochdruckumformen und anderer Verfahren. Eine erste Ausführungsform des Querträgers 36 umfasst ein rechteckiges Grundrohr mit vier plattenförmigen Querträgerverstärkungen 100, die an das Rohr angeschweißt sind, wobei jeweils eine Querträgerverstärkung 100 pro Seite vorgesehen ist. Diese Ausführungsform ist in 9 am deutlichsten dargestellt. Eine alternative Ausführungsform eines Querträgers 36 ist in 17 und 18 dargestellt. Eine Verstärkung 100‘ in der Form eines C-förmigen Kanals, der für einen linienförmig anliegenden Sitz bzw. einen annähernd linienförmig anliegenden Sitz auf einem Bodenabschnitt des Querträgers 36‘ ausgelegt ist, ist durch Schweißen, Nieten, Schrauben, Kleben oder ein anderes der vorliegend beschriebenen Anbringungsmittel festgelegt.
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Die Größe der Abstände bzw. Spalte zwischen den Abstandshaltern 96 und 96‘ und 96‘‘ und den Schwellern 56 und 70 und den Fahrgestell-Längsträgern 24 und 25 und der Spalte zwischen der Verstärkung 100 und den Fahrgestell-Längsträgern 24 und 25 unterliegen einem optimalen, zum Steuern und Minimieren der Verlagerung des Sitzes 86 als Reaktion auf einen Seitenaufprall ausgewählten Verformungsmuster. Während es wünschenswert ist, die Abstände zwischen den Schwellern und den Fahrgestell-Längsträgern auf möglichst geringe Werte einzuschränken, liegen annehmbare Zielwerte für einen solchen Abstandsbereich zwischen 3 mm und 30 mm. Verbesserte Mittel zum Platzieren und Montieren von Karosserien und Fahrgestellen würden natürlich einen solchen Bereich nach unten verringern. Bei einem Abstand von ca. 3 mm bis 30 mm handelt es sich um einen möglichen beispielhaften Bereich für solche Abstände. Das genaue Mittel zum Anbringen der Halterungen bzw. Halter am Fahrgestell, sei es durch einen fortlaufenden Wulst durch Schweißen, Punktschweißen, Heftschweißen oder Nieten oder Gewindebefestigungsmittel oder Kleber oder durch eine beliebige Kombination der genannten Mittel, unterliegt den gleichen Analysefaktoren und sind für die vorliegende Beschreibung des Lastpfad-Leitmechanismus nicht relevant. Solche Parameter werden gezielt ausgewählt, um eine auf eine Seitenaufprallbelastung ansprechende, kontrollierte Verformung bereitzustellen.
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19 und 20 stellen die Leistungsverbesserungen dar, die durch den offenbarten Lastpfad-Leitmechanismus erzielt werden. 19 zeigt einen Abschnitt einer verformten Karosserie und eines verformten Fahrgestells, in dem der offenbarte Lastpfad-Leitmechanismus nicht eingearbeitet ist. 20 zeigt einen Abschnitt einer verformten Karosserie und eines verformten Fahrgestells, in dem der offenbarte Leitmechanismus eingearbeitet ist.
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Erhebliche Unterschiede bei der Auslenkung ergeben sich in zahlreichen Bereichen. Der deutlichste Unterschied liegt in der Position des Sitzes 86 in 20 gegenüber der Position des Sitzes 86 in 19. In 19 neigt sich der Sitz in die linke Seite der Karosserie hinein. In 20 bleibt der Sitz gegenüber der linken Seite der Karosserie aufrecht, was als eine günstigere Sitzposition nach dem Aufprall als die in 19 gekennzeichnet ist. Dies ist auf die Unterschiede in der kombinierten Auslenkung des Rahmens 22, insbesondere mit dem Fahrgestell-Querträger 36 und der Karosserie 20 insbesondere mit dem Bodenquerträger 54, zurückzuführen. Das Fahrgestell aus 19 ohne den Lastpfad-Leitmechanismus zeigt eine höhere Relativauslenkung des linken Längsträgers gegenüber dem Fahrgestell-Querträger 36 auf. In der Anordnung aus 19 zeigt der Fahrgestell-Querträger 36 eine sehr geringe Auslenkung, wobei die Auslenkung in den proximalen Bodenquerträger 54 gezwungen wird. Als Ergebnis wird eine untere Sitzgestellstange 102 einer Sitzlehne 104 gegenüber einer Grundlinie um einen Winkel von 11 Grad gekippt. Wenn der Rahmen 22 mit dem Lastpfad-Leitmechanismus 90 ausgestattet wird, ist die Relativauslenkung des Längsträgers gegenüber dem Fahrgestell-Querträger 36 sehr reduziert, wobei das Biegen dem zum Fahrgestell-Längsträger 24 proximalen Fahrgestell-Querträger 36 aufgezwungen wird. Der Abstandshalter 96 überträgt eine Kraft vom Schweller 56 auf den Fahrgestell-Längsträger 24. Der Abstandshalter 96 weist einen Verformungsmodus auf, in dem sich der Abstandshalter bei einer ersten Belastung verformt und die außenliegende Seite des Fahrgestell-Längsträgers 24 bei der gleichen Belastung zur Kopplungshalterung 92 hin auslenkt. Die Auslenkung der außenliegenden Seite des Fahrgestell-Längsträgers bewirkt, dass eine Kraft vom Abstandshalter 96 auf die Kopplungshalterung und auf den Querträger 36 und über den Fahrgestell-Längsträger 25 übertragen wird. Die seitliche Belastung wird auf den Querträger 36 und den Bodenquerträger 54 verteilt. Der Spalt zwischen der Verstärkung 100 und der innenliegenden Seite des Längsträgers 24 trägt dazu bei, dass sich der Querträger 36 proximal zum Längsträger 24 biegt. Die sich verjüngende Form der Abstandshalter 96, 96‘, 96’’ trägt auch zu einem Nutzen des offenbarten Lastpfad-Leitmechanismus hinsichtlich des Stauchverhaltenmanagements bei. Der Nutzen hinsichtlich des Stauchverhaltensmanagements weist eine verbesserte Übermittlung einer Aufprallenergie vom auf ein Hindernis aufschlagenden Schweller 56 (bzw. von einem von einem Hindernis beaufschlagten Schweller 56), wie dem Testaufprallpfosten 23, zum proximalen Fahrgestell-Längsträger 24, zum Fahrgestell-Querträger 36 und zum distalen Fahrgestell-Längsträger 25 auf. Die sich verjüngenden Formen der Abstandshalter 96, 96‘, 96’’ bieten alle eine größere Querschnittsfläche und vorstehende Fläche entlang der Querachse in der innenliegenden Richtung. Zusätzlich dazu besteht eine sehr viel geringere Relativauslenkung von der einen Seite zur anderen des Fahrgestell-Längsträgers aufgrund des Vorhandenseins der Kopplungshalterung 92 im Inneren des Fahrgestell-Längsträgers 24. Die verbesserte Verteilung der Auslenkung zwischen dem Rahmen und der Karosserie verringert die Auslenkung der unteren Sitzgestellstange 102 der Sitzlehne 104 gegenüber der Grundlinie erheblich, wobei diese Auslenkung auf gerade einen Minusgrad statt 11 Grad verringert wird.
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Wie vorliegend verwendet, bedeutet das ein Adjektiv modifizierende Adverb „im Wesentlichen“, dass eine Form, Struktur, Abmessung, ein Wert, eine Berechnung usw. von einer exakt beschriebenen Geometrie, Entfernung, Abmessung, einem Wert, einer Berechnung usw. aufgrund einer Unvollkommenheit der Werkstoffe, der Bearbeitung, der Herstellung, der von Sensoren aufgenommenen Messungen, Berechnungen, Bearbeitungszeiten, Übermittlungszeiten usw. abweichen kann.
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Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung, einschließlich der obigen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen und folgenden Ansprüchen, veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Viele andere Ausführungsformen und Anwendungen als die bereitgestellten Beispiele wären für den Fachmann bei Lektüre der obigen Beschreibung ersichtlich. Der Schutzumfang der Erfindung sollte nicht durch Bezugnahme auf die obige Beschreibung, sondern stattdessen durch Bezugnahme auf die angehängten Ansprüche, zusammen mit dem gesamten Äquivalenzbereich, welcher derartigen Ansprüchen zusteht, bestimmt werden. Wo vorliegend nicht anders erwähnt oder qualifizierend vermerkt ist, sind alle in den Ansprüchen verwendete Begriffe in deren einfachen und gewöhnlichen Auslegung zu verstehen. Es wird erwartet und ist beabsichtigt, dass zukünftige Entwicklungen bei der hier besprochenen Technik stattfinden werden, und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftigen Ausführungsformen einbezogen werden. Zusammengefasst versteht sich, dass die Anmeldung modifizierbar und abänderbar ist.
