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Die Erfindung betrifft eine Karosserie-Bodenstruktur für ein zweispuriges Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Die Karosserie-Bodenstruktur eines solchen Fahrzeugs ist in gängiger Praxis als eine Schweißgruppe aus Blechformteilen ausgebildet, bei der ein Bodenblechteil in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet durch seitliche Türschweller begrenzt ist. Im Bodenblechteil ist zudem ein entlang der Längsmittelebene des Fahrzeugs verlaufender Mitteltunnel ausgebildet. Zwischen dem Mitteltunnel und jedem der seitlichen Türschweller verläuft ein Sitzquerträger, der unter Zwischenlage eines tunnelseitigen Sitzaufnahme-Blechteils am Mitteltunnel angebunden ist und unter Zwischenlage eines schwellerseitigen Sitzaufnahme-Blechteils am Türschweller angebunden ist. Die beiden Sitzaufnahme-Blechteile tragen einen Fahrzeugsitz. Der zwischen den Sitzaufnahme-Blechteilen abgestützte Sitzquerträger dient zur Versteifung der Bodenstruktur, um bei einer Seitenkollision Seitenaufprallkräfte aufzunehmen. Gegebenenfalls ist in einem vom halbschalenförmigen Sitzaufnahme-Blechteil begrenzten Hohlraum ein zusätzliches Schottwandelement angeordnet, um das Sitzaufnahme-Blechteil auszusteifen. In einem Seitencrashfall bilden daher der crashzugewandte Türschweller, das Schließblechteil, das Sitzaufnahme-Blechteil und der Sitzquerträger einen Quer-Lastpfad, über den die Aufprallkräfte zur crashabgewandten Fahrzeugseite geleitet werden.
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Die obige Karosserie-Bodenstruktur kann bei der Herstellung unterschiedlicher Fahrzeugvarianten genutzt werden, in denen unterschiedliche Fahrzeugsitze gegebenenfalls in unterschiedlichen Fahrzeugsitz-Positionen auf den Sitzaufnahme-Blechteilen verbaut werden. Entsprechend muss die Geometrie der Sitzaufnahme-Blechteile sowie die Geometrie des Sitzquerträgers und des gegebenenfalls verbauten Schottwandelements in Abhängigkeit von dem zu verbauenden Fahrzeugsitz sowie dessen Fahrzeugsitz-Position konstruktiv und fertigungstechnisch aufwendig angepasst werden, um den oben erwähnten Quer-Lastpfad bereitzustellen.
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Aus der
EP 1 382 514 A1 ist eine Karosserie-Bodenstruktur bekannt, wie es oben dargelegt ist. Aus der
DE 10 2011 010 992 A1 ist ein in einem Kraftfahrzeug verbauter Sitzquerträger bekannt, der mit einem Deformationselement zur Absorption von in Richtung des Sitzquerträgers eingeleiteter Deformationsenergie ausgebildet ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Karosserie-Bodenstruktur für ein Fahrzeug bereitzustellen, die im Seitencrashfall ein günstiges Deformationsverhalten aufweist und zugleich mit reduzierter Fertigungs- und Konstruktionsaufwand für unterschiedliche Fahrzeugvarianten nutzbar ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass im Stand der Technik das fahrzeugäußere Sitzaufnahme-Blechteil als ein crashrelevantes Bauteil in dem oben erwähnten Quer-Lastpfad integriert ist, wodurch eine Geometrieänderung am Sitzaufnahme-Blechteil stets mit einer aufwändigen Geometrieänderung am daran angefügten Sitzquerträger sowie am Schottwandelement verbunden ist. Vor diesem Hintergrund weist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 der Sitzquerträger eine fahrzeugäußere Anschlusskontur auf, die ohne Zwischenlage des fahrzeugäußeren Sitzaufnahme-Blechteils an einer Fügestelle direkt an einem, am Türschweller abgestützten Stützblechteil kraftübertragend angebunden ist. Die Fügestelle zwischen den Sitzaufnahme-Blechteil und dem Stützblechteil ist unabhängig von der Geometrie des Sitzaufnahme-Blechteils in der Fahrzeugquerrichtung positionierbar. Gegebenenfalls kann die Fügestelle innerhalb des halbschalenförmigen Sitzaufnahme-Blechteils oder außerhalb davon positioniert sein. Im Seitencrashfall ergibt sich somit ein Quer-Lastpfad, bei dem die Aufprallkräfte von dem crashzugewandten Türschweller in das Stützblechteil und weiter in dem Sitzquerträger geleitet werden, und zwar unter im Wesentlichen vollständiger kräftemäßiger Entkopplung des fahrzeugäußeren Sitzaufnahme-Blechteils. Das Sitzaufnahme-Blechteil kann daher in seiner Geometrie geändert werden, ohne dass zusätzlich auch die Geometrie des Stützblechteils und des Sitzquerträgers angepasst werden muss.
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Wie oben erwähnt, kann das fahrzeugäußere Sitzaufnahme-Blechteil in etwa halbschalenförmig geformt sein, und zwar zum Beispiel im Querschnitt wie ein Winkelprofil mit einem horizontalen Sitzaufnahme-Montageschenkel, der an einer Längskante in einen vertikalen Stützschenkel übergeht. Der horizontale Sitzaufnahme-Montageschenkel ist an seinem freien Ende am seitlichen Türschweller angebunden (das heißt punktverschweißt) und mit seinem vertikalen Stützschenkel am Bodenblechteil verschweißt, wodurch zwischen dem Sitzaufnahme-Blechteil, dem seitlichen Türschweller und dem Bodenblechteil ein Hohlraum gebildet ist. Innerhalb des Hohlraums kann das Stützblechteil positioniert sein und gegebenenfalls durch die Durchführungsöffnung in der Fahrzeugquerrichtung nach außen ragen und dort an einer Fügestelle mit dem Sitzquerträger verbunden sein. In diesem Fall ist die Fügestelle in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet um ein Querversatzmaß nach fahrzeuginnen versetzt zum Sitzaufnahme-Blechteil positioniert, das heißt außerhalb des Sitzaufnahme-Blechteils angeordnet. Alternativ dazu kann bei einer anderen Geometrie des Sitzaufnahme-Blechteils das Stützblechteil komplett im Hohlraum des Sitzaufnahme-Blechteils angeordnet sein und der Sitzquerträger durch die Sitzaufnahme-Durchführungsöffnung in den Hohlraum einragen. In diesem Fall befindet sich die Fügestelle zwischen dem Sitzquerträger und dem Stützblechteil um ein Querversatzmaß von der Durchführungsöffnung versetzt innerhalb des Hohlraums.
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Erfindungsgemäß ist es von Relevanz, dass der Sitzquerträger nicht bis unmittelbar an dem seitlichen Türschweller herangeführt ist und an diesem angebunden ist, sondern vielmehr unter Zwischenlage des separaten Stützblechteils am seitlichen Türschweller angebunden ist. Auf diese Weise kann das Stützblechteil und der Sitzquerträger unabhängig voneinander ausgelegt werden, und zwar im Hinblick auf Materialstärken und -güten. Bevorzugt kann das Stützblechteil im Seitencrashfall als ein Deformationselement wirken, das unter teilweisem Abbau von Crashenergie bis auf ein Blockmaß deformiert wird, während die verbleibende Crashenergie in den Sitzquerträger weitergeleitet wird. Auf diese Weise können hohe Kraftspitzen speziell beim Beginn des Crashvorgangs durch plastische Verformung des Stützblechteils abgebaut werden, ohne den Sitzquerträger zu verformen.
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In einer technischen Umsetzung kann sowohl der Sitzquerträger als auch das Stützblechteil jeweils als ein U-profilförmiges Blechformteil ausgebildet sein, und zwar mit einem oberen Profilboden, der in davon hochgezogene Seitenflanken übergeht, die jeweils nach außen abgewinkelte Randflansche aufweisen, die (zum Beispiel durch Punktschweißung) am Bodenblechteil angebunden sind. Bevorzugt können die Sitzquerträger-Seitenflanken und/oder der Sitzquerträger-Profilboden in der Fahrzeugquerrichtung betrachtet jeweils in Flucht zu den Stützblechteil-Seitenflanken und dem Stützblechteil-Profilboden ausgerichtet sein.
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Der Erfindungskern liegt darin, dass die Sitzquerträger-Anschlusskontur kraftübertragend unmittelbar an einer Gegenkontur des Stützblechteils angebunden ist. Um auch bei einem Seitencrash eine einwandfreie Abstützfunktion zu gewährleisten, kann sowohl die Anschlusskontur als auch die Gegenkontur durch großflächige Fügeflansche des Sitzquerträgers und des Stützblechteils realisiert sein. Diese können jeweils von den Sitzquerträger-Seitenflanken und von den Stützblechteil-Seitenflanken seitlich nach außen abgewinkelt sein und unter Bildung von Flanschverbindungen aneinander gefügt sein (zum Beispiel durch Punktschweißung).
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Zur weiteren Steigerung der Abstützfunktion im Seitencrashfall können die beiden Flanschverbindungen mittels einer Zugband-Lasche miteinander verbunden sein. Die Zugband-Lasche kann beispielhaft unter Bildung eines Dreilagenaufbaus zwischen den einander zugewandten Fügeflanschen angeordnet und mit diesen zum Beispiel verschweißt sein. Auf diese Weise ist zuverlässig gewährleistet, dass sich das Stützblechteil und der Sitzquerträger im Seitencrashfall nicht teleskopartig ineinander verschieben.
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In einer technischen Umsetzung kann die oben erwähnte Zugband-Lasche materialeinheitlicher und einstückiger Bestandteil des Stützblechteils sein. In konstruktiv einfacher Weise kann der Stützblechteil-Profilboden mit einem davon abgewinkelten Blechabschnitt verlängert sein, an dem die Zugband-Lasche ausgebildet ist.
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Das Stützblechteil kann an seiner von der Fügestelle in der Fahrzeugquerrichtung abgewandten Seite ebenfalls weitere Anbindungsflansche aufweisen, über die das Stützblechteil am seitlichen Türschweller angebunden ist.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in einer Ansicht von oben ein zweispuriges Fahrzeug mit teilweisem Aufriss;
- 2 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht im Bereich der fahrzeugäußeren Sitzaufnahme;
- 3 eine Teilschnittdarstellung im Bereich der fahrzeugäußeren Sitzaufnahme in einer yz-Ebene;
- 4 eine Ansicht entsprechend der 2 mit weggelassenem Sitzaufnahme-Blechteil; und
- 5 in einer perspektivischen Ansicht das Stützblechteil in Alleinstellung.
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In der 1 ist in einer Ansicht von oben ein zweispuriges Kraftfahrzeug gezeigt, dessen Fahrzeuginnenraum bodenseitig durch eine Bodengruppe der Fahrzeugkarosserie begrenzt ist. Die Bodengruppe weist ein Bodenblechteil 1 auf, das sich in der Fahrzeugquerrichtung y zwischen seitlichen Türschwellern 3 erstreckt. Wie aus der 1 weiter hervorgeht, verläuft auf dem Bodenblechteil 1 ein Sitzquerträger 5 in der Fahrzeugquerrichtung y. Der Sitzquerträger 5 ist fahrzeuginnen unter Zwischenschaltung eines fahrzeuginneren Sitzaufnahme-Blechteils 6 an einem entlang einer Fahrzeugmittellängsachse verlaufenden Mitteltunnel 7 angebunden. Fahrzeugaußen ist der Sitzquerträger 5 unter Zwischenlage eines später beschriebenen Stützblechteils 8 am seitlichen Türschweller 3 abgestützt. Wie aus der 2 oder 3 weiter hervorgeht, ist der Sitzquerträger 5 an seinem fahrzeugäußeren Ende an einer Fügestelle F kraftübertragend mit dem Stützblechteil 8 verbunden. Die Fügestelle F sowie das Stützblechteil 8 sind in der 2 oder 3 innerhalb eines Hohlraums 25 positioniert, der vom fahrzeugäußeren Sitzaufnahme-Blechteil 11 begrenzt ist. Das fahrzeugäußere Sitzaufnahme-Blechteil 11 ist im Querschnitt in etwa wie ein Winkelprofil ausgebildet, und zwar mit einem Sitzaufnahme-Montageschenkel 13, der an einer Längskante 15 in einen vertikalen Stützschenkel 17 übergeht. Der horizontale Sitzaufnahme-Montageschenkel 13 ist in der 2 über einen Randflansch 14 am seitlichen Türschweller 3 verschweißt, während der vertikale Stützschenkel 17 des fahrzeugäußeren Sitzaufnahme-Blechteils 11 über einen Randflansch 18 am Bodenblechteil 1 verschweißt ist.
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Wie in der 2 weiter gezeigt ist, ist im horizontalen Sitzaufnahme-Montageschenkel 13 exemplarisch eine Anbindungsstelle 19 zur Montage eines Fahrzeugsitzes vorgesehen. Im vertikalen Stützschenkel 17 des Sitzaufnahme-Blechteils 11 ist eine Durchführungsöffnung 21 ausgebildet, die in der Fahrzeuglängsrichtung x betrachtet mit seitlichen Flanschabschnitten 23 (3) begrenzt ist. Der Sitzquerträger 5 ragt mit seinem fahrzeugäußeren Ende durch die Durchführungsöffnung 21 in den Hohlraum 25 ein, der vom fahrzeugäußeren Sitzaufnahme-Blechteil 11, vom Bodenblechteil 1 und vom seitlichen Türschweller 3 begrenzt ist.
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Wie aus der 2 oder 4 weiter hervorgeht, ist der Sitzquerträger 5 als ein U-profilförmiges Blechformteil ausgebildet, und zwar mit einem oberen Profilboden 27, der in davon hochgezogenen Seitenflanken 29 übergeht. Die Seitenflanken 29 weisen seitlich nach außen abgewinkelte Randflansche 31 auf, die am Bodenblechteil 1 verschweißt sind. Konturangepasst zum Sitzquerträger 5 ist auch das Stützblechteil 8 im Querschnitt als ein U-profilförmiges Blechformteil ausgeführt, und zwar mit einem oberen Profilboden 33, der in davon hochgezogene Seitenflanken 35 übergeht, die seitlich nach außen abgewinkelte Randflansche 37 aufweisen, die ebenfalls am Bodenblechteil 1 angebunden sind. Speziell die Seitenflanken 29, 35 des Stützblechteils 8 und des Sitzquerträgers 5 sind in der Fahrzeugquerrichtung y betrachtet in Flucht zueinander ausgerichtet.
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Das Stützblechteil 8 und der Sitzquerträger 5 weisen gemäß den 3 und 4 an ihren einander zugewandten Seiten jeweils Fügeflansche 39, 41 auf, die jeweils von den Seitenflanken 29, 35 seitlich nach außen abgewinkelt sind und Flanschverbindungen 43, 45 (4) bilden, an denen die Fügeflansche 39, 41 miteinander verschweißt sind. Zur Stabilisierung der Flanschverbindungen 43, 45 im Seitencrashfall sind diese mittels einer Zugband-Lasche 47 miteinander verbunden. Die Zugband-Lasche 47 ist als ein materialeinheitlicher und einstückiger Bestandteil des Stützblechteils 8 ausgebildet, wie es in der 5 gezeigt ist. Demzufolge ist der Stützblechteil-Profilboden 33 mit einem an einer Übergangskante 49 abgewinkelten Blechabschnitt 51 verlängert, an dem die Zugband-Lasche 47 ausgebildet ist. Die Zugband-Lasche 47 ist gemäß der 4 unter Bildung eines Dreilagenaufbaus zwischen den Fügeflanschen 39, 41 des Stützblechteils 8 und des Sitzquerträgers 5 angeordnet und mit diesen verschweißt. Zudem weist das Stützblechteil 8 an seiner in der Fahrzeugquerrichtung y gegenüberliegenden äußeren Seite weitere Anbindungsflansche 53 auf, über die das Stützblechteil 8 am seitlichen Türschweller 3 verschweißt ist.
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In der 2 oder 3 ist die Fügestelle F um ein Querversatzmaß Δy von dem vertikalen Stützschenkel 17 des fahrzeugäußeren Sitzaufnahme-Blechteils 11 versetzt im Hohlraum 25 positioniert. Je nach Geometrie des Sitzaufnahme-Blechteils 11 kann jedoch die Fügestelle F auch in der Querrichtung y seitlich außerhalb des Sitzaufnahme-Blechteils 11 positioniert sein.
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In der 3 ist ein Seitencrashfall angedeutet, bei dem Aufprallkräfte FA seitlich in die Karosserie-Bodenstruktur eingeleitet werden. In diesem Fall bildet der crashzugewandte Türschweller 3, das Stützblechteil 8 sowie der Sitzquerträger 5 einen Quer-Lastpfad L, der die seitlichen Aufprallkräfte FA in Richtung auf die crashabgewandte Fahrzeugseite weiterleiten. Der Quer-Lastpfad L ist mit im Wesentlichen vollständiger kräftemäßiger Entkopplung des fahrzeugäußeren Sitzaufnahme-Blechteils 11 ausgebildet. Zwar ist das Sitzaufnahme-Blechteil 11 über dessen Flanschabschnitte 23 (2) an einer Anbindungsstelle 55 mit dem Sitzquerträger 5 verschweißt. In gleicher Weise ist auch der horizontale Sitzaufnahme-Montageschenkel 13 über eine Anbindungsstelle 57 mit dem Profilboden 33 des Stützblechteils 8 verbunden. Diese Anbindungsstellen 55, 57 sind jedoch bei der Ausbildung des Quer-Lastpfads L ohne Bedeutung und bewirken lediglich eine vibrationsfreie Anlage der Blechteile aneinander.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bodenblechteil
- 3
- Türschweller
- 5
- Sitzquerträger
- 6
- fahrzeuginneres Sitzaufnahme-Blechteil
- 7
- Mitteltunnel
- 8
- Stützblechteil
- 11
- fahrzeugäußeres Sitzaufnahme-Blechteil
- 13
- horizontaler Sitzaufnahme-Montageschenkel
- 14
- Randflansch
- 15
- Längskante
- 17
- vertikaler Stützschenkel
- 18
- Randflansch
- 19
- Anbindungsstellen
- 21
- Durchführungsöffnung
- 23
- seitliche Flanschabschnitte
- 25
- Hohlraum
- 27
- Sitzquerträger-Profilboden
- 29
- Sitzquerträger-Seitenflanken
- 31
- Sitzquerträger-Randflansche
- 33
- Stützblechteil-Profilboden
- 35
- Stützblechteil-Seitenflanken
- 37
- Stützblechteil-Randflansche
- 39, 41
- Fügeflansche
- 43, 45
- Flanschverbindungen
- 47
- Zugband-Lasche
- 49
- Übergangskante
- 51
- Blechabschnitt
- 53
- Anbindungsflansch
- 55, 57
- Anbindungsstellen
- F
- Fügestelle
- Δy
- Querversatzmaß
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1382514 A1 [0004]
- DE 102011010992 A1 [0004]
