DE102019218697A1

DE102019218697A1 - Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Stützelement und Kraftfahrzeug, umfassend die Fahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102019218697A1
Application number: DE102019218697.1A
Authority: DE
Inventors: Manfred Conen; Sören Eckholt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2021-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeugkarosserie, umfassend eine Bodenstruktur (50) sowie daran fixiert ein Stützelement (10) zur Abstützung von Kräften (200) und/ oder Drehmomenten, die von einer Sitzeinrichtung (110) eines die Kraftfahrzeugkarosserie aufweisenden Kraftfahrzeugs übertragenen werden, mit einer Aufnahmeeinrichtung (20) zur Einleitung der Kräfte (200) und/oder Drehmomente. Das Stützelement (10) umfasst ein Zugelement (30), welches entlang der Längsrichtung der Kraftfahrzeugkarosserie in einem Abstand zur Aufnahmeeinrichtung (20) an der Bodenstruktur (50) fixiert ist. Ferner betrifft die Erfindung ein die Kraftfahrzeugkarosserie aufweisendes Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie, umfassend eine Bodenstruktur sowie ein Stützelement, und ein die Fahrzeugkarosserie umfassendes Kraftfahrzeug.
Viele Kraftfahrzeuge weisen gegenüber dem Fahrzeugboden erhöht angebrachte Sitzanlagen auf. Insbesondere bei Hintersitzanlagen, die sich typischerweise über die gesamte Fahrzeugbreite erstrecken, besteht die Notwendigkeit, diese in einem zentralen Bereich, typischerweise in der Mitte der Sitzbank, abzustützen. Hierfür können sogenannte Abstützeinrichtungen vorgesehen sein, die den Höhenunterschied zwischen dem Befestigungspunkt der Sitzanlage und dem Fahrzeugboden überbrücken. Bestandteil einer Sitzanlage ist dabei typischerweise ein Sicherheitsgurt, welcher eine Person mit der Sitzanlage in der Art verbindet, dass eine trägheitsbedingte Bewegung der Person über den Sicherheitsgurt abgefangen werden kann. Insbesondere im Falle eines Unfalls oder bei einem starken Abbremsen können Lastfälle auftreten, bei denen die in die Abstützeinrichtung eingeleiteten Kräfte nicht in ausreichendem Maße an die restliche Karosserie abgegeben werden können, so dass es im Bereich der Verbindung der Abstützeinrichtung mit dem Fahrzeugboden zu mechanischen Beschädigungen ggf. zu einer Aufhebung der mechanischen Verbindung kommen kann.
Die DE 10 2015 205 166 A1 zeigt eine Fahrzeugkarosserie mit einer Bodengruppe bei der ein Sitzaufnahme-Profilteil kraftaufnehmend mit einem Türschweller verbunden ist, so dass bei einem Seitencrash Aufprallkräfte in die Bodengruppe eingeleitet werden können. Zur Erhöhung der Steifigkeit der Verbindung zwischen einem Sitzquerträger und der Sitzaufnahme in einem Sitzaufnahme-Profilteil ist ein Verstärkungselement integriert, dass in einen Hohlraum des Sitzquerträgers hineinragt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugkarosserie sowie ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche auf einfache und kostengünstige Weise die Abstützung von Kräften und/oder Drehmomenten ermöglichen, die von einer Sitzeinrichtung übertragenen werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Fahrzeugkarosserie gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 8. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Fahrzeugkarosserie werden in den Unteransprüchen 2-7 aufgezeigt. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Kraftfahrzeugs werden in den Unteransprüchen 9-10 aufgezeigt.
Ein erster Aspekt der Erfindung ist eine Kraftfahrzeugkarosserie, umfassend eine Bodenstruktur sowie daran fixiert ein Stützelement zur Abstützung von Kräften und/ oder Drehmomenten, die von einer Sitzeinrichtung eines die Kraftfahrzeugkarosserie aufweisenden Kraftfahrzeugs übertragenen werden. Das Stützelement weist eine Aufnahmeeinrichtung zur Einleitung der Kräfte und/oder Drehmomente auf. Ferner umfasst das Stützelement ein Zugelement, welches entlang der Längsrichtung der Kraftfahrzeugkarosserie in einem Abstand zur Aufnahmeeinrichtung an der Bodenstruktur fixiert ist.
Im Folgenden wird bei Angaben zu Lagen und Ausrichtungen in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie auf ein Fahrzeugkoordinatensystem zurückgegriffen wie es im Fahrzeugbau typischerweise verwendet wird. In diesem ist die Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie die Erstreckung entlang der x-Achse. Die Quererstreckung der Karosserie entspricht der y-Achse, während sich die Karosserie in Gebrauchslage in der Höhe entlang der z-Achse erstreckt.
Unter einer Bodenstruktur ist der Bereich einer Fahrzeugkarosserie zu verstehen, welcher im Wesentlichen den inneren Fahrzeugboden ausbildet. Dabei kann die Bodenstruktur mehrere insbesondere tragende und lastaufnehmende, Bauteile umfassen.
An der Bodenstruktur ist eine Stützeinrichtung fixiert. Die Stützeinrichtung dient der Abstützung einer Sitzeinrichtung. Die Sitzeinrichtung kann dabei eine mehrere Einzelsitze umfassende Sitzbank oder Sitzgruppe sein, die mehre Sitzplätze zur Verfügung stellt und sich typischerweise in y-Richtung erstreckt. Grundsätzlich kann es sich bei der Sitzeinrichtung jedoch auch um einen einzelnen Sitz handeln. In einer spezifischen Ausführungsform dient die Stützeinrichtung zur Abstützung einer Sitzlehne bzw. mehrerer Sitzlehnen, insbesondere einer wenigstens teilweise klappbaren Sitzlehne. In Bezug zur Sitzeinrichtung ist die Stützeinrichtung üblicherweise in einem zentralen Bereich entlang der Erstreckung der Sitzeinrichtung in y-Richtung angeordnet und stützt somit die Sitzeinrichtung in einer mittleren Position ab.
Die Stützeinrichtung ist dazu eingerichtet, Kräfte und/oder Drehmomente aufzunehmen, die ausgehend von der Sitzeinrichtung mittelbar und/oder unmittelbar auf die Stützeinrichtung wirken und diese in die Bodenstruktur abzuleiten. Im Falle der Abstützung einer Sitzlehne nimmt die Stützeinrichtung insbesondere die Kräfte und/oder Drehmomente auf, die wirken, wenn eine Person sich an diese anlehnt oder trägheitsbedingt an diese gedrückt wird. Ferner stützt die Stützeinrichtung die in z-Richtung nach unten wirkende Gewichtskraft der Sitzlehne selbst ab.
Das Stützelement kann des Weiteren dazu eingerichtet sein, auf eine Sicherungseinrichtung wie beispielsweise einen mittelbar oder unmittelbar mit der Aufnahmeeinrichtung des Stützelements verbundenen Sicherungsgurt bzw. dessen Schloss wirkende Kräfte abzufangen. Eine derartige Sicherungseinrichtung bzw. wenigstens ein Bauteil der Sicherungseinrichtung ist dabei entweder unmittelbar oder mittelbar über die Sitzeinrichtung mit dem Stützelement verbunden.
Zwecks Einleitung der Kräfte und/oder Drehmomente weist das Stützelement eine Aufnahmeeinrichtung auf.
In einer Ausgestaltungsform weist die Aufnahmeeinrichtung einen Abstützbereich, insbesondere eine Abstützfläche auf, die dazu ausgestaltet ist, dass mindestens ein Bereich einer Sitzeinrichtung bzw. ein Verbindungselement zwischen der Sitzlehne und dem Stützelement auf der Abstützfläche aufliegt, so dass in z-Richtung wirkende Kräfte, insbesondere Gewichtskräfte der Sitzeinrichtung selbst, wenigstens teilweise von der Stützeinrichtung aufgenommen und in die Bodenstruktur abgeleitet werden können.
Alternativ oder zusätzlich weist die Aufnahmeeinrichtung ein sich in z-Richtung erstreckendes Verbindungselement auf, welches dazu eingerichtet ist, eine mechanische Verbindung zur Sitzeinrichtung zu realisieren und/oder Kräfte und/oder Drehmomente, welche in x-Richtung wirken, aufzunehmen. Das Verbindungselement kann beispielsweise ein Bolzen sein, der mit der Sitzeinrichtung mittelbar oder unmittelbar mechanisch verbunden ist. Die mittels des Bolzens hergestellte Verbindung kann mit einem Sicherungselement, wie einer Mutter, einem Sicherungsstift oder vergleichbar wirkenden Sicherungselementen, gesichert sein. In einer speziellen Ausführungsform ist das Verbindungselement als Schweißbolzen ausgeführt, der mit der Aufnahmeeinrichtung, insbesondere dem Abstützbereich der Aufnahmeeinrichtung, mittels einer Schweißverbindung verbunden ist. Vorteilhafterweise weist die Stützeinrichtung zwecks Sicherung des Verbindungselements bzw. der Verbindung des Sicherungselements mit der Aufnahmeeinrichtung gegen Bruch infolge einer Krafteinwirkung in x-Richtung oder eines Drehmoments im Verbindungsbereich zwischen dem Aufnahmebereich und dem Verbindungselement ein Verstärkungselement, beispielsweise in Form eine Verstärkungsplatte, auf. Das sich in z-Richtung erstreckende Verbindungselement weist vorteilhafterweise eine minimale Quererstreckung von 5 mm, insbesondere von weniger als 10 mm auf.
Das Stützelement umfasst ferner ein Zugelement. Mittels des Zugelements ist eine mechanische Verbindung zwischen der Aufnahmeeinrichtung und der Bodenstruktur realisiert, welche dazu eingerichtet ist, auf die Aufnahmeeinrichtung wirkende Kräfte und/oder Drehmomente auf die Bodenstruktur zu übertragen. Dabei ist das Zugelement so angeordnet, dass der Bereich der mechanischen Verbindung zwischen Zugelement und Bodenstruktur in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie, also in x-Richtung, zur Aufnahmeeinrichtung beabstandet ist.
Aufgrund der Erstreckung des Zugelements in Längserstreckungsrichtung und dessen Fixierung in einem Abstand zur Aufnahmeeinrichtung, woraus sich entsprechend ein Abstand zu den Einleitungspunkten, an denen Kräfte und/oder Drehmomente in das Stützelement eingetragen werden, ergibt, können von einer Sicherungseinrichtung insbesondere in einer Unfallsituation eingebrachte Kräfte und/oder Drehmomente von dem Stützelement aufgenommen werden, da in Längsrichtung wirkende Kräfte über das Zugelement in die Bodenstruktur übertragen werden können.
Das Zugelement ist vorzugsweise als schlanke Blechlasche ausgeführt. Wenigstens das Zugelement, vorteilhafter jedoch die Stützeinrichtung insgesamt, ist aus einem flächigen Metall, insbesondere einem Stahl, mit einer Materialdicke von wenigstens 1 mm, bevorzugt, wenigstens 1,5 mm ausgebildet. Vorteilhafterweise weist das Material eine Zugfestigkeit von wenigstens 700 N/mm², insbesondere wenigstens 1000 N/mm² auf. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Zugelements weist dieses eine Profilierung, beispielsweise in Form wenigstens einer sich insbesondere in Längserstreckungsrichtung des Zugelements erstreckenden Sicke auf. Die Profilierung dient dazu, die Biege- und/oder Knicksteifigkeit des Zugelements zu erhöhen.
Das Zugelement weist einen zur Aufnahmeeinrichtung beabstandeten Endbereich auf, der dazu eingerichtet ist, an der Bodenstruktur, beispielsweise mittels einer Schweißverbindung, fixiert zu sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Stützelements können Aufnahmeeinrichtung und Zugelement in Form einer baulichen Einheit ausgeführt sein. Beispielhaft kann diese bauliche Einheit ein Blechbiegeteil, insbesondere ein sogenanntes verpunktetes Klappbauteil, sein.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Zugelement durch einen Abschnitt der Bodenstruktur ausgebildet sein. In diesem Fall weist das Zugelement einen Verbindungsabschnitt auf, der dazu eingerichtet ist, eine mittelbare oder unmittelbare mechanische Verbindung zum Aufnahmebereich zu realisieren.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Zugelement als separates Bauteil ausgeführt, welches zwischen dem Aufnahmebereich und der Bodenstruktur angeordnet wird.
In diesem Fall ist bei der Montage der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie sowohl eine mechanische Verbindung zwischen dem Zugelement und der Bodenstruktur als auch zwischen dem Zugelement und dem Aufnahmebereich zu realisieren.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie besteht darin, dass insbesondere mittels des Zugelements der Stützeinrichtung Kräfte und/oder Drehmomente die wenigstens mit einer Komponente in Längsrichtung des Fahrzeugs wirken und wie sie beispielsweise in einer Unfallsituation auftreten, in die Bodenstruktur übertragbar sind.
Entsprechend können restliche Abschnitte der Stützeinrichtung mit geringerer Festigkeit und/oder geringerem Materialeinsatz realisiert sein.
In einer Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie umfasst die Bodenstruktur wenigstens ein Bodenelement sowie einen Querträger, der mit dem Bodenelement mechanisch fest verbunden ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung zum Querträger entlang der Längsrichtung der Kraftfahrzeugkarosserie beabstandet ist und das Zugelement an dem Querträger fixiert ist.
Mit anderen Worten sind wenigstens ein Bodenelement und wenigstens ein Querträger Bestandteile der Bodenstruktur.
Ein derartiger Querträger kann ein Hohlprofil sein, welches quer zur Längsrichtung in y-Richtung eines mit der Kraftfahrzeugkarosserie ausgestatteten Kraftfahrzeugs verläuft, wie zum Beispiel zwischen den hinteren Radhäusern bzw. Radkästen.
Mit dem Querträger ist das Zugelement fest, typischerweise mittels einer Schweißverbindung, verbunden. Die Schweißverbindung ist beispielsweise als mittels eines MAG-Schweißverfahren erzeugte Schweißnaht ausgeführt, wobei eine Ausführung der Verbindung mittels Punktschweißungen nicht grundsätzlich ausgeschlossen ist.
Die Aufnahmeeinrichtung und der Querträger sind typischerweise wenigstens 20 mm und höchstens 200 mm, insbesondere wenigstens 50 mm und höchstens 150 mm, in x-Richtung bzw. in Karosserie-Längsrichtung zueinander beabstandet.
Unter einem Bodenelement ist beispielhaft ein Bodenblech zu verstehen. In einer Ausführungsform umfasst die Bodenstruktur mehrere Bodenelemente bzw. Bodenbleche. In einer spezifischen Ausführungsform sind wenigstens zwei sich im Wesentlichen in x-y-Richtung erstreckende Bodenelemente wenigstens abschnittsweise in z-Richtung übereinander angeordnet. Das Stützelement ist an wenigstens einem Bodenelement fixiert.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die in die Aufnahmeeinrichtung eingeleiteten Kräfte und/oder Drehmomente an einen in x-Richtung beabstandeten Teil der Bodenstruktur, nämlich einen Querträger, abgeleitet werden können.
In einer Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie ist das Zugelement an der Oberseite des Querträgers angeschlossen.
Dabei bezeichnet die Oberseite des Querträgers die Seite des Querträgers, die in Gebrauchslage der Kraftfahrzeugkarosserie nach oben gerichtet ist und somit der Ebene des Bodenblechs abgewandt ist. Der Querträger kann wenigstens abschnittsweise als Hohlprofil ausgeführt sein.
Mit anderen Worten erstreckt sich das Zugelement zwischen dem Aufnahmebereich und der Oberseite des Querträgers. In dem Fall, dass das den Aufnahmebereich und das Zugelement umfassende Stützelement als eine bauliche Einheit ausgeführt ist, ist in einem Endbereich des Zugelements eine insbesondere feste Verbindung zwischen Zugelement und Querträger beispielsweise als Schweißverbindung realisiert. Die Schweißverbindung kann dabei mittels eines Auftragsschweißverfahrens ausgeführt sein. Dabei muss die Schweißverbindung nicht notwendigerweise an der Oberseite des Querträgers realisiert sein. Es ist ebenso möglich, dass eine Schweißverbindung an an die Oberseite angrenzenden Flächen ausgeführt ist. In einer spezifischen Ausführungsform des Zugelements ist der Endbereich derart gestaltetet, dass er wenigstens abschnittsweise formschlüssig an einer winklig zur Oberseite verlaufenen Fläche anliegt, zwecks Positionierung von Zugelement und Querträger zueinander entlang der x-Achse, insbesondere während der Erzeugung der Schweißverbindung.
Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders einfach realisierbare Verbindung zwischen Zugelement und Querträger bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie.
In einer Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie erstreckt sich das Zugelement wenigstens abschnittsweise beabstandet zum Bodenelement.
Das Bodenelement erstreckt sich im Wesentlichen in einer x-y-Ebene und repräsentiert den Boden des Fahrgastraums eines die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkarosserie umfassenden Kraftfahrzeugs.
Mit anderen Worten sind das Zugelement und das Bodenelement in z-Richtung zueinander beabstandet. Dabei ist der Abstand zwischen dem Zugelement und dem Bodenelement nicht notwendigerweise in jedem Bereich gleich. Der Abstand beträgt im Wesentlich wenigstens 20 mm und höchstens 200 mm, insbesondere im Wesentlich wenigstens 50 mm und höchstens 150 mm.
In einer Ausführungsform ist der Abstand zwischen dem Zugelement und dem Bodenelement entlang des Zugelements in Richtung Oberseite des Querträgers zunehmend, insbesondere kontinuierlich zunehmend.
In einer alternativen Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, dass sich das Zugelement in einer im Wesentlichen zum Bodenelement parallelen Ebene erstreckt.
In einer Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie schließt sich das Zugelement an die Aufnahmeeinrichtung im Wesentlichen in der Höhenebene an, in der die Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist.
Mit anderen Worten liegen der Einleitpunkt einer Kraft, insbesondere einer aus einer Belastung durch die Sitzanlage bzw. durch eine Sicherungseinrichtung resultierenden Kraft, in die Aufnahmeeinrichtung im Wesentlichen in derselben Höhenebene wie der Einleitpunkt bzw. der Einleitbereich der Kraft in das Zugelement.
Unter einer Höhenebene ist eine zum Bodenelement im Wesentlichen parallele x-y-Ebene in einem bestimmten Abstand zum Bodenelement in z-Richtung zu verstehen.
Dabei ist das Anschließen des Zugelements entweder dadurch realisiert, dass Aufnahmeeinrichtung und Zugelement Teile einer baulichen Einheit wie beispielsweise eines Biegeteils sind, oder dadurch, dass die Aufnahmeeinrichtung und das Zugelement unmittelbar aneinander fixiert oder miteinander verbunden sind.
Auf diese Weise erfolgt die Kraftweiterleitung durch das Zugelement ausgehend im Wesentlichen von der gleichen Höhenebene, in die die Kraft in die Aufnahmeeinrichtung eingeleitet wird.
Auf diese Weise wird ein sehr kurzer Lastpfad zwischen der Einleitung einer Belastung und der Abstützung am Querträger realisiert.
Ferner liegt der Bereich, in dem das Zugelement an die Aufnahmeeinrichtung anschließt in einer anderen Höhenebene bzw. einer anderen x-y-Ebene als die Position in der die Fixierung zwischen dem Zugelement und der Bodenstruktur, insbesondere zwischen dem Zugelement und dem Querträger, realisiert ist. Typischerweise ist dabei die Position der Fixierung des Zugelements an der Bodenstruktur vom Bodenelement weiter beanstandet als die Aufnahmeeinrichtung.
In einer Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie überbrückt das Zugelement entlang der Längsrichtung der Kraftfahrzeugkarosserie einen Abstand zwischen der Aufnahmeeinrichtung und der Position der Fixierung des Zugelements an der Bodenstruktur von mindestens 20 mm, insbesondere mindestens 50 mm, überbrückt.
Sofern eine Sicherungseinrichtung wie beispielsweise ein Sicherungsgurt bzw. dessen Schloss unmittelbar oder mittelbar in der Nähe der Aufnahmeeinrichtung mit dem Stützelement verbunden oder fixiert ist, überbrückt das Zugelement entsprechend auch einen Abstand zwischen der Fixierung der Sicherungseinrichtung und der Position der Fixierung des Zugelements an der Bodenstruktur. Somit ermöglicht es das Zugelement, über eine Sicherungseinrichtung in die Aufnahmeeinrichtung eigeleitete Kräfte und/oder Drehmomente auf einen Bereich der Bodenstruktur, insbesondere einen Querträger, abzuleiten, der in Längsrichtung entfernt angeordnet und/oder in einer anderen Höhenebene angeordnet ist. Somit kann mit anderen Worten der Bereich der Krafteinleitung vom Bereich der Kraftaufnahme in x-Richtung und/oder in z-Richtung beabstandet sein. Dies führt insgesamt zu größerer konstruktiver Gestaltungsfreiheit bezüglich der Gestaltung weiterer Bereiche der Fahrzeugkarossier und/oder der Anordnung und Abstützung von insbesondere Sitzeinrichtungen bei gleichzeitiger Erfüllung der Sicherheitsanforderungen im Belastungsfall.
In einer Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie weist das Stützelement wenigstens ein Basiselement auf, welches an der Bodenstruktur fixiert ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung einen Abstand von wenigstens 20 mm, insbesondere wenigstens 50 mm, zu dem Bereich der Bodenstruktur aufweist, an dem die Fixierung des Basiselements realisiert ist.
Mit anderen Worten bildet das Stützelement ein Podest mit einen gegenüber dem Bodenelement erhöhten Aufnahmebereich aus, der zwecks Fixierung am Bodenelement wenigstens ein Basiselement aufweist. Das Basiselement kann beispielsweise ein umgeformter Bereich des Stützelements sein, der dazu eingerichtet ist, am Bodenelement anzuliegen und mit diesem beispielsweise mittels einer Verschweißung fest verbunden zu werden. Grundsätzlich kann das Stützelement mehrere Basiselemente aufweisen, die in ihren spezifischen Gestaltungen voneinander abweichen.
Die Aufnahmeeinrichtung weist einen Abstand von höchstens 300 mm, insbesondere höchstens 200 mm, zu dem Bereich der Bodenstruktur auf, an dem die Fixierung des Basiselements realisiert ist.
In einer spezifischen Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Basiselement wenigstens teilweise zwischen zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Bodenelementen bzw. Bodenblechen angeordnet ist und wenigstens zwischen dem auf dem Basiselement aufliegenden Bodenelement und dem Basiselement eine Schweißverbindung realisiert ist.
Das Basiselement und der Aufnahmebereich sind mittels Seitenelementen verbunden. Die Seitenelemente, die Basiselemente und/oder der Aufnahmebereich können Profilierungen beispielsweise in Form von Sicken zwecks Erhöhung der Biege- und/oder Knicksteifigkeit aufweisen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug umfassend eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkarosserie. Ein solches Kraftfahrzeug kann insbesondere ein Cabriolet sein.
In einer Ausgestaltungsform des Kraftfahrzeugs weist dieses mit der Aufnahmeeinrichtung mechanisch verbunden als Bestandteil einer Sicherungseinrichtung eine Gurt-Anschlusseinrichtung, insbesondere ein Gurtschloss, auf.
Unter einem Gurt ist insbesondere ein Sicherheitsgurt umfassend eine Gurtpeitsche mit einer zur Gurt-Anschlusseinrichtung komplementären Gurt-Schlosszunge zur Sicherung von Personen in einem Kraftfahrzeug zu verstehen. Es ist dabei jedoch nicht ausgeschlossen, dass die Gurt-Anschlusseinrichtung zum Anschluss eines Gurts oder Gurtsystems zur Ladungssicherung eingerichtet ist. Typischerweise ist die Gurt-Anschlusseinrichtung ein im Kraftfahrzeugbau typisches Gurtschloss, wobei andere Gurt-Anschlusseinrichtungen nicht ausgeschlossen sind.
Ist eine Masse, beispielsweise eine Person, mit dem Gurt in der Form gesichert, dass der Gurt die Masse bestimmungsgemäß teilweise umgibt und der Gurt mit seiner zu diesem Zweck eingerichteten Gurt-Schlosszunge mit der Gurt-Anschlusseinrichtung verbunden ist, so wird massenträgheitsbedingt bei einer negativen Beschleunigung eine Kraft und/oder ein Drehmoment in die mit der Gurt-Anschlusseinrichtung mittelbar oder unmittelbar mechanisch verbundene Aufnahmeeinrichtung eingeleitet. Über das Zugelement des Stützelements der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie wird die Kraft und/oder das Drehmoment in die Bodenstruktur, insbesondere den Querträger, weitergeleitet und von dieser aufgenommen.
In einer Ausgestaltungsform des Kraftfahrzeugs ist an der Aufnahmeeinrichtung des Stützelements eine Halteeinrichtung zum Halten einer Sitzeinrichtung, insbesondere einer Sitzlehne, angeordnet.
Dabei dient das Stützelement auch der wenigstens teilweisen Abstützung der Gewichtskraft der Sitzeinrichtung bzw. Teilen der Sitzeinrichtung, wie beispielhaft der Sitzlehne.
In einer Ausgestaltungsform dient die Halteeinrichtung der mechanischen Fixierung der Gurt-Anschlusseinrichtung, die auf diese Art mittelbar mit der Aufnahmeeinrichtung verbunden ist. Zum Zweck der Realisierung der mechanischen Verbindung zwischen der Gurt-Anschlusseinrichtung und der Haltevorrichtung umfasst die Halteeinrichtung einen Verbindungsbereich. Der Verbindungsbereich kann beispielhaft wenigstens eine Bohrung zur Durchführung einer Schraubverbindung zwecks Herstellung einer Verbindung mit einem Verbindungsabschnitt der Gurt-Anschlusseinrichtung versehen sein. Alternativ kann ein Bolzen zur Herstellung der Verbindung zwischen Verbindungsbereich und Verbindungsabschnitt vorgesehen sein.
In entsprechender Weise ist auch vorgesehen, dass auch die Gurt-Anschlusseinrichtung in einem Abstand zum zur Fixierung des Basiselements dienenden Bereich der Bodenstruktur angeordnet ist, wobei dieser Abstand wenigstens 20 mm und höchstens 300 mm, insbesondere wenigstens 50 mm und höchstens 200 mm, beträgt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen

1: eine Ausführungsform des Stützelements der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie;
2: einen Ausschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie;
3: einen Ausschnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs umfassend die erfindungsgemäße Fahrzeugkarosserie sowie eine Sitzeinrichtung;
4: die Ausführungsform gemäß 3 in einer Draufsicht;
5: eine Ausführungsform der Verbindung zwischen Halteelement und Stützelement; sowie
6: einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Stützelements.

1 zeigt eine Ausführungsform des Stützelements 10 der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Stützelement 10 abgesehen vom Schweißbolzen 22 als ein punktgeschweißtes Blechbiegeteil ausgeführt, welches die Aufnahmeeinrichtung 20, das Zugelement 30 und die Basiselemente 40 in einer baulichen Einheit vereint. Zu erkennen ist die Aufnahmeeinrichtung 20, welche eine Abstützfläche 21 aufweist. Im Zentrum der Abstützfläche 21 ist in einer dafür vorgesehenen Bohrung ein Schweißbolzen 22 angeordnet. Am Übergang zwischen der Abstützfläche 21 und den Seitenelementen 41 sind Sicken 23 angeordnet, die im Wesentlichen der Erhöhung der Biege- und Knicksteifigkeit des Stützelements 10 dienen. Auf der dem Betrachter zugewandten Seitenelement 41 sind Schweißverbindungen 100 in Form von Punktschweißungen zu erkennen, welche die Seitenelemente 41 miteinander verbinden. An der Abstützfläche 21 sind ebenfalls Schweißverbindungen 100 zu erkennen. Mittels dieser Schweißverbindungen 100 ist der Schweißbolzen 22 sowie eine unterhalb der Abstützfläche 21 angeordnetes und in dieser Darstellung nicht sichtbares Verstärkungsblech fixiert. An die Seitenelemente 41 schließen sich nach unten Basiselemente 40 an, die zur Fixierung an einem Bodenelement ausgebildet sind.
An die Aufnahmeeinrichtung 20 schließt das Zugelement 30 an. Zwecks Erhöhung der Biege- und Knicksteifigkeit des Zugelements 30 sind in Längserstreckungsrichtung des Zugelements 30 zwei parallele Sicken 33 angeordnet. Auf der von der Aufnahmeeinrichtung 20 abgewandten Seite des Zugelements 30 bildet dieses einen Endbereich 31 zur Herstellung einer Verbindung mit einem Querträger aus.
2 zeigt einen Ausschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie. Zu erkennen ist die Anordnung des in 1 beschriebenen Stützelements 10 an der Bodenstruktur 50. Im gezeigten Beispiel umfasst die Bodenstruktur 50 zwei in z-Richtung übereinander angeordnete Bodenelemente 52, 53. Das untere Bodenelement 52 entspricht abschnittsweise dem Fahrzeugunterboden, während das obere Bodenelement 53 ein Doppelbodenelement ist, welches der Verstärkung der Fahrzeugkarosserie im Bodenbereich dient. Es ist zu erkennen, dass das Stützelement 10 teilweise, insbesondere mit seinen Basiselementen, in der Art in einer Aussparung des oberen Bodenelements 53 angeordnet ist, dass die (hier nicht mehr ersichtlichen) Basiselemente zwischen dem unteren Bodenelement 52 und dem oberen Bodenelement 53 liegen. Zwecks Fixierung der Stützeinrichtung 10 am oberen Bodenelement 53 sind Schweißverbindungen 100 in Form von Punktschweißungen zwischen den Basiselementen und dem oberen Bodenelement 53 ausgebildet.
2 zeigt ebenfalls die Verbindung zwischen dem Endbereich 31 des Zugelements 30 mit der Bodenstruktur 50. Der Endbereich 31 des Zugelement 30 ist im gezeigten Beispiel so gestaltet, dass er abschnittsweise eine zum Querträger 51 komplementäre Form aufweist, so dass er an diesem flächig anliegen kann. Im Endbereich 31 ist eine Schweißverbindung zwischen der Oberseite 511 des Querträgers 51 und dem Zugelement 30 ausgeführt. Die Darstellung in 2 macht deutlich, dass die Oberseite 511 des Querträgers 51 sowohl gegenüber dem oberen Bodenelement 53 als auch gegenüber der Aufnahmeeinrichtung 20, insbesondere der Abstützfläche 21 und dem Schweißbolzen 22, in z-Richtung beabstandet bzw. erhöht ist. Mit anderen Worten verläuft das Zugelement 30 in x-Richtung im Wesentlichen kontinuierlich nach schräg oben und überbrückt somit eine Höhendifferenz zwischen Aufnahmeeinrichtung 20 und einem Bereich der Bodenstruktur 50, nämlich dem Querträger 51. Ferner überbrückt das Stützelement 10 eine durch die Bodenstruktur 50 insgesamt ausgebildete Höhendifferenz zwischen dem oberem Bodenelement 53 und dem Querträger 51.
Die Verbindung des Stützelements 10 mit dem Querträger 51 mittels des Zugelements 30 ermöglicht es, eine Kraft und/oder ein Drehmoment, welches in x-Richtung bzw. in Fahrzeuglängsrichtung auf die Aufnahmeeinrichtung 20 wirkt, wie dies beispielhaft bei einem Unfall der Fall ist, in den Querträger 51 abzuleiten.
3 zeigt einen Ausschnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, welches die erfindungsgemäße Fahrzeugkarosserie umfasst und mit einer Sitzeinrichtung 110 ausgestattet ist. Im oberen Ausschnitt der 3 sind im Anschnitt zwei Sitzlehnen 111 einer Sitzeinrichtung 110 zu erkennen. Im gezeigten Beispiel handelt es sich um klappbare Sitzlehnen 111, die zwecks Freigabe eines Zugangs zu einem Laderaum um eine Schwenkachse 130 schwenkbar sind. Mittels der Sitzlehnenverbinder 112 sind die Sitzlehnen 111 mit einer Halteeinrichtung 60 verbunden. Die Halteeinrichtung 60 liegt teilweise auf der Abstützfläche der Aufnahmeeinrichtung des Stützelements 10 auf. In dieser Darstellung nicht sichtbar ist, dass die Halteeinrichtung 60 eine Aussparung aufweist, durch die der Schweißbolzen bei der Montage hindurchgeführt wird. Wirkt eine Kraft in x-Richtung auf die Halteeinrichtung 60, so wird die Kraft über den Schweißbolzen 22 an das Stützelement 10 abgeleitet.
Es ist ferner zu erkennen, dass das Zugelement 30 unter den Sitzlehnen 111 hindurch nach hinten verläuft. Der Querträger, mit dem das Zugelement 30 verbunden ist, ist in dieser Darstellung von den Sitzlehnen 111 verdeckt. In analoger Weise zu 2 ist außerdem zu erkennen, dass die Basiselemente des Stützelements 10 zwischen dem oberen Bodenelement 52 und dem unteren Bodenelement 53 angeordnet sind.
In einem dem Betrachter zugewandten Bereich der Halteeinrichtung 60 sind zwei Gurt-Anschlusseinrichtungen 70 zu erkennen. Im gezeigten Beispiel handelt es sich um Gurtschlösser von Personensicherheitsgurten. 3 deute an, dass jede Gurt-Anschlusseinrichtung 70 über einen Verbindungsabschnitt 71 verfügt, welcher jeweils eine Bohrung aufweist, sowie, dass die Halteeinrichtung 60 einen Verbindungsbereich 61 aufweist, der ebenfalls über Bohrungen verfügt, so dass bei Ausführung einer Schraubverbindung durch diese Bohrungen die Halteeinrichtung 60 und die Gurt-Anschlusseinrichtung 70 aneinander fixiert sind. Auf diese Art sind die Gurt-Anschlusseinrichtungen 70 mittelbar mit der Aufnahmeeinrichtung verbunden, so dass beispielsweise unfallbedingte, auf die Gurt-Anschlusseinrichtungen 70 wirkende Kräfte und/oder Drehmomente über die Aufnahmeeinrichtung an die Stützeinrichtung 10 und somit an dem Querträger abgeleitet werden können.
4 zeigt die Ausführungsform gemäß 3 in einer Draufsicht. 4 zeigt entsprechend 3 die beiden Gurt-Anschlusseinrichtungen 70 verbunden mit der Halteeinrichtung 60. Dabei ist in der gezeigten Ausführungsform jede Gurt-Anschlusseinrichtung 70 jeweils mittels einer eigenen Schraubverbindung mit der Halteeinrichtung 60 verbunden. 4 zeigt ebenso die Verbindung zwischen den Sitzlehnenverbindern 112 mit den daran angeordneten Sitzlehnen 111 und der Halteeinrichtung 60. In dieser Ansicht ist ebenfalls zu erkennen, dass das Zugelement 30 unterhalb der Sitzlehnen 111 angeordnet ist und in seinem Endbereich an den Querträger 51 anschließt. Die Anordnung der Basiselemente zwischen dem unteren Bodenelement 52 und dem oberen Bodenelement 53 ist ebenfalls zu sehen.
Das Halteelement 60 liegt teilweise auf der Abstützfläche 21 auf. Auf diese Art stützt das Stützelement 10 die Gewichtskraft der Sitzeinrichtung wenigstens teilweise ab. Im Gegensatz zu 3 ist in 2 zu erkennen, dass das Halteelement 60 eine Bohrung aufweist, durch die der Schweißbolzen 22 verläuft ist. Wirkt beispielsweise unfallbedingt oder durch ein starkes Abbremsen des Fahrzeugs eine Kraft 200 in x-Richtung über die Gurt-Anschlusseinrichtungen 70 auf die Halteeinrichtung 60 und kommt es infolge dessen zu einer Verschiebung des Halteelements 60 in x-Richtung, so wird die Kraft über den Schweißbolzen 22 wenigstens teilweise an die Stützeinrichtung 10 und mittels des Zugelement 30 an den Querträger 51 übertragen.
5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Verbindung zwischen Halteelement 60 und Stützelement 10. Dabei ist das Halteelement 60, insbesondere sein Verbindungsbereich 61 zur Ausbildung einer Verbindung mit den Gurt-Anschlusseinrichtungen, gegenüber der in 4 gezeigten Ausführungsform leicht verändert ausgeführt.
Zunächst ist hier gezeigt, dass die über den Schweißbolzen 22 hergestellte Verbindung zwischen Halteelement 60 und Stützelement 10 mit einer Mutter 24 gesichert ist. Ferner ist erkennen, dass in dieser Ausführungsform zur Verbindung mit den Gurt-Anschlusseinrichtungen eine durchgängige Schraubverbindung 62 mit Feder vorgesehen ist. Die Detaildarstellung zeigt ferner, dass der Verbindungsbereich 61 doppelwandig ausgeführt ist und im Verbindungsbereich unterhalb der Schraubverbindung 62 zwecks Versteifung zwei Sicken 63 angeordnet sind. Außerdem weist das Halteelement 60 einen Absatz 64 auf, welcher über die Abstützfläche 21 nach unten hinausragt.
6 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des als gepunktetes Blechbiegeteil ausgeführten Stützelements 10. Neben den Basiselementen 40, einem Seitenelement 41 und dem Zugelement 30 zeigt diese Ansicht, dass unterhalb der Stützfläche ein Verstärkungsblech 25 angeordnet ist, welches den Schweißbolzen 22 teilweise umgibt, und welches ebenfalls mit dem Stützelement 10 verschweißt ist.
Bezugszeichenliste

10: Stützelement
20: Aufnahmeeinrichtung
21: Abstützfläche
22: Schweißbolzen
23: Sicke
24: Mutter
25: Verstärkungsblech
30: Zugelement
31: Endbereich
33: Sicke
40: Basiselement
41: Seitenelement
50: Bodenstruktur
51: Querträger
511: Oberseite
52: Unteres Bodenelement
53: Oberes Bodenelement
60: Halteeinrichtung
61: Verbindungsbereich
62: Schraubverbindung
63: Sicke
64: Absatz
70: Gurt-Anschlusseinrichtung
71: Verbindungsabschnitt
90: Schweißnaht
100: Schweißverbindung
110: Sitzeinrichtung
111: Sitzlehne
112: Sitzlehnenverbinder
130: Schwenkachse
200: Kraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015205166 A1 [0003]

Claims

Kraftfahrzeugkarosserie, umfassend eine Bodenstruktur (50) sowie daran fixiert ein Stützelement (10) zur Abstützung von von einer Sitzeinrichtung (110) eines die Kraftfahrzeugkarosserie aufweisenden Kraftfahrzeugs übertragenen Kräften (200) und/ oder Drehmomenten, mit einer Aufnahmeeinrichtung (20) zur Einleitung der Kräfte (200) und/oder Drehmomente, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (10) ein Zugelement (30) umfasst, welches entlang der Längsrichtung der Kraftfahrzeugkarosserie in einem Abstand zur Aufnahmeeinrichtung (20) an der Bodenstruktur (50) fixiert ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenstruktur (50) wenigstens ein Bodenelement (52, 53) sowie einen Querträger (51), der mit dem Bodenelement (52, 53) mechanisch fest verbunden ist, umfasst, wobei die Aufnahmeeinrichtung (20) zum Querträger (51) entlang der Längsrichtung der Kraftfahrzeugkarosserie beabstandet ist und das Zugelement (30) an dem Querträger (51) fixiert ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (30) an der Oberseite (511) des Querträgers (51) angeschlossen ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Zugelement (30) wenigstens abschnittsweise beabstandet zum Bodenelement (52, 53) erstreckt.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Zugelement (30) an die Aufnahmeeinrichtung (20) im Wesentlichen in der Höhenebene anschließt, in der die Aufnahmeeinrichtung (20) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (30) entlang der Längsrichtung der Kraftfahrzeugkarosserie einen Abstand zwischen der Aufnahmeeinrichtung (20) und der Position der Fixierung des Zugelements (30) an der Bodenstruktur (50) von mindestens 20 mm überbrückt.
Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (10) wenigstens ein Basiselement (40) aufweist, welches an der Bodenstruktur (50) fixiert ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung (20) einen Abstand von wenigstens 20 mm zu dem Bereich der Bodenstruktur (50) aufweist, an dem die Fixierung des Basiselements (40) realisiert ist.
Kraftfahrzeug, umfassend eine Kraftfahrzeugkarosserie gemäß einem der Ansprüche 1-7.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug mit der Aufnahmeeinrichtung (20) mechanisch verbunden eine Gurt-Anschlusseinrichtung (70), insbesondere ein Gurtschloss, aufweist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aufnahmeeinrichtung (20) des Stützelements (10) eine Halteeinrichtung (60) zum Halten einer Sitzeinrichtung (110), insbesondere einer Sitzlehne (111), angeordnet ist.