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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug,
mit einer selbsttragenden, einen zur Aufnahme von Insassen geeigneten
Innenraum ausbildenden Fahrzeugkarosserie mit einem Fahrzeugdach,
einer Fahrzeugbasis mit einem Fahrzeugboden sowie Fahrzeugdach und
Fahrzeugbasis verbindenden Stützelementen, wobei
sich mindestens ein Stützelement
innerhalb des Innenraums vom Fahrzeugdach zum Fahrzeugboden erstreckt
und das Fahrzeugdach und/oder der Fahrzeugboden im Wesentlichen
horizontal ausgerichtete Tragholme aufweist, an welchen das mindestens
eine Stützelement
befestigbar ist, sowie ein zur Herstellung eines derartigen Kraftfahrzeugs
geeignetes Verfahren und eine dabei verwendbare Baueinheit.
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Stand der Technik
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Ein
Kraftfahrzeug der eingangs genannte Art ist aus der Patentschrift
US 3 885 810 bekannt. In dieser
Schrift werden verschiedene Methoden zur Anbindung einer im Fahrzeuginnenraum
befindlichen, zentralen Stützstruktur
an die Fahrzeugkarosserie darstellt. Unter anderem wird dort angeregt,
ein im Wesentlichen vertikales Stützelement zwischen Kardantunnel
und Fahrzeugdach anzuordnen und zur Befestigung der Fahrzeugsitze
zu nutzen. Das Stützelement
ist dabei an horizontal ausgerichteten Tragholmen der Fahrzeugkarosserie
angeflanscht. Der Weiterleitung der von der Stützstruktur in Fahrzeugboden
oder Fahrzeugdach übertragenen
Kräfte wird
in diesem Zusammenhang keine Beachtung geschenkt.
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Ein
weiteres, viertüriges
Kraftfahrzeug wird in der Druckschrift
DE 100 56 298 A1 offenbart.
Die Ganzstahl-Karosserie besteht aus einer Fahrzeugbasis, welche
insbesondere die Bodengruppe sowie Motor- und Kofferraum umfaßt, sowie
einem Fahrzeugdach. Dach und Basis des Fahrzeugs sind über seitliche
Stützelemente
in Form der A-, B- und C-Säule
unter Ausbildung eines Fahrzeuginnenraums miteinander verbunden,
der unter anderem die Fahrzeugsitze aufnimmt. Die B-Säule dient
ferner zur Anlenkung der hinteren Fahrzeugtüren und trennt damit die Einstiegsöffnungen
für Front-
und Heckinsassen.
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Die
vorderen Fahrzeugsitze sind üblicherweise
längsverschieblich
am Fahrzeugboden befestigt, während
die hinteren Sitze zusätzlich
im Bereich der C-Säule
an den seitlichen Karosseriestrukturen verankert werden. Die Sitze
werden dabei einzeln nach der Fertigung der Karosserie in den Fahrzeuginnenraum
eingebracht.
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Ein
Fahrzeug mit einem im Innenraum angeordneten, säulenartigen Bauteil ist aus
der Patentschrift
DE
195 45 591 C1 bekannt. In diesem Dokument wird eine Karosseriestruktur
für einen
Reisebus beschrieben, dessen bankartig nebeneinander angeordnete
Sitze entweder mittels einer Tragkonsole ausschließlich an
der inneren Seitenwand der Karosserie oder einerseits punktuell
an der inneren Seitenwand und andererseits mittels einer Haltestange
am Fahrzeugdach befestigt sind. Die Haltestange verläuft in letztgenanntem
Fall vertikal vom Fahrzeugdach zwischen die Sitze.
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Derartige
Sitzanordnungen sind bei öffentlichen
Personenbeförderungsmitteln
allgemein üblich. Die
Haltestangen sind so dimensioniert, dass sie den Fahrzeugsitzen
sowie sich an den Haltestangen sichernden, stehenden Fahrgästen zwar
ausreichenden Halt geben, jedoch keinen signifikanten Beitrag zur
Stabilität
der Fahrzeugkarosserie leisten. In Personenkraftwagen mit selbsttragender
Karosserie finden derartige Haltestangen keine Anwendung.
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Aus
der Druckschrift
DE
197 36 107 A1 ist ferner ein Großraumfahrzeug bekannt, dessen
Haltestangen sich vom Fahrzeugdach im Bereich des Mittelgangs seitlich
an den Sitzbänken
vorbei zum Fahrzeugboden erstrecken und mit den Sitzrücklehnen
verbunden sind. Diese Anordnung bietet sich für Busse, Bahnwagons oder dergleichen
an, da stehende Fahrgäste
einen besonders günstigen
Zugriff auf die Haltestangen erhalten. Die Sitzbank ist ihrerseits über eine
Stützkonsole
mit dem Fahrzeugboden verbunden.
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Auch
diese Ausbildung ist für
die Anwendung in Personenkraftwagen ungeeignet.
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In
dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 297 03 663 U1 wird ein Kraftfahrzeug mit
einer Tragholme aufweisenden Struktur beschrieben, die eine verbesserte
Unfallcharakteristik aufweisen soll und in welcher vier Schalensitze
angeordnet sind. Die Rückenlehnen
der Vordersitze und die Rückenlehnen
der Rücksitze
sind einander zugewandt, so dass die rückwärtigen Insassen entgegen der
Fahrtrichtung sitzen. Die Schalensitze stützen sich dabei mit ihren Rückenlehnen
an einem quer im Fahrzeug zwischen den Sitzreihen verlaufenden Träger ab.
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Die
Patentschrift
DE 199
43 242 C2 betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit diagonalen,
sich kreuzenden Tragholmen, an deren Schnittpunkten eine Stütze angeordnet
ist. Diese Stütze
dient dazu, unterhalb des Fahrzeugbodens angeordnete Diagonalstreben
auf Abstand zu halten.
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Aus
der Offenlegungsschrift
DE
38 10 762 A1 ist ein viertüriger Aufbau für einen
Personenkraftwagen bekannt, bei welchem auf eine zwischen den Türen angeordnete
Tragsäule
(B-Säule)
verzichtet wird. Um den Aufbau trotzdem ausreichend steif auszubilden,
ist in die hinteren Türen
jeweils benachbart zu den vorderen Türen eine säulenartige Versteifung integriert,
welche in Dach- und Bodenrahmen der Fahrzeugkarosserie verriegelbar
ist.
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In
der nachveröffentlichten
Offenlegungsschrift
DE
102 54 343 A1 wird eine zentrale, im Wesentlichen vertikale
Stützstruktur
im Fahrzeuginnenraum beschrieben. Die Sitze des betreffenden Kraftfahrzeugs
sind dabei über
Sitzschienen seitlich des Mitteltunnels an den Bodenblechen verankert.
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Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einer
selbsttragenden Karosserie mit einem innovativen Innenraumkonzept
anzubieten, das bei hoher Festigkeit die Verwendung vormontierter
Baugruppen mit hohem Vorfertigungsgrad ermöglicht.
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Lösung
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Die
Aufgabe wird bei einem gattungsgemäß ausgeführten Kraftfahrzeug erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Tragholme kreuzartig ausgebildet sind und sich jeweils
von einer zur anderen Fahrzeugseite erstrecken und das Stützelement
im Bereich des Schnittpunkts der Tragholme mit dem Fahrzeugdach
und/oder Fahrzeugboden verbunden ist, wobei das mindestens eine
Stützelement
mit Konsolen zur Anbringung von Fahrzeugsitzen ausgestattet ist.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zur Herstellung eines derartigen Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet,
dass in einem ersten Fertigungsprozess eine Fahrzeugkarosserie mit
einer Fahrzeugbasis und ggf. einem mit dieser verbundenen Fahrzeugdach
gefertigt wird, nachfolgend in einem anderen Fertigungsprozess eine
Baueinheit aus mindestens einem Stützelement und Fahrzeugsitzen
montiert wird und letztlich diese Baueinheit in den Innenraum der
Fahrzeugkarosserie eingefügt
und mindestens ein Stützelement
an Fahrzeugdach und Fahrzeugboden befestigt wird.
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Die
abhängigen
Ansprüche
betreffen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung.
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Figuren
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Die
Figuren stellen beispielhaft und schematisch verschiedene Ausführungen
der Erfindung dar.
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Es
zeigen:
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1 ein
Kraftfahrzeug nach einer ersten Ausführung der Erfindung in seitlicher
Ansicht (ohne Türen);
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2 das
Fahrzeug nach 1 im Querschnitt;
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3 eine
Seitenansicht dieses Kraftfahrzeugs mit geschlossenen Türen;
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4 eine
perspektivische Ansicht des Innenraums und der Dachstruktur eines
entsprechend 1 bis 3 ausgebildeten
Fahrzeugs;
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5 ein
Kraftfahrzeug nach einer weiteren Ausführung der Erfindung in seitlicher
Ansicht (ohne Türen);
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6 das
Fahrzeug nach 4 im Querschnitt.
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Der
in 1 und 2 dargestellte Personenkraftwagen
besitzt eine selbsttragende Fahrzeugkarosserie 1, die im
Wesentlichen aus dreidimensional verformten, miteinander verschweißten Blechhalbzeugen
gefertigt ist (Ganzstahl- bzw. Ganzmetall-Karosserie). Die Fahrzeugkarosserie 1 weist eine
Fahrzeugbasis 2 mit einem Fahrzeugboden 3 sowie
ein Fahrzeugdach 4 auf, die über seitlich entlang der Windschutzscheibe 5 sowie
der Heckscheibe 6 verlaufende Stützelemente 7, 7' unter Ausbildung
eines Innenraums 8 zur Aufnahme der Fahrzeuginsassen miteinander
verbunden sind.
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Im
Innenraum 8 ist mittensymmetrisch zur mittleren vertikalen
Längsebene 9 des
Fahrzeugs ein weiteres, säulenartiges
Stützelement 10 angeordnet, dass
sich senkrecht vom Fahrzeugboden 3 zum Fahrzeugdach 4 erstreckt
und mit beiden verbunden ist. In seitlicher Ansicht verläuft dieses
Stützelement 10 etwa
mittig durch den Innenraum 8.
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Das
Stützelement 10 ist
oberhalb des Fahrzeugbodens 3 mit einem horizontal, quer
zur Fahrtrichtung ausgerichteten Querholm 11 ausgestattet, der
sich im Wesentlichen über
die gesamte Breite des Innenraums 8 erstreckt und mit gabelartig
nach vorne ragenden Konsolen 12 versehen ist. Auf diesen
sind die Sitzteile 13 der nach vorne ausgerichteten Fahrzeugsitze 14 für die Frontinsassen
längs- und
höhenverstellbar
angeordnet. Das Sitzteil 13 ist seinerseits neigungsverstellbar
mit der Rückenlehne 15 des
Fahrzeugsitzes 14 verbunden. Das Stützelement 10 verläuft dabei
im Bereich der beiden Rückenlehnen 15 annähernd zwischen
diesen hindurch.
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Unterhalb
des Fahrzeugdachs 4 weist das Stützelement 10 einen
weiteren, parallel zum Querholm 11 verlaufenden Holm 16 auf,
an dem Kopfstützen 17 sowie
endseitig die Aufrollvorrichtungen 18 von Dreipunkt-Sicherheitsgurten
befestigt sind.
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Die
Rücksitze 19 sind
in herkömmlicher
Weise unmittelbar am Fahrzeugboden 3 befestigt.
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Der
Raum zwischen Fahrzeugboden 3 und den Sitzteilen 13 der
vorderen Fahrzeugsitze 14 im Wesentlichen frei von Einbauten
und steht als Fußraum
für die
rückwärtigen Insassen
oder über
die gesamte Fahrzeugbreite als Stauraum für Ladegut, beispielsweise für Langgut,
zur Verfügung.
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Die
vorderen Fahrzeugtüren 20 sind,
wie aus 3 ersichtlich, an ihrer vorderen
vertikalen Kante 21 über
Gelenke 22 mit der Fahrzeugkarosserie 1 verbunden,
während
die hinteren Fahrzeugtüren 23 an
ihren hinteren senkrechten Kanten 24 in Gelenken 25 aufgehängt sind.
Die vordere Fahrzeugtür 20 und hintere
Fahrzeugtür 23 einer
Seitenfläche
der Fahrzeugkarosserie 1 sind im Bereich ihrer gemeinsamen Kante 26 unmittelbar
miteinander verriegelbar, wobei nach dem Öffnen beider Türen eine
sich nahezu über die
gesamte Länge
des Innenraums 8 erstreckende Einstiegsöffnung entsteht.
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4 zeigt
einen Blick in den Innenraum 8 eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
wobei das äußere Blech
des Fahrzeugdachs 4 transparent gehalten ist. Zur Versteifung
ist das Fahrzeugdach 4 oberhalb der Wind schutzscheibe 5 sowie
der Heckscheibe 6 mit horizontalen, quer zur Fahrtrichtung verlaufenden
Querträgern 27, 27' versehen, welche die
längs verlaufenden
Dachkanten 28 der Fahrzeugkarosserie 1 miteinander
verbinden. In den so erzeugten viereckigen Rahmen sind kreuzartig
ausgebildete Tragholme 29 eingelassen, an deren Schnittpunkt 30 das
obere Ende des Stützelementes 10 mit dem
Fahrzeugdach 4 verbunden ist.
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Eine ähnliche
Struktur findet sich ferner im Fahrzeugboden 3 und dient
zur Anbindung des unteren Endes des Stützelements 10. Dieses
ist ferner mit einem teleskopierbaren, aber feststellbaren Bereich 31 versehen,
mittels dessen die Länge
des Stützelements 10 vorübergehend
verringert werden kann. Ferner kann sich der teleskopierbare Bereich infolge
unfallbedingter Überlast
plastisch verformen.
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Bei
der Herstellung eines derartigen Fahrzeugs wird einerseits eine
Fahrzeugkarosserie 1 mit einer Fahrzeugbasis 2 und
einem Fahrzeugdach 4 gefertigt, die über herkömmliche seitliche Stützelemente 7, 7' miteinander
verbunden werden. Die so entstandene Struktur kann der späteren Benutzung entsprechend
bereits ausreichend steif ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die
Fahrzeugkarosserie 1 zur Reduzierung ihres Gewichts zu
diesem Zeitpunkt aber nur geeignet, die nachfolgenden Montageschritte
zu überstehen.
Gegebenenfalls kann die Verwendung einer vorübergehend angelegten, versteifenden Hilfseinrichtung
erforderlich werden. Ferner können bereits
die vorderen und hinteren Fahrzeugtüren 20, 23 angebracht
und die Karosserie tauchlackiert werden. Anschließend kann
der Innenraum 8 mit Ausstattungsteilen wie Dachhimmel,
Türverkleidungen und
Cockpit versehen werden.
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In
einem anderen Fertigungsprozeß wird eine
Baueinheit aus dem metallischen Stützelement 10, Holm 16 mit
Kopfstützen 17 und
Aufrollvorrich tungen 18 sowie Querholmen 11 mit
Konsolen 12 und Fahrzeugsitzen 14 montiert.
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Nachfolgend
wird die so geschaffene Baueinheit in den Innenraum 8 der
Fahrzeugkarosserie 1 eingefügt und mit dieser im Bereich
von Fahrzeugboden 3 und Fahrzeugdach 4 verschraubt.
Die im Ausführungsbeispiel
gewählte
Anordnung der Fahrzeugtüren 20, 23 ermöglicht dabei
das Einbringen großvolumiger
Baueinheiten, deren Höhe
vorübergehend durch
Zusammenschieben des teleskopierbaren Bereichs 31 verringert
werden kann. Dieser kann ferner zum Ausgleich fertigungsbedingter
Toleranzen dienen.
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Bei
einer entsprechenden Reduzierung des Ausstattungsgrads der Baueinheit
ist es natürlich möglich, diese
bereits vor der Lackierung in den Innenraum 8 einzusetzen
und das Stützelement 10 mit der
Fahrzeugkarosserie 1 zu verschweißen. Anschließend werden
die Fahrzeugkarosserie 1 und die Baueinheit gemeinsam lackiert
und nachfolgend mit ihrer endgültigen
Ausstattung versehen.
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Bei
der Ausführung
nach 5 und 6 sind die Rücksitze 19 entgegen
der Fahrtrichtung ebenfalls am Stützelement 10 angebracht.
Die metallischen, tragenden Strukturen 32 der Rückenlehnen 15 der
vorderen Fahrzeugsitze 14 wie der Rücksitze 19 sind dabei
integraler Bestandteil des Stützelements 10 und
dient somit gleichfalls der Übertragung von
Kräften
zwischen Fahrzeugdach 4 und Fahrzeugboden 3. Eine
Anpassung an die Größe des Fahrers
kann in diesem Fall beispielsweise durch Verlagerung von Lenkrad
und Pedalerie erfolgen.
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Der
Raum zwischen den Rückenlehnen 15 der
vorderen Fahrzeugsitze 14 und der Rücksitze 19 kann erneut
für den
Transport von beispielsweise langgestrecktem Ladegut genutzt werden.
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- 1
- Fahrzeugkarosserie
- 2
- Fahrzeugbasis
- 3
- Fahrzeugboden
- 4
- Fahrzeugdach
- 5
- Windschutzscheibe
- 6
- Heckscheibe
- 7
- Stützelement
- 8
- Innenraum
- 9
- mittlere
vertikale Längsebene
- 10
- Stützelement
- 11
- Querholm
- 12
- Konsole
- 13
- Sitzteil
- 14
- Fahrzeugsitz
- 15
- Rückenlehne
- 16
- Holm
- 17
- Kopfstütze
- 18
- Aufrollvorrichtung
- 19
- Rücksitz
- 20
- vordere
Fahrzeugtür
- 21
- Kante
(von 20)
- 22
- Gelenk
- 23
- hintere
Fahrzeugtür
- 24
- Kante
(von 23)
- 25
- Gelenk
- 26
- Kante
- 27
- Querträger
- 28
- Dachkante
- 29
- Tragholm
- 30
- Schnittpunkt
- 31
- teleskopierbarer
Bereich
- 32
- tragende
Struktur