DE3541325C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung von Bauteilen einer, aus einer Anzahl von Bauteilen sich zusammensetzenden Karosserie von Kraftfahrzeugen, insbesondere eine Verbindung einer, der Aufnahme einer Fahrzeugtür dienenden Mittelsäule mit einem oberen Dachträger und/oder einem äußeren Längsträger des Fahrzeugbodens.

Es liegt im ständigen Bestreben der Hersteller von Personenkraftfahrzeugen, alles Erdenkliche zu tun, um die Sicherheit der Fahrzeuginsassen bei Unfällen so weit als möglich zu gewährleisten. Während durch die Gestaltung der Fahrzeugkarosserie in Hinblick auf Front- oder Heckzusammenstößen bereits große Fortschritte erzielt wurden, um die Fahrzeuginsassen zu schützen, ist dies bei einem seitlichen Aufprall, insbesondere im Bereich des Fahrgastraumes, nur schwerlich möglich.

Gerade bei den meistgebauten viertürigen Kraftfahrzeugen ist im Seitenbereich ein großer Ausschnitt vorhanden, der lediglich durch die senkrecht angeordnete Mittelsäule unterteilt ist. Die Mittelsäure verbindet den äußeren Längsträger des Fahrzeugbodens mit einem Dachlängsträger und dient gleichzeitig der Aufnahme der hinteren Seitentüre.

Bei einem seitlichen Aufprall auf ein Hindernis oder bei einem Seitenaufprall durch ein fremdes Fahrzeug muß die Mittelsäule, und dabei insbesondere die Verbindungsstellen am Fahrzeugboden und am Dach, den größten Teil der auftretenden Kräfte aufnehmen bzw. übertragen.

Ein nachträglicher Einbau der Mittelsäule in die bereits fertiggestellte Fahrzeugkarosserie ist fertigungstechnisch vorteilhaft. Die zu diesem Zweck entwickelten Bindungselemente wie z. B. schraubengesicherte, formschlüssige Steckverbindungen, können Kräfte nur bis zu einer bestimmten Größenordnung, die bei einem Seitenaufprall überschritten werden kann, übertragen.

Aus der DE-OS 34 13 228 ist eine Fahrzeugkarosserie mit einer nachträglich montierbaren Mittelsäule bekannt. Die Mittelsäule ist dabei mit einem Ende formschlüssig an die Fahrzeugkarosserie angefügt und mit dem anderen Ende durch Schrauben gesichert.

Eine andere Möglichkeit der Befestigung einer Mittelsäule ist in der US-PS 22 12 674 beschrieben. Durch die dort beschriebene lösbare Mittelsäule soll das Fahrzeug für einen anderen Verwendungszweck umrüstbar sein. Für die Festlegung der Mittelsäule kommt für die Handhabung ein zwar einfacher, den heutigen sicherheitstechnischen Anforderungen jedoch in keiner Weise entsprechender Spannverschluß zur Anwendung.

Die vorbeschriebenen Befestigungen können den extremen Bedingungen, wie sie z. B. bei einem starken seitlichen Aufprall auf das Fahrzeug gegeben sind, nicht immer standhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsmöglichkeit für Bauteile einer Fahrzeugkarosserie im allgemeinen und die Verbindung einer Mittelsäule mit der Fahrzeugkarosserie im besonderen aufzuzeigen, die geeignet ist, auch den bei einem größeren Seitenaufprall auftretenden extremen Bedingungen standzuhalten.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die vorgeschlagene konische Zugklammer kann beispielsweise in ihrer Breite so dimensioniert werden, daß die von ihr bzw. von den entsprechenden Bereichen des äußeren Längsträgers des Fahrzeugbodens sowie des Dachlängsträgers aufzunehmenden Kräfte sich flächenhaft und damit materialschonend verteilen können.

Durch die CH-PS 4 34 882 ist bereits eine Zugklammer an sich bekannt geworden, die jedoch zum lösbaren Verbinden der Wände eines Apparategehäuses dient. Auch diese bekannte Zugklammer weist ein Mittelteil mit unter stumpfen Winkeln sich anschließenden Klammerstegen auf. Über eine durch das Mittelteil hindurchgeführte Schraube und die Klammerstege werden die beiden Gehäuseteile zusammengespannt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend beschrie­ ben und in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen ausschnittsweisen Querschnitt einer Fahr­ zeugkarosserie mit einer an Bodenträger und Dachträger befestigten Mittelsäule und

Fig. 2 und Fig. 3 eine jeweils ausschnittsweise Vergrößerung der oberen bzw. unteren Verbindungsstellen.

Die Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Per­ sonenkraftwagen mit einer Fahrzeugkarosserie 1, die je einen seit­ lichen Ausschnitt 2 für zwei Türen (nicht dargestellt) aufweist, wobei dieser Ausschnitt 2 im wesentlichen durch einen länglichen, horizontalen Dachträger 3 sowie einen entsprechenden Bodenträger 4 begrenzt und durch eine etwa senkrechte Mittelsäule 5 unterteilt ist.

Diese kann beispielsweise an einer Nebenstelle komplett vormon­ tiert und anschließend zwischen Dachträger 3 und Bodenträger 4 in die Fahrzeugkarosserie 1 eingesetzt werden. Dazu wird die Mit­ telsäule 5 an ihrem oberen Ende formschlüssig in entsprechende, in Fig. 2 näher dargestellte, Aufnahmeteile eingeschoben und ihr unteres Ende in Richtung auf den Bodenträger 4 verschwenkt.

Letzterer weist zu diesem Zweck, siehe Fig. 3, beispielsweise einen pyramiden­ stumpfförmigen hohlen Ansatz 6 auf, an dem die Mittelsäule 5 letzt­ endlich befestigt wird. Sie umschließt dabei den Ansatz 6 scha­ lenförmig an drei Seiten und zwar an der in Fahrtrichtung gesehen vorderen, hinteren und äußeren Seite. Dabei weist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, das untere Ende der Mittelsäule 5 Langlöcher 7 auf, durch welche, in Fig. 2 angedeutete Befestigungsschrauben 19 hin­ durchgeführt werden, über die dann mit dem vorgenannten pyrami­ denstumpfförmigen hohlen Ansatz 6 eine entsprechende Verbindung hergestellt wird.

Die dem Fahrgastraum 8 zugekehrte innenliegende Verbindung mit dem Bodenträger 4 sowie die Verbindung mit dem Dachträger 3 er­ folgt in der in Fig. 2 näher dargestellten Weise.

Der seitlich nach unten sich wölbende Dachträger 3, der aus ein­ zelnen Blechelementen 9, 10 sich zusammensetzt, bildet im Bereich der Anschlußstelle eine konische, nach unten sich öffnende Aufnah­ me 11. Dazu passend konisch zusammenlaufend ist das obere Ende 12 der u. a. von einem Außenblech 13 sowie einem Innenblech 14 gebildeten Mittelsäule 5.

Sowohl das innere Blechelement 10 als auch das Innenblech 14 wei­ sen Öffnungen 15, 16 auf, in die eine mit Haken 20, 21 versehene Zugklammer 22 eingreift. Die jeweils die Haken 20, 21 tragenden Klammerstege 23, 24 bilden mit einem Mittelteil 25 jeweils einen stumpfen Winkel a, so daß aufgrund der dadurch entstehenden, quer zur Spannrichtung verlaufenden Konizität beim Festziehen einer Klemmschraube 26, welche nahezu senkrecht zur Wirkungslinie L der Klemmkraft gerichtet ist und durch eine Bohrung 27 des Mit­ telteiles 25 hindurchragt sowie in ein Gewinde 28 einer lokalen Verstärkung 29 des Innenbleches 14 eingreift, der Dachträger 3 mit der Mittelsäule 5 fest verspannt wird. Dabei gleitet die Gleit­ fläche 17, 18 eines jeden Klammersteges 23, 24 an einer Kante 34, 35 der jeweiligen Öffnung 15, 16 entlang, so daß eine, je nach Konizität und Werkstoffkombination bzw. Oberflächenbeschaffenheit mehr oder weniger starke kraftschlüssige Verbindung entsteht.

Ähnlich gestaltet ist die zusätzlich zu den bereits genannten Ver­ bindungselementen (Schraubverbindungen) gestaltete Verbindung zwi­ schen Mittelsäule 5 und Bodenträger 4. Um dabei zu verhindern, daß die Zugklammer 22 zu weit in den Fahrgastraum 8 hineinragt, weisen Innenblech 14 sowie der pyramidenstumpfförmige Ansatz 6 an der entsprechenden Stelle jeweils eine Einbuchtung 30, 31 auf. Auch hier sind wiederum am Ansatz 6 des Bodenträgers 4 sowie an dem vorgenannten, mit einer Aufstandfläche 36 versehenem Innen­ blech 14 Öffnungen 15, 16 vorgesehen, in welche die mit den Ha­ ken 20, 21 ausgestatteten Klammerstege 23, 24 eingreifen. Die Schraubverbindung mittels Klemmschraube 26, welche in ein Gewin­ de 32 einer weiteren Verstärkung 33 des Innenbleches 14 eingreift, geschieht wie bereits vorstehend beschrieben.

Mit dieser Vorgehensweise ist nun eine optimale Verbindung zwi­ schen Dachträger 3 und Bodenträger 4 der Fahrzeugkarosserie 1 mit der nachträglich einzusetzenden Mittelsäule 5 möglich. Da die Zug­ klammer 22 relativ breit dimensioniert werden kann und die Öffnun­ gen 15, 16 entsprechend lang auszuführen möglich ist, wird eine optimale, für die Bauteile schonende Verteilung der auftretenden Kräfte erreicht.

Der Pufferweg der Zugklammer 22 beim Entlanggleiten der Klammer­ stege 23, 24 an den Kanten 34, 35 der Öffnungen 15, 16 im Falle einer extremen Belastung bis zu ihrem Einhaken sowie ihre werkstoff- und gestaltabhängige Eigenelastizität verleihen dem gesamten Ver­ bindungssystem die geforderten Eigenschaften.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf den speziellen, hier aufge­ zeigten Anwendungsfall begrenzt sondern auch an anderen Verbin­ dungsstellen einer Fahrzeugkarosserie einsetzbar.

Claims (4)

1. Verbindung von Bauteilen einer, aus einer Anzahl von Bauteilen sich zusammensetzenden Karosserie von Kraftfahrzeugen, insbesondere eine Verbindung einer, der Aufnahme einer Fahrzeugtür dienenden Mittelsäule mit einem oberen Dachträger und/oder einem äußeren Längsträger des Fahrzeugbodens, gekennzeichnet durch folgende Merkmale,

• - jedes der zu verbindenden Bauteile (3, 5; 4) ist im Bereich ihrer Verbindungsstelle mit einer Öffnung (15; 16) versehen.
• - in die Öffnungen (15; 16) greift eine Zugklammer (22) ein,
• - die Zugklammer (22) umfaßt ein Mittelteil (25) mit zwei sich daran im stumpfen Winkel anschließenden Klammerstegen (23, 24),
• - die Klammerstege (23, 24) enden in zueinander gerichteten Haken (20, 21),
• - zwischen einem der Bauteile (3; 4; 5) und dem Mittelteil (25) der Zugklammer (22) ist ein Spannelement (26) angeordnet,
• - durch das Spannelement (26) und durch die auf die Ränder der Öffnung (15; 16) einwirkenden Klammerstege (23, 24) werden die beiden Bauteile (3; 5 bzw. 4; 5) zusammengespannt,
• - bei belastungsbedingtem Lösen der Spannverbindung sichern die Haken (20, 21) durch formschlüssige Anlage an die Ränder (34; 35) der Öffnungen (15; 16).

2. Verbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannelement eine Spannschraube (26) vorgesehen ist die nahezu senkrecht zur Wirkungslinie (L) der vom Mittelteil (25) der Zugklammer (22) übertragenen Klemmkraft gerichtet ist und dabei, durch eine Bohrung (27) des Mittelteiles (25) hindurchragend, in ein Gewinde (28; 32) eines der zu verbindenden Bauteile (3; 5; 4) eingreift.

3. Verbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verbinden des Dachlängsträgers (3) mit der Mittelsäule (5) die Blechelemente (9, 10) des seitlich nach unten sich wölbenden Dachlängsträgers (3) eine konisch sich öffnende Aufnahme (11) bilden, in die formschlüssig unter Zuhilfenahme der Zugklammer (22) das ebenfalls konisch ausgebildete obere Ende (12) der Mittelsäule (5) hineinragt und gehalten wird.

4. Verbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verbinden des äußeren Längsträgers (4) des Fahrzeugbodens mit der Mittelsäule (3), wie an sich bekannt, der Längsträger (4) einen pyramidenstumpfförmigen Ansatz (6) aufweist, den die Mittelsäule (5) an drei Seiten schalenförmig umschließt und dabei von Befestigungsschrauben (19) gehalten wird, während darüber hinausgehend die Zugklammer (22) die Verbindung von Mittelsäule (5) und Längsträger (4) an der vierten, vorzugsweise an der dem Fahrgastraum (8) zugekehrten Seite herstellt.