WO2024261007A1 - Sitzquerträgeranordnung eines kraftfahrzeuges sowie kraftfahrzeug mit einer solchen sitzquerträgeranordnung - Google Patents

Sitzquerträgeranordnung eines kraftfahrzeuges sowie kraftfahrzeug mit einer solchen sitzquerträgeranordnung Download PDF

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WO2024261007A1
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vehicle
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PCT/EP2024/066999
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Philip Zimmermann
Johannes Sperber
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Volkswagen AG
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    • B62D25/2009—Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits
    • B62D25/2036—Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits the subunits being side panels, sills or pillars

Definitions

  • the invention relates to a seat cross member arrangement of a motor vehicle and a motor vehicle with such a seat cross member.
  • the invention relates to a seat cross member arrangement according to the preamble of claim 1.
  • Such a seat cross member extends in particular through the passenger compartment or underneath the passenger compartment of a motor vehicle.
  • EP 3 190 033 A1 discloses a motor vehicle floor structure which is made at least partially from fiber-reinforced plastic to save weight.
  • This motor vehicle floor structure is combined with metal frame elements and a metal cross member.
  • the metal cross member is to be used to connect a vehicle seat to the vehicle body. Specific structural designs of the motor vehicle floor structure, the metal frame elements or the metal cross member in connection with a vehicle seat for external forces in the transverse direction of the vehicle are not described or shown.
  • a vehicle floor structure of a motor vehicle which relates to a design for protecting a battery housing arranged below a passenger compartment. Structural designs of the vehicle floor structure in connection with a vehicle seat for external forces in the transverse direction of the vehicle are not described or shown.
  • a protective structure of a motor vehicle which extends from a side sill arranged on the outside of the motor vehicle over two load paths to a central tunnel of the motor vehicle.
  • One of the load paths leads over the seat cross member and the other load path over the floor panel.
  • a battery housing of a vehicle battery is arranged between the floor panel and the seat cross member in a protected manner when viewed in the vertical direction of the vehicle.
  • the invention is based on the object of providing a seat cross member arrangement of a motor vehicle and a motor vehicle with such a seat cross member arrangement, which on the one hand have a low weight and on the other hand offer a high level of protection for a person sitting on a vehicle seat firmly connected to the seat cross member.
  • a seat cross member arrangement of a motor vehicle has a seat cross member manufactured in one or more parts, which extends at least from a cross member section on the outside of the vehicle via a seat connection section to a cross member section on the inside of the vehicle, wherein the seat connection section extends at least over the width of the connection elements of a seat. Furthermore, the cross member section on the outside of the vehicle and the cross member section on the inside of the vehicle each adjoin the seat connection section in the transverse direction of the vehicle. When loaded in the transverse direction of the vehicle, the cross member section on the inside of the vehicle is designed for a medium deformation force level, which is higher than the deformation force level in the cross member section on the outside of the vehicle and which is lower than the deformation force level in the seat connection section.
  • the invention has a seat cross member arrangement with a two-stage force level.
  • this makes it possible to realize the seat cross member using lightweight construction measures with only a low component weight.
  • the design can increase the safety of a person transported in a corresponding motor vehicle because the additional cross member section inside the vehicle allows the seat connection section to be moved towards the middle of the vehicle after the area outside the vehicle has already absorbed energy, by at least partially compressing the cross member section inside the vehicle.
  • a vehicle seat that is firmly connected to the seat cross member can therefore be moved further towards the middle of the vehicle when viewed in the transverse direction of the vehicle, which creates additional survival space for a person sitting on a vehicle seat.
  • the vehicle-outer cross member section is formed by a side sill and/or the vehicle-outer cross member section is formed on the vehicle's inside side of a side sill when viewed in the vehicle's transverse direction.
  • the cross member section with the low deformation force level can accordingly be formed at least partially or completely on a side sill itself.
  • the vehicle-outer cross member section is formed as part of the cross member, which adjoins the side sill on the inside, as an alternative or in addition to a side sill with a low deformation force level.
  • the cross member is preferably firmly connected to the side sills and extends in the vehicle's transverse direction (y-direction) across the entire vehicle width between the respective side sills. This results in a particularly rigid arrangement between the side sills and the seat cross member.
  • structural measures are designed to adapt the deformation force level in the cross member section inside the vehicle and/or in the cross member section outside the vehicle.
  • This refers in particular to structural adjustments of a cross member that either runs in one piece with a constant cross-sectional profile from a right side sill to the left side sill. This can be achieved, for example, by forming suitable weak points in those areas that have a medium and a low deformation force level.
  • a low deformation force level can be achieved by forming hole patterns with larger through-openings, larger recesses and/or stronger and/or larger embossings
  • a medium deformation force level can be achieved by forming medium-sized through-openings, medium-sized recesses and/or medium-strong and/or medium-sized embossings.
  • Hole patterns with circular through-openings are particularly preferred, with the size of the diameters and/or the distances between the through-openings being varied to vary the force levels.
  • the through openings within a cross member section are each at the same distance from one another.
  • the seat connection section, the cross member section inside the vehicle and/or the cross member section outside the vehicle can also be formed from separate elements, each of which has a different cross-sectional geometry and/or different cross-sectional sizes and/or different material thicknesses and/or is made of different materials. Accordingly, at least one separate element can be arranged in the cross member section inside the vehicle and/or in the cross member section outside the vehicle to adjust the deformation force level.
  • Separate elements are not only those elements that can absorb energy through plastic deformation, but also relatively movable elements, such as hydraulic or pneumatic cylinders or other devices that can be pushed together and thus also deformed when certain deformation forces acting in the transverse direction of the vehicle are exceeded.
  • relatively movable elements such as hydraulic or pneumatic cylinders or other devices that can be pushed together and thus also deformed when certain deformation forces acting in the transverse direction of the vehicle are exceeded.
  • One advantage of such cylinders or other devices is that they can be moved back to their original position by exerting a counterforce, so that a deformation caused by a crash is reversible and can be reversed. Replacing the element is therefore not absolutely necessary even after an accident. It may be sufficient to return the relatively movable element to its original state.
  • At least one tailored blank is formed or arranged in the cross member section inside the vehicle and/or in the cross member section outside the vehicle to adjust the deformation force level.
  • tailored welded blanks, tailored rolled blanks, tailored strips, tailored tubes and tailored orbitals which are particularly suitable for the design and structural design of cross member sections both individually and in combination.
  • the seat cross member in the vehicle outer cross member section, in the seat connection section and/or in the vehicle inner cross member section each has the same profile height, in particular if this applies to all of the sections mentioned, a structurally preferred variant results because a compact design with a flat surface of the vehicle floor can then be realized.
  • individual cross member sections have a reduced cross-sectional area that does not protrude upwards compared to the top of the adjacent sections.
  • at least one profile cross section is designed to vary in at least one dimension in order to adapt the deformation force level in the cross member section inside the vehicle and/or in the cross member section outside the vehicle.
  • step-free transitions between individual elements of a seat cross member formed in multiple parts can be produced, for example a transition in the vertical direction of the vehicle from a side sill via an outer cross member section to a seat connection section or a transition from a seat connection section via a cross member section inside the vehicle to a cross member middle section that adjoins further inside the vehicle.
  • the invention relates in particular to seat cross member arrangements in which a battery housing of a traction battery is arranged below the seat cross member. It is preferred if the battery housing is designed in such a way that the battery cells arranged therein are not damaged if the cross member section on the outside of the vehicle is deformed or at least there is no risk of the battery cells being set on fire due to the effect of external forces.
  • the vehicle outer cross member section is designed relative to the vehicle inner cross member section such that when a force acts on the seat cross member from the outside in the vehicle transverse direction, a compression of the vehicle outer cross member section is caused in a first deformation stage and only when further energy is to be dissipated, a compression of the vehicle inner cross member section is caused in a second deformation stage.
  • the invention also relates to a motor vehicle with a seat cross member arrangement as described above.
  • motor vehicles which have two, three or four seat cross member arrangements running parallel to one another, as described above, per vehicle seat or vehicle seat row.
  • reference is also made to motor vehicles with one or more vehicle seats or vehicle seat rows, wherein the one vehicle seat or the several vehicle seats or vehicle seat rows are firmly connected to the respective seat connection section.
  • Fig. 1 a motor vehicle in a side view with dashed areas in which a seat cross member arrangement according to the invention can be located within the motor vehicle,
  • Fig. 2 shows a first embodiment of a seat cross member arrangement according to the invention in a schematic sectional view in the y-z plane of the motor vehicle
  • Fig. 3 is a schematic representation of the deformation force levels Foef over the deformation path s of the cross member arrangement in the vehicle outer seat cross member section, in the seat connection section and in the vehicle inner seat cross member section,
  • Fig. 4 shows a further embodiment of a seat cross member arrangement according to the invention in a schematic sectional view in the y-z plane of the motor vehicle
  • Fig. 5 shows a further embodiment of a seat cross member arrangement according to the invention in a schematic sectional view in the y-z plane of the motor vehicle and
  • Fig. 6 shows a further embodiment of a seat cross member arrangement according to the invention in a schematic sectional view in the y-z plane of the motor vehicle.
  • x indicates the vehicle's longitudinal direction (x-direction) forward
  • y indicates the vehicle's transverse direction (y-direction)
  • z indicates the vehicle's vertical direction (z-direction) upward.
  • Figure 1 shows a motor vehicle 10 in a side view.
  • the left front wheel 12, the left rear wheel 14, the left side sill 16 extending from the front wheel 12 to the rear wheel 14, a front left door 18 and a rear left door 20 can be seen.
  • two seat cross member arrangements according to the invention are arranged (not shown in Figure 1), which are explained below in connection with Figure 2.
  • the seat cross member arrangement according to the invention shown in Figure 2 has a seat cross member 22 manufactured in several parts, which extends from a cross member section 24 on the outside of the vehicle via a seat connection section 26 to a cross member section 28 on the inside of the vehicle.
  • the seat connection section 26 extends over a width that is greater than the distance from connection elements 30 of a seat 32 extending in the transverse direction of the vehicle (y-direction). In the embodiment shown, the width of the seat connection section 26 is also selected to be greater than the maximum width of the seat 32.
  • the vehicle-outer cross member section 24 and the vehicle-inner cross member section 28 each directly adjoin the seat connection section 26 in the transverse direction of the vehicle. Further inside the vehicle-interior cross member section 28, in the embodiment shown, a cross member middle section 40 adjoins.
  • a battery housing 42 is arranged on the underside of the seat cross member 22 and the side sill 16. This is an optional element, i.e. the seat cross member arrangement can also be implemented independently of the battery housing 42 in a motor vehicle.
  • the vehicle outer cross member section 24 is considered to extend beyond the side sill 16.
  • the side sill 16 is formed by two half shells 34, 36 connected to one another via flanges. The connection is designed in particular as a welded connection.
  • a crash element 38 is arranged within the side sill 16.
  • the vehicle-interior cross member section 28 is designed for a medium deformation force level, which is higher than the deformation force level in the vehicle-outterior cross member section 24 and which is lower than the deformation force level in the seat connection section 26.
  • This design serves to initially absorb the kinetic energy introduced into the cross member arrangement by the action of the post 44 exclusively by deforming the vehicle-outterior cross member section 24. This is preferably done in a first deformation stage by plastic deformation of the vehicle-outterior cross member section 24, preferably by folding or other deformation, to a block dimension.
  • the vehicle-interior cross member section 28 is completely or partially deformed in a second deformation stage. compressed in order to dissipate further kinetic energy.
  • the seat 32 is thereby displaced further towards the center of the vehicle due to the compression, whereby a person sitting on the seat 32 is further protected from intrusion by the pole 44.
  • the survival space for the person is displaced towards the center of the vehicle due to the seat cross member arrangement according to the invention at the start of the second deformation stage, whereby the safety and the probability of survival for a person sitting on the seat 32 is further increased.
  • the deformation force level in the entire vehicle outer cross member section 24, which in this embodiment also includes the side sill 16 is at the comparatively lowest force level L1, for example in a range between 100 kN and 1,000 kN.
  • the deformation force level is designed to an average force level L2 that is higher than the force level L1, for example in a range between 1,000 kN and 2,000 kN.
  • the deformation force level is designed for a high force level L3, which is even higher than the force level L2.
  • the deformation force level is also preferably higher than the force level L2, for example also L3.
  • the force levels L1, L2 and L3 are formed by suitable hole patterns 46 in the respective cross member sections 28, 24. These are only shown schematically in Figure 2.
  • FIGS 4-6 show further embodiments of seat cross member arrangements according to the invention, wherein the same reference numerals as in Figures 1 and 2 are used for identical or at least functionally equivalent elements.
  • a cylinder 48 is arranged in the vehicle interior seat cross member section 28, which is set to the force level L2, which is higher than the force level L1, which is used for plastic deformation in the vehicle exterior seat cross member section 24 is required.
  • the cylinder 48 can in particular be a hydraulic or pneumatic damper.
  • a tailored blank 50 shown only schematically, is arranged in the vehicle-interior seat cross member section 28, which is set to the force level L2, which is higher than the force level L1 required for plastic deformation in the vehicle-outer seat cross member section 24.
  • a tailored blank 52 is also arranged in the vehicle-outer seat cross member section 24.
  • the cross-sectional area A3 in the seat connection section 26 is in turn larger than the cross-sectional area A2.
  • the cross-sectional areas Ai, A2 and A2 are selected such that the force level L1 for the plastic deformation in the vehicle-outterior cross-member section 24, the force level L2 in the vehicle-interior cross-member section 28 and the force level L3 in the seat connection section 26 in turn result in plastic deformation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sitzquerträgeranordnung eines Kraftfahrzeuges (10) mit einem ein- oder mehrteilig hergestellten Sitzquerträger (22), welcher sich mindestens von einem fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt (24) über einen Sitzanbindungsabschnitt (26) bis zu einem fahrzeuginneren Querträgerabschnitt (28) erstreckt, wobei sich der Sitzanbindungsabschnitt (26) mindestens über die Breite der Anbindungselemente (30) eines Sitzes (32) erstreckt und wobei sich der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt (24) und der fahrzeuginnere Querträgerabschnitt (28) jeweils in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) an den Sitzanbindungsabschnitt (26) anschließen, wobei der fahrzeuginnere Querträgerabschnitt (28) bei Belastung in Fahrzeugquerrichtung konstruktiv auf ein mittleres Deformationskraftniveau ausgelegt ist, welches höher ist als das Deformationskraftniveau im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt (24) und welches geringer ist als das Deformationskraftniveau im Sitzanbindungsabschnitt (26).

Description

Beschreibung
Sitzquerträgeranordnung eines Kraftfahrzeuges sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Sitzquerträgeranordnung
Die Erfindung betrifft eine Sitzquerträgeranordnung eines Kraftfahrzeuges sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Sitzquerträger. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Sitzquerträgeranordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein solcher Sitzquerträger erstreckt sich insbesondere durch den Fahrgastraum oder unterhalb des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges.
Aus EP 3 190 033 A1 ist eine Kraftfahrzeugbodenstruktur eines Kraftfahrzeuges bekannt, die zur Einsparung von Gewicht zumindest teilweise aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt ist. Diese Kraftfahrzeugbodenstruktur ist mit metallischen Rahmenelementen und einem metallischen Querträger kombiniert. Dabei soll der metallische Querträger zur Anbindung eines Fahrzeugsitzes an die Fahrzeugkarosserie genutzt werden. Konkrete konstruktive Gestaltungen der Kraftfahrzeugbodenstruktur, der metallischen Rahmenelemente oder des metallischen Querträgers in Verbindung mit einem Fahrzeugsitz für Krafteinwirkungen von außen in Fahrzeugquerrichtung sind nicht beschrieben oder gezeigt.
Aus US 2022/0144063 A1 ist eine Fahrzeugbodenstruktur eines Kraftfahrzeuges bekannt, die eine Gestaltung zum Schutz eines unterhalb eines Fahrgastraumes angeordneten Batteriegehäuses betrifft. Konstruktive Gestaltungen der Fahrzeugbodenstruktur in Verbindung mit einem Fahrzeugsitz für Krafteinwirkungen von außen in Fahrzeugquerrichtung sind nicht beschrieben oder gezeigt.
Aus US 2017/0217297 A1 ist eines Schutzstruktur eines Kraftfahrzeuges bekannt, welche sich von einem außenseitig des Kraftfahrzeuges angeordneten Seitenschweller über zwei Belastungspfade zu einem Mitteltunnel des Kraftfahrzeuges erstreckt. Dabei führt einer der Belastungspfade über den Sitzquerträger und der andere Belastungspfad über das Bodenblech. Dabei ist ein Batteriegehäuse einer Fahrzeugbatterie geschützt in Fahrzeughochrichtung betrachtet zwischen dem Bodenblech und dem Sitzquerträger angeordnet. Konstruktive Gestaltungen der Fahrzeugbodenstruktur selbst in Verbindung mit einem Fahrzeugsitz für Krafteinwirkungen von außen in Fahrzeugquerrichtung sind nicht beschrieben oder gezeigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sitzquerträgeranordnung eines Kraftfahrzeuges sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Sitzquerträgeranordnung zur Verfügung zu stellen, welche zum einen ein geringes Gewicht aufweisen und zum anderen einen hohen Schutz für eine auf einem fest mit dem Sitzquerträger verbundenen Fahrzeugsitz sitzenden Person bietet.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Eine erfindungsgemäße Sitzquerträgeranordnung eines Kraftfahrzeuges weist einen ein- oder mehrteilig hergestellten Sitzquerträger auf, welcher sich mindestens von einem fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt über einen Sitzanbindungsabschnitt bis zu einem fahrzeuginneren Querträgerabschnitt erstreckt, wobei sich der Sitzanbindungsabschnitt mindestens über die Breite der Anbindungselemente eines Sitzes erstreckt. Ferner schließen sich der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt und der fahrzeuginnere Querträgerabschnitt jeweils in Fahrzeugquerrichtung an den Sitzanbindungsabschnitt an. Dabei ist der fahrzeuginnere Querträgerabschnitt bei Belastung in Fahrzeugquerrichtung konstruktiv auf ein mittleres Deformationskraftniveau ausgelegt, welches höher ist als das Deformationskraftniveau im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt und welches geringer ist als das Deformationskraftniveau im Sitzanbindungsabschnitt. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist die Erfindung eine Sitzquerträgeranordnung mit einem zweistufigen Kraftniveau auf. Dies ermöglicht es zum einen, den Sitzquerträger mittels Leichtbaumaßnahmen mit einem nur geringen Bauteilgewicht zu realisieren. Zum anderen kann aufgrund der Gestaltung die Sicherheit für eine in einem entsprechenden Kraftfahrzeug beförderte Person erhöht werden, weil aufgrund des zusätzlichen fahrzeuginneren Querträgerabschnitts eine Verschiebung des Sitzanbindungsabschnitts in Richtung Fahrzeugmitte ermöglicht wird, nachdem der fahrzeugäußere Bereich bereits Energie absorbiert hat, indem dann zusätzlich auch der fahrzeuginnere Querträgerabschnitt zumindest teilweise gestaucht wird. Ein fest mit dem Sitzquerträger verbundener Fahrzeugsitz kann dadurch in Fahrzeugquerrichtung betrachtet weiter in Richtung Fahrzeugmitte verschoben werden, wodurch einer auf einem Fahrzeugsitz sitzenden Person zusätzlicher Überlebensraum geschaffen wird. In einer praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sitzquerträgeranordnung ist der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt durch einen Seitenschweller gebildet und/oder der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt ist in Fahrzeugquerrichtung betrachtet fahrzeuginnenseitig eines Seitenschwellers ausgebildet. Abhängig von den Platzverhältnissen in Fahrzeugquerrichtung des jeweiligen Kraftfahrzeuges kann dementsprechend der Querträgerabschnitt mit dem geringen Deformationskraftniveau zumindest teilweise oder vollständig an einem Seitenschweller selbst ausgebildet sein. Oder, wenn es die Platzverhältnisse zulassen, ist alternativ oder in Ergänzung zu einem Seitenschweller mit geringem Deformationskraftniveau der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt als Teil des Querträgers ausgebildet, welcher sich innenseitig an den Seitenschweller anschließt.
Unabhängig davon, welche der vorstehend beschriebenen Varianten realisiert ist, ist der Querträger vorzugsweise fest mit dem Seitenschweller verbunden und erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) über die gesamte Fahrzeugbreite zwischen den jeweiligen Seitenschwellern. Dadurch ergibt sich eine besonders biegesteife Anordnung zwischen Seitenschwellern und dem Sitzquerträger.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer Sitzquerträgeranordnung sind zur Anpassung des Deformationskraftniveaus im fahrzeuginneren Querträgerabschnitt und/oder im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt konstruktive Maßnahmen ausgebildet. Damit sind insbesondere konstruktive Anpassungen eines Querträgers gemeint, der entweder einstückig mit gleichbleibendem Querschnittsprofil von einem rechten Seitenschweller zum linken Seitenschweller verläuft. Dies kann beispielsweise durch Ausbildung von geeigneten Schwachstellen in denjenigen Bereichen realisiert sein, welche ein mittleres und ein geringes Deformationskraftniveau aufweisen. So kann beispielsweise durch Ausbildung von Lochmustern mit größeren Durchgangsöffnungen, durch größere Aussparungen und/oder durch stärkere und/oder größere Verprägungen ein geringes Deformationskraftniveau erzielt und durch Ausbildung von mittelgroßen Durchgangsöffnungen, mittelgroßen Aussparungen und/oder durch mittelstarke und/oder mittelgroße Verprägungen ein mittleres Deformationskraftniveau erzielt werden. Besonders bevorzugt sind Lochmuster mit kreisförmigen Durchgangsöffnungen, wobei zur Variation der Kraftlevel vorzugsweise die Größe der Durchmesser und/oder die Abstände der Durchgangsöffnungen zueinander variiert wird. Vorzugsweise weisen die Durchgangsöffnungen innerhalb eines Querträgerabschnitts jeweils den gleichen Abstand zueinander auf. Alternativ oder in Ergänzung dazu können der Sitzanbindungsabschnitt, der fahrzeuginnere Querträgerabschnitt und/oder der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt auch aus separaten Elementen gebildet sein, die jeweils eine unterschiedliche Querschnittsgeometrie und/oder unterschiedliche Querschnittsgrößen und/oder unterschiedliche Materialstärken aufweisen und/oder aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind. Es kann dementsprechend zur Anpassung des Deformationskraftniveaus im fahrzeuginneren Querträgerabschnitt und/oder im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt auch jeweils mindestens ein separates Element angeordnet sein.
Unter separaten Elementen werden nicht nur solche Elemente verstanden, welche durch plastische Verformung Energie aufnehmen können, sondern auch relativbewegliche Elemente, wie beispielsweise hydraulische oder pneumatische Zylinder oder sonstige Vorrichtungen, die sich bei Überschreiten bestimmter, in Fahrzeugquerrichtung wirkender Deformationskräfte zusammenschieben und somit ebenfalls deformieren lassen. Ein Vorteil solcher Zylinder oder sonstiger Vorrichtungen liegt darin, dass sich diese durch Ausübung einer Gegenkraft in die ursprüngliche Lage zurückverschieben lassen, so dass eine crashbedingte Deformation reversibel ist und rückgängig gemacht werden kann. Ein Austausch des Elements ist daher auch nach einem Unfallereignis nicht zwingend erforderlich. Es kann ausreichend sein, das relativbewegliche Element in seinen Ursprungszustand zurück zu versetzen.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sitzquerträgeranordnung ist zur Anpassung des Deformationskraftniveaus im fahrzeuginneren Querträgerabschnitt und/oder im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt mindestens ein Tailored Blank ausgebildet oder angeordnet. In diesem Zusammenhang wird insbesondere auf Tailored Welded Blanks, auf Tailored Rolled Blanks, auf Tailored Strips, auf Tailored Tubes und auf Tailored Orbitals verwiesen, die sowohl einzeln als auch in Kombination insbesondere für die Auslegung und konstruktive Gestaltung von Querträgerabschnitten geeignet sind.
Wenn bei einer erfindungsgemäßen Sitzquerträgeranordnung der Sitzquerträger in dem fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt, in dem Sitzanbindungsabschnitt und/oder in dem fahrzeuginneren Querträgerabschnitt jeweils die gleiche Profilhöhe aufweist, insbesondere wenn dies in allen genannten Abschnitten gilt, ergibt sich eine konstruktiv bevorzugte Variante, weil dann eine kompakte Gestaltung mit ebener Oberfläche des Fahrzeugbodens realisierbar ist. Die gleichen Vorteile ergeben sich auch, wenn einzelne Querträgerabschnitte eine verringerte Querschnittsfläche aufweisen, die gegenüber der Oberseite der benachbarten Abschnitte nicht nach oben hervorragt. In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sitzquerträgeranordnung ist zur Anpassung des Deformationskraftniveaus im fahrzeuginneren Querträgerabschnitt und/oder im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt mindestens ein Profilquerschnitt in mindestens einer Dimension variierend ausgebildet. So können insbesondere stufenfreie Übergänge zwischen einzelnen Elementen eines mehrteilig gebildeten Sitzquerträgers hergestellt werden, beispielsweise ein Übergang in Fahrzeughochrichtung von einem Seitenschweller über einen äußeren Querträgerabschnitt zu einem Sitzanbindungsabschnitt oder ein Übergang von einem Sitzanbindungsabschnitt über einen fahrzeuginneren Querträgerabschnitt zu einem sich weiter fahrzeuginnenseitig anschließenden Querträgermittelabschnitt.
Die Erfindung betrifft insbesondere Sitzquerträgeranordnungen, bei welchen unterhalb des Sitzquerträgers ein Batteriegehäuse einer Traktionsbatterie angeordnet ist. Dabei ist es bevorzugt, wenn das Batteriegehäuse derart gestaltet ist, dass die darin angeordneten Batteriezellen bei Deformation des fahrzeugäußeren Querträgerabschnitts nicht geschädigt werden oder zumindest keine Gefahr besteht, dass die Batteriezellen aufgrund der Einwirkung von äußeren Kräften in Brand gesetzt werden.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sitzquerträgeranordnung ist der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt relativ zum fahrzeuginneren Querträgerabschnitt so ausgelegt, dass bei einer in Fahrzeugquerrichtung von außen auf den Sitzquerträger wirkenden Kraft in einer ersten Verformungsstufe eine Stauchung des fahrzeugäußeren Querträgerabschnitts bewirkt wird und erst und nur dann, wenn noch weitere Energie abzubauen ist, in einer zweiten Verformungsstufe eine Stauchung des fahrzeuginneren Querträgerabschnitts bewirkt wird.
Der Vollständigkeit halber wird noch darauf verwiesen, dass die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer wie vorstehend beschriebenen Sitzquerträgeranordnung betrifft. In diesem Zusammenhang wird insbesondere auf Kraftfahrzeuge verwiesen, welche zwei, drei oder vier parallel zueinander verlaufende, wie vorstehend beschriebene, Sitzquerträgeranordnungen pro Fahrzeugsitz oder Fahrzeugsitzreihe aufweisen. Es wird insoweit auch auf Kraftfahrzeuge mit einem oder mehreren Fahrzeugsitzen oder Fahrzeugsitzreihen verwiesen, wobei der eine Fahrzeugsitz oder die mehreren Fahrzeugsitze bzw. Fahrzeugsitzreihen fest mit dem jeweiligen Sitzanbindungsabschnitt verbunden sind. Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Kraftfahrzeug in einer Seitenansicht mit gestrichelt markierten Bereichen, in welchen sich eine erfindungsgemäße Sitzquerträgeranordnung innerhalb des Kraftfahrzeuges befinden kann,
Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sitzquerträgeranordnung in einer schematischen Schnittdarstellung in der y-z-Ebene des Kraftfahrzeuges,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Deformationskraftniveaus Foef über den Verformungsweg s der Querträgeranordnung in dem fahrzeugäußeren Sitzquerträgerabschnitt, in dem Sitzanbindungsabschnitt und in dem fahrzeuginneren Sitzquerträgerabschnitt,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sitzquerträgeranordnung in einer schematischen Schnittdarstellung in der y-z-Ebene des Kraftfahrzeuges,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sitzquerträgeranordnung in einer schematischen Schnittdarstellung in der y-z-Ebene des Kraftfahrzeuges und
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sitzquerträgeranordnung in einer schematischen Schnittdarstellung in der y-z-Ebene des Kraftfahrzeuges.
In den in Figur 1-6 wiedergegebenen Koordinatensystemen ist mit x die Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) nach vorne, mit y die Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) und mit z die Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) nach oben gekennzeichnet.
Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 in einer Seitenansicht. Es sind insbesondere das linke Vorderrad 12, das linke Hinterrad 14, der linke, sich von dem Vorderrad 12 bis zu dem Hinterrad 14 erstreckende Seitenschweller 16, eine vordere linke Tür 18 und eine hintere linke Tür 20 erkennbar. In dem mit den gestrichelten Linien gekennzeichneten Bereich V der vorderen Tür 18 und in dem mit den gestrichelten Linien gekennzeichneten Bereich H der hinteren Tür 20 sind jeweils zwei erfindungsgemäße Sitzquerträgeranordnungen angeordnet (in Fig. 1 nicht dargestellt), die nachfolgend in Verbindung mit Figur 2 erläutert werden. Die in Figur 2 gezeigte, erfindungsgemäße Sitzquerträgeranordnung weist einen mehrteilig hergestellten Sitzquerträger 22 auf, welcher sich von einem fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt 24 über einen Sitzanbindungsabschnitt 26 bis zu einem fahrzeuginneren Querträgerabschnitt 28 erstreckt. Dabei erstreckt sich der Sitzanbindungsabschnitt 26 in der gezeigten Ausführungsform über eine Breite, die größer ist als der sich Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende Abstand von Anbindungselementen 30 eines Sitzes 32. In dem gezeigten Ausführungsform ist die Breite des Sitzanbindungsabschnitts 26 auch größer gewählt als die maximale Breite des Sitzes 32.
Der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt 24 und der fahrzeuginnere Querträgerabschnitt 28 schließen sich in der gezeigten Ausführungsform jeweils unmittelbar in Fahrzeugquerrichtung an den Sitzanbindungsabschnitt 26 an. Weiter innenseitig des fahrzeuginneren Querträgerabschnitts 28 schließt sich in der gezeigten Ausführungsform ein Querträgermittelabschnitt 40 an. Unterseitig des Sitzquerträgers 22 und des Seitenschwellers 16 ist ein Batteriegehäuse 42 angeordnet. Dabei handelt es sich um ein optionales Element, d.h. die Sitzquerträgeranordnung kann auch unabhängig von dem Batteriegehäuse 42 in einem Kraftfahrzeug realisiert sein.
In der gezeigten Ausführungsform wird der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt 24 als sich bis über den Seitenschweller 16 erstreckend angesehen. Der Seitenschweller 16 ist in der gezeigten Ausführungsform durch zwei über Flansche miteinander verbundene Halbschalen 34, 36 gebildet. Die Verbindung ist insbesondere als Schweißverbindung ausgebildet. Innerhalb des Seitenschwellers 16 ist ein Crashelement 38 angeordnet.
Für den Fall, dass ein Pfahl 44 oder ein sonstiges Hindernis von außen in Richtung des Pfeils F auf die Sitzquerträgeranordnung einwirkt, ist der fahrzeuginnere Querträgerabschnitt 28 konstruktiv auf ein mittleres Deformationskraftniveau ausgelegt, welches höher ist als das Deformationskraftniveau im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt 24 und welches geringer ist als das Deformationskraftniveau im Sitzanbindungsabschnitt 26. Diese Auslegung dient dazu, die durch Einwirkung des Pfahls 44 in die Querträgeranordnung eingebrachte kinetische Energie zunächst ausschließlich durch Verformung des fahrzeugäußeren Querträgerabschnitts 24 zu absorbieren. Dies erfolgt vorzugsweise in einer ersten Verformungsstufe durch plastische Verformung des fahrzeugäußeren Querträgerabschnitts 24, vorzugsweise durch Faltenbeulen oder sonstige Verformung, bis auf ein Blockmaß. Ist das Blockmaß erreicht und noch immer kinetische Energie vorhanden, die abgebaut werden muss, wird in einer zweiten Verformungsstufe der fahrzeuginnere Querträgerabschnitt 28 vollständig oder teilweise gestaucht, um weitere kinetische Energie abzubauen. Dabei wird der Sitz 32 aufgrund der Stauchung weiter in Richtung Fahrzeugmitte verschoben, wodurch eine auf dem Sitz 32 sitzende Person weiter vor einer Intrusion durch den Pfahl 44 geschützt ist. Der Überlebensraum für die Person verschiebt sich durch die erfindungsgemäße Sitzquerträgeranordnung mit Beginn der zweiten Verformungsstufe zur Fahrzeugmitte hin, wodurch die Sicherheit und die Überlebenswahrscheinlichkeit für eine auf dem Sitz 32 sitzende Person weiter erhöht wird.
In der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist das Deformationskraftniveau im gesamten fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt 24, der in dieser Ausführungsform auch den Seitenschweller 16 umfasst, auf dem vergleichsweise geringsten Kraftlevel L1, beispielsweise in einem Bereich zwischen 100 kN und 1.000 kN.
In dem fahrzeuginneren Querträgerabschnitt 28 ist das Deformationskraftniveau auf ein mittleres Kraftlevel L2 ausgelegt, das höher ist als das Kraftlevel L1 , beispielsweise in einem Bereich zwischen 1.000 kN und 2.000 kN.
In dem Sitzanbindungsabschnitt 26 ist das Deformationskraftniveau auf ein hohes Kraftlevel L3 ausgelegt, das nochmals höher ist als das Kraftlevel L2. Auch in dem Querträgermittelabschnitt 40 ist das Deformationskraftniveau vorzugsweise höher als das Kraftlegel L2, beispielsweise ebenfalls L3.
Diese Kraftlevel L1, L2 und L3 sind in dem in Figur 3 dargestellten Diagramm visualisiert.
Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform sind die Kraftlevel L1 , L2 und L3 durch geeignete Lochmuster 46 in den jeweiligen Querträgerabschnitten 28, 24 ausgebildet. Diese sind in Figur 2 nur schematisch dargestellt.
In den Figuren 4-6 sind weitere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Sitzquerträgeranordnungen dargestellt, wobei für identische oder zumindest funktionsgleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1 und 2 verwendet werden.
Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform ist im fahrzeuginneren Sitzquerträgerabschnitt 28 ein Zylinder 48 angeordnet, der auf das Kraftlevel L2 eingestellt ist, das höher ist als das Kraftlevel L1, welches für plastische Verformung im fahrzeugäußeren Sitzquerträgerabschnitt 24 erforderlich ist. Bei dem Zylinder 48 kann es sich insbesondere um einen hydraulischen oder pneumatischen Dämpfer handeln.
Bei der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform ist im fahrzeuginneren Sitzquerträgerabschnitt 28 ein nur schematisch dargestellter Tailored Blank 50 angeordnet, der auf das Kraftlevel L2 eingestellt ist, das höher ist als das Kraftlevel L1, welches für plastische Verformung im fahrzeugäußeren Sitzquerträgerabschnitt 24 erforderlich ist. Im fahrzeugäußeren Sitzquerträgerabschnitt 24 ist ebenfalls ein Tailored Blank 52 angeordnet.
Bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform ist im fahrzeuginneren Sitzquerträgerabschnitt 28 ein nur schematisch dargestelltes Profil mit der Querschnittsfläche A2 angeordnet, welche größer ist als die Querschnittfläche Ai im fahrzeugäußeren Sitzquerträgerabschnitt 24. Die Querschnittfläche A3 im Sitzanbindungsabschnitt 26 ist wiederum größer als die Querschnittfläche A2. Die Querschnittflächen Ai, A2 und A2 Sind so gewählt, dass sich für die plastische Verformung in dem fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt 24 das Kraftlevel L1, in dem fahrzeuginneren Querträgerabschnitt 28 das Kraftlevel L2 und in dem Sitzanbindungsabschnitt 26 wiederum das Kraftlevel L3 ergibt, um jeweils eine plastische Verformung zu bewirken.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
Insbesondere wird insoweit darauf verwiesen, dass die in den Ausführungsbeispielen genannten konstruktiven und durch separate Elemente beschriebenen Auslegungsmöglichkeiten beliebig miteinander kombinierbar und auch jeweils bedarfsweise auf andere Sitzquerträgerabschnitte übertragbar sind. Bezugszeichenliste
Kraftfahrzeug
Vorderrad
Hinterrad
Seitenschweller vordere Tür hintere Tür
Sitzquerträger fahrzeugäußerer Querträgerabschnitt
Sitzanbindungsabschnitt fahrzeuginnere Querträgerabschnitt
Anbindungselement
Sitz
Halbschale
Halbschale
Crashelement
Querträgermittelabschnitt
Batteriegehäuse
Pfahl
Lochmuster
Zylinder (insbesondere hydraulischer oder pneumatischer Dämpfer)
Tailored Blank
Tailored Blank

Claims

Ansprüche
1. Sitzquerträgeranordnung eines Kraftfahrzeuges (10) mit einem ein- oder mehrteilig hergestellten Sitzquerträger (22), welcher sich mindestens von einem fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt (24) über einen Sitzanbindungsabschnitt (26) bis zu einem fahrzeuginneren Querträgerabschnitt (28) erstreckt, wobei sich der Sitzanbindungsabschnitt (26) mindestens über die Breite der Anbindungselemente (30) eines Sitzes (32) erstreckt und wobei sich der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt (24) und der fahrzeuginnere Querträgerabschnitt (28) jeweils in Fahrzeugquerrichtung (y- Richtung) an den Sitzanbindungsabschnitt (26) anschließen, dadurch gekennzeichnet, dass der fahrzeuginnere Querträgerabschnitt (28) bei Belastung in Fahrzeugquerrichtung konstruktiv auf ein mittleres Deformationskraftniveau ausgelegt ist, welches höher ist als das Deformationskraftniveau im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt (24) und welches geringer ist als das Deformationskraftniveau im Sitzanbindungsabschnitt (26).
2. Sitzquerträgeranordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt (24) durch einen Seitenschweller (16) gebildet ist und/oder in Fahrzeugquerrichtung betrachtet fahrzeuginnenseitig eines Seitenschwellers (16) ausgebildet ist.
3. Sitzquerträgeranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung des Deformationskraftniveaus im fahrzeuginneren Querträgerabschnitt (28) und/oder im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt (24) konstruktive Maßnahmen ausgebildet sind.
4. Sitzquerträgeranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung des Deformationskraftniveaus im fahrzeuginneren Querträgerabschnitt (28) und/oder im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt (24) mindestens ein separates Element angeordnet ist.
5. Sitzquerträgeranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung des Deformationskraftniveaus im fahrzeuginneren Querträgerabschnitt (28) und/oder im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt (24) mindestens ein Tailored Blank (50, 52) ausgebildet oder angeordnet ist.
6. Sitzquerträgeranordnung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzquerträger (22) in dem fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt (24), in dem Sitzanbindungsabschnitt (26) und/oder in dem fahrzeuginneren Querträgerabschnitt (28) jeweils die gleiche Profilhöhe aufweist.
7. Sitzquerträgeranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung des Deformationskraftniveaus im fahrzeuginneren Querträgerabschnitt (28) und/oder im fahrzeugäußeren Querträgerabschnitt (24) mindestens ein Profilquerschnitt in mindestens einer Dimension variierend ausgebildet ist.
8. Sitzquerträgeranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Sitzquerträgers (22) ein Batteriegehäuse (42) einer Traktionsbatterie angeordnet ist.
9. Sitzquerträgeranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fahrzeugäußere Querträgerabschnitt (24) relativ zum fahrzeuginneren Querträgerabschnitt (28) so ausgelegt ist, dass bei einer in Fahrzeugquerrichtung von außen auf den Sitzquerträger (22) wirkenden Kraft in einer ersten Verformungsstufe eine Stauchung des fahrzeugäußeren Querträgerabschnitts (24) bewirkt wird und erst und nur dann, wenn noch weitere Energie abzubauen ist, in einer zweiten Verformungsstufe eine Stauchung des fahrzeuginneren Querträgerabschnitts (28) bewirkt wird.
10. Kraftfahrzeug mit einer Sitzquerträgeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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