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Die Erfindung betrifft eine Bodenanlage für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Der
DE 100 05 245 B4 ist eine Bodenanlage als bekannt zu entnehmen, deren Bodenstruktur eine Mehrzahl von jeweils seitlich eines Mitteltunnels angeordneten rechten und linken Strukturbauteilen in Form von Querträgern umfasst, welche sich nach außen hin bis zu einem zugehörigen Seitenschweller erstrecken. Zwei einander zugeordnete, in Fahrzeuglängsrichtung auf einer Höhe angeordnete Querträger sind dabei über eine Tunnelbrücke in einem jeweils zugeordneten Verbindungsbereich fest miteinander verbunden. Neben anderen Funktionen dient die Tunnelbrücke insbesondere im Verlauf eines Seitenaufpralls des Kraftwagens zunächst zum Erhalt der Form des Mitteltunnels und anschließend zur Mitbeeinflussung einer gezielten Deformation der Bodenstruktur im Bereich des Mitteltunnels.
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Da bei den allermeisten Kraftwagen die Sitzanlage unmittelbar oder zumindest im Nahbereich der miteinander verbundenen Querträger beispielsweise über Anschraubstellen befestigt ist, kann bei einer aufprallbedingten Krafteinleitung in die Sitzanlage im Bereich der als Querträger gestalteten Strukturbauteile ein unerwünschtes Moment entstehen, welches zu einem Verdrehen bzw. Kippen der Tunnelbrücke führen kann. Dadurch kann im Falle eines Seitenaufpralls die gezielte Kraftübertragung vom linken zum rechten Teil der Bodenstruktur des Kraftwagens sowie der anfängliche Erhalt – sowie die im weiteren Verlauf der Kollision geplante gezielte Deformation – des Mitteltunnels unter Umständen gestört werden.
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Aus der
US 4 514 008 A geht eine gattungsgemäße Bodenanlage für einen Kraftwagen hervor.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bodenanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der im Falle eines Seitenaufpralls des Kraftwagens eine zuverlässige und gezielte Kraftübertragung zwischen dem linken und dem rechten Teil der Bodenstruktur auf verbesserte Weise sichergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bodenanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen beschrieben.
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Bei der Bodenanlage nach der Erfindung ist die Sitzanlage unmittelbar im Verbindungsbereich des jeweiligen Strukturbauteils mit der Tunnelbrücke befestigt. Hierdurch ist bei einem Seitenaufprall des Kraftwagens und einer aufprallbedingten Krafteinleitung in die Sitzanlage sichergestellt, dass zwischen der Befestigungsstelle der Sitzanlage keines oder zumindest lediglich ein geringes Dreh- bzw. Kippmoment entstehen kann. Vielmehr wird eine auf die Sitzanlage einwirkende Aufprallkraft an der Stelle in das zugehörige Strukturbauteil eingeleitet, an welcher dieses mit der Tunnelbrücke verbunden ist. In das Strukturbauteil kann somit kein unerwünschtes Moment über die Sitzanlage eingeleitet werden, welches zu einer unerwünschten Lageveränderung der Verbindungsstelle zwischen dem Strukturbauteil und der Tunnelbrücke führen und ein – in Fahrzeugquerrichtung betrachtet – Verkippen der Tunnelstrebe bedingen könnte. Vielmehr kann durch das gezielte Zusammenlegen der Befestigungsstellen der Sitzanlage und der Tunnelbrücke an dem Strukturbauteil ein in Fahrzeugquerrichtung versteifter Lastpfad erreicht werden, so dass Aufprallkräfte in optimaler Weise vom einen Strukturbauteil bzw. vom einen Teil der Bodenstruktur zum anderen Strukturbauteil bzw. zum anderen Teil der Bodenstruktur auf der gegenüberliegenden Seite des Mitteltunnels übertragen werden können. Im Ergebnis ist somit insbesondere eine vorzeitige Kollabierung sowie eine unkontrollierte Deformierung des Mitteltunnels im Verlauf eines Seitenaufpralls des Kraftwagens zuverlässig zu vermeiden.
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Eine besonders steife und zuverlässige Befestigung der Tunnelbrücke an den sich jeweils seitlich anschließenden Strukturbauteilen kann geschaffen werden, wenn im Verbindungsbereich ein Verstärkungsteil vorgesehen wird. Eine besonders gute Ausrichtung der zu verbindenden Bauteile kann dabei geschaffen werden, wenn das Verstärkungsteil zwischen dem zugeordneten Strukturbauteil und der Tunnelbrücke angeordnet ist. Es ist klar, dass in einer bevorzugten Ausführungsform auch die Sitzanlage unmittelbar an dem Verstärkungsteil befestigt ist, so dass eine optimale Kraftübertragung von in die Sitzanlage eingeleiteten Aufprallkräfte in das Strukturbauteil bzw. in die Tunnelbrücke gegeben ist.
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Um einen optimalen quersteifen Lastpfad zu erreichen, hat es sich als weiter vorteilhaft gezeigt, die Strukturbauteile als sich bis zu Seitenschwellern der Bodenstruktur erstreckende Querträger auszubilden, welche mit der Tunnelbrücke in Fahrzeugquerrichtung zueinander fluchtend angeordnet sind. Hierdurch wird insbesondere auch eine weitestgehend momentenfreie Übertragung von in den einen Querträger eingeleiteten Aufprallkräfte auf den entsprechend gegenüberliegenden Querträger erreicht.
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Eine besonders einfache Montagelösung kann durch eine im Verbindungsbereich vorgesehene Schraubhülse erreicht werden, an welcher zum einen die Tunnelbrücke und zum anderen die Sitzanlage mit dem Strukturbauteil verbunden werden können. Somit ist nicht nur lediglich eine einzige Schraubhülse pro Verbindungsbereich notwendig, um die Sitzanlage mit dem Strukturbauteil und der Tunnelbrücke zu verbinden, sondern zudem kann zwischen der Krafteinleitungsstelle der Sitzanlage und derjenigen der Tunnelbrücke kein unerwünschtes Moment im Falle einer Seitenkollision des Kraftwagens entstehen. In weiterer Ausgestaltung dieser Erfindung hat es sich zudem als vorteilhaft gezeigt, pro Verbindungsbereich eine weitere Schraubhülse zur Befestigung der Tunnelbrücke vorzusehen. Die insgesamt vier Schraubhülsen der beiden Verbindungsbereiche sind dabei vorzugsweise in Fahrzeugquerrichtung zueinander fluchtend angeordnet, um einen besonders quersteifen Lastpfad durch die Strukturbauteile und die Tunnelbrücke erreichen zu können. Die Schraubhülsen sind vorzugsweise mit dem Verstärkungsteil zu einer vorgefertigten Baueinheit – beispielsweise über eine Schweißverbindung – zusammengefasst, so dass jeder Verbindungsbereich zwischen dem Strukturbauteil, der Tunnelstrebe und der Sitzanlage im Wesentlichen über ein Bauteil realisiert werden kann.
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Um insbesondere einen Austausch oder eine spätere Reparatur der Tunnelbrücke und/oder der Sitzanlage zu erreichen, sind die beiden Baueinheiten vorzugsweise getrennt voneinander zu lösen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine schematische Draufsicht auf Teile einer Bodenstruktur einer Bodenanlage eines Kraftwagens, wobei jeweils einander zugeordnete rechte und linke, als Querträger ausgebildete Strukturbauteile über eine zugehörige Tunnelbrücke miteinander verbunden sind;
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2 eine schematische Unteransicht auf die Bodenstruktur der Bodenanlage gemäß 1;
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3 eine schematische Seitenansicht auf das vordere Paar von über die Tunnelbrücke miteinander verbundenen Strukturbauteilen in Form von Querträgern;
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4 eine schematische Schnittansicht durch die Querträger und die Tunnelbrücke gemäß 3, wobei insbesondere die beiden seitlich des Mitteltunnels angeordneten Verbindungsbereiche zwischen dem jeweiligen Strukturbauteil und der Tunnelbrücke erkennbar sind; und in
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5 eine ausschnittsweise vergrößerte Schnittansicht eines der beiden Verbindungsbereiche zwischen der Tunnelbrücke und dem Strukturbauteil gemäß dem Detail V in 4.
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In 1 sind in einer schematischen Draufsicht von einer Bodenanlage eines Kraftwagens mehrere Struktur- bzw. Trägerbauteile einer Bodenstruktur 10 erkennbar. Insbesondere sind von der Bodenstruktur 10 zwei innere Längsträger 12 erkennbar, welche sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgehend von einer nicht dargestellten vorderen Stirnwand der Fahrgastzelle des Kraftwagens in Fahrzeuglängsrichtung bis zum hinteren Ende des Fahrzeugs erstrecken. Von dem jeweiligen vorderen Ende des Längsträgers 12 stehen zwei schräg nach außen und hinten weisende Träger 14 ab, welche mit ihren den inneren Längsträgern 12 abgewandten Enden an lediglich gestrichelt angedeuteten Seitenschwellern 16 befestigt sind. Die Seitenschweller 16 verlaufen dabei zumindest annähernd parallel zu den inneren Längsträgern 12. Innenseitig der vorderen Enden der inneren Längsträger 12 sind zwei komplexe Trägerelemente 18 befestigt, welche über ein Brückenelement 20 miteinander verbunden sind. Die beiden Trägerelemente 18 grenzen dabei an einen lediglich gestrichelt angedeuteten Mitteltunnel 20 des Kraftwagens an, der sich ausgehend vom vorderen Ende der Bodenstruktur 10 konisch verjüngt und ausgehend vom hinteren Ende der Trägerelemente 18 mit einem konstanten Querschnitt nach hinten verläuft. Die Bodenstruktur 10 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in üblicher Blechschalenbauweise hergestellt, bei welcher ebene Blechteile durch – teilweise dargestellte – Träger- und Strukturbauteile aus zusammengefügten, kastenartigen Blechteilen verstärkt sind.
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Die Bodenstruktur 10 umfasst darüber hinaus ein vorderes und ein hinteres Paar von rechten und linken, als Querträger ausgebildeten Strukturbauteilen 24, 25, 26, 27, die über jeweils eine zugeordnete Tunnelbrücke 28, 29 miteinander fest verbunden sind.
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Insbesondere in Zusammenschau mit 2, welche in einer schematischen Unteransicht die Bodenstruktur 10 gemäß 1 zeigt, wird die Befestigung der jeweiligen Tunnelbrücke 28, 29 an dem zugehörigen Strukturbauteil 24, 25, 26, 27 in zwei vorderen und zwei hinteren Verbindungsbereichen 30, 32 erkennbar. Insbesondere wird ersichtlich, dass im Verbindungsbereich 30, 32 des jeweiligen Strukturbauteils 24, 25, 26, 27 mit der entsprechend zugehörigen Tunnelbrücke 28, 29 jeweils ein Verstärkungsteil 34, 36 vorgesehen ist. Die Verstärkungsteile 34, 36 sind dabei im Wesentlichen zwischen dem zugeordneten Strukturbauteil 24, 25, 26, 27 und der jeweils zugehörigen Tunnelbrücke 28, 29 angeordnet. Nach unten hin sind die Verstärkungsteile 34, 36 im Wesentlichen U-förmig offen ausgebildet, so dass die Tunnelbrücken 28, 29 auf im Weiteren noch näher beschriebene Weise an der Unterseite der Verstärkungsteile 34, 36 befestigt werden können.
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Insbesondere in Zusammenschau mit 3, welche in einer schematischen Seitenansicht das vordere Paar von Strukturbauteilen 24, 25 sowie die diese verbindende Tunnelbrücke 28 zeigt, wird ersichtlich, dass die Verstärkungsteile 34 im Querschnitt an das kastenförmige Profil des jeweils zugehörigen Strukturbauteils 24, 25 angepasst und an dessen Unterseite auf im Weiteren noch näher beschriebene Weise befestigt ist. Dabei fluchten die beiden vorderen Strukturbauteile 24, 25 mit der zugehörigen vorderen Tunnelbrücke 28.
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In den 4 und 5 sind in schematischer Schnittansicht die beiden vorderen Strukturbauteile 24, 25 sowie die diese miteinander verbindende vordere Tunnelbrücke 28 bzw. in ausschnittsweise vergrößerter Schnittansicht einer der beiden vorderen Verbindungsbereiche 30 zwischen dem zugehörigen Strukturbauteil 24, 25 und der vorderen Tunnelstrebe 28 gemäß dem Detail V in 4 dargestellt. Es ist erkennbar, dass die vordere Tunnelbrücke 28 über jeweils zwei Schraubhülsen 38, 40 von unten her lösbar an dem jeweiligen Strukturbauteil 24, 25 befestigt ist. Hierzu sind auf Schraubbolzen 42 (5) der Schraubhülsen 38, 40 jeweils nicht dargestellte Muttern aufschraubbar. Die Schraubhülsen 38, 40 sind dabei – wie aus 2 erkennbar ist – in Fahrzeugquerrichtung zueinander fluchtend angeordnet. Darüber hinaus bilden die jeweils zwei Schraubhülsen 38, 40 eines Verbindungsbereichs 30, 32 mit dem zugehörigen Verstärkungsteil 34, 36 eine vorgefertigte Baueinheit, die – wie insbesondere aus 5 erkennbar ist – an der Unterseite des jeweiligen Strukturbauteils 24, 25, 26, 27 angeordnet ist. Diese vorgefertigte Baueinheit aus den beiden Schraubhülsen 38, 40 kann beispielsweise über eine Schraub- oder Schweißverbindung an dem zugehörigen Strukturbauteil 24, 25, 26, 27 festgelegt sein.
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Die äußere der beiden Schraubhülsen 38, 40 jedes Verbindungsbereichs 32, 34 umfasst ein mit einem Gewinde versehenes Sackloch 44, in welches eine nicht dargestellte Schraube zur Befestigung einer Sitzlängsschiene eingedreht werden kann. Über die Sitzlängsschiene 46 ist somit eine im Weiteren nicht dargestellte Sitzanlage – und hier insbesondere ein rechter oder linker Vordersitz des Kraftwagens – im Verbindungsbereich des jeweiligen Strukturbauteils 24, 25 mit der zugehörigen Tunnelbrücke 28 befestigt. Insbesondere aus 5 ist zudem ersichtlich, dass die Sitzanlage bzw. deren Sitzlängsschiene 46 von der Oberseite bzw. vom Innenraum des Kraftwagens her an der zugehörigen Schraubhülse 38 lösbar zu befestigen ist. Demgegenüber ist die Tunnelbrücke 28 von der Unter- bzw.
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Außenseite des Kraftwagens her lösbar mit den insgesamt vier Schraubhülsen 38, 40 zu verschrauben. Weiterhin ist aus den 4 und 5 erkennbar, dass die Sitzanlage bzw. die Sitzlängsschiene 46 unabhängig von der Tunnelbrücke 28 von dem zugehörigen Strukturbauteil 24, 25 zu lösen ist.
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Die hinteren Verstärkungsteile 36 sind im Wesentlichen identisch ausgebildet wie die beiden vorderen Verstärkungsteile 34. Die hinteren Verstärkungsteile 36 umfassen lediglich zusätzliche, oberseitig der jeweiligen Strukturbauteile 26, 27 angeordnete Gehäuseteile 48, an welchen eine hintere Sitzbank des Kraftwagens abgestützt werden kann. Die Gehäuseteile 48 umfassen dabei Öffnungen 50, so dass wiederum Schrauben in Sacklöcher 44 der entsprechenden Schraubhülsen 38 – zur Befestigung der Sitzanlage – eingeschraubt werden können.