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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Queraussteifungsstruktur für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein, mit einer derartigen Queraussteifungsstruktur ausgestattetes Kraftfahrzeug.
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Aus der gattungsgemäßen
DE 10 2006 014 983 A1 ist eine Queraussteifungsstruktur für einen Sitzbereich eines Kraftfahrzeuges mit einem mittleren Sitzquerträger bekannt. Dieser weist zwei seitliche Aufnahmebereiche auf, mindestens zwei in Fahrzeugquerrichtung verlaufende, seitliche Querverstärkungselemente, die jeweils an einem den mittleren Sitzquerträgern zugewandten Ende mit einem zugeordneten seitlichen Aufnahmebereich des mittleren Sitzquerträgers fest verbunden sind sowie mindestens zwei Kopplungselemente. Letztere sind dabei jeweils mit einem zugeordneten Karosserieseitenteil zugewandten Ende des jeweiligen seitlichen Querverstärkungselementes für eine Abstützung desselben an dem zugeordneten Karosserieseitenteil koppelbar. Aufgrund der durchgehenden Verbindung zwischen den beiden Karosserieseitenteilen, soll eine in Fahrzeugquerrichtung äußerst steife Querträgerstruktur geschaffen werden, die einerseits die Torsionssteifigkeit verbessert und andererseits zusätzlich bei einem Seitenaufprall die entstehende Deformationsenergie aufnehmen kann und die notwendigen Reaktionskräfte aufzubauen im Stande sein soll. Die deutsche Patentschrift
DE 102 09 188 B4 offenbart eine Tragstruktur einer selbsttragenden Kraftwagenkarosserie mit einer Abstützungskonstruktion für einen Seitenaufprall, die sich zwischen zwei Tragsäulen des Kraftwagens erstreckt, wobei im Überdeckungsbereich jeder Tragsäule aufrecht angeordnete Versteifungselemente vorgesehen sind, die durch ein Querelement verbunden sind, wobei an jedem Ende des Querelements eine Aufnahme vorgesehen ist, die das Versteifungselement zumindest teilweise umfasst. Die deutsche Patentschrift
DE 10 2005 051 947 B4 offenbart eine Vorrichtung zur Aufnahme von Seitenkräften bei einem Seitenaufprall eines Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung in einem Profilteil sowie dem Trägerelement oberhalb eines Schwellers des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei eine Konsole am Schweller sowie an einer Wandung eines Fahrzeugaufbaus gehalten ist. Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2006 014 981 A1 offenbart eine Querträgerstruktur für einen Sitzbereich eines Fahrzeugs, mit einem mittleren Sitzquerträger, welcher seitliche Befestigungsabschnitte aufweist, und mit zwei seitlichen Sitzquerträgern, welche jeweils mit einem zugeordneten seitlichen Befestigungsabschnitt des mittleren Sitzquerträgers verbindbar sind und sich jeweils in Fahrzeugquerrichtung von dem zugeordneten seitlichen Befestigungsabschnitt des mittleren Sitzquerträgers bis in Wirkverbindung mit einem jeweils zugeordneten Seitenschwellerabschnitt des Fahrzeugs erstrecken.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine gattungsgemäße Queraussteifungsstruktur, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die einfach zu montieren ist und einen besonders hohen Schutz bei einem Seitenaufprall gewährleistet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zwei, sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Querträger einer Queraussteifungsstruktur mit einer nach oben offenen Führungskontur zu versehen, in der jeweils ein oder mehrere Queraussteifungselemente geführt bzw. gehalten sind, wobei zumindest diese über eine bei einem Unfall energieabsorbierend verformbare Crashkonsole an eine benachbarte B-Säule angebunden sind. Die beiden Querträger und die parallel dazu in den jeweiligen Führungskonturen geführten Queraussteifungselemente, erstrecken sich dabei jeweils von einer B-Säule des Kraftfahrzeuges zu einem in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Mitteltunnel, wobei sowohl die beiden Querträger als auch die beiden Queraussteifungselemente jeweils einenends am Mitteltunnel und jeweils anderenends an der zugehörigen B-Säule kraftübertragend angebunden sind. Durch die erfindungsgemäßen Querträger mit der jeweils nach oben offenen Führungskontur, ist ein besonders leichtes Positionieren der jeweils zugehörigen Queraussteifungselemente in den Führungskonturen und damit an den jeweiligen Querträgern möglich, wobei die Führungskontur, welche üblicherweise U-förmig ausgebildet ist, die Steifigkeit der jeweiligen Querträger zusätzlich erhöht und dadurch in der Lage ist, entsprechend mehr Deformationsenergie bei einem Seitenaufprall aufzunehmen. Die jeweiligen Querträger können dabei ebenfalls an der B-Säule und optional zusätzlich an einem jeweiligen Seitenschweller des Kraftfahrzeuges angebunden sein. Über die Crashkonsole wird auch das jeweilige Queraussteifungselement kraftübertragend mit der benachbarten B-Säule verbunden, so dass bei einem Seitenaufprall die Aufprallkraft sowohl in den jeweiligen Querträger als auch parallel dazu in das jeweilige Queraussteifungselement eingeleitet werden kann. Hierdurch wird insgesamt ein verbessertes Seitenaufprallverhalten des derart ausgestatteten Kraftfahrzeuges erreicht.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, überbrückt die Crashkonsole eine, beispielsweise einen Gurtautomaten aufnehmende, Ausnehmung in der B-Säule. Die Crashkonsole dient somit als Traverse, die in der Lage ist, die auf die B-Säule von außen einwirkende Seitenaufprallkraft an das jeweilige Queraussteifungselement zuverlässig zu übertragen, wodurch eine deutlich höhere Quersteifigkeit des Kraftfahrzeuges erreicht werden kann als dies ohne die erfindungsgemäße Crashkonsole möglich wäre.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung, ist zwischen einem Außenblech der B-Säule und der Außenwand ein Deformationselement angeordnet. Ein derartiges Deformationselement dient einerseits zur Energieabsorption bei einem Seitenaufprall und andererseits zu einer Kraftübertragung der Seitenaufprallkraft an die Crashkonsole und damit an das Queraussteifungselement. Das Deformationselement kann dabei beispielsweise in der Art eines oder mehrerer mäanderförmigen/mäanderförmiger Bleches/Bleche ausgebildet sein, dessen/deren Berge bzw. Täler in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet sind. Zur Deformation des Deformationselementes bei einem Seitenaufprall müssen dementsprechend die, die Berge bzw. Täler verbindenden Stege, welche sich üblicherweise parallel zur Seitenaufprallrichtung erstrecken, verformt werden, was üblicherweise einen hohen Kraftaufwand erfordert. Dementsprechend ist das erfindungsgemäße Deformationselement in der Lage, viel Seitenaufprallenergie durch Deformation zu absorbieren, gleichzeitig aber auch die einwirkende Seitenaufprallkraft an die Crashkonsole bzw. das Queraussteifungselement zu übertragen.
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Zweckmäßig ist das Queraussteifungselement rohrförmig, insbesondere als Zweikammerprofil, ausgebildet. Rohrquerschnitte weisen üblicherweise ein äußerstes hohes Widerstandsmoment auf und eignen sich dementsprechend besonders gut zur Aussteifung von Rahmenkonstruktionen. Zugleich kann durch die rohrförmige Ausbildung im Vergleich zu massiven Aussteifungselementen eine Gewichtsreduzierung erreicht werden, welche insbesondere im Sportwagenbau von besonderer Bedeutung ist. Selbstverständlich ist dabei denkbar, dass ein derartiges rohrförmiges Queraussteifungselement im Strangpressverfahren und damit äußerst rationell und wirtschaftlich hergestellt werden kann. Als Materialien bieten sich hierbei insbesondere Leichtmetalle, wie beispielsweise Aluminium, an.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine Ansicht auf eine erfindungsgemäße Queraussteifungsstruktur von schräg oben, bei gleichzeitig im Bereich einer Crashkonsole geschnittener B-Säule,
- 2 eine Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Quera ussteifungsstruktu r,
- 3 eine Darstellung wie in 1, jedoch aus einer anderen Perspektive und ohne geschnittene B-Säule.
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Entsprechend der 1, weist eine lediglich teilweise dargestellte Bodengruppe eines Kraftfahrzeuges eine Queraussteifungsstruktur 1 auf, welche sich in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei B-Säulen 2, wovon lediglich eine gezeichnet ist, erstreckt. Insgesamt besitzt somit die erfindungsgemäße Queraussteifungsstruktur 1 zwei sich jeweils von der B-Säule 2 des Kraftfahrzeuges zu einem in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Mitteltunnel 3 erstreckende Querträger 4, die jeweils eine nach oben offene Führungskontur 8 (vgl. 2) aufweisen, in der jeweils ein, parallel zum jeweiligen Querträger 4 verlaufendes, Queraussteifungselement 5 geführt ist. Der jeweilige Querträger 4 ist dabei einenends an der zugehörigen B-Säule 2 bzw. an einem nicht gezeigten Seitenschweller angebunden und anderenends an einem Brückenelement 6, welches eine Querkraft über den eigentlichen Mitteltunnel 3 hinweg übertragen kann.
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Um bei einem Seitenaufprall auf das Kraftfahrzeug die auftretenden Seitenaufprallkräfte besser übertragen zu können, ist zumindest das Queraussteifungselement 5 über eine bei einem Unfall energieabsorbierend verformbare Crashkonsole 7 an die benachbarte B-Säule 2 angebunden. Die Verbindung kann dabei beispielsweise über nicht gezeigte Schrauben erfolgen, welche seitlich durch die Crashkonsole 7 und das Queraussteifungselement 5 reichen.
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Um die erfindungsgemäße Queraussteifungsstruktur 1 darüber hinaus möglichst kostengünstig ausbilden zu können, kann vorgesehen sein, dass der Querträger 4 und/oder das Queraussteifungselement 5 als Strangpressprofile ausgebildet sind, wobei als Werkstoff vorzugsweise Leichtmetall, insbesondere Aluminium, verwendet wird. Demgegenüber ist die Crashkonsole 7 üblicherweise als gebautes bzw. geprägtes/geformtes Blechteil ausgebildet.
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Gemäß der 2, ist die nach oben offene Führungskontur 8 am Querträger 4 deutlich zu erkennen, wobei sie im Beispiel gemäß der 2 als nach oben offene U-förmige Führungsschiene ausgebildet ist. Das gemäß der 2 dargestellte Queraussteifungselement 5 ist rohrförmig, hier als Zweikammerprofil, ausgebildet und weist dementsprechend ein besonders hohes Widerstandsmoment sowie eine vergleichsweise hohe Eulersche Knicklast auf.
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Betrachtet man die 3, so kann man erkennen, dass die Crashkonsole 7 eine Sattelkontur aufweist, mit welcher sie zumindest auf das jeweils zugehörige Queraussteifungselement 5, optional zusätzlich auch auf den Querträger 4 aufgesattelt ist. Das Aufsatteln erleichtert dabei die Montage der Crashkonsole 7 am Queraussteifungselement 5. Darüber hinaus kann die Crashkonsole 7 eine Ausnehmung 9 in der B-Säule 2 überbrücken. Die Ausnehmung 9 stellt somit einen Montagehohlraum für beispielsweise einen Gurtautomaten dar. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass sich die Crashkonsole 7 direkt oder indirekt über ein Versteifungselement 10 (vgl. 1) an der B-Säule 2, das heißt genauer gesagt an einem Innenblech 11 derselben, abstützt. Zwischen dem Innenblech 11 der B-Säule und einem Außenblech 12, ist gemäß den 1 und 3 ein weiteres Deformationselement 13 angeordnet, welches beispielsweise mäanderförmig ausgebildet ist und sich dabei mit seinen Bergen bzw. Tälern einen Ends am Außenblech 12 und anderen Ends am Innenblech 11 der B-Säule 2 abstützt. Auf diese Weise wird bei einem Seitenaufprall eine äußerst hohe Kraft benötigt, um die parallel zur Seitenaufprallrichtung verlaufenden Stege des Deformationselementes 13 auslenken bzw. deformieren zu können.
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Bei einem Seitenaufprall erfolgt somit zunächst eine Kraftübertragung vom Außenblech 12 an das Deformationselement 13 und von diesem an das Innenblech 11 der B-Säule 2 bzw. an das Versteifungselement 10. Anschließend wird die Kraft weiter über die Crashkonsole 7 an das Queraussteifungselement 5 übertragen, wodurch eine besonders in Querrichtung steife Struktur verwirklicht ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Queraussteifungsstruktur 1, kann somit ein Seitenaufprallverhalten eines damit ausgestalteten Kraftfahrzeuges deutlich verbessert werden, wodurch einerseits eine erhöhte Sicherheit erzielt und andererseits ein besseres Steifigkeitsverhalten auch in Nichtunfallsituationen erreicht werden kann. Durch die spezielle Ausbildung der einzelnen Aussteifungselemente, beispielsweise des Queraussteifungselementes 5 und des Deformationselementes 13, lässt sich dabei die erhöhte Steifigkeit mit äußerst geringem zusätzlichen Gewicht erreichen, was insbesondere dem Wunsch nach einem geringen Gesamtgewicht im Sportwagenbau Rechnung trägt.