DE102009012057B4

DE102009012057B4 - Vorrichtung zum Aufnehmen von Seitenkräften und Kraftfahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102009012057B4
Application number: DE102009012057.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Brunner; Andrea Lippold; Stephan Brausse; Robert Köhr; Peter Baumann
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2023-08-03
Anticipated expiration: 2029-03-07
Also published as: DE102009012057A1; CN101823505A; CN101823505B; US8052199B2; US20100225145A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Seitenkräften bei einem Seitenaufprall eines Kraftfahrzeugs, mit einer in Querrichtung wirksamen Versteifungsstruktur (12), die einen quer verlaufenden Versteifungsträger (14) mit einem Ende (15) umfasst, das in einer fahrzeugfesten Konsole (20) angeordnet ist, und mit einem Profilteil (30) an dem Ende (15) des Versteifungsträgers (14).Um die Vorrichtung im Hinblick auf den Insassenschutz beziehungsweise den Seitenaufprallschutz weiter zu verbessern, ist das Profilteil (30) zur Abstützung des Versteifungsträgers (14) fest mit der fahrzeugfesten Konsole (20) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Seitenkräften gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer derartigen Vorrichtung.
Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2005 051 947 B4 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung mit einem Profilteil bekannt, das durchgesteckt in einer fahrzeugfesten Konsole positioniert gehalten ist. Ein freistehender Bereich des Profilteils ist zusammen mit einem Trägerelement in einem Säulenraum vorkragend von der Konsole vorgesehen. Ein Stirnbereich des Profilteils ist mit einer Prallplatte versehen, die mit aufrechten Schenkeln des Profilteils verbunden ist. Die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 297 14 656 U1 offenbart ein Personenkraftfahrzeug mit einer B-Säule, insbesondere Coupe- oder Cabriolet-Fahrzeug mit den Insassenraum unterhalb einer Fensterbrüstung begrenzenden seitlichen Karosseriewandungen, innerhalb deren vertikaler Erstreckung jeweils die B-Säule angeordnet ist, wobei dieser jeweils im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Verstärkungsprofile zur Aufnahme von seitlich auf das Fahrzeug einwirkenden Kräften zugeordnet ist, wobei sich jeweils quer von dem Verstärkungsprofil in Richtung zur vertikalen Fahrzeuglängsrichtungsmittelebene ein Auslegearm erstreckt und die Auslagearme im Bereich der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene voneinander beabstandet sind und jeweils zumindest an ihren dem Verstärkungsprofil abgewandten Ende an Teilen der Karosserie abgestützt sind. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 101 17 010 A1 offenbart einen Karosserierahmen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit zwei seitlichen Tragsäulen, die sich dachseitig über einen druckstabilen Dachquerträger aneinander und bodenseitig jeweils über einen druckstabilen Sitzquerträger an einem Längstunnel abstützen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 im Hinblick auf den Insassenschutz beziehungsweise den Seitenaufprallschutz weiter zu verbessern.
Die Aufgabe ist durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Befestigung des Profilteils an der fahrzeugfesten Konsole können die bei einem Seitenaufprall auftretenden Kräfte seitlich sowohl von einer B-Säule als auch von einem Bereich eines Schwellers, in welchen die B-Säule wurzelt, gezielt in den Versteifungsträger eingeleitet werden. Der Schweller kann auch als Längsträger bezeichnet werden. Zur Befestigung sind die Umfangsränder an den Längsseiten der Basisplatte vorzugsweise so abgewinkelt, dass sie an der fahrzeugfesten Konsole anliegen. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Profilteil und der fahrzeugfesten Konsole, zum Beispiel durch Schweißen oder formschlüssig durch Schrauben, ermöglicht. Die Basisplatte der Profilschale beziehungsweise des Profilteils erstreckt sich im Wesentlichen quer zu dem Versteifungsträger. Die Verstärkungsstruktur kann zum Beispiel durch Umformen der Basisplatte der Profilschale erzeugt werden. Vorzugsweise erstrecken sich die vier Schenkel weg von und quer zu dem Versteifungsträger. Über die vier Schenkel wird die Krafteinleitung in den Versteifungsträger weiter verbessert.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Schenkel der X-förmigen Verstärkungsstruktur des Profilteils durch einen Verbindungssteg miteinander verbunden sind, der dem Versteifungsträger zugewandt ist. Der Versteifungsträger erstreckt sich zwischen den beiden Verbindungsstegen hindurch. Zwischen den Versteifungsträger und den Verbindungsstegen des Profilteils kann eine Verstärkungshülse angeordnet sein. Die Verbindungsstege können, zum Beispiel stoffschlüssig, direkt mit dem Versteifungsträger oder mit der Verstärkungshülse verbunden sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstege des Profilteils an einer Verstärkungshülse anliegen, durch die sich der Versteifungsträger hindurch erstreckt. Die Verbindungsstege können, auch einstückig, mit der Verstärkungshülse verbunden sein. Die Verstärkungshülse erstreckt sich vorzugsweise nur über einen Endabschnitt an dem Ende des Versteifungsträgers und dient dazu, die Krafteinleitung in den Versteifungsträger weiter zu verbessern.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die vier Schenkel der X-förmigen Verstärkungsstruktur des Profilteils durch die Basisplatte einstückig miteinander verbunden sind. Die X-förmige Verstärkungsstruktur erstreckt sich vorzugsweise von der Basisplatte des Profilteils in den Fahrzeuginnenraum hinein, also von der B-Säule weg.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugfeste Konsole eine Grundplatte mit einem Durchgangsloch umfasst, durch das sich der Versteifungsträger hindurch erstreckt und die von der Basisplatte des Profilteils beabstandet ist. Die Grundplatte erstreckt sich im Wesentlichen quer zum Versteifungsträger, so dass sie etwa parallel zu der Basisplatte des Profilteils angeordnet ist. Der Versteifungsträger erstreckt sich, vorzugsweise zusammen mit der Verstärkungshülse, durch das Durchgangsloch in der Grundplatte der fahrzeugfesten Konsole und durch ein weiteres, fluchtend dazu angeordnetes, Durchgangsloch in der Basisplatte des Profilteils.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass von der Grundplatte der fahrzeugfesten Konsole seitlich zwei Flügel abgewinkelt sind, an denen die Basisplatte des Profilteils befestigt ist. Die Flügel erstrecken sich von der Grundplatte der fahrzeugfesten Konsole vorzugsweise zu einer B-Säule und einem Schweller hin, in den die B-Säule wurzelt. Zwischen den Flügeln ergibt sich ein Hohlraum, in welchem das Profilteil angeordnet ist. Die Befestigung der Basisplatte des Profilteils an den Flügeln der fahrzeugfesten Konsole erfolgt vorzugsweise stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen oder Kleben.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass von den Flügeln jeweils zwei Befestigungsflansche abgewinkelt sind, von denen der eine an einer B-Säule und der andere an dem Schweller des Kraftfahrzeugs befestigt ist. Die Befestigungsflansche sind vorzugsweise so von den Flügeln abgewinkelt, dass sie an der B-Säule beziehungsweise dem Schweller anliegen. Die Befestigung der Befestigungsflansche an der B-Säule und dem Schweller kann stoffschlüssig, zum Beispiel durch Schweißen, oder alternativ beziehungsweise zusätzlich durch Niet- oder Schraubverbindungselemente erfolgen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsträger über eine weitere Konsole innen an dem Schweller abgestützt ist. Über die weitere Konsole, an welcher der Versteifungsträger befestigt sein kann, wird die gezielte Krafteinleitung bei einem Seitenaufprall in den Versteifungsträger weiter verbessert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Konsole einstückig mit einer Bodenverstärkung ausgeführt ist, die sich unterhalb des Versteifungsträgers erstreckt. Die Bodenverstärkung kann als Gussteil ausgeführt sein, das sich parallel zu dem Versteifungsträger erstreckt. Die Bodenverstärkung kann mit einem Mitteltunnel verbunden sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsträger einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Der Querschnitt des Versteifungsträgers hat vorzugsweise die Gestalt eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsträger durchgehend ausgeführt ist. Der Versteifungsträger verläuft vorzugsweise in einem Abstand zu einer Bodengruppe des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der vorab beschriebenen Bodenverstärkung. Im Bereich eines Mitteltunnels ist der Versteifungsträger vorzugsweise abgekröpft.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer vorab beschriebenen Vorrichtung. Vorzugsweise ist jeweils eine vorab beschriebene Vorrichtung an den beiden Enden des Versteifungsträgers angebracht.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit Blick auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei eine fahrzeugfeste Konsole durchsichtig dargestellt ist, um ein dahinter angeordnetes Profilteil sichtbar zu machen;
2 eine ähnliche Darstellung wie in 1, wobei die fahrzeugfeste Konsole nicht durchsichtig dargestellt ist und
3 eine ähnliche Darstellung wie in den 1 und 2, wobei die fahrzeugfeste Konsole und das dahinter angeordnete Profilteil im Schnitt dargestellt sind.

In den 1 bis 3 ist eine Vorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in unterschiedlichen Ansichten perspektivisch dargestellt. Die Vorrichtung 1 dient zur Aufnahme von Seitenaufprallkräften, die im Fall eines Unfalls oder Crashs seitlich auf eine Karosserie 2 eines Kraftfahrzeugs 3 aufgebracht werden.
Die Karosserie 2 umfasst eine Türausnehmung 5, zum Beispiel eine Fahrertürausnehmung oder eine Beifahrertürausnehmung, die, in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet, hinten durch eine B-Säule 6 begrenzt wird. Die B-Säule 6 wurzelt in einen Schweller 8, der, insbesondere seitlich außen, auch als Schweller bezeichnet wird. Der Schweller 8 begrenzt seitlich eine Bodengruppe 10 mit einem Bodenblech 11.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Versteifungsstruktur 12 mit einem Versteifungsträger 14, der quer zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft und einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Ein Ende 15 des Versteifungsträgers 14 ist im Bereich eines Mitteltunnels abgekröpft beziehungsweise gekrümmt ausgeführt. Ansonsten erstreckt sich der Versteifungsträger 14 parallel zur Bodengruppe 10 beziehungsweise zum Bodenblech 11.
Der Versteifungsträger 14 kann auch eine andere polygonale Form oder einen runden beziehungsweise ellipsenförmigen Querschnitt aufweisen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Versteifungsträger 14 einstückig ausgeführt. Alternativ kann der Versteifungsträger 14 auch mehrteilig ausgeführt sein.
Die Versteifungsstruktur 12 dient vorzugsweise dazu, bei einem Seitenaufprall mit einer vorgegebenen Kraft einen ausreichenden Überlebensraum für Insassen des Kraftfahrzeugs zu schaffen. Der Versteifungsträger 14 erstreckt sich vorzugsweise zwischen zwei B-Säulenwurzeln beziehungsweise bei Fahrzeugen, die keine ausgeprägte B-Säule aufweisen, zwischen entsprechenden Kraftfahrzeugbereichen an der hinteren, unteren Ecke von Türausnehmungen.
Ein Ende 15 des Versteifungsträgers 14 ist über eine fahrzeugfeste Konsole 20 an dem Schweller 8 und der B-Säule 6 abgestützt. Die Konsole 20 umfasst eine Grundplatte 21, die im Wesentlichen quer zu dem Versteifungsträger 14 angeordnet ist. Von der Grundplatte 21 sind seitlich zwei Flügel 22, 23 abgewinkelt, die sich von der Grundplatte 21 zu dem Schweller 8 beziehungsweise der B-Säule 6 hin erstrecken.
Die beiden Flügel 22, 23 sind im Wesentlichen rechtwinklig zu der Grundplatte 21 angeordnet. Von den Flügeln 22, 23 wiederum ist jeweils ein Befestigungsflansch 24, 25 abgewinkelt, von denen in der dargestellten Perspektive nur die beiden Befestigungsflansche 24 und 25 sichtbar sind.
Der Befestigungsflansch 24 der fahrzeugfesten Konsole 20 ist, zum Beispiel durch eine Schweiß- und/oder Nietverbindung, fest an dem Schweller 8 angebracht. In gleicher Weise ist der Befestigungsflansch 25 fest an der B-Säule 6 angebracht. Die beiden Befestigungsflansche 24, 25 liegen vorzugsweise flächig an dem Schweller 8 beziehungsweise der B-Säule 6 an.
Der Versteifungsträger 14 erstreckt sich durch ein Durchgangsloch 28 in der Grundplatte 21 der fahrzeugfesten Konsole 20 zu einem Profilteil 30, das als Profilschale mit einer Basisplatte 31 ausgeführt ist. Die Basisplatte 31 ist im Wesentlichen parallel zu der Grundplatte 21 der fahrzeugfesten Konsole 20 angeordnet.
Zur Verstärkung weist die Basisplatte 31 des Profilteils 30 eine X-förmige Verstärkungsstruktur mit vier Schenkeln 32, 33, 34, 35 auf. Die Schenkel 32 bis 35 sind durch Umformen der vorzugsweise aus Blech geformten Profilschale 30 erzeugt. Jeweils zwei Schenkel 32, 33; 34, 35 sind durch einen Verbindungssteg 36 paarweise einstückig miteinander verbunden. Die beiden Verbindungsstege, von denen in 1 nur der Verbindungssteg 36 sichtbar ist, begrenzen ein Durchgangsloch 38 für den Versteifungsträger 14 beziehungsweise eine Verstärkungshülse 40 in der Basisplatte 31 des Profilteils 30.
In der Schnittdarstellung der 3 sieht man, dass die Verstärkungshülse 40 einen Abschnitt am Ende 15 des Versteifungsträgers 14 umgibt. Die Verstärkungshülse 40 erstreckt sich zusammen mit dem Versteifungsträger 14 durch die beiden Durchgangslöcher 28, 38, die zu diesem Zweck fluchtend in der Grundplatte 21 der fahrzeugfesten Konsole 20 und der Basisplatte 31 des Profilteils 30 ausgespart sind.
Der Versteifungsträger 14 ist mit seinem Ende 15 zusätzlich zu der fahrzeugfesten Konsole 20 über eine weitere Konsole 50 an dem Schweller 8 abgestützt. Die weitere Konsole 50 ist Teil eines Verstärkungsträgers 52, der als Gussteil ausgeführt ist und mehrere in Querrichtung verlaufende Rippen umfasst.

Claims

Vorrichtung zum Aufnehmen von Seitenkräften bei einem Seitenaufprall eines Kraftfahrzeugs, mit einer in Querrichtung wirksamen Versteifungsstruktur (12), die einen quer verlaufenden Versteifungsträger (14) mit einem Ende (15) umfasst, das in einer fahrzeugfesten Konsole (20) angeordnet ist, und mit einem Profilteil (30) an dem Ende (15) des Versteifungsträgers (14), wobei das Profilteil (30) zur Abstützung des Versteifungsträgers (14) fest mit der fahrzeugfesten Konsole (20) verbunden ist, wobei das Profilteil (30) als Profilschale mit einer Basisplatte (31) ausgeführt ist, die an zwei Längsseiten fest mit der fahrzeugfesten Konsole (20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilteil (30) eine X-förmige Verstärkungsstruktur mit vier Schenkeln (32-35) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Schenkel (32,33;34,35) der X-förmigen Verstärkungsstruktur des Profilteils (30) durch einen Verbindungssteg (36) miteinander verbunden sind, der dem Versteifungsträger (14) zugewandt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstege (36) des Profilteils (30) an einer Verstärkungshülse (40) anliegen, durch die sich der Versteifungsträger (14) hindurch erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Schenkel (32-35) der X-förmigen Verstärkungsstruktur des Profilteils (30) durch die Basisplatte (31) einstückig miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugfeste Konsole (20) eine Grundplatte (21) mit einem Durchgangsloch (28) umfasst, durch das sich der Versteifungsträger (14) hindurch erstreckt und die von der Basisplatte (31) des Profilteils (30) beabstandet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass von der Grundplatte (21) der fahrzeugfesten Konsole (20) seitlich zwei Flügel (22,23) abgewinkelt sind, an denen die Basisplatte (31) des Profilteils (30) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von den Flügeln (22,23) jeweils zwei Befestigungsflansche (24,25) abgewinkelt sind, von denen der eine an einer B-Säule (6) und der andere an einem Schweller (8) des Kraftfahrzeugs befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsträger (14) über eine weitere Konsole (50) innen an dem Schweller (8) abgestützt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Konsole (50) einstückig mit einer Bodenverstärkung (52) ausgeführt ist, die sich unterhalb des Versteifungsträgers erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsträger (14) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsträger (14) durchgehend ausgeführt ist.
Kraftfahrzeug mit mindestens einer Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.