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Dokumentenidentifikation DE102006024815A1 29.11.2007
Titel Fahrgastzelle für ein Kraftfahrzeug
Anmelder Dr.Ing.h.c. F. Porsche AG, 70435 Stuttgart, DE
Erfinder Oggianu, Roberto, 71229 Leonberg, DE;
Brausse, Stephan, 72800 Eningen, DE;
Praznik, Franc, 71229 Leonberg, DE;
Brunner, Markus, 74321 Bietigheim-Bissingen, DE
DE-Anmeldedatum 27.05.2006
DE-Aktenzeichen 102006024815
Offenlegungstag 29.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.11.2007
IPC-Hauptklasse B62D 21/15(2006.01)A, F, I, 20060527, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Fahrgastzelle für ein Kraftfahrzeug, wobei zur Erhöhung der Quersteifigkeit bei Seitenaufprallbelastungen eine querversteifende Rohrkonstruktion (2) vorgesehen ist, die einen sich über die Karosseriebreite erstreckenden, rohrförmigen Querträger (1) aufweist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass an einem längsendseitigen Bereich (2) des Querträgers (1) ein eine stirnseitige Abstützfläche vergrößerndes Abstützelement (3) befestigt ist, welches im normalen Betriebszustand von einer gegenüberliegenden Fahrgastzellenwand (5) beabstandet angeordnet ist und über welches sich der Querträger (1) im Seitenaufprallfall an der Fahrgastzellenwand (5) abstützt.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrgastzelle für ein Kraftfahrzeug mit einer die Quersteifigkeit der Fahrgastzelle bei Seitenaufprallbelastungen erhöhenden Rohrkonstruktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Unterschied zu normalen Personenkraftwagen in Limousinenform reichen bei Cabriolets und Coupes die beiden fahrzeugseitig angeordneten B-Säulen nur bis kurz unterhalb des Seitenfensterbereiches, so dass sie nicht an einen Dachrahmen der Karosserie-Tragstruktur angebunden sind und dadurch im Vergleich zu einer Limousine deutlich geringere Seitenaufprallbelastungen aufnehmen können.

Aus der DE 199 43 296 C2 ist eine Fahrgastzelle für einen Personenkraftwagen mit jeweils einer B-Säule auf jeder Karosserieseite bekannt, die in einen unten liegenden Längsschweller mündet. Zur Erhöhung der Quersteifigkeit der Fahrgastzelle bei einem Seitenaufprall ist eine querversteifende Rohrkonstruktion vorgesehen, die sich aus seitlich außen liegenden Verstärkungsrohren und einem sich etwa über die Karosseriebreite erstreckenden, rohrförmigen Versteifungselement zusammensetzt. Dabei ist das rohrförmige Versteifungselement längsendseitig oberhalb der Längsschweller fest mit den angrenzenden Verstärkungsrohren verbunden.

Weitere Fahrgastzellen mit einer entsprechenden Queraussteifung sind beispielsweise aus der EP 0 934 530 B1, aus der JP 58-126275, aus der JP 08-091245 und der DE 102 09 188 B4 bekannt.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Fahrgastzelle der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruches gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüchen.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine stirnendseitige Abstützfläche eines zu einer querversteifenden Rohrkonstruktion gehörenden Querträgers einer Fahrgastzelle durch ein Abstützelement zu vergrößern und damit eine Flächenpressung bei einem Seitenaufprall zu verringern. Der rohrförmige Querträger erstreckt sich dabei in etwa über die gesamte Karosseriebreite und weist das daran längsendseitig befestigte Abstützelement auf. Dieses Abstützelement ist einer Fahrgastzellenwand gegenüberliegend beabstandet angeordnet, so dass im normalen Betriebszustand des Kraftfahrzeuges eine Berührung zwischen Abstützelement und Fahrgastzellenwand nicht erfolgt. Im Seitenaufprallfall stützt sich der Querträger über das Abstützelement an der Fahrgastzellenwand ab. Die Erfindung bietet den Vorteil, durch die vergrößerte Abstützfläche eine bessere Lasteinleitung von der Fahrgastzellenwand in den Querträger und umgekehrt zu bewirken, wodurch eine verbesserte Querversteifung der Fahrgastzelle erreicht wird. Eine derartige Verbesserung der Querversteifung ist insbesondere bei Cabriolets und Coupes von großem Vorteil, da bei diesen Fahrzeugtypen eine Anbindung einer B-Säule an die Dachkonstruktion üblicherweise nicht erfolgt und dadurch die aufzunehmenden Seitenaufpralllasten reduziert sind.

Zweckmäßig weist das Abstützelement einen der Fahrgastzellenwand zugewandten Boden auf, über welchen sich das Abstützelement im Seitenaufprallfall an der Fahrgastzellenwand abstützt. Der erfindungsgemäße Boden vergrößert dabei eine Abstützfläche, wodurch die Flächenpressung im Vergleich zu einem Querträger ohne Abstützelement und ohne Boden deutlich reduziert werden kann. Dies bewirkt eine verbesserte Krafteinleitung von der Fahrgastzellenwand in den Querträger und umgekehrt, so dass bei gleichen Stoßbelastungen mit geringeren Deformationen zu rechnen ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist das Abstützelement einen von der Fahrgastzellenwand entfernt liegenden Anlagebereich auf, welcher einen zum Außendurchmesser des Querträgers jeweils komplementären Innendurchmesser besitzt und dadurch hülsenartig über den Querträger geschoben werden kann. Eine Verbindung zwischen dem Abstützelement bzw. zwischen dem Anlagebereich des Abstützelementes und dem Querträger kann dabei beispielsweise über eine Verschweißung und/oder Verlötung und/oder Verklebung erfolgen. Der hülsenartig ausgebildete Anlagebereich des Abstützelementes vereinfacht darüber hinaus die Positionierung des Abstützelementes am Querträger, wobei dieses in aufgeschobenem Zustand zwingend koaxial zum Querträger angeordnet ist. Eine ungenaue bzw. falsch positionierte Anordnung des Abstützelementes am Querträger kann dadurch wirksam vermieden werden.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

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.

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.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,

1 einen erfindungsgemäßen Querträger mit einem längsendseitig angeordneten Abstützelement,

2 eine Darstellung wie in 1, wobei jedoch stirnendseitig des Querträgers ein Boden angeordnet ist,

3 ein erfindungsgemäßer Querträger, mit einem Abstützelement in einer Einbauposition,

4 eine Darstellung wie in 3, jedoch mit einem anderen Abstützelement.

Entsprechend 1 weist ein rohrförmiger Querträger 1 an einem längsendseitigen Bereich 2 ein Abstützelement 3 auf, welches eine stirnendseitige Abstützfläche vergrößert. Der Querträger 1 ist dabei Teil einer Rohrkonstruktion 4 (vergleiche 3), welche zur Queraussteifung bzw. zur Erhöhung der Quersteifigkeit einer Fahrgastzelle bei Seitenaufprallbelastungen vorgesehen ist. Eine derartige Rohrkonstruktion 4 wird insbesondere bei Cabriolets und Coupes eingesetzt, bei welchen eine B-Säule lediglich bis zu einem unteren Seitenfensterbereich reicht und keine Anbindung an eine Dachkonstruktion besitzt. Die fehlende Anbindung an die Dachkonstruktion bewirkt, dass die B-Säule bei vorgenannten Fahrzeugtypen deutlich geringere Seitenaufprallbelastungen aufnehmen kann, so dass diese zur Erhöhung der Insassensicherheit an die erfindungsgemäße Rohrkonstruktion 4 angebunden wird und dadurch die Fahrgastzelle insgesamt steifer ausgebildet werden kann.

Das Abstützelement 3 ist am Querträger 1 befestigt und einer Fahrgastzellenwand 5 (vergleiche 2) gegenüberliegend beabstandet angeordnet, so dass im normalen Betrieb des Kraftfahrzeuges kein Kontakt zwischen Fahrgastzellenwand 5 und Abstützelement 3 bzw. Querträger 1 besteht, während sich der Querträger 1 im Seitenaufprallfall auch über das Abstützelement 3 an der Fahrgastzellenwand 5 abstützen kann. Dabei enden der Querträger 1 und das Abstützelement 3 vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene.

Im Unterschied zu 1 weist das Abstützelement 3 gemäß 2 einen Boden 6 auf, über welchen sich das Abstützelement 3 im Seitenaufprallfall an der Fahrgastzellenwand 5 abstützt. Dabei ist der Boden 6 vorzugsweise so angeordnet, dass er in der Ebene liegt, in der das Abstützelement 3 und der Querträger 1 enden. Hierbei ist denkbar, dass der Boden 6 entweder ringförmig ausgebildet ist, wie in 2 dargestellt, und den Querträger 1 mit dem Abstützelement 3 verbindet, oder stirnendseitig derart angeordnet ist, dass eine Verbindung des Bodens 6 mit dem Abstützelement 3 bzw. mit dem Ende des Querträgers 1 an deren Stirnflächen erfolgt.

Wie den 1 bis 3 weiter zu entnehmen ist, ist das Abstützelement 3 vorzugsweise konzentrisch zum Querträger 1 ausgebildet und weist eine Trichterform auf. Dabei weist das Abstützelement 3 einen konisch sich aufweitenden Verlauf zum Längsende des Querträgers 1 hin auf und ist zumindest gemäß den 1 bis 3 im Bereich seines kleinsten Querschnittes 7 fest mit dem Querträger 1 verbunden. Eine weitere Verbindung ist gemäß den 2 und 3 über den Boden 6 vorstellbar, mit Hilfe dessen das Abstützelement 3 stirnendseitig koaxial zum Querträger 1 fixiert wird. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das Abstützelement 3 einen von der Fahrgastzellenwand 5 entfernt liegenden Anlagebereich 8 aufweist (vergleiche 4), welcher einen zum Außendurchmesser des Querträgers 1 komplementären Innendurchmesser aufweist, so dass das Abstützelement 3 zur Montage am Querträger 1 in axialer Richtung entlang des Querträgers 1 verschiebbar ist. Ein derartiger Anlagebereich 8 bietet eine verbesserte Anbindung des Abstützelementes 3 an den Querträger 1. Die Verbindung zwischen Abstützelement 3 und Querträger 1 kann dabei beispielsweise über eine Verklebung und/oder eine Verlötung und/oder eine Verschweißung erfolgen.

Erfindungsgemäß ist die Rohrkonstruktion 4 im normalen Betriebzustand mit ihrem längsendseitigen Bereich 2 beabstandet zur gegenüberliegenden Fahrgastzellenwand 5 angeordnet und kommt nur in einem Seitenaufprallfall mit dieser in Kontakt. Eine aufwändige Montage des längsendseitigen Bereichs 2 an der Fahrgastzellenwand 5 kann dadurch entfallen. Durch die vergrößerte Abstützfläche, welche durch das Abstützelement 3 bzw. den Boden 6 erzeugt wird, wird im Seitenaufprallfall eine geringere Flächenpressung und dadurch eine verbesserte Lasteinleitung in die Fahrgastzellenwand 5 erzielt.

Generell kommt die erfindungsgemäße Rohrkonstruktion 2 vorzugsweise bei Cabriolets zum Einsatz.


Anspruch[de]
Fahrgastzelle für ein Kraftfahrzeug, wobei zur Erhöhung der Quersteifigkeit der Fahrgastzelle bei Seitenaufprallbelastungen eine querversteifende Rohrkonstruktion (4) vorgesehen ist, die einen sich etwa über die Karosseriebreite erstreckenden, rohrförmigen Querträger (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an einem längsendseitigen Bereich (2) des Querträgers (1) ein eine stirnendseitige Abstützfläche vergrößerndes Abstützelement (3) befestigt ist, welches einer Fahrgastzellenwand (5) gegenüberliegend beabstandet angeordnet ist und über welches sich der Querträger (1) im Seitenaufprallfall an der Fahrgastzellenwand (5) abstützt. Fahrgastzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (3) einen der Fahrgastzellenwand (5) zugewandten Boden (6) aufweist, mit dem sich das Abstützelement (3) im Seitenaufprallfall an der Fahrgastzellenwand (5) abstützt. Fahrgastzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (3) konzentrisch zum Querträger (1) ausgebildet ist. Fahrgastzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (3) trichterförmig ausgebildet ist. Fahrgastzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

– dass das Abstützelement (3) einen von der Fahrgastzellenwand (5) entfernt liegenden Anlagebereich (8) aufweist, welcher einen zum Außendurchmesser des Querträgers (1) komplementären Innendurchmesser aufweist,

– dass das Abstützelement (3) mit seinem Anlagebereich (8) am Querträger anliegt.
Fahrgastzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (1) und das Abstützelement (3) in einer gemeinsamen Ebene enden. Fahrgastzelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (6) in der Ebene liegt, in der das Abstützelement (3) und der Querträger (1) enden. Fahrgastzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (6) ringförmig ausgebildet ist und den Querträger (1) mit dem Abstützelement (3) verbindet.






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