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Die
Erfindung betrifft einen Aufbau eines Kraftfahrzeugs im Allgemeinen
und die mittlere Säule eines
solchen Aufbaus im Besonderen.
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Die
Automobilhersteller arbeiten ständig
an der Verbesserung der Sicherheit ihrer Fahrzeuge. Die Sicherheit
bei den mittleren Säulen
lässt sich durch
Programmierung der Verformungen und vor allem durch Begrenzung der
Intrusionen aufgrund von Verformungen in den Fahrgastraum verbessern.
So muss der Lebensraum der Personen im Fahrgastraum unverändert bleiben
und die Sicherheitsvorrichtungen wie der Sicherheitsgurt müssen stets
optimal funktionieren. Außerdem
wird das Sicherheitsniveau dank der immer strengeren Normen, die
die Vermarktung nichtkonformer Fahrzeuge verbieten, regelmäßig neu
bewertet.
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Um
die Normen zu erfüllen,
müssen
die Hersteller nicht nur die Aufbauten verbessern, sondern auch
immer mehr Sicherheitsausrüstungen
wie Airbags oder Sicherheitsgurte mit pyrotechnischer Straffung
vorschlagen. Leider erhöhen
diese verbesserten Aufbauten und die zusätzlichen Sicherheitsausrüstungen
das Gewicht des Fahrzeugs und erschweren seine Montage.
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Ein
bekannter Aufbau ist in der US-A-6179370 offenbart, die die Merkmale
des Oberbegriffs von Anspruch 1 abdeckt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile
zu beheben, indem ein vereinfachter, leichterer Aufbau vorgeschlagen
wird, der den Vorschriften entspricht und in den sich die Ausrüstungen
des Fahrgastraums integrieren lassen.
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Hierzu
schlägt
die Erfindung einen Aufbau für
ein Kraftfahrzeug mit einem Karosserieelement vor, das mindestens
zwei Flügel
einrahmt, und mit Mitteln zum Versteifen des Karosserieelements
im Wesentlichen in einem Bereich zwischen zwei Flügeln, wobei
die Versteifungsmittel nur ein Mittel zur Verstärkung des Karosserieelements,
ein einziges versteifendes Mittel, welches das Verstärkungsmittel bedeckt,
und ein Mittel zum einheitlichen Verkleiden umfassen, das mit den
beiden ersten Mitteln derart zusammenwirkt, dass sie zusammen im
Wesentlichen ein hohles Element bilden, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verstärkungsmittel
im Wesentlichen die Form eines leicht schiefen großen I besitzt.
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Der
erfindungsgemäße Aufbau
zwischen zwei Flügeln
ist also stark vereinfacht, denn er umfasst nur drei Teile.
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Vorteilhafterweise
ist der Bereich zwischen zwei Flügeln
die mittlere Säule
eines Fahrzeugs mit mindestens vier Türen.
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Außerdem besitzt
das Verstärkungsmittel vorteilhafterweise
gemäß der Erfindung
im Wesentlichen die Form eines leicht schiefen großen I; es
erstreckt sich vom Dachbogen bis zum Längsträger des Kraftfahrzeugs und
weist eine Aushöhlung
im Wesentlichen entlang seiner vertikalen Achse auf. Dieses Verstärkungsmittel
ist aus einem Stück;
es folgt der mittleren Säule
der Karosserie des Fahrzeugs und versteift sie.
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Vorteilhafterweise
ist das versteifende Mittel gemäß der Erfindung
eine einfache Platte von im Wesentlichen U-förmigem Querschnitt aus einem
Material mit sehr hoher Elastizitätsgrenze, die mit der Aushöhlung des
Verstärkungsmittels
zusammenwirken kann und kürzer
ist als dieses, was es ermöglicht,
die gewünschten
mechani schen Eigenschaften mithilfe eines einzigen, sehr leicht
herzustellenden Teils zu erhalten.
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Das
Verkleidungsmittel ist vorteilhafterweise gemäß der Erfindung eine im Wesentlichen
flache Platte, die mit den Rändern
zusammenwirkt, welche sich entlang der Aushöhlung des Verstärkungsmittels erstrecken,
sodass die Aushöhlung
bedeckt ist, wobei das Verkleidungsmittel kürzer ist als das versteifende
Mittel. Das Verkleidungsmittel ist ebenfalls sehr einfach aufgebaut
und bildet das letzte Versteifungsmittel einer mittleren Säule gemäß der Erfindung.
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Vorteilhafterweise
ist das versteifende Mittel gemäß der Erfindung
in Bezug auf das Verstärkungsmittel
derart angeordnet, dass ein Schwächebereich entlang
der vertikalen Achse des Aufbaus unterhalb des versteifenden Mittels
geschaffen wird, der es ermöglicht,
die Verformungen der Karosserie des Fahrzeugs bei seitlichen Stößen zu programmieren.
Denn der nicht vom versteifenden Mittel bedeckte Abschnitt des Verstärkungsmittels
weist im Vergleich zum bedeckten Abschnitt schlechtere mechanische Eigenschaften
auf, was zur Folge hat, dass er im Fall eines Stoßes vorrangig
verformt wird.
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Vorteilhafterweise
ermöglicht
es der erfindungsgemäße Aufbau,
ohne zusätzliche
Mittel Zubehör
der mittleren Säule
zu montieren. Denn dank der mechanischen Eigenschaften des Aufbaus
kann auf eventuelle Verstärkungen
von Scharnieren der hinteren Flügel
oder der Raste des vorderen Flügels
verzichtet werden, was die Masse des Aufbaus reduziert.
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Schließlich umfasst
der Aufbau erfindungsgemäß vorteilhafterweise
ein versteifendes Mittel mit einer Dicke von im Wesentlichen 1,5
Millimetern sowie ein Verstärkungsmittel
und ein Verkleidungsmittel, deren Dicke jeweils unter einem Millimeter
beträgt.
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Weitere
Besonderheiten und Vorteile werden bei der Lektüre der folgenden Beschreibung
deutlich, die auf die Figuren Bezug nimmt.
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1 ist
eine abgeschnittene, perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Aufbaus.
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2 ist
eine Vorderansicht der Versteifungsmittel des Aufbaus gemäß der Erfindung.
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3 ist
eine Vorderansicht des versteifenden Mittels gemäß der Erfindung.
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4 ist
eine Vorderansicht des Verstärkungsmittels
des Karosserieelements gemäß der Erfindung.
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5 zeigt
die erfindungsgemäßen Versteifungsmittel
im Schnitt entlang der in 2 dargestellten
Achse A-A.
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6 zeigt
die erfindungsgemäßen Versteifungsmittel
im Schnitt entlang der in 2 dargestellten
Achse B-B.
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7 zeigt
die erfindungsgemäßen Versteifungsmittel
im Schnitt entlang der in 2 dargestellten
Achse C-C.
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8 zeigt
die erfindungsgemäßen Versteifungsmittel
im Schnitt entlang der in 2 dargestellten
Achse D-D.
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Die
Erfindung betrifft einen Aufbau für ein Kraftfahrzeug, der mit
einem (nicht dargestellten) Karosserieelement mit mittlerer Säule derart
zusammenwirkt, dass zum Schutz der Insassen des Fahrzeugs die allgemeine
Steifigkeit verbessert wird und Stöße aufgefangen werden können.
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Wie
in 1 dargestellt, umfasst der erfindungsgemäße Aufbau
(1) Versteifungsmittel (2), die der Fahrer des
Fahrzeugs nicht sieht und die die Eigenschaften der mittleren Säule der
(nicht dargestellten) Karosserie verbessern, die für den Fahrer
sichtbar ist. So erstrecken sich die Versteifungsmittel im Wesentlichen
vertikal zwischen dem Längsträger (3) auf
der Höhe
des Karosseriebodens und dem Dachbogen (4), der die maximale
Höhe des
Fahrzeugs darstellt.
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In 2 ist
zu sehen, dass die Versteifungsmittel (2) ein Verstärkungsmittel
(5), ein versteifendes Mittel (6) und ein Verkleidungsmittel
(7) umfassen.
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Wie
in 3 dargestellt, trägt das Verstärkungsmittel,
das ein einziges, einfach aufgebautes Metallteil ist, die Gesamtheit
der Versteifungsmittel (2) und bildet in seinem oberen
Abschnitt (5a) das Bindeglied zum Längsträger (3) und in seinem
unteren Abschnitt (5c) zum Dachbogen (4). Im Wesentlichen
um die vertikale Achse des Verstärkungsmittels (5)
verläuft
eine Aushöhlung
(8), die im Bereich (5b) des Verstärkungsmittels
Mittel zur Montage von Ausrüstung
der mittleren Säule
aufweist, wie die Scharniere der hinteren Türen in den Löchern (9a, 9b)
oder die Raste der vorderen Tür
im Loch (10). Die Aushöhlung
(8) erstreckt sich längs
auf beiden Seiten der Ränder
(11a, 11b), wobei die Aushöhlung (8) und die Ränder (11a, 11b)
auf jeder Seite durch zwei geneigte Ebenen (12a, 12b)
verbunden sind. Schließlich
ist im Bereich (5b) der Aushöhlung (8) um das Loch
(10) herum eine Abflachung (13) vorgesehen, damit
die (nicht dargestellte) Raste im Wesentlichen schräg gegenüber der
vertikalen Fläche
der Aushöhlung
(8) ist. Das Verstärkungsmittel
(5) kann auch Ausrüstungen
tragen wie beispielsweise die Verankerung der Aufrollvorrich tung
des Sicherheitsgurtes oder die Führung,
die den zweiten Punkt des Sicherheitsgurtes in seinem oberen Abschnitt
darstellt. Schließlich ist
festzuhalten, dass die Dicke des Verstärkungsmittels nicht größer ist
als ein Millimeter, um den Aufbau (1) leichter zu machen.
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Wie
in 4 dargestellt, bedeckt das versteifende Mittel
(6) – ein
einfaches tiefgezogenes Blech mit im Wesentlichen U-förmigem Querschnitt – erfindungsgemäß die Aushöhlung (8)
des Verstärkungsmittels
(5). So entsprechen den geneigten Ebenen (12a, 12b)
des Verstärkungsmittels
die geneigten Ebenen (18a, 18b) des versteifenden
Mittels (6), der Aushöhlung
(8) die Fläche
(19) und der Abflachung (13) die zugehörige Abflachung
(20). Für
das versteifende Mittel werden Metalle mit sehr hoher Elastizitätsgrenze
verwendet, das heißt
mit einer Elastizitätsgrenze
größer als
1000 MPa. Das verbessert gegenüber
unbehandelten Blechen die Streckfähigkeit vor der definitiven
Verformung. Bei der Erfindung besteht die Aufgabe darin, die Merkmale
der Verformung des Fahrzeugs bei Stößen mit den Vorschriften in
Einklang zu bringen. So wird mithilfe des ungefähr 1,5 Millimeter dicken versteifenden
Mittels (6) am Verstärkungsmittel
(5) die Verformung in Schranken gehalten, um bei einem
Stoß ungewollte
Intrusionen der mittleren Säule
in den Lebensbereich des Fahrers zu verhindern. Wie 2 zeigt,
bedeckt das versteifende Mittel (6) die Aushöhlung (8)
des Verstärkungsmittels
(5) nicht völlig.
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Wie
in 2 dargestellt, werden das einfach aufgebaute Verkleidungsmittel
(7) und das Verstärkungsmittel
(5) über
ihre Ränder
(11c, 11d) beziehungsweise (11a, 11b)
verbunden. Die so montierten Versteifungsmittel bilden eine hohle
Einheit. Darüber hinaus
enthält
es drei Aussparungen (14, 15a, 15b). Die
erste Aussparung (14) von gestreckter Form stimmt mit einer
(nicht dargestellten) Führung überein,
die als zweiter Befestigungspunkt eines Sicherheitsgurtes dient.
An dem in 5 abgebildeten Abschnitt des
Aufbaus (1) ist zu erkennen, dass die Aussparung (14)
des Verkleidungsmittels (7) Ränder (16a, 16b)
aufweist, die zur Aushöhlung
(8) des Verstärkungsmittels
(5) gebogen sind. Die beiden anderen Aussparungen (15a, 15b)
von im Wesentlichen quadratischer Form dienen zur Montage der Vorder- und
Hintertüren,
tragen aber auch dazu bei, Gewicht einzusparen. Die Aussparung (15a)
erlaubt es, die Löcher
(9a) sichtbar zu machen und so eines der beiden Scharniere
der (nicht dargestellten) hinteren Tür zu montieren. Zum gleichen
Zweck erlaubt das Loch (15b) das Einsetzen der Raste für die (nicht
dargestellte) vordere Tür
des Fahrzeugs. Schließlich
besitzt das Verkleidungsmittel (7) eine Dicke, die ebenfalls
kleiner ist als ein Millimeter, und trägt so dazu bei, den Aufbau
(1) leichter zu machen.
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In
dem in 2 dargestellten Beispiel ist das Verkleidungsmittel
(7) kürzer
als das versteifende Mittel (6), das wiederum kürzer ist
als das Verstärkungsmittel
(5). Diese vorteilhafte Anordnung der Versteifungsmittel
(2) erlaubt es, über
einen Schwächebereich
zu verfügen,
der sich vorrangig verformt. Dieser Bereich befindet sich unterhalb
des versteifenden Mittels (6). So erlauben es die Versteifungsmittel
(2) der mittleren Säule,
- – im
oberen Abschnitt (5a) standzuhalten, um die Köpfe der
Passagiere zu schützen,
- – sich
zwischen dem Dachbogen (4) und dem Längsträger (3) zu verformen;
diese Verformung wird auf der Höhe
des Beckens der Passagiere begünstigt,
welches der widerstandsfähigste
Teil des menschlichen Körpers
ist,
- – einen
starren unteren Abschnitt (5c) zu haben, der die Bewegungen
des Sitzes begrenzt,
- – allgemein
die Intrusionen in den Fahrgastraum zu begrenzen,
- – die
Scharniere der hinteren Tür
und die Raste der vorderen Tür
ohne Hinzufügen
zusätzlicher Versteifungsträger zu tragen,
- – die
Sicherheitsgurte im oberen Abschnitt (5a) zu verankern
und zur Steifigkeit und Gewichtsoptimierung der gesamten Karosserie
beizutragen.
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Die 5 bis 8 zeigen
vier Schnitte auf verschiedenen Höhen des erfindungsgemäßen Aufbaus
(1). In den ersten drei Schnitten (5, 6 und 7)
findet man immer das Karosserieelement (17), das Verstärkungselement
(5), das versteifende Mittel (6) und das Verkleidungsmittel
(7) wieder. Im Schnitt des Aufbaus (1), der in 8 dargestellt
ist, ist das Verkleidungsmittel (7) dann nicht mehr zu
sehen.
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Aus
den verschiedenen Figuren geht hervor, dass sich der Querschnitt
der mittleren Säule
in der Breite und in der Länge
ausweitet, je mehr sie sich dem Längsträger (3) nähert. Dennoch
bleibt der Querschnitt des versteifenden Mittels (6) auch
bei zunehmender Aufweitung im Wesentlichen U-förmig. Die einzigen Unterbrechungen,
die in den 7 und 8 dargestellt
sind, bilden das Loch (10) für die Montage der Raste der
vorderen Tür
und das Loch (9b) für
die Montage eines der beiden Scharniere der hinteren Tür.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf Aufbauten mit mittlerer Säule beschränkt, sondern lässt sich
allgemein auf einen Aufbau anwenden, der eine Versteifung, eine
Gewichtsoptimierung oder eine programmierte Verformung braucht.
Ebenso sind die Querschnitte der Versteifungsmittel (2)
gemäß der Erfindung
nicht auf diejenigen beschränkt, die
in der vorliegenden Patentanmeldung offenbart sind.