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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeugs,
wie zum Beispiel eines Automobils, und insbesondere eine Seitenwandkonstruktion
einer Fahrzeugkarosserie, die gegen einen längsgerichteten Zusammenstoß verstärkt ist.
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Ein
Fahrzeug, wie zum Beispiel ein Automobil, hat im Allgemeinen eine
Seitenwandkonstruktion, wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, wobei 2 einen Schnitt entlang einer
Linie II-II von 1 zeigt. Wie diesen Figuren
entnehmbar ist, hat die herkömmliche
Seitenwandkonstruktion, die allgemein mit 10 bezeichnet
ist, einen ringförmigen
Rahmenabschnitt, der mit 12 bezeichnet ist, der aus einem
ersten Säulenabschnitt
(Frontsäule) 14,
einem zweiten Säulenabschnitt
(Mittelsäule) 16,
die von dem ersten Säulenabschnitt
nach hinten versetzt ist, einem Dachseitenabschnitt 18,
der ein oberes Ende des zweiten Säulenabschnitts mit einem oberen
Ende des ersten Säulenabschnitts
verbindet, und einem Schwellerabschnitt 20 besteht, der
ein unteres Ende des zweiten Säulenabschnitts
mit einem unteren Ende des ersten Säulenabschnitts verbindet, um eine
Türrahmenöffnung 22 zu
definieren, und eine Tür
(Vordertür) 24,
die geeignet ist, um die Türrahmenöffnung 22 wahlweise
zu öffnen
oder zu schließen.
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Die
Tür 24 hat
einen Oberhälftenabschnitt 24U,
die eine Fensteröffnung 26 vorsieht,
und einen Unterhälftenabschnitt 24L mit
einem oberen Rand 24E, der einen unteren Rand der Fensteröffnung 26 definiert.
Im Allgemeinen ist der Unterhälftenabschnitt 24L der
Tür aus
einer Außentürplatte 28 und einer
Innentürplatte 30 zusammengebaut.
Fassungselemente 32 und 34 sind entlang der oberen
Ränder der
Innen- beziehungsweise Außentürplatten 28 und 30 montiert,
um den unteren Rand 24E der Fensteröffnung 26 auszubilden,
wobei Gummidichtungselemente 36 und 38 an den
Fassungselementen 32 beziehungsweise 34 befestigt
sind, um eine Schlitzöffnung
auszubilden, durch die ein Fensterglas 40 geführt wird,
wie in 2 schematisch gezeigt ist. Die Innenfläche des
Unterhälftenabschnitts
der Tür
ist mit einer Polsterschicht 42 bedeckt.
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Ein
Streifenplattenelement, das in einer Kanalgestalt ausgebildet ist,
wie mit dem Bezugszeichen 44 gezeigt ist, im Allgemeinen
herkömmlicher
Weise an der Innenseite der Außentürplatte 28 entlang
des oberen Rands davon mittels Punktschweißen oder dergleichen angebracht,
um die Festigkeit des Türaufbaus
zu erhöhen.
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Ein
Vorderseitenelement 46 zum Aufhängen eines Vorderrades 48 ist
fest mit einem Unterabschnitt des ersten Säulenabschnitts 14 an
dessen hinterem Ende befestigt, während ein vorderer Kotflügel 50 an
dem Vorderseitenelement 46 montiert ist. Ein Aufbau für eine feste
Verbindung des Vorderseitenelements 46 mit dem ersten Säulenabschnitt 14 ist
in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 4-126678 des Unterzeichners
bzw. Anmelders der vorliegenden Erfindung gezeigt.
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Wenn
das Fahrzeug mit einer Seitenwandkonstruktion, wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, mit einem Hindernis an seinem vorderen Ende kollidiert, wird
eine Kollisionskraft, wie sie zum Beispiel durch einen Pfeil Fa
gezeigt ist, durch das Vorderseitenelement 46 auf den ersten
Säulenabschnitt 14 übertragen,
und weitergehend wird nach einer geringen Verformung der Seitenwandkonstruktion
die Kollisionskraft Fa, die teilweise in eine Kraft, wie sie zum Beispiel
durch einen Pfeil Fb gezeigt ist, abgeleitet wird, auf das erste
Säulenelement 14 über den
vorderen Kotflügel 50 übertragen,
wie in 1 gezeigt ist.
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Bei
der herkömmlichen
Seitenwandkonstruktion wird ein größerer Teil der Kollisionskraft
Fa auf den Schwellerabschnitt 20 übertragen, wie durch einen
Pfeil Fc gezeigt ist, und auf den Dachseitenabschnitt 18,
wie durch einen Pfeil Fd gezeigt ist, als auf die Tür 24,
wie durch einen Pfeil Fe gezeigt ist. Mit anderen Worten stützt die
Tür 24 der
herkömmlichen Konstruktion
die Kollisionskraft Fa wegen ihrer geringen Festigkeit gegenüber der
längsgerichteten
Kompression nicht sonderlich. Das liegt an einem im Allgemeinen
abgerundeten Aufbau der Tür,
der durch einen Zusammenbau der Außentürplatte und der Innentürplatte
vorgesehen ist, die jeweils relativ dünne, leicht gekrümmte Metallplatten
sind, wenn sie in einem horizontalen Schnitt entlang der Seitenkontur des
Fahrzeugs betrachtet werden, wodurch sie eine in Längsrichtung
flexible Konstruktion gegenüber
einer längsgerichteten
Kompression darstellen. Das kanalförmige Streifenplattenelement 44 bei
dem herkömmlichen
Aufbau, allein oder in Kombination mit einem entsprechenden Teil
der Außentürplatte 28, mit
dem es einen rohrförmigen
Aufbau ausbildet, stützt
eine auf die Tür
aufgebrachte Kompressionskraft aufgrund ihrer geringen Festigkeit
selbst aufgrund eines dünnen
Wandaufbaus, der teilweise durch die Außentürplatte 28 vorgesehen
ist, nicht wirksam.
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In
Anbetracht einer derartigen herkömmlichen
Seitenwandkonstruktion der Fahrzeugkarosserie wird überlegt,
dass, wenn die längsgerichtete
Festigkeit der Tür
gegenüber
einer längsgerichteten
Kollisionskraft erhöht
ist, um eine größere Kraft
Fe aufzunehmen, die durch den Dachseitenabschnitt 16 übertragene
Kraft Fd verringert wird, so dass der Kopfbereich des Fahrers oder
des Beifahrers wirksamer vor Beschädigung durch eine Kollision
geschützt ist,
die ein nach hinten gerichtetes Zusammenprallen des Dachabschnitts
der Fahrzeugkarosserie verursacht.
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Die
DE 197 48 970 A1 offenbart
eine integrale Türinnenverstärkung aus
einem länglichen
Profil mit einem topfförmigen
Abschnitt. Die Verstärkung
ist am vorderen topfförmigen
und entgegengesetzten Ende mit dem Türinnenblech und am dazwischenliegenden
Abschnitt mit dem Türaußenblech
verbunden.
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Die
DE 2 409 619 A offenbart
eine stoßdämpfende
Versteifungsanordnung für
eine Fahrzeugtür,
die ein äußeres Versteifungsteil
mit einem Kastenprofil und ein inneres Versteifungsteil mit einem
U-förmigen
Profil aufweist. Das äußere Versteifungsteil
nimmt bei einem Anprall des Fahrzeugs in Längsrichtung auftretende Stoßkräfte auf,
wobei das innere Versteifungsteil in Querrichtung einwirkende Stoßkräfte aufnimmt.
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Die
US 3 936 090 A offenbart
ein an einer Innenplatte einer Fahrzeugtüre montiertes Stoßaufnahmeelement.
Dieses ist konstruiert, um bei einem Aufprall in der Längsrichtung
des Fahrzeugs entstehende Kräfte
aufzunehmen.
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Aus
der
US 2 200 555 A ist
ein metallener Türrahmen
für Kraftfahrzeuge
mit unter anderem einer hohlen; bevorzugt rohrförmig ausgebildeten Querstange
als Verstärkungselement
bekannt.
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Ein ähnliches
Verstärkungselement
kann der Betriebsanleitung Skoda "Felicia" (1998), 3.U.S entnommen werden.
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Es
ist angesichts dessen die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Seitenwandkonstruktion einer Fahrzeugkarosserie zu schaffen,
bei der eine längsgerichtete
Kollisionskraft wirksamer durch eine Tür gestützt wird.
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Die
Aufgabe wird durch eine Seitenwandkonstruktion einer Fahrzeugkarosserie
nach Anspruch 1 gelöst.
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Gemäß der Erfindung
hat eine Fahrzeugkarosserie eine Seitenwandkonstruktion, die einen
ringförmigen
Rahmenaufbau, der aus einem ersten Säulenabschnitt, einem zweiten
Säulenabschnitt,
der von dem ersten Säulenabschnitt
nach hinten versetzt ist, einem Dachseitenabschnitt, der ein oberes
Ende des zweiten Säulenabschnitts
mit einem oberen Ende des ersten Säulenabschnitts verbindet, und
einem Schwellerabschnitt besteht, der ein unteres Ende des zweiten
Säulenabschnitts
mit einem unteren Ende des ersten Säulenabschnitts verbindet, um
eine Türrahmenöffnung zu
bilden, und eine Tür
aufweist, die geeignet ist, um die Türrahmenöffnung wahlweise zu öffnen und
zu schließen,
wobei die Tür
in Längsrichtung
durch eine längsgerichtete
Verstärkung
so verstärkt
ist, dass, wenn der erste Säulenabschnitt
in Richtung des zweiten Säulenabschnitts
durch eine längsgerichtete
Kraft auf die Fahrzeugkarosserie vorgespannt wird, ein größerer Teil
der Kraft durch die Tür übertragen
wird als durch den Dachseitenabschnitt.
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Wenn
die Tür
durch eine Längsverstärkung so
in Längsrichtung
verstärkt
ist, dass, wenn der erste Säulenabschnitt
in Richtung des zweiten Säulenabschnitts
durch eine Kraft in Längsrichtung
der Fahrzeugkarosserie vorgespannt wird, ein größerer Teil der Kraft durch
die Tür übertragen
wird als durch den Dachseitenabschnitt, wirkt die Tür effektiver,
um die auf die Seitenwandkonstruktion durch eine längsgerichtete
Kollision aufgebrachte längsgerichtete Kraft
zu stützen,
wodurch der den Dachabschnitt der Fahrzeugkarosserie verschiebende
nach hinten gerichtete Aufprall verringert wird, so dass die Gefahr, dass
der Fahrer und der daneben sitzende Beifahrer Kopfverletzungen erleiden,
wirksam verringert wird.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorzuziehen, dass die Bedingung erfüllt wird,
bei der ein größerer Teil
der Kraft durch die Tür
als durch den Dachseitenabschnitt entsprechend einer Vorspannung des
ersten Säulenabschnitts
in Richtung des zweiten Säulenabschnitts übertragen
wird, wenn die längsgerichtete Kompressionsfestigkeit
von zumindest der Längsverstärkung größer als
die des Dachseitenabschnitts ist.
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Wenn
die Seitenwandkonstruktion so aufgebaut ist, dass die Tür im Wesentlichen
aus einer Außentürplatte
und einer Innentürplatte
zusammengebaut wird, kann die Längsverstärkung ein
rohrförmiges
Element aufweisen, dass sich im Wesentlichen in Längsrichtung
der Fahrzeugkarosserie erstreckt, wobei das rohrförmige Element
einen von der Außen- und
Innentürplatte
getrennten kreisförmigen
Querschnitt hat.
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Da
ein rohrförmiges
Element höchst
widerstandsfähig
gegenüber
einer Kompression unter einer Verdrehung ist, wenn eine derartige
rohrförmige Längsverstärkung in
die Tür
getrennt von der Außen- und
Innentürplatte
eingebaut ist, so dass sie sich im Wesentlichen in Längsrichtung
der Fahrzeugkarosserie erstreckt, wird eine längsgerichtete Kompressionskraft,
die auf die Tür
aufgebracht wird, die sich wahrscheinlich verdreht beziehungsweise
verwindet, wenn sie in Längsrichtung
komprimiert wird, wodurch sie wahrscheinlich einem Kompressionszusammenprall
unterzogen wird, wirksam gestützt,
so dass die Tür
ein wirksameres Strukturbauteil der Seitenwandkonstruktion des Fahrzeugs
ist, um eine darauf aufgrund einer längsgerichteten Kollision des
Fahrzeugs aufgebrachte derartige längsgerichtete Kraft aufzunehmen
beziehungsweise zu tragen.
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Wenn
die Tür
einen Oberhälftenabschnitt, der
eine Fensteröffnung
vorsieht, und einen Unterhälftenabschnitt
hat, der einen oberen Rand hat, der einen unteren Rand der Fensteröffnung definiert, kann
die Längsverstärkung in
dem Unterhälftenabschnitt
vorgesehen werden, so dass sie sich entlang des oberen Rands davon
erstreckt. In diesem Fall kann die Längsverstärkung einen entsprechenden oberen
Randabschnitt der Innentürplatte
ersetzen, um den oberen Rand des Unterhälftenabschnitts der Tür auszubilden.
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Die
Längsverstärkung kann
einen vierseitigen Querschnitt haben, um für die Querschnittsbedingung
der Tür
wünschenswert
geeignet zu sein, obwohl die Erfindung nicht auf eine derartige
Konstruktion im Hinblick auf die wesentliche Funktion der Längsverstärkung begrenzt
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Tür
des weiteren ein Seitenpolster in Kombination mit der Längsverstärkung aufweisen,
so dass ein Fahrer oder ein daneben sitzender Beifahrer an der Längsverstärkung seitlich
weich durch die Längsverstärkung gestützt wird.
Ein derartiges Seitenkissen kann ein umgekehrtes Rinnenelement sein,
dass eine konvexe Seite davon in Richtung der Innenseite der Fahrzeugkarosserie
darstellt, um eine flexible Stützfläche in Richtung
des Fahrers oder des Beifahrers darzustellen. Ein derartiges Seitenpolster
bzw. Seitenkissen kann so vorgesehen sein, dass es sich lediglich
entlang eines längsgerichteten
Teils der Längsverstärkung erstreckt,
um dem Oberhälftenabschnitt
des Fahrers oder des daneben sitzenden Beifahrers zu entsprechen.
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Die
Seitenwandkonstruktion gemäß der vorliegenden
Erfindung kann so aufgebaut sein, dass sie ein Vorderseitenelement
und einen vorderen Kotflügel
aufweist, wobei der erste Säulenabschnitt
ein vorderer Säulenabschnitt
ist, an dem das Vorderseitenelement verbunden ist, und wobei der
vordere Kotflügel
berührbar
ist, wenn er nach hinten aufgrund der längsgerichteten Verstümmenlung
des Vorderseitenelements vorgespant wird, während der zweite Säulenabschnitt
ein mittlerer Säulenabschnitt
ist.
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1 ist eine Teilinnenansicht
einer herkömmlichen
Seitenwandkonstruktion einer Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeugs,
wie zum Beispiel eines Automobils;
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2 ist eine Schnittansicht
des Unterhälftenabschnitts
der in 1 gezeigten Tür entlang
einer darin angedeuteten Schnittlinie II-II;
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3 ist eine Ansicht, die ähnlich zu
der von 1 ist, die ein
Ausführungsbeispiel
der Seitenwandkonstruktion gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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4 ist eine Schnittansicht
der Seitenwandkonstruktion, die in 3 gezeigt
ist, entlang einer darin angedeuteten Schnittlinie IV-IV;
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5 ist eine Schnittansicht,
die ähnlich
zu der von 2 ist, die
den Unterhälftenabschnitt
der in den 3 und 4 entlang einer in 3 angedeuteten Schnittlinie
V-V gezeigten Tür
zeigt; und
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6 ist eine perspektivische
Ansicht der Längsverstärkung, die
aus der Türkonstruktion
ausgebaut ist.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung genauer in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel unter
Bezugnahme auf 3 bis 6 beschrieben.
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In 3 bis 6 und
insbesondere in 3 und 5, die das
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gemäß den Ansichten ähnlich zu 1 und 2 zeigen,
die den herkömmlichen
Aufbau zeigen, sind die Abschnitte, die denen der herkömmlichen
Konstruktion gemeinsam sind, mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 und 2 bezeichnet.
Da diese gemeinsamen Abschnitte auf die gleiche Weise arbeiten wie
bei der im herkömmlichen
Aufbau, wird keine wiederholende genaue Erklärung jener gemeinsamer Abschnitte
angegeben, um eine überflüssige Beschreibung
zu vermeiden.
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In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ein Innenabschnitt des oberen Randabschnitts des Unterhälftenabschnitts 24L der
Tür durch
eine Längsverstärkung 52 aufgebaut,
die im Wesentlichen als eine rohrförmiges Element 54 mit
einem vierseitigen Querschnitt als ein Ausführungsbeispiel für eine bessere
Anpassung an die Querschnittsgestalt der Tür ausgebildet, wobei ein oberer
Flanschabschnitt 56 entlang seines oberen Rands zur Vereinfachung
der Montage des Fassungselement 34 daran auf die gleiche
Weise wie bei dem herkömmlichen
Aufbau vorgesehen ist, und ein unterer Flanschabschnitt 58 entlang
einer Hälfte
von seinem unteren Rand zur Vereinfachung einer Konstruktion eines
Seitenpolsters 60 vorgesehen ist, wie im Folgenden beschrieben
ist.
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Daher
ersetzt die Längsverstärkung 52 einen oberen
Randabschnitt der Innentürplatte 30 bei
dem herkömmlichen
Aufbau, so dass die Innentürplatte 30 gekürzt ist,
um mit einem unteren Randabschnitt der Längsverstärkung 52 teilweise
an dem unteren Flanschabschnitt 58 (wie in 5 gezeigt)
und teilweise direkt an dem unteren Randabschnitt der Seitenwand 54A davon
verbunden zu sein, da der untere Flanschabschnitt 58 vorgesehen
ist, um sich nur über eine
Hälfte
der Länge
davon zu erstrecken, wie in 6 gezeigt
ist. Da des weiteren der obere Rand des unteren Türabschnitts
im Allgemeinen an einem vertikalen Mittenabschnitt der Tür positioniert
ist, verstärkt
die Längsverstärkung 52 die
Tür entlang
ihrer vertikalen Mitte, so dass die Festigkeit der Tür gegenüber einer
längsgerichteten
Kollisionskraft mit einer guten Ausgeglichenheit um eine vertikale
Mitte gesteigert wird.
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Es
ist wünschenswert,
dass das Längsverstärkungsrohrelement 54 für die Längsverstärkung 52 als
ein einstückiges
Element mit oder die Flanschabschnitte 56 und 58 mittels
Strangpressens einer Aluminiumlegierung oder dergleichen hergestellt ist,
da ein derartiges einstückiges
Rohrelement eine höhere
Festigkeit gegenüber
einer längsgerichteten Kompression
unter einer Verwindung beziehungsweise Verdrehung zeigt, als ein
zusammengebautes Element, obwohl die Erfindung nicht auf eine derartige
einstückige
Konstruktion begrenzt ist.
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Das
Seitenpolster bzw. Seitenkissen 60 ist aus einem umgekehrten
Rinnenelement hergestellt, das seine konvexe Seite in Richtung der
Innenseite der Fahrzeugkarosserie zuwendet, um ein Seitenpolster
für einen
oberen Körperabschnitt
eines Fahrers (oder eines Beifahrers an der anderen Seite) vorzusehen.
Im Hinblick auf diesen Zweck ist das Seitenpolster 60 nur
entlang einer hinteren halben Länge
der Längsverstärkung 52 vorgesehen,
obwohl es entlang der vollen Länge
des rohrförmigen
Elements 54 vorgesehen sein kann. Das Seitenpolster 60 kann einstückig mit
dem Rohrelement 54 hergestellt sein oder es kann getrennt
durch eine Aluminiumlegierung oder dergleichen hergestellt sein
und mit dem Rohrelement 54 zusammengebaut sein. Es ist
vorzuziehen, dass das Seitenpolster 60 auch die Wirkung der
Steigerung der Längsverstärkung 52 entlang
einer entsprechenden Teillänge
davon hat.
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Durch
den oberen Randabschnitt des Unterhälftenabschnitts 24L der
Tür, in
das die im Wesentlichen aus einem rohrförmigen Element, wie zum Beispiel
dem Element 54, getrennt von der Außen- und Innentürplatte 28 und 30 ausgebildete
Längsverstärkung 52 eingebaut
ist, steigt die längsgerichtete Kompressionsfestigkeit
der Tür
im Wesentlichen im Vergleich mit der herkömmlichen Tür an, so dass, wenn die Kollisionskraft
Fa von dem Vorderseitenelement 46 auf den ersten Säulenabschnitt 14 übertragen
wird, die Kraft Fe, die durch die Tür übertragen wird, im Wesentlichen
ansteigt, so dass die Kraft Fd verringert wird, die durch das Dachseitenelement 18 übertragen
wird, so dass sie geringer als die Kraft Fe ist. Daher wird durch
die Seitenwandkonstruktion gemäß der vorliegenden
Erfindung die rückwärtsgerichtete
Zusammenprallverschiebung des vorderen Dachabschnitts durch eine
Frontalkollision (Frontalzusammenstoß) des Fahrzeugs im Wesentlichen verringert,
so dass die Gefahr, dass der Fahrer und der Beifahrer, die auf dem
Vordersitz sitzen, durch einen Frontalzusammenstoß Kopfverletzungen
erleiden, wirksam verringert.
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Die
vorstehend gezeigte und beschriebene Seitenwandkonstruktion unter
Bezugnahme auf den Fahrer- und Beifahrersitz ist analog auf Beifahrerrücksitze
anwendbar, wobei der erste und der zweite Säulenabschnitt in die mittlere
Säule beziehungsweise
die hintere Säule
umgewandelt werden, so dass die gleichen Funktionen und Wirkungen
erhalten werden. Daher ist es dem Fachmann offensichtlich, dass
die vorliegende Erfindung nicht auf den Vorderhälftenabschnitt eines Fahrzeugs,
wie zum Beispiel eine herkömmliche
Limousine, sondern auch auf den Hinterhälftenabschnitt davon anwendbar
ist, und ebenso auf einen Sportwagen mit nur einem Fahrersitz oder
dem Fahrer- und dem Beifahrersitz daneben.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
genau beschrieben wurde, ist es dem Fachmann offensichtlich, dass
verschiedene Abwandlungen bezüglich des
gezeigten Ausführungsbeispiels
innerhalb des Anwendungsbereichs der vorliegenden Erfindung möglich sind.
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Somit
ist bei der Seitenwandkonstruktion 10 der Fahrzeugkarosserie
mit dem ringförmigen
Rahmenaufbau 12, der aus einem vorderen Säulenabschnitt 14,
dem hinteren Säulenabschnitt 16,
dem Dachseitenabschnitt 18, der obere Enden der vorderen
und hinteren Säulenabschnitte
miteinander verbindet, und dem Schwellerabschnitt 20, der
untere Enden der vorderen und hinteren Säulenabschnitte miteinander
verbindet, und der Tür,
die geeignet ist, um die Türrahmenöffnung 26 wahlweise
zu öffnen oder
zu schließen,
die Tür
in Längsrichtung
durch die Längsverstärkung 52 so
verstärkt,
dass ein größerer Teil
der Kraft durch die Tür
als durch den Dachseitenabschnitt übertragen wird, wenn der vordere
Säulenabschnitt
in Richtung des hinteren Säulenabschnitts durch
eine zu der Fahrzeugkarosserie längsgerichtete
Kraft vorgespannt wird.