WO2009077066A1 - Personenkraftwagen mit einem fahrzeugsitz zugeordneten querelement - Google Patents

Personenkraftwagen mit einem fahrzeugsitz zugeordneten querelement Download PDF

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WO2009077066A1
WO2009077066A1 PCT/EP2008/010009 EP2008010009W WO2009077066A1 WO 2009077066 A1 WO2009077066 A1 WO 2009077066A1 EP 2008010009 W EP2008010009 W EP 2008010009W WO 2009077066 A1 WO2009077066 A1 WO 2009077066A1
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passenger car
transverse element
vehicle seat
region
vehicle
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PCT/EP2008/010009
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Inventor
Karl-Heinz Baumann
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Daimler Ag
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    • B62D31/003—Superstructures for passenger vehicles compact cars, e.g. city cars

Definitions

  • the invention relates to a passenger vehicle with a vehicle seat associated cross member specified in the preamble of claim 1. Art.
  • Such a passenger car for example, can already be seen from DE 101 43 881 B4 as known and comprises a transverse element on which a vehicle seat rests.
  • the transverse element comprises two deformable outer regions, via which the transverse element is supported on a side skirts arranged on the outside and a center tunnel arranged in the center of the vehicle.
  • a problem in the known passenger car is the fact that the vehicle seat can only be moved laterally due to the limited distance between the side sill and the center tunnel to an extremely small extent or that the energy absorption by means of the outer regions of the transverse element - again due to the limited space - can be done only to a small extent. Accordingly, it is necessary in such a passenger car, to make this extremely stiff in order to accidental force due to a side collision of the passenger car a to avoid excessive intrusion into the interior.
  • the thereby required rigid design of the motor vehicle body in the side region of the passenger compartment brings with it considerable force peaks or acceleration peaks for the respective seat occupant, which must be absorbed by the latter.
  • Object of the present invention is therefore to provide a passenger car of the type mentioned, in which can be implemented an improved occupant protection.
  • the transverse element is supported with respective ends on associated soschwellem, wherein the vehicle seat is arranged in a vehicle center and after an accidental shortening of the length of a side impact force facing the outside is mitbewegbar with the central region, whereby an accidental length reduction of the side impact force remote from the outside area.
  • the transverse element extends over the entire width of the vehicle between or transversely to the two byschwellem, wherein the transverse element is assigned only a vehicle seat, which in contrast to the prior art according to DE 101 43 881 B4 not laterally of a center tunnel, but rather is arranged directly in the middle of the vehicle.
  • This arrangement of the vehicle seat in the vehicle center initially allows the departure from previous thoughts of the bodywork of passenger cars, so that the areas facing the outside of the passenger compartment according to the invention can now be designed accordingly yielding or has a deformable over a certain length range outer contour. This is supported in the following case by the deformable outer regions of the transverse element.
  • a deformation sequence is achieved in which, in the case of a corresponding side impact, the facing outer region is first deformed, after which the non-deformable middle region of the transverse element is moved away together with the vehicle seat in accordance with the side impact.
  • the outer region of the transverse element facing away from the side impact is now also included in the deformation sequence and correspondingly deformed under energy absorption or shortened in its length.
  • the passenger car can be made lighter due to the possibility of greater deformation or intrusion of the passenger compartment. Since it is now possible to deform the passenger compartment in their side areas to a certain extent, the previously considered absolutely necessary measures to prevent deformation or intrusion in the side area of the passenger compartment can be dimensioned correspondingly smaller or omitted altogether. As a result, the vehicle weight decreases considerably.
  • the vehicle seat is mitbewegbar only after an at least approximately maximum accidental length shortening of the side impact force facing the outside area with the central region.
  • a clear or stepped deformation order is achieved in which first of the side impact force facing outer region is completely deformed, after which a corresponding - caused by the side impact force - movement of the non-deformable central region of the transverse element and the vehicle seat takes place, said movement of the central element then again leads to the application of the lateral impact force remote from the outer region of the transverse element.
  • the vehicle seat itself is designed as a longitudinal region of the transverse element.
  • the vehicle seat can be integrated, for example, by means of its seat base or seat base in the transverse element or in the central region. This results in a dual function of the seat base or the seat base, which not only serves to hold the seat cushion part or the backrest, but also for connecting the side of the vehicle seat arranged components of the transverse element or of its central region. It can be seen that in this way a weight-favorable design of the transverse element is possible. Furthermore, this refinement results in a simple and reliable integration of the vehicle seat into the transverse element, so that the vehicle seat is forcibly moved out of the danger zone or the impact zone during a corresponding accident-related movement of the middle element.
  • the cross member is firmly connected to the body of the passenger car.
  • an extremely stable floor structure can be created, which has corresponding lateral deformation zones, thereby controlled to allow an intrusion into the passenger compartment or its deformation.
  • these deformation zones can be set particularly favorable and accurate.
  • the transverse element is releasably integrated in the passenger car. It would be conceivable, for example, the vehicle seat together with the cross member in the existing body of To use motor vehicle, in which case the outer regions of the transverse element are supported accordingly on the side skirts of the body.
  • the transverse element comprises a footrest, in particular a footrest which can be moved from a non-use position into a position of use.
  • a footrest which can be moved from a non-use position into a position of use.
  • the rear passengers can be provided a very comfortable and affordable support for his feet.
  • Another advantage of such a footrest is that it - in particular in its unfolded position of use - can be used in addition to the support of the cross member.
  • the footrest is partially assigned to the non-deformable Mittelbe rich and partially the corresponding deformable outer region of the transverse element. In other words, it would be conceivable, for example, to make the footrest partially deformable and partially undeformable or stiffer in order to thereby depict the desired deformation behavior of the transverse element.
  • Fig. 1 is a schematic plan view of the front portion of a passenger car only schematically indicated, of which a front structure and a passenger compartment can be seen, wherein in the passenger compartment, a front, middle vehicle seat and two vehicle seats, of which only one is recognizable, are provided for rear occupants which are positioned laterally of the central front vehicle seat, wherein a cross member is seen, which is supported at respective ends on associated side sills in the region of the passenger compartment, and wherein the transverse element has a non-deformable central region and deformable, adjoining the side skirts outside areas;
  • Fig. 2 is a schematic plan view of the passenger car of FIG. 1, wherein viewed in the forward direction left side skirts has been acted upon by an accidental side impact force through which the force applied to the outside area has been completely consumed up to the non-deformable central region or shortened in length is;
  • Fig. 3 is a schematic plan view of the passenger car according to FIGS. 1 and 2, wherein the left side sill during the progress of the accident scenario of FIG.
  • FIGS. 1 to 3 shows a schematic plan view of the motor vehicle analogous to FIGS. 1 to 3, wherein respective lateral deformation zones and a middle rigid occupant protection zone are indicated schematically;
  • FIG. 5 each a schematic side view of an integrated into the cross member footrest, which is movable from a non-use position into a use position or pivotable;
  • Fig. 6 is a symbolic perspective view of the located in the position of use, unfolded footrest according to FIG. 5, which forms the outside of the associated deformable outer region and the inside of the non-deformable central region.
  • a passenger car according to a first embodiment is shown in each case in a very schematic and fragmentary plan view.
  • the passenger car includes a front structure 10, which is designed as a corresponding crumple zone, and a passenger compartment 12 arranged behind it.
  • a front middle vehicle seat 14 including seat occupant and a rear side vehicle seat 16 together with rear passenger are shown very schematically.
  • Another rear vehicle seat 16 is arranged on the - viewed in the forward direction - right side, so that in the present case a passenger car for three people - the driver front and two passenger behind - created.
  • the passenger car is presently equipped with a rear engine, in particular the front, arranged in the center of the vehicle driver's seat or vehicle seat 14 is arranged relatively far forward.
  • respective side skirts 18, 20 extend to their special design in connection with the embodiment according to FIG. 4 will be discussed in more detail.
  • a cross member 22 in the vehicle transverse direction.
  • the transverse element 22 - viewed in the vehicle longitudinal direction - at the level of the front vehicle seat 14.
  • the cross member 22 includes respective deformable outer regions 24, 26, in the region of respective ends 28, 30 of the cross member 22, via which this at the two corresponding byschwellem 18, 20 is supported.
  • the transverse element 22 comprises a central region 32 which is largely undeformable and stiff.
  • the middle region 32 is correspondingly stiffer than the two outer regions 24, 26.
  • the vehicle seat 12 itself is formed as part of the central length region of the transverse element 22.
  • the cross member 22 is interrupted in the region of the vehicle seat 14.
  • the two lateral of the vehicle seat 14 arranged parts of the transverse element 22 may be made in the present example, for example, of a metal alloy or a plastic.
  • the deformable outer regions 24, 26 can be designed, for example, by introducing corresponding weakenings of material such as recesses, beads or the like into the transverse element 22.
  • the person skilled in the art is aware here of measures taken in the production of baffles or other deformation elements in the region of the front or rear crumple zone, which can be used in the same way. While Fig. 1 shows the passenger car in undamaged or non-deformed state, an accident scenario in a side impact on the passenger car is shown in Figs. 2 and 3.
  • Fig. 2 shows a first phase of the entry of the side impact force F in a corresponding side impact, whereby the laterally associated side skirts 18 has been correspondingly deformed.
  • FIG. 2 shows that point in time of the accident scenario in which a maximum length reduction or deformation of the assigned outer area 24 has taken place. A further deformation of the outer region 24 is no longer possible.
  • a corresponding length region 34 of the undeformable central region 32 of the transverse element 22 has a minimum length I which is determined such that a minimum foot space is determined for the rear seat occupant seated on the rear vehicle seat 16.
  • the minimum length I of the length portion 34 of the nondeformable center portion 32 is selected so that the rear occupant does not pinch his legs or feet between the deformed side sill 18 and the vehicle seat 14.
  • Fig. 3 the further progress is shown in a further force entry with the side impact force F at a corresponding side impact. Since, as has been explained in connection with FIG. 2, the outer region 24 has been completely deformed or eaten away, the lateral impact force-related movement of the non-deformable central region 32 on the side of the side impact is further removed. Since the vehicle seat 14 in the central region 32 of Transverse element 22 is integrated, analogous to the displacement or movement of the central region 32 is also a movement of the vehicle seat 14 away from the impact side.
  • a passenger car is shown in a further extremely schematic and partial plan view, in which it can be seen that in the front structure 10 inside of respective vehicle wheels 36 extending longitudinal members 38 are provided, which in a respectively associated transition region 40 in the pass over corresponding side skirts 18 and 20 respectively.
  • the peculiarity of the present motor vehicle body is the fact that the respective transition regions 40 with the associated side members 38 include a larger angle than is usual in common passenger cars. While a cranking between the longitudinal member and the associated side skirts is provided in today's typical car, in which the local transition region forms an angle of about 90 to 100 °, the present angle between the respective transition region 40 and the associated side member 38 is preferably even greater 130 °, and in the special case even about 135 °.
  • transition areas 40 which further extend to the rear to the sides of the feet of the front seat occupant, the driver. It can be seen that this is favored in particular by the middle sitting position of the front seat occupant. Its foot space extends towards the front at least approximately up to the level of the front end of the two transitional regions 40.
  • the side skirts 18, 20 form a respective, outer first deformation zone D1.
  • the deformation zone D1 is applied on the side on which the side impact occurs.
  • the cross member 22 forms by its outer regions 24, 26 each have a second lateral deformation zone D2, which adjoins the respective first deformation zone D1 inside.
  • a corresponding side impact force F is then followed by the above-described order of deformation, namely that one first Outside area 26 is consumed, which is arranged on the side facing the impact, after which - due to an optionally carried out displacement of the central region 32 - an energy dissipation or length reduction of the outer area facing away from the impact 24 takes place.
  • the rigid occupant protection zone I is formed in the center of the vehicle, which should remain stiff and at least largely undeformed, so as to grant the front seat occupant a sufficient protection against injury.
  • a footrest 42 is shown in a schematic side view, which is integrated into the cross member 22 and in the present case is movable or pivotable about a pivot axis S from a non-use position shown above into a use position shown below.
  • an adjusting element 44 is provided on the underside of the footrest 42, by means of which the footrest 42 can be locked in different inclination positions - as desired by the seat occupant.
  • the footrest 42 is thereby folded out of a floor 46 of the passenger compartment 12, so that it is largely flat in the unassembled state with the bottom 46.
  • the cross-member 22 is formed by the footrest 46 and the adjusting element 48 with a triangular box-shaped cross-section.
  • This box structure or the cross member 22 is shown in Fig. 6 only in a symbolic representation.
  • the footrest 42 and the plate-shaped adjusting element 44 are formed so that they form the outer side of the respective deformable outer region 24 and 26 and the inside of the opposite stiffer middle region 32. This can be done for example by suitable arrangement of corresponding ends 48 in the vehicle longitudinal direction or in the vehicle transverse direction. It is essential in this embodiment, however, that again a transverse element 22 is achieved, which is externally designed to provide the deformation zone D2 corresponding to energy-absorbing deformable and inside accordingly stiff or not deformable designed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen mit einem einem Fahrzeugsitz (14) zugeordneten Querelement (22), welches einen nicht deformierbaren Mittelbereich (32) und deformierbare Außenbereiche (24, 26) aufweist und sich mit jeweiligen Enden (28, 30) an zugeordneten Karosseriebereichen (18, 20) in Fahrzeugquerrichtung abstützt, wobei sich das Querelement (22) mit den jeweiligen Enden (28, 30) an zugeordneten Seitenschwellem (18, 20) abstützt, wobei der Fahrzeugsitz (14) in einer Fahrzeugmitte angeordnet ist und nach einer unfallbedingten Längenverkürzung des einer Seitenaufprallkraft (F) zugewandten Außenbereichs (24, 26) mit dem Mittelbereich (32) mitbewegbar ist, wodurch eine unfallbedingte Längenverkürzung des der Seitenaufprallkraft (F) abgewandten Außenbereichs (24, 26) erfolgt.

Description

Personenkraftwagen mit einem Fahrzeugsitz zugeordneten Querelement
Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen mit einem Fahrzeugsitz zugeordneten Querelement der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Ein derartiger Personenkraftwagen ist beispielsweise bereits aus der DE 101 43 881 B4 als bekannt zu entnehmen und umfasst ein Querelement, auf welchem ein Fahrzeugsitz ruht. Neben einem nicht deformierbaren Mittelbereich umfasst das Querelement zwei deformierbare Außenbereiche, über welche sich das Querelement an einem außenseitig angeordneten Seitenschweller und einem fahrzeugmittig angeordneten Mitteltunnel abstützt.
Wird nun der Personenkraftwagen bei einem Seitenaufprall durch eine entsprechende, in Fahrzeugquerrichtung zur Fahrzeugmitte hin wirkende unfallbedingte Kraft beaufschlagt, so deformiert zunächst derjenige Außenbereich des Querelements, welcher fahrzeugmittig bzw. dem Mitteltunnel zugewandt angeordnet ist. Hierbei wird der Fahrzeugsitz zur Fahrzeugmitte hin - entsprechend der Bewegung des nicht deformierbaren Mittelbereichs - mitbewegt. Nach der vollständigen Deformation des der Fahrzeugmitte zugewandten Außenbereichs des Querelements folgt dann die Deformation des dem Seitenschweller zugewandten deformierbaren Außenbereichs.
Als problematisch bei dem bekannten Personenkraftwagen ist der Umstand anzusehen, dass der Fahrzeugsitz aufgrund des begrenzten Abstandes zwischen dem Seitenschweller und dem Mitteltunnel nur in einem äußerst geringen Maße seitlich bewegt werden kann bzw. dass die Energieabsorption mittels der Außenbereiche des Querelements - wiederum aufgrund der begrenzten Platzverhältnisse - nur im geringen Umfang erfolgen kann. Demzufolge ist es bei einem derartigen Personenkraftwagen erforderlich, diesen äußerst steif zu gestalten um bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung infolge einer Seitenkollision des Personenkraftwagens eine übermäßige Intrusion in den Innenraum zu vermeiden. Die hierdurch erforderliche steife Ausgestaltung der Kraftwagenkarosserie im Seitenbereich der Fahrgastzelle bringt jedoch erheblich Kraftspitzen bzw. Beschleunigungsspitzen für den jeweiligen Sitzinsassen mit sich, welche durch diesen aufgenommen werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Personenkraftwagen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem sich ein verbesserter Insassenschutz realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Personenkraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
Um einen Personenkraftwagen zu schaffen, mittels welchem sich ein verbesserter Insassenschutz realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich das Querelement mit jeweiligen Enden an zugeordneten Seitenschwellem abstützt, wobei der Fahrzeugsitz in einer Fahrzeugmitte angeordnet ist und nach einer unfallbedingten Längenverkürzung des einer Seitenaufprallkraft zugewandten Außenbereichs mit dem Mittelbereich mitbewegbar ist, wodurch eine unfallbedingte Längenverkürzung des der Seitenaufprallkraft abgewandten Außenbereichs erfolgt. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich das Querelement über die komplette Breite des Fahrzeuges zwischen bzw. quer zu den beiden Seitenschwellem erstreckt, wobei dem Querelement lediglich ein Fahrzeugsitz zugeordnet ist, welcher im Unterschied zum Stand der Technik gemäß DE 101 43 881 B4 nicht seitlich eines Mitteltunnels, sonders vielmehr direkt in der Fahrzeugmitte angeordnet ist. Diese Anordnung des Fahrzeugsitzes in der Fahrzeugmitte ermöglicht zunächst die Abkehr von bisherigen Gedanken des Karosseriebaus von Personenkraftwagen, so dass die der Außenseite zugewandten Bereiche der Fahrgastzelle nunmehr erfindungsgemäß entsprechend nachgiebig gestaltet werden können bzw. eine über einen bestimmten Längenbereich deformierbare Außenkontur aufweist. Dies wird im folgenden Fall durch die deformierbaren Außenbereiche des Querelements unterstützt.
Mittels des Querelements wird dabei eine Deformationsreihenfolge erreicht, bei welcher bei einem entsprechenden Seitenaufprall zunächst der zugewandte Außenbereich deformiert wird, wonach der nicht deformierbare Mittelbereich des Querelements gemeinsam mit dem Fahrzeugsitz entsprechend vom Seitenaufprall wegbewegt wird. Einhergehend mit diesem Wegbewegen des Mittelbereichs bzw. des Fahrzeugsitzes wird nun auch der dem Seitenaufprall abgewandte Außenbereich des Querelements in die Deformationsreihenfolge mit einbezogen und entsprechend unter Energieabsorption deformiert bzw. in seiner Länge verkürzt.
Es ist ersichtlich, dass insbesondere durch die zentrale Anordnung des Fahrzeugsitzes somit eine erhebliche Knautschzone im Bereich des Seitenaufpralls bereitgestellt werden kann, wobei der Fahrzeugsitz dann mitsamt des Sitzinsassen - eine entsprechende Kraftbeaufschlagung vorausgesetzt - aus dem unmittelbaren Unfallbereich bewegt wird. Diese Wegbewegung erfolgt dabei unter zusätzlicher Energieabsorption mittels des dem Seitenaufprall abgewandten Außenbereichs des Querelements, was wiederum zusätzlich dafür sorgt, dass der Sitzinsasse mit relativ geringen Kraft- bzw. Beschleunigungsspitzen beaufschlagt wird. Somit wird insgesamt ein Personenkraftwagen geschaffen, bei welchem der sich in dem Fahrzeugsitz befindende Sitzinsasse bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung in relativ geringem Maße mit einbezogen wird. Mithin ergibt sich hierdurch ein verbesserter Insassenschutz.
Schließlich ist es ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass der Personenkraftwagen aufgrund der Möglichkeit zur größeren Deformation bzw. Intrusion der Fahrgastzelle leichter ausgebildet werden kann. Da es nämlich nunmehr möglicht ist, die Fahrgastzelle in ihren Seitenbereichen um ein bestimmtes Maß zu deformieren, können die bislang für unbedingt erforderlich gehaltenen Maßnahmen zur Verhinderung einer Deformation bzw. Intrusion im Seitenbereich der Fahrgastzelle entsprechend geringer dimensioniert bzw. ganz weggelassen werden. Einhergehend sinkt demzufolge das Fahrzeuggewicht erheblich.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft gezeigt, wenn der Fahrzeugsitz erst nach einer zumindest annähernd maximalen unfallbedingten Längenverkürzung des der Seitenaufprallkraft zugewandten Außenbereichs mit dem Mittelbereich mitbewegbar ist. Hierdurch wird insgesamt eine klare bzw. gestufte Deformationsreihenfolge erreicht, bei welcher zunächst der der Seitenaufprallkraft zugewandten Außenbereich vollständig deformiert wird, wonach eine entsprechende - durch die Seitenaufprallkraft verursachte - Bewegung des nicht deformierbaren Mittelbereichs des Querelements sowie des Fahrzeugsitzes erfolgt, wobei die besagte Bewegung des Mittelelements dann wiederum zur Beaufschlagung des der Seitenaufprallkraft abgewandten Außenbereichs des Querelements führt. Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Fahrzeugsitz selbst als Längenbereich des Querelements ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist es somit denkbar, dass sich Teile des Querelements - insbesondere des nicht deformierbaren Mittelbereichs - seitlich an den Fahrzeugsitz selbst anschließen. Der Fahrzeugsitz kann dabei beispielsweise mittels seines Sitzuntergestells bzw. Sitzunterbaus in das Querelement bzw. in den Mittelbereich integriert sein. Hierdurch ergibt sich eine Doppelfunktion des Sitzuntergestells bzw. des Sitzunterbaus, welcher nicht nur zur Halterung des Sitzkissenteils bzw. der Rückenlehne dient, sondern eben auch zur Verbindung der seitlich des Fahrzeugsitzes angeordneten Bauteile des Querelements bzw. von dessen Mittelbereich. Es ist ersichtlich, dass hierdurch eine gewichtsgünstige Ausgestaltung des Querelements möglich ist. Des Weiteren ergibt sich durch diese Ausgestaltung eine einfache und zuverlässige Einbindung des Fahrzeugsitzes in das Querelement, so dass der Fahrzeugsitz bei einer entsprechenden unfallbedingten Bewegung des Mittelelements zwangsläufig aus dem Gefahrenbereich bzw. dem Aufprallbereich herausbewegt wird.
Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn durch eine Mindestlänge eines jeweiligen Längenbereichs des nicht deformierbaren Mitteltunnelbereichs seitlich des Fahrzeugsitzes ein Mindestfußraum eines Fondinsassen bestimmt ist. Wird somit der deformierbare Außenbereich des Querelements beaufschlagt, so wird durch den zumindest undeformiert verbleibenden Längebereich des nicht deformierbaren Mittelbereichs sichergestellt, dass der Fondinsasse seine Beine bzw. die Füße nicht zwischen den unfallbedingt nach innen bewegten Seitenschweller und dem Fahrzeugsitz einklemmen kann.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Querelement fest mit der Karosserie des Personenkraftwagens verbunden ist. Somit kann beispielsweise eine äußerst stabile Bodenstruktur geschaffen werden, welche entsprechende seitliche Deformationszonen aufweist, um hierdurch kontrolliert eine Intrusion in die Fahrgastzelle bzw. deren Deformation zuzulassen. Wenn dabei das Querelement fest mit der Karosserie des Kraftwagens verbunden ist, können diese Deformationszonen besonders günstig und genau eingestellt werden.
Alternativ hierzu ist es auch denkbar, dass das Querelement lösbar in den Personenkraftwagen integrierbar ist. Dabei wäre es beispielsweise denkbar, den Fahrzeugsitz gemeinsam mit dem Querelement in die bereits bestehende Karosserie des Kraftwagens einzusetzen, wobei sich dann die Außenbereiche des Querelements entsprechend an den Seitenschwellern der Karosserie abstützen.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Querelement eine Fußstütze, insbesondere eine aus einer Nichtgebrauchsstellung in eine Gebrauchsstellung bewegbare Fußstütze, umfasst. Somit kann dem Fondinsassen eine äußerst komfortable und günstige Abstützung für seine Füße bereitgestellt werden. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Fußstütze ist es, dass diese - insbesondere in ihrer ausgeklappten Gebrauchsstellung - zusätzlich zur Unterstützung des Querelements herangezogen werden kann. Dabei ist es denkbar, dass die Fußstütze teilweise dem nicht deformierbaren Mittelbe reich und teilweise dem korrespondierenden deformierbaren Außenbereich des Querelements zugeordnet ist. Mit anderen Worten wäre es beispielsweise denkbar, die Fußstütze teilweise deformierbar und teilweise undeformierbar bzw. steifer zu gestalten, um hierdurch das erwünschte Deformationsverhalten des Querelements abzubilden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie anhand der
Zeichnungen; diese zeigen in:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf den vorderen Bereich eines lediglich schematisch angedeuteten Personenkraftwagens, von welchem eine Vorbaustruktur sowie eine Fahrgastzelle erkennbar sind, wobei in der Fahrgastzelle ein vorderer, mittlerer Fahrzeugsitz und zwei Fahrzeugsitze, von welchen lediglich einer erkennbar ist, für Fondinsassen vorgesehen sind, welche seitlich zu dem mittleren vorderen Fahrzeugsitz positioniert sind, wobei ein Querelement erkennbar ist, welches mit jeweiligen Enden an zugeordneten Seitenschwellern im Bereich der Fahrgastzelle abgestützt ist, und wobei das Querelement einen nicht deformierbaren Mittelbereich und deformierbare, an die Seitenschweller anschließende Außenbereiche aufweist;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht aus den Personenkraftwagen gemäß Fig. 1 , wobei der in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtete linke Seitenschweller durch eine unfallbedingte Seitenaufprallkraft beaufschlagt worden ist, durch die der der Kraftbeaufschlagung zugewandte Außenbereich vollständig bis zum nicht deformierbaren Mittelbereich verzehrt bzw. in seiner Länge verkürzt worden ist; Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf den Personenkraftwagen gemäß den Fig. 1 und 2, wobei der linke Seitenschweller beim Fortgang des Unfallszenarios gemäß Fig. 2 weiter mit einer Seitenaufprallkraft beaufschlagt worden ist, wodurch der nicht deformierbare Mittelbereich des Querelements gemeinsam mit dem Fahrzeugsitz in Kraftrichtung der Seitenaufprallkraft vom Seitenaufprall wegbewegt worden ist, wodurch eine unfallbedingte Längenverkürzung bzw. ein Verzehr des der Seitenaufprallkraft bzw. dem Seitenaufprall abgewandten Außenbereichs des Querelements teilweise erfolgt ist;
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf den Kraftwagen analog den Fig. 1 bis 3, wobei jeweilige seitliche Deformationszonen und eine mittlere steife Insassenschutzzone schematisch angedeutet sind;
Fig. 5 jeweils eine schematische Seitenansicht auf eine in das Querelement integrierte Fußstütze, welche aus einer Nichtgebrauchsstellung in eine Gebrauchsstellung bewegbar bzw. schwenkbar ist; und in
Fig. 6 eine symbolische Perspektivdarstellung der sich in der Gebrauchsstellung befindenden, aufgeklappten Fußstütze gemäß Fig. 5, welche außenseitig den zugeordneten deformierbaren Außenbereich und innenseitig den nicht deformierbaren Mittelbereich bildet.
In den Fig. 1 bis 3 ist jeweils in einer äußerst schematischen und ausschnittsweisen Draufsicht ein Personenkraftwagen nach einer ersten Ausführungsform dargestellt. Dabei umfasst der Personenkraftwagen eine Vorbaustruktur 10, welche als entsprechende Knautschzone ausgebildet ist, sowie eine dahinter angeordnete Fahrgastzelle 12. Im Bereich der Fahrgastzelle 12 sind dabei äußerst schematisch ein vorderer mittlerer Fahrzeugsitz 14 samt Sitzinsassen sowie ein hinterer seitlicher Fahrzeugsitz 16 samt Fondinsasse dargestellt. Ein weiterer hinterer Fahrzeugsitz 16 ist auf der - in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet - rechten Seite angeordnet, so dass vorliegend ein Personenkraftwagen für drei Personen - der Fahrer vorne und zwei Beifahrer hinten - geschaffen ist. Da der Personenkraftwagen vorliegend mit einem Heckmotor ausgestattet ist, ist insbesondere der vordere, in der Fahrzeugmitte angeordnete Fahrersitz bzw. Fahrzeugsitz 14 relativ weit vorne angeordnet. Im Bereich der Fahrgastzelle 12 der Karosserie des Personenkraftwagens erstrecken sich jeweilige Seitenschweller 18, 20, auf deren spezielle Ausgestaltung im Zusammenhang mit der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 4 noch näher eingegangen wird. Zwischen den Seitenschwellem 18, 20 erstreckt sich vorliegend ein Querelement 22 in Fahrzeugquerrichtung. Dabei verläuft das Querelement 22 - in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet - auf Höhe des vorderen Fahrzeugsitzes 14. Das Querelement 22 umfasst jeweilige deformierbare Außenbereiche 24, 26, und zwar im Bereich von jeweiligen Enden 28, 30 des Querelements 22, über welches dieses an den beiden korrespondierenden Seitenschwellem 18, 20 abgestützt ist.
Innenseitig der Außenbereiche 24, 26 umfasst das Querelement 22 einen Mittelbereich 32, welcher weitestgehend undeformierbar und steif ist. Mit anderen Worten ist der Mittelbereich 32 entsprechend steifer als die beiden Außenbereiche 24, 26 ausgebildet.
In der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten speziellen Ausführungsform ist der Fahrzeugsitz 12 dabei selbst als Teil des mittleren Längenbereichs des Querelements 22 ausgebildet. Mit anderen Worten ist das Querelement 22 im Bereich des Fahrzeugsitzes 14 unterbrochen. Gleichfalls wäre es natürlich auch denkbar, das Querelement 22 durchgehend zu gestalten und den Fahrzeugsitz 14 entsprechend am Mittelbereich 32 des Querelements 22 zu fixieren.
Die beiden seitliche des Fahrzeugsitzes 14 angeordneten Teile des Querelements 22 können vorliegend beispielsweise aus einer Metalllegierung oder einem Kunststoff hergestellt sein. Die deformierbaren Außenbereiche 24, 26 können dabei beispielsweise dadurch gestaltet werden, dass entsprechende Materialschwächungen wie Ausnehmungen, Sicken oder dergleichen in das Querelement 22 eingebracht sind. Gleichfalls wäre es auch denkbar, die beiden Außenbereiche 24, 26 als separate Elemente, beispielsweise als Schaumelemente oder dergleichen, zu gestalten. Dem Fachmann sind hier insgesamt Maßnahmen von der Herstellung von Pralltöpfen oder anderen Deformationselementen im Bereich der vorderen oder hinteren Knautschzone bekannt, welche in ebensolcher Weise eingesetzt werden können. Während Fig. 1 den Personenkraftwagen in unbeschädigtem bzw. nicht deformiertem Zustand zeigt, ist in den Fig. 2 und 3 ein Unfallszenario bei einem Seitenaufprall auf den Personenkraftwagen dargestellt.
In Fig. 2 ist dabei erkennbar, dass der - in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet - linke Seitenschweller 18 durch eine Seitenaufprallkraft F beaufschlagt wird bzw. worden ist. Fig. 2 zeigt dabei eine erste Phase des Eintrages der Seitenaufprallkraft F bei einem entsprechenden Seitenaufprall, wodurch der seitlich zugeordnete Seitenschweller 18 entsprechend deformiert worden ist.
Im Unterschied zu bisher üblichen Fahrzeugskonzepten, bei welchen ein Seitenaufprall im Wesentlichen ohne Deformation im Bereich der Fahrgastzelle 12 erfolgen sollte, ist durch den zugeordneten Außenbereich 24 des Querelements 22 eine entsprechende Deformationszone bereitgestellt, welche insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 4 noch näher erläutert werden wird. Aus Fig. 2 ist dabei erkennbar, dass infolge des Krafteintrages der Seitenaufprallkraft F der zugeordnete Außenbereich 24 des Querelements 22 unter Absorption von Aufprallenergie deformiert worden ist. Fig. 2 zeigt denjenigen Zeitpunkt des Unfallszenarios, bei welchem eine maximale Längenverkürzung bzw. Deformation des zugeordneten Außenbereichs 24 erfolgt ist. Eine weitere Deformation des Außenbereichs 24 ist dabei nicht mehr möglich.
Zudem ist aus Fig. 2 erkennbar, dass ein entsprechender Längenbereich 34 des nichtdeformierbaren Mittelbereichs 32 des Querelements 22 eine Mindestlänge I aufweist, welche so bestimmt ist, dass sich für den auf dem hinteren Fahrzeugsitz 16 sitzenden Fondinsassen ein Mindestfußraum bestimmt ist. Mit anderen Worten ist die Mindestlänge I des Längenbereichs 34 des nichtdeformierbaren Mittelbereichs 32 so gewählt, dass der Fondinsasse seine Beine bzw. Füße nicht zwischen den deformierten Seitenschweller 18 und dem Fahrzeugsitz 14 einklemmt.
In Fig. 3 ist nun der weitere Fortgang bei einem weiteren Krafteintrag mit der Seitenaufprallkraft F bei einem entsprechenden Seitenaufprall dargestellt. Da - wie im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert worden ist - der Außenbereich 24 vollständig deformiert bzw. aufgezehrt worden ist, kommt es dann im Weitern zu einer seitenaufprallkraftbedingten Bewegung des nichtdeformierbaren Mittelbereichs 32 von Seite des Seitenaufpralls weg. Da der Fahrzeugsitz 14 in den Mittelbereich 32 des Querelements 22 integriert ist, erfolgt analog zu der Verschiebung bzw. Bewegung des Mittelbereichs 32 auch eine Bewegung des Fahrzeugsitzes 14 weg von der Aufprallseite.
Durch die durch die Seitenaufprallkraft F initiierte Bewegung des Mittelbereichs 32 erfolgt dabei eine unfallbedingte Längenverkürzung des rechten Außenbereichs 26 auf der der Seitenaufprallkraft F abgewandten Seite des Personenkraftwagens. Somit kann bei erheblichen Unfällen der der Seitenaufprallkraft F gegenüberliegende Außenbereich 26 vollständig deformiert werden, bis der nichtdeformierbare Mittelbereich 32 mit seinem entsprechenden Ende in den Nahbereich des korrespondierenden Seitenschwellers 20 kommt. Sind dann beide Außenbereiche 24, 26 in ihrer Länge verkürzt bzw. unter Energieabsorption verzehrt worden, so bildet die Länge des Mittelbereichs 32 eine steife Insassenschutzzone, wie diese bereits aus heutigen Personenkraftwagen, bei welchen keine seitliche Deformationszone vorgesehen ist, bekannt ist. Die gestufte Steifigkeit des Querelements 22, welche vorliegend durch die jeweiligen Außenbereiche 24, 26 und den Mittelbereich 32 realisiert wird, könnte natürlich auch auf andere Art und Weise geschehen. Insbesondere wäre dabei denkbar, die Außenbereiche 24, 26 und den Mittelbereich 32 separat voneinander auszubilden. Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist es jedoch, dass somit eine gestufte Steifigkeit entsteht, so dass zunächst der der Seitenaufprallkraft F zugewandte Außenbereich 24 mitsamt des zugehörigen Seitenschwellers 18 deformiert wird. Werden dennoch die Deformationen beim Seitenaufprall so groß, dass der Außenbereich 24 aufseiten der Seitenaufprallkraft F vollständig aufgezehrt und somit das Querelement 22 bis zu seiner harten Stufe deformiert wird, so schiebt sich der Mittelbereich 32 mitsamt des Fahrzeugsitzes 14 in Richtung der der Seitenaufprallkraft F bzw. dem Aufprall abgewandten Fahrzeugseite, wodurch der Außenbereich 26 auf der gegenüberliegenden Seite deformiert wird. Diese Deformation hilft natürlich dazu bei, dass die auf die Sitzinsassen wirkenden Kraftspitzen abgemildert bzw. eliminiert werden. Unabhängig von weitern Deformationen bleibt hierbei ein Freiraum für die Beine des aufprallseitig sitzenden Fondinsassen erhalten. Dies geschieht zumindest so lange, bis auch der auf der Seitenaufprallkraft F abgewandten Seite befindliche Außenbereich 26 deformiert ist und dann seinerseits auf Block geht.
In Fig. 4 ist in einer weiteren äußerst schematischen und ausschnittsweisen Draufsicht ein Personenkraftwagen dargestellt, bei welchem erkennbar ist, dass bei der Vorbaustruktur 10 innenseitig von jeweiligen Fahrzeugrädern 36 verlaufende Längsträger 38 vorgesehen sind, welche in einem jeweils zugeordneten Übergangsbereich 40 in den korrespondierenden Seitenschweller 18 bzw. 20 übergehen. Die Besonderheit bei der vorliegenden Kraftwagenkarosserie ist darin zu sehen, dass die jeweiligen Übergangsbereiche 40 mit den zugehörigen Längsträgern 38 einen größeren Winkel einschließen, als dieser bei gängigen Personenkraftwagen üblich ist. Während nämlich bei heute üblichen Kraftwagen eine Kröpfung zwischen dem Längsträger und dem zugehörigen Seitenschweller vorgesehen ist, bei welcher der dortige Übergangsbereich einen Winkel von etwa 90 bis 100° einschließt, ist der vorliegende Winkel zwischen dem jeweiligen Übergangsbereich 40 und dem zugeordneten Längsträger 38 bevorzugt sogar größer 130°, und im besonderen Fall sogar etwa 135°. Somit ergeben sich Übergangsbereiche 40, welche sich weiter nach hinten hin bis seitlich der Füße des vorderen Sitzinsassen, des Fahrers erstrecken. Es ist ersichtlich, dass dies insbesondere durch die mittlere Sitzposition des vorderen Sitzinsassen begünstigt ist. Dessen Fußraum erstreckt sich nach vorne hin zumindest etwa bis auf Höhe des vorderen Endes der beiden Übergangsbereiche 40.
Einhergehend mit der längeren Erstreckung der Übergangsbereiche 40 in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten ergeben sich somit natürlich auch größere Seitenschweller 18, 20. Mithin ist deren Abstand zum jeweiligen Fahrzeugrad 36 größer als bei üblichen Fahrzeugen. Die kürzere Ausgestaltung der Seitenschweller 18, 20 ergibt sich durch eine geringere frei Länge X des jeweiligen Seitenschwellers 18, 20 zwischen seinem jeweiligen vorderen Ende und der korrespondierenden Befestigungsstelle des Querelements 22. Dies führt zu einer erhöhten Belastbarkeit der Seitenschweller 18, 20, so dass diese besonders gut lastverteilend wirken. Im Ergebnis werden hierdurch die entsprechenden, nachfolgend noch näher erläuterten Deformationszonen besonders gut angesprochen.
Die Seitenschweller 18, 20 bilden dabei eine jeweilige, äußere erste Deformationszone D1. Bei Beaufschlagung durch eine entsprechende Seitenaufprallkraft F wird somit die Deformationszone D1 auf derjenigen Seite beaufschlagt, auf welcher der Seitenaufprall erfolgt.
Das Querelement 22 bildet durch seine Außenbereiche 24, 26 jeweils eine zweite seitliche Deformationszone D2, welche sich an die jeweilige erste Deformationszone D1 innenseitig anschließt. Einer entsprechenden Seitenaufprallkraft F folgt dann die vorbeschriebene Deformationsreihenfolge, dass nämlich zunächst derjenige Außenbereich 26 verzehrt wird, welcher auf der Aufprall zugewandten Seite angeordnet ist, wonach - aufgrund einer gegebenenfalls erfolgenden Verschiebung des Mittelbereichs 32 - eine Energieverzehrung bzw. Längenverkürzung des dem Aufprall abgewandten Außenbereich 24 erfolgt.
Durch den Mittelbereich 32 wird in der Fahrzeugmitte die steife Insassenschutzzone I gebildet, welche steif und zumindest weitestgehend undeformiert verbleiben soll, um somit dem vorderen Sitzinsassen einen hinreichenden Schutz vor Verletzungen zu gewähren.
In Fig. 5 ist in einer schematischen Seitenansicht eine Fußstütze 42 dargestellt, welche in das Querelement 22 integriert ist und vorliegend um eine Schwenkachse S aus einer oben dargestellten Nichtgebrauchsstellung in eine unten dargestellte Gebrauchsstellung bewegbar bzw. verschwenkbar ist. Dabei ist unterseitig der Fußstütze 42 ein Stellelement 44 vorgesehen, mittels welchem die Fußstütze 42 in verschiedenen Neigungsstellungen - je nach Wunsch des Sitzinsassen - arretiert werden kann. Im vorliegenden Fall ist die Fußstütze 42 dabei aus einem Boden 46 der Fahrgastzelle 12 herausklappbar, so dass diese im nicht aufgestellten Zustand mit dem Boden 46 weitestgehend eben ist. In der herausgeklappten Gerbrauchsstellung bildet sich durch die Fußstütze 46 und das Stellelement 48 das Querelement 22 mit einer im Querschnitt dreieckförmigen Kastenstruktur.
Diese Kastenstruktur bzw. das Querelement 22 ist in Fig. 6 lediglich in einer symbolischen Darstellung gezeigt. Die Fußstütze 42 bzw. das plattenförmige Stellelement 44 sind dabei so ausgebildet, dass diese außenseitig den jeweiligen deformierbaren Außenbereich 24 bzw. 26 und innenseitig dem gegenüber steiferen Mittelbereich 32 bilden. Dies kann beispielsweise durch geeignete Anordnung von entsprechenden Enden 48 in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Fahrzeugquerrichtung erfolgen. Wesentlich ist bei dieser Ausgestaltung jedoch, dass wiederum ein Querelement 22 erreicht wird, welches außenseitig zur Bereitstellung der Deformationszone D2 entsprechend energieabsorbierend deformierbar ausgebildet ist und innenseitig entsprechend steif bzw. nicht deformierbar gestaltet ist.

Claims

Patentansprüche
1. Personenkraftwagen mit einem einem Fahrzeugsitz (14) zugeordneten Querelement (22), welches einen nicht deformierbaren Mittelbereich (32) und deformierbare Außenbereiche (24, 26) aufweist und sich mit jeweiligen Enden (28, 30) an zugeordneten Karosseriebereichen (18, 20) in Fahrzeugquerrichtung abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Querelement (22) mit den jeweiligen Enden (28, 30) an zugeordneten Seitenschwellern (18, 20) abstützt, wobei der Fahrzeugsitz (14) in einer Fahrzeugmitte angeordnet ist und nach einer unfallbedingten Längenverkürzung des einer Seitenaufprallkraft (F) zugewandten Außenbereichs (24, 26) mit dem Mittelbereich (32) mitbewegbar ist, wodurch eine unfallbedingte Längenverkürzung des der Seitenaufprallkraft (F) abgewandten Außenbereichs (24, 26) erfolgt.
2. Personenkraftwagen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugsitz (14) erst nach einer zumindest annähernd maximalen unfallbedingten Längenverkürzung des der Seitenaufprallkraft (F) zugewandten Außenbereichs (24, 26) mit dem Mittelbereich (32) mitbewegbar ist.
3. Personenkraftwagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugsitz (14) selbst als Längenbereich des Querelements (22) ausgebildet ist.
4. Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Mindestlänge (I) eines jeweiligen Längenbereichs (34) des nicht deformierbaren Mittelbereichs (32) seitlich des Fahrzeugsitzes (14) ein Mindestfußraum eines Fondinsassen bestimmt ist.
5. Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dass der Fahrzeugsitz (14) als Fahrersitz des Personenkraftwagens ausgebildet ist.
6. Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Querelement (22) fest mit der Karosserie des Personenkraftwagens verbunden ist.
7. Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Querelement (22) lösbar in den Personenkraftwagen integrierbar ist.
8. Personenkraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in das Querelement (22) eine Fußstütze (42), insbesondere eine aus einer Nichtgebrauchsstellung in eine Gebrauchsstellung bewegbare Fußstütze (42), integriert ist.
9. Personenkraftwagen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußstütze (42) teilweise dem nicht deformierbaren Mittelbereich (32) und teilweise dem korrespondierenden deformierbaren Außenbereich (24, 26) des Querelements (22) zugeordnet ist.
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