SCHAUPPEL FLORIAN (DE)
EP2011719A2 | 2009-01-07 | |||
EP2865582A1 | 2015-04-29 | |||
DE10121377A1 | 2002-11-28 | |||
DE10016150A1 | 2001-10-04 |
Patentansprüche 1. Querträger (1 ), insbesondere Sitzquerträger, für ein Kraftfahrzeug mit einem Querträgerhaupteiement (3) und einem Querträgen/erstärkungselement (5), wobei zwischen dem Querträgerhaupteiement (3) und dem Querträgerverstärkungselement (5) ein Hohlraum (7, 8} ausgebildet ist, in dem ein rohrförmiges Zusatzverstärkungselement (9, 10) angeordnet ist. 2. Querträger nach Patentanspruch 1 , wobei das Zusatzverstärkungseiement (9, 10) aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet ist. 3. Querträger nach Patentanspruch 2, wobei der Faserverbundwerkstoff im Wesentlichen mit Endlosfasern gebildet ist. 4. Querträger nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei die Fasern des Faserverbundwerkstoffs Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Naturfasern sind. 5. Querträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei das Querträgerhaupteiement (3) aus Stahl ausgebildet ist und/oder wobei das Querträgerverstärkungselement (5) aus Stahl ausgebildet ist. 6. Querträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei der Hohlraum (7, 8) sich zumindest entlang eines Abschnitts in Längsrichtung des Querträgers (1 ) erstreckt. 7. Querträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei der Hohlraum (7, 8) an einem oberen Eckabschnitt des Querträgers (1 ) ausgebildet ist 8. Querträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei der Querträger (1 ) zur Anordnung im Bereich eines Bodens einer Fahrgastzelle und zur Absorption von Kollisionsenergie bei einer seitlichen Kollision des Kraftfahrzeugs angepasst ist. 9. Querträger nach Patentanspruch 8, wobei der Querträger (1 ) angepasst ist, sich zwischen zwei äußeren, unteren Längsträgern zu erstrecken, und/oder wobei der Querträger angepasst ist, sich zwischen einem äußeren, unteren Längsträger und einem Mitteltunnel zu erstrecken. 10. Querträger nach Patentanspruch 8 oder 9, wobei der Querträger (1) derart ausgebildet ist, dass an dem' Querträger (1 ) ein Fahrzeugsitz fixierbar ist. 11. Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Querträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 10. |
Die folgende Erfindung bezieht sich auf einen Querträger für eine
Kraftfahrzeugkarosserie bzw. ein Kraftfahrzeug mit einem Querträgerhauptelement und einem Querträgerverstärkungselement.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen sogenannten Sitzquerträger für ein Kraftfahrzeug.
Es ist bekannt bei einer selbsttragenden Kraftfahrzeugkarosserie insbesondere im Bereich einer Fahrgastzelle Querträger in sogenannter Schalenbauweise zu verwenden. Ein bekannter Sitzquerträger besteht beispielsweise aus einem Querträgerhauptelement und einem damit verbundenen
Querträgerverstärkungselement. Ein derartiger Sitzquerträger erstreckt sich in Fahrzeugquerrichtung von einem ersten Seitenschweiler zu einem zweiten Seitenschweller oder zumindest von einem Seitenschweiler zu einem Mitteltunnel. Der Sitzquerträger dient zur Versteifung und Erhöhung einer Festigkeif der Karosserie, insbesondere ist der Sitzquerträger üblicherweise derart ausgestaltet, dass er bei einer seitlichen Kollision des Kraftfahrzeugs durch Verformung Kollisionsenergie absorbieren kann. Des Weiteren hat der Sitzquerträger die Aufgabe einen Fahrzeugsitz stabil an der Fahrzeugkarosserie zu verankern.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Querträger zu schaffen, der bei geringem Gewicht ein großes Kollisionsenergieabsorptionsvermögen aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Querträger gelöst, der die Merkmaie von
Patentanspruch 1 aufweist, Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen genannt. Ein erfindungsgemäßer Querträger, insbesondere ein Sitzquerträger, für ein Kraftfahrzeug hat ein Querträgerhauptelement und ein
Querträgerverstärkungselement Zwischen dem Querträgerhauptelement und dem Querträgerverstärkungselement ist ein Hohlraum ausgebildet. In dem Hohlraum ist ein rohrförmiges Zusatzverstärkungselement angeordnet
Ein derartiges rohrförmiges Zusatzverstärkungselement, das in dem Hohlraum ausgebildet ist, kann bei einem verhältnismäßig geringen Gewicht des Querträgers ein Ausknicken des Querträgers bei einer seitlichen Kollision des Kraftfahrzeugs verhindern. Das rohrförmige Zusatzverstärkungselement hat einen geschlossenen Querschnitt und kann damit querschnittsbedingt große Biegemomente aufnehmen. Ferner ist das rohrförmige Zusatzverstärkungselement in dem Hohlraum gefangen, so dass auch hierdurch ein Ausknicken erschwert ist. Somit kann beispielsweise das Querträgerverstärkungselement leichter bzw. mit einer dünneren Wandstärke ausgeführt werden und der Querträger kann damit insgesamt mit einfachen Mitteln bei geringem Gewicht mit gleicher oder höherer Festigkeit leichter ausgebildet werden.
Das rohrförmige Zusatzverstärkungselement kann beispielsweise einen kreisförmigen, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen,
Ferner kann das rohrförmige Zusatzverstärkungsetement einen über seine Länge gleichbleibenden Querschnitt aufweisen.
Dies erleichtert eine Hersteilung des rohrförmigen Zusatzverstärkungselements.
Vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Querträger das
Zusatzverstärkungselement aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet
Hierdurch kann bei geeigneter Werkstoffauswahl bei geringerem Gewicht eine höhere Steifigkeit und Festigkeit des Zusatzverstärkungselements erzielt werden.
Bevorzugt sind die Fasern des Faserverbundwerkstoffs Endlosfasern, Das Zusatzverstärkungselement aus einem Faserverbundwerkstoff mit
Endlosfasern hat eine höhere Festigkeit und Steifigkeit
Bevorzugt sind die Fasern des Faserverbundwerkstoffs Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Naturfasern,
Kohlenstofffasern sind im Hinblick auf ein Gewicht und Festigkeit hierbei bevorzugt.
Das Querträgerhauptelement kann aus Stahl ausgebildet sein, Ebenso kann das Querträgerverstärkungselement aus Stahl ausgebildet sein.
Es sind jedoch auch andere metallische und nicht-metallische Werkstoffe wie Aluminiumlegierungen und Faserverbundwerkstoffe denkbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Querträgers erstreckt sich der Hohlraum zumindest entlang eines Abschnitts in Längsrichtung des Querträgers,
Der Hohlraum kann an einem oberen Eckabschnitt des Querträgers ausgebildet sein.
Es können auch zwei Hohlräume an jeweils einem oberen Eckabschnitt des Querträgers ausgebildet sein.
Das Querträgerhauptelement kann einen im Wesentlichen u-förmigen Querschnitt aufweisen. Das Querträgerverstärkungselement kann einen stufenförmigen Abschnitt aufweisen.
Der Querträger kann bevorzugt derart angepasst sein, dass er zur Anordnung im Bereich eines Bodens einer Fahrgastzelie und zur Absorption von Kollisionsenergie bei einer seitlichen Kollision des Kraftfahrzeugs geeignet ist
Ferner kann der Querträger derart angepasst sein, dass er sich zwischen äußeren » unteren Längsträgen erstrecken kann. Ebenso kann der Querträger angepasst sein, so dass er sich zwischen einem äußeren, unteren Längsträger und einem
Mitteltunnel erstrecken kann.
Weiterhin kann der Querträger derart ausgebildet sein, dass ein Fahrzeugsitz an dem Querträger fixierbar ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Querträger gemäß der vorliegenden Erfindung,
Vorstehend aufgeführte Merkmaie und Weiterbildungen der Erfindung können, soweit möglich und sinnvoll, beliebig miteinander kombiniert werden.
Es folgt eine Kurzbeschreibung, der Figuren,
Fig. 1 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Querträgers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht des Querträgers gemäß dem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Im Folgenden ist unter Bezugnahme auf die Figurenein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat ein Sitzquerträger 1 , der ein erfindungsgemäßer Querträger ist, ein Querträgerhaupteiement 3 und ein Querträgerverstärkungseiement 5, das das Querträgerhaupteiement 3 verstärkt. Der Sitzquerträger 1 erstreckt sich in eingebautem Zustand von einem Seitenschweiler zu beispielsweise einem Mitteliunnel. Der Sitzquerträger 1 ist im Bereich einer vorderen Sitzreihe des Kraftfahrzeugs angeordnet. Der Sitzquerträger 1 kann der Anbindung eines Kraftfahrzeugsitzes an die Fahrzeugkarosserie dienen und hat ferner die Aufgabe im Falle einer seitlichen Kollision Kollisionsenergie durch Verformung abzubauen und damit einem Kraftfahrzeuginsassen zu schützen. Das Querträgerhauptelement 3 und das Querträgerverstärkungsetement 5 bestehen aus einem Stahlwerkstoff und sind miteinander über Schweißpunkte verschweißt. Der Sitzquerträger 1 , insbesondere das Querträgerhauptelement 3, ist an ein Bodenblech 13 einer Fahrgastzeile des Kraftfahrzeugs geschweißt, wie in Figur 2 gezeigt ist. Das. Querträgerhauptelement 3 des Sitzquerträgers 1 hat
abschnittsweise einen im Wesentlichen u-förmigen Querschnitt. Das
Querträgerverstärkungsetement 5 hat einen symmetrischen gestuften Querschnitt Das Querträgerverstärkurigselement 5 ist in den u-förmigen Querschnitt des Querträgerhauptelements 3 eingebracht und an dem Querträgerhauptelement 3 bevorzugt durch Schweißen befestigt und erstreckt sich über einen Teilabschnitt des Querträgerhauptelemervts 3, wie in Figur 1 zu sehen ist Durch den stufenförmigen Querschnitt des Querträgerverstärkungselements 5 ist jeweils ein Hohlraum 7, 8 an den oberen Kanten des Sitzquerträgers 1 ausgebildet In diesen Hohlräumen 7, 8 ist jeweils ein rohrförmiges Zusatzverslärkungselement 9, 10 eingebracht. Das rohrförmigen Zusatzverstärkungselement 9 » 10 besteht aus einem
Faserverbundwerkstoff, insbesondere einem Faserverbundwerkstoff, der aus einer Kohlenstoffendlosfaser ausgebildet ist. Das Zusatzverstärkungselement 9, 10 hat einen über seine Länge konstanten Querschnitt und kann damit in einem
kontinuierlichen Herstellungsverfahren einfach und kostengünstig hergestellt werden. Das Zusatzverstärkungselement 9, 10 hat einen geschlossenen
Querschnitt und ist an das Querträgerhauptelement 3 und gegebenenfalls auch an das Querträgerverstärkungselement 5 geklebt.
Im Falle einer seitlichen Beanspruchung des Sitzquerträgers 1 , das heißt einer Beanspruchung in seine Längsrichtung, erschweren die
Zusatzverstärkungselemente 9, 10 ein Ausknicken des Sitzquerträgers 1 insgesamt und verbessern damit seine Abbaufähigkeit von Kollisionsenergie und seine Stabilität. Dadurch, dass das Zusatzverstärkungselement 9, 10 in einem Hohlraum mit einem geschlossenen Querschnitt eingebracht ist, kann das
Zusatzverstärkungselement 9, 10 sogar in dem Fall wirken, in dem eine Verklebung 1 1 mit dem Querträgerhauptelement 3 oder dem Querträgerverstärkungselement 5 sich im Verlaufe der Kollision löst, da der Querschnitt des
Zusatzverstärkungselements 9, 10 sozusagen in dem Hohlraum 7, 8 gefangen ist und damit weiterhin seine festigkeltserböhende und steifigkeitserhöhertde Wirkung auf den Sitzquerträger 1 insgesamt ausüben kann.