DE10031901A1 - Kraftwagen mit einer zumindest bereichsweise beplankten Tragstruktur - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einer Tragstruktur, die sich etwa bis auf die Höhe der Bordwandoberkante erstreckt und mindestens einen ebenen, beulsteifen Seitenwandbereich aufweist, der außenseitig mit einem elastisch verformbaren Beplankungsteil verkleidet ist, wobei zwischen dem ebenen Seitenwandbereich und dem zugeordneten Beplankungsteil ein Zwischenraum vorgesehen ist. DOLLAR A Im Zwischenraum zwischen Seitenwandbereich und Beplankungsteil ist ein Stoßkräfte aufnehmendes Absorptionselement angeordnet, welches durch auf das Beplankungsteil wirkende Aufprallkräfte unter Abstützung auf einer Gegenfläche des Seitenwandbereichs verformbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einer Tragstruktur nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der DE 30 35 333 C2 ist bereits ein Kraftwagen als bekannt zu entnehmen, dessen Tragstruktur sich etwa bis auf die Höhe der Bordwandoberkante erstreckt, wobei auf die Tragstruktur eine Dachkonstruktion aufgesetzt und angeschraubt ist. Die Tragstruktur umfaßt jeweils nahe den vorderen und hinteren Radläufen einen ebenen, relativ beulsteifen Seitenwandbereich, der außenseitig mit einem zugeordneten, elastisch verformbaren und nichttragenden Beplankungsteil verkleidet ist. Damit das jeweilige Beplankungsteil an das jeweils benachbarte Außenhautteil angepaßt und insgesamt eine von der Geometrie der Tragstruktur unabhängige formgebende Außenhaut des Kraftwagens geschaffen werden kann, ist jeweils zwischen dem ebenen Seitenwandbereich der Tragstruktur und dem zugeordneten Beplankungsteil ein Zwischenraum vorgesehen. Da die nichttragenden Beplankungsteile zur Vermeidung von Bagatellschäden nachgiebig ausgebildet sind, können schon bei leichten Seitenkollisionen schwer zu reparierende Schäden an dem dahinterliegenden Seitenwandbereich der Tragstruktur entstehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kraftwagen der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Seitenwandbereiche der Tragstruktur bei seitlichen Kollisionen besser vor ireversiblen Beschädigungen geschützt sind.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen zu entnehmen.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung können die bei einem Seitenaufprall auf die Beplankungsteile auftreffenden Aufprallkräfte unter Verformung des Absorptionselements von diesem - je nach Intensität des Aufpralls - in höherem Maße absorbiert werden, da die Aufprallkräfte großflächig auf die Tragstruktur übertragen werden. Innerhalb des ohnehin vorhandenen, bisher ungenutzten Zwischenraums kann das Energieabsorptionselement beispielsweise als vorgefertigtes Teil eingesetzt oder aber z. B. als Schaum nachträglich eingespritzt werden.

Ist das Beplankungsteil bei der Verformung des Absorptionselements zumindest mit einer Randseite gegenüber der Tragstruktur verlagerbar, insbesondere schiebegeführt, so kann eine Aufprallkraft besonders gut auf das hinter dem Beplankungsteil liegende Absorptionselement verteilt werden.

Besonders ein als Schweller ausgebildeter und außenseitig mit einer Schwellerverkleidung beplankter Seitenwandbereich, der bei einem Seitenaufprall bevorzugt vom Stoßfänger des Unfallpartners getroffen werden kann, ist mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen auf wirkungsvolle und baulich einfache Weise zu schützen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in

Fig. 1 und 2 jeweils eine Perspektivansicht von schräg vorne oben bzw. von seitlich unten auf eine überwiegend aus planen Leichtbauplatten zusammengesetzte Tragstruktur eines Kraftwagens;

Fig. 3 eine Perspektivansicht von schräg vorne auf die teilweise mit Verkleidungsteilen beplankte Tragstruktur gemäß den Fig. 1 und 2, an der u. a. eine Antriebseinheit sowie ein Fahrwerk angeordnet sind;

Fig. 4 einen ausschnittsweisen, schematischen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 durch den außenseitig mit einer Kotflügelverkleidung beplankten Seitenwandbereich der Tragstruktur vor der Seitentür; und in

Fig. 5 einen vergrößerten, ausschnittsweisen und schematischen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3 durch den außenseitig mit einer Schwellerverkleidung beplankten Schweller.

In den Fig. 1 und 2 ist in Perspektivansicht von schräg vorne oben bzw. von seitlich unten eine aus energieabsorbierenden, eigen- und beulsteifen, ebenen Leichtbauplatten gebildete Tragstruktur eines Kraftwagens dargestellt. Die Leichtbauplatten sind je nach Anforderung vorzugsweise in Sandwichbauweise, mit Wabenstruktur, in Holz, in Aluminium, als Faserverbund, als Strangpreßprofil oder dgl. gefertigt. Um günstige Fertigungsbedingungen zu erreichen, können die einzelnen Plattenabschnitte sowohl einteilig ausgebildet und abgewinkelt als auch mehrteilig gefügt sein. Vorn im Fußraumbereich 12 geht ein tragender Boden 10 in eine Stirnwand 14 über, die einen an den Boden 10 anschließenden, schräg nach vorne oben gerichteten Übergangsbereich 16 und einen etwa vertikalen Bereich 18 umfaßt. Seitlich und oben ist der Fußraumbereich 12 von einer vorderen und einer hinteren oberen Leichtbauplatte 26, 28 sowie von seitlichen Stützkastenwände 30 begrenzt, die mit dem Boden 10 und der Stirnwand 14 einen Stützkasten 22 für eine an diesem befestigte Vorbaustruktur 24 bilden. Die Stützkastenwände 30 sind dabei integraler Bestandteil der Seitenwände 32 der Tragstruktur. Die Knautschzone 24 umfaßt zwei vordere Längsträger 34 mit jeweils einem etwa vertikalen Plattenschenkel 36 und einen quer dazu verlaufenden Plattenschenkel 38. Am vorderen Ende der Längsträger 34 ist eine in Fahrzeugquerrichtung und etwa vertikal verlaufende vordere Abschlußwand 42 befestigt.

Hinten geht der Boden 10 in eine schräg nach hinten oben ragende Hecktrennwand 52 über, hinter der sich eine als Knautschzone ausgebildete Heckstruktur 54 mit hinteren Längsträgern 56 anschließt. Diese weisen jeweils einen sich in Fahrzeughochrichtung und einen sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Plattenschenkel 58, 60 auf. Am hinteren Ende der hinteren Längsträger 56, welche über Leichtbauplatten 74, 75, 76 fest miteinander verbunden sind, ist eine in Fahrzeugquerrichtung sowie etwa vertikal verlaufend hintere Abschlußwand 64 befestigt. Die Seitenwände 32 erstrecken sich zwischen der vorderen und hinteren Abschlußwand 42, 64 und sind vorne und hinten mit jeweils einem Radausschnitt versehen. Demgemäß ist die Seitenwand 32 über die überwiegende Länge des zugeordneten vorderen oder hinteren Längsträgers 34, 56 als Steg 48, 70 ausgebildet, der am quer verlaufenden Plattenschenkel 38, 60 des entsprechenden Längsträgers 34, 56 sowie an der zugeordneten Abschlußwand 42, 64 befestigt ist. Insgesamt bilden der jeweilige vordere Längsträger 34, der Steg 48, die Stirnwand 14 und die vordere Abschlußwand 42 jeweils einen Radkasten für ein Vorderrad; die hinteren Radkästen sind jeweils durch den entsprechenden hinteren Längsträger 56, den Steg 70, die Hecktrennwand 52 und die hintere Abschlußwand 64 gebildet. Die Seitenwände 32 weisen jeweils eine Seitentüröffnung 78 für eine Seitentür 80 (Fig. 3) auf, von der in den Fig. 1 und 2 lediglich eine linke Türinnenwand 82 aus einer Leichtbauplatte dargestellt ist. Unterhalb der Seitentüröffnung 78 ist die Seitenwand 32 als den Boden 10 seitlich begrenzender und aussteifender Schweller 79 gestaltet.

In Fig. 3 ist in Perspektivansicht von schräg vorne die Tragstruktur gemäß den Fig. 1 und 2 gezeigt, welche u. a. mit einer Antriebseinheit sowie mit einem Fahrwerk versehen und auf ihrer linken Seite mit Verkleidungsteilen aus Kunststoff oder dgl. elastisch verformbaren Material beplankt ist. Hierbei ist ein vorderer und ein hinterer, an die Seitentüröffnung 78 angrenzender Seitenwandbereich 84, 86 (Fig. 1) außenseitig mit einer vorderen bzw. hinteren Kotflügelverkleidung 88, 90 beplankt. Der unterhalb der Seitentüröffnung 78 verlaufende Schweller 79 ist an seiner Außenseite mit einer Schwellerverkleidung 92 beplankt, die sich hier vom vorderen bis zum hinteren Radlauf erstreckt und vorne und hinten unterhalb der vorderen und hinteren Kotflügelverkleidung 88, 90 angeordnet ist. Die Türinnenwand 82 der Seitentür 80 ist ebenfalls mit einer Türverkleidung 91 verkleidet. An der vorderen und hinteren Abschlußwand 42, 64 ist jeweils ein der Leichtbauplatte vorgeordneter Querträger 94 vorgesehen, der über zwei Längsschenkel 96 an der Leichtbauplatte bzw. an den Längsträgern 34, 56 befestigt ist.

In Fig. 4 ist ausschnittweise ein schematischer Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 durch den außenseitig mit der Kotflügelverkleidung 88 beplankten vorderen Seitenwandbereich 84 der Tragstruktur dargestellt. Neben dem vorderen Seitenwandbereich 84 sind von der Tragstruktur die vordere obere Leichtbauplatte 26 und der darunter angeordnete Übergangsbereich 16 der Stirnwand 14 im Schnitt erkennbar. Zwischen dem Seitenwandbereich 84 und der Kotflügelverkleidung 88 befindet sich hier ein als umfangsseitig geschlossener Hohlraum ausgebildeter Zwischenraum 100. Innerhalb dieses Zwischenraums 100 ist ein zur Aufnahme von Stoßkräften geeignetes Absorptionselement 102 angeordnet, welches im Falle eines Seitenaufpralls durch auf die Kotflügelverkleidung 88 wirkende Aufprallkräfte unter Abstützung auf der zugeordneten Gegenfläche 104 des vorderen Seitenwandbereichs 84 verformbar ist. Das Absorptionselement 102 liegt in seinem hier gezeigten unbelasteten Zustand mit seiner der Gegenfläche 104 zugewandten innere Seite 106 am vorderen Seitenwandbereich 84 an; demgegenüber verläuft die äußere Seite 108 des Absorptionselements 102 - wiederum in unbelastetem Zustand betrachtet - in einem Abstand zu der zugeordneten Innenseite 110 der Kotflügelverkleidung 88. Mit anderen Worten liegt das Absorptionselement 102 bereits in unbelastetem Zustand an dem Seitenwandbereich 84 an, während es mit der Kotflügelverkleidung 88 erst im Verlauf eines Seitenaufpralls - bedingt durch die auf die Kotflügelverkleidung 88 wirkenden Aufprallkräfte - in Anlage kommt. Natürlich wäre es in diesem Zusammenhang denkbar, dass beide Seiten 106, 108 des Absorptionselements 102 bereits in dessen unbelastetem Zustand an der zugeordneten Gegenfläche 104, 110 anliegen, oder aber beide Seiten 106, 108 des Absorptionselements 102 in dessen unbelastetem Zustand mit Abstand zu der zugeordneten Gegenfläche 104, 110 angeordnet sind und erst im Verlauf eines Seitenaufpralls miteinander in Anlage kommen. An seiner oberen und unteren Stirnseite 112, 114 ist das Absorptionselement 102 in dessen unbelastetem Zustand ebenfalls mit Abstand zu der Kotflügelverkleidung 88 angeordnet.

Die Kotflügelverkleidung 88 ist hier mit ihrer oberen Randseite 116 über einen Flanschabschnitt 117 mit Hilfe von Schraub- oder Rastverbindungen unbeweglich an der oberen Stirnfläche des vorderen Seitenwandbereichs 84 gehalten. Hingegen ist die untere Randseite. 118 der Kotflügelverkleidung 88 mit einem weiteren Flanschabschnitt 119 auf der korrespondierenden unteren Stirnfläche des vorderen Seitenwandbereichs 84 schiebegeführt. Im Nahbereich der oberen Randseite 116 weist die Kotflügelverkleidung 88 einen Biegeabschnitt 120 auf, um den der freie untere Abschnitt der Kotflügelverkleidung 88 infolge eines Seitenaufpralls schwenkverlagerbar und demzufolge die untere Randseite 118 gegenüber der Tragstruktur in Richtung der Fahrzeugmitte verschiebbbar ist. Dabei ist die Kotflügelverkleidung 88 lastverteilend ausgelegt, so dass die im Falle eines Seitenaufpralls entstehenden Aufprallkräfte zur Vermeidung von schwereren Schäden möglichst großflächig an das Absorptionselement 102 bzw. an die Tragstruktur übertragen werden.

Gemäß dem hier beschriebenen Absorptionselement 102 ist im Zwischenraum zwischen dem hinteren Seitenwandbereich 86 und der hinteren Kotflügelverkleidung 90 ein gleichartiges, zur Aufnahme von Stoßkräften geeignetes weiteres Absorptionselement 103 vorgesehen; die beiden Absorptionselemente 102, 103 sind in Fig. 3 gestrichelt angedeutet.

In Fig. 5 ist ausschnittsweise ein vergrößerter, schematischer Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3 durch den außenseitig mit einer Schwellerverkleidung 122 beplankten Schweller 79 gezeigt. Neben dem Schweller 79 ist von der Tragstruktur der Boden 10 sowie die mit der Türverkleidung 91 beplankte Türinnenwand 82 der Seitentür 80 im Schnitt erkennbar. Zwischen dem Schweller 79 und der Schwellerverkleidung 92 befindet sich hier ein als umfangsseitig geschlossener Hohlraum ausgebildeter Zwischenraum 124, innerhalb dem ein weiteres, zur Aufnahme von Stoßkräften geeignetes Absorptionselement 126 angeordnet ist, welches im Falle eines Seitenaufpralls durch auf die Schwellerverkleidung 92 wirkende Aufprallkräfte unter Abstützung auf der zugeordneten Gegenfläche 128 des Schwellers 79 verformbar ist. Der durch den Schweller 79 und die Schwellerverkleidung 92 begrenzte Zwischenraum 124 ist dabei nahezu vollständig mit dem Absorptionselement 126 ausgefüllt. Sowohl die innere wie auch die äußere Seite 129, 130 des Absorptionselements 126 verlaufen in dessen unbelastetem Zustand in einem Abstand zu der zugeordneten Gegenfläche 128 des Schwellers 79 bzw. der Innenseite 132 der Schwellerverkleidung 92. Mit anderen Worten kommt das Absorptionselement 126 erst im Verlauf eines Seitenaufpralls sowohl mit dem Schweller 79 als auch mit der Schwellerverkleidung 92 zur Anlage. Natürlich wäre es in diesem Zusammenhang denkbar, dass eine oder beide Seiten 129, 130 des Absorptionselements 126 bereits in dessen unbelastetem Zustand an der zugeordneten Gegenfläche 128, 132 anliegen.

Die Schwellerverkleidung 92 ist wiederum mit ihrer oberen Randseite 134 über einen Flanschabschnitt 135 unbeweglich an der oberen Stirnfläche des Schwellers 79 gehalten; die untere Randseite 136 ist mit einem weiteren Flanschabschnitt 137 auf der korrespondierenden unteren Stirnfläche des Schwellers 79 schiebegeführt. Im Nahbereich der oberen Randseite 134 weist die Schwellerverkleidung 92 wiederum einen Biegeabschnitt 138 auf, um den der freie untere Abschnitt der Schwellerverkleidung 92 schwenkverlagerbar und somit die untere Randseite 136 gegenüber der Tragstruktur in Richtung der Fahrzeugmitte verschiebbbar ist. Auch die Schwellerverkleidung 92 ist möglichst lastverteilend ausgelegt. Im Zwischenraum zwischen Türinnenwand 82 und Türverkleidung 91 der oberhalb des Schwellers 79 dargestellten Seitentür 80 kann ebenfalls ein Absorptionselement angeordnet sein.

Die Absorptionselemente 102, 103, 126 sind hier vorzugsweise aus einer energieabsorbierenden Waben- oder Schaumstruktur gebildet. Dabei wäre es auch denkbar, den Schaum nach der Montage des jeweiligen Beplankungsteils 88, 90, 92 in den entstandenen Zwischenraum einzuspritzen. Zudem wäre es auch denkbar, die Beplankungsteils 88, 90, 92 durch den Schaum oder ein sonstiges Material an dem zugeordneten Seitenwandbereich 84, 86, 79 festzulegen, wobei dann auf eine zusätzliche Befestigung der Beplankungsteils 88, 90, 92 ggf. verzichtet werden könnte. Die hier nicht gezeigten, vertikal verlaufenden Flanschabschnitte der Beplankungsteils 88, 90, 92 können je nach Anforderung entweder an der korrespondierenden Gegenfläche der Tragstruktur festgelegt oder schiebegeführt sein.

Anstelle einer Tragstruktur aus ebenen Leichtbauplatten kann natürlich auch eine Tragstruktur in einer heute üblichen Karosserieschalenbauweise verwendet werden, bei der lediglich einzelne Seitenwandbereich, in deren Bereich die Absorptionselemente 102, 103, 126 abgestützt sind, aus ebenen und beulsteifen Platten bestehen.

Claims (10)

1. Kraftwagen mit einer Tragstruktur, die sich etwa bis auf die Höhe der Bordwandoberkante erstreckt und mindestens einen ebenen, beulsteifen Seitenwandbereich aufweist, der außenseitig mit einem elastisch verformbaren Beplankungsteil verkleidet ist, wobei zwischen dem ebenen Seitenwandbereich und dem zugeordneten Beplankungsteil ein Zwischenraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum (100, 124) zwischen Seitenwandbereich (79, 84, 86) und Beplankungsteil (88, 90, 92) ein Stoßkräfte aufnehmendes Absorptionselement (102, 103, 126) angeordnet ist, welches durch auf das Beplankungsteil (88, 90, 92) wirkende Aufprallkräfte unter Abstützung auf einer Gegenfläche (104, 128) des Seitenwandbereichs (79, 84, 86) verformbar ist.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (100, 124) ein umfangsseitig geschlossener Hohlraum ist, in den das Absorptionselement (102, 103, 126) zumindest bereichsweise formschlüssig eingreift.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beplankungsteil (88, 90, 92) für eine lastverteilende Wirkung ausgelegt ist.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Beplankungsteil (88, 92) bei der Verformung des Absorptionselements (102, 126) zumindest mit einer Randseite (118, 136) gegenüber der Tragstruktur verlagerbar ist.

5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Randseite (118, 136) auf einer korrespondierenden Gegenfläche der Tragstruktur schiebegeführt ist.

6. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Beplankungsteil (88, 92) mit seiner oberen Randseite (116, 134) unbeweglich an der Tragstruktur gehalten ist und im Nahbereich der Randseite (116, 134) einen Biegeabschnitt (120, 138) umfaßt, um den der freie Abschnitt des Beplankungsteils (88, 92) schwenkverlagerbar ist.

7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der beulsteife Seitenwandbereich als unterhalb einer Seitentüröffnung (78) verlaufender Schweller (79) ausgebildet ist, der außenseitig mit einer Schwellerverkleidung (92) beplankt ist.

8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Schweller (79) und die Schwellerverkleidung (92) begrenzte Zwischenraum (124) nahezu vollständig mit dem Absorptionselement (126) ausgefüllt ist.

9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der beulsteife Seitenwandbereich (84, 86) an die Seitentüröffnung (78) angrenzt und mit einer Kotflügelverkleidung (88, 90) beplankt ist.

10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur aus planen Leichtbauplatten zusammengesetzt ist.