DE10117535B4

DE10117535B4 - Personenkraftwagen

Info

Publication number: DE10117535B4
Application number: DE2001117535
Authority: DE
Inventors: Josip Vlahovic
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2001-04-07
Filing date: 2001-04-07
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2021-04-08
Also published as: DE10117535A1

Abstract

Personenkraftwagen in dessen Karosserie ein vorderer und ein hinterer Rahmenverbund zur Aufnahme und Weiterleitung von Crashimpulsen integriert ist, wobei jeder der beiden Rahmenverbunde an beiden Fahrzeugseiten jeweils wenigstens einen oberen und einen unteren Längsträger sowie ausgehend vom jeweiligen Fahrzeugende schräg ansteigend ausgerichtete Verbindungsstreben zwischen den jeweils unteren und den jeweils oberen Längsträgern umfasst und wobei die oberen Längsträger jedes Rahmenverbundes an einen im Bereich der Gürtellinie des Fahrzeuges angeordneten oberen Querträger einer Fahrgastzelle angeschlossen sind und wobei ferner jede der beiden Fahrzeugtüren mit mindestens einem Seitenaufprallschutzträger ausgestattet ist, welcher im Bereich der Gürtellinie des Fahrzeuges angeordnet und unter der Wirkung eines Crashimpulses längenveränderlich ist, derart, dass er im ausgefahrenen Zustand mit wenigstens einer der Säulen der Fahrgastzelle verriegelnd in Eingriff gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Gürtellinie des Fahrzeuges angeordneten Seitenaufprallschutzträger (22) in den Fahrzeugtüren (19) an jeder Fahrzeugseite zu den an die oberen Querträger (10 und...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die DE 195 03 044 A1 zeigt obere und untere Längsträger sowie Türen an beiden Seiten des Fahrzeugkörpers, die als Klapp-, Schiebe-, Hebe- oder Flügeltüren ausgebildet sein können. Der integrierte Mechanismus für einen Seitenaufprallschutz umfasst zwei Rahmenstäbe, die im Abstand voneinander angeordnet sind. Diese Rahmenstäbe sind auf die Weite zwischen dem Tragrahmen abgestimmt.
Aus der DE 196 00 933 A1 ist es im Zusammenhang mit Karosserien von Personenkraftwagen bekannt in die Karosserie beiderseits einer steif ausgebildeten Fahrgastzelle einen vorderen und einen hinteren Rahmenverbund zu integrieren. Dabei ist es Zweck dieser Gestaltungsweise eines Fahrzeugrahmens den vorderen und hinteren Rahmenverbund derart auszubilden, dass sie durch Verformung havariebedingte Längskräfte bis zu einer definierten Aufprallgeschwindigkeit aufnehmen können, ohne dass die Aufbaustruktur in Mitleidenschaft gezogen wird. Um hierbei eine in Längsrichtung lediglich über in die Bodengruppe integrierte Längsträger und Dachholme ausgesteifte Fahrgastzelle derart steif auszubilden, dass bei gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeiten auftretende Crashimpulse nur durch lokal begrenzte Verformungen in dem vorderen bzw. dem hinteren Rahmenverbund des Aufbaus abgebaut bzw. aufgenommen werden, ist bei der bekannten Gestaltungsweise ein erheblicher Aufwand für die Aussteifung der Fahrgastzelle erforderlich. Bei Fahrzeugen mit einer nach oben offenen Fahrgastzelle, beispielsweise bei Cabrioletfahrzeugen, können keine Dachlängsträger oder dergl. für die Aussteifung der Fahrgastzelle herangezogen werden, so dass die bekannte Bauweise in die Fahrzeugkarosserie integrierter und durch Eigenverformung aus einem Crashgeschehen resultierende Längskräfte abbauender Rahmenverbunde hier nicht ohne Weiteres zu dem angestrebten Erfolg führen kann.
Andererseits ist es, beispielsweise aus der WO 97/18965 A1 durchaus auch bekannt, sowie im übrigen ferner auch gebräuchlich, die Seitentüren von Personenkraftwagen mit in deren Längsrichtung von Karosseriesäule zu Karosseriesäule verlaufenden Seitenaufprallschutzträgern auszustatten, welche zwar in erster Linie die Verformung der Fahrzeugtüren bei einem Seitenaufprall begrenzen sollen, auf Grund ihrer Ausbildung und Anordnung aber durchaus auch in der Lage sind, in einem frontalen Crashfall auf die Fahrgastzelle einwirkende Längsstöße bzw. Crashimpulse in einer solchen Weise durch die Fahrgastzelle hindurchzuleiten, dass unter bestimmten Verhältnissen einer Verformung der Fahrgastzelle entgegengewirkt wird. Diese Seitenaufprallschutzträger sind zwar in machen Fällen derart längenveränderlich gestaltet, dass sie unter der Wirkung eines durch einen Seitenaufprall ausgelösten Crashimpulses mindestens mit einer der Karosseriesäulen, vorzugsweise der B-Säule der Fahrgastzelle, in formschlüssigen Eingriff gelangen. Jedoch sind für Fahrzeugkarosserien der offenen Gattung diese Seitenaufprallschutzträger zu weit unterhalb der Gürtellinie der Fahrzeugkarosserie angeordnet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer mit einem integrierten vorderen und hinteren Rahmenverbund ausgestatteten Fahrzeugkarosserie die Aussteifung der Fahrgastzelle derart zu verbessern, dass bei verhältnismäßig geringem zusätzlichen Aufwand bis zu einer definierten Aufprallgeschwindigkeit aus einem Frontal- oder Heckaufprall resultierende Crashimpulse auch bei Fahrgastzellen der offenen Gattung z. B. für Cabrios nicht zu einer Verformung der Fahrgastzelle führen können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Anordnung steifer Seitenaufprallschutzträger in einer zu den die oberen Längsträger sowohl des vorderen als auch des hinteren Rahmenverbundes mit der Fahrgastzelle verbindenden Querträgern fluchtenden Ausrichtung gewährleistet eine zusätzliche Aussteifung der Fahrgastzelle bezüglich in Fahrzeuglängsrichtung auftretender Crashimpulse. Insbesondere führen diejenigen Kraftanteile aus Crashimpulsen, die nicht durch Verformung des vorderen bzw. hinteren Karosseriebereiches oder des vorderen bzw. hinteren Rahmenverbundes abgebaut werden können, nicht mehr zu einer Verformung der Fahrgastzelle, sondern werden mehr oder minder über diese in die anschließenden Aufbaustrukturen übertragen. Die vorgenannte Anordnung der Seitenaufprallschutzträger, etwa im Bereich der Gürtellinie des Fahrzeuges, führt bei entsprechender Aufbaubeanspruchung, insbesondere auch bei Cabriofahrzeugen, zu einer hinreichend formerhaltenden Aussteifung der Fahrgastzelle.
Eine besondere Sicherheit gegen die aus einem eventuellen Seitenaufprall resultierenden Auswirkungen, insbesondere Verformungen der Fahrzeugtüren, wird zugleich durch die Anordnung jeweils eines zweiten Seitenaufprallschutzträgers im unteren Bereich der Fahrzeugtür erreicht. Der zweite Seitenaufprallschutzträger bewirkt in Verbindung mit der Schutzwirkung des obenliegend in der Gürtellinie angeordneten ersten Seitenaufprallschutzträgers, auf Grund seiner diesem gegenüber nach unten höhenversetzten Lage, eine zusätzliche und optimale Aussteifung der Fahrzeugtür.
Um seine größtmögliche Versteifungs- und damit Schutzwirkung entwickeln zu können muss sicher gestellt sein, dass der in der Gürtellinie angeordnete obere Seitenaufprallschutzträger seine Ausrichtung gegenüber den angrenzenden Säulen der Fahrgastzelle auch im Fall einer Havarie beibehält. Hierzu ist vorgesehen, dass der obere Seitenaufprallschutzträger in Abhängigkeit vom Auftreten eines Crashimpulses mindestens mit der B-Säule der Fahrgastzelle in formschlüssigen Eingriff gebracht wird. Vorteilhafterweise wird dies mit Hilfe einer teleskopisch längenveränderlichen Ausbildung des Seitenaufprallschutzträgers und der Verwendung eines in Abhängigkeit von Signalen der üblicherweise für die Zündung der Airbags des Fahrgastraumes ohnehin vorhandenen Kollisionssensoren zündbaren pyrotechnischen Gasdruckerzeugers zur teleskopischen Verlängerung des Seitenaufprallschutzträgers verwirklicht. Dabei kann dem oder den ausfahrbaren Bereich(en) des oberen Seitenaufprallschutzträgers jeweils eine Ausnehmung in der jeweils zugehörigen Säule, A- und/oder B-Säule, der Fahrgastzelle zugeordnet sein. In einer einfacheren Ausführungsform ist der obere Seitenaufprallschutzträger einseitig teleskopisch verlängerbar und einerseits gegen die Scharnierplatte des oberen Türscharnieres abgestützt, andererseits ist sein teleskopisch ausfahrbarer Teil mit einem einen zur ausgesteiften Ausnehmung in der B-Säule komplementär gestalteten Abstützbereich aufweisenden Abstützelement ausgestattet.
Zur Gewährleistung eines problemlosen Öffnens der Fahrzeugtüren auch nach einem Unfall ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass zumindest dem teleskopisch längenveränderlichen oberen Seitenaufprallschutzträger eine ihn nach erfolgter Ausdehnung umgehend wieder in seine Ausgangslage zurückführende Rückzugsfeder zugeordnet ist. Im Einzelnen wird dies vorteilhafterweise dadurch bewerkstelligt, dass zum Abbau des mittels des pyrotechnischen Gaserzeugers in wenigstens einem Teilraum eines längenveränderlichen oberen Seitenaufprallschutzträgers erzeugten und dem Ausfahren dessen teleskopisch ausfahrbaren Teiles dienenden Gasdruckes nach Beendigung des Crashgeschehens der Druckraum des Seitenaufprallschutzträgers mit einer Anzahl von Öffnungen mit geringer lichter Weite versehen ist.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Einzelnen beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer mit einem aus vorderen und hinteren Rahmenverbund und Fahrgastzelle bestehenden Rahmen ausgestatteten Fahrzeugkarosserie für einen Personenkraftwagen,
2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines oberen Seitenaufprallschutzträgers für eine Fahrzeugtür zum Personenkraftwagen gemäß 1.
In die Karosserie des im Ausführungsbeispiel dargestellten und als Cabriolet ausgebildeten Personenkraftwagens ist ein aus einem vorderen 1 und einem hinteren Rahmenverbund 2 sowie einer steifen Fahrgastzelle 3 bestehender Rahmen integriert. Eine Aufgabe des vorderen Rahmenverbunds 1 und des hinteren Rahmenverbundes 2 ist die Aufnahme und der Abbau von aus Crashimpulsen resultierenden Längskräften durch Eigenverformung, wobei die Deformationsaufnahme wenigstens bis zu bestimmten Aufprallgeschwindigkeiten derart sein soll, dass eine Verformung der Fahrgastzelle 3 weitgehend vermieden ist. Der Rahmen zeichnet sich durch eine über die gesamte Fahrzeuglänge hin durchgehende beidseitige Anordnung unterer Längsträger 4 aus, welche in einem vorderen Abschnitt 5 den unteren Teil des vorderen Rahmenverbundes 1, in einem mittleren Abschnitt 6 die unteren Längsträger der Fahrgastzelle 3 und in einem hinteren Abschnitt 7 den unteren Teil des hinteren Rahmenverbundes 2 bilden. Der vordere Rahmenverbund 1 umfasst ferner obere Längsträger 8, die am vorderen Ende über einen Träger 9 an die vorderen Abschnitte 5 der Längsträger 4 angeschlossen sind und am hinteren Ende mit einem oberen Querträger 10 der Fahrgastzelle 3 verbunden sind. Zwischen den unteren Abschnitten 5 der unteren Längsträger 4 und den oberen Längsträgern 8 sind jeweils von der Fahrzeugstirnseite ausgehend schräg nach oben ansteigende Verbindungsstreben 11 angeordnet. Der hintere Rahmenverbund 2 besteht aus oberen Längsträgern 12, die am vorderen Ende an einen hinteren Querträger 13 der Fahrgastzelle 3 angeschlossen und am hinteren Ende bei 14 mit den hinteren Abschnitten 7 der Längsträger 4 verbunden sind. Vervollständigt ist der hintere Rahmenverbund 2 durch Verbindungsstreben 15, die ausgehend vom hinteren Ende des Fahrzeuges nach vorne oben ansteigend ausgerichtet sind. Im Einzelnen sind die Verbindungsstreben 1 5 am hinteren Ende bei 16 an die Abschnitte 7 der Längsträger 4 angeschlossen und am vorderen Ende mit dem hinteren Querträger 13 der Fahrgastzelle 3 verbunden. Die Fahrgastzelle 3 ist mit die oberen Querträger 10 und 13 mit den mittleren Abschnitten 6 der Längsträger 4 verbindenden vorderen A-Säulen 17 und hinteren B-Säulen 18 ausgestattet. Die Seitentüren 19 der Fahrzeugkarosserie sind vorderendig über obere Türscharniere 20 und im einzelnen nicht gezeigte untere Türscharniere schwenkbar an die A-Säulen 17 der Fahrgastzelle 3 angeschlossen und in ihrer Schließstellung am hinteren Ende über eine Schlosseinrichtung 21 an den B-Säulen 18 gehalten. Die Seitentüren 19 sind mit einem, ersten oberen im Bereich der Gürtellinie der Fahrzeugkarosserie angeordneten Seitenaufprallschutzträger 22 und einem diesem gegenüber nach unten höhenversetzt angeordneten zweiten Seitenaufprallschutzträger 23 ausgestattet. Die ersten Seitenaufprallschutzträger 22 sind teleskopisch längenveränderlich ausgebildet und umfassen jeweils einen ersten gegen das Scharnierblatt 24 eines oberen Türscharnieres 20 abgestützten Längenabschnitt 25 und einen diesen gegenüber teleskopisch ausfahrbaren, ein einen Abstützbereich aufweisendes Abstützelement umfassenden, zweiten Längenabschnitt 26. Dem ausfahrbaren Längenabschnitt 26 der Seitenaufprallschutzträger 22 ist jeweils eine zum Abstützbereich seines Abstützelementes komplementär gestaltete, ausgesteifte Ausnehmung 27 in der B-Säule 18 der Fahrgastzelle 3 zugeordnet. Dem Vorschub des ausfahrbaren Längenabschnittes 26 der Seitenaufprallschutzträger 22 ist jeweils eine mittels eines pyrotechnischen Gaserzeugers 28 mit einem Gasdruck beaufschlagbare Druckkammer 29 zugeordnet. Zur Zündung der pyrotechnischen Gaserzeuger 28 werden die am Fahrzeug für die Aktivierung der Airbags ohnehin vorhandenen Kollisionssensoren 30 verwendet. Dem ausfahrbaren Längenabschnitt 26 der Seitenaufprallschutzträger 22 ist jeweils eine Rückstellfeder 31 zugeordnet, welche einerseits gegen eine Stirnwand 32 der Seitentüre 19 abgestützt sind und andererseits an radial gerichteten Vorsprüngen 33 des ausfahrbaren Längenabschnittes 26 angreift. Zur Beschleunigung der Rückstellung des ausfahrbaren Längenabschnittes 26 der Seitenaufprallschutzträger 22 nach Beendigung des Crashgeschehens ist der jeweilige Druckraum 29 mit einer Anzahl von Öffnungen 34 mit geringer lichter Weite versehen, mittels derer ein verhältnismäßig rascher Druckabbau in den Druckräumen 29 möglich ist.

Claims

Personenkraftwagen in dessen Karosserie ein vorderer und ein hinterer Rahmenverbund zur Aufnahme und Weiterleitung von Crashimpulsen integriert ist, wobei jeder der beiden Rahmenverbunde an beiden Fahrzeugseiten jeweils wenigstens einen oberen und einen unteren Längsträger sowie ausgehend vom jeweiligen Fahrzeugende schräg ansteigend ausgerichtete Verbindungsstreben zwischen den jeweils unteren und den jeweils oberen Längsträgern umfasst und wobei die oberen Längsträger jedes Rahmenverbundes an einen im Bereich der Gürtellinie des Fahrzeuges angeordneten oberen Querträger einer Fahrgastzelle angeschlossen sind und wobei ferner jede der beiden Fahrzeugtüren mit mindestens einem Seitenaufprallschutzträger ausgestattet ist, welcher im Bereich der Gürtellinie des Fahrzeuges angeordnet und unter der Wirkung eines Crashimpulses längenveränderlich ist, derart, dass er im ausgefahrenen Zustand mit wenigstens einer der Säulen der Fahrgastzelle verriegelnd in Eingriff gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Gürtellinie des Fahrzeuges angeordneten Seitenaufprallschutzträger (22) in den Fahrzeugtüren (19) an jeder Fahrzeugseite zu den an die oberen Querträger (10 und 13) der Fahrgastzelle (3) anschließenden Endbereichen der oberen Längsträger (8 bzw. 12) sowohl des vorderen (1) als auch des hinteren Rahmenverbundes (2) fluchtend ausgerichtet sind.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jede der beiden Fahrzeugtüren (19) ein zweiter, dem oberen, in der Fahrzeuggürtellinie angeordneten Seitenaufprallschutzträger (22) gegenüber tieferliegend angeordneter Seitenaufprallschutzträger (23) integriert ist.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Seitenaufprallschutzträger (23) längenveränderlich gestaltet sind und im Crashfalle jeweils mittels eines durch in Abhängigkeit von Signalen von Aufprallsensoren (30) zündbarer pyrotechnischer Gaserzeuger (28) erzeugten Gasdruckes in ihre ausgefahrene Wirkstellung verbracht werden.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Crashfalle längenveränderlichen oberen Seitenaufprallschutzträger (22) einerseits bezüglich der A-Säule (10) formschlüssig an einer Aufnahme abgestützt sind und in ihrem ausgefahrenen Zustand jeweils mit einer ausgesteiften Ausnehmung (27) in der B-Säule (18) der Fahrgastzelle (3) in Eingriff stehen.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die A-säulenseitige Abstützung der längenveränderlichen oberen Seitenaufprallschutzträger (22) das jeweils ohnehin vorhandene obere Türscharnier (20) einbezogen ist.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Seitenaufprallschutzträger (22) jeweils teleskopisch längenveränderlich gestaltet sind, wobei ein teleskopisch ausfahrbarer Teil (26) mit einem einen zur ausgesteiften Ausnehmung in der B-Säule (18) komplementär gestalteten Abstützbereich aufweisenden Abstützelement ausgestattet ist.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der teleskopisch längenveränderlichen oberen Seitenaufprallschutzträger (22) eine ihn in seine Ausgangslage zurückführende Rückzugsfeder (31) zugeordnet ist.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abbau des mittels der pyrotechnischen Gaserzeuger (28) in wenigstens einem Teilraum der längenveränderlichen oberen Seitenaufprallschutzträger (22) erzeugten und dem Ausfahren des teleskopisch ausfahrbaren Teiles (26) dienenden Gasdruckes nach Beendigung des Crashgeschehens der Druckraum (29) des Seitenaufprallschutzträgers (22) mit einer Anzahl von Öffnungen (34) mit geringer lichter Weite verseher ist.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Längsträger (5 und 7) sowohl des vorderen (1) als auch des hinteren Rahmenverbundes (2) durch die Längsträger (4) einer auch die Fahrgastzelle (3) einschließenden Bodengruppe der Karosserie gebildet sind.