DE102004007051B4

DE102004007051B4 - Karosserie für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004007051B4
Application number: DE102004007051.2A
Authority: DE
Inventors: Vilem Krotky; Dipl.-Ing. Ruf Jochen; Dipl.-Ing. Schnabel Alfred; Dipl.-Ing. Schon Uwe; Stefan Tokai
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2024-02-14
Also published as: DE102004007051A1

Abstract

Karosserie (1) für ein Kraftfahrzeug mit zwei im Vorderteil (2) des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Längsträgern (3), die im vorderen Bereich an einem vorderen Querträger (4) angeschlossen sind, hinter dem sich je ein Dämpferdom (5) befindet, an den zumindest je eine mit einem hinteren Querträger (7) verbundene Strebe (6) angeschlossen ist, wobei die beiden Streben (6) über je einen der mit Abstand zueinander angeordneten Anschlusspunkte (8, 9) mit dem hinteren Querträger (7) und über je einen Anschlusspunkt mit dem oberen Bereich je eines Dämpferdoms (5) des Kraftfahrzeugs verbunden sind, wobei die Dämpferdome seitlich von einer Brennkraftmaschine (12) und/oder einem Fahrzeuggetriebe (13) vorgesehen sind und zumindest von Karosserieteilen (21, 23) und/oder den Längsträgern (3) aufgenommen werden, und wobei das Fahrzeuggetriebe (13) sich zumindest teilweise in einen Fahrzeugtunnel (25) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (3) so ausgebildet sind, dass mittels diesen bei einem Aufprall -mit Bezug auf die Fahrtrichtung- größere Stoßkräfte aufnehmbar sind als von Tragteilen der Brennkraftmaschine (12) und/oder des Fahrzeuggetriebes (13), so dass bei einem Anprall von vorne, auch mit teilweiser Überdeckung, die Brennkraftmaschine (12) und/oder das Fahrzeuggetriebe (13) sich in Richtung des Fahrzeugtunnels (25) bewegen beziehungsweise bewegt und dabei eine größere Rückverschiebung erfahren beziehungsweise erfährt als die seitlich davon angeordneten Karosserieteile (21,23) oder die Dämpferdome (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug mit zwei im Vorderteil des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Längsträgern, die im vorderen Bereich an einem vorderen Querträger angeschlossen sind, hinter dem sich je ein Dämpferdom befindet, an den zumindest je eine mit einem hinteren Querträger verbundene Strebe angeschlossen ist, wobei die beiden Streben über je einen der mit Abstand zueinander angeordneten Anschlusspunkte mit dem hinteren Querträger und über je einen Anschlusspunkt mit dem oberen Bereich je eines Dämpferdoms des Kraftfahrzeugs angeschlossen sind, wobei die Dämpferdome seitlich von einer Brennkraftmaschine und/oder einem Fahrzeuggetriebe vorgesehen sind und zumindest von Karosserieteilen und/oder den Längsträgern aufgenommen werden, und wobei das Fahrzeuggetriebe sich zumindest teilweise in einen Fahrzeugtunnel erstreckt.
Aus der gattungsbildenden US 3,211,491 A ist bereits eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug bekannt, die im vorderen Bereich einen Querträger aufweist, hinter dem sich zwei Dämpferdome befinden, an denen je eine Strebe angeschlossen ist, wobei die hinteren Enden der beiden Streben über je einen der mit Abstand zueinander angeordneten Anschlusspunkte eines hinteren Querträgers des Kraftfahrzeugs angeschlossen sind.
Aus der JP2001-138 952 A geht eine Fahrzeugkarosserie hervor, in deren Vorbau Dämpferdome angeordnet sind, welche mittels einer Strebenanordnung miteinander und einer Instrumententafel verbunden sind, sodass dieser Vorbaubereich ausgesteift ist, dass bei einer Frontalkollision Teile einer in etwa auf Höhe der Instrumententafel angeordneten Bremsanlage besser geschützt sind. Weiterhin ist auch aus der FR 1 296 852 A und der JP H09-2 332 A bekannt, im Vorbaubereich eines Fahrzeugs vorgesehene Dämpferdome mittels einer Strebenanordnung nach hinten in Richtung einer Fahrgastzelle abzustützen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Karosserieteile, insbesondere die Querträger und Streben, derart auszubilden und anzuordnen, dass im Fall eines Frontalzusammenstoßes die Intrusion einer zwischen dem Vorbau und der Fahrgastzelle angeordneten Stirnwand und/oder der Pedalanordnung in den Fahrgastraum vermieden und darüber hinaus das Energieabsorptionspotenzial der Karosserie-Vorbaustruktur möglichst ausgeschöpft werden.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Karosserie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest die die Brennkraftmaschine und/oder das Fahrzeuggetriebe umgebenden Karosserieteile und/oder Längsträger bei einem Aufprall einen größeren Widerstand entgegensetzen als die, mit Bezug auf die Fahrtrichtung, im mittleren Bereich vorgesehenen Fahrzeugteile. Durch die vorteilhafte Ausbildung der vorderen Fahrzeugkarosserie wird eine zu starke Dämpferdom-Rückverschiebung und damit eine Intrusion der Pedalanordnung sowie der Stirnwand vermieden, da bei einem Frontalzusammenstoß der Kraftfluss über die Seitenteile der Karosserie, die Längsträger und die V-förmig angeordneten Streben in die A-Säule und dann in den Unterboden und den Tunnel des Fahrzeugs verläuft. Bei einem Frontalzusammenstoß im rechten oder linken Bereich der Karosserie verläuft der Kraftfluss über den Motor und über die Längsstrebe in die A-Säule und dann in den Unterboden und den Tunnel des Fahrzeugs. In beiden Fällen wird, wie erwähnt, eine Intrusion der Stirnwand sowie der Pedalanordnung in den Fahrgastraum vermieden.
Hierzu ist es vorteilhaft, dass bei einem Aufprall die sich in Fahrtrichtung erstreckenden Längsträger größere Stoßkräfte aufnehmen als die Brennkraftmaschine und/oder das Fahrzeuggetriebe und/oder deren Tragteile. Hierdurch wird mit einfachen baulichen Mitteln ein optimaler Kraftflussverlauf bei einem Frontalzusammenstoß erreicht, so dass sich Motor und Getriebe in den Fahrzeugtunnel bewegen können, ohne dass dabei wichtige Zonen des Überlebensraumes der Fahrgastzelle beeinträchtigt werden.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass der Dämpferdom mittelbar oder unmittelbar mit dem Längsträger fest verbunden ist.
Ferner ist es vorteilhaft, dass sich bei einem Aufprall von vorne, auch mit teilweiser Überdeckung, die Brennkraftmaschine und/oder das Fahrzeuggetriebe in Richtung des Fahrzeugtunnels bewegt und dabei eine größere Rückverschiebung erfährt als die seitlich davon angeordneten Karosserieteile oder die Dämpferdome.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass eine durch die Strebe verlaufende Längsmittelachse mit der Längsmittelachse des Kraftfahrzeugs einen spitzen Winkel α einschließt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass die durch die Strebe verlaufende Längsmittelachse in etwa parallel zu der Längsmittelachse des Kraftfahrzeugs verläuft.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass jeder mittelbar oder unmittelbar mit dem Längsträger verbundene Dämpferdom in seinem oberen Bereich eine Anschlussstelle für je eine Strebe aufweist, die mit Bezug auf die Längsmittelachse des Fahrzeugs einen spitzen Winkel α einschließt, der kleiner ist als 35°.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass der Dämpferdom im unteren Bereich zumindest an den Längsträger angeschlossen ist.
Vorteilhaft ist es ferner, dass im vorderen Bereich der Längsträger zur Aufnahme der Brennkraftmaschine mindestens ein Querträger oder eine Integralstrebe vorgesehen ist.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass im vorderen Bereich des Fahrzeugtunnels eine Trägerbrücke vorgesehen ist, die mittelbar oder unmittelbar mit den beiden Längsträgern und/oder Karosserieteilen und/oder mit dem Fahrzeuggetriebe verbunden ist.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die beiden Streben derart ausgebildet sind, dass sie bei einem Aufprall einen größeren Widerstand entgegensetzen als die mit Bezug auf die Fahrtrichtung vor den Streben vorgesehenen Fahrzeugteile. Hierdurch wird sichergestellt, dass die vor dem Anschlusspunkt der Strebe an dem Dämpferdom vorgesehenen Karosserieteile vollständig aktiviert werden beziehungsweise die Aufprallenergie vollständig verarbeitet wird, so dass der Dämpferdom seine Lage mit Bezug auf die Fahrgastzelle möglichst lange beibehält. Eine Verschiebung des Dämpferdoms in Richtung der Fahrgastzelle oder eine Deformierung des Dämpferdoms kann dadurch ausreichend verzögert werden. Die Streben sollen erst dann deformiert beziehungsweise gestaucht werden oder einknicken, wenn die Energieaufnahme der vorderen Karosserieteile ausgeschöpft ist. Damit jedoch ein rechtzeitiges Einknicken der Strebe erreicht wird, kann ihre Oberfläche entsprechend präpariert, beispielsweise mit Einkerbungen versehen sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.
Dabei zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Kraftfahrzeugkarosserie mit dem Kraftflussverlauf bei einem Frontalzusammenstoß;
2 eine perspektivische Darstellung einer Kraftfahrzeug-Karosserie mit zwei V-förmig angeordneten Streben in der Ansicht von vorne;
3 die Kraftfahrzeugkarosserie in der Ansicht von unten bei einem Frontalzusammenstoß mit 100 %iger Überdeckung gemäß 1;
4 die Kraftfahrzeugkarosserie in der Ansicht von unten bei einem Frontalzusammenstoß mit 40 %iger Überdeckung gemäß 1.

In 1 ist mit 1 eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs beziehungsweise eines Pkw bezeichnet, die mit zwei zumindest in einem Vorderteil 2 des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Längsträgern 3 ausgestattet ist, die in etwa auf oder oberhalb der Ebene eines Fahrzeugbodens 19 vorgesehen und im vorderen Bereich an einem vorderen, horizontal verlaufenden Querträger 4 angeschlossen sind, der auch der Stoßstange entspricht.
Die Längsträger 3 erstrecken sich von dem Querträger 4 nach hinten zumindest bis zu einer Fahrgastzelle 20 und dienen unter anderem zur Aufnahme von vorderen rechten und linken Dämpferdomen 5. Jeder Dämpferdom 5 ist ferner über Karosserieteile 21 mit seitlichen Karosserieteilen 23 und mit je einer unteren rechten beziehungsweise linken Längsstrebe 22 verbunden. Im Bereich des vorderen Endes der Längsstrebe 22 ist eine A-Säule 26 des Kraftfahrzeugs angeschlossen und mit einem Fahrzeugboden 19 und den seitlichen Karosserieteilen 23 fest verbunden.
In kurzem Abstand hinter dem vorderen Querträger 4 befindet sich ein weiterer vorderer Querträger beziehungsweise eine Integralstrebe 18, die beiderseits mit den Längsträgern 3 und/oder mit den Karosserieteilen 21 fest verbunden ist.
Wie aus 2 hervorgeht, schließt sich an die Innenseite 24 des Längsträgers 3 eine Trägerbrücke 17 an, die somit beide Längsträger 3 miteinander verbindet und sich oberhalb eines Fahrzeugtunnels 25 erstreckt, in den sich zumindest teilweise ein an eine Brennkraftmaschine 12 angeschlossenes Getriebe 13 erstreckt. Die Brennkraftmaschine 12 und das Getriebe 13 werden zumindest teilweise von dem vorderen Querträger 4 und/oder der Integralstrebe 18 aufgenommen.
Wie aus 1 und 2 hervorgeht, weist jeder Dämpferdom 5 je eine obere Anschlussstelle 15 auf, an der das vordere Ende einer rechten bzw. linken Strebe 6 angeschlossen ist, die mit ihrem hinteren Ende an einen Anschlusspunkt 8 bzw. 9 an einen oberen Querträger 7 angeschlossen ist. An den Querträger 7 schließt sich auch eine Windschutzscheibe 29 an. Die beiden Anschlusspunkte 8 bzw. 9 sind derart mit Abstand angeordnet, dass die beiden Streben 6 einen V-förmigen Verlauf aufweisen.
Die seitlich von der Brennkraftmaschine 12 und dem Getriebe 13 vorgesehenen Karosserieteile 21, 23 sind derart dimensioniert, dass sie bei einem Aufprall von vorne mit einer 100 %igen oder auch einer geringeren Überdeckung einen größeren Widerstand entgegensetzen als die mit Bezug auf die Fahrtrichtung im mittleren Bereich vorgesehenen Fahrzeugteile beziehungsweise die Karosserieteile und/oder die Brennkraftmaschine 12 und/oder ein Fahrzeuggetriebe 13.
Stößt beispielsweise das Fahrzeug mit einer 100 %igen Überdeckung gemäß 3 auf ein Hindernis, so läuft gemäß Pfeilen 31, 32 der Kraftfluss hauptsächlich über den rechten und linken Längsträger 3 in die A-Säule 26 und über die Strebe 6 in den Querträger 7 unterhalb der Windschutzscheibe 29, während nur ein geringer Anteil des Kraftflusses gemäß Pfeil 33 in den Boden beziehungsweise in den Fahrzeugtunnel 25 abgeleitet wird. Hierdurch werden bei einem frontalen Zusammenstoß eine zu starke Dämpferdomrückverschiebung und dadurch auch eine Intrusion der Pedalanordnung und/oder der Stirnwand in den Fahrgastraum vermieden. Dieser günstige Kraftflussverlauf wird auch durch die Strebe 6 begünstigt. Ähnlich verhält es sich auch, wenn nur der rechte beziehungsweise linke Teil der Karosserie getroffen wird, das heißt, wenn mit einer 40 %igen Überdeckung ein Hindernis auf das Fahrzeug aufprallt. Der Kraftfluss gemäß 1, 4 verläuft in diesem Fall über den beaufschlagten Längsträger 3 in die A-Säule 26 und über die Strebe 6 in den Querträger 7 unterhalb der Windschutzscheibe 29 und stark verringert in den Fahrzeugtunnel 25, sodass die Brennkraftmaschine 12 mit dem Getriebe 13 aufgrund seines größeren Deformationsweges weiter in den Fahrzeugtunnel 25 eindringen kann.
Die Dämpferdom-Strebe 6 bildet, wie bereits erwähnt, eine feste Verbindung zwischen dem Dämpferdom 5 und dem Querträger 7. Die Strebe 6 kann als separates Montageteil ausgebildet oder auch fest mit dem Dämpferdom 5 und dem Querträger 7 verschweißt sein. Ferner ist es möglich, die Strebe 6 als Rohr, Blechschalenkonstruktion oder Gussbeziehungsweise Strangpressteil auszubilden. Ferner kann eine durch die Strebe 6 verlaufende Längsmittelachse 10 mit der Längsmittelachse 11 des Kraftfahrzeugs einen spitzen Winkel α einschließen, um dadurch einen günstigeren Kraftflussverlauf zu erreichen.

Claims

Karosserie (1) für ein Kraftfahrzeug mit zwei im Vorderteil (2) des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Längsträgern (3), die im vorderen Bereich an einem vorderen Querträger (4) angeschlossen sind, hinter dem sich je ein Dämpferdom (5) befindet, an den zumindest je eine mit einem hinteren Querträger (7) verbundene Strebe (6) angeschlossen ist, wobei die beiden Streben (6) über je einen der mit Abstand zueinander angeordneten Anschlusspunkte (8, 9) mit dem hinteren Querträger (7) und über je einen Anschlusspunkt mit dem oberen Bereich je eines Dämpferdoms (5) des Kraftfahrzeugs verbunden sind, wobei die Dämpferdome seitlich von einer Brennkraftmaschine (12) und/oder einem Fahrzeuggetriebe (13) vorgesehen sind und zumindest von Karosserieteilen (21, 23) und/oder den Längsträgern (3) aufgenommen werden, und wobei das Fahrzeuggetriebe (13) sich zumindest teilweise in einen Fahrzeugtunnel (25) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (3) so ausgebildet sind, dass mittels diesen bei einem Aufprall -mit Bezug auf die Fahrtrichtung- größere Stoßkräfte aufnehmbar sind als von Tragteilen der Brennkraftmaschine (12) und/oder des Fahrzeuggetriebes (13), so dass bei einem Anprall von vorne, auch mit teilweiser Überdeckung, die Brennkraftmaschine (12) und/oder das Fahrzeuggetriebe (13) sich in Richtung des Fahrzeugtunnels (25) bewegen beziehungsweise bewegt und dabei eine größere Rückverschiebung erfahren beziehungsweise erfährt als die seitlich davon angeordneten Karosserieteile (21,23) oder die Dämpferdome (5).
Karosserie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpferdom (5) mittel- oder unmittelbar mit dem Längsträger (3) fest verbunden ist.
Karosserie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch die Strebe (6) verlaufende Längsmittelachse (10) mit der Längsmittelachse (11) des Kraftfahrzeugs einen spitzen Winkel α einschließt.
Karosserie (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Strebe (6) verlaufende Längsmittelachse (10) in etwa parallel zu der Längsmittelachse (11) des Kraftfahrzeugs verläuft.
Karosserie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder mittel- oder unmittelbar mit dem Längsträger (3) verbundene Dämpferdom (5) in seinem oberen Bereich eine Anschlussstelle (15) für je eine Strebe (6) aufweist, die mit Bezug auf die Längsmittelachse des Fahrzeugs einen spitzen Winkel α einschließt, der kleiner ist als 35°.
Karosserie (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpferdom (5) im unteren Bereich an den Längsträger (3) angeschlossen ist.
Karosserie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im vorderen Bereich der Längsträger (3) zur Aufnahme der Brennkraftmaschine (12) mindestens ein Querträger oder eine Integralstrebe (18) vorgesehen ist.
Karosserie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im vorderen Bereich des Fahrzeugtunnels (25) eine Trägerbrücke (17) vorgesehen ist, die mittel- oder unmittelbar mit den beiden Längsträgern (3) und/oder Karosserieteilen und/oder mit dem Fahrzeuggetriebe (13) verbunden ist.
Karosserie (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Streben (6) derart ausgebildet sind, dass sie bei einem Aufprall einen größeren Widerstand entgegensetzen als die mit Bezug auf die Fahrtrichtung vor den Streben (6) vorgesehenen Fahrzeugteile.