DE102005025200A1

DE102005025200A1 - Tragstruktur einer Fahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102005025200A1
Application number: DE200510025200
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. Averdiek; Axel Dr. Landenberger; Jochen Dipl.-Ing. Ruf; Alfred Dipl.-Ing. Schnabel; Uwe Dipl.-Ing. Schon
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-12-07

Abstract

Eine Tragstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie, die sich im Bodenbereich der Fahrgastzelle (1) an den durch eine Trennwand vorgelagerten Fahrzeugvorbau anschließt und insbesondere umfasst einerseits jeweils einen zu jeder Seite der Fahrzeuglängsmittelachse (5) beabstandeten, hinteren Längsträger (4) sowie einen Schweller (6), wobei jeweils die Schweller (6) an der Fahrzeugaußenseite und die hinteren Längsträger (4) gegenüber diesen zur Fahrzeuglängsmittelachse (5) beabstandet angeordnet sind, und andererseits ein mit den hinteren Längsträgern (4) und den Schwellern (6) fest verbundenes, insbesondere verschweißtes Bodenblech, wobei die hinteren Längsträger (4) mit diesen zugeordneten vorderen Längsträgern (2) des Fahrzeuges einen gemeinsamen Kraftpfad bilden, soll bezüglich ihrer Crashsicherheit verbessert werden, und zwar dahingehend, dass der aus hinteren Längsträgern, Bodenblech und Schwellern im vorderen Fahrgastzellenbereich gegebene Verbund sich bei einem Crash nicht auflösen kann. DOLLAR A Zu diesem Zweck zeichnet sich eine solche Tragstruktur durch folgende Merkmale aus: DOLLAR A - Jeder der beiden hinteren Längsträger (4) ist mit dem jeweils benachbarten Schweller (6) durch mindestens eine gegenüber der Fahrzeuglängsmittelachse (5) geneigte Strebe (7) verbunden, DOLLAR A - ein in den hinteren Längsträgern (4) zum Fahrzeugheck bei einem Fahrzeugcrash jeweils gerichteter Lastpfad teilt sich gabelförmig in einen jeweils ersten längsträger- und in einen zweiten, strebenseitigen ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer solchen Tragstruktur ist das Bodeblech üblicherweise mit den hinteren Längsträgern und den Schwellern fest verbunden und zwar insbesondere verschweißt.

Bei einem Fahrzeug-Frontalcrash werden von vorderen Längsträgern, die sich im Bereich des Fahrzeugvorbaus befinden und mit den hinteren Längsträgern verbunden sind, crashbedingte Aufprallkräfte von den vorderen in die hinteren Längsträger eingeleitet. Die hinteren Längsträger stehen dabei über das Bodenblech mit den jeweils benachbarten Schwellern in einem kraftschlüssigen Verbund. Bei hohen Aufprallkräften kann es zu einer Auflösung dieses kraftschlüssigen Verbundes zwischen Längsträgern und Schwellern kommen, indem sich die Verbindung zwischen den Längsträgern und/oder den Schwellern mit jeweils dem Bodenblech löst. Sind die vorgenannten Teile miteinander verschweißt, bedeutet ein solches Auflösen der Verbindung ein Auftrennen der Schweißverbindung. Eine solche Auftrenngefahr besteht insbesondere in dem vorderen Bodenbereich der Fahrgastzelle, das heißt in einem Bereich zwischen dem vorderen Fahrzeugsitzquerträger und der vorderen Fahrgastzellenwand.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, die vorgenannte Gefahr eines unfallbedingten Auflösens des kraftschlüssigen Verbundes zwischen Längsträgern, Schwellern und Bodenblech zu beseitigen beziehungsweise zumindest in einem erheblichen Maße zu verringern.

Gelöst wird dieses Problem durch die Ausbildung einer gattungsgemäßen Tragstruktur nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in dem auftrennungsgefährdeten Bereich der Bodenstruktur des vorderen Bereiches der Fahrgastzelle eine Verstärkung durch jeweils eine die Längsträger mit den benachbarten Schwellern verbindende, schräg zur Fahrzeuglängsmitte verlaufende Strebe vorzusehen. Diese Streben sind vorteilhafterweise zumindest mit dem jeweiligen hinteren Längsträgern sowie angrenzenden Schwellern verschraubt, vernietet, verschweißt und/oder verklebt. Zweckmäßigerweise sind sie darüber hinaus auch noch mit dem Bodenblech entsprechend fest verbunden.

Die erfindungsgemäßen Streben bewirken, dass innerhalb der Fahrgastzelle in einem Bereich der hinteren Längsträger, der bugseitig im vorderen Bereich der Fahrgastzelle liegt, eine Verzweigung des jeweils von den vorderen Längsträgern im Falle eines Fahrzeugcrashes ausgehenden Lastpfades erzielt werden kann. Durch diese Verzweigung wird aus den hinteren Längsträgern jeweils ein Teillastpfad über die jeweiligen Streben in die benachbarten, seitlichen Schweller abgeleitet. Dadurch wird das Bodenblech zwischen den hinteren Längsträgern und seitlichen Schwellern kraftentlastet, wodurch im Falle eines Frontalcrashes die Auftrenngefahr zwischen Bodenblech und Schwellern und/oder hinteren Längsträgern beseitigt oder doch zumindest in erheblichem Maße verringert wird.

Anstelle einer einzigen Strebe auf jeder Fahrzeugseite können gegebenenfalls auch in Fahrzeuglängsrichtung gesehen mehrere Streben hintereinander in erfindungsgemäßer Form angeordnet sein.

Ein vorteilhaftes, nachstehend näher erläutertes Ausführungsbeispiel ist schematisch in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigt die einzige:
1 eine Draufsicht auf einen im vorderen Fahrzeugabschnitt liegenden Bodenbereich der Fahrzeugkarosserie.
Der Bereich der Fahrgastzelle 1 eines Fahrzeuges ist mit einer strichpunktierten Linie umrissen, wobei lediglich der vordere Bereich der Fahrgastzelle 1 angedeutet ist. In dem der Fahrgastzelle 1 vorgelagerten Bereich des Fahrzeugvorbaues, der in der Zeichnung durch keine Umrisslinie begrenzt ist, befinden sich in üblicher Weise im Bodenbereich vordere Längsträger 2. Angedeutet durch strichpunktierte Linien sind in dem Fahrzeugvorbaubereich ferner Vorderräder 3. Gegenüber dem Fahrzeugvorbau ist die Fahrzeugzelle 1 durch eine Trennwand abgetrennt. Diese Trennwand wird in der Regel als vordere Stirnwand bezeichnet. Im Bereich dieser vorderen Stirnwand, das heißt in dem Bereich, in dem die die Vorderseite der Fahrgastzelle 1 andeutende, strichpunktierte Linie die Längsträger 2 schneidet, gehen die vorderen Längsträger 2 kraftschlüssig in hintere Längsträger 4 über. Von diesen hinteren Längsträgern 4 ist jeweils einer zu jeder Seite der Fahrzeuglängsmittelachse 5 angeordnet. Im Bereich der jeweils äußeren Querseite der Fahrgastzelle 1 befinden sich im Bodenbereich in üblicher Weise seitliche Schweller 6.
In einem relativ nahe gegenüber der die Fahrgastzelle 1 von dem Fahrzeugvorbau trennenden Stirnwand liegenden Bereich zweigt von den hinteren Längsträgern 4 jeweils eine schräg zur Fahrzeuglängsmittelachse 5 verlaufende Strebe 7 ab. Diese Streben 7 sind dabei einerseits in der vorgenannten Abzweigungsstelle fest mit dem jeweiligen hinteren Längsträger 4 und an ihren gegenüberliegenden Enden jeweils mit einem zugehörigen Schweller 6 verbunden. Die Verbindung kann vorteilhafterweise jeweils eine Schraub-, Niet-, Klebe- und/oder Schweißverbindung sein. Dabei sind die Streben 7 zweckmäßigerweise zusätzlich auch mit dem Bodenblech entsprechend fest verbunden, das wiederum mit den hinteren Längsträgern 4 sowie den Schwellern 6 fest verbunden, insbesondere verschweißt, ist. Das Bodenblech der Karosserie erstreckt sich über den gesamten Bereich des Bodens der Fahrgastzelle 1.
Der durch die Streben 7 erzeugte Verstärkungsbereich liegt bevorzugt in Fahrzeuglängsrichtung zwischen der vorderen Fahrgastzellenwand und dem vorderen Fahrzeugsitzträger.
Die Streben 7 sind gegenüber der Fahrzeuglängsmittelachse in einem spitzen Winkel α geneigt.
Bei einem Fahrzeug-Frontalcrash wird die erfindungsgemäße Tragstruktur wie folgt belastet.
Von den vorderen Längsträgern 2 wird Aufprallenergie entsprechend den Lastpfeilen 8 auf die hinteren Längsträger 4 übertragen. Im Bereich der Abzweigung der Streben 7 aus den hinteren Lastträgern 4 erfolgt eine gabelförmige Lastpfadverteilung entsprechend den Lastpfeilen 9 und 10. Dabei ist der Lastpfeil 9 dem Lastweg des jeweiligen hinteren Lastträgers 4 und der Lastpfeil 10 dem betreffenden Lastweg innerhalb einer Strebe 7 zugeordnet.
Der in den Schwellern 6 jeweils eingetragene Lastpfeil 11 symbolisiert die sich bei einem Frontalaufprall eines Fahrzeuges dort einstellende Reaktionskraft gegenüber der Aufprallenergie.
Anstelle der jeweils fahrzeugseitig gezeichneten einen Strebe 7 können in Fahrzeuglängsrichtung auch mehrere Streben hintereinander angebracht werden, wenn dies zur Lastbeherrschung notwendig sein sollte.
Alle in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Form miteinander kombiniert erfindungswesentlich sein.

Claims

Tragstruktur einer Kraftfahrzeugkarosserie, die sich im Bodenbereich der Fahrgastzelle (1) an den durch eine Trennwand vorgelagerten Fahrzeugvorbau anschließt und insbesondere umfasst einerseits jeweils einen zu jeder Seite der Fahrzeuglängsmittelachse (5) beabstandeten, hinteren Längsträger (4) sowie einen Schweller (6), wobei jeweils die Schweller (6) an der Fahrzeugaußenseite und die hinteren Längsträger (4) gegenüber diesen zur Fahrzeuglängsmittelachse (5) beabstandet angeordnet sind und andererseits ein mit den hinteren Längsträgern (4) und den Schwellern (6) fest verbundenes, insbesondere verschweißtes Bodenblech, wobei die hinteren Längsträger (4) mit diesen zugeordneten vorderen Längsträgern (2) des Fahrzeuges einen gemeinsamen Kraftpfad bilden, gekennzeichnet durch die Merkmale – jeder der beiden hinteren Längsträger (4) ist mit dem jeweils benachbarten Schweller (6) durch mindestens eine, gegenüber der Fahrzeuglängsmittelachse (5) geneigte Strebe (7) verbunden, – ein in den hinteren Längsträgern (4) zum Fahrzeugheck bei einem Fahrzeugcrash jeweils gerichteter Lastpfad teilt sich gabelförmig in einen jeweils ersten längsträger- und in einen zweiten, strebenseitigen Teillast pfad (9, 10) auf.
Tragstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (7) mit den jeweils zugeordneten hinteren Längsträgern (4) und den Schwellern (6) verschraubt, vernietet, verschweißt und/oder verklebt sind.
Tragstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (7) zusätzlich mit dem Bodenblech der Fahrgastzelle (1) verschraubt, vernietet, verschweißt und/oder verklebt sind.