DE102005049145A1

DE102005049145A1 - Karosserie für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102005049145A1
Application number: DE102005049145A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Rabe; Thomas Dr. Ing. Schwarz; Jürgen STIEG
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2007-04-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Karosserie (1) für Kraftfahrzeuge mit einer an einer Fahrgastzelle anordenbaren Tragstruktur (3), der auf gegenüberliegenden Fahzeugseiten jeweils ein Rad (10) zugeordnet ist, wobei wenigstens einem der Räder (10) eine Verdrehsicherung zugeordnet ist, die im Grundzustand beabstandet vom zugeordneten Rad (10) angeordnet ist und im Kollisionsfall ein Verdrehen des Rades im wesentlichen verhindert. Erfindungsgemäß ist die Verdrehsicherung durch eine im Bereich der Tragstruktur (3) und/oder der Fahrgastzelle (2) ausgebildete, unbewegliche Auffangstruktur (9) mit einer einem Radumfangsbereich zugewandten Auffangöffnung (13) gebildet, in die das Rad (10) bei einer kollisionsbedingten Verlagerung in Richtung Fahrgastzelle (2) hineinverlagerbar und gegen Verdrehen gesichert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosserie für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für einen Schutz von Fahrzeuginsassen bei einer Frontalkollision ist es aus der DE 101 13 098 A1 bereits bekannt, die Vorderräder aus einer Normalstellung heraus in eine davon abweichende, schneepflugartige Schutzstellung zu verschwenken, so dass sich diese wie eine Art Schutzschild vor die Fahrgastzelle und insbesondere deren Fußraum legen können. Um die Vorderräder bei einem Frontalaufprall in diese Schutzschildposition verlagern zu können, sind pro Vorderrad jeweils unabhängig voneinander betätigbare Stellglieder vorgesehen. Insbesondere soll mit einer derartigen Sicherheitsrichtung eine Beaufschlagung der Stirnwand einer Fahrgastzelle im Bereich zwischen den äußeren Längsträgern, die auch als Schweller bezeichnet werden, weitestgehend verhindert werden.

Ferner ist aus der gattungsbildenden DE 198 35 705 A1 eine Karosserie für Kraftfahrzeuge mit einer an einer Fahrgastzelle anordenbaren Tragstruktur bekannt, der auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten jeweils ein Rad zugeordnet ist, wobei wenigstens einem der Räder eine Verdrehsicherung zugeordnet ist, die im Grundzustand beabstandet vom zugeordneten Rad angeordnet ist und im Kollisionsfall ein Verdrehen des Rades im wesentlichen verhindert. Konkret ist bei dieser in der 2 der DE 198 35 705 A1 gezeigten Ausführungsform jeweils ein Deformationselement vor und hinter einem zugeordneten Vorderrad über ein Gelenk oder einen Klappmechanismus in Höhe des Stoßfängers oder des Seitenschwellers angeordnet. Im falle einer Kollision werden diese beiden Deformationselemente nach unten abgeklappt, wobei sich die beiden Deformationselemente in ihrer abgeklappten Position nach innen zur Vorderwagenmitte hin verjüngen und ein sich in der Geradeausfahrstellung befindliches Rad jeweils auf der der Vorderwagenmitte hin zugeordneten Radseite so hintergreifen, dass dieses beim Aufprall in seiner Lage verbleibt und einen Lastpfad zum zugeordneten Schweller hin ausbildet.

Ein derartiger Klappmechanismus erfordert eine zusätzliche Sensor- und Aktivierungseinrichtung, die die Deformationselemente bei einem drohenden oder sensierten Aufprall in ihre jeweilige funktionsstellung abklappt. Dies ist relativ bauteilintensiv und damit insgesamt relativ aufwendig und teuer. Des weiteren besteht die Problematik, dass sich hier die Räder bei einer Kollision stets in der Geradeausfahrstellung befinden müssen, da ansonsten die Gefahr besteht, dass bei z. B. bereits leicht eingelenkten Rädern im Vorfeld einer tatsächlichen Kollision, die z. B. durch Lenkbewegungen des Fahrers hervorgerufen werden können, das Abklappen der Deformationselemente durch das Rad behindert bzw. verhindert wird, so dass die Funktionssicherheit der Sicherheitseinrichtung insgesamt nicht mehr gegeben ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Karosserie für Kraftfahrzeuge mit einer an einer Fahrgastzelle anordenbaren Tragstruktur zu schaffen, mittels der das kollisionsbedingte Verschwenken der Räder auf einfache und preiswerte Weise mit hoher Funktionssicherheit verhindert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß Anspruch 1 ist die Verdrehsicherung durch eine im Bereich der Tragstruktur und/oder der Fahrgastzelle ausgebildete, starre bzw. unbewegliche Auffangstruktur mit einer einem Radumfangsbereich zugewandten Auffangöffnung gebildet, in die das Rad bei einer kollisionsbedingten Verlagerung in Richtung Fahrgastzelle hineinverlagerbar und gegen Verdrehen gesichert ist. Eine derartige Auffangstruktur lässt sich besonders einfach herstellen, indem entweder der Rohbau selbst oder zusätzliche rohbaufeste Karosserieteile von oben und von hinten so dicht wie möglich an den vom Rad im normalen Fahrbetrieb benötigten Raum herankonstruiert werden. Insbesondere der Schweller sollte so dicht wie möglich an das Rad herangezogen werden, damit die von vorne kommenden Lasten möglichst früh in den Schweller und damit in die Bodengruppe eingeleitet bzw. weitergeleitet werden können.

Bevorzugt ist die Auffangstruktur und damit die Auffangöffnung so radial um einen Radumfangsbereich herum ausgebildet, dass dieses das Rad im aufgefangenen Zustand im wesentlichen formschlüssig umgreift, wozu die Auffangstruktur vorteilhafterweise eine mehr oder minder konkave Form aufweist, die im folgenden als in etwa U-förmiger Querschnitt mit gegenüberliegenden U-Schenkeln beschrieben wird und mit der ein gutes Einfädeln und damit Auffangen eines crashbedingt verlagerten Rades in der Auffangstruktur möglich ist. Besonders vorteilhaft verjüngen sich hierzu die gegenüberliegenden Schenkel von deren freiem Ende weg in Richtung zur U-Basis hin, wodurch ein besonders leichtes Einfädeln auch bei ggf. leicht ein- bzw. ausgelenkten Rädern möglich wird. Die Schenkel können dabei auch eine unterschiedliche Länge aufweisen.

Die Auffangstruktur verläuft dabei vom Schwellerbereich ausgehend bevorzugt in Fahrzeughochachsenrichtung nach oben, und zwar vorzugsweise entlang eines türseitigen A-Säulenbereichs. Damit wird eine insgesamt großzügige und zu einer hohen Funktionssicherheit beitragende Auffangstruktur zur Verfügung gestellt.

Die Auffangstruktur verläuft von einem oberen, türseitigen A-Säulenbereich ausgehend entlang wenigstens eines Teilbereichs eines oberen Längsträgers, so dass die Auffangstruktur zusammen mit einem türseitigen bzw. schwellerseitigen Auffangstrukturbereich das jeweils zugeordnete Rad viertel- bis halbkreisförmig mit einem vorgegebenen Spaltabstand umgibt.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Auffangstruktur durch separate Bauteile, z. B. Blechbauteile oder Leichtmetallbauteile auszubilden, die an eine herkömmliche Tragstruktur angebunden werden. Besonders bevorzugt ist jedoch die einstückige und damit integrale Ausbildung der Auffangstruktur mit den entsprechenden Bauteilen der Tragstruktur und/oder der Fahrgastzelle, so z. B. mit dem Schweller, der türseitigen A-Säule sowie ggf. einem oberen Längsträger.

Grundsätzlich kann eine derartige Tragstruktur mit Auffangstruktur auch an einem Hinterwagen eines Kraftfahrzeuges ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung einer derartigen Tragstruktur mit Auffangstruktur im Vorderwagenbereich, da damit auf einfache Weise bei hohen Frontalkraftkomponenten eine Einbindung des Rades in den Lastpfad zum Schweller hin erfolgen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 schematisch eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Karosserie mit einer Vorderwagen-Tragstruktur an einer Fahrgastzelle, und
2 schematisch eine Draufsicht auf einen Teilbereich des Vorderwagenaufbaus der 1.
In der 1 ist schematisch eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Karosserie 1 für ein Kraftfahrzeug mit einer an einer hier lediglich schematisch und teilweise dargestellten Fahrgastzelle 2 angeordneten Vorderwagen-Tragstruktur 3 gezeigt. Diese Vorderwagen-Tragstruktur 3 weist auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten jeweils ein Rad 10 auf, das, wie dies insbesondere aus der 2 ersichtlich ist, die eine Draufsicht von oben auf die linke Tragstrukturseite zeigt, in Fahrzeugquerachsenrichtung gesehen jeweils beabstandet außerhalb eines unteren Längsträgers 8 angeordnet ist, der wiederum, wie dies insbesondere der 1 entnommen werden kann, in einen Seitenschweller bzw. Schweller 7 einer Bodengruppe der Karosserie 1 übergeht. An diesen Schweller 7 schließt nach oben hin ein türseitiger A-Säulenbereich 5 an, an den sich in üblicher Weise ein oberer A-Säulenbereich 6 anschließt. Ferner weist die Vorderwagen-Tragstruktur 3 noch einen sich an den A-Säulenbereich 5, 6 anschließenden oberen Längsträger 4 auf.
Wie dies den 1 und 2 weiter zu entnehmen ist, ist an der Fahrgastzelle 2 bzw. an der Vorderwagen-Tragstruktur 3 eine Auffangstruktur 9 ausgebildet, die sich hier vom Schweller 7 über den türseitigen A-Säulenbereich 5 hinaus entlang des oberen Längsträgers 4 erstreckt. Diese Auffangstruktur 9 ist in der Darstellung der 1 schraffiert dargestellt und mit einer strichpunktierten Linie begrenzt.
Wie dies insbesondere der 2 entnommen werden kann, bildet die Auffangstruktur 9, die einen in etwa U-förmigen Querschnitt aufweist, mit gegenüberliegenden U-Schenkeln 11, 12 einen Aufnahmeraum bzw. eine Auffangöffnung 13 aus, in der das Rad 10, wie dies in der 2 lediglich äußerst schematisch dargestellt ist, im Falle einer Kollision hinein verlagerbar und formschlüssig umgriffen und somit gegen Verdrehen gesichert ist. Die Pfeile 14 und 15 kennzeichnen hier einmal die auf das Rad einwirkende Frontalkraftkomponente (Pfeil 14) bzw. die Verlagerungsrichtung (Pfeil 15) in die Auffangöffnung 13 hinein.
Wie dies in der 2 weiter lediglich schematisch dargestellt ist, verjüngen sich die gegenüberliegenden Schenkel von deren freien Schenkelenden ausgehend in Richtung zur U-Basis 16 hin und bilden damit eine gute Einfädelhilfe für das Rad 10 im Falle von dessen crashbedingter Verlagerung aus.
Die 2 stellt hier lediglich beispielhaft den Aufbau der Auffangstruktur 9 im Bereich des Schwellers 7 dar. Die Tiefe der Auffangöffnung 13, d. h. der Abstand zwischen dem freien U-Schenkelendbereich und der U-Basis 16 kann entsprechend vorgegebener Parameter über dem gesamten Bereich der Auffangstruktur 9 auch unterschiedlich vorgegeben sein.
Wie dies der 2 weiter entnommen werden kann, sind die die Auffangstruktur 9 ausbildenden U-Schenkel 11, 12 hier integral und einstückig mit dem Schweller 7 ausgebildet.

1: Karosserie
2: Fahrgastzelle
3: Vorderwagen-Tragstruktur
4: oberer Längsträger
5: türseitiger A-Säulenbereich
6: oberer A-Säulenbereich
7: Schweller
8: unterer Längsträger
9: Auffangstruktur
10: Rad
11: U-Schenkel
12: U-Schenkel
13: Auffangöffnung
14: Frontalkraftkomponente
15: Verlagerungsrichtung
16: U-Basis

Claims

Karosserie für Kraftfahrzeuge mit einer an einer Fahrgastzelle anordenbaren Tragstruktur, der auf gegenüberliegenden Fahrzeugseiten jeweils ein Rad zugeordnet ist, wobei wenigstens einem der Räder eine Verdrehsicherung zugeordnet ist, die im Grundzustand beabstandet vom zugeordneten Rad angeordnet ist und im Kollisionsfall ein Verdrehen des Rades im wesentlichen verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung durch eine im Bereich der Tragstruktur (3) und/oder der Fahrgastzelle (2) ausgebildete Auffangstruktur (9) mit einer einem Radumfangsbereich (10) zugewandten Auffangöffnung (13) gebildet ist, in die das Rad (10) bei dessen kollisionsbedingter Verlagerung in Richtung Fahrgastzelle (2) hineinverlagerbar und gegen Verdrehen gesichert ist.
Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangstruktur (9) so radial um einen Radumfangsbereich herum angeordnet ist, dass das im Kollisionsfall in der Auffangöffnung (13) aufgenommene Rad (10) im Bereich eines Schwellers (7) der Fahrgastzelle (2) zur Anlage kommt und dieses in den Lastpfad des Schwellers (7) einbindet.
Karosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangstruktur (9) und damit die Auffangöffnung (13) so ausgebildet ist, dass diese das Rad (10) im aufgefangenen Zustand im Wesentlichen formschlüssig umgreift.
Karosserie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangstruktur (9) einen in etwa U-förmigen Querschnitt mit gegenüberliegenden U-Schenkeln (11, 12) aufweist.
Karosserie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die gegenüberliegenden Schenkel (11, 12) von deren freiem Ende weg in Richtung zur U-Basis (16) hin verjüngen.
Karosserie nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangstruktur (9) vom Schwellerbereich (7) ausgehend in Fahrzeughochachsenrichtung nach oben, vorzugsweise entlang eines türseitigen A-Säulenbereichs (5) verläuft.
Karosserie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangstruktur (9) von einem oberen, türseitigen A-Säulenbereich (5) ausgehend entlang wenigstens eines Teilbereichs eines oberen Längsträgers (4) verläuft dergestalt, dass die Auffangstruktur (9) das jeweils zugeordnete Rad (10) umfangsseitig in etwa viertel- bis halbkreisförmig mit einem vorgegebenen Spaltabstand umgibt.
Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangstruktur (9) einstückig und integral mit der Tragstruktur (3) und/oder der fahrgastzelle (2) ausgebildet ist.
Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (3) einen Vorderwagen mit zugeordneten Vorderrädern ausbildet.