-
Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeuges mit unteren Längsträgern einem darüber liegenden Frontend- oder Heckendquerträger und Federbeinaufnahmen.
-
Ein Fahrzeugrahmen eines Kraftfahrzeuges weist in der Regel zwei Längsträger sowie zwischen den Längsträgern vorgesehene Querträger auf. Bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges werden in den Fahrzeugrahmen große Teile der Unfallenergie in diesen eingeleitet, so dass die Insassen des Kraftfahrzeuges innerhalb der Fahrgastzelle gräßtmöglich geschützt sind. Insbesondere bei einem Frontalunfall oder einem Heckunfall dienen die Längsträger als sogenannte Lastpfade, die die Unfallenergie an andere Karosserieteile weiterleiten.
-
Aus der
DE 100 23 112 A1 ist eine Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, bei der mehrere Längsträger als Lastpfade dienen, So sind aus diesem Stand der Technik neben den konventionellen Längsträgern, die Teil des unteren Kraftfahrzeugrahmens sind, weitere sogenannte obere Längsträger bekannt. Diese oberen Längsträger sind dabei in einer parallel zur Ebene der konventionellen Längsträger versetzten Ebene angeordnet. Aufgabe dieser weiteren oberen Längsträger, auch innere obere Längsträger genannt, ist es, die konventionellen Längsträger zu unterstützen, d. h. zu entlasten. Ohne die oberen Längsträger kann es bei einem Unfall zu einer unsymmetrischen Kräfteverteilung innerhalb der Fahrzeugkarosserie kommen. Dies würde bei einem Front- oder Heckunfall dazu führen, dass das Fahrzeug dazu neigt, hinten bzw. vorne hochzukippen. Durch die in der
DE 100 23 112 A1 offenbarten oberen Längsträger soll dieser Nachteil verhindert werden. Die oberen Längsträger sind dazu an dem Frontendquerträger und der Stirnwand bzw. an dem Heckendquerträger und der Rückwand des Kraftfahrzeuges verschweißt.
-
Nachteilig bei der aus der
DE 100 23 112 A1 bekannten Kraftfahrzeugkarosserie ist zum Einen, dass die oberen Längsträger direkt an der Stirnwand bzw. an der Rückwand des Kraftfahrzeuges, insbesondere an den Scheibenquerträgern, befestigt sind. Hierdurch wird die Einleitung der bei einem Unfall auftretenden Kräfte zu den Teilen der Fahrgastzelle bis zu der Stirnwand beziehungsweise der Rückwand der Fahrgastzelle und somit unmittelbar an die Fahrgastzelle gelegt. Eine geeignete Aufteilung der Kräfte ist hierbei nicht möglich. Ferner sind Motorkomponenten die zwischen den konventionellen Längsträgern und den oberen Längsträgern sitzen nur schwer zugänglich, da sich die oberen Längsträger über den gesamten Motorraum erstrecken und an den Stirnseiten mit den entsprechenden Karosserieteilen verschweißt sind. Einfache Reparaturen oder ein Austausch einiger Motorkomponenten sind nicht oder nur sehr schwer durchführbar.
-
Aus der
JP H08-295263 A ist eine Tragstruktur für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei der zwischen der Federbeinaufnahme und dem Endbereich eines Längsträgers eine Längsstrebe angeordnet ist. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass durch diesen Aufbau nur eine Längsträgerebene zum Abbau von Deformationsenergie genutzt werden kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde auf einfache und kostengünstige Weise, die bei einem Unfall eines Kraftfahrzeuges auftretende Unfallenergie, gezielt in geeignete Teile der Karosserie einzubringen. Ferner soll die Erfindung es ermöglichen, dass Reparaturen oder ein Austausch von Motorkomponenten einfach und schnell durchführbar sind.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeuges mit als Lastpfade dienenden unteren Längsträgern mit mindestens einer als weiterer Lastpfad dienenden Längsstrebe, die zwischen einem Frontendquerträger und einer Stirnwand bzw. einem Heckendquerträger und einer Rückwand des Kraftfahrzeuges angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Längsstrebe zwischen dem Frontendquerträger und jeweils einem Federbeinträger bzw. zwischen dem Heckendquerträger und jeweils einer Federbeinaufnahme lösbar befestigt ist.
-
Indem sich die Längsstrebe nicht bis zu der Fahrgastzelle selber, sondern zu einem davor beziehungsweise dahinter angeordneten Teil, nämlich einer Federbeinaufnahme erstreckt, kann eine gezielte Kraftverteilung und eine damit eine Einleitung der Kräfte auf geeigneten Kraftpfaden realisiert werden. Ferner gewährleistet eine derartiger erfindungsgemäßer Tragstruktur eines Kraftfahrzeuges die einfache und schnelle Durchführbarkeit von Reparaturen oder eines Austausches von Motorkomponenten.
-
Die erfindungsgemäße Tragstruktur sieht vor, dass die Längsstrebe zwischen dem Frontendquerträger und jeweils eine Federbeinaufnahme bzw. zwischen dem Heckendquerträger und jeweils eine Federbeinaufnahme lösbar befestigt sind. Die Federbeinaufnahmen sind vorzugsweise mit einer Abstützung des Federbeintopfes zu der A-Säule beziehungsweise der C-Säule versehen. Somit kann durch die Anbringung an der Federbeinaufnahme die Krafteinleitung über die Längsstrebe und die Federbeinaufnahme direkt zu der Säule erfolgen und so um den Fahrgastraum geleitet werden. Eine Rückverlagerung der Krafteinleitung in die Fahrgastzelle wird durch den erfindungsgemäßen Tragstruktur verhindert.
-
Die Ebene, in der die Längsstreben liegen, kann je nach Aufführungsform parallel oder abgewinkelt zu der Ebene, in der die unteren Längsträger liegen, verlaufen. Dadurch, dass die Längsstreben lösbar an einer Federbeinaufnahme und dem Heckendquerträger bzw. dem Frontendquerträger angeordnet sind, können diese leicht entfernt werden, so dass Reparaturarbeiten oder Montagearbeiten im Motorraum des Kraftfahrzeuges leicht und schnell durchführbar sind. Die Längsstreben sind bevorzugt durch kraftschlüssige Verbindungen, wie beispielsweise Schraubverbindungen, an dem Heckendquerträger bzw. dem Frontendquerträger befestigt. Hierzu können die Längsstreben an ihren Stirnseiten Flansche aufweisen.
-
Bevorzugt ist eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeuges, bei dem die Längsstreben zwischen dem Frontendquerträger bzw. dem Heckendquerträger und einem Federbeinaufnahmetopf einer Federbeinaufnahme angeordnet sind. Der Federbeintopf kann hierbei mit einer Abstützung zu der A-Säule beziehungsweise C-Säule verbunden sein. Durch die Anbringung der Längsstrebe an den Federbeintopf, der ein von der Stirnwand beziehungsweise Rückwand beabstandeten Teil der Federbeinaufnahme darstellt, kann die gezielte Kraftverteilung gewährleistet werden. Die Federbeinaufnahme ist als Gussteil ausgebildet, welches eine hohe Steifigkeit aufweist. Gleiches gilt für den Frontendquerträger und den Heckendträger. Somit wird eine als Stranggussprofil ausgestaltete Längsstrebe an Gussteilen befestigt.
-
Bevorzugt ist eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeuges, bei dem die Längsstreben neben beziehungsweise beabstandet zu Kotflügelbänken des Kraftfahrzeugs verlaufen. Hierdurch können die Kotflügelbänke bei einem Frontal- oder einem Heckcrash besonders geschützt werden, da die Längsstreben zuerst die auftretende kinetische Energie aufnehmen, bevor die Kotflügelbänke beschädigt werden.
-
Von Vorteil ist eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, bei dem an den Enden der Längsstreben Löcher zur Aufnahme von Befestigungselementen vorgesehen sind. Hierdurch können die Längsstreben sehr einfach und schnell an die entsprechenden Karosserieteile des Kraftfahrzeuges, wie den Federbeintöpfen bzw. den Federbeinaufnahmen, dem Frontendquerträger und dem Heckendquerträger, montiert bzw. abmontiert, insbesondere angeschraubt werden. Die Löcher sind vorzugsweise in den Enden der Seitenflächen der Längsstreben angeordnet. Ferner kann an den Enden der Längsstreben ein Flansch mit entsprechenden Löchern vorgesehen sein.
-
Eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, bei dem die Längsstrebe aus Aluminium oder eine Aluminiumlegierung besteht, ist aufgrund seines geringen Gewichts besonders gut geeignet. Strangpressprofile aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, wobei die Legierungsbestandteile beispielsweise Silizium und Magnesium sind, sind hierbei bevorzugt. Insbesondere Leichtmetallstrangpresshohlprofile eignen sich der Ausgewogenheit zwischen Aufwand ihrer Herstellung zu deren Nutzen.
-
Die Längsstreben können verschiedenartige Hohlprofilformen aufweisen. Sie können beispielsweise als ein dreieckiges oder ein halbkreisförmiges Profit ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die oberen Längsträger ein rechteckigförmiges Hohlprofil aufweist. Dieses lässt sich sehr leicht an den Federbeintöpfen bzw. den Federbeinaufnahmen sowie dem Frontendquerträger und dem Heckendquerträger befestigen.
-
Bevorzugt ist ferner eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, bei dem innerhalb der Längsstrebe Verstärkungsstreben oder Verstärkungsstege vorgesehen sind. Diese verstärken die Längsstrebe zusätzlich, so dass diese im Crashfall die Kraft zuverlässig weitergeleitet werden kann.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer erfinderischen Tragstruktur eines Kraftfahrzeuges im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich.
-
Es zeigt:
-
1: eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Karosserievorderbaus eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Längsstrebe.
-
In der 1 ist eine perspektivische Ansicht auf einen Teil eines Karosserievorderbaus 10 eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Längsstrebe 21 dargestellt. Die Längsstrebe 21 ist kraftschlüssig zwischen dem Frontendquerträger 22 und dem Federbeintopf 31 der Federbeinaufnahme 30 angeordnet.
-
Der Kraftschluss wird vorzugsweise durch Schraubenverbindungen hergestellt. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Ende des Frontendquerträgers 22 aus einem multifunktionalen Aluminiumgussknoten 33. Dieser multifunktionale Aluminiumgussknoten 33 weist eine Aufnahme für die geschraubten Längsstrebe 21 auf. Der multifunktionale Aluminiumgussknoten 33 ist mit dem Frontendquerträger 22 verschweißt. Erfindungsgemäß kann die Längsstrebe 21 direkt an dem Frontendquerträger 22 beziehungsweise an dem Alumniumgussknoten 33 angeschraubt sein. Die Längsstrebe 21 weist an seinen beiden Enden in den Seitenflächen Löcher auf, durch die Schrauben hindurchgeführt werden können, um die Längsstrebe 21 an dem Frontendquerträger 22 und an dem Federbeintopf 31 der Federbeinaufnahme 30 zu befestigen. Die Federbeinaufnahme 30 kann auch die Kotflügelbank 32 beinhalten. Hierdurch wird eine besonders starke Struktur, bestehend aus Längsstrebe 21, Federbeinaufnahme 30 und der darin integrierten Kotflügelbank 32, geschaffen, die sehr gut geeignet ist, Kräfte an nachfolgende Bauteile weiterzuleiten.
-
Derartige Längsstreben 21 lassen sich in einer Vielzahl verschiedener Fahrzeuge einsetzen. So kann der erfindungsgemäße Karosserievorderbau bzw. -hinterbau nicht nur in klassischen Personenkraftwagen, sondern beispielsweise auch in Lastkraftwagen eingesetzt werden.
-
Mit der vorliegenden Erfindung wird somit durch die Längsstrebe eine obere innere Längsträgerebene geschaffen, die zusätzlich zu der tiefer gelegenen konventionellen Längsträgerebene und der Kotflügelbank für die Einleitung von Kräften dienen kann. Die Längsstrebe ist hierbei als Profil ausgelegt, das ein Montageteil darstellt, um eine Zugänglichkeit zu Motorkomponenten zu ermöglichen. Dies wird insbesondere durch das Verschrauben der Längsstrebe an seinen Enden in Gussteile ermöglicht. Der erfindungsgemäße Aufbau bietet sich insbesondere für Karosserien an, die nach dem Aluminium-Space-Frame-Verfahren ausgebildet sind.
