DE102006008669A1 - Karosserie für einen Kraftwagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Karosserie für einen Kraftwagen mit in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Längsträgern (12), die im Bereich von jeweiligen Anbindungsstellen (14) eines sich über die Wagenbreite erstreckenden Querträgers (16) abgestützt sind, dessen seitliche Enden (28) gegenüber einem mittleren Bereich (32) in Fahrzeuglängsrichtung zurückspringend angeordnet sind, wobei die Anbindungsstellen (14) des Querträgers (16) gegenüber den seitlichen Enden (26) und dem mittleren Bereich (32) in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne versetzt angeordnet sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Karosserie für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
• Derartige Karosserien sind beispielsweise aus der DE 102 40 474 A1 oder aus der EP 0 987 169 A2 als bekannt zu entnehmen, bei denen jeweils für sich genommen zwei vordere Längsträger einer Vorbaustruktur im Bereich einer jeweils zugeordneten Anbindungsstelle an einem sich über die Wagenbreite erstreckenden Querträger abgestützt bzw. befestigt sind. Der Querträger selbst ist dabei jeweils mit seinen seitlichen Enden gegenüber einem etwa gerade bzw. in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden mittleren Bereich – bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung – in Richtung nach hinten zurückspringend angeordnet. Dabei sind die seitlichen Enden jeweils an den zugehörigen vorderen Türsäulen der entsprechenden Seitentür abgestützt. Durch die entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung angewinkelten Schenkel soll im Falle eines Frontalaufpralls – unter Zwischenschaltung der jeweiligen Türsäule – eine verbesserte Einleitung von Aufprallkräften in die Seitenschweller des Kraftwagens ermöglicht werden.
• Als nachteilig bei den vorbeschriebenen, bislang aus dem Stand der Technik bekannten Karosserien ist jedoch der Umstand anzusehen, dass im fortgeschrittenen Verlauf einer Frontalkollision des Kraftwagens – also nachdem die Längsträger der Vorbaustruktur bereits weitestgehend kollabiert sind – relativ hohe Kraftspitzen insbesondere im Bereich der Anbindungsstellen der Längsträger an dem sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Querträger entstehen können. Über den Querträger werden die entstehenden Kraftspitzen an die Fahrgastzelle und demgemäß an die Sitzinsassen weitergegeben, was unter Umständen zu erheblichen Belastungen der Sitzinsassen führen kann.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Karosserie der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass im Falle einer entsprechend starken kollisionsbedingten Kraftbeaufschlagung der Längsträger insbesondere im Bereich von deren Anbindungsstelle an den Querträger ein deutlich homogenerer Kraftverlauf ohne Kraftspitzen zu realisieren ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Karosserie für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen beschrieben.
• Bei der Karosserie nach der Erfindung sind die Anbindungsstellen des Querträgers mit den Längsträgern gegenüber seinen seitlichen Enden und seinem mittleren Bereich in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne versetzt angeordnet. Mit anderen Worten ist es also erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Anbindungsstellen die am weitesten nach vorne ragenden Bereiche des Querträgers bilden. Wird demgemäß der Kraftwagen in eine entsprechend starke Kollision in Fahrzeuglängsrichtung verwickelt, so kollabieren zunächst die Längsträger, bis deren Energieabsorptionsvermögen zumindest annähernd vollständig aufgebraucht ist. Über die Anbindungsstellen des Querträgers, welche in dieser Phase der Kollision zumindest annähernd unverformt bleiben sollen, ist dabei eine sichere Abstützung der Längsträger gewährleistet.
• In der anschließenden Phase der Kollision wird dann über die Anbindungsstellen erreicht, dass die über die Längsträger eingeleiteten Aufprallkräfte deutlich homogener an den Querträger bzw. die sich anschließende Fahrgastzelle übertragen werden. Dabei ist es durch die erfindungsgemäßen Anbindungsstellen zunächst möglich, die über die Längsträger in den Querträger eingeleiteten Aufprallkräfte äußerst gleichmäßig sowohl zur jeweiligen Außenseite – beispielsweise an eine Türsäule oder einen Seitenschweller – wie auch zur Fahrzeugmitte hin – beispielsweise zu einem Mitteltunnel – zu übertragen. Mit anderen Worten wird also zunächst erreicht, dass die über die Längsträger eingeleiteten Aufprallkräfte sehr großflächig bzw. über die Fahrzeugbreite verteilt an die nachfolgende Struktur übertragen werden, ohne dass punktuelle Kraftspitzen entstehen.
• Darüber hinaus gestattet die vorverlagerte Anordnung der Anbindungsstellen – in einem gewissen Rahmen – eine Nachgiebigkeit des Querträgers in diesen Bereichen, ohne dass gefährliche Intrusionen beispielsweise im Fuß raumbereich der Sitzinsassen zu befürchten sind. Vielmehr ermöglicht die nach vorne versetzte Anordnung der Anbindungsstellen eine gewisse Verformungslänge des Querträgers in Fahrzeuglängsrichtung, über welche zusätzlich Aufprallenergie abgebaut werden kann. Insgesamt entsteht somit eine Karosserie, die im Bereich der Anbindungsstellen der Längsträger an den Querträger im Falle einer erheblichen Kollision einen sehr viel homogeneren Kraftverlauf ohne Kraftspitzen ermöglicht.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, einen derartigen Querträger als Stirnwandträger im Bereich einer vorderen Stirnwand anzuordnen. Hierdurch kann eine besonders homogene Einleitung von im Verlauf der Kollision noch nicht verzehrter Aufprallenergie in die Fahrgastzelle des Kraftwagens erreicht werden.
• Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, den erfindungsgemäßen Querträger den Längsträgern einer Vorbaustruktur zuzuordnen. Erfahrungsgemäß ist insbesondere die Vorbaustruktur bzw. das vordere Ende des Kraftwagens in den überwiegenden Teil aller Kollisionen verwickelt, so dass es insbesondere den vorderen Bereich der Fahrgastzelle zu schützen gilt. Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es jedoch zu betrachten, dass der erfindungsgemäße Querträger auch einer Heckstruktur des Kraftwagens zugeordnet werden könnte.
• Eine besonders gute Abstützung des Querträgers zur Fahrzeugmitte hin lässt sich dabei erreichen, wenn dieser etwa auf Höhe einer Oberseite eines Mitteltunnels der Karosserie verläuft bzw. an diesem abgestützt ist. Darüber hinaus lässt sich durch eine derartige Abstützung des Querträgers an einem Mitteltunnel eine über die gesamte Fahrzeugbreite besonders gleichmäßige Einleitung von Aufprallenergie in die Fahrgastzelle erreichen. Ist bzw. sind dabei an der Oberseite des Mitteltunnels wenigstens ein und vorzugsweise zwei Längsträger vorgesehen, an welchem bzw. an welchen der Querträger abgestützt ist, so kann auf besonders sichere Art und Weise eine erhebliche Deformation der Sicherheitsfahrgastzelle vermieden werden.
• Zu den Außenseiten hin lässt sich die im Falle einer Kollision über die Anbindungsstellen in den Querträger eingeleitete Aufprallkraft besonders gut dadurch einleiten, dass die Enden des Querträgers an der jeweils zugeordneten Türsäule abgestützt sind. Hierdurch kann beispielsweise ein Teil der Auf prallkraft über einen jeweiligen Kraftpfad an die äußeren Seitenschweller weitergegeben werden.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als weiter vorteilhaft gezeigt, die Anbindungsstellen des Querträgers gegenüber dem mittleren Bereich um etwa die Länge eines Querschnitts des Querträgers nach vorne zu verlagern. Diese Länge gewährleistet einerseits einen Abbau der Kraftspitzen im Falle der Einleitung von Aufprallkräften über die Längsträger und ermöglicht andererseits eine Nachgiebigkeit bzw. Deformation des Querträgers in einem gewissen Rahmen.
• Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, zwischen den Anbindungsstellen des Querträgers und den äußeren Enden bzw. dem mittleren Bereich im Wesentlichen bogenförmige Übergänge vorzusehen. Diese bogenförmigen Übergänge befördern die homogene Krafteinleitung von Aufprallkräften in den Querträger bzw. in die dahinter angeordnete Fahrgastzelle.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt:
  Eine schematische und ausschnittsweise Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Karosserie für einen Kraftwagen mit zwei im Bereich einer Vorbaustruktur angeordneten Längsträgern, welche über Anbindungsstellen an einem Querträger abgestützt sind, der sich im Bereich einer vorderen Stirnwand der Fahrgastzelle des Kraftwagens in Fahrzeugquerrichtung erstreckt.
• Von einer Vorbaustruktur 10 einer selbsttragenden Karosserie eines Personenkraftwagens sind in der Figur zwei sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Längsträger 12 erkennbar, die im Bereich von jeweils zugeordneten, im Weiteren noch näher erläuterten Anbindungsstellen 14 an einem sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel über die vollständige Wagenbreite erstreckenden Querträger 16 abgestützt sind. Neben Stützbereichen 18, über welche die Längsträger 12 an den Anbindungsstellen 14 abgestützt sind, sind den Längsträgern 12 jeweils zwei gabelförmig auseinander laufende Stützträger 20, 22 zugeordnet, welche etwa auf Höhe eines im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht dargestellten Wagenbodens verlaufen. Jeweils einer der beiden Stützträger 20, 22 verläuft dabei ausgehend von dem jeweils zugeordneten Stützbereich 18 bzw. der Anbindungsstelle 14 nach außen hin in Richtung eines zugeordneten Seitenschwellers, während der jeweils andere Stützträger 22 sich schräg nach hinten zur Abstützung bis an einen Mitteltunnel 24 erstreckt.
• Der Querträger 16 ist im Wesentlichen W-förmig ausgebildet und umfasst zwei seitliche Enden 26, welche an jeweils einer zugeordneten Türsäule 28 der vorderen Seitentüren abgestützt bzw. befestigt sind. Die Türsäulen 28 verlaufen dabei im Anbindungsbereich der beiden Enden 26 in Fahrzeughochrichtung bzw. vertikal, wobei von den Türsäulen 28 schräg nach oben bzw. hinten verlaufende Bereiche 30 außenseitig einer nicht gezeigten Windschutzscheibe in der Figur erkennbar sind. Weiterhin ist aus der Figur erkennbar, dass die seitlichen Enden 26 gegenüber einem mittleren Bereich 32 des Querträgers 16 in Fahrzeuglängsrichtung zurückspringend angeordnet sind. Der mittlere Bereich 32 verläuft in gerader Erstreckung in Fahrzeugquerrichtung senkrecht zur Fahrzeugmittenachse bzw. zum Mitteltunnel 24.
• Die Anbindungsstellen 26 des Querträgers 16 mit den beiden vorderen Längsträgern 12 sind gegenüber dem mittleren Bereich 32 bzw. gegenüber den seitlichen Enden 26 nach vorne versetzt angeordnet. Mit anderen Worten ragt der Querträger 16 – in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet – mit seinen beiden Anbindungsstellen 14 für die Längsträger 12 am weitesten in Richtung nach vorne. Dabei ist der Querträger 16 im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Stirnwandquerträger im Bereich einer die Fahrgastzelle 34 des Kraftwagens nach vorne hin begrenzenden Stirnwand 36 angeordnet. Gleichfalls wäre es jedoch auch denkbar, den Querträger 16 insbesondere in einem Abstand vor der Stirnwand 36 anzuordnen. Der Querträger 16 ist in Fahrzeughochrichtung betrachtet im Wesentlichen eben ausgebildet. Gleichfalls wäre es jedoch auch denkbar, dass der Querträger 16 in Fahrzeughochrichtung sich auf unterschiedliche Höhen erstreckt. Insgesamt verläuft der Querträger 16 etwa auf Höhe einer Oberseite 38 des Mitteltunnels 24, also etwa im Übergangsbereich eines nicht gezeigten Pedalbodens des Wagenbodens in die in Fahrzeughochrichtung verlaufende Stirnwand 36. Der mittlere Bereich 32 des Querträgers 16 ist am Mitteltunnel 24 über sich zwei in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Tunnellängsträger 38 abgestützt, welche auf Höhe seiner Oberseite 40 den Mitteltunnel 24 oben bzw. seitlich begrenzen.
• Zwischen den Anbindungsstellen 14 des Querträgers 16 mit den Längsträgern 12 und den Enden 26 bzw. dem mittleren Bereich 32 umfasst der Quer träger 16 im Wesentlichen bogenförmige Übergänge 42, 44, wobei die Anbindungsstellen 14 selbst gerade bzw. leicht bogenförmig ausgebildet sind. Dabei sind die Anbindungsstellen 14 des Querträgers 16 gegenüber dem mittleren Bereich 32 um die Länge etwa eines Querschnitts des Querträgers 16 nach vorne versetzt angeordnet.
• Wird nun im Falle eines Frontalaufpralls des Kraftwagens die Vorbaustruktur erheblich beaufschlagt, so verformen sich zunächst deren Längsträger 12, bis deren Crashlänge aufgezehrt ist. Die bei einer entsprechend schweren Kollision im weiteren Verlauf über die Längsträger 12 in den Querträger 16 bzw. die dahinter angeordnete Fahrgastzelle 34 eingeleitete Aufprallenergie bzw. Aufprallkraft wird über die Anbindungsstellen 14 – unter Vermittlung der seitlichen Enden 26 bzw. des mittleren Bereichs 32 – an die dahinter liegende Struktur der Fahrgastzelle 34 übertragen, ohne dass dabei erhebliche Kraftspitzen auftreten. Die Anbindungsstellen 14 sorgen dabei nicht nur für eine äußerst gleichmäßige Verteilung der Aufprallkräfte über die gesamte Wagenbreite, sondern können bei einer entsprechend schweren Kollision auch selbst leicht in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten bewegt bzw. deformiert werden, ohne dass damit eine erhebliche Intrusion der Stirnwand 36 einhergeht.

Claims (9)

1. Karosserie für einen Kraftwagen mit in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Längsträgern (12), die im Bereich von jeweiligen Anbindungsstellen (14) eines sich über die Wagenbreite erstreckenden Querträgers (16) abgestützt sind, dessen seitliche Enden (28) gegenüber einem mittleren Bereich (32) in Fahrzeuglängsrichtung zurückspringend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsstellen (14) des Querträgers (16) gegenüber den seitlichen Enden (26) und dem mittleren Bereich (32) in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne versetzt angeordnet sind.
2. Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (16) als Stirnwandquerträger im Bereich einer die Fahrgastzelle (34) des Kraftwagens begrenzenden Stirnwand (36) angeordnet ist.
3. Karosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (12) einer Vorbaustruktur der Karosserie des Kraftwagens zugeordnet sind.
4. Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (16) etwa auf Höhe einer Oberseite (40) eines Mitteltunnels (24) der Karosserie verläuft.
5. Karosserie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitteltunnel (24) an seiner Oberseite (40) wenigstens einen Tunnellängsträger (38) umfasst, an welchem der mittlere Bereich (32) des Querträgers (16) abgestützt ist.
6. Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (16) in Fahrzeughochrichtung gesehen im Wesentlichen eben ausgebildet ist.
7. Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (26) des Querträgers (16) an jeweils zugeordneten Türsäulen (28) des Kraftwagens abgestützt sind.
8. Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsstellen (14) des Querträgers (16) mit den Längsträgern (12) gegenüber dem mittleren Bereich (32) um die Länge etwa eines Querschnitts des Querträgers (16) nach vorne versetzt angeordnet sind.
9. Karosserie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Anbindungsstellen (14) des Querträgers (16) mit den Längsträgern (12) und den Enden (26) bzw. dem mittleren Bereich (32) im Wesentlichen bogenförmige Übergänge (42, 44) vorgesehen sind.