DE102006011145A1 - Karosserievorderbau für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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DE102006011145A1
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Bernd Gosolits
Radu-Mihail Visinescu
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152Front or rear frames
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D21/15Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152Front or rear frames
    • B62D21/155Sub-frames or underguards

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Karosserievorderbau (1), bei dem der Karosserievorderbau einen Vorderrahmen (2) und einen Unterrahmen (3) umfasst. Vorderrahmen und Unterrahmen sind jeweils aus mindestens zwei Modulen (4a-h, 5a-c) zusammengesetzt, wobei ein Modul des Unterrahmens bei einem Frontalzusammenstoß leichter deformierbar ist als das andere Modul des Unterrahmens und bei dem ein Modul des Vorderrahmens bei einem Frontalzusammenstoß leichter deformierbar ist als das andere Modul des Vorderrahmens. Vorderrahmen und Unterrahmen sind über Verbindungselemente (8) miteinander gekoppelt. Die Verbindungselemente verlaufen von einem zwischen zwei Modulen des Unterrahmens befindlichen ersten Bereich (7) zu einem zwischen zwei Modulen des Vorderrahmens befindlichen zweiten Bereich (6).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen PKW.
  • Ein wichtiger Aspekt, der bei der Entwicklung eines Kraftfahrzeugs zu berücksichtigen ist, ist die Sicherheit der Fahrzeuginsassen. Bei einem Verkehrsunfall, und auch bei einem Frontalzusammenstoß des Fahrzeugs mit zum Beispiel einem weiteren Fahrzeug, sollen hierbei Intrusionen vermieden werden. Der Karosserievorderbau sollte in einem solchen Fall genügend Bewegungsenergie absorbieren, um Intrusionen in den Fahrgastraum auf ein Mindestmaß zu beschränken, und damit eine Gefährdung der Fahrgäste auszuschließen.
  • Es ist bekannt, bei einem Karosserievorderbau einen an eine Stirnwand herangeführten Vorderrahmen sowie einen an der Bodenstruktur angebundenen Unterrahmen (engl. subframe), eingesetzt wird. Vorderrahmen und Unterrahmen können im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs über eine Strebe miteinander verbunden sein.
  • Bekannt sind sogenannte Crash Management Systeme, bestehend zum Beispiel aus einem Stoßfängerquerträger sowie zwei Energieabsorptionselementen. Die Energieab sorptionselemente sind hierbei mit dem Vorderrahmen verbunden. Sie bedingen bei einem Frontalzusammenstoß, beispielsweise mit einem Fußgänger, eine Nachgiebigkeit des vorderen Kraftfahrzeugbereichs und mindern gefährliche Verletzungen von Fußgängern.
  • Es ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung, einen Karosserievorderbau bereitzustellen, der geringere Intrusionen sowohl des Lenkrades als auch der Stirnwand in den Fahrgastraum bei einem Frontalaufprall gewährleistet.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche wiedergegeben.
  • In einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug mit einem Karosserievorderbau bereitgestellt, bei dem der Karosserievorderbau einen Vorderrahmen und einen Unterrahmen umfasst. Sowohl Vorderrahmen als auch Unterrahmen bestehen aus jeweils mindestens zwei Modulen. Das erste Modul des Unterrahmens ist bei einem Frontalzusammenstoß leichter deformierbar als das zweite Modul des Unterrahmens. Analog ist das erste Modul des Vorderrahmens bei einem Frontalzusammenstoß leichter deformierbar als das zweite Modul des Vorderrahmens. Weiterhin sind Vorderrahmen und Unterrahmen über Verbindungselemente miteinander gekoppelt. Die Verbindungselemente verlaufen hierbei von einem zwischen zwei Modulen des Unterrahmens befindlichen ersten Bereich zu einem zwischen zwei Modulen des Vorderrahmens befindlichen zweiten Bereich.
  • Vorderrahmen und Unterrahmen können weitgehend in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Abschnitte besitzen, die nachfolgend als Längsträger bezeichnet werden, wobei in diesem Beispielsfall die Längsträger, sofern sie zum Unterrahmen gehören, an die Bodenstruktur angebunden sind, und an die Stirnwand angebunden sind, sofern sie zum Vorderrahmen gehören.
  • Aus den Ausführungen ergibt sich, dass sowohl der Unterrahmen als auch der Vorderrahmen aus mindestens zwei Modulen bestehen. Es wird demgemäß ein modularer Aufbau gewählt, der es ermöglicht, hinsichtlich der einzelnen Module Anpassungen vorzunehmen, die im Gesamtgefüge des Karosserievorderbaus bei einem Frontalzusammenstoß ein optimiertes Energieabsorptionsverhalten gewährleisten.
  • Die Verbindungselemente koppeln Vorderrahmen und Unterrahmen quer zur Fahrzeuglängsrichtung. Haben beispielsweise der Unterrahmen und/oder der Vorderrahmen die Form eines Längsträgers bzw. haben sie entsprechende Abschnitte in Form von Längsträgern, wird die Stabilitätsgrenze bei einer Krafteinwirkung in Längsrichtung bzw. bei Axialbelastung erhöht, da nunmehr der Kollapsmode bei einer höheren Kraft einsetzt.
  • Die Kombination eines modularen Aufbaus mit seitlich koppelnden Verbindungselementen zwischen Vorder- und Unterrahmen ermöglicht es, die Module dahingehend maßzuschneidern, dass sie im Falle eines Frontalzusammenstoßes bestmöglich Bewegungsenergie absorbieren. Eine optimale Energieabsorption liegt dann vor, wenn durch sie Intrusionen in den Fahrgastraum verhindert werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Mo dule ausgebildet sind, regelmäßige Faltenbeulen bei einem Frontalzusammenstoß auszubilden.
  • Durch gekoppelte Module, z.B. quer gekoppelte Längsträger, wird bei Axialbelastungen die Kollapsmode bei höheren Kräften erreicht. Ferner wird vermieden, dass die Module, z.B. die Längsträger, seitlich wegknicken und nur die Knickstellen als sogenannte plastische Gelenke Bewegungsenergie aufnehmen. Insgesamt kann durch die neue Architektur des Karosserievorderbaus eine größere Bewegungsenergie aufgenommen werden, und durch Optimierung der einzelnen Module auch gezielter in örtlicher Hinsicht. Insofern kann die lokale und globale Strukturstabilität des Karosserievorderbaus optimiert werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform verläuft das Verbindungselement im ersten Bereich senkrecht zum Unterrahmen. Dies bedingt, dass auf besonders wirksame Weise der Längsträger erst bei einer höheren Krafteinwirkung seinen Kollapsmode hat und insofern eine größere Kraft erforderlich ist, um den Unterrahmen zu deformieren. Hierbei soll angemerkt werden, dass es für eine effiziente Kopplung zwischen Unter- und Vorderrahmen nur darauf ankommt, wie das Verbindungselement im ersten Bereich relativ zum Längsträger ausgerichtet ist, nicht aber, welchen Verlauf das Verbindungselement zwischen Vorderrahmen und Unterrahmen hat. Insofern sollte im ersten Bereich der Winkel zwischen dem Verbindungselement und dem Unterrahmen zwischen 85° und 95° liegen, bevorzugt bei 90°. Das Verbindungselement kann zwischen Unter- und Vorderrahmen durchaus auch einen hierzu kleineren Winkel haben, beispielsweise von 70°.
  • In einer weiteren Ausführungsform verläuft das Verbindungselement im zweiten Bereich senkrecht zum Vorderrahmen. Hierbei gilt, dass im letzten Abschnitt Ausgesagte sinngemäß ebenfalls.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Verbindungselement im ersten und/oder zweiten Bereich plattenförmig ausgebildet. Dies erleichtert eine Montage der Module zu einer Gesamtheit, wobei die Module mit der Platte geeignet verbunden werden, zum Beispiel verschraubt oder verschweißt werden. Auch kann zuverlässig sichergestellt werden, dass der plattenförmig ausgebildete Abschnitt des Verbindungselements im Längsträgerbereich senkrecht zum Längsträger ausgerichtet ist.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht ferner vor, dass zwei Module des Unterrahmens in einem ersten Bereich miteinander verbunden sind. Der erste Bereich kann insofern der Bereich sein, wo zwei Unterrahmenmodule miteinander verschweißt werden, ggf. mithilfe der im letzten Absatz genannten Platte.
  • Eine Ausführungsform des Kraftfahrzeugs sieht weiterhin vor, dass zwei Module des Vorderrahmens in einem ersten Bereich miteinander verbunden sind. Hier gelten die Ausführungen des letzten Absatzes sinngemäß.
  • In einer weiteren Ausführungsform besitzt das Fahrzeug eine Radeinbaustrebe, meist zwei Einbaustreben, die aus mindestens zwei Modulen zusammengesetzt ist, von denen das erste Modul bei einem Frontalzusammenstoß leichter deformierbar ist als das zweite Modul. Hier gilt das oben zum modularen Aufbau des Unterrahmens Ausgesagte entsprechend. Durch den modularen Aufbau der Radein baustrebe wird ein dritter Lastpfad in Kraftfahrzeuglängsrichtung geschaffen, neben dem ersten Lastpfad in Gestalt des Vorderrahmens und des zweiten Lastpfades in Gestalt des Unterrahmens. Jeder der insgesamt drei Lastpfade besitzt damit starre Zonen in Form von weniger leicht deformierbaren Modulen sowie deformierbare Zonen in Gestalt der leichter deformierbaren Module.
  • Durch den modularen Aufbau gewinnt man bei der Herstellung des Fahrzeugs eine höhere Flexibilität im Bereich der Fertigung. Beispielsweise können einige der Module zu Einheiten zusammengefasst und separat zusammengebaut oder extern vorgefertigt werden.
  • Im Schadensfall sind deformierte Teile leichter austauschbar, und es ist gegebenenfalls auch nicht der gesamte Vorderbau auszutauschen, sondern nur Teile desselben. Auch ist darauf hinzuweisen, dass zwar eine größere Kraft erforderlich ist, um den Karosserievorderbau gemäß der vorliegenden Erfindung in Längsrichtung zu deformieren, dass aber hierfür kein zusätzliches Versteifungsmaterial benötigt wird. Dies führt dazu, dass insgesamt das Fahrzeuggewicht trotz verbessertem Frontalaufprallschutz nicht erhöht wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist für eine Radeinbaustrebe ein Verbindungselement vorgesehen, mit dem die Radeinbaustrebe mit dem Vorderrahmen verbunden ist. Auch in diesem Fall kann vorgesehen, dass das Verbindungselement von einem zwischen zwei Modulen der Radeinbaustrebe befindlichen ersten Bereich zu einem zwischen zwei Modulen des Vorderrahmens befindlichen zweiten Bereich verläuft. Hier gelten die Ausführungen zu den Verbindungselementen zwischen Unterrahmen und Vorderrahmen sinngemäß ebenfalls.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht ferner vor, dass für den Karosserievorderbau ein Modul mit Oktaederprofil vorzusehen. Simulationen haben ergeben, dass solche Module die Bewegungsenergie bei Frontalzusammenstößen sehr gut absorbieren können, indem sie regelmäßige Faltenbeulen auswerfen. Derartige Oktaederprofile können aus Aluminium oder Kompositen gefertigt werden.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht ferner vor, als Modul eines Unterrahmens einen rohrförmigen, tordierbaren Pralldämpfer vorzusehen, der Versteifungslinien und Verformungszonen besitzt. Bei axialer Belastung wie bei einem Frontalzusammenstoß des Kraftfahrzeugs kommt es zu einer schraubenförmigen Bewegung des Moduls unter gleichzeitiger Komprimierung desselben. Hierdurch nimmt der Pralldämpfer Bewegungsenergie auf. Als Pralldämpfer kann ein Pralldämpfer gemäß der DE 198 07 158 A1 gewählt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein Modul mit einem oktaedrischem Profil vorgesehen, wobei dieses Profil zwei Bleche umfasst, die über zwei flächig ausgeführte Flansche miteinander verbunden sind. Die Bleche sind hierbei im Flanschbereich so ausgeführt, dass sie symmetrisch zueinander gegenüber der Flanschfläche erhabene Bereiche aufweisen. Simulationen haben gezeigt, dass derart ausgebildete Module besonders zuverlässig regelmäßige Faltenbeulen auswerfen und im Belastungsfall im hohen Maße Bewegungsenergie absorbieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass stirnwandseitig ein zwei Radeinbaustreben koppelndes Verbindungselement eingesetzt wird.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht ferner vor, dass der Vorderrahmen ein Längsträger ist, der in seinem hinteren Bereich schräg zu einer Stirnwand verläuft, die den Motorbereich von dem Fahrgastbereich trennt. In diesem hinteren Bereich ist ein Verbindungselement vorgesehen, das sowohl mit dem Unterrahmen als auch mit dem Vorderrahmen gelenkig verbunden ist. Ohne dieses gelenkig angebundene Verbindungselement ist es bei einem Frontalzusammenstoß möglich, dass der Vorderrahmen an die Stirnwand herangedrückt wird, dass also bei einer Seitenansicht auf das Fahrzeug der Winkel zwischen der Stirnwand und dem schräg verlaufenden Vorderrahmen verkleinert wird. Je nach Schwere des Frontalzusammenstoßes kann es hierbei jedoch auch zu Intrusionen in den Fahrgastbereich kommen kann. Durch die gelenkige Anbindung des Verbindungselements zu Unterrahmen und Vorderrahmen wird dieses Aufrichten des Vorderrahmens im Stirnwandbereich verhindert. Hierbei bedingt die gelenkige, das heißt momentenfreie Ausbildung, dass die Verbindung im genannten Bereich im Schadensfall stabiler ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der beanspruchten Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar, die nachfolgend als nicht beschränkende Beispiele angegeben sind. Hierbei soll die Benutzung von Bezugszeichen in den Figuren nicht dahingehend verstanden werden, dass die Bezugszeichen den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung einschränken sollen. Es zeigt:
  • 1 einen Pkw mit einem Karosserievorderbau,
  • 2 den Karosserievorderbau linksseitig in perspektivischer Seitenansicht,
  • 3a ein Modul mit oktaedrischem Profil in perspektivischer Seitenansicht,
  • 3b Querschnitte von Modulen mit oktaedrischem Profil,
  • 3c Querschnitte von Modulen mit oktaedrischem Profil,
  • 3d Querschnitte von Modulen mit oktaedrischem Profil,
  • 4 die Anbindung von Vorderrahmen und Unterrahmen mit Hilfe eines Verbindungselements,
  • 5 ein spezielles Verbindungselement, das Vorderrahmen und Unterrahmen gelenkig miteinander verbindet,
  • 6 einen Pralldämpfer,
  • 1 zeigt einen Pkw 34 mit einer Ausführungsform eines Karosserievorderbaus 1. Der bezogen auf die Längsachse des Pkw's 34 weitgehend symmetrisch ausgebildete Karosserievorderbau 1 zeigt eine Mehrzahl von Modulen 27, sodass der gesamte Karosserievorderbau eine mo dulare Struktur hat. Mit der modularen Struktur werden drei Lastpfade P1, P2 und P3 realisiert.
  • 2 zeigt einen Karosserievorderbau 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Karosserievorderbau 1 umfasst einen Vorderrahmen 2 und einen Unterrahmen 3. Der Vorderrahmen 2 hat die Form eines Längsträgers und verläuft von einer Position unterhalb des Fahrgastbereiches, welcher unterhalb der Frontscheibe 33 liegt, nach vorne zu einer Stirnwand 19. Dort verläuft der Vorderrahmen 2 in einen Bereich 5a schräg nach oben, bis er letztlich am Stoßfänger 24 endet. Der Unterrahmen 3 umfasst ein U-förmiges Teil 5b, an das ein Längsträger 4c, 4d angebunden ist. 2 zeigt hierbei nur den in Fahrtrichtung linken Teil des Karosserievorderbaus, um den Blick auf das Wesentliche nicht zu verstellen. Rechtsseitig ist der Karosserievorderbau genauso ausgebildet wie linkseitig.
  • Vorderrahmen 2 und Unterrahmen 3 des Karosserievorderbaus 1 der 2 sind aus Modulen zusammengesetzt. Der Unterrahmen 3 besitzt Module 4c und 4d, die jeweils im Vergleich zum Modul 5b leichter deformierbar sind. Der Vorderrahmen 2 besitzt Module 4a und 4b, die im Vergleich zum Modul 5a jeweils leichter deformierbar sind.
  • Vorderrahmen 2 und Unterrahmen 3 sind über ein Verbindungselement 8 miteinander gekoppelt. Das Verbindungselement 8 verläuft von einem ersten Bereich 7 zwischen zwei Modulen 4c und 4d des Unterrahmens 3 zu einem zweiten Bereich 6 zwischen zwei Modulen 4a und 4b des Vorderrahmens 2.
  • Das Kopplungselement 8 verläuft weitgehend senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung, wodurch der Kollapsmode des Vorderrahmens 2 in diesem vorderen Bereichs des Karosserievorderbaus 1 erst bei einer größeren Krafteinwirkung in Längsrichtung erreicht wird. Durch das Kopplungselement 8 wird verhindert, dass bei einem Frontalzusammenstoß der Längsträgerbereich 4a, 4b des Vorderrahmens 2 bzw. der Längsträgerbereich 4c, 4d des Unterrahmens 3 seitlich wegknicken und lediglich Bewegungsenergie in Knickstellen bzw. plastischen Gelenken absorbiert wird. Hierdurch kann die Strukturstabilität in Längsrichtung verbessert werden, und können Intrusionen durch die Stirnwand 19 oder auf das (nicht gezeigte) Lenkrad unter der Frontscheibe 33 vermieden werden. Der modulare Aufbau ermöglicht es ferner, die Module 4a, 4b, 4c, 4d hinsichtlich ihres Energieabsorptionsverhaltens so zu gestalten, dass dieses Ziel besonders zuverlässig erreicht wird.
  • Der Karosserievorderbau 1 der 2 umfasst ebenfalls eine Radeinbaustrebe 9. Diese ist ebenfalls modular aufgebaut und besitzt leichter deformierbare Module 4g, 4f, 4e sowie ein schwerer deformierbares Modul 5c, letzteres zum Schutz des Federbeindoms 32. Die Radeinbaustrebe 9 ist über Kopplungsstücke 10, 26, 28, 29 mit dem Vorderrahmen 2 verbunden. Die Art der Verbindung ist die gleiche, wie zwischen Unterrahmen 3 und Vorderrahmen 2. Zum Beispiel gibt es in der Radeinbaustrebe 9 einen ersten Bereich 11, der mit einem zweiten Bereich 12 des Vorderrahmens 2 verbunden ist. Der erste Bereich 11 ist plattenförmig ausgebildet, wobei die Längsrichtung der Radstrebe 9 senkrecht auf der Plattenfläche steht.
  • Aus 2 ist ersichtlich, dass der Vorderrahmen 1 eine modulare Struktur aufweist. Dies ermöglicht eine Fertigung desselben mit höherer Flexibilität. So können zum Beispiel der Stoßfänger 24, der Querträger 25, das Modul 4d und die Verbindungselemente 8 und 26 als größere Einheit vorgefertigt werden. Gleiches ist möglich für die Modulgruppe bestehend aus den Modulen 4a, 4f und 4e, dem Verbindungselement 10, dem Modul 27 und dem Verbindungselement 29. Eine weitere vorfertigbare Baugruppe besteht aus dem Verbindungselement 29 und den Modulen 5c und 30. Ebenso vorfertigbar wären die Module 5b, 4c, 4g und 18.
  • 3a zeigt das deformierbare Modul 4h in vergrößerter Darstellung. Es hat ein oktaedrisches Profil und umfasst zwei Bleche 13, 14, die über zweiflächig ausgeführte Flansche 15 und 16 miteinander verbunden sind. Beide Flansche 15 und 16 besitzen jeweils erhabene Bereiche 17a, 17b,... Wird dieses oktaedrische Profil in Längsrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, so kommt es aufgrund dieser Ausbildung zu regelmäßigen Faltenbeulen, das heißt, an den erhabenen Bereichen 17a, 17b knickt die Struktur ein was dazu führt, dass sich das oktaedrische Profil 4h in Längsrichtung zusammenstauchen lässt und darüber Bewegungsenergie aufnimmt.
  • Die 3b, 3c, 3d zeigen (leicht deformierbare) Module im Querschnitt, also senkrecht zur Längsrichtung. Man erkennt in 3c die in 3a gezeigte Grundstruktur, jedoch mit zusätzlichen Flanschen 15a bis 15f zur optimierten Faltenbildung im Crashfall. Die Grundstruktur ist in 3b dahingehend abgewandelt, dass Versteigungsbleche 35 die Struktur versteifen, und zusätzliche Flansche 15a und 15b zur verbesserten Faltenbildung in horizontaler Richtung vorliegen. In der Variante der 3d haben die Versteifungsbleche 35 selbst Flansche 15g, 15h zum Ausbilden von Falten im Fall eines Aufpralls.
  • 4 zeigt im Detail die Verbindung von Unterrahmen 3 und Vorderrahmen 2 durch das Verbindungselement 8. Die zum Unterrahmen 3 gehörigen Module 4c und 4d sind mit dem Modul 4b des Vorderrahmens 2 über ein Verbindungselement 8 verbunden. Der Bereich 7 ist plattenförmig ausgebildet, wobei der Bereich 7 senkrecht zur Unterrahmenlängsrichtung verläuft. Auch der Bereich 6 ist plattenförmig bei einer Ausrichtung senkrecht zur Längsrichtung. Die plattenförmige Ausbildung erkennt man insbesondere über die Platte 21, die dazu dient, das Modul 4f der Radeinbaustrebe 9 anzubinden.
  • 5 zeigt das U-förmige Modul 5b des Unterrahmens 3, der über ein Verbindungselement 20 gelenkig mit dem Vorderrahmen 2 verbunden ist. Hierzu verfügt das Verbindungselement 20 über ein Gelenk 23, mit dem es am Unterrahmen 3 befestigt ist, sowie ein Gelenk 22, mit dem es am Vorderrahmen 2 befestigt ist.
  • Wie man mit Blick auf 2 erkennt, ist der Bereich 5a des Vorderahmens 2 bei einer Seitenansicht des Fahrzeugs in einem spitzen Winkel gegenüber der Stirnwand 19 ausgerichtet. Bei einem Frontalzusammenstoß des Fahrzeugs würde das Modul 5a weiter angehoben, so dass dieser Winkel verkleinert würde. Dies könnte je nach Schwere des Frontalzusammenstoßes sogar zur Folge haben, dass das Modul 5a gegen die Stirnwand 19 drückt. Dies kann zu Intrusionen in den schräg unterhalb der Frontscheibe 33 befindlichen Fahrgastraum führen. Die gelenkige Ausbildung des Verbindungselements 20 verhindert dies. Durch die gelenkige Anbindung wird sichergestellt, dass im Belas tungsfall die mechanische Anbindung an Vorderrahmen 2 und Unterrahmen 3 zuverlässig gewährleistet ist, was bei einer starren Anbindung aufgrund der großen Kräfte bzw. Momente, die wirken würden, im Anbindungsbereich nicht der Fall wäre.
  • 6 zeigt einen rohrförmigen, tordierbaren Pralldämpfer 24, montierbar am Unterrahmen 3, und hierbei zum Beispiel montierbar anstelle des Moduls 4c von 3. Der Pralldämpfer 24 besteht aus einem sich nach vorn erweiternden Rohr, dessen Mantel aus einem gewellten Blech besteht. Die Wellenfront verläuft dabei in einer lang gestreckten Schraubenlinienform um den Mantel des Rohres, schließt also mit einer gedachten Linie auf den Mantel parallel zur Längsachse einen Winkel ein. Die Wellenkämme, also die radial weiter außen liegenden Abschnitte des Rohrmantels bilden Versteifungslinien 25 und werden, falls nötig, durch zwei parallel laufende Sicken versteift. Die Versteifungen 25 stellen quasi das Gerüst des Pralldämpfers 24 dar. Durch ihre Schrägstellung wird erreicht, dass bei einer axialen Belastung diese in Umfangsrichtung ausweichen, das heißt jeweils auf einer Schraubenlinie gezwängt werden, die einen wesentlich größeren Steigungswinkel aufweist. Dies bedeutet, dass bei einer axialen Belastung des Prallkörpers 24 ein hohes Maß an Bewegungsenergie aufgenommen wird.
  • 1
    Karosserievorderbau
    2
    Vorderrahmen
    3
    Unterrahmen
    4a–h
    Modul
    5a–c
    Modul
    6
    zweiter Bereich
    7
    erster Bereich
    8
    Verbindungselement
    9
    Radeinbaustrebe
    10
    Verbindungselement
    11
    erster Bereich
    12
    zweiter Bereich
    13
    erstes Blech
    14
    zweites Blech
    15
    Flansch
    15a–15h
    Flansch
    16
    Flansch
    17a
    erhabener Bereich
    17b
    erhabener Bereich
    18
    Verbindungselement
    19
    Stirnwand
    20
    Verbindungselement
    21
    Bereich
    22
    Gelenk
    23
    Gelenk
    24
    Stoßfänger
    25
    Querträger
    26
    Verbindungselement
    27
    Modul
    28
    Verbindungselement
    29
    Verbindungselement
    30
    Modul
    31
    Modul
    32
    Federbeindom
    33
    Frontscheibe
    34
    Pkw
    35
    Versteifungsblech

Claims (14)

  1. Kraftfahrzeug mit einem Karosserievorderbau (1), bei dem der Karosserievorderbau einen Vorderahmen (2) und einen Unterrahmen (3) umfasst, bei dem Vorderrahmen und Unterrahmen aus jeweils mindestens zwei Modulen (4a–h, 5a–c) zusammengesetzt sind, bei dem ein Modul des Unterrahmens bei einem Frontalzusammenstoß leichter deformierbar ist als das andere Modul des Unterrahmens, bei dem ein Modul des Vorderrahmens bei einem Frontalzusammenstoß leichter deformierbar ist als das andere Modul des Vorderrahmens, bei dem Vorderrahmen und Unterrahmen über Verbindungselemente (8) miteinander gekoppelt sind, und bei dem die Verbindungselemente von einem zwischen zwei Modulen des Unterrahmens befindlichen ersten Bereich (7) zu einem zwischen zwei Modulen des Vorderrahmens befindlichen zweiten Bereich (6) verlaufen.
  2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, bei dem das Verbindungselement im ersten Bereich senkrecht zum Unterrahmen verläuft.
  3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, bei dem das Verbindungselement im zweiten Bereich senkrecht zum Vorderrahmen verläuft.
  4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, bei dem das Verbindungselement im ersten und/oder zweiten Bereich plattenförmig ausgebildet ist.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zwei Module des Unterrahmens in einem ersten Bereich miteinander verbunden sind.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zwei Module des Vorderrahmens in einem ersten Bereich miteinander verbunden sind.
  7. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Radeinbaustrebe (9), die aus mindestens zwei Modulen zusammengesetzt ist, von denen das erste Modul (4e, 4f, 4g) bei einem Frontalzusammenstoß leichter deformierbar ist als das zweite Modul (5c).
  8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, bei dem eine Radeinbaustrebe mit dem Vorderrahmen über mindestens ein Verbindungselement (10) verbunden ist.
  9. Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, bei dem das Verbindungselement von einem zwischen zwei Modulen der Radeinbaustrebe befindlichen ersten Bereich (11) zu einem zwischen zwei Modulen des Vorderrahmens befindlichen zweiten Bereich (12) verläuft.
  10. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Modul mit Oktaederprofil vorgesehen ist.
  11. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Modul des Unterrahmens ein rohrförmiger, tordierbaren Pralldämpfer (24) mit Versteifungslinien (25) und Verformungszonen (26) ist.
  12. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Modul ein oktaedrisches Profil hat und zwei Bleche (13, 14) umfasst, die über zwei flächig ausgeführte Flansche (16, 17) miteinander verbunden sind, wobei die Bleche symmetrisch zueinander gegenüber der Flanschfläche erhabene Bereiche (17) aufweisen.
  13. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem stirnwandseitig ein zwei Radeinbaustreben koppelndes Verbindungselement (18) vorgesehen ist.
  14. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Vorderrahmen in seinem hinteren Bereich schräg zu einer Stirnwand (19) verläuft und dort ein Verbindungselement (20) gelenkig mit Unterrahmen und Vorderrahmen verbunden ist.
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