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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur, welche vorzugsweise selbsttragend ausgebildet ist, sowie einen an der Rohbaustruktur anbringbaren Integralträger, gemäß Anspruch 10.
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Analysen von realen Unfallgeschehen zeigen, dass bei Kollisionen von Fahrzeugen mit einem im Fahrweg befindlichen Kollisionspartner, beispielsweise ein anderes Fahrzeug, der Aufprall auf dieses Hindernis zumeist schräg erfolgt. Durch die schräge Krafteinleitung in den Fahrzeugvorbau wird häufig eine seitliche Bewegung des Kraftfahrzeugs, also in Querrichtung zur Fahrtrichtung eingeleitet, indem das Kraftfahrzeug am Hindernis abgleitet, wodurch sich erhöhte Belastungen für die Insassen ergeben, weil diese durch die Massenträgheit weiter ihrer vorgegebenen Bahnkurve folgen, während das Kraftfahrzeug sich seitlich wegbewegt. Aufgrund dieser verschiedenen Bewegungsbahnen von Insassen und Fahrzeug kann es zu harten Kontakten der Insassen mit Innenraumteilen kommen, insbesondere zu einem Kopfaufprall auf eine A-Säule und/oder eine Seitenscheibe. Die Schutzwirkung von im Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Rückhaltesystemen, insbesondere Airbags, ist bei diesem Unfallgeschehen eingeschränkt. Nachteilig ist weiterhin, dass die durch einen Schrägaufprall initiierte seitliche Ausweichbewegung des Fahrzeugs und die dabei entstehende, nicht vorhersehbare und daher nicht reproduzierbare Fahrzeugkinematik eine gezielte Optimierung der im Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Rückhaltesysteme nahezu unmöglich macht.
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Aus der 100 18 179 A1 geht eine Fahrzeugkarosserie hervor, die so ausgebildet ist, dass bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs mit einem anderen Kraftfahrzeug keine übermäßigen Verformungen der Karosserie und damit auch keine übermäßigen Belastungen der Insassen auftreten. Hierzu weist die Fahrzeugkarosserie einen 1 bogenförmig ausgestalteten Träger auf, der auf Grund seiner Form dafür sorgen soll, dass die Kollisionspartner aneinander vorbei gleiten, so dass die kinetische Energie nicht in Verformungsenergie umgewandelt wird, sondern während des Abgleitvorgangs abgebaut wird.
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Aus der
WO 2005/110815 A1 geht eine bei teilüberdeckter Frontalkollision für Kraftfahrzeuge wirksame Abweisvorrichtung hervor, die vor einem Vorderrad angeordnet ist und das Vorderrad im Kollisionsfall vor einem Verhaken mit dem Kollisionspartner, beispielsweise bei Kraftfahrzeugen mit dessen Vorderrad, verhindern soll.
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Aus der
EP 0 758 597 A1 geht eine Sicherheitsstoßstange für Kraftfahrzeuge hervor, die so ausgestaltet ist, dass sie zumindest in ihren Seitenbereichen einen Abgleiteffekt der Fahrzeuge aneinander vorbei bewirkt. Die Sicherheitsstoßstange ist hierzu so ausgebildet und derart an die Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur angebunden, dass bei einem Anstoß einseitig mit geringer Überdeckung der stoßzugewandte Längsträger stärker gestaucht wird als der stoßabgewandte Längsträger. Hierdurch entsteht auf Grund der in sich struktursteifen Auslegung der Sicherheitsstoßstange eine Abgleitebene. Auf Grund der vorstehend genannten Maßnahmen soll die Verzögerung der Fahrgastzelle verringert werden, indem die Fahrzeuge aneinander vorbei gleiten.
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Zur Verhinderung des Verhakens der Kollisionspartner auch bei teilüberdeckter Frontalkollision ist in der
EP 1 401 685 B1 vorgeschlagen, die Vorderräder einzuschlagen, so dass die Außenseite der Felge des Rades quasi als Schutzschild dient, an denen das Gegenfahrzeug beziehungsweise dessen kollisionsseitiges Rad abgleiten kann, so dass diese nicht miteinander verhaken.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur zu schaffen, die bei einem Schrägaufprall eine in gewissen Grenzen stabile und reproduzierbare Fahrzeugkinematik zeigt.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die Aufgabe wird weiterhin durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst. Die Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur zeichnet sich durch im Crashfall mit einem Kollisionspartner zusammenwirkende Mittel zur Reduzierung oder Verhinderung eines seitlichen Abgleitens der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur in Querrichtung entlang einer Kontaktfläche zwischen Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur und Kollisionspartner aus. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann eine stabile reproduzierbare Fahrzeugkinematik auch bei einem Schrägaufprall sichergestellt werden, wodurch eine hierauf optimierte Abstimmung der im Fahrzeuginnenraum vorgesehenen Rückhaltesysteme ermöglicht wird. Die y-Komponente (seitlich) der Relativbewegung der Fahrzeuginsassen und damit die Gefahr eines harten Kontaktes der Insassen an harten Innenraumteilen, wie zum Beispiel der A-Säule, wird dadurch zumindest reduziert, vorzugsweise verhindert. Die vorgeschlagene Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur trägt damit insgesamt zur Verbesserung der Insassenbelastungswerte bei.
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Die Mittel sind an einem an der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur vorgesehenen Integralträger angeordnet oder ausgebildet. Dabei sind die Mittel am in Fahrtrichtung nach vorne weisenden Ende des Integralträgers vorgesehen. Die Begriffe vorne und hinten beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf die Fahrzeuglängsrichtung. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Mittel zur Reduzierung beziehungsweise Verhinderung eines seitlichen Ausweichens direkt an der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur auszubilden oder zu befestigen.
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Der Integralträger weist zwei Integrallängsträger auf, die vorne jeweils eine Verlängerung aufweisen, welche zumindest einen Teil der Mittel zur Reduzierung oder Verhinderung eines seitlichen Abgleitens der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur bilden.
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Die beiden Integrallängsträger sind vorzugsweise parallel zu vorderen Karosserielängsträgerabschnitten angeordnet. Vorzugsweise sind die beiden Integrallängsträger durch zwei Integralquerträger zu einem im Wesentlichen rechteckigen Integralträgerrahmen verbunden. Der Integralträger dient zur Aufnahme eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus dient der Integralträger vorzugsweise zur Aufnahme einer Vorderachsanordnung.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Verlängerungen als Verhakungselemente ausgebildet sind, die sich in beziehungsweise mit der Kontaktfläche am Kollisionspartner verhaken und/oder verkeilen.
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Die Verlängerungen können als Hohlprofile ausgebildet sein, wodurch eine besonders leichte Bauweise realisierbar ist. Eine besonders gute Haltewirkung lässt sich insbesondere dann erzielen, wenn die Hohlprofile nach vorne hin offen, also nicht von einem Deckel verschlossen sind.
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Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur, die sich dadurch auszeichnet, dass die Verlängerungen so formstabil ausgebildet sind, dass sie im Crashfall erst unter einer Krafteinwirkung verformbar sind, die größer als die zur energieabsorbierenden Verformung eines im Kraftpfad nachgeordneten Abschnitts des Integralträgers erforderliche Krafteinwirkung ist. Anders als bei einer bekannten Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur, wie sie beispielsweise aus der
DE 103 21 573 A1 hervorgeht, sind die Verlängerungen gerade eben nicht als energieverzehrende Crashboxen ausgebildet, sondern vielmehr als Ramm-/Verkeilelemente, die sich nicht definiert verformen sollen. Es ist gewünscht, dass die Verlängerung sich in/mit der Kontaktfläche verhaken/verkeilen, um ein seitliches Ausweichen des Fahrzeugs durch Abgleiten vorzugsweise zu verhindern, zumindest aber deutlich zu reduzieren. Bei einem Schrägaufprall mit hohem Energiepotential kann es möglicherweise auch zu einer gewissen Verformung der Verlängerungen kommen. Diese sind daher entsprechend stabil ausgebildet, damit sie sich gerade eben nicht gezielt zusammenfalten, wie die bekannten Crashboxen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Integrallängsträger hinten jeweils eine Verlängerung aufweisen, die ein Befestigungselement bildet, mit dem der Integralträger an einem Bodenlängsträgerabschnitt befestigt ist. Die Befestigungselemente dienen dazu, bei einem Zusammenstoß auf den Integralträger wirkende Kräfte in die Bodenlängsträgerabschnitte einzuleiten. Alternativ können die Befestigungselemente auch als separate Teile ausgebildet sein, die an der im eingebauten Zustand der Fahrbahn zugewandten Unterseite des Integralträgers befestigt sein können.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente lösbar, das heißt zerstörungsfrei trennbar, an den Integrallängsträgern und/oder dem hinteren Integralquerträger befestigt sind. Vorzugsweise sind die Befestigungselemente mit den Integrallängsträgern und gegebenenfalls dem Integralquerträger verschraubt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Integrallängsträger definiert verformbar ausgebildet sind, wodurch eine definierte Verformungsebene geschaffen ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Integrallängsträger teilweise gekrümmt ausgebildet sind. Dadurch wird erreicht, dass sich der Integralträger in verschiedenen Ebenen verformen kann.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Integrallängsträger im Wesentlichen S-förmig gekrümmt ausgebildet sind. Diese Gestalt der Integrallängsträger hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Integrallängsträger einstückig durch zwei Integralquerträger miteinander verbunden sind. Vorzugsweise hat der Integralträger im Wesentlichen die Gestalt eines rechteckigen Rahmens, an dem vorne die Verlängerungen und gegebenenfalls hinten die Befestigungselemente jeweils in Verlängerung der Integrallängsträger abstehen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest einen Teil der Mittel zur Reduzierung oder Verhinderung eines seitlichen Abgleitens der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur in Querrichtung entlang einer Kontaktfläche zwischen Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur und Kollisionspartner bildenden Verlängerungen lösbar, das heißt zerstörungsfrei trennbar, an den Integrallängsträgern befestigt sind. Dadurch wird ermöglicht, dass im Reparaturfall die Verlängerungen auch einzeln ausgetauscht werden können. Vorteilhaft ist weiterhin, dass die Variantenvielfalt des Integralträgers reduzierbar ist, da an den Integrallängsträger wahlweise die zur Verhinderung des Abgleitens dienenden Verlängerungen und die Crashboxen, wie sie beispielsweise aus der
DE 103 21 573 A1 bekannt sind, befestigbar sind.
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Der Gegenstand der Erfindung betrifft auch einen Integralträger für eine Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
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Die einzige Figur zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt einer selbsttragenden Rohbaustruktur 1 eines Personenkraftwagens. Die Rohbaustruktur 1 umfasst zwei Bodenlängsträger 4 und 5, die in Fahrzeuglängsrichtung parallel zueinander angeordnet sind. Außerhalb der Bodenlängsträger 4, 5 sind Seitenlängsträger angeordnet, die auch als Schweller bezeichnet werden, und von denen in der Figur nur ein Seitenlängsträger 8 sichtbar ist. Die Seitenlängsträger 8 sind über Verbindungsstücke 10, 11 an den Bodenlängsträgern 4, 5 befestigt.
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Im Bereich der Verbindungsstücke 10, 11 gehen die Bodenlängsträger 4, 5 in vordere Längsträger 14 und 15 über, die im vorderen Bereich der Rohbaustruktur 1 parallel zueinander angeordnet sind. Die vorderen Längsträger 14, 15 weisen jeweils eine vordere Befestigungsstelle 18, 19 und jeweils eine hintere Befestigungsstelle 22, 23 für einen Integralträger 24 auf. Der Integralträger 24 dient zur Aufnahme eines Antriebsaggregats und der Vorderachse des Personenkraftwagens und wird auch als Motorträger oder Fahrschemel bezeichnet.
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Der Integralträger 24 umfasst zwei Integrallängsträger 26 und 27, die jeweils im Wesentlichen S-förmig gekrümmt sind. Die beiden Integrallängsträger 26, 27 sind durch einen vorderen Querträger 28 und einen hinteren Querträger 29 miteinander verbunden. An den vorderen Enden der Integrallängsträger 26, 27 ist jeweils eine Verlängerung 32 beziehungsweise 33 vorgesehen. An den hinteren Enden der Integrallängsträger 26, 27 ist jeweils ein Befestigungselement 36, 37 vorgesehen. Die freien Enden der Befestigungselemente 36, 37 sind jeweils an dem vorderen Ende der Bodenlängsträger 4, 5 befestigt.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind sowohl die Integrallängsträger 26, 27 als auch die parallel dazu angeordneten vorderen Längsträger 14, 15 definiert verformbar ausgebildet. Die Verlängerungen 32 und 33 sind so formstabil ausgebildet, dass sich bei einer Kollision mit einem Hindernis mit Schrägaufprall nicht zusammenfalten, sondern standhalten und sich mit der Kontaktfläche des Kollisionspartners verhaken/verkeilen/verklemmen, so dass ein seitliches Ausweichen des Fahrzeugs vorzugsweise verhindert, zumindest aber reduziert wird. Die Verlängerungen 32 und 33 bilden bei diesem Ausführungsbeispiel der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur 1 also die erfindungsgemäßen Mittel zur Reduzierung oder Verhinderung eines seitlichen Abgleitens der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur in Querrichtung entlang einer Kontaktfläche zwischen Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur und Kollisionspartner.
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Die Integrallängsträger 26 und 27 sind so ausgebildet, dass sie sich bereits bei einer geringeren Krafteinwirkung als die Verlängerungen 32 und 33, welche im Kraftpfad unmittelbar vor den Integrallängsträgern 26, 27 angeordnet sind, verformen. Die wirkenden Kräfte werden über die Befestigungselemente 36, 37 in die Bodenlängsträger 4, 5 eingeleitet. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung dienen die Verlängerungen 32 und 33 darüber hinaus dazu, einen (nicht dargestellten) Kühler abzustützen.
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Die Verlängerungen 32, 33 können grundsätzlich identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein. Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel weist zumindest die Verlängerung 32 eine rechteckige Querschnittsform auf und ist vorzugsweise als Hohlprofil ausgebildet, welche nach vorne hin offen ist. Die Verlängerung 33 weist hier beispielhaft eine andere Form. Die Verlängerung 33 weist eine in Fahrtrichtung gesehen abfallende, gewölbte Keilfläche auf, die dazu geeignet ist, sich mit der Kontaktfläche des Kollisionspartners zu verhaken. Weitere Ausführungsvarianten sind möglich. Wichtig ist, dass die Verlängerungen 32, 33 bei einem Schrägaufprall eine seitliches Ausweichen/Abgleiten des Fahrzeugs zumindest reduzieren. Zu diesem Zweck ist die Anordnung der Verlängerungen auch an den seitlichen Randbereichen des vorderen Endbereichs der Kraftfahrzeug-Rohbaustruktur 1 vorgesehen.
