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Die
Erfindung betrifft eine Knautschzone einer Karosserie eines Kraftwagens
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben Art.
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Aus
der
EP 0 146 716 A2 ist
bereits eine derartige Knautschzone als bekannt zu entnehmen, welche
dort als Vorbaustruktur einer insgesamt in der so genannten Space-Frame-Bauweise
hergestellten Kraftwagenkarosserie ausgebildet ist. Die Knautschzone
umfasst dabei seitlich jeweils Karosseriebauteile in Form von Knotenelementen
aus Leichtmetallguss, an welchen ein als Längsträger ausgebildetes Trägerprofil
der Knautschzone beziehungsweise Vorbaustruktur zur Verbindung mit
einem im vorderen Ende der Fahrgastzelle zugeordneten Anschlussbauteil
abzustützen
ist. Die jeweiligen Trägerprofile sind
dabei im Bereich einer oberen Längsträgerebene
angeordnet und werden demgemäß insbesondere bei
einem Frontalaufprall des Kraftwagens unter Längenverkürzung und unter Absorption
von Aufprallenergie deformiert. Die ebenfalls auf Höhe der oberen Längsträgerebene
angeordneten Knotenelemente, an welchen die als Längsträger ausgebildeten
Trägerprofile
abgestützt
sind, tragen aufgrund ihrer Materialeigenschaften – bestehend
aus Leichtmetallguss – relativ
wenig zur Absorption der abbaubaren Aufprallenergie bei. Dementsprechend
ist die bekannte Knautschzone insbesondere im Bereich der oberen
Längsträgerebene
in zwei Zonen eingeteilt. Während
die vordere, von dem jeweiligen als Längsträger ausgebildeten Trägerprofil
gebildete Zone die bei einem Frontalaufprall des Kraftwagens entstehende
Aufprallenergie durch Verformung absorbiert, wird die dahinter liegende,
durch die Knotenelemente gebildete Zone im Wesentlichen nicht zur
Absorption von Aufprallenergie herangezogen.
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Insbesondere
bei Kraftwagen mit im Heck angeordneten Motoren, bei welchen beispielsweise bei
einem Frontalaufprall eine relativ hohe Eintragungsenergie auf die
vordere Knautschzone wirkt, bedingt die Unterteilung der Vorbaustruktur
in eine mehr beziehungsweise geringer verformbare Zone, eine nachteilige
Verringerung der Knautschlänge. Dies
kommt im besonderen Maße
zu tragen, wenn beispielsweise die vordere Knautschzone des Kraftwagens
relativ kurz ausgebildet werden soll.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Knautschzone der eingangs
genannten Art zu schaffen, mit welcher Aufprallenergie über eine größere Knautschlänge der
Knautschzone absorbiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Knautschzone mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und
nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
die Knautschlänge
der Knautschzone des Kraftwagens zu verlängern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das Karosseriebauteil eine Mehrzahl von Hohlkammern umfasst,
welche quer zur Erstreckungsrichtung des Trägerprofils verlaufen. Mit anderen
Worten wird das jeweilige Trägerprofil der
Knautschzone abstützende
Karosseriebauteil so ausgebildet und orientiert, dass dessen Hohlkammern
sich quer zur Erstreckungsrichtung des Trägerprofils beziehungsweise
quer zur Krafteinleitungsrichtung einer im Falle einer Kollision
auf die Knautschzone einwirkenden Unfallkraft erstrecken. Da die
Mehrzahl von Hohlkammern quer zur Erstreckungsrichtung beziehungsweise
zur Krafteinleitungsrichtung einer Unfallkraft verlaufen, kann das Karosseriebauteil
im Falle beispielsweise eines Frontalaufpralls des Kraftwagens auf
einfache Weise deformiert werden.
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Durch
die gezielte Dimensionierung der Profilwände sowie der Hohlkammern des
Karosseriebauteils kann dabei auf besonders einfache Weise die Deformation
des jeweiligen Karosseriebauteils im Anschluss an die Deformation
des jeweils zugehörigen
Trägprofils
auf einfache Weise eingestellt werden. Im Unterschied zum bislang
bekannten Stand der Technik beispielsweise der
EP 0 146 716 A2 ist es somit
möglich,
nicht nur die Trägerprofile
zur Absorption der Aufprallenergie heranzuziehen, sondern vielmehr
auch die die Trägerprofile
abstützenden
Karosseriebauteile, welche beispielsweise als Knotenelemente ausgestaltet
sein können.
Es ist ersichtlich, dass die beispielsweise als Knotenelemente ausgebildeten
Karosseriebauteile somit zu einer Vergrößerung der Knautschlänge beitragen,
was insbesondere bei einer hohen Eintragungsenergie in die Knautschzone – beispielsweise
aufgrund ei nes im Heck des Kraftwagen angeordneten Motors – oder aufgrund
einer insgesamt relativ kurz ausgebildeten Knautschzone zum Tragen
kommt.
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Ein
besonders gut deformierbares Karosseriebauteil kann dabei geschaffen
werden, indem dieses ein Strangpressprofil umfasst, welches die
Mehrzahl von Hohlkammern bildet.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn das Trägerprofil
als Längsträger der
Knautschzone, insbesondere einer Vorbaustruktur des Kraftwagens
ausgebildet ist. Durch eine demgemäße Abstützung der Längsträger über die jeweils zugeordneten
Karosseriebauteile kann in besonders vorteilhafter Weise die erwünschte Verlängerung
der Knautschzone des Kraftwagens erreicht werden.
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Eine
besonders große
Verlängerung
der Knautschlänge
der Knautschzone kann erreicht werden, indem das Karosseriebauteil
und das Trägerprofil
in einer oberen Längsträgerebene
der Knautschzone, insbesondere der Vorbaustruktur des Kraftwagens
angeordnet sind.
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Ein
besonders einfach herstellbares und sehr leicht montierbares Karosseriebauteil
ist geschaffen, wenn sich dessen Hohlkammern in Fahrzeughochrichtung
erstrecken. Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es jedoch
zu betrachten, dass sich die Hohlkammern natürlich auch in Fahrzeugquerrichtung
beziehungsweise schräg
erstrecken können.
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Um
eine noch höhere
Energieaufnahme des Karosseriebauteils zu erreichen, umfasst dieses
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zwei Deckelelemente, mit
welchen die Hohlkammern abgedeckt sind.
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Die
Deckelelemente können
dabei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung nicht nur zur Erhöhung der
Energieaufnahmekapazität
des Karosseriebauteils dienen, sondern darüber hinaus auch zur Befestigung
und Abstützung
des jeweils zugehörigen Trägerprofils.
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Umfasst
das Karosseriebauteil einen Stützbereich,
welcher in einem Abstand zu dem zugeordneten Ende des Trägerprofils
angeordnet ist, so trifft das Trägerprofil
bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung erst nach Zurücklegung
einer bestimmten Knautschlänge
auf den Stützbereich
des Karosseriebauteils auf. Hierdurch kann eine gezielte Deformationsreihenfolge
bezie hungsweise das Energieabsorptionsvermögen der gesamten Knautschzone
eingestellt werden.
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Als
weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Karosseriebauteil
einen Befestigungsbereich umfasst, welcher bezogen auf die Erstreckungsrichtung
des Trägerprofils
an dessen Außenseite
angeschlossen ist. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, den
obigen Stützbereich
in einem Abstand zum zugeordneten Ende des Trägerprofils anzuordnen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Karosseriebauteil
Bauteilbereiche mit geringerem Deformationsvermögen, an welchen beispielsweise
benachbarte Fahrwerksglieder, Aggregate, Mutterteile oder dergleichen
festgelegt werden können.
Darüber
hinaus kann durch derartige Bauteilbereiche mit geringem Deformationsvermögen die Knautschcharakteristik
des Karosseriebauteils beziehungsweise der Knautschzone insgesamt
beeinflusst werden.
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Schließlich hat
es sich als vorteilhafte gezeigt, dass das Anschlussbauteil, welches über das Karosseriebauteil
mit dem Trägerprofils
der Knautschzone verbunden ist, der Sicherheitsfahrgastzelle des
Kraftwagens zugeordnet ist. Mit anderen Worten ist es somit möglich, dass
das Karosseriebauteil einerseits besonders zuverlässig an
der Sicherheitsfahrgastzelle abgestützt ist und andererseits das
Trägerprofil – beispielsweise
in Form eines Längsträgers – hält. Darüber hinaus
kann bei einer demgemäßen Ausgestaltung
auf einfache Weise zunächst
das Trägerprofil
und im Anschluss daran das Karosseriebauteil deformiert werden,
ohne dass hierdurch Beschädigungen
der beziehungsweise Intrusionen in die Fahrgastzelle erfolgen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
schematische Perspektivansicht auf eine sich an eine Fahrgastzelle
anschließende vordere
Knautschzone einer Kraftwagenkarosserie, deren als Längsträger einer
oberen Längsträgerebene
ausgebildeten Trägerprofile über Karosseriebauteile
an einem Querträger
der Fahrgastzelle abgestützt
sind;
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2 eine
schematische und ausschnittsweise Perspektivansicht auf das als
rechter Längsträger der
vorderen Knautschzone ausgebildete Trägerprofil, welches unter anderem über das
ein Strangpressprofil sowie zwei Deckelemente umfassende Karosseriebauteil
an dem ausschnittsweise erkennbaren Querträger der Fahrgastzelle abgestützt ist;
und in
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3 eine
ausschnittsweise Draufsicht auf das Strangpressprofil des Karosseriebauteils
gemäß 2, über welches
das als Längsträger ausgebildete
Trägerprofil
an dem ausschnittsweise erkennbaren Querträger der Fahrgastzelle abgestützt ist.
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In 1 ist
in einer schematischen und ausschnittsweisen Perspektivansicht eine
vordere Knautschzone beziehungsweise Vorbaustruktur 10 einer
Kraftwagenkarosserie dargestellt, welche sich nach vorne hin an
eine ausschnittsweise erkennbare Fahrgastzelle 12 des Kraftwagens
anschließt.
Von der Fahrgastzelle 12 ist dabei im Wesentlichen eine vordere
Stirnwand 14 sowie diese seitlich begrenzende Trägerwände 16 erkennbar,
welche sich nach unten hin bis zu einem unteren Querträger 18 erstrecken.
Oberhalb des sich auf Höhe
eines Wagenbodens 10 in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Querträgers 18 verläuft ein
weiterer Querträger 22 auf
Höhe einer
oberen Längsträgerebene.
Innerhalb dieser oberen Längsträgerebene
verlaufen zwei im weiteren noch näher erläuterte, als vordere Längsträger ausgebildete
Trägerprofile 24 in
Fahrzeuglängsrichtung.
Die beiden Trägerprofile 24 sind über jeweils
zugehörige,
im weiteren ebenfalls noch näher erläuterte Karosseriebauteile 26 an
dem oberen Querträger 22 abgestützt.
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Unterhalb
der oberen Längsträgerebene
erstrecken sich zwei weitere Längsträger 28 einer
unteren Längsträgerebene,
welche mit ihren rückwärtigen Enden
am unteren Querträger 18 abgestützt sind.
An ihren vorderen Enden sind die beiden Längsträger 28 der unteren
Längsträgerebene über einen
Querträger 30 miteinander
verbunden, von dem sich nach oben hin zwei seitliche Stützen 32 bis über die
Trägerprofile 24 der
oberen Längsträgerebene
hinaus erstrecken. Die beiden Stützen 32 sind
dabei an ihren oberen Enden über
ein weiteres Querelement 34 miteinander verbunden. Im Befestigungsbereich
der Stützen 32 an
den vorderen Enden der Trägerprofile 24 schließen jeweils
schräg
verlaufende Hilfsträger 36 an,
welche sich nach hinten hin bis zur Fahrgastzelle 12 erstrecken.
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In 2 ist
in einer schematischen und ausschnittsweisen Perspektivansicht das
als rechter Längsträger ausgebildete
Trägerprofil 24 dargestellt, welches
unter anderem über
das Karosseriebauteil 26 an dem Querträger 22 abgestützt ist.
Darüber
hinaus ist das Trägerprofil 24 über ein
weiteres Trägerprofil 38 zur
Fahrzeugmitte hin am Querträger 22 abgestützt. Sowohl
das Trägerprofil 24 wie
auch das Trägerprofil 38 sind
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
als Strangpressprofile gestaltet, deren Hohlkammern in Erstreckungsrichtung
des jeweiligen Trägerprofils 24, 38 verlaufen.
Gleichfalls wäre
es natürlich
auch denkbar, die Trägerprofile 24, 38 andersartig
herzustellen.
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Das
Karosseriebauteil 26 der vorliegend in Space-Frame-Bauweise
hergestellten Kraftwagenkarosserie verbindet das Trägerprofil 24 als
Knotenelement mit dem Querträger 22.
In Zusammenschau mit 3, welche ausschnittsweise das über das
Karosseriebauteil 26 an dem Querträger 22 gehaltene Trägerprofil 24 gemäß 2 darstellt,
wird die detailliertere Gestaltung des Karosseriebauteils 26 ersichtlich.
Insbesondere ist es aus 3 erkennbar, dass das Karosseriebauteil 26 als
zentrales Element ein Strangpressprofil 40 mit einer Mehrzahl
von Hohlkammern 42 umfasst, welche vorliegend in Fahrzeughochrichtung
beziehungsweise quer zur Erstreckungsrichtung des als Längsträger ausgebildeten Trägerprofils 24 orientiert
sind. Das Strangpressprofil 40 umfasst dabei einen Stützbereich 44,
welcher in einem Abstand hinter dem zugehörigen Ende des den jeweiligen
Längsträger bildenden
Trägerprofils 24 angeordnet
ist. Demgemäß kommt
das Trägerprofil 24 bei
einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung bei einem Frontalaufprall
des Kraftwagens erst im Verlauf der Deformation der Knautschzone
mit dem Stützbereich 44 in
Anlage.
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Weiterhin
umfasst das Strangprofil 40 des Karosseriebauteils 26 einen
Befestigungsbereich 46, welcher bezogen auf die Erstreckungsrichtung
des Trägerprofils 24 an
dessen Längsseite
angeschlossen ist. Auf der dem Trägerprofil 24 abgewandten Seite
ist das Strangpressprofil 40 durch einen Stützschuh 48 im
Querschnitt erweitert, so dass eine großformatige Befestigung am zugehörigen Querträger 22 möglich ist.
Sowohl die Befestigung des Strangpressprofils 40 am Querträger 22 wie
auch am Trägerprofil 24 kann über eine
Klebeverbindung, Schweißverbindung
oder dergleichen erfolgen.
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Das
weitere Trägerprofil 38,
welches sich zwischen dem hinteren Ende des Trägerprofils 24 und
einem mittleren Bereich des Querträgers 22 erstreckt, bildet
gemeinsam mit dem Stützbereich 44 und
dem Befestigungsbereich 46 des Strangpressprofils eine
in Querschnitt U-förmige
Aufnahme.
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In
Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass das Karosseriebauteil 26 zwei
Deckelelemente 50 umfasst, welche vorliegend im Wesentlichen
deckungsgleich ausgebildet sind und mit welchen die Hohlkammern 42 des
Strangpressprofils 40 abzudecken sind. Dabei ist erkennbar,
dass sich die Deckelelemente 50 über das hintere Ende des Trägerprofils 24 hinweg
bis in den Bereich des vorderen Endes des weiteren Trägerprofils 38 erstrecken.
Hierdurch ist die durch den Stützbereich 44 und
den Befestigungsbereich 46 des Strangpressprofils 40 und durch
das weitere Trägerprofil 38 gebildete
U-förmige Aufnahme
für das
Trägerprofil 24 ober-
und unterseitig verschlossen. Mit anderen Worten ist das Trägerprofil 24 mit
seinem hinteren Ende im Wesentlichen formschlüssig in einer hier etwa prismatischen
beziehungsweise würfelförmigen Aufnahme
gehalten.
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Um
das Energieaufnahmevermögen
des Karosseriebauteils 26 zu erhöhen, sind die beiden Deckelelemente 50 fest
mit dem Strangpressprofil 40 verbunden. Dies kann beispielsweise über eine Schweißverbindung
oder dergleichen erfolgen.
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Schließlich ist
aus 3 erkennbar, dass die Hohlkammern 42 des
Strangpressprofils 40 unterschiedlich dimensioniert sind.
Darüber
hinaus ist es möglich,
unterschiedliche Wandstärken
zwischen den einzelnen Hohlkammern 42 zu verwenden. Hierdurch
kann das Absorptionsvermögen
des Karosseriebauteils 26 genau eingestellt werden. Darüber hinaus
umfasst das Strangpressprofil Befestigungsaufnahmen 52,
an welchen beispielsweise Fahrwerksglieder, Aggregate, Rohbauteile
oder dergleichen festgelegt werden können. Insbesondere nahe der Befestigungsaufnahmen 52 kann
das Strangpressprofil 40 des Karosseriebauteils 26 mit
Bauteilbereichen 54 mit geringerem Formations- beziehungsweise
Absorptionsvermögen
vorgesehen sein. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, dass
das Karosseriebauteil 26 im Bereich der Befestigungsaufnahmen 52 nicht
deformiert wird, um beispielsweise die Verbindung zu einem benachbarten
Fahrwerksglied, Aggregat, Rohbauteil oder dergleichen aufrecht erhalten
zu können.
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Insgesamt
ist aus den Fig. somit erkennbar, dass das Karosseriebauteil 26 ein
Knotenelement bildet, über
welches Trägerprofile 24 mit
Anschlussbauteilen (Querträger 22)
in Space-Frame-Bauweise zu verbinden ist. Dabei sind die Knotenelemente
beziehungsweise Karosseriebauteile 26 selbst als Deformationselemente
ausgebildet, welche im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
gezielt deformiert werden können
und dementsprechend zur Verlängerung
der Knautschlänge
der Knautschzone der Kraftwagenkarosserie beitragen.