DE102007051974B4 - Vorbau für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Der Vorbau (1) eines Personenkraftwagens weist zwei Längsträgerglieder (7) auf, welche sich nach vorne hin bis in den Bereich eines Stoßfängers erstrecken. Die Längsträgerglieder (7) sind in einen vorderen Abschnitt (9) und einen hinteren Abschnitt (11) unterteilt, wobei der hintere Abschnitt (11) mit dem zugeordneten Querlenker (5) zur Aufnahme der Vorderräder des Personenkraftwagens über ein Gelenk (15) verbunden ist. Außerdem ist ein Teleskop (19) mit einem Anschlag vorgesehen, welches den vorderen Abschnitt (9) mit dem hinteren Abschnitt (11) verbindet. Die Gelenke (15, 17) und das Teleskop (19) gewährleisten, dass sich im normalen Fahrbetrieb der Querlenker (5) ungehindert bewegen kann. Bei einem Frontaufprall vorbestimmter Größenordnung werden jedoch über die von den Längsträgergliedern (7) gebildete untere Lastebene Kräfte von der Fahrzeugfront in die Querlenker (5) und dann, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Hilfsrahmens (3), in die Fahrzeugstruktur eingeleitet.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Vorbau für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit Längsträgergliedern, welche sich nach vorne hin bis in den Bereich eines Stoßfängers erstrecken, sowie mit zwei Querlenkern zur Aufnahme von Vorderrädern.
- Derartige Vorbauten von Kraftfahrzeugen werden eingesetzt, um bei einem größeren Frontaufprall die auftretenden Kräfte in die tragende Struktur der Fahrzeugkarosserie einzuleiten. Steigende Anforderungen an den Insassenschutz verlangen ein verbessertes Strukturverhalten bei einem Unfall. Dies ist gleichbedeutend mit einer geringen Intrusion und einem definierten Verzögerungsverhalten. Letzteres ergibt sich dadurch, dass bereits in der Anfangsphase des Aufpralls möglichst viel kinetische Energie in Deformationsenergie umgewandelt wird. Um dies zu erreichen, sind die vorderen Längsträgerglieder weit nach vorne geführt. Üblicherweise nehmen sie einen Stoßfängerquerträger auf, um die bei einem Frontaufprall auftretenden Kräfte auch dann den Längsträgern zuzuführen, wenn die Krafteinleitung nicht unmittelbar im Bereich der Längsträgeranbindungen erfolgt.
- Aus der
DE 197 41 422 A1 ist eine Energieabsorptionseinrichtung im Bereich eines vorderen Längsträgers bekannt, welche einen Profilträger und ein Deformationsprofil umfasst. Diese sind teleskopartig miteinander verbunden, derart, dass wenigstens ein Befestigungsmittel im Wanddurchdringungsbereich des Deformationsprofils eine Schneideinrichtung umfasst, die bei einem Frontaufprall ab einer vorbestimmten Größenordnung das Deformationsprofil durchpflügt. - Eine wirkungsvolle Möglichkeit, um ein höheres Energiemaß umzuwandeln und dadurch das Verletzungsrisiko der Fahrzeuginsassen zu reduzieren, besteht auch darin, unter den eigentlichen vorderen Längsträgern ein weiteres Längsträgerpaar anzuordnen. In diesem Falle spricht man von einer unteren Lastebene.
- Eine untere Lastebene ist bisher nur in wenigen Fahrzeugen vorzufinden. Falls eine solche realisiert wird, dann sind jedoch aus Packagegründen meist keine geraden Lastpfade möglich. Die entsprechenden Längsträgerglieder müssen aufgrund der baulichen Gegebenheiten gekröpft oder abgewinkelt ausgeführt werden, wodurch sich für die bei einem Aufprall eingeleitete Kraft ein Hebelarm ergibt. Die Größe des Hebelarmes wird durch den Versatz des vorderen Längsträgerabschnitts zu seiner Anbindung an der Karosserie oder einem Hilfsrahmen bestimmt. Durch den Hebelarm wird die Steifigkeit und damit die Effizienz der unteren Lastebene deutlich reduziert.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Verbindung mit einer unteren Lastebene einen weitgehend geradlinigen Lastpfad zu ermöglichen.
- Die Lösung der Aufgabe besteht bei einem gattungsgemäßen Vorbau für ein Kraftfahrzeug darin, dass die rückwärtigen Endbereiche der Längsträgerglieder mit den zugeordneten Querlenkern für die Vorderräder über ein Gelenk verbunden sind, dass jedes Längsträgerglied in einen vorderen und einen hinteren Abschnitt unterteilt ist, dass die vorderen und hinteren Abschnitte der Längsträgerglieder so miteinander verbunden sind, dass eine Längenänderung des Längsträgergliedes möglich ist, und dass ein Anschlag vorgesehen ist, der die Verkürzung jedes Längsträgergliedes begrenzt, wenn der vordere Abschnitt des Längsträgergliedes in Richtung auf den hinteren Abschnitt des Längsträgergliedes zu verschoben wird.
- Durch die beiden Längsträgerglieder der unteren Lastebene ist der Bereich des Stoßfängers mit den zugeordneten Querlenkern so verbunden, dass sich im normalen Fahrbetrieb keine Beeinträchtigung für die Bewegung der Querlenker ergeben. Dies wird dadurch erreicht, dass die Längsträgerglieder gelenkig angebunden sind und sich ihre wirksame Länge selbsttätig einstellt. Erst wenn bei einem Frontaufprall ab einer vorbestimmten Größenordnung die vorderen Abschnitte der Längsträgerglieder relativ zu den hinteren Abschnitten der Längsträgerglieder und damit zu den Querlenkern bis zu einem Anschlag verschoben werden, erfolgt die Kraftübertragung auf die Querlenker. Über die gegebenenfalls verstärkten Querlenker können die Kräfte gut in die sich anschließende Karosseriestruktur, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Hilfsrahmens, eingeleitet werden.
- Bauartbedingt lassen sich gerade Lastpfade meist nur umsetzen, wenn diese relativ weit außen am Fahrzeug verlaufen. Eine Anbindung an den weiter zur Fahrzeugmitte hin angeordneten Hilfsrahmen ist dann nicht möglich, wenn ein im Wesentlichen gerader Lastpfad und nicht ein Lastpfad mit einem Hebelarm realisiert werden soll. Die vorliegende Erfindung schafft hier Abhilfe, indem die Querlenker zur Krafteinleitung genutzt werden. Anders als bei Längsträgergliedern, welche bei entsprechend großem Hebelarm ausknicken können, besteht diese Gefahr bei einem Querlenker weniger beziehungsweise kann ganz ausgeschlossen werden, wenn eine geeignete Verstärkungsmaßname getroffen wird. Dadurch kann die volle Länge des Längsträgergliedes zur Energieumwandlung durch Verformung genutzt werden.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der vordere Abschnitt des Längsträgergliedes über ein Gelenk an einem Tragteil der Fahrzeugkarosserie oder einem Querträger des Stoßfängersystems befestigt sein. Dadurch ist eine gute Krafteinleitung und eine verbesserte Anpassung an die Bewegung der Querlenker gegeben.
- Von Vorteil ist, wenn mindestens eine Strebe jedes Längsträgerglied nach oben hin abstützt. Dadurch können die Längsträgerglieder stabil gehalten und insgesamt schwächer ausgeführt werden. Bevorzugt wird jeder Abschnitt des Längsträgergliedes durch eine eigene Strebe nach oben hin abgestützt. Das ist besonders zweckmäßig, wenn jeder Abschnitt des Längsträgergliedes eine bestimmte Länge aufweist.
- Um eine verbesserte Anpassung der Streben an die Vertikalbewegungen der zugeordneten Querlenker zu ermöglichen, können die Streben einen Längenausgleich zulassen. Dieser wird bevorzugt durch ein teleskopartiges Verschieben der beiden Strebenteile bewirkt.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in perspektivischer Ansicht den unteren Bereich des Vorbaus
1 eines Personenkraftwagens. - Der Vorbau
1 nimmt einen Hilfsrahmen3 auf, in dessen seitlichen Randbereichen schwenkbar Querlenker5 angeordnet sind. Zur Bildung einer unteren Lastebene sind auf jeder Fahrzeugseite Längsträgerglieder7 vorgesehen. Jedes Längsträgerglied7 (in der Zeichnung ist nur die linke Seite des Vorbaus1 dargestellt) setzt sich aus einem vorderen Abschnitt9 und einem hinteren Abschnitt11 zusammen. Sowohl der vordere Abschnitt9 , als auch der hintere Abschnitt11 sind durch Streben13 nach oben hin abgestützt. - Wie in der Zeichnung angedeutet, ist der rückwärtige Endbereich des hinteren Abschnitts
11 über ein Gelenk15 mit dem Querlenker5 verbunden. Ein weiteres Gelenk17 verbindet das vordere Ende des vorderen Abschnitts9 mit einer nicht näher dargestellten Tragstruktur, welche mit dem Stoßfängersystem des Personenkraftwagens in Verbindung steht. - Die Verbindung des vorderen Abschnitts
9 mit dem hinteren Abschnitt11 ist so ausgeführt, dass sich diese um ein gewisses Maß ineinander schieben können. Dazu ist ein Teleskop19 vorgesehen, welches einen in der Zeichnung nicht erkennbaren Anschlag aufweist. Der Anschlag stellt sicher, dass der vordere Abschnitt9 des Längsträgergliedes7 nur um einen bestimmten Betrag relativ zu dem hinteren Abschnitt11 verschoben werden kann. Wird der Anschlag wirksam, dann werden bei einem Frontaufprall ab einer bestimmten Größenordnung die auftretenden Kräfte über den vorderen Abschnitt9 und den hinteren Abschnitt11 in den Querlenker5 und darüber in den Hilfsrahmen3 eingeleitet. Der vordere Abschnitt9 und der hintere Abschnitt11 sind durch Streben13 , welche einen begrenzten Längenausgleich ermöglichen, nach oben hin abgestützt, so dass in vertikaler Richtung wirkende Kräfte aufgefangen werden. - Die gesamte Anordnung ist so getroffen, dass im normalen Fahrbetrieb die Längsträger
7 und die Streben13 die Bewegungen der Querlenker5 nicht beeinträchtigen. Dazu dienen die eingangs erwähnten Gelenke15 und17 , das Teleskop19 und die Einrichtungen zu einem begrenzten Längenausgleich in den Streben13 .
Claims (7)
- Vorbau für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit Längsträgergliedern, welche sich nach vorne hin bis in den Bereich eines Stoßfängers erstrecken, sowie mit zwei Querlenkern zur Aufnahme von Vorderrädern, dadurch gekennzeichnet, – dass die rückwärtigen Endbereiche der Längsträgerglieder (
7 ) mit den zugeordneten Querlenkern (5 ) über ein Gelenk (15 ) verbunden sind, – dass jedes Längsträgerglied (7 ) in einen vorderen und einen hinteren Abschnitt (9 bzw.11 ) unterteilt ist, – dass die vorderen und hinteren Abschnitte (9 bzw.11 ) der Längsträgerglieder (7 ) so miteinander verbunden sind, dass eine Längenänderung des Längsträgergliedes (7 ) möglich ist, und – dass ein Anschlag vorgesehen ist, der die Verkürzung jedes Längsträgergliedes (7 ) begrenzt, wenn der vordere Abschnitt (9 ) des Längsträgerglied (7 ) in Richtung auf den hinteren Abschnitt (11 ) des Längsträgergliedes (7 ) zu verschoben wird. - Vorbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt (
9 ) des Längsträgergliedes (7 ) über ein Gelenk (17 ) an einem Tragteil der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. - Vorbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt (
9 ) des Längsträgergliedes (7 ) an einem Querträger des Stoßfängersystems des Fahrzeuges angelenkt ist. - Vorbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Strebe (
13 ) jedes Längsträgerglied (7 ) nach oben hin abstützt. - Vorbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Abschnitt (
9 bzw.11 ) des Längsträgergliedes (7 ) durch eine eigene Strebe (13 ) nach oben hin abgestützt ist. - Vorbau nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (
13 ) einen Längenausgleich zulassen. - Vorbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Strebe (
13 ) zweiteilig ausgeführt ist und der Längenausgleich durch teleskopartiges Verschieben der beiden Strebenteile bewirkt wird.
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