DE102007060482A1

DE102007060482A1 - Kraftfahrzeug nach Art eines Kompaktfahrzeugs

Info

Publication number: DE102007060482A1
Application number: DE102007060482A
Authority: DE
Inventors: Klaus Gerlach; Dzemal Sjenar
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2009-06-18

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug (1) nach Art eines Kompaktfahrzeugs, mit einer Unterbodenstruktur (2) und einer darauf angeordneten Karosseriestruktur mit Fahrgastzelle (3) mit relativ gering bemessener vorderer und hinterer Deformationslänge "LD", wobei eine Technikmasse (6) unterflur zwischen Seitenlängsträgerstrukturen (4, 5) der Unterbodenstruktur (2) angeordnet ist, zu schaffen, welches im Crashfall eine ausreichende Sicherheit für die Fahrzeuginsassen gewährleistet. Im Wesentlichen ist vorgesehen, dass besagte Technikmasse (6) nach vorn vermittels zumindest eines mittleren, zwischen den Seitenlängsträgerstrukturen (4, 5) angeordneten Mittenlängsträgers (8) gegen einen vorderen Stoßfänger (9) des Kraftfahrzeugs (1) abgestützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug nach Art eines Kompaktfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Bei Kraftfahrzeugen werden üblicherweise sogenannte Deformationszonen, auch als Knautschzonen bezeichnet, vorgesehen, die ihrerseits vor und hinter der Fahrgastzelle angeordnet und durch einen verlängerten Vorder- und ggf. Hinterwagen gebildet sind. Diese Deformationszonen sind derart ausgebildet, dass sich diese während eines etwaigen Crashfalles, insbesondere eines Frontal- bzw. Heckcrashes definiert verformen und somit Aufprallenergie verzehren, um die Fahrgastzelle größtmöglich vor Zerstörung zu schützen und demgemäß die Überlebenschance der Fahrzeuginsassen zu erhöhen.
Maßnahmen zur Ausbildung und Auslegung derartiger Deformationszonen sind vielfältig bekannt. So ist aus der EP 0 602 331 B1 ein Kraftfahrzeug mit bei Kollision leicht deformierbaren Längsträgern bekannt, wobei besagte Längsträger in Trägerabschnitte aufgeteilt sind, die energieverzehrend nachgiebig ausgebildet sind und deren Nachgiebigkeit verschieden groß ist. Die EP 1 424 266 A1 beschreibt des Weiteren eine heckseitige Unterbaustruktur sowie ein heckseitiges Aufprallbegrenzungssystem für ein Kraftfahrzeug, wobei der Unterbaustruktur heckseitig ein in Fahrzeuglängsrichtung, zwischen den beiden äußeren Längsträgern angeordneter dritter Längsträger zugeordnet ist, der sich von einem dem Getriebetunnel oder der Hinterachse benachbarten Bereich bis zum Heckende erstreckt und der Abstützung des Unterbodens im Bereich der Hinterachse und/oder der hinteren Sitzreihen und/oder eines Querträgers dient. Ferner ist aus der DE 103 57 015 A1 ein sogenanntes Kraftübertragungselement in einem Motorraum eines Fahrzeuges bekannt, welches als absolut starres Tragelement ausgebildet ist, das bei einem Aufprall mit einer oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegenden Aufprallenergie zumindest die Motormasse möglichst frühzeitig aus dem energieabsorbierenden Kraftpfad herausnimmt. Im Besonderen weist das Tragelement die Form eines U auf, dessen geschlossenes Ende vorne liegt und bei dem die U-Schenkel das jeweils zugeordneten Motorlager aufnehmen. Das Tragelement ist an den Seitenarmen, d. h., den U-Schenkeln mit Längsträgern verbunden. Die Verbindung ist derart, gestaltet, dass sie sich oberhalb besagten Aufprallenergie-Grenzwertes auftrennt.
Vorstehende Lösungen mögen sicherlich bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen mit genügender Deformationslänge vorn und hinten ihren Zweck erfüllen.
Anders sieht es dagegen bei Kraftfahrzeugen aus, die ihrerseits nach Art eines Kompaktfahrzeuges, welches Mini-Vans, SUVs, kompakte Minicars u. dgl. mehr sein können, mit relativ gering bemessener vorderer und hinterer Deformationslänge ausgebildet sind und deren relativ massereiche Technikmasse mit zumindest einer Antriebseinheit überwiegend unterhalb oder hinter der Fahrgastzelle angeordnet ist ( EP 1 666 344 A1 ). Im Falle eines Crashereignisses, insbesondere eines Frontalcrashes, wird besagte Technikmasse herkömmlich über die Unterbodenstruktur, vornehmlich über deren außen liegende Längsträgerstrukturen respektive Seitenlängsträgerstrukturen verzögert, woraus jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse im Hinblick auf eine Verhinderung einer Deformation der Fahrgastzelle zu verzeichnen sind. Um diesem Problem zu begegnen, sind seit geraumer Zeit relativ komplizierte und aufwendige Maßnahmen bekannt, die im Wesentlichen auf ausfahrbare Stoßfänger bzw. flächige Außenhautteile abstellen, die im bzw. unmittelbar vor einem Crashfall von einer Ruheposition in eine Deformations- respektive Arbeitsposition ausfahrbar sind, um den Deformationsweg vorteilhaft zu erhöhen ( DE44 14 432 A1 , DE 199 28 099 A1 , DE 297 01 947 U1 ).
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug nach Art eines Kompaktfahrzeuges mit relativ gering bemessener vorderer und hinterer Deformationslänge zu schaffen, welches im Crashfall eine ausreichende Sicherheit für die Fahrzeuginsassen gewährleistet.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ausgehend von einem Kraftfahrzeug nach Art eines Kompaktfahrzeuges, mit einer Unterbodenstruktur und einer darauf angeordneten Karosseriestruktur mit Fahrgastzelle mit relativ gering bemessener vorderer und hinterer Deformationslänge, wobei eine im Verhältnis massereiche Technikmasse unterflur zwischen Seitenlängsträgern der Unterbodenstruktur angeordnet ist, herkömmlich überwiegend durch besagte Seitenlängsträger der Unterbodenstruktur sowie die Karosseriestruktur verzögert wird, wodurch nicht auszuschließen ist, dass die an sich dem Schutz der Fahrzeuginsassen dienende Fahrgastzelle einer erhöhten Belastung unterliegt, die mit einer für die Fahrzeuginsassen nachteiligen Deformation derselben einhergeht, indem die vorn eingebrachte Aufprallenergie überwiegend nach hinten in den Bereich der Technikmasse eingeleitet und von der Fahrgastzelle und angrenzenden Karosseriestrukturen unter anderem auch durch Verformung derselben verzehrt wird.
Im Hinblick darauf ist es angezeigt, die Kräfte nicht in den hinteren Fahrzeugbereich, insbesondere die Karosseriestruktur mit der Fahrgastzelle einzuleiten, sondern Maßnahmen aufzuzeigen, die bei wirkungsvoller Verzögerung der Karosseriestruktur samt Fahrgastzelle eine Umsetzung der Aufprallenergie in Verformungsenergie wie herkömmlich weitestgehend im Vorderwagen gestatten.
Demnach wird vorgeschlagen, dass besagte Technikmasse nach vorn vermittels zumindest eines mittleren, zwischen den Seitenlängsträgerstrukturen angeordneten Mittenlängsträgers gegen einen vorderen Stoßfänger des Kraftfahrzeugs abgestützt ist, welcher nunmehr während eines Frontalcrashes überwiegend die Energieaufnahme übernimmt und weiter der unmittelbaren und wirkungsvollen Verzögerung insbesondere der relativ massereichen Technikmasse zzgl. der Fahrzeugkarosserie und demgemäß auch der Fahrgastzelle dient. Durch diese Maßnahme sind in vorteilhafter Weise relativ kurze Deformationszonen darstellbar.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
Danach kann vorgesehen sein, dass in Bezug auf einen etwaigen Heckcrash die Technikmasse zusätzlich nach hinten vermittels zumindest eines mittleren, zwischen den Seitenlängsträgerstrukturen angeordneten Mittenlängsträgers gegen einen hinteren Stoßfänger des Kraftfahrzeugs abgfestützt ist.
Des Weiteren kann die Technikmasse vorteilhaft derart an der Unterbodenstruktur und/oder der Karosseriestruktur mit Fahrgastzelle abgestützt und/oder befestigt sein und können die Abstütz- und/oder Befestigungselemente derart ausgelegt sein, dass im Crashfall bei Überschreiten bestimmter Aufprallenergie-Grenzwerte eine Entkopplung der Technikmasse von der Unterbodenstruktur und/oder der Karosseriestruktur mit Fahrgastzelle gestattet ist. Hierdurch wird zunächst die Hauptverzögerung des Aufbaus, seinerseits bestehend insbesondere aus der Karosseriestruktur samt Fahrgastzelle, durch den zumindest einen sich am vorderen bzw. hinteren Stoßfänger und an der Technikmasse abstützenden Mittenlängsträger realisiert, während bei Überschreiten einer bestimmten Belastung Abstütz- und/oder Befestigungselemente des Aufbaus definiert brechen mit der Folge, dass der Aufbau durch im Verhältnis geringe Eigenverformung restliche Aufprallenergie verzehrt und/oder mittels zugeordneter an sich bekannter separat ausgebildeter Verformungselemente besagte restliche Aufprallenergie verzehrt wird.
Wie die Erfindung schließlich weiter vorsieht, umfasst die Technikmasse zumindest eine Antriebseinheit mit einem Antriebsmotor. Ungeachtet dessen kann die Technikmasse zusätzlich noch ein Getriebe, eine Batterie, einen Tank und/oder ein oder mehrere andere im Verhältnis massereiche Aggregate und/oder Bauteile mit umfassen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Kraftfahrzeug nach Art eines Kompaktfahrzeuges in einer Seitenansicht, und
2a, 2b äußerst schematisch den Vorderwagen des Kraftfahrzeugs/Kompaktfahrzeugs mit einer unterflur angeordneten Technikmasse sowohl in einer Ansicht von der Seite als auch von unten.
Die 1 bis 3 zeigen somit ein Kraftfahrzeug 1 nach Art eines Kompaktfahrzeugs, mit einer Unterbodenstruktur 2 und einer darauf angeordneten Karosseriestruktur mit Fahrgastzelle 3.
Wie den Fig. weiter zu entnehmen ist, ist vorliegend die Deformationslänge „L_D" des Kraftfahrzeugs 1 relativ gering bemessen.
Zwischen zwei herkömmlich bekannten Seitenlängsträgerstrukturen 4, 5 ist unterhalb des nicht näher gezeigten Bodenbleches, d. h., unterflur eine als „Black-Box" dargestellte Technikmasse 6 angeordnet.
Die Technikmasse 6 umfasst zumindest eine nicht näher dargestellte, jedoch an sich bekannte Antriebseinheit, wie einen Antriebsmotor in Form eines Verbrennungs- oder Elektromotors oder als Hybridvariante beide Antriebe. Ferner kann die Technikmasse 6 beispielsweise noch eine Batterie 7, einen nicht näher dargestellten Tank und/oder ein oder mehrere andere ebenfalls nicht näher dargestellte, im Verhältnis massereiche Aggregate und/oder Bauteile umfassen.
Um im Crashfall, wie beispielsweise einem Frontalcrash, trotz relativ gering bemessener Deformationslänge „L_D" dennoch eine ausreichende Sicherheit für die Fahrzeuginsassen eines Kompaktfahrzeuges zu gewährleisten, ist die Technikmasse 6 in Fahrzeuglängsrichtung gesehen nach vorn vermittels zumindest eines mittleren, zwischen den beiden Seitenlängsträgerstrukturen 4, 5 angeordneten Mittenlängsträgers 8 gegen einen an sich bekannten vorderen Stoßfänger 9 des Kraftfahrzeugs 1 abgestützt.
Durch besagten Mittenlängsträger 8, der seinerseits eine erhöhte Starrheit aufweist, ist eine äußerst effektive Verzögerung sowohl der Technikmasse 6 als auch der Karosseriestruktur mit Fahrgastzelle 3 zu verzeichnen.
Wird im Crashfall ein bestimmter Aufprallenergie-Grenzwert überschritten, erfolgt eine Entkopplung der Technikmasse 6 von der Karosseriestruktur samt Fahrgastzelle 3, indem nicht näher gezeigte kraftschlüssige und/oder formschlüssige Abstützungs- und/oder Befestigungselemente, welches z. B. Schraubverbindungen sein können, zur Abstützung und/oder Befestigung der Technikmasse 6 an der Unterbodenstruktur 2 und/oder Karosseriestruktur derart ausgelegt sind, dass diese beispielsweise definiert brechen.
Im Ergebnis ist, wie bereits oben dargetan, zunächst eine Hauptverzögerung der Technikmasse 6 und der Karosseriestruktur samt Fahrgastzelle 3 zu verzeichnen. Im Anschluss daran wird dann nach Entkopplung der Technikmasse 6 von der Karosseriestruktur samt Fahrgastzelle 3 durch im Verhältnis geringe Eigenverformung der Karosseriestruktur bzw. Fahrgastzelle 3 und/oder durch Verformung zugeordneter, an sich bekannter und beispielsweise separat ausgebildeter Verformungselemente 10, auch als Crashelemente bezeichnet, die vorzugsweise zwischen der Fahrgastzelle 3 und dem vorderen Stoßfänger 9 bzw. den Stirnkanten der Seitenlängsträgerstrukturen 4, 5 und dem vorderen Stoßfänger 9 angeordnet sind, restliche Aufprallenergie verzehrt.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel stellt auf den Vorderwagen des Kraftfahrzeugs 1 ab, indem sich besagte Technikmasse 6 an einem vorderen Stoßfänger 9 abstützt. Selbstverständlich kann es im Hinblick auf einen etwaigen Heckcrash auch angezeigt sein, die Technikmasse 6 zusätzlich nach hinten vermittels zumindest eines mittleren, zwischen den Seitenlängsträgerstrukturen 4, 5 angeordneten Mittenlängsträgers 8 gegen einen hinteren Stoßfänger 11 des Kraftfahrzeugs 1 abzustützen, welches somit durch die Erfindung mit erfasst ist (nicht näher dargestellt).

1: Kraftfahrzeug (Kompaktfahrzeug)
2: Unterbodenstruktur
3: Fahrgastzelle
4: Seitenlängsträgerstruktur
5: Seitenlängsträgerstruktur
6: Technikmasse
7: Batterie
8: Mittenlängsträger
9: vorderer Stoßfänger
10: Verformungselement
11: hinterer Stoßfänger
L_D: Deformationslänge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0602331 B1 [0003]
- EP 1424266 A1 [0003]
- DE 10357015 A1 [0003]
- EP 1666344 A1 [0005]
- DE 4414432 A1 [0005]
- DE 19928099 A1 [0005]
- DE 29701947 U1 [0005]

Claims

Kraftfahrzeug (1) nach Art eines Kompaktfahrzeugs, mit einer Unterbodenstruktur (2) und einer darauf angeordneten Karosseriestruktur mit Fahrgastzelle (3) mit relativ gering bemessener vorderer und hinterer Deformationslänge „L_D", wobei eine Technikmasse (6) unterflur zwischen Seitenlängsträgerstrukturen (4, 5) der Unterbodenstruktur (2) angeordnet ist, und wobei besagte Technikmasse (6) nach vorn vermittels zumindest eines mittleren, zwischen den Seitenlängsträgerstrukturen (4, 5) angeordneten Mittenlängsträgers (8) gegen einen vorderen Stoßfänger (9) des Kraftfahrzeugs (1) abgestützt ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Technikmasse (6) zusätzlich nach hinten vermittels zumindest eines mittleren, zwischen den Seitenlängsträgerstrukturen (4, 5) angeordneten Mittenlängsträgers (8) gegen einen hinteren Stoßfänger (11) des Kraftfahrzeugs (1) abgestützt ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Technikmasse (6) derart an der Unterbodenstruktur (2) und/oder der Karosseriestruktur mit Fahrgastzelle (3) abgestützt und/oder befestigt ist und die Abstützungs- und/oder Befestigungselemente derart ausgelegt sind, dass im Crashfall bei Überschreiten bestimmter Aufprallenergie-Grenzwerte eine Entkopplung der Technikmasse (6) von der Unterbodenstruktur (2) und/oder der Karosseriestruktur mit Fahrgastzelle (3) gestattet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Technikmasse (6) zumindest eine Antriebseinheit mit einem Antriebsmotor umfasst.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Technikmasse (6) weiter ein Getriebe, eine Batterie, einen Tank und/oder ein oder mehrere andere im Verhältnis massenreiche Aggregate und/oder Bauteile umfasst.