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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorbaustruktur für Kraftfahrzeuge,
insbesondere Personenkraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Bei
Fahrzeugkollisionen im Bereich der Vorbaustruktur von Kraftfahrzeugen
ist anzustreben, dass bei geringeren Aufprallgeschwindigkeiten (z.
B. bei 8 bis 16 km/h) möglichst
geringe Schäden
an dem hinter dem Stoßfänger und
einem Querträger
liegenden Montageträger
mit Anbauten wie Kühler,
Kondensatoren, etc. auftreten. Bekannt ist es dazu vielfach, eine
gezielte Nachgiebigkeit im Stoßfängerbereich
durch energieabsorbierende Deformationselemente herzustellen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, mit zusätzlichen,
baulich einfachen Mitteln einen weiter verbesserten Schutz des Montageträgers mit
Anbauten zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung beinhalten die Unteransprüche.
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Gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 ist der Montageträger über ein Verschiebemittel karosserieseitig
angebunden. Im Falle eines Frontalaufpralls des Kraftfahrzeuges
ermöglicht
das Verschiebemittel eine definierte Relativbewegung des Montageträgers entgegen
der Fahrtrichtung nach hinten. Im Falle einer Fahrzeugkollision
mit geringer Aufprallgeschwindigkeit drückt der sich unfallbedingt
verformende Querträger
gegen den Montageträger
bzw. dessen Aufbauten. Der Montageträger kann erfindungsgemäß nach hinten
ausweichen bzw. sich nach hinten verlagern, ohne dass dessen Anbauten
beschädigt
werden.
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Bevorzugt
kann das Verschiebemittel ein Längsführungselement
sein, das insbesondere eine Führungskulisse
aufweist. In der Führungskulisse kann
ein Gegenelement, etwa ein Schraubbolzen längsverschiebbar geführt sein.
Die Führungskulisse kann
bevorzugt ein Langloch sein, das z. B. montageträgerseitig oder karosserieseitig
vorgesehen ist. Durch das Langloch des Längsführungselementes kann das oben
genannte Gegenelement, das heißt der
Schraubbolzen, geführt
sein und mit einem vorgegebenen Schraubmoment mit dem Längsführungselement
verschraubt sein. Das Schraubmoment ist derart ausgelegt, dass bei einem
Aufprallimpuls der Montageträger
entlang der Kulissenführung nach
hinten verschiebbar ist.
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Der
Querträger
kann über,
in Fahrzeugquerrichtung beidseitig angeordnete Deformationselemente
sowie über
daran anschließende
Schottplatten mit Fahrzeug-Längsträgern verbunden
sein. Bei einem solchen Aufbau kann der Montageträger bevorzugt über das
Verschiebemittel, in Fahrtrichtung betrachtet, hinter den Deformationselementen
des Querträgers
angeordnet sein. Insbesondere kann das Verschiebemittel an den Schottplatten
zwischen dem Querträger
und den Längsträgern angebunden sein.
Bei Fahrzeugkollisionen mit geringeren Aufprallgeschwindigkeiten
verbleiben die beiden Schottplatten und damit auch der Montageträger, in
Fahrzeuglängsrichtung
im Wesentlichen ortsfest, ohne nach hinten verlagert zu werden.
Demgegenüber verformt
sich der Querträger
in Richtung auf den Montageträger
und drückt
diesen ebenfalls entgegen der Fahrtrichtung nach hinten. Der Montageträger wird
dabei relativ zu den ortsfesten Schottplatten nach hinten verlagert.
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Die
Verschiebemittel können
in besonders bevorzugter Weise durch beiderseits zwischen dem Querträger und
dem Montageträger
angeordnete, in sich formstabile Verschiebeschlitten gebildet sein. Diese
können
gegebenenfalls unmittelbar an den Montageträger angeformt sein.
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Fertigungstechnisch
günstig
können
die Verschiebemittel an dem Montageträger befestigt sein und jeweils
mit dem Querträger über zumindest
eine in Fahrzeuglängsrichtung
definiert nachgiebige Schraubverbindung verbunden sein. Dies ermöglicht zudem
einen problemlosen Austausch der Verschiebeschlitten gegebenenfalls
nach einem Crashereignis.
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Dabei
können
des weiteren die etwa senkrecht ausgerichteten Schrauben der Schraubverbindungen
jeweils das in Fahrtrichtung ausgerichtete Langloch im Verschiebemittel
durchragen. Die Schraubverbindung ist konstruktiv so ausgeführt, dass
bei definierten Aufprallkräften
die kraftschlüssige
Verbindung nachgibt und der Verschiebeschlitten sich über die
Längserstreckung
des Langloches nach hinten verlagern kann.
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Eine
robuste, den Montageträger
im Dauerbetrieb zuverlässig
abstützende
Konstruktion kann erzielt werden, wenn der im Querschnitt etwa U-förmige Querträger beiderseits
in ein eine vertikale Anschlussebene bildende Schottplatte übergeht,
wobei die Schottplatte mit abragenden Befestigungszungen über die
Schraubverbindung mit den Verschiebemitteln verbunden ist.
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Ferner
kann ein jeder Verschiebeschlitten bzw. Verschiebemittel jeweils
ein formstabiles kastenförmiges
Profilteil mit Seitenwänden,
einer Basiswand mit den entsprechenden Langlöchern und einer Stirnwand aufweisen.
Die Profilteile können
zur Erhöhung
der Steifigkeit über
eine Befestigungsplatte miteinander verbunden sein. Daraus resultiert
eine in sich steife und trotzdem gewichtsgünstige Konstruktion der Verschiebemittel
mit für
die Montage gut zugänglichen
Schraubverbindungen.
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Um
eine gute Krafteinleitung im Crashfalle von dem Querträger auf
die Verschiebemittel bereitzustellen, können die Stirnwände der
Abschnitte der Verschiebemittel an nach oben und nach unten abragenden
Flanschabschnitten des Querträgers
anliegen. So wird eine gegebenenfalls auftretende Verformung der
Querträger
1:1 an die Verschiebemittel weitergeleitet.
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Schließlich kann
das Verschiebemittel über die
Befestigungsplatte mit vertikal und quer verlaufenden Wandabschnitten
des Montageträgers
fest verschraubt sein, wobei die Befestigungsschrauben im wesentlichen
in Fahrzeuglängsrichtung
ausgerichtet sind. Dies stellt sicher, dass neben einer einfachen
Montage in einem Crashfalle im wesentlichen keine Scherwirkung an
den Schraubverbindungen auftritt.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die
schematische Zeichnung zeigt in:
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1 eine
Ansicht schräg
von vorne auf eine teilweise dargestellte Vorbaustruktur eines Personenkraftfahrzeuges,
mit einem vorderen Querträger, einem
Längsträger und
einem hinter dem Querträger positioniertem
Montageträger,
der über
Verschiebeschlitten mit dem Querträger verbunden ist;
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2 eine
Ansicht gemäß Pfeil
II der 1 von schräg
unten auf die Vorbaustruktur; und
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3 eine
Ansicht gemäß Pfeil
III der 1 auf die Vorbaustruktur, wobei der Querträger der
besseren Übersichtlichkeit
wegen teilweise nur in Begrenzungslinien (durchsichtig) dargestellt
ist.
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In
der 1 ist mit 1 eine Vorbaustruktur für ein Personenkraftfahrzeug
teilweise dargestellt, die soweit ersichtlich einen vorderen Querträger 2,
einen Längsträger 3 (nur
angedeutet) und einen rahmenartigen Montageträger 4 aufweist. Vom
Montageträger 4 ist
aus Gründen
der Übersichtlichkeit
lediglich ein Ausschnitt aus einem seitlichen vertikalen Rahmenteil
gezeigt.
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Der
Querträger 2 ist
Teil des vorderen Stoßfängers mit
einer Außenschale
(nicht dargestellt) aus Kunststoff, die gegebenenfalls einteilig
mit einer Frontschürze
(ebenfalls nicht dargestellt) die Vorbaustruktur 1 nach
vorne und teilweise seitlich in ästhetischer
Gestaltung abschließt.
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Der
Querträger 2 ist
beiderseits über
in Fahrzeuglängsrichtung
ausgerichtete Deformationselemente 2a und über ein
abschließendes
Schottblech 2b an die Längsträger 3 des
weiteren, tragenden Aufbaues des Personenkraftfahrzeuges über nicht
näher dargestellte
Schraubverbindungen angeschlossen. Auf der Zeichnung 1 ist
nur der linke Längsträger 3 ersichtlich,
die Konstruktion rechts ist im wesentlichen spiegelbildlich gleich.
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Der
rahmenartige Montageträger 4 erstreckt sich
in an sich bekannter Weise vertikal und quer bzw. parallel zum Querträger 2 und
trägt z.
B. einen Wasserkühler 5 (2)
des Kühlsystems
der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges. In nicht dargestellter
Weise sind an den Montageträger 4 gegebenenfalls
ein Lüftersystem
mit einem Gebläse,
ein Kondensator einer Klimaanlage, eine Verriegelungsvorrichtung
für die
oberhalb des Montageträgers 4 endende
Motorhaube, etc. angebaut.
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Der
Montageträger 4 ist
mit angrenzenden Karosseriebauteilen in an sich bekannter Weise
verbunden, z. B. über
das obere Schließblech
(nicht dargestellt) mit seitlichen Karosseriewänden.
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Ferner
ist der Montageträger 4 im
hier interessierenden Bereich über
in sich stabile Verschiebeschlitten 6 aus Stahlblech (vergleiche 2 und 3)
mit dem Querträger 2 bzw.
den zugeordneten Schottblechen 2b fest verbunden.
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Die
Verschiebeschlitten 6 (es ist in der 1 nur
der linke, obere Verschiebeschlitten 6 ersichtlich; die
anderen Verschiebeschlitten sind im wesentlichen baugleich ausgeführt) setzen
sich jeweils zusammen aus einer im Wesentlichen vertikal verlaufenden
Befestigungsplatte 7, die ein steifes kastenförmiges Profil 8, 9 des
Verschiebeschlittens 6 nach hinten abschließt. Die
Befestigungsplatte 7 ist mittels in Fahrzeuglängsrichtung
(X-Richtung) ausgerichteter Schrauben 10 an jeweils einem
im wesentlichen vertikal und in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Wandabschnitt 4a des
Montageträgers 4 befestigt.
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Die
oberen und unteren kastenförmigen
Profile 8, 9 der Verschiebeschlitten 6 weisen
jeweils nach vorne abragende Seitenwände 8a, 9a,
einander zugewandte Basiswände 8b, 9b und
vertikal verlaufende Stirnwände 8c, 9c auf.
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Die
etwa horizontal nach vorne abragenden und parallel zueinander verlaufenden
Basiswände 8b, 9b (vergleiche 2 anhand
der unteren Basiswand 9b) der Verschiebeschlitten 6 sind
mit in Fahrzeuglängsrichtung
bzw. in X-Richtung ausgerichteten Langlöchern 11 versehen.
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Durch
diese Langlöcher 11 hindurch
sind die Verschiebeschlitten 6 mit dem Querträger 2 durch vertikal
(in Z-Richtung) ausgerichtete Schraubverbindungen 12 fest
verbunden.
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Dazu
sind an die Schottplatten 2b des Querträgers 2 seitliche,
der Fahrzeuglängsmitte
zugewandte, in horizontaler Ebene liegende Befestigungszungen 2c angeformt,
die in die kastenförmigen
Profilteile 8, 9 einragen und an den Basiswänden 8b, 9b derart
anliegen, dass an den Befestigungszungen 2c vorgesehene
Gewindemuttern mit den Langlöchern 11 in Überdeckung
sind. Durch die Langlöcher 11 hindurch
sind dann vertikal ausgerichtete Schrauben der Schraubenverbindungen 12 von unten
bzw. oben eingeschraubt.
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Der
quer verlaufende Bereich des Querträgers 2 ist im Querschnitt
U-förmig
ausgeführt
und weist nach oben und unten ragende, versteifende Flanschabschnitte 2d auf.
Diesen Flanschabschnitten 2d des Querträgers 2 liegen in der
Fahrzeuglängsrichtung
x die Stirnwände 8c, 9c der
Abschnitte 8, 9 der Verschiebeschlitten 6 gegenüber (1, 2 und 3),
und zwar über
einen definierten Abstand zwischen dem Querträger 2 und dem Montageträger 4.
Der Überstand
kann etwa 5 mm betragen.
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Benachbart
zu den jeweiligen Befestigungszungen 2c der Schottplatte 2b sind
zudem um vertikale Biegekanten abgebogene Montageanschläge 2e vorgesehen.
Diese sind jeweils mit Absteckbohrungen 13 versehen, die
als Montagehilfen dienen. Beim Zusammenbau des Querträgers 2 mit
den Verstellschlitten 6, wird die jeweilige Absteckbohrung 13 des
Montageanschlages 2e mittels eines Montagedorns fluchtend
mit einer Montagebohrung des jeweiligen Verstellschlittens 6 ausgerichtet.
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Die
Schraubverbindungen 12 mit den Langlöchern 11 sind derart
konstruktiv ausgelegt, dass bei definierten, von vorne oder schräg vorne
des Kraftfahrzeuges auftretenden Aufprallkräften die kraftschlüssigen Schraubverbindungen 12 nachgeben bzw.
ein nach hinten Verschieben des Verstellschlittens 6 oder
beider Verstellschlitten 6 ermöglichen, so dass der mit den
Verstellschlitten 6 verbunden Montageträger 2 nach hinten
sich verlagern kann und gegebenenfalls mit seinen Anbauten 5 unbeschädigt bleibt.
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Die
Länge der
Langlöcher 11 bestimmt
dabei den Verschiebeweg, um den sich der Montageträger 4 relativ
zum Querträger 2 verlagern
kann.
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- 1
- Vorbaustruktur
- 2
- Querträger
- 2a
- Deformationselemente
- 2b
- Schottplatte
- 2c
- Befestigungszungen
- 2d
- Flanschabschnitte
- 2e
- Montageanschlag
- 3
- Längsträger
- 4
- Montageträger
- 4a
- Wandabschnitte
- 5
- Wasserkühler
- 6
- Verschiebeschlitten
- 7
- Befestigungsplatte
- 8
- kastenförmiger Abschnitt
- 8a
- Seitenwand
- 8b
- Basiswand
- 8c
- Stirnwand
- 9
- kastenförmiger Abschnitt
- 9a
- Seitenwände
- 9b
- Basiswand
- 9c
- Stirnwand
- 10
- Befestigungsschrauben
- 11
- Langlöcher
- 12
- Schraubverbindungen
- 13
- Absteckloch
- x
- Fahrzeuglängsrichtung
- y
- Fahrzeugquerrichtung
- z
- Fahrzeughochachsenrichtung