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Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einer Kardanwelle nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Um bei einem Frontalaufprall eines Kraftwagens in ein Getriebe und einen Antriebsstrang eingeleitete Energie abzubauen, ist es bekannt, eine Kardanwelle eines Kraftwagens, die ein Schaltgetriebe des Kraftwagens mit einem Achsgetriebe verbindet, mit einem Deformationselement zu versehen. Eine solche Kardanwelle ist beispielsweise aus der
DE 2 149 091 bekannt. Das Deformationselement ist rohrförmig ausgebildet und umgibt einen Bereich der Kardanwelle. Diese durchläuft einen Innenraum des Deformationselements. Mit seinen Endbereichen ist das Deformationselement drehfest mit der Kardanwelle verbunden. Derartige Deformationselemente können axial bezüglich der Kardanwelle einwirkende Kräfte aufnehmen und die eingeleitete Energie durch Verformung dissipieren.
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Aus der
DE 33 01 709 C2 ist eine Anordnung eines Gelenkwellenlagers am Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das Gelenkwellenlager ist durch ein Deformationsglied in seiner Einbaulage gehalten.
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Aus der
DE 43 20 640 A1 ist ein Antriebsstrang für Kraftfahrzeuge mit bei einem Frontalaufprallstoßenergie absorbieren den Verformungsbereich bekannt. In dem Antriebsstrang ist es vorgesehen, dass ein Gelenk oder zumindest einer von dessen Wellenanlenkbereichen durch eine Auslenkschutzeinrichtung umschlossen ist.
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Aus der
DE 43 09 622 C2 ist eine Gelenkwelle für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Gelenkwelle durchsetzt in axialer Richtung eine Rohrhülse, welche an einem Chassis oder an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs gehaltert ist.
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Aus der
DE 10 2004 041 739 A1 ist eine Abstützeinrichtung für eine Kardanwelle eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Abstützeinrichtung weist einen Lagerbock auf, welcher fest mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
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Bei einem Frontalaufprall mit seitlichem Versatz wirken jedoch auch in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Kräfte ein, die zu einer Verschiebung des Schaltgetriebes in den Bereich des Mitteltunnels führen können. Dadurch kommt es zu senkrecht zur axialen Richtung der Kardanwelle gerichteten Beanspruchungen, die von bekannten Deformationselementen nur schlecht absorbiert werden können. In der Folge droht ein Eindringen des Getriebes in den Fußraum der Fahrgastzelle des Kraftwagens, was zu schweren Verletzungen von Fahrzeuginsassen führen kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiterzuentwickeln, dass unfallbedingte Kräfte besser absorbiert werden können.
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Diese Aufgabe wird durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Ein derartiger Kraftwagen weist eine Kardanwelle auf, welche eine Ausgangswelle eines Schaltgetriebes und eine Eingangswelle eines Achsgetriebes verbindet. Ein rohrförmiges Deformationselement umgibt die Kardanwelle. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Deformationselement über ein erstes Halteelement mit einem Karosseriebauteil des Kraftwagens verbunden ist. Mit anderen Worten ist das Deformationselement nicht, wie bei aus dem Stand der Technik bekannten Kardanwellen mit Deformationselementen, drehfest mit der Kardanwelle verbunden. Die Kardanwelle verläuft vielmehr berührungsfrei durch einen Innenraum des Deformationselementes, ohne mit dessen Wandungen in Kontakt zu stehen.
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Durch die Abstützung des Deformationselementes an einem benachbarten Karosseriebauteil des Kraftwagens können auch unfallbedingte, in Fahrzeugquerrichtung wirkende Kräfte abgestützt und in eine Mitteltunnelstruktur des Kraftwagens eingeleitet werden. Hierdurch wird eine Verschiebung des Schaltgetriebes des Kraftwagens in einen Bereich eines Mitteltunnels hinein vermieden. Auch bei einem Frontalaufprall mit seitlichem Versatz werden daher bei einem erfindungsgemäßen Kraftwagen die eingeleiteten Kräfte gut absorbiert.
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Das Deformationselement beginnt an einem getriebeausgangsseitigen Ende der Kardanwelle und verläuft zumindest mit einem Längenbereich in dem Mitteltunnel des Kraftwagens. Kommt es bei einem Frontalaufprall zu einer Verschiebung des Schaltgetriebes auf den Mitteltunnel hin, so kann sich das Schaltgetriebe am getriebeausgangsseitigen Ende des Deformationselementes abstützen. Die durch die Bewegung des Getriebes eingebrachte Energie wird zunächst durch ein Auffalten des Deformationselementes absorbiert. Über das Halteelement werden einwirkende Kräfte gleichzeitig auf benachbarte Karosseriebauteile, insbesondere die Mitteltunnelstruktur der Kraftwagenkarosserie, verteilt, so dass eine Überbelastung einzelner Bauteile vermieden wird.
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Das erste Halteelement ist mit einem mitteltunnelseitigen Endbereich des Deformationselements verbunden. Damit wird sichergestellt, dass sich der in Fahrzeuglängsrichtung vor dem ersten Halteelement gelegene Teil des Deformationselementes verformen kann, ohne das erste Halteelement zu beeinträchtigen. Erst wenn die Verformung über einen wesentlichen Bereich der Länge des ersten Halteelements fortgeschritten ist, werden die einwirkenden Kräfte auf das erste Halteelement übertragen, damit sie über dieses in die Mitteltunnelstruktur eingeleitet werden können. Hierdurch besteht auch nach vollständiger Verformung des Deformationselements ein Schutz für die Fahrgastzelle des Kraftwagens, da das Schaltgetriebe weiterhin durch das Deformationselement und das erste Halteelement an der Mitteltunnelstruktur abgestützt bleibt.
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Der Kraftwagen weist ein weiteres Halteelement auf, über welches der getriebeausgangsseitige Endbereich des Deformationselements mit dem Karosseriebauteil des Kraftwagens verbunden ist. Die Anbindung dieses weiteren, in Fahrzeuglängsrichtung vor dem ersten Halteelement gelegenen Halteelements versagt dabei vorzugsweise bei deutlich geringerer Krafteinwirkung als diejenige des mitteltunnelseitigen ersten Halteelements. In einer frühen Phase eines Unfalls kann das weitere Halteelement zunächst Kraft an das mit ihm verbundene Karosseriebauteil weitergeben. Bei Überschreiten einer gewissen vorgegebenen Maximalkraft versagt das weitere Halteelement, und das Deformationselement beginnt sich zu verformen, insbesondere aufzufalten. Nach vollständiger Auffaltung werden weiter einwirkende Kräfte schließlich über das erste Halteelement in die Mitteltunnelstruktur des Kraftwagens eingeleitet. Damit ergibt sich eine besonders gute Absorption von unfallbedingt eingeleiteten Kräften.
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Im Folgenden wird die Erfindung und eine ihrer Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines schaltgetriebeseitigen Bereichs des Antriebs- und Abgasstranges eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftwagens.
- 2 eine Seitenansicht des Antriebs- und Abgasstranges aus 1.
- 3 eine weitere Seitenansicht des Antriebs- und Abgasstranges gemäß 1 in einem unverformten Zustand und
- 4 den Antriebs- und Abgasstrang aus 3 nach einer unfallbedingten Verformung eines Deformationselements.
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Eine Kardanwelle 10 eines Kraftwagens verbindet ein Schaltgetriebe 12 kraftschlüssig mit einem Achsgetriebe 14. Die Kardanwelle 10 verläuft dabei durch einen in den Figuren nicht dargestellten Mitteltunnel des Kraftwagens parallel zu einem Abgasstrang 16, der Abgase vom Motor 18 des Kraftwagens über einen Katalysator 20 zu einem Auspuffendtopf 22 leitet, über welchen die Abgase in die Umwelt abgegeben werden.
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Bei einem Frontalaufprall des Fahrzeugs wirkt über das Schaltgetriebe 12 eine in axiale Richtung der Kardanwelle 10, also in Fahrzeuglängsrichtung, verlaufende Kraft auf die Kardanwelle 10 ein. Um diese Kraft abzubauen und ein Eindringen des Schaltgetriebes 12 in eine Fahrgastzelle des Kraftwagens zu vermeiden, ist ein rohrförmiges Deformationselement 24 vorgesehen, welches einen Längenbereich der Kardanwelle 10 umgibt. Dieses beginnt an einem schaltgetriebeseitigen Endbereich 26 der Kardanwelle 10 und erstreckt sich weiter im Mitteltunnel, der durch in den Figuren nicht gezeigte Wandungen gebildet ist, die nachfolgend in ihrer Gesamtheit als Mitteltunnelstruktur bezeichnet werden. Der Mitteltunnel beginnt in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem schaltgetriebeseitigen Ende der Kardanwelle 10 und erstreckt sich bis zum Achsgetriebe 14. Die Kardanwelle 10 durchläuft einen Innenraum des Deformationselements 24, ohne dessen Wandungen zu berühren. Es existiert also keine drehfeste Verbindung zwischen Deformationselement 24 und Kardanwelle 10. Das Deformationselement 24 wird vielmehr durch ein als Stütze gestaltetes erstes Halteelement 28 gehalten, die mit einem abgewinkelten Endbereich 30 an einer Mitteltunnelstruktur des Kraftwagens abgestützt ist. Kommt es bei einem seitlich versetzten Frontalaufprall zur Einwirkung von quer zur Achse der Kardanwelle 10 verlaufenden Kräften auf das Schaltgetriebe 12, so werden diese Kräfte durch das erste Halteelement 28 auf die Mitteltunnelstruktur des Kraftwagens abgeleitet. Das Deformationselement 24 und die Stütze 28 sind dabei über einander entsprechende Flansche 32, 34 am mitteltunnelseitigen Ende 36 des Deformationselements 24 miteinander verbunden.
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3 zeigt den gesamten Antriebsstrang des Kraftwagens im unbeschädigten Zustand. Wird aufgrund einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung das Getriebe 12 in Richtung auf die Kardanwelle 10 hin verschoben, so stützt sich das Getriebe 12 zunächst am getriebeseitigen Ende 38 des Deformationselements 24 ab. Das rohrförmige Deformationselement 24 wird durch die Krafteinwirkung in der Folge gefaltet, wodurch die eingebrachte Energie abgebaut wird. Das Ergebnis dieses Faltprozesses ist in 4 zu erkennen. Ist das Deformationselement 24 vollständig gefaltet, so kann es keine weitere Energie mehr absorbieren. Bewegt sich das Getriebe 12 weiter in Erstreckungsrichtung der Kardanwelle nach hinten, so werden weiter eingebrachte Kräfte durch das erste Halteelement 28 auf die Mitteltunnelstruktur des Kraftwagens übertragen, welche weiter Energie abbaut, um so ein Eindringen des Getriebes 12 in einen Fußraum des Kraftwagens zu verhindern.
