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Die Erfindung betrifft einen Vorderwagen eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit zwei in Fahrzeugquerrichtung gesehen gegenüberliegend angeordneten unteren Längsträgern die sich vom Vorderwagen ausgehend nach hinten erstrecken und im Bereich einer Stirnwand einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs unter ein Bodenblech geführt und an der Stirnwand und/oder dem Bodenblech befestigt sind.
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An sich bekannte Karosseriekonzepte in Blechschalenbauweise haben das vorhandene Einsparpotential an Gewicht und Kosten weitestgehend ausgeschöpft. Aufgrund des hohen konstruktiven Reifegrades ist zur weiteren Gewichts- oder Kostenreduzierung der Einsatz anderer Halbzeuge und Werkstoffe erforderlich. Ein weiterer Aspekt ist die Crashperformance. Zur Erfüllung verschiedener Crashlastfälle ist die Aufnahme immer höherer Kräfte notwendig.
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Insoweit ist es seit geraumer Zeit bekannt, im Vorderwagen angeordnete Längsträger mit einer in einem definierten Bereich gezielten Materialdickenverteilung auszubilden, um die Lastaufnahme bzw. die Crashperformance vorteilhaft beeinflussen zu können (vgl.
DE 10 2006 047 894 A1 ). Ferner ist es bekannt, die Quersteifigkeit im Vorderwagen eines Fahrzeugs durch eine definierte Materialdicke der Längsträger einzustellen. Überdies ist es bekannt, für besagte Längsträger höchstfeste Stähle in Einsatz zu bringen, wodurch sich unter Crashgesichtspunkten die Materialdicken reduzieren lassen. Schließlich ist aus der
JP 2003-327 153 A eine Rahmenstruktur eines Fahrzeugs mit Längsträgern bekannt, welche an einem vorderen Querträger festgelegt sind. Im Anbindungsbereich zwischen den Längsträgern und dem vorderen Querträger ist jeweils eine nach Fahrzeug-außen weisende Eckverstärkung vorgesehen.
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Aus
DE 10 2004 037 789 B3 ist eine Bodengruppe für die Karosserie eines Kraftfahrzeugs bekannt. Diese weist eine Bodenplatte auf mit einem Fußraum, einem in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Tunnel sowie Anbindungsabschnitten für die vorderen und hinteren Längsträger. Die Bodenplatte ist aus einer einteiligen umgeformten Blechplatine hergestellt. Zur Einstellung des Deformationsverhaltens sind Bereiche vorgesehen, die gegenüber anderen Bereichen der Bodenplatte eine höhere Festigkeit aufweisen. Aufgabe der Erfindung ist es, einen im Hinblick auf den Stand der Technik verbesserten Vorderwagen der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welcher seinerseits eine vorteilhafte Lastaufnahme bzw. Crashperfomance mit einem möglichst geringen Gewicht sowie mit einer ausreichenden Quersteifigkeit verbindet.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass sich für Längsträger, die aus höchstfesten Stählen bestehen, sich unter Crashgesichtspunkten, insbesondere im Bezug auf einen Frontalcrash, die Materialdicken reduzieren lassen, jedoch höchstfeste Stähle nicht zur Quersteifigkeit beitragen, woraus im Fahrbetrieb nachteilige Schwingungsanregungen, einhergehend mit nachteiligen Geräuschentwicklungen resultieren können, welche wiederum Zusatzmaßnahmen erforderlich machen, um bei ausreichender Längs- und Quersteifigkeit ein geringes Gewicht des Längsträgers zu gestatten.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe demnach durch einen Vorderwagen eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit zwei in Fahrzeugquerrichtung gesehen gegenüberliegend angeordneten unteren Längsträgern, die sich vom Vorderwagen ausgehend nach hinten erstrecken und im Bereich einer Stirnwand einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs unter ein Bodenblech geführt und an der Stirnwand und/oder dem Bodenblech befestigt sind, wobei die Längsträger dünnwandig aus höchstfestem Stahl mit ausreichend hoher Längssteifigkeit, jedoch geminderter Quersteifigkeit gebildet sind, und wobei zum Ausgleich der geminderten Quersteifigkeit der Längsträger denselben jeweils in ihrem Anschlussbereich an die Stirnwand und/oder das Bodenblech eine Eckverstärkung zugeordnet ist.
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Durch diese Maßnahme ist eine verbesserte Aussteifung des besagten Anschlussbereiches und damit eine verbesserte Quersteifigkeit der leichtbauenden Längsträger sowie des Vorderwagens an sich zu verzeichnen, woraus wiederum verbesserte dynamische Steifigkeiten und damit einhergehend verminderte Geräusche, insbesondere auch Abrollgeräusche resultieren. Zwar sind aus der eingangs bereits gewürdigten
JP 2003327153 A Eckverstärkungen an sich bekannt, jedoch ist es bisher unbekannt geblieben, die Quersteifigkeit erhöhende Eckverstärkungen konkret im hochbelasteten Anschlussbereich der unteren, nunmehr leichtbauenden Längsträger des Vorderwagens an die Stirnwand und/oder das Bodenblech der Karosseriestruktur des Fahrzeugs vorzusehen.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach kann vorteilhaft jede Eckverstärkung zur Fahrzeuglängsmittenachse weisend am Längsträger angeordnet sein und mit dem Längsträger und der Stirnwand und/oder dem Bodenblech fest verbunden sein, wodurch zum einen Bauraum eingespart wird und zum anderen rohbauseitige Aufnahmepunkte für einen fahrwerkseitigen Hilfsrahmen zueinander besser ausgesteift werden. Insoweit können die Eckverstärkungen vorteilhafterweise jeweils in einem Bereich zwischen einem ersten Aufnahmepunkt für einen Hilfsrahmen am Längsträger und einem zweiten Aufnahmepunkt des Hilfsrahmens am Bodenblech, insbesondere an einem am Bodenblech angeordneten Hilfs-Längsträger, angeordnet sein. Weiter vorteilhaft können die Eckverstärkungen als Blechformteile ausgebildet sein, die sich einfach und kostengünstig nach einem an sich bekannten Tiefziehverfahren herstellen lassen. Besonders vorteilhaft können die Eckverstärkungen jeweils ein- oder mehrteilig als offenes Hohlprofil mit einem oder mehreren Anschlussflanschen, vorzugweise einem umlaufenden Anschlussflansch ausgebildet sein. Eine besonders praxisnahe Ausgestaltung der Eckverstärkung wird insbesondere dadurch erreicht, dass das offene Hohlprofil der Eckverstärkung durch eine im Längsschnitt derselben gesehen dreieck-förmige Stützstruktur mit einer Deckfläche und zwei Seitenwandungen sowie mit besagten Anschlussflansch/en gebildet ist. Die Deckfläche kann dabei in Längsrichtung derselben gesehen konkav ausgebildet sei, wodurch insbesondere auf den Längsträger einwirkende Querkräfte wirkungsvoll in die nachfolgenden Karosseriestrukturen des Fahrzeugs eingeleitet werden können. In einer Weiterbildung der Erfindung kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die Eckverstärkungen Haltemittel für Anbauteile, wie beispielsweise Medienleitungen und/oder elektrische Leitungen, aufweisen. Derartige Haltemittel können durch Ausnehmungen für den Eingriff mechanischer Befestigungselemente, wie Schrauben, Niete, Clipse und dgl. mehr, gebildet sein.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht von vorn nach hinten zum Anschlussbereich der unteren Längsträger des Vorderwagens eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, an die Stirnwand der Fahrgastzelle und/oder an das Bodenblech,
- 2 eine Ansicht von unten auf den Vorderwagen nach 1,
- 3 die Einzelheit „Z“ nach 1,
- 4a, 4b eine perspektivische Einzeldarstellung einer erfindungsrelevanten Eckverstärkung des rechten und linken Längsträgers gemäß einer ersten Ausgestaltungsform, und
- 5a, 5b eine perspektivische Einzeldarstellung einer erfindungsrelevanten Eckverstärkung des rechten und linken Längsträgers gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform.
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Die 1 und 2 zeigen zunächst den Vorderwagen 1 eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit zwei in Fahrzeugquerrichtung gesehen gegenüberliegend angeordneten unteren Längsträgern 2, 3, die sich ihrerseits vom Vorderwagen 1 ausgehend nach hinten erstrecken und im Bereich einer Stirnwand 4 einer hier nicht näher dargestellten Fahrgastzelle des Fahrzeugs unter ein Bodenblech 5 geführt und bekanntermaßen an der Stirnwand 4 und/oder dem Bodenblech 5 vorzugsweise stoffschlüssig durch Schweißung befestigt sind.
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Vorliegend sind die Längsträger 2, 3 überwiegend durch ein langgestrecktes Kastenprofil und aus einem an sich bekannten höchstfesten Stahl gebildet. Im Hinblick auf den Stand der Technik ist, wie bereits oben ausgeführt, dadurch zwar bei guter Crashperformance ein geringeres Gewicht zu verzeichnen, jedoch verfügt ein derartiger Längsträger 2, 3 über eine geminderte Quersteifigkeit.
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Um diesem Umstand zu begegnen, sind vorliegend den Längsträgern 2, 3 jeweils in ihrem Anschlussbereich an die Stirnwand 4 und das Bodenblech 5 je eine Eckverstärkung 6 zugeordnet.
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Wie den 1 und 2 weiter zu entnehmen ist, sind die Eckverstärkungen 6 jeweils zur Fahrzeuglängsmittenachse 7 weisend am Längsträger 2, 3 angeordnet und mit dem Längsträger 2, 3 und der Stirnwand 4 sowie dem Bodenblech 5 vorzugsweise stoffschlüssig durch Schweißung, vorliegend Punktschweißung 8, fest verbunden (vgl. insbes. 3).
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Des Weiteren sind besagte Eckverstärkungen 6 jeweils in einem Bereich zwischen einem in Fahrtrichtung 9 gesehen vorderen ersten Aufnahmepunkt 10 für einen an sich bekannten und demgemäß hier nicht näher dargestellten fahrwerkseitigen Hilfsrahmen am Längsträger 2, 3 und einem hinteren zweiten Aufnahmepunkt 11 am Bodenblech 5 angeordnet, wodurch vom Längsträger 2, 3 aufgenommene Kräfte vorteilhaft in die nachgeordnete Karosseriestruktur, vorliegend das Bodenblech 5 mit benachbarten Mitteltunnel 12 eingeleitet werden können.
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Der zweite Aufnahmepunkt 11 ist durch einen am Bodenblech 5 festgelegten und dasselbe aussteifenden Hilfs-Längsträger 13 gebildet, welcher seinerseits die Krafteinleitung in die Karosseriestruktur vorteilhaft unterstützt.
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3 zeigt beispielgebend die Eckverstärkung 6 des linken unteren Längsträgers 2 im Zusammenbau mit der benachbarten Karosseriestruktur, wobei die Eckverstärkung 6 des rechten unteren Längsträgers 3 in ihrer Grundstruktur weitestgehend der Grundstruktur der Eckverstärkung 6 des linken unteren Längsträgers 2 entspricht (vgl. dazu auch 4a, 4b).
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Besagte Eckverstärkung 6 ist als einteiliges Blechformteil der Gestalt eines offenen Hohlprofils nach einem an sich bekannten Tiefziehverfahren hergestellt und verfügt über einen umlaufenden Anschlussflansch 14 zur Anbindung der Eckverstärkung 6 an den Längsträger 2, an die Stirnwand 4 und an das Bodenblech 5. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf eine derartige Flanschanbindung, sondern erfasst auch Eckverstärkungen 6, die in Anpassung an die aktuell gegebene Struktur der Karosserie in der Abkehr vom umlaufenden, d. h., geschlossenen Anschlussflansch 14 eine Mehrzahl über die Außenkontur der Eckverstärkung 6 verteilt angeordnete Anschlussflansche 14 aufweist (nicht näher dargestellt).
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Im Besonderen verfügt das offene Hohlprofil der Eckverstärkung 6 über eine im Längsschnitt derselben gesehen dreieck-förmige Stützstruktur (vgl. insbes. 3) mit einer Deckfläche 15 und zwei Seitenwandungen 16 sowie mit besagtem/n Anschlussflansch/en 14.
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Die Deckfläche 15 ist vorliegend in Längsrichtung derselben gesehen konkav ausgebildet, wodurch insbesondere auf den zugeordneten Längsträger 2 einwirkende Querkräfte wirkungsvoll in die nachfolgenden Karosseriestrukturen des Fahrzeugs eingeleitet werden können.
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Des Weiteren verfügen die Eckverstärkungen 6 über Haltemittel 17 in Form von Ausnehmungen für den Eingriff nicht näher dargestellter an sich bekannter mechanischer Befestigungsmittel, wie Schrauben, Niete, Clipse und dgl. mehr, um ebenfalls nicht näher dargestellte, an sich bekannte Anbauteile, beispielsweise Medienleitungen und/oder elektrische Leitungen, an der Eckverstärkung 6 haltern zu können (vgl. 3).
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Die Ausgestaltung der Eckverstärkungen 6 gemäß den 5a und 5b unterscheidet sich zur vorbeschriebenen dahingehend, dass dieselben nicht einteilig, sondern mehrteilig, vorliegend zweiteilig ausgebildet sind, indem ein Oberteil 6a und ein Unterteil 6b vorgesehen sind, welche vorzugsweise stoffschlüssig durch Schweißung (Punktschweißung 8) zu einer Baugruppe (Schweißgruppe) gefügt sind. Durch diese Maßnahme lassen sich auch komplizierte Strukturen der Eckverstärkungen 6 einfach und kostengünstig nach einem an sich bekannten Tiefzieh- oder anderem an sich bekannten geeigneten Verfahren mit anschließender Schweißung herstellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorderwagen
- 2
- Längsträger
- 3
- Längsträger
- 4
- Stirnwand
- 5
- Bodenblech
- 6
- Eckverstärkung
- 6a
- Oberteil (Eckverstärkung 6)
- 6b
- Unterteil (Eckverstärkung 6)
- 7
- Fahrzeuglängsmittenachse
- 8
- Punktschweißung
- 9
- Fahrtrichtung
- 10
- erster Aufnahmepunkt
- 11
- zweiter Aufnahmepunkt
- 12
- Mitteltunnel
- 13
- Hilfs-Längsträger
- 14
- Anschlussflansch
- 15
- Deckfläche
- 16
- Seitenwandungen
- 17
- Haltemittel
