DE102010022158B4

DE102010022158B4 - Vorderwagenstruktur einer Fahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102010022158B4
Application number: DE102010022158.9A
Authority: DE
Inventors: Bernard Lohmann; Thorben Bösche
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2023-03-23
Anticipated expiration: 2030-05-21
Also published as: CN102248967B; CN102248967A; DE202010017554U1; DE102010022158A1

Abstract

Vorderwagenstruktur einer Fahrzeugkarosserie mit einer Stirnwand (2), mit einem Wasserkasten (3) zwischen beidseitigen Federbeinaufnahmen (4, 5), mit beidseitigen, an die Federbeinaufnahmen (4, 5) anschließenden Radhäusern (6, 7), und mit beidseitigen, an die Radhäuser (6, 7) anschließenden vorderen Längsträgern (8, 9), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderwagenstruktur (1) als Strukturteil einen Vorderwagen-Torsionsring (10) aufweist, bestehend aus einem Wasserkasten-Hohlträgerprofil (11) als oberem Torsionsring-Querprofil, aus seitlichen Radhausprofilen (16, 17) sowie aus Längsträger-Eckverstärküngen (24) im Verbund mit den Längsträgerprofilen und einem Fußraumquerträgerprofil (23).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorderwagenstruktur einer Fahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Vorderwagenstruktur einer Fahrzeugkarosserie besteht in allgemein bekannter Weise unter anderem aus einer Stirnwand, einem Wasserkasten zwischen beiderseitigen Federbeinaufnahmen sowie beidseitig an die Federbeinäufnahmen anschließenden Radhäusern und beidseitige, an die Radhäuser anschließende vordere Längsträger.
Um die Torsionssteifigkeit im Bereich des Vorderwagens zu erhöhen, ist es aus der
DE 199 28 588 B4 beispielsweise bekannt, die Federbeindome mittels sogenannter Domstreben mit der Mitte eines unteren Frontscheibenquerträgers zu verbinden. Eine ähnliche Funktion wird gemäß der DE 10 2007 006 031 A1 mit einem Versteifungsteil in der Art eines flächigen Gussteils erzielt, das jeweils längsendseitig fest mit einem Federbeindom und an seiner Längsseite mit einem Windlauf verbunden ist.
Weiter ist es aus der DE 198 27 749 A1 bekannt, eine Stirnwand durch lokale Verstärkungen insgesamt zu verstärken. Eine andere Stimwandverstärkung soll gemäß der DE 201 03 379 U1 mittels einer Druckstrebe zwischen Stirnwand und Rahmenträger ausgeführt werden. Weiter ist aus der DE 41 16 832 A1 ein X-förmiger Träger bekannt, der an der Stirnwand befestigt ist und der die Motorträger mit dem Windlaufträger zu einer Erhöhung der Torsionssteifigkeit des Vorderwagens verbindet. Zudem ist aus der DE 37 22 696 C2 bekannt, mittels einer Verstärkungsbrücke jeweils vorderen Längsträger und den Windlauf zur Erhöhung der Steifigkeit des Vorderwagens zu verbinden.
Die vorstehenden Maßnahmen zur Versteifung des Vorderwagens erfordern zusätzliche Versteifungselemente, wie beispielsweise Domstreben, welche nachteilig die Kosten erhöhen, einen Bauraum beanspruchen und das Fahrzeuggewicht und damit den Verbrauch erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorderwagenstruktur einer Fahrzeugkarosserie vorzuschlagen, welche erhöhte Anforderungen an die Vorderwagensteifigkeit bei weniger , Gewicht und Bauraum sowie geringeren Kosten erfüllt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorderwagenstruktur als Strukturteil einen Vorderwagen-Torsionsring aufweist bestehend aus einem Wasserkastenhohlträgerprofil als oberem Torsionsring-Querprofil, aus seitlichen Radhausprofilen sowie aus Längsträger-Eckverstärkungen im Verbund mit den Längsträgerprofilen und einem Fußraumquerträgerprofil.
Damit sind in der Vorderwagenstruktur ohnehin vorhandene Strukturelemente mit teilweise zusätzlichen Profilausbildungen zur Schaffung eines Vorderwagen-Torsionsrings kombiniert, welcher durch seine Ringform die Vorderwagensteifigkeit wesentlich erhöht, ohne dass größere gewichtserhöhende und kostenverursachende Versteifungselemente zusätzlich eingebaut sind, die zudem ungünstig Bauraum beanspruchen. Im Umkehrschluss können somit solche größere Versteifungselemente, wie beispielsweise Domstreben, entfallen undloder für eine Versteifung vorgesehene hohe Materialdicken können herabgesetzt werden.
Das Wasserkasten-Hohlträgerprofil zwischen den Federbeinaufnahmen kann einfach aus einem Wasserkasten-Schalenunterteil und einem Wasserkasten-Schalenvorderteil gebildet werden und sich an der Stirnwand des Vorderwagens abstützen. Damit ist in diesem Torsionsringbereich ein stabiler mit der Stirnwand verbundener und abgestützter oberer Torsionsringteil hergestellt.
Die jeweils seitlichen Radhausprofile als weitere Torsionsringelemente sind aus den Radhausschalen vom und Radhausverstärkungen vorn gebildet und können damit einfach, kostengünstig und platzsparend in den Radhausschalen integriert sein. Dazu können in einer konkreten Ausbildung die Radhausverstärkungen jeweils aus wenigstens einer etwa vertikalen, länglichen Auswölbung der Radhausschalen bestehen, die zur Ausbildung eines Verstärkungs-Hohlprofils mit einem gegebenenfalls ebenfalls zugeordnet ausgewölbten Schließteil geschlossen sind. Über diese Radhausverstärkungen ist damit der Vorderwagentorsionsring in den Seitenbereichen. weitergeführt.
Der Vorderwagen-Torsionsring ist im unteren Bereich dadurch geschlossen, dass die Längsträgerprofile jeweils endseitig an ein Fußraumquerträgerprofil anschließen, wobei die Längsträger-Eckverstärkungen jeweils zur Fahrzeuglängsmitte hinweisend im Anschlussbereich durch Eckschließteile gebildet sind. Damit wirkt der Torsionsring im Verbund mit dem Fußraumqüerträgerprofil und den Längsträgerprofilen unter Einschaltung der Eckschließteile.
In der Stirnwand ist üblicherweise eine relativ große Öffnung für eine Heizungs- und Klimaanlage angebracht, um die zur Verstärkung des Öffnungsbereichs eine Verstärkungssicke angeordnet ist. Diese Verstärkungssicke kann als weitere vorteilhafte Verstärkungsmaßnahme am Vorderwagen-Torsionsring angeschlossen sein dergestalt, dass die Verstärkungssicke in das darüber liegende Torsionsring-Querprofil zu beiden Seiten der Öffnung einläuft, wobei die Profile im Anschlussbereich aneinander angepasst sind.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen:

1 eine Ansicht von vorne auf den Stimwandbereich eines Vorderwagens,
2 einen Schnitt entlang der Linie A-A aus 1,
3 einen Schnitt entlang der Linie B-B aus 1,
4 einen Schnitt entlang der Linie C-C aus 1,
5 einen Schnitt entlang der Linie D-D aus 1 und
6 eine Draufsicht auf den Bereich X aus 1.

In 1 ist der Blick von vorne in den Vorderwagen einer Fahrzeugkarosserie gezeigt mit einer Vorderwagenstruktur 1 aus einer Stirnwand 2 einem Wasserkasten 3 zwischen beidseitigen Federbeinaufnahmen 4, 5 sowie mit beidseitigen an die Federbeinaufnahmen 4, 5 anschließenden Radhäusern. Zudem ragen nach vorne aus der Bildebene beidseitig an die Radhäuser 6, 7 anschließende Längsträger 8, 9 ab.
Die Vorderwagenstruktur 1 weist als Strukturteil einen Vorderwagentorsionsring 10 auf, welcher punktiert und kariert eingezeichnet ist und der anhand der nachfolgenden Schnitte mit weiteren Einzelheiten erläutert wird.
Das obere Torsionsring-Querprofil besteht gemäß dem Schnitt A-A aus 2a und dem entsprechenden vergrößerten Null-Schnitt nach 3b aus einem Wasserkastenhohlträgerprofil 11, welches aus einem Wasserkastenschalenunterteil 12 und einem Wasserkasten-Schalenvorderteil 13 zusammengesetzt ist, das sich an der Stirnwand 2 abstützt.
An das Wasserkasten-Schalenunterteil 12 schließt sich oben ein Windlaufquerträgerteil 14 an.
Der Schnitt A-A liegt, wie aus 1 ersichtlich, im Bereich der Längsmitte. Demgegenüber ist der Schnitt B-B nach 3a mit dem entsprechend vergrößerten Null-Schnitt nach 3b versetzt zur Federbeinaufnahme 4 hindurch das Wasserkastenhohlträgerprofil 11 geführt. Durch einen Vergleich des Schnitts A-A und des Schnitts B-B ist zu ersehen, dass sich die Profilform des Wasserkastenhohlträgerprofils 11 in dessen Längsverlauf etwas verändert, wobei entsprechend 3a und 3b das Wasserkastenschalenvorderteil 13 nicht mehr unmittelbar an der Stirnwand 2 abgestützt ist sondern im Bereich der Federbeinaufnahme 4 ausschließlich zusammen mit dem Wasserkasten-Schalenunterteil das Wasserkastenhohlträgerprofil 11 ausbildet. Hier ist das Wasserkasten-Schalenunterteil 12 nur noch alleine entsprechend der 2a und 2b mit der Stirnwand 2 verbunden.
4a und der zugeordnete Null-Schnitt nach 4b zeigen den Schnitt entlang der Linie C-C aus 1 durch die jeweils seitlichen Torsionsringelemente bzw. durch die seitlichen Radhausprofile. Diese sind jeweils gebildet aus der Radhausschale 15 vom, welche mit der Stirnwand 2 Verbindung hat und aus Radhausverstärkungen 16, 17. Diese Radhausverstärkungen 16, 17 sind jeweils aus einer etwa vertikal verlaufenden, länglichen Auswölbung 18, 19 der Radhausschale 15 gebildet, welche mit einem entsprechend gegengewölbten Schließteil 20 zur Ausbildung jeweils eines Verstärkungshohlprofils 21, 22 geschlossen sind.
Der Schnitt D-D ist gemäß 1 im unteren Bereich des Vorderwagentorsionsrings 10 geführt und zeigt den Anschlussbereich des Längsträgers 9 mit seinem Längsträgerhohlprofil an ein Fußraumquerträgerprofil 23. Zur Ausbildung von Längsträgerendverstärkungen 24 ist der zur Fahrzeuglängsmitte hin liegende Eckbereich jeweils durch ein Eckschließteil 25 unter Ausbildung eines Hohlprofils abgeschlossen.
In 6 ist der Bereich X aus 1 vergrößert dargestellt und zeigt schematisch eine Verstärkungssicke 26 um eine Öffnung 27 in der Stirnwand 2 für eine (nicht dargestellte) Heizungs- und Klimaanlage. Diese Verstärkungssicke 26 ist einlaufend an das darüber liegende Torsionsringquerprofil entsprechend dem Wasserkastenhohlträgerprofil 11 angeschlossen, was schematisch durch die Pfeile 28 angedeutet ist.

Claims

Vorderwagenstruktur einer Fahrzeugkarosserie mit einer Stirnwand (2), mit einem Wasserkasten (3) zwischen beidseitigen Federbeinaufnahmen (4, 5), mit beidseitigen, an die Federbeinaufnahmen (4, 5) anschließenden Radhäusern (6, 7), und mit beidseitigen, an die Radhäuser (6, 7) anschließenden vorderen Längsträgern (8, 9), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderwagenstruktur (1) als Strukturteil einen Vorderwagen-Torsionsring (10) aufweist, bestehend aus einem Wasserkasten-Hohlträgerprofil (11) als oberem Torsionsring-Querprofil, aus seitlichen Radhausprofilen (16, 17) sowie aus Längsträger-Eckverstärküngen (24) im Verbund mit den Längsträgerprofilen und einem Fußraumquerträgerprofil (23).
Vorderwagenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserkasten-Hohlträgerprofil (11) aus einem Wasserkasten-Schalenunterteil (12) und einem Wasserkasten-Schalenvorderteil (13) gebildet ist und sich an der Stirnwand (2) des Vorderwagens abstützt.
Vorderwagenstruktur nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Radhausprofile jeweils aus den Radhauschalen (15) vorn und Radhausverstärkungen (16, 17) vom gebildet sind.
Vorderwagenstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radhausverstärkungen (16, 17) jeweils aus wenigstens einer etwa vertikalen, länglichen Auswölbung (18,19) der Radhausschalen (15) besteht, die zur Ausbildung eines Verstärkungs-Hohlprofils (21) mit einem gegebenenfalls ebenfalls zugeordnet ausgewölbten Schließteil (20) geschlossen ist.
Vorderwagenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträgerprofile (22) jeweils endseitig um ein Fußraumquerträgerprofil (23) ausschließen und die Längsträger-Eckverstärkungen (24) jeweils zur Fahrzeuglängsmitte hinweisend im Anschlussbereich durch Eckschließteile(25) gebildet sind.
Vorderwagenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stirnwand (2) eine Öffnung (27) für die Heizungs- und Klimaanlage vorgesehen ist, um die eine Verstärkungssicke (26) angebracht ist, welche in das darüber liegende Torsionsring-Querprofil (11) einläuft.