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Die Erfindung betrifft einen Rohbau für einen Personenkraftwagen.
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Derartige Rohbauten bzw. Karosserien von Personenkraftwagen sind in vielfältigsten Ausführungen bekannt. In den weitaus häufigsten Fällen werden derartige Rohbauten bzw. Karosserien aus einer Vielzahl von Metallblechbauteilen gebildet, welche zuvor entsprechend umgeformt worden sind. Dabei bilden die Metallblechbauteile einerseits Trägerbauteile und aussteifende Flächenelemente wie Trennwände, Böden oder dergleichen, und andererseits Außenbeplankungsteile wie Seitenwände, Kotflügel, Hauben, Deckel oder Türen.
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Neben dieser klassischen Bauweise gibt es auch Rohbauten, welche insgesamt aus Kunststoff, beispielsweise aus faserverstärktem Kunststoff, gebildet sind. Diese Rohbauten haben insbesondere den Vorteil eines geringen Gewichts, besitzen jedoch eine relativ geringe Bruchdehnung und brechen bei einer entsprechenden Unfallbeaufschlagung bei einer gewissen Energieaufnahme ohne weitere Energieabsorption.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Rohbau für einen Kraftwagen der eingangs genannten Art zu schaffen, der insbesondere bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung ein besseres Energieabsorptionsvermögen bzw. ein verbessertes Unfallverhalten insgesamt aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rohbau mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßer Rohbau für einen Personenkraftwagen, welcher im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung ein verbessertes Energieabsorptionsvermögen aufweist und insgesamt ein verbessertes Unfallverhalten hat, umfasst erfindungsgemäß eine Vielzahl von Kunststoffbauteilen, insbesondere faserverstärkte Kunststoffbauteile, und ist durch eine Tragstruktur aus Metallbauteilen verstärkt, welche zumindest jeweilige vordere Längsträger umfasst, die über jeweilige vordere Anschlussträger mit jeweils zugeordneten Seitenschwellern verbunden sind, wobei die Seitenschweller über jeweilige hintere Anschlussträger mit jeweils zugeordneten hinteren Längsträgern verbunden sind. Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß ein aus Kunststoffteilen gebildeter Rohbau vorgesehen, welcher durch eine entsprechende Tragstruktur aus Metallbauteilen verstärkt ist. Diese Tragstruktur bewirkt bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung ein verbessertes Energieabsorptionsvermögen, um die entsprechenden Crashanforderungen zu erfüllen. Insbesondere wird dabei durch die Tragstruktur erreicht, dass der Rohbau beispielsweise im Bereich seiner Knautschzonen eine hinreichende Duktilität aufweist, welche ein entsprechend erhöhtes Energieabsorptionsvermögen bei Verformung sicherstellt. Insbesondere kann somit durch die Tragstruktur erreicht werden, dass die Karosserie bzw. der Rohbau bei einer entsprechenden unfallbedingten Kraftbeaufschlagung nicht bricht, was mit einem abrupten Ende der Energieabsorption verbunden wäre.
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Insgesamt wird somit ein Rohbau bzw. eine Karosserie eines Personenkraftwagens geschaffen, welche einerseits ein geringes Gewicht aufweist und andererseits trotz eines hohen Anteils an Kunststoffbauteilen, insbesondere an faserverstärkten Kunststoffbauteilen, ein entsprechend günstiges Unfallverhalten aufweist.
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Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn die Bauteile der Tragstruktur aus Metallblechteilen und/oder Metallgussteilen und/oder Strangpressprofilteilen und/oder deren Mischbauweisen gebildet sind. Derartige metallische Bauteile weisen die zur Erfüllung des gewünschten Unfallverhaltens notwendige Induktilität auf und sind darüber hinaus einfach und prozesssicher herstellbar.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Tragstruktur außerdem um jeweilige Türsäulen, welche als Metallbauteile ausgebildet sind, ergänzt ist. Durch derartige Türsäulen kann der Rohbau zusätzlich im Bereich der Fahrgastzelle verstärkt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Tragstruktur jeweilige, als Metallbauteile gestaltete Querträger, insbesondere einen Querträger, einen Sitzquerträger und/oder einen Achsträger, umfasst. Hierdurch kann auf besonders günstige Weise eine Anpassung an die Erfordernisse bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung geschaffen werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass durch die Tragstruktur zumindest im Bereich der Fahrgastzelle ein Käfig aus Metallbauteilen gebildet ist, dessen Fächer zumindest teilweise durch die Kunststoffbauteile ausgefüllt sind. Durch diesen Käfig kann ein Rohbau geschaffen werden, welcher höchsten Anforderungen hinsichtlich seines Unfallverhaltens bzw. seines Energieabsorptionsvermögens genügt.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich des Weiteren gezeigt, wenn die Tragstruktur des Rohbaus aus Bauteilen eines Baukastensystems gebildet ist, um somit verschiedene Fahrzeugabmessungen in einfacher Weise darstellen zu können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine schematische Draufsicht auf einen Rohbau für einen Personenkraftwagen, welcher durch eine Vielzahl von Kunststoffbauteilen, insbesondere faserverstärkten Kunststoffbauteilen, gebildet und durch eine Tragstruktur aus Metallbauteilen verstärkt ist, welche zumindest jeweilige vordere Längsträger umfasst, die über jeweilige vordere Anschlussträger mit jeweils zugeordneten Seitenschwellern verbunden sind, welche über jeweilige hintere Anschlussträger mit jeweils zugeordneten hinteren Längsträgern verbunden sind; und in
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2 eine schematische Seitenansicht auf den Rohbau für den Personenkraftwagen gemäß 1, wobei erkennbar ist, dass die Tragstruktur außerdem jeweilige, als Metallbauteile gestaltete Türsäulen sowie eine Mehrzahl von Querträgern wie beispielsweise Dachträger umfasst, wodurch im Bereich der Fahrgastzelle ein Käfig durch die Tragstruktur gebildet ist.
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In 1 ist in einer lediglich äußerst schematischen Draufsicht ein Rohbau für einen Personenkraftwagen dargestellt. Dieser Rohbau ist außerdem in 2 in einer äußerst schematischen Seitenansicht angedeutet.
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Der Rohbau, welcher an sich aus einer Vielzahl von Kunststoffbauteilen, insbesondere faserverstärkten Kunststoffbauteilen, auf im Weiteren noch näher beschriebene Weise zusammengesetzt ist, ist vorliegend durch eine Tragstruktur 10 aus im Weiteren noch näher erläuterten Metallbauteilen verstärkt. Im Bereich einer vorderen Knautschzone 12 der Karosserie umfasst die Tragstruktur 10 vordere Längsträger 14 einer Hauptlängsträgerebene.
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Diese vorderen Längsträger 14 gehen im Bereich von jeweiligen vorderen Anschlussträgern 16 in jeweils zugeordnete Seitenschweller 18 über, die sich in üblicher Weise seitlich unterhalb einer Fahrgastzelle 20 des Rohbaus erstrecken. An ihren jeweiligen hinteren Enden gehen die Seitenschweller 18 in jeweilige hintere Anschlussträger 22 über, an welche sich nach hinten hin jeweilige hintere Längsträger 24 der Tragstruktur 10 anschließen, welche sich demzufolge im Bereich einer hinteren Knautschzone 26 der Tragstruktur 10 bzw. des Rohbaus erstrecken. Insgesamt ist somit erkennbar, dass die Tragstruktur 10 zumindest jeweilige vordere und hintere Längsträger 14 bzw. 24 umfasst, welche unter Vermittlung jeweiliger Anschlussträger 16 bzw. 22 mit korrespondierenden vorderen bzw. hinteren Bereichen der jeweils zugehörigen Seitenschweller 18 verbunden sind.
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Durch die Tragstruktur 10 wird dabei insbesondere erreicht, dass die ansonsten überwiegend aus Kunststoffbauteilen, beispielsweise aus faserverstärkten Kunststoffbauteilen, gebildete Karosserie ein entsprechendes Unfallverhalten bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung aufweist. Während nämlich reine Rohbauten bzw. Karosserien aus Kunststoffbauteilen bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung nach einer gewissen Energieaufnahme ohne weitere Energieabsorption brechen oder dergleichen versagen, wird durch die aus entsprechenden Metallbauteilen geschaffene Tragstruktur 10 erreicht, dass die Karosserie bzw. der Rohbau die zur Erfüllung notwendige Duktilität und eine entsprechend hohe Energieaufnahme bei Verformung aufweist. Aus diesem Grund ist die vorliegende Tragstruktur 10 einteilig oder aus einer Vielzahl von Metallbauteilen geschaffen. Bei diesen Bauteilen der Tragstruktur 10 kann es sich beispielsweise um Zusammenbauten aus Metallblechteilen und/oder Metallgussteilen und/oder Strangpressprofilteilen und/oder deren Mischbauweisen handeln. Eine einteilige Ausgestaltung der Tragstruktur 10 beispielsweise aus einem Metallgusswerkstoff wäre gegebenenfalls ebenfalls denkbar. Als Werkstoff für die jeweiligen Bauteile der Tragstruktur 10 eignen sich dabei insbesondere entsprechende Stahl-, Aluminium- oder Magnesiumbasislegierungen.
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Wie insbesondere in Zusammenschau mit der 2 erkennbar ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Tragstruktur 10 außerdem um jeweilige Türsäulen, nämlich eine jeweilige A-Säule 28, gegebenenfalls eine jeweilige B-Säule 30 und eine C-Säule 32 ergänzt. Die Türsäulen liegen im vorliegenden Fall unterseitig am korrespondierenden Seitenschweller 18 an. Oberseitig sind sie über ein jeweiliges Dachrahmenelement 34 verbunden.
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Darüber hinaus ist insbesondere aus 1 erkennbar, dass im vorliegenden Fall die Tragstruktur 10 außerdem jeweilige, als Metallbauteile gestaltete, Querträger in Form jeweiliger vorderer bzw. hinterer Achsquerträger 36, 38 in Form eines Stirnwandquerträgers 40 und in Form wenigstens eines Dachquerträgers 42, welcher vorliegend die beiden B-Säulen 30 miteinander verbindet, umfasst. Weitere Dachquerträger 42 können natürlich auch oberhalb einer nicht erkennbaren Windschutzscheibe bzw. einer nicht erkennbaren Heckscheibe vorgesehen sein. Die vorliegenden Querträger 36 bis 42 bzw. Türsäulen 28 bis 32 können dabei ebenso gestaltet sein wie die vorstehend beschriebenen Bauteile der Tragstruktur 10.
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In einer besonderen Ausbaustufe ist die Tragstruktur 10 somit insbesondere im Bereich der Fahrgastzelle 20 als Käfig beispielsweise mit den Türsäulen 28, 32 und den Querträgern 40, 42 gestaltet, wobei zumindest ein Teil von dessen Fächern durch entsprechende Kunststoffbauteile, die als flächige Füllungen ausgebildet sind, verstärkt sind.
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Mit einer gestrichelten Linie 44 ist symbolisch eine Außenbeplankung bzw. entsprechende Außenverkleidungsteile angedeutet, die durch Kunststoffbauteile insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff gebildet sind. Dabei kann es sich insbesondere um entsprechende Seitenwände, Kotflügel, Hauben, Deckel oder Türen handeln. Darüber hinaus können auch weitere Strukturelemente des Rohbaus aus Kunststoff gebildet sein. Dabei ist insbesondere an entsprechende Trägerelemente oder flächige Wandelemente wie die Wände der Fahrgastzelle 20 zu denken.
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Insgesamt wird somit durch die Kunststoffbauteile 44 ein Rohbau geschaffen, welcher entsprechend gewichtsgünstig ist und aufgrund der zugehörigen Tragstruktur 10 entsprechende günstige Unfalleigenschaften hat.
