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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einem einseitigen Schubelement.
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Beispielsweise aus der
DE 10 2005 043 707 A1 ist ein Vorderrahmen eines Kraftfahrzeugs mit einem Querträger und einem Paar linker und rechter Längsstreben bekannt, die zu dem Querträger symmetrisch angeordnet sind. Allgemein sind Fahrzeugkarosserien heute wenigstens im Wesentlichen symmetrisch zur Ebene der Fahrzeuglängs- und -hochachse ausgebildet.
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Insbesondere bei einer Kollision mit Lateralkomponente wie etwa dem 10°-Lastfall nach RCAR-Testprotokoll, bei dem eine Ecke des Kraftfahrzeugs mit einer gegen die Fahrzeugquerachse um 10° geneigten Barriere kollidiert, werden einseitig im Kollisionsbereich Kräfte auf die Karosserie aufgeprägt, die zu einer asymmetrischen Lastverteilung und in deren Folge zu einer Lateralverschiebung von Karosserieelementen, insbesondere von Querträgern, führen können.
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1 zeigt hierzu schematisch eine herkömmliche Karosserie mit mehreren Querträgern 1.1 bis 1.5-L und mehreren Paaren von linken (Index „-L”) und rechten (Index „-R”) Streben 2.1 bis 2.3, 2 die Karosserie nach einer Kollision mit einer gegen die Fahrzeugquerachse um 10° geneigten Barriere. Man erkennt die durch Pfeile angedeuteten Laterallasten und -verschiebungen in den Querträgern und in deren Folge die Aufweitung des Verbundes, insbesondere die asymmetrische Deformation der Karosserie.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Karosserie zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nach betriebsinterner Praxis ist es bekannt, Schubplatten an Querträgern und Streben zu befestigen, die Kräfte aufnehmen und eine Lateralverschiebung und/oder Verbundaufweitung reduzieren oder verhindern. Da nicht vorhersagbar ist, auf welcher Fahrzeugseite eine Kollision aufritt und entsprechend Kräfte eingeleitet werden, werden solche Schubplatten dabei symmetrisch verteilt, so dass bei Paaren von linken und rechten Streben sowohl die linke wie auch die rechte Strebe jeweils über eine Schubplatte mit dem Querträger verbunden werden. Dies reduziert jedoch, insbesondere bei plattenartigen Schubelementen, den verfügbaren Bauraum im Karosseriebereich. Werden beispielsweise bei dem Vorderrahmen der 1 symmetrisch bzw. beidseitig Schubplatten 20' angeordnet, wie in 1 strichliert angedeutet, beschränkt dies den Bauraum im Vorderwagen, der dann nicht mehr für einen Wasserbehälter, ein Signalhorn, Elektronikkomponenten oder dergleichen genutzt werden kann.
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Uberraschenderweise haben die Erfinder jedoch festgestellt, dass auch ein einseitiges Schubelement, welches an nur einer Strebe eines Paares von linken und rechten Streben befestigt ist, die Lateralverschiebung und Verbundaufweitung signifikant reduzieren kann. Hierdurch bleibt dann auf der gegenüberliegenden Seite, wo kein hierzu symmetrisches Schubelement vorgesehen ist, Bauraum für Fahrzeugkomponenten wie Wasserbehälter, ein Signalhorn oder dergleichen, die anstelle des fehlenden Schubelements angeordnet werden können.
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Entsprechend weist nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugkarosserie, insbesondere ein Vorder- oder Hinterrahmen, einen oder mehrere, insbesondere bezüglich der Ebene der Fahrzeuglängs- und -hochachse zentrale, Querträger und ein oder mehrere Paare linker und rechter Streben auf, die zu einem solchen Querträger wenigstens im Wesentlichen symmetrisch angeordnet sind. Die Streben können sich in einer bevorzugten Ausführung, wenigstens im Wesentlichen, in Fahrzeuglängs-, -hoch- und/oder -querrichtung erstrecken. Entsprechend erstrecken sich Querträger im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise wenigstens im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung, sie können zusätzlich auch gegen die Fahrzeugquerrichtung geneigt sein.
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Nach diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind ein oder mehrere Schubelemente zur Aufnahme von Schubkräften bei einer Kollision vorgesehen. Dabei sind zwischen der einen Strebe eines Paares linker und rechter Streben und dem Querträger ein oder mehrere Schubelemente angeordnet und an der Strebe und einem weiteren Karosserieelement, insbesondere dem Querträger, befestigt, wobei zwischen dem Querträger und der anderen Strebe dieses Paares kein Schubelement hierzu symmetrisch vorgesehen ist.
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Auf diese Weise wird auf der Seite der anderen Strebe Bauraum für Fahrzeugkomponenten freigemacht, so dass in einer bevorzugten Weiterbildung in dem Raum zwischen der anderen Strebe eines Paares linker und rechter Streben und dem Querträger eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten wie Wasserbehälter, Signalhorn oder dergleichen symmetrisch zu dem Schubelement angeordnet sind, das an der einen Strebe des Paares befestigt ist. Wie vorstehend erläutert, kann auch durch dieses einseitige Schubelement die Lateralverschiebung und Verbundaufweitung signifikant reduziert werden.
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Zwischen einer Strebe eines ersten Paares linker und rechter Streben, die zu einem Querträger wenigstens im Wesentlichen symmetrisch angeordnet sind, und dem Querträger, und zwischen demselben oder einem anderen Querträger und einer Strebe eines zweiten Paares linker und rechter Streben, die zu diesem Querträger wenigstens im Wesentliches symmetrisch angeordnet sind, können jeweils ein oder mehrere Schubelemente angeordnet sein, wobei hierzu symmetrisch zwischen dem jeweiligen Querträger und der jeweils anderen Strebe des ersten und zweiten Paares kein Schubelement vorgesehen ist. Die einseitigen Schubelemente des ersten und zweiten Paares können auf derselben oder gegenüberliegenden Fahrzeugseiten angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ können zwischen einem Querträger und einer Strebe eines Paares linker und rechter Streben, die zu diesem Querträger wenigstens im Wesentlichen symmetrisch angeordnet sind, zwei oder mehr Schubelemente angeordnet sein, wobei zwischen dem Querträger und der anderen Strebe dieses Paares symmetrisch zu einem oder mehreren dieser Schubelemente kein Schubelement vorgesehen ist. Es können also beispielsweise auf einer Fahrzeugseite zwei Schubelemente vorgesehen sein, auf der anderen Fahrzeugseite ein oder kein Schubelement. In einer bevorzugten Weiterbildung sind an der einen Strebe eines Paares linker und rechter Streben ein oder mehrere Schubelemente befestigt und zwischen dem Querträger und der anderen Strebe dieses Paares kein Schubelement vorgesehen.
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Ein Schubelement kann auf der linken oder rechten Fahrzeugseite angeordnet sein, Es kann sich zwischen dem Querträger und der einen Strebe des Paares in Fahrzeuglängs-, -hoch- und/oder Querrichtung erstrecken. In einer bevorzugten Weiterbildung erstreckt es sich in Fahrzeuglängs-, -hoch- und Querrichtung und ist somit gegen die Fahrzeuglängs-, -quer- und -hochachse geneigt, d. h. diagonal zu einer vorzugsweise rahmenartigen Karosserie.
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In einer bevorzugten Ausführung ist ein Schubelement stab- oder plattenartig ausgebildet. Ein stabartiges Schubelement bzw. ein Schubstab nimmt gegenüber einem platten- oder rahmenartigen oder einem Vollkörperschubelement weniger Bauraum ein und kann in Stab(längs)richtung Kräfte gut aufnehmen und übertragen, es ist zudem leichter. Ein plattenartiges Schubelement kann demgegenüber den Vorteil aufweisen, Querkräfte und Momente besser aufnehmen und übertragen zu können.
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In einer bevorzugten Weiterbildung weist das Schubelement einen rohrartigen Mittelteil auf, wobei an einer oder beiden Stirnseiten des Mittelteils eine Abplattung zur Befestigung an dem Querträger bzw. der einen Strebe des Paares ausgebildet ist. Ein solches Schubelement kann einfach hergestellt und befestigt werden und weist ein geringes Gewicht auf. In einer Abplattung kann eine Bohrung zum Verschrauben des Schubelements ausgebildet sein.
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in einer bevorzugten Ausführung ist ein Schubelement fest an dem Querträger und/oder der einen Strebe des Paares befestigt. Es kann insbesondere verschweißt, verlötet, verklebt, vernietet und/oder verstemmt sein. Hierdurch kann vorteilhaft eine dauerhafte Verbindung geschaffen werden, die gegen Vibrationen weniger empfindlich ist. Gleichermaßen kann ein Schubelement lösbar an dem Querträger und/oder der einen Strebe des Paares befestigt sein. Es kann insbesondere verschraubt sein. Hierdurch kann es leichter montiert und bei Bedarf, etwa Defekt, ausgewechselt werden.
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In einer bevorzugten Ausführung ist ein Schubelement starr an dem Querträger und/oder der einen Strebe des Paares befestigt, um auch Momente übertragen zu können. Gleichermaßen kann es auch gelenkig an dem Querträger und/oder der einen Strebe des Paares befestigt sein, um insbesondere Verwindungen der Karosserie auszugleichen.
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In einer bevorzugten Ausführung weisen der Querträger und/oder die eine Strebe eine Haltelasche zur Befestigung des Schubelements auf. Hierdurch kann ein Versatz, insbesondere in der Orientierung, der Befestigungsflächen an Querträger und Strebe kompensiert werden.
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Ein Schubelement kann somit direkt oder indirekt an einer Strebe und/oder einem Querträger befestigt sein. Insbesondere kann zwischen einem Querträger und einem Schubelement wenigstens eine weitere Strebe angeordnet sein, die sich in Fahrzeuglängs-, -hoch- und/oder -querrichtung erstreckt, so dass das Schubelement an dem Querträger nur indirekt bzw. mittelbar über diese weitere(n) Strebe(n) befestigt ist. Allgemein wird unter einer Anordnung eines Schubelements zwischen einer Strebe und einem Querträger im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Anordnung im Kraftfluss verstanden, so dass das Schubelement Zug-, Druck- und/oder Querkräfte und/oder Biege- und/oder Torsionsmomente zwischen Querträger und Strebe überträgt. Gleichermaßen wird unter einer Anordnung eines Schubelements zwischen einer Strebe und einem Querträger im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere verstanden, dass das Schubelement räumlich an die Strebe und den Querträger angrenzt, wobei, wie vorstehend ausgeführt, zwischen Querträger und Schubelement auch wenigstens eine weitere Strebe zwischengeschaltet sein kann. Weiter wird unter einer Anordnung zwischen einer Strebe und einem Querträger im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Anordnung in einem Raum verstanden, der von der Strebe und dem Querträger (mit) begrenzt wird.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
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1 eine herkömmliche Karosserie nach betriebsinterner Praxis;
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2 die Karosserie der 1 bei einem 10°-Lastfall;
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3 eine Karosserie nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in 1 entsprechender Darstellung.
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4 eine Karosserie nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in 3 entsprechender Darstellung; und
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5 einen Teil der Karosserie der 3 in perspektivischer Ansicht.
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1 zeigt, wie eingangs erläutert, eine herkömmliche Karosserie, wie sie nach betriebsinterner Praxis bekannt ist, mit drei zentralen Querträgern 1.1 bis 1.3 und zwei Paaren linker und rechter Querträger 1.4-L, 1.4-R und 1.5-L, 1.5-R. Die Karosserie weist weiterhin drei Paare von Finken und rechte Streben 2.1-L und 2.1-R, 2.2-L und 2.2-R sowie 2.3-L und 2.3-R auf. Diese können sich jeweils in Fahrzeuglängs- und/oder -hochrichtung erstrecken, so dass 1 eine Ansicht von vorne in Fahrzeuglängsrichtung oder von oben in Fahrzeughochrichtung darstellen kann. Entsprechend ist mit „A” eine Fahrzeuglängs- oder -hochachse strichpunktiert angedeutet. In diesem Zusammenhang sei betont, dass die nur schematisch angedeuteten Streben sich zusätzlich auch in Fahrzeugquerrichtung, die in 1 strich-doppelpunktiert angedeutet und mit „Q” bezeichnet ist, erstrecken können. Entsprechend können insbesondere auch die Paare linker und rechter Querträger 1.4-L, 1.4-R und 1.5-L, 1.5-R als Paare linker und rechter Streben im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden werden.
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2 zeigt, wie eingangs erläutert, die Karosserie der 1 bei einem 10°-Lastfall. Man erkennt die durch Pfeile angedeutete Lateralverschiebung von Karosserieelementen in Fahrzeugquerrichtung Q und die Aufweitung des Verbundes.
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Würde man beidseitig plattenartige Schubelemente 20' anordnen, wie in 1 angedeutet, würde dies den Bauraum für andere Fahrzeugkomponenten stark reduzieren.
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Daher ist bei der Karosserie nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, wie sie in 3 dargestellt ist, einseitig ein Schubstab 10 zwischen dem rechten Querträger 1.4-R und der rechten Strebe 2.1-R bzw. dem Querträger 1.1 angeordnet, während symmetrisch hierzu, d. h. in der rechten unteren Ecke der 3, kein Schubstab vorgesehen ist. Auf diese Weise wird dort Bauraum für einen Wasserbehälter, ein Signalhorn und/oder andere Fahrzeugkomponenten (nicht dargestellt) zur Verfügung gestellt, während zugleich der einseitige Schubstab 10 eine Lateralverschiebung und Verbundaufweitung bei einer Offset-Kollision wie dem 10°-Lastfall nach RCAR reduziert. Im Übrigen entspricht der Aufbau der Ausführung der 1, wobei einander entsprechende Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet sind, so dass nur auf die Unterschiede zu dieser Ausführung eingegangen wird.
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4 zeigt eine Karosserie nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in 3 entsprechender Darstellung, wobei wiederum einander entsprechende Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet sind, so dass nur auf die Unterschiede zu dieser Ausführung eingegangen wird.
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Bei der Ausführung nach 4 ist einseitig auf der anderen, linken Fahrzeugseite (rechts in 4) ein Schubelement 20 angeordnet, welches plattenartig ausgebildet ist. Dieses kann Momente besser aufnehmen. Auf der anderen Seite kann eine stabartige Ausbildung des Schubelementes wie in der Ausführung der 3 es erlauben, auch hier kleinere Fahrzeug-, insbesondere Elektronikkomponenten anzuordnen (nicht dargestellt).
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5 zeigt einen Teil der Karosserie der 3 in perspektivischer Ansicht. Man erkennt den Schubstab 10, der sich in Fahrzeuglängs-, -quer- und -hochrichtung, d. h. diagonal erstreckt. Er weist einen rohrartigen Mittelteil auf, der beidseitig in eine Abplattung übergeht, in der eine Durchgangsbohrung vorgesehen ist. Diese durchgreifen Schrauben 11, die mit der Strebe bzw. dem Querträgern direkt bzw. über eine Haltelasche 12 verschraubt sind. Die Haltelasche 12 gleicht den Orientierungsversatz der beiden Befestigungsflächen der Karosserie für den Schubstab 10 aus und ist mit der Karosserie vorzugsweise verschweißt oder verklebt.
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Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ahne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste
| 1.1–1.3 | zentraler Querträger |
| 1.4-L/R, 1.5-L/R | linker/rechter Querträger (Strebe) |
| 2.1-L/R–2.3-L/R | linke/rechte Strebe |
| 10 | Schubstab |
| 20; 20' | Schubplatte |
| 11 | Schraube |
| 12 | Haltelasche |
| A | Fahrzeuglängs- oder -hochachse |
| Q | Fahrzeugquerrichtung |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005043707 A1 [0002]
