DE102012208901A1 - Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Es ist bereits bekannt, an einem vorderen Ende eines Vorderbaus Querträger, Leuchten und Kühler vorzusehen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einem Vorderbau zu schaffen, bei dem die Steifigkeit des Vorderbaus erhöht ist. Dies wird dadurch erreicht, dass an einem vorderen Abschnitt des Fahrschemels (12) jeweils ein Fahrschemel-Längsträger (9a, 9b) angeordnet ist, dass ein Vertikalschubfeld (20) vorgesehen ist, das die beiden Motorlängsträger (4a, 4b), die beiden Fahrschemel-Längsträger (9a, 9b) und den Querträger (7), an dem die beiden Stützlängsträger (5a, 5b) angeordnet sind, miteinander verbindet.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Aus der
DE 10 2005 038 487 A1 ist bereits ein Kraftfahrzeug bekannt, das symmetrisch zu einer Fahrzeuglängsachse beidseitig jeweils einen Motorträger aufweist, der sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. An dem jeweiligen vorderen Ende des Motorträgers ist eine Aufnahme zur Befestigung eines Stoßfängers angebracht. Nach hinten erstreckt sich der Motorträger etwa bis in den Bereich einer Stirnwand. Die Stirnwand erstreckt sich von einem unteren Windlauf, der die untere Begrenzung einer Frontscheibe bildet, nach unten bis zum Fahrzeugboden. Die Stirnwand trennt die Fahrgastzelle vom Vorderwagen. Der Motorträger setzt sich nach hinten unterhalb der Stirnwand und unter dem Fahrzeugboden als Längsträger fort. Oberhalb des jeweiligen Motorträgers und zur Fahrzeugaußenseite hin versetzt, verläuft von einer A-Säule einer die Fahrgastzelle bildenden Kraftfahrzeugkarosserie ebenfalls nach vorne ein Stützträger. Das jeweilige vordere Ende des Stützträgers ist mit dem vorderen Bereich des jeweiligen Motorträgers verbunden. Die jeweilige A-Säule bildet die seitliche vordere Begrenzung der Fahrgastzelle. Die jeweilige A-Säule stellt zugleich nach oben hin die seitliche Begrenzung der Frontscheibe dar. - Aus der
DE 10 2009 009 882 A1 ist ein Vorderbau eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei dem zwischen den jeweiligen vorderen Enden des jeweiligen Stützträgers ein Montageträger oder Querträger angeordnet ist. Die jeweiligen vorderen Enden eines jeweiligen Motorträgers sind ebenfalls über einen Querträger miteinander verbunden. Zwischen dem die beiden Stützträger verbindenden oberen Querträger und dem die beiden Motorträger verbindenden unteren Querträger ist in etwa mittig eine mittlere Strebe angeordnet. Ferner sind die beiden jeweiligen vorderen Enden des jeweiligen Stützträgers und die beiden jeweiligen vorderen Enden des Motorträgers in senkrechter Richtung über jeweils eine äußere Strebe miteinander verbunden. - Aus der
DE 36 35 612 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein Unterrahmen oder Fahrschemel vorgesehen ist. An dem Fahrschemel sind Aufhängungsarme oder Lenker, die jeweils ein Rad lagern, angeordnet. Ein derartiger Fahrschemel ist beispielsweise an jeweils einem Motorträger befestigt. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einem Vorderbau zu schaffen, der eine hohe Steifigkeit aufweist.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Ein erfindungsgemäßer Vorderbau eines Kraftfahrzeuges weist zwei zueinander beabstandete Motorträger auf, die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen. Eine Karosserie des Kraftfahrzeuges ist mit einer Stirnwand versehen, an der ein jeweiliges hinteres Ende des jeweiligen Motorlängsträgers angeordnet ist. Im Vorderbau des Kraftfahrzeuges ist ein Hilfsrahmen oder Fahrschemel angeordnet, der sich unterhalb der beiden Motorlängsträger befindet und mit dem jeweiligen Motorlängsträger verbunden ist. Oberhalb des jeweiligen Motorlängsträgers ist jeweils ein zur Fahrzeugaußenseite versetzter Stützlängsträger angeordnet, dessen jeweiliges vorderes Ende mit dem Motorlängsträger verbunden ist. Vorteilhafterweise ist an einem vorderen Abschnitt des Fahrschemels jeweils ein Fahrschemel-Längsträger angeordnet. Ferner ist ein Vertikalschubfeld vorgesehen, das die beiden Motorlängsträger, die beiden Fahrschemel-Längsträger und den Querträger, an dem die beiden Stützlängsträger angeordnet sind, miteinander verbindet.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Vertikalschubfeld aus Streben aufgebaut ist, die ein Fachwerk bilden.
- Die beiden Motorlängsträger sind an ihren vorderen Enden vorteilhafterweise über mindestens eine waagrecht verlaufende Strebe des Vertikalschubfeldes miteinander verbunden.
- Der jeweilige Motorlängsträger ist in einer vorteilhaften Ausführungsform mit dem jeweiligen Fahrschemel-Längsträger über mindestens eine Strebe des Vertikalschubfeldes miteinander verbunden.
- Vorteilhafterweise ist an der Verbindungsstelle der beiden schräg verlaufenden Streben mit der waagrecht verlaufenden Strebe ein erster Knotenpunkt ausgebildet. An dem ersten Knotenpunkt ist zusätzlich eine senkrecht verlaufende Strebe angeordnet. Die senkrecht verlaufende Strebe ist mit ihrem dazu gegenüberliegenden Ende an einem zweiten Knotenpunkt mit den jeweiligen Enden der Streben verbunden, die an einem mittleren Bereich eines Querträgers zwischen den beiden Stützlängsträgern befestigt sind.
- Die beiden Fahrschemel-Längsträger sind in einer vorteilhaften Ausführungsform direkt über eine waagrecht verlaufende Strebe miteinander verbunden.
- Die beiden Motorlängsträger sind vorteilhafterweise an ihrem jeweiligen hinteren Ende an einer Bodengruppe einer Karosserie, die eine Fahrgastzelle bildet, angeordnet und gehen dann in Längsträger über, die an der Bodengruppe angeordnet sind.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich die Stirnwand der Karosserie von einem unteren Windlauf, der eine untere Begrenzung der Frontscheibe bildet, nach unten zu einem Fahrzeugboden, wobei die Stirnwand die Fahrgastzelle vom Vorderwagen trennt.
- Der obere Querträger verbindet vorteilhafterweise das jeweilige vordere Ende der beiden Stützlängsträger. Das jeweilige hintere Ende des jeweiligen Stützlängsträgers ist mit jeweils einer ersten Karosseriesäule oder A-Säule verbunden.
- In einem vorderen Bereich des jeweiligen Motorlängsträgers ist in einer vorteilhaften Ausführungsform jeweils mindestens ein Deformationselement angeordnet.
- Zwischen dem jeweiligen hinteren Ende des Fahrschemel-Längsträgers und dem jeweiligen vorderen Ende des Fahrschemels ist vorteilhafterweise jeweils ein Deformationselement angeordnet.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich das Vertikalschubfeld in einer Fahrzeugquerrichtung y in senkrechter Richtung z.
- Das Vertikalschubfeld ist vorteilhafterweise einteilig ausgebildet.
- Das Vertikalschubfeld besteht in einer vorteilhaften Ausführungsform aus einem Metall, Kunststoff, Leichtmetall. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird als Werkstoff AlMg3 verwendet, das einen E-Modul von 72000 N/mm2 und eine Streckgrenze von 190 N/mm2 aufweist.
- Die Streben des Vertikalschubfeldes bestehen vorteilhafterweise jeweils aus einem Vollprofil und/oder aus einem Hohlprofil und/oder einem Hohlprofil mit Verstärkungsrippen.
- Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur beispielshalber beschrieben, die eine perspektivische Prinzip-Darstellung eines vorderen Endes eines Vorderbaus eines Kraftfahrzeuges zeigt.
- Die einzige Figur zeigt ein vorderes Ende
3 eines Vorderbaus2 eines Kraftfahrzeuges1 . Der in der Figur nur teilweise dargestellte Vorderbau2 weist zwei voneinander beabstandete, in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufende Motorträger4a und4b auf. In den jeweiligen Motorlängsträger4a ,4b kann ein Deformationselement24a ,24b eingebaut sein. - Oberhalb der beiden Motorträger
4a und4b sind zwei voneinander beabstandete, in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufende, in der Figur nur teilweise dargestellte Stützträger5a ,5b ausgebildet. - Die beiden Stützträger
5a und5b sind an ihrem vorderen Ende6a ,6b über einen Querträger7 miteinander verbunden. Unterhalb der beiden vorderen Enden8a und8b der Motorlängsträger4a und4b ist jeweils ein unterer Fahrschemel-Längsträger9a ,9b angeordnet. Ein jeweiliges hinteres Ende10a ,10b des jeweiligen Fahrschemel-Längsträgers9a ,9b ist in der gezeigten Ausführungsform über jeweils ein Deformationselement25a ,25b an jeweils einem vorderen Ende11a ,11b eines Fahrschemels12 befestigt. - In der gezeigten Ausführungsform ist das jeweilige hintere Ende
10a ,10b des jeweiligen Fahrschemel-Längsträgers9a ,9b über das jeweilige Deformationselement25a ,25b jeweils an einem vorderen Ende13a ,13b eines Längsträgerabschnittes14a ,14b des Fahrschemels12 befestigt. In der gezeigten Ausführungsform sind die beiden vorderen Enden13a ,13b der Längsträgerabschnitte14a ,14b über einen Querträger15 miteinander verbunden. - In der gezeigten Ausführungsform ist zwischen einem jeweiligen vorderen Ende
16a ,16b des jeweiligen Fahrschemel-Längsträgers9a und9b und einem mittleren Bereich17 des Fahrschemel-Querträgers15 jeweils eine Strebe18a ,18b angeordnet. In einer Draufsicht bilden die Streben18a ,18b eine V-Form. - Zwischen einem mittleren Bereich
19 des oberen Stützträger-Querträgers7 , den vorderen Enden8a und8b der beiden Motorlängsträger4a ,4b und den vorderen Enden16a ,16b der beiden Fahrschemel-Längsträger9a ,9b ist ein einstückiges aus Streben21a bis21i aufgebautes Vertikalschubfeld20 befestigt. - In der gezeigten Ausführungsform sind die Streben
21a ,21b ,21c ,21d und21i mit ihrem jeweiligen Ende an einem ersten, mittleren Knotenpunkt22a miteinander verbunden. Die Streben21a und21g sowie die Streben21b und21h verlaufen parallel zueinander. Die Strebe21i ist senkrecht angeordnet. Die Streben21c und21d sind waagrecht ausgerichtet. Die Streben21e und21f weisen in der gezeigten Ausführungsform einen Knick23a ,23b auf. - Die senkrecht verlaufende Strebe
21i ist mit ihrem zum mittleren Knotenpunkt22a gegenüberliegenden Ende an einem zweiten, oberen Knotenpunkt22b mit den jeweiligen Enden der Streben21g und21h verbunden. Die Streben21g ,21h und21i sind über den zweiten Knotenpunkt22b an einem mittleren Bereich19 des Querträgers7 befestigt. - Die Streben
21e und21f dienen jeweils zur Verbindung des vorderen Endes8a ,8b des jeweiligen Motorlängsträgers4a ,4b mit dem jeweiligen vorderen Ende16a ,16b des jeweiligen Fahrschemel-Längsträgers9a ,9b . In einer gestrichelt dargestellten Ausführungsform können die beiden Fahrschemel-Längsträger9a ,9b direkt über eine waagrecht verlaufende Strebe21j mit einander verbunden sein. In einer Ansicht von vorne ist das Vertikalschubfeld20 V-förmig. Das Vertikalschubfeld20 erstreckt sich senkrecht in Fahrzeugquerrichtung y. - Durch das Vertikalschubfeld
20 ergibt sich eine Verbindung eines oberen, ersten Lastpfades über die beiden Motorlängsträger4a und4b . Ferner verbindet das Vertikalschubfeld20 einen unteren, zweiten Lastpfad, der durch die beiden Fahrschemel-Längsträger9a ,9b gebildet ist. - Über das Vertikalschubfeld
20 ist der obere, erste Lastpfad mit dem unteren, zweiten Lastpfad verbunden. Durch die mittige Verbindung des Vertikalschubfeldes20 mit dem mittleren Bereich19 des Querträgers7 , der die beiden Stützlängsträger5a ,5b verbindet, ist eine Krafteinleitung in die oberen Stützträger5a und5b möglich. - Ferner wird durch die Befestigung des Vertikalschubfeldes
20 am mittleren Bereich19 des Querträgers7 eine zusätzliche Versteifung des Vertikalschubfeldes20 in Fahrzeuglängsrichtung erreicht, da die Befestigung des Vertikalschubfeldes20 am mittleren Bereich17 des Querträgers7 eine Verbiegung des Vertikalschubfeldes20 in Fahrzeuglängsrichtung x verhindert. Durch das Vertikalschubfeld20 wird eine Versteifung des vorderen Endes3 des Vorderbaus2 erreicht. - Ferner wird durch das Vertikalschubfeld
20 die Torsionssteifigkeit des vorderen Endes3 des Vorderbaus2 und somit des ganzen Vorderbaus2 bewirkt, so dass Zitterschwingungen im Vorderbau2 vermieden oder zumindest verringert sind. - Das Vertikalschubfeld
20 ist in einer Ausführungsform aus einem Metall, wie Stahl oder Leichtmetall, hergestellt. In einer Ausführungsform wird als Werkstoff AlMg3 verwendet, das einen E-Modul von 72000 N/mm2 und eine Streckgrenze von 190 N/mm2 aufweist. - Die Streben
21 des Vertikalschubfeldes20 können als ein Vollprofil oder als ein Hohlprofil gegebenenfalls mit Versteifungsrippen ausgebildet sein. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005038487 A1 [0002]
- DE 102009009882 A1 [0003]
- DE 3635612 A1 [0004]
Claims (16)
- Kraftfahrzeug mit einem Vorderbau, der zwei zueinander beabstandete Motorträger aufweist, die in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, wobei die Karosserie eine Stirnwand aufweist, an der ein jeweiliges hinteres Ende des jeweiligen Motorlängsträgers angeordnet ist, mit einem Hilfsrahmen oder Fahrschemel, der sich unterhalb der beiden Motorlängsträger befindet und mit dem jeweiligen Motorlängsträger verbunden ist, wobei oberhalb des jeweiligen Motorlängsträgers jeweils ein zur Fahrzeugaußenseite versetzter Stützlängsträger angeordnet ist, dessen jeweiliges vorderes Ende mit dem Motorlängsträger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an einem vorderen Abschnitt des Fahrschemels (
12 ) jeweils ein Fahrschemel-Längsträger (9a ,9b ) angeordnet ist, dass ein Vertikalschubfeld (20 ) vorgesehen ist, das die beiden Motorlängsträger (4a ,4b ), die beiden Fahrschemel-Längsträger (9a ,9b ) und den Querträger (7 ), an dem die beiden Stützlängsträger (5a ,5b ) angeordnet sind, miteinander verbindet. - Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vertikalschubfeld (
20 ) aus Streben (21 ) aufgebaut ist, die ein Fachwerk bilden. - Kraftfahrzeug nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Motorlängsträger (
4a ,4b ) über mindestens eine waagrecht verlaufende Strebe (21c ,21d ) des Vertikalschubfeldes (20 ) miteinander verbunden sind. - Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Motorlängsträger (
4a ,4b ) mit dem jeweiligen Fahrschemel-Längsträger (9a ,9b ) über mindestens eine Strebe (21e ,21f ) des Vertikalschubfeldes (20 ) miteinander verbunden ist. - Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Verbindungsstelle von zwei schräg verlaufenden Streben (
21a ,21b ) mit der waagrecht verlaufenden Strebe (21c ,21d ) ein erster Knotenpunkt (22a ) gebildet ist, dass an dem ersten Knotenpunkt (22a ) zusätzlich eine senkrecht verlaufende Strebe (21i ) angeordnet ist, dass die senkrecht verlaufende Strebe (21i ) mit ihrem dazu gegenüberliegenden Ende an einem zweiten Knotenpunkt (22b ) mit den jeweiligen Enden der Streben (21g ,21h ) verbunden ist, dass die jeweiligen Enden der Streben (21g ,21h ) an einem mittleren Bereich (19 ) des Querträgers (7 ) zwischen den beiden Stützlängsträgern (5a ,5b ) befestigt sind. - Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Fahrschemel-Längsträger (
9a ,9b ) über eine waagrecht verlaufende Strebe (21j ) miteinander verbunden sind. - Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Motorlängsträger (
4a ,4b ) an ihrem jeweiligen hinteren Ende an einer Bodengruppe einer eine Fahrgastzelle bildenden Karosserie angeordnet sind und in Längsträger übergehen, die an der Bodengruppe angeordnet sind. - Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stirnwand der Karosserie von einem unteren Windlauf, der eine untere Begrenzung der Frontscheibe bildet, nach unten zu einem Fahrzeugboden erstreckt, wobei die Stirnwand die Fahrgastzelle vom Vorderwagen trennt.
- Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querträger (
7 ) das jeweilige vordere Ende (6a ,6b ) der beiden Stützlängsträger (5a ,5b ) verbindet und dass das jeweilige hintere Ende des jeweiligen Stützlängsträgers (5a ,5b ) mit jeweils einer ersten Karosseriesäule oder A-Säule verbunden ist. - Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorderen Bereich des jeweiligen Motorlängsträgers (
4a ,4b ) jeweils mindestens ein Deformationselement (24a ,24b ) angeordnet ist. - Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem jeweiligen hinteren Ende (
10a ,10b ) des Fahrschemel-Längsträgers (9a ,9b ) und dem jeweiligen vorderen Ende (11a ,11b ) des Fahrschemels (12 ) jeweils ein Deformationselement (25a ,25b ) angeordnet ist. - Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Vertikalschubfeld (
20 ) in einer Fahrzeugquerrichtung y in senkrechter Richtung z erstreckt. - Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vertikalschubfeld (
20 ) einteilig ausgebildet ist. - Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vertikalschubfeld (
20 ) aus einem Metall, Kunststoff oder Leichtmetall besteht. - Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff einen E-Modul von 72000 N/mm2 und eine Streckgrenze von 190 N/mm2 aufweist.
- Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (
21 ) des Vertikalschubfeldes (20 ) jeweils aus einem Vollprofil und/oder aus einem Hohlprofil und/oder einem Hohlprofil mit Verstärkungsrippen bestehen.
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