-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere einen Kraftfahrzeugkarosserievorderbau mit einem optimierten Frontalkollisionslastpfad, wobei die Kraftfahrzeugkarosserie einen oberen Längsträger als Teil eines oberen Lastpfads und einen unteren Längsträger als Teil eines unteren Lastpfads aufweist.
-
Es sind Kraftfahrzeugkarosserien für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, bekannt, die für ein verbessertes Kollisionsverhalten im Falle einer Frontalkollision einen oberen Querträger und einen unteren Querträger aufweisen. Der obere Querträger ist dabei über Deformationselemente mit einem linken Längsträger, insbesondere linkem Motorträger, und einem rechten Längsträger, insbesondere rechtem Motorträger, verbunden. Die Deformationselemente können auch als Längsträger bzw. Verlängerungen der genannten Längsträger bezeichnet werden. Der untere Querträger ist wiederum über Deformationselemente mit einem unteren rechten Längsträger und einem unteren linken Längsträger verbunden. Somit sind bei der Kraftfahrzeugkarosserie zwei Lastpfade für den Fall einer Frontalkollision ausgebildet, die ein Energieabsorptionsverhalten bei der Frontalkollision des Kraftfahrzeugs verbessern.
-
Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftfahrzeugkarosserie zu schaffen, bei der ein Frontalkollisionslastpfad im Hinblick auf einen optimierten Frontalkollisionsenergieabbau weiter verbessert ist.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Kraftfahrzeugkarosserie gelöst, die die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist.
-
Insbesondere hat die Kraftfahrzeugkarosserie gemäß der vorliegenden Erfindung einen oberen Längsträger und einen unteren Längsträger, die übereinander vertikal beabstandet angeordnet sind. Der untere Längsträger ist aus einem vertikal orientierten Strangpressprofil ausgebildet, wobei sich das Strangpressprofil zumindest teilweise bis zu dem oberen Längsträger erstreckt. Ferner ist das Strangpressprofil mit dem oberen Längsträger schubsteif verbunden, um einen Lastpfad zwischen dem oberen Längsträger und dem unteren Längsträger auszubilden.
-
Die Kraftfahrzeugkarosserie ist insbesondere eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem optimierten Frontalkollisionslastpfad, wobei der obere Längsträger einen Teil eines oberen Lastpfads, d. h. eines Hauptlastpfads, ausbildet und der untere Längsträger einen Teil eines unteren Lastpfads, d. h. eines Nebenlastpfads, ausbildet. Mit Längsträger ist ein Träger gemeint, der sich im Wesentlichen entlang einer Fahrzeugkarosserielängsachse erstreckt, d. h. im Wesentlichen in Richtung der Kraftfahrzeughauptfahrrichtung ausgebildet ist. Dies schließt mit ein, dass der Längsträger auch bis zu einem bestimmten Winkel von der Karosserielängsachse abweichen kann. Ein vertikal orientiertes Strangpressprofil ist ein Profil, dessen Strangpressrichtung in vertikaler Richtung verläuft. Die Strangpressrichtung ist also nicht die eigentliche Haupt- bzw. Längsrichtung des Längsträgers, sondern verläuft quer, d. h. im Wesentlichen senkrecht dazu. Eine schubsteife Verbindung zwischen dem oberen Längsträger und dem unteren Längsträger bedeutet, dass diese Verbindung Kräfte aufnehmen kann, die eine Verschiebung des unteren Längsträgers oder des oberen Längsträgers gegenüber dem jeweils anderen Längsträger in der Längsrichtung zueinander aufnehmen kann. Somit verläuft ein Lastpfad nicht nur entlang des oberen Längsträgers oder entlang des unteren Längsträgers, sondern es können entsprechende Lasten auch zu dem jeweils anderen Längsträger umgeleitet werden. Die Anordnung der Längsträger übereinander bedeutet nicht nur, dass die Längsträger entlang einer vertikalen Ebene übereinander angeordnet sind, sondern umfasst in einem konstruktiv möglichen Rahmen einen seitlichen Versatz der übereinander angeordneten Längsträger zueinander.
-
Ein vertikales Strangpressprofil ist hierbei zur Anbindung zwischen dem oberen Längsträger und dem unteren Längsträger besonders vorteilhaft, da ein derartig orientiertes Strangpressprofil Schubkräfte zwischen dem oberen Längsträger und dem unteren Längsträger besonders gut aufnehmen kann. Weiterhin bildet das vertikal orientierte Strangpressprofil einstückig sowohl den unteren Längsträger als auch die Verbindung zwischen dem unteren Längsträger und dem oberen Längsträger aus. Es ist also kein separates Verbindungsteil zwischen dem oberen Längsträger und dem unteren Längsträger notwendig, um eine Verknüpfung des unteren Lastpfads und des oberen Lastpfads zu erhalten.
-
Bevorzugt ist das Strangpressprofil ein geschlossenes Strangpressprofil.
-
Ein geschlossenes Strangpressprofil, das vertikal orientiert ist, ist insbesondere bei einem im Wesentlichen waagrechten Schnitt geschlossen, d. h. das es zumindest im Schnitt entlang einer vertikalen Ebene geschlossene Kammern aufweist.
-
Ein geschlossenes Strangpressprofil hat den Vorteil, dass seine Festigkeit gegenüber einem offenen Strangpressprofil erhöht ist.
-
Das geschlossene Strangpressprofil bildet damit zumindest eine Kammer aus, die nach unten und oben offen sein kann.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Kraftfahrzeugkarosserie der vorliegenden Erfindung hat das Strangpressprofil mehrere sich vertikal erstreckende Kammern ausgebildet, die in Karosserielängsrichtung hintereinander ausgebildet sind. Das derartig ausgebildete Strangpressprofil hat also zwei oder mehr Kammern, die in eine Richtung des Längsträgers nacheinander ausgebildet sind.
-
Im Fall, dass die Kraftfahrzeugkarosserie ein Strangpressprofil mit mehreren Kammern hat, können diese mit unterschiedlicher Größe, unterschiedlicher Wandstärke und/oder unterschiedlicher Geometrie derart ausgebildet sein, dass in einem Lastfall, d. h. bei einer Frontalkollision, ein Energieabsorptionsvermögen des unteren Längsträgers optimiert ist.
-
Insbesondere kann dabei die Wandstärke der vordersten. Kammer am geringsten sein. Zusätzlich kann die Wandstärke von Kammer zu Kammer größer sein.
-
Gleichermaßen kann das Volumen der vordersten Kammer am geringsten sein. Zusätzlich kann das Volumen von Kammer zu Kammer größer sein.
-
Besonders bevorzugt ist bei der Kraftfahrzeugkarosserie gemäß der vorliegenden Erfindung an einem vorderen Ende des oberen Längsträgers ein oberer Querträger angeordnet bzw. an diesem befestigt und/oder ist an einem vorderen Ende des unteren Längsträgers ein unterer Querträger angeordnet bzw. befestigt.
-
Dabei kann der obere Querträger weiter vorne als der untere Querträger angeordnet sein.
-
Dies hat den Vorteil, dass hierdurch ein geeigneter Böschungswinkel des Kraftfahrzeugs aufrechterhalten werden kann. Dies ist insbesondere bei Personenkraftfahrzeugen von Vorteil, die geländetauglich sind.
-
Der obere Längsträger ist bevorzugt ein Motorträger. Alternativ ist der obere Längsträger zumindest mit einem Motorträger derart verbunden, dass er mit einem Motorträger einen direkten Frontalkollisionslastpfad ausbildet.
-
Weiterhin ist bevorzugt der untere Längsträger ein Vorderachsträger. Alternativ ist der untere Längsträger zumindest mit einem Vorderachsträger derart verbunden, dass er mit dem Vorderachsträger einen direkten Frontalkollisionslastpfad bildet.
-
Besonders bevorzugt sind bei der Kraftfahrzeugkarosserie gemäß der vorliegenden Erfindung und der vorstehend beschriebenen Weiterbildungen zwei obere Längsträger und zwei untere Längsträger angeordnet. In diesem Fall bilden die zwei oberen Längsträger einen rechten oberen Längsträger und einen linken oberen Längsträger und die zwei unteren Längsträger bilden einen rechten unteren Längsträger und einen linken unteren Längsträger. Dabei sind insbesondere der rechte obere Längsträger und der rechte untere Längsträger im Wesentlichen übereinander angeordnet und der linke obere Längsträger sowie der linke untere Längsträger sind ebenso im Wesentlichen übereinander angeordnet. Dabei haben der rechte obere Längsträger und der linke obere Längsträger im Wesentlichen einen gleichen Abstand zu einem Boden und auch der rechte untere Längsträger und linke untere Längsträger haben einen gleichen Abstand zu dem Boden.
-
Im Wesentlichen ist in diesem Fall die Kraftfahrzeugkarosserie im Bezug auf eine vertikale Mittelebene spiegelbildlich ausgebildet.
-
Bevorzugt ist der untere Längsträger, d. h. das Strangpressprofil, aus einem Leichtmetall ausgebildet. Das Leichtmetall kann insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung sein.
-
Weiterhin kann gemäß einer Weiterbildung der Kraftfahrzeugkarosserie gemäß der vorliegenden Erfindung ein Bereich, d. h. ein Verbindungsbereich, des Strangpressprofils, der den unteren Längsträger mit dem oberen Längsträger verbindet, in Fahrzeugquerrichtung beschnitten sein. D. h. das Strangpressprofil, das möglicherweise ein geschlossenes Strangpressprofil mit mehreren Kammern ist, kann in dem Verbindungsbereich ein Profil mit im Wesentlichen offenen Kammern sein. Alternativ oder zusätzlich könnte das Strangpressprofil in seinem Verbindungsbereich in Fahrzeugquerrichtung plattgedrückt und/oder plattverformt bzw. pressverformt sein.
-
Hierdurch kann Gewicht und Material eingespart sein, und trotzdem eine schubfeste Verbindung zwischen dem unteren Längsträger und dem oberen Längsträger ausgebildet sein.
-
Nachstehend erfolgt eine Kurzbeschreibung der Figuren.
-
1 ist eine schematische Perspektivansicht eines unteren Längsträgerpaars, eines oberen Längsträgerpaars, eines oberen Querträgers sowie eines unteren Querträgers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist eine schematische Perspektivansicht des oberen Längsträgerpaars mit dem oberen Querträger gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
3 ist eine schematische Perspektivansicht des unteren Längstragerpaars mit dem unteren Querträger gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
4 ist eine schematische Perspektivansicht des rechten unteren Längsträgers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
5 ist eine schematische Perspektivansicht des linken unteren Längsträgers gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
6 ist eine schematische Schnittansicht durch den linken unteren Längsträger entlang einer Schnittebene A-A von 5.
-
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf 1 bis 6.
-
1 zeigt einen Teil einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Perspektivansicht. Insbesondere ist von der Kraftfahrzeugkarosserie ein Teil eines Kraftfahrzeugkarosserievorderbaus gezeigt. Die Kraftfahrzeugkarosserie des Ausführungsbeispiels ist insbesondere eine Kraftfahrzeugkarosserie eines geländegängigen Personenkraftfahrzeugs mit erhöhter Bodenfreiheit.
-
Die Kraftfahrzeugkarosserie hat einen linken oberen Längsträger und einen rechten oberen Längsträger, die insbesondere sogenannte Deformationselemente sind, die an einem vorderen Ende eines linken Motorträgers 101 bzw. eines rechten Motorträgers 102 angebracht sind.
-
Ferner hat die Kraftfahrzeugkarosserie des Ausführungsbeispiels einen linken unteren Längsträger 3 und einen rechten unteren Längsträger 4, die an einem vorderen Ende eines linken Vorderachsträgers 103 bzw. eines rechten Vorderachsträgers 104 angebracht sind. Das linke obere Deformationselement 1 bildet zusammen mit dem linken Motorträger 101 einen linken oberen Lastpfad. Das rechte obere Deformationselement 2 bildet zusammen mit dem rechten Motorträger 102 einen rechten oberen Lastpfad. Das linke untere Deformationselement 3 bildet zusammen mit dem linken Vorderachsträger 103 einen linken unteren Lastpfad und das rechte untere Deformationselement 4 bildet zusammen mit dem rechten unteren Vorderachsträger 104 einen rechten unteren Lastpfad.
-
An den vorderen Enden des linken oberen Deformationselements 1 und des rechten oberen Deformationselements 2 ist ein oberer Querträger 5 angeordnet und befestigt, der sich im Wesentlichen über eine gesamte Fahrzeugbreite erstreckt.
-
An dem vorderen Ende des linken unteren Deformationselements 3 und an dem vorderen Ende des rechten unteren Deformationselements 4 ist ein unterer Querträger 7 angeordnet. Der untere Querträger 7 erstreckt sich wie der obere Querträger 5 im Wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite.
-
Der obere Querträger 5 und der untere Querträger 7 bilden sogenannte Stoßfänger des Kraftfahrzeugs, die mit einer sogenannten Stoßfängerverkleidung (die nicht gezeigt ist) verkleidet sind.
-
Der untere Querträger 7 ist gegenüber dem oberen Querträger 5 in dem Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels nach hinten versetzt, so dass ein erforderlicher Böschungswinkel des geländegängigen Kraftfahrzeugs verwirklicht ist.
-
Der obere Querträger 5 und der untere Querträger 7 können sich aber auch genau übereinander befinden, wenn beispielsweise ein Böschungswinkel keine Rolle spielt, wie beispielsweise bei einem herkömmlichen Personenkraftfahrzeug.
-
2 zeigt eine Perspektivansicht von lediglich dem oberen linken und rechten Lastpfad, d. h. dem oberen linken Deformationselement 1 und dem oberen linken Motorträger 101 sowie dem oberen rechten Deformationselement 2 und dem rechten Motorträger 102. Ferner ist der obere Querträger 5 gezeigt.
-
3 zeigt wiederum lediglich den unteren linken sowie den unteren rechten Lastpfad, d. h. das untere linke Deformationselement 3 und den linken Vorderachsträger 103 sowie das rechte untere Deformationselement 4 und den rechten Vorderachsträger 104. Ferner ist der untere Querträger 7 gezeigt.
-
Im Folgenden ist unter Bezugnahme auf 4, 5 und 6 das linke untere Deformationselement 3 bzw. das rechte untere Deformationselement 4 beschrieben.
-
4 zeigt das rechte untere Deformationselement 4, während 5 das linke untere Deformationselement 3 zeigt, wobei beide unteren Deformationselemente im Wesentlichen gleich jedoch spiegelbildlich zueinander ausgebildet sind, so dass im Folgenden lediglich auf das linke untere Deformationselement 3 Bezug genommen ist.
-
6 ist eine Schnittansicht entlang einer waagrechten Schnittebene A-A, die durch punktierte Linien in 5 angedeutet ist. Die Schnittebene A-A liegt im Wesentlichen auf der Höhe des unteren Querträgers 7.
-
Das untere Deformationselement 3 ist ein Strangpressprofil, dessen Strangpressrichtung vertikal orientiert ist und unterscheidet sich damit von einem herkömmlichen Längsträger, dessen Strangpressrichtung normalerweise im Wesentlichen horizontal und in Längsrichtung verläuft.
-
Das Deformationselement bzw. Strangpressprofil 3 ist derart ausgebildet, dass es in Längsrichtung, d. h. in Richtung des Lastpfades, mehrere hintereinander angeordnete Kammern 31, 32, 33, 34 und 35 aufweist, wie 6 gezeigt ist. Die Kammern sind in der waagrechten Schnittebene A-A geschlossen, wie in 6 gezeigt ist. Nach unten hin bzw. nach oben hin sind die Kammern offen. Die Kammern 31, 32, 33, 34, 35 haben jeweils eine etwas unterschiedliche Geometrie und ebenso unterschiedliche Wandstärken. Insbesondere nimmt die Wandstärke von der ersten Kammer 31 bis zur fünften Kammer 35 zu. D. h. die vorderste Kammer 31 hat die geringste Wandstärke, wohingegen die hinterste Kammer 35 die größte Wandstärke hat. Die Geometrie der Kammern und die Wandstärken der Kammern sind derart ausgewählt, so dass im Frontalkollisionsfall eine optimale Lastaufnahme und Energieabsorption in Richtung des unteren Lastpfades möglich ist.
-
Das Strangpressprofil 3 ist derart ausgebildet, so dass es sich nach oben bis zu dem oberen Längsträger bzw. Deformationselement 1 erstreckt. Insbesondere hat das Strangpressprofil 3 einen Verbindungsabschnitt 301 (wie in 5 gezeigt ist), der mit dem Strangpressprofil 3 einstückig ist, d. h. Teil des Strangpressprofils 3 ist. Auf Höhe der ersten Kammer 31 und der vierten Kammer 34 ist in dem Verbindungsteil 301 ein Verbindungs- oder Anschlusspunkt 302 bzw. 303 angeordnet. Über das Verbindungsteil 301 und die Anschlusspunkte 302 und 303 ist das linke Strangpressprofil 3, d. h. das untere Deformationselement 3, direkt und schubsteif mit dem linken oberen Längsträger 1 verbunden, z. B. mit Schrauben fixiert.
-
Wie insbesondere in dem analogen rechten Strangpressprofil 4 in 4 zu sehen ist, erstrecken sich die Kammern des Strangpressprofils 3 nicht über eine gesamte Höhe des Strangpressprofils 3. Im Gegenteil sind in dem Verbindungsbereich 301 Teile des Strangpressprofils entfernt oder freigeschnitten, so dass das Verbindungsteil 301 im Wesentlichen eine horizontale Wand darstellt. Durch das horizontale Verbindungsteil 301, das einstückig mit den Kammern des Deformationselements 3 ausgebildet ist, sind der untere Lastpfad und der obere Lastpfad schubsteif miteinander verbunden. Hierdurch können zusätzlich Lasten von dem unteren Lastpfad in den oberen Lastpfad eingeleitet werden und ebenso können von dem oberen Lastpfad irr den unteren Lastpfad Lasten eingeleitet werden.
-
Das Verbindungsteil 301 muss nicht notwendigerweise, wie in 5 und analog für das Verbindungsteil 401 in 4 dargestellt ist, freigeschnitten sein. Im Gegenteil könnten sich die Kammern auch bis zu dem Anbindungspunkt an dem oberen Deformationselement 1 erstrecken. Die in dem Ausführungsbeispiel gezeigte Variante des Verbindungsteils 301 ist durch das Freischneiden etwas leichter, wobei trotzdem eine ausreichende Schubsteifigkeit sichergestellt ist.
-
In einer weiteren Alternative könnten sich die Kammern über das Verbindungsteil 301 bis zu dem oberen Deformationselement 1 erstrecken, aber durch Pressen zusammengedrückt bzw. verformt sein.
