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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Karosserievorderwagen eines Kraftfahrzeugs.
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Aus
DE 10 2010 055 445 A1 ist ein Karosserievorderwagen mit zwei Federbeinaufnahmen, zwei jeweils zwischen einem Motorraum und einer der Federbeinaufnahmen verlaufenden Längsträgern und einem an vorderen Enden der Längsträger abgestützten Schlossquerträger bekannt. Dieser herkömmliche Schlossquerträger erstreckt sich im wesentlichen horizontal bogenförmig über die gesamte Breite des Vorderwagens und ist an seinen Enden nach hinten jeweils an einer sogenannten Radeinbaustrebe abgestützt. Zur Abstützung dieses Schlossquerträgers nach unten sind als Spritz- oder Druckgussteile ausgebildete Stützstreben vorgesehen.
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Aufgrund der großen Breitenausdehnung des Schlossquerträgers ist die Wahrscheinlichkeit, dass dieser bei einer Kollision verformt wird, unabhängig vom Grad der Überlappung hoch. Wenn der Schlossquerträger zurückweicht, ist meist auch wenigstens eine der Stützstreben in Mitleidenschaft gezogen. Daher umfasst die Reparatur nach einem solchen Unfall in der Regel den Austausch des Schlossquerträgers und wenigstens einer der Stützstreben.
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Die Aufgabe einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist, die Wahrscheinlichkeit kostspieliger Reparaturen nach einer Kollision bei mäßiger Geschwindigkeit zu verringern.
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Indem gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bei einem Karosserievorderwagen mit zwei Federbeinaufnahmen, zwei jeweils zwischen einem Motorraum und einer der Federbeinaufnahmen verlaufenden Längsträgern und einem an vorderen Enden der Längsträger abgestützten Schlossquerträger jeweils eine Stützstrebe den Schlossquerträger mit einer der Federbeinaufnahmen verbindet, kann zum einen eine beträchtliche Steifigkeit in Karosserielängsrichtung erreicht werden. Zum anderen muss sich der Schlossquerträger nicht mehr über die gesamte Karosseriebreite erstrecken, um sich an den Radeinbaustreben abzustützen, so dass nicht zwangsläufig bei jeder Kollision der Schlossquerträger beansprucht wird. Bei einer Kollision mit partieller Überlappung kann die Verformung auf einen der Längsträger beschränkt bleiben, während der andere möglicherweise intakt bleibt und dann nicht ausgewechselt werden braucht. Die verringerte Breitenausdehnung des Schlossquerträgers kann überdies den Zugriff auf Scheinwerfer des Fahrzeugs und den Austausch von deren Leuchtmitteln erleichtern.
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Vorzugsweise verlaufen die Stützstreben jeweils oberhalb der Längsträger, so dass sie zusammen mit diesen gewissermaßen Längskanten eines sich durch den Motorraum erstreckenden Quaders bilden.
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Zur Verankerung an den Längsträgern weist der Schlossquerträger vorzugsweise zwei in einer gleichen Ebene verlaufende Platten auf. Wenn es bei einer Kollision zu einer Verformung einer der Stützstreben kommt und der Schlossquerträger nachgibt, kann er dies durch ein Verbiegen der Platten tun, so dass eine Reparatur des Schlossquerträgers durch rückgängig machen der Verbiegung möglich ist.
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Die Stützstreben können aus Kunststoff geformt, insbesondere spritzgeformt sein.
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Eine hohe Belastbarkeit bei geringem Gewicht ist insbesondere erreichbar, wenn die Stützstreben als Hybridbauteil aus einem insbesondere tiefgezogenen Blech und einer Kunststoffummantelung ausgebildet sind. Das Blech kann insbesondere ein Leichtmetallblech sein.
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Im einen wie im anderen Falle können die Stützstreben bei hoher Belastbarkeit wirtschaftlich gefertigt werden, wenn sie jeweils eine in Längsrichtung verlaufende Rinne und sich in der Rinne erstreckende Versteifungsrippen aufweisen.
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Eine Konsole zur Verankerung der Stützstrebe kann an der Federbeinaufnahme vorgesehen sein.
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Die Konsole kann an die Federbeinaufnahme angefügt, insbesondere angeschweißt, sein. Dies ist insbesondere im Falle einer aus Flachmaterial, insbesondere einem Leichtmetallblech, tiefgezogenen Federbeinaufnahme sinnvoll.
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Alternativ kann die Konsole auch einteilig mit der Federbeinaufnahme ausgebildet sein. Dies ist insbesondere bei einer durch Druckguss hergestellten Federbeinaufnahme zweckmäßig.
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Die Stützstrebe kann an wenigstens einer an die Federbeinaufnahme und/oder dem Schlossquerträger angefügten Mutter verschraubt sein. Dies vereinfacht den Austausch der Stützstrebe, wenn diese bei einem Unfall beschädigt worden ist. Die Mutter kann insbesondere eine Klemm-, Niet- oder Schweißmutter sein.
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Ein Einbauteil kann an der Stützstrebe montiert sein. Dies ermöglicht die Schaffung von Baugruppen, die außerhalb des Fahrzeugs zusammengefügt und dann schnell und effizient montiert werden können.
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Das Einbauteil kann zusätzlich an einer Radeinbaustrebe befestigt sein, um so den Karosserievorderwagen weiter zu versteifen.
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Als Einbauteile kommen insbesondere ein Elektronikmodul oder ein Ansaugluftmodul in Betracht. In dem Ansaugmodul kann zum Beispiel ein Luftfilter oder ein Mischventil für die Ansaugluftvorwärmung untergebracht sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Karosserievorderwagens vor dem Einbau der Stützstreben;
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2 den Vorderwagen mit eingebauten Stützstreben;
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3 eine Ansicht einer Stützstrebe von oben;
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4 eine Ansicht einer Stützstrebe von unten;
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5 einen schematischen Schnitt durch eine Federbeinaufnahme und ein daran befestigtes Ende einer Stützstrebe;
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6 einen schematischen Schnitt durch einen Schlossquerträger und ein daran befestigtes Ende einer Stützstrebe;
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7 eine Baugruppe mit einer Stützstrebe und einem daran montierten Ansaugluftmodul;
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8 eine Baugruppe mit einer Stützstrebe und einem daran montierten Elektronikmodul;
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9 eine zu 1 und 2 analoge Ansicht eines Vorderwagens mit den darin montierten Baugruppen der 7 und 8; und
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10 ein Detail des Vorderwagens aus 9 mit einem daran platzierten Scheinwerfer.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Vorderwagen einer Kraftfahrzeugkarosserie. Die Karosserie umfasst in an sich bekannter Weise zwei Längsträger 1, die sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Karosserie erstrecken und von denen in 1 jeweils nur ein vorderer Teil zu sehen ist. Die Längsträger 1 sind an ihren vorderen Enden einerseits über Crashboxen 2 mit einem Stoßfängerquerträger 3 und andererseits miteinander über einen Schlossquerträger 4 verbunden. Sie erstrecken sich beiderseits eines Motorraums 5 nach hinten, unterqueren eine Stirnwand 6, die den Motorraum 5 von einer dahinter liegenden Fahrgastzelle 7 abgrenzt und verlaufen unterhalb der Fahrgastzelle 7 weiter in Richtung Fahrzeugheck. Radeinbaustreben 8 erstrecken sich von den seitlichen Rändern der Stirnwand 6 aus nach vorne über einen Radkasten 9 hinweg und sind an den vorderen Enden der Längsträger 1 befestigt.
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Die Radkästen 9 sind nach oben durch Federbeinaufnahmen 10 begrenzt, die einerseits an ihrem dem Motorraum 5 zugewandten Rand an den Längsträgern 1, an ihrer Außenseite jeweils an einer Radeinbaustrebe 8 und an ihrer Rückseite an der Stirnwand 6 befestigt sind. An einer dem Motorraum zugewandten Flanke tragen die Federbeinaufnahmen 10 jeweils eine Befestigungskonsole 11. Im Falle einer tiefgezogenen Federbeinaufnahme 10 kann die Befestigungskonsole 11 angeschweißt sein; sie kann aber auch einteilig mit der Federbeinaufnahme 10 z. B. durch Druckguss gefertigt sein.
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Der Schlossquerträger 4 ist einteilig aus einem Metallrohr geformt, vorzugsweise durch ein Innenhochdruck-Umformverfahren wie etwa Heatforming oder Hydroforming. Der Schlossquerträger 4 ist bogen- oder C-förmig gekrümmt, mit einem im Wesentlichen horizontalen Mittelabschnitt 12 und zwei sich von den Enden des Mittelabschnitts schräg abwärts zu den Enden des Längsträgers 1 erstreckenden Schenkeln 13. Die Schenkel 13 sind an ihren Enden abgeflacht, um jeweils eine zwischen einem (in der Figur nicht sichtbaren) Abschlussflansch der Längsträger 1 und der Crashbox 2 eingeklemmte Abschlussplatte 14 zu bilden. Im Übergangsbereich vom Mittelabschnitt 12 zu den Schenkeln 13 sind Öffnungen 15 gebildet, die vorgesehen sind, um eine Klemm-, Niet- oder Schweißmutter aufzunehmen.
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2 zeigt den Vorderwagen der 1 mit zwischen dem Schlossquerträger 4 und den Federbeinaufnahmen 10 montierten Stützstreben 16. Die Stützstreben 16 erstrecken sich in etwa parallel zu den Längsträgern 1 oberhalb von diesen, um bei einer Kollision von vorn auf den Schlossquerträger 4 einwirkenden Druck abzufangen. Wie in den Ansichten der 3 und 4 zu sehen, umfassen die Stützstreben 16 jeweils eine im eingebauten Zustand nach unten offene langgestreckte Rinne 17, die an einem ihrer Enden die Befestigungskonsole 11 aufnimmt und dort mit zu Löchern der Befestigungskonsole komplementären Schraubenlöchern 18 versehen ist. An einem gegenüberliegenden Ende der Rinne 17 ist ein Flansch 19 geformt, um am Schlossquerträger 4 jeweils im Übergangsbereich zwischen Mittelabschnitt 12 und einem der Schenkel 13 anzuliegen. Der Flansch 19 ist mit zu den Öffnungen 15 des Schlossquerträgers 4 komplementären Schraubenlöchern 20 versehen. In einem mittleren Bereich ist die Rinne 17 durch sich diagonal zwischen ihren Seitenwänden erstreckende und einander kreuzende Rippen 21 versteift.
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Die Stützstreben 16 können jeweils einteilig aus Kunststoff spritzgeformt sein. In Betracht kommt auch, die Stützstreben 16 als Hybridbauteile auszuführen, insbesondere, indem die Rinne 17 aus Blech, vorzugsweise Leichtmetallblech, tiefgezogen wird und die Rippen 21 einschließlich einer Kunststoffummantelung um das tiefgezogene Blech herum einteilig spritzgeformt werden.
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5 zeigt die Verankerung einer der Stützstreben 16 an der Befestigungskonsole 11 einer der Federbeinaufnahmen 10. Die Befestigungskonsole 11 ist hier einteilig mit der Federbeinaufnahme 10 ausgebildet, insbesondere aus Leichtmetall im Druckguss geformt. Auf einen von der Federbeinaufnahme 10 abgewandten Rand der plattenförmigen Befestigungskonsole 11 ist eine Klemmmutter 22 aufgesteckt. An einem ihrer zwei die Befestigungskonsole 11 zwischen sich klemmenden Schenkeln ist eine Gewindehülse 23 geformt, und eine Schraube 24 erstreckt sich durch eines der Schraubenlöcher 18 der Stützstrebe 16, eine Öffnung der Befestigungskonsole 11 und die Gewindehülse 23.
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6 zeigt einen Detailschnitt durch den Schlossquerträger 4 im Bereich der Öffnungen 15. In die Öffnungen 15 eingefügte und am Schlossquerträger 4 drehfest verankerte Schweißmuttern 25 nehmen jeweils Schrauben 26 auf, die sich durch die Schraubenlöcher 20 der Stützstrebe 16 erstrecken.
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Die Steifigkeit der Stützstreben 16 erhöht die Geschwindigkeit, bis zu der eine Kollision des Fahrzeugs ohne Folgen für den Schlossquerträger 4 bleibt. Falls diese Geschwindigkeit überschritten wird und es zu einer Deformation kommt, ist diese Deformation häufig eine Kippbewegung des Mittelabschnitts 12, bei der der Schlossquerträger 4 entlang einer sich in Fahrzeugquerrichtung zwischen den Schenkeln 13 und den Abschlussplatten 14 erstreckenden Achse gebogen wird und, je nach Grad der Überlappung mit dem Kollisionspartner, eine oder beide Stützstreben 16 verformt werden. Eine übermäßige verformte Stützstrebe kann losgeschraubt und ausgetauscht werden; die Verbiegung des Schlossquerträgers 4 kann, sofern sie sich auf den Übergang zwischen den Schenkeln 13 und den Abschlussplatten 14 beschränkt, bei einer Reparatur rückgängig gemacht werden.
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Die Stützstreben 16 können benutzt werden, um den Zusammenbau des Fahrzeugs zu effektivieren. So zeigt beispielsweise 7 eine Ansicht einer Stützstrebe 16, die mit einem Ansaugluftmodul 27 zu einer Baugruppe verbunden ist, die als Einheit im Fahrzeug montiert werden kann. An die Stützstrebe 16 sind hier Befestigungsvorsprünge 28 einteilig angeformt, die jeweils einen gummielastischen Ring 29 tragen. In die Ringe 29 sind Rastnoppen 30 des Ansaugluftmoduls 27 hineingedrückt und formschlüssig eingerastet. Als Baugruppe, zusammen mit der Stützstrebe 16, kann das Ansaugluftmodul 27 in einem Randbereich des Motorraums 5 montiert werden, der jenseits der seitlichen Ränder einer (nicht dargestellten) Motorhaube, unterhalb eines vorderen Kotflügels, liegt und der, wenn die Stützstrebe 16 für sich allein eingebaut würde, durch diese für andere Einbauten weitgehend unzugänglich gemacht würde.
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8 zeigt ein zweites Beispiel einer solchen Baugruppe, in der eine Stützstrebe 16 mit einem Elektronikmodul 31 verbunden ist. Ein Befestigungsfortsatz 32 an einer von der Stützstrebe 16 abgewandten Seite des Elektronikmoduls 31 ist vorgesehen, um, wie in 9 gezeigt, an einer Radeinbaustrebe 8 befestigt zu werden. So trägt das Elektronikmodul 31 im Kollisionsfall zur Stabilität des Vorderwagens mit bei.
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10 zeigt ein Detail des Vorderwagens aus 9 in veränderter Perspektive, und einschließlich eines benachbart zum Ansaugluftmodul 27 angeordneten Scheinwerfermoduls 33. Um Leuchtmittel des Scheinwerfers auswechseln zu können, müssen rückwärtige Deckel 34 des Scheinwerfermoduls 33 im Motorraum 5 von oben her zugänglich sein. Da der Schlossquerträger 4 sich hier nicht an den Radeinbaustreben 8 abstützen muss, belegt er keinen Platz hinter dem Scheinwerfermodul 33, so dass eine bequeme Zugänglichkeit der Deckel 34 gewährleistet ist.
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Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Längsträger
- 2
- Crashbox
- 3
- Stoßfängerquerträger
- 4
- Schlossquerträger
- 5
- Motorraum
- 6
- Stirnwand
- 7
- Fahrgastzelle
- 8
- Radeinbaustrebe
- 9
- Radkasten
- 10
- Federbeinaufnahme
- 11
- Befestigungskonsole
- 12
- Mittelabschnitt
- 13
- Schenkel
- 14
- Abschlussplatte
- 15
- Öffnung
- 16
- Stützstrebe
- 17
- Rinne
- 18
- Schraubenloch
- 19
- Flansch
- 20
- Schraubenloch
- 21
- Rippe
- 22
- Klemmmutter
- 23
- Gewindehülse
- 24
- Schraube
- 25
- Schweißmutter
- 26
- Schraube
- 27
- Ansaugluftmodul
- 28
- Befestigungsvorsprung
- 29
- Ring
- 30
- Rastnoppen
- 31
- Elektronikmodul
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010055445 A1 [0002]
