DE102013223720A1 - Kraftfahrzeug mit einer Karosserie - Google Patents

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Abstract

Insbesondere hat ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug eine Karosserie, die einen Träger und eine Baugruppe aufweist. Die Baugruppe hat eine verhältnismäßig große Masse. Die Baugruppe ist mittels einer Verbindungseinrichtung derart mit dem Träger verbunden, dass die Baugruppe im Falle einer Kollision, insbesondere einer Frontalkollision, des Kraftfahrzeugs an dem Träger derart in Kollisionsrichtung verlagerbar, insbesondere verschiebbar, ist, dass eine bei der Kollision wirksame Masse des Kraftfahrzeugs verringert ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug mit einem Träger, insbesondere einem Längsträger, und einer Baugruppe, die eine große Masse aufweist.
  • Zur Sicherheit von Insassen, die sich in dem Kraftfahrzeug befinden, werden Kraftfahrzeuge und deren Karosserien derart konstruiert, dass eine Fahrgastzelle im Falle einer Kollision, d. h. eines Crashs, mit einem Kollisionsgegner, wie einem festen Hindernis oder einem anderen Fahrzeug, den Fahrzeuginsassen hinreichend schützt. Ferner ist es bei einer sicheren Auslegung eines Kraftfahrzeugs für einen Kollisionsfall wichtig, dass eine Fahrzeugverzögerung bzw. eine Kraft, die auf einen Insassen wirkt, nachdem Insassenrückhaltesysteme ihre Wirkung entfaltet haben, bestimmte Schwellwerte im Verlauf der Kollision nicht überschreitet.
  • Bei einer Fahrzeugkollision besteht ein Zusammenhang zwischen einer wirksamen Masse des kollidierenden Fahrzeugs, einer Verzögerung des kollidierenden Fahrzeugs und einer Kraft, bei der eine Karosseriestruktur, die häufig in diesem Zusammenhang auch Crashstruktur genannt wird, durch plastische Verformung oder Sprödbruch fortschreitend versagt. Ein durch die Karosseriestruktur möglicher Abbau der Kollisionsenergie wird dabei durch den Kraftverlauf über den zur Verfügung stehenden Verformungsweg bestimmt. Zu Beginn einer Kollision ist eine Gesamtmasse des Fahrzeugs wirksam, so dass eine verhältnismäßig hohe kinetische Kollisionsenergie abzubauen ist und die Karosseriestruktur, beispielswiese ein vorderer Längsträger (Motorträger), derart ausgelegt sein muss, dass die Karosseriestruktur bei einem hohen Kraftniveau versagt.
  • Gemäß der DE 10357015 A1 ist es beispielsweise bekannt, eine Motormasse möglichst frühzeitig aus einem energieabsorbierenden Kraftpfad des Fahrzeugs bzw. der Fahrzeugkarosserie herauszunehmen. Hierfür ist ein U-förmiges Tragelement vorgesehen, an dem der Motor gelagert ist. Das Tragelement ist mit seinen Schenkeln an vorderen Längsträgern befestigt. Die Verbindung ist derart, dass sie oberhalb eines vorgebbaren Aufprallenergiewertes getrennt wird. Ein vorderes Ende des Tragelements, d. h. das Ende, das die beiden Schenkel des Tragelements miteinander verbindet, ist derart angeordnet, dass es nach einer Verformung des Stoßfängers direkt zur starren Anlage an einem Aufprallhindernis kommt. Durch das Anliegen des Tragelements an dem Aufprallhindernis und dem Auftrennen der Verbindung zwischen dem Tragelement und den Längsträgern ist die Motormasse aus der Gesamtmasse des Fahrzeugs herausgenommen, was gemäß der DE 10357015 A1 vorteilhaft in Bezug auf eine Verringerung der Fahrgastzellenverzögerung und damit einer Reduzierung der Insassenbelastung ist. Mit anderen Worten wird ein erforderlicher Abbau von Kollisionsenergie, der durch Verformungsarbeit der Crashstruktur erfolgt, hierdurch verringert.
  • Weiterhin ist es aus der DE 4326396 A1 bekannt, einen Antriebsmotor derart anzuordnen, dass er bei einem Frontalaufprall nicht in einen Fahrgastraum eindringt. Dies wird dadurch gelöst, dass z. B. ein hinteres Motorlager derart getrennt wird, dass der Motor nach unten kippt und keine sogenannte Blockbildung mit der Fahrgastzelle erfolgt und dieser nicht in die Fahrgastzelle eindringt. Eine Blockbildung bedeutet, dass kein Verformungsweg mehr zur Verfügung steht.
  • In der DE 10 2006 062 334 A1 ist ebenfalls eine Anordnung gezeigt, die verhindern soll, dass ein Antriebsaggregat in den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs im Falle eines Frontalaufpralls eindringt. Hierbei wird vorgeschlagen, eine Verbindung zwischen dem Motor und einem Getriebe zu lösen, so dass im Falle des Frontalaufpralls das Getriebe nach unterhalb des Fahrgastraums abgelenkt wird.
  • Darüber hinaus ist es gemäß der DE 10230442 B3 bekannt, ein Kraftübertragungselement in einem Kraftpfad zwischen einem Motor und einer den Motorraum begrenzenden Struktur anzuordnen. Das Kraftübertragungselement kann dabei vor dem Motor angeordnet sein, so dass durch den Aufprall in den Motorraum eingeleitete Kraft zunächst in das Kraftübertragungselement und erst dann in den Motor selbst eingeleitet wird. Ab einem bestimmten Kraftniveau, beispielsweise wenn eine Blockbildung des Motors mit dahinter liegenden Elementen erfolgt, versagt das Kraftübertragungselement gezielt, so dass weiterer Verformungsweg zur Verfügung steht, bevor der Motor in den Fahrgastinnenraum eindringt. Hierbei soll eine möglichst gleichförmige Verzögerung auf niedrigem Niveau des Kraftfahrzeugs erzielt werden, wobei bereits am Anfang ein großer Widerstand entgegengesetzt wird, so dass die Verzögerung des Fahrzeugs sehr früh beginnt.
  • Der vorstehend genannte Stand der Technik zielt auf das Verhindern einer Blockbildung durch Antriebsaggregate und eines Eindringens von Antriebsaggregaten in eine Fahrgastzelle ab. Ferner ist ein Auslegungskriterium gemäß dem Stand der Technik eine möglichst gleichmäßige Fahrzeugverzögerung.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie zu schaffen, die einen Träger und eine Baugruppe, die insbesondere eine große Masse hat, aufweist, wobei die Karosseriestruktur leichter ausgebildet sein kann, ohne im Verlaufe einer Kollision des Kraftfahrzeugs einen Schwellwert einer Fahrzeugverzögerung zu Überschreiten.
  • Dies wird durch ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie gelöst, das die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen ausgeführt.
  • Insbesondere hat ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug eine Karosserie, die einen Träger und eine Baugruppe aufweist. Die Baugruppe hat eine verhältnismäßig große Masse. Die Baugruppe ist mittels einer Verbindungseinrichtung derart mit dem Träger verbunden, dass die Baugruppe im Falle einer Kollision, insbesondere einer Frontalkollision, des Kraftfahrzeugs an dem Träger derart in Kollisionsrichtung verlagerbar, insbesondere verschiebbar, ist, dass eine bei der Kollision wirksame Masse des Kraftfahrzeugs verringert ist.
  • Durch die Verlagerbarkeit ist die Baugruppe mit großer Masse in gewisser Weise von einer restlichen Masse des Kraftfahrzeugs bzw. der Kraftfahrzeugkarosserie entkoppelt, so dass diese Masse der Baugruppe nicht mehr oder zumindest nur noch eingeschränkt eine wirksame Masse des Kraftfahrzeugs bei dessen Verzögerung darstellt. Hierdurch ist es möglich eine sogenannte Crashstruktur, die im Kollisionsfall kollisionsenergieabsorbierend versagen soll, mit geringerer Festigkeit auszulegen, da durch die verringerte wirksame (also zu verzögernde) Masse auch das Kraftniveau, bei der die Crashstruktur versagen soll, niedriger gewählt werden kann. Damit kann die Craschstruktur insgesamt leichter ausgeführt werden. Hierdurch kann das Fahrzeug insgesamt leichter ausgeführt werden, wodurch wiederum ein Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs gesenkt werden kann.
  • Bevorzugt ist die Baugruppe geführt verschiebbar.
  • Damit ist ein unkontrolliertes Bewegen und gegebenenfalls ein vollständiges Lösen der Baugruppe von der Karosserie bzw. von dem Kraftfahrzeug verhindert.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung greift die Verbindungseinrichtung in den Träger ein.
  • Hierdurch ist eine feste Verbindung der Baugruppe mit dem Kraftfahrzeug bzw. der Kraftfahrzeugkarosserie im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs herstellbar. Die Verbindungseinrichtung ist demnach derart ausgebildet, dass im normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs eine feste Verbindung zwischen der Baugruppe und der Kraftfahrzeugkarosserie ausgebildet ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Verbindungseinrichtung ein Eingriffselement auf, das zumindest eine Wand des Trägers derart durchdringt und derart beschaffen ist, dass das Eingriffselement den Träger durch die Massenträgheit der Baugruppe im Falle der Kollision in Verschieberichtung aufbricht oder aufweitet.
  • Durch diese Maßnahme ist es besonders gut gewährleistet, dass die Baugruppe im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs fest und sicher mit den Karosserie bzw. dem Träger verbunden ist und verbunden bleibt, so dass die Baugruppe sich nicht unkontrolliert löst. Ferner ist je nach Beschaffenheit des Eingriffselements und des Trägers ein Ausmaß einer Entkopplung der Masse von der wirksamen Masse des Kraftfahrzeugs steuerbar.
  • Bevorzugt ist in dem Träger in Verschieberichtung gegenüber dem Eingriffselement zum Begünstigen eines Aufbrechens und/oder Aufweitens lokal eine Schwächung vorgesehen.
  • Hierdurch ist eine Verschiebung der Baugruppe über die Verbindungseinrichtung im Falle der Kollision erleichtert und die wirksame Masse des Kraftfahrzeugs zuverlässig verringert.
  • Die beschriebene Schwächung kann eine Durchgangsnut oder eine Nut in Form einer Vertiefung sein, die in der Wand des Trägers ausgebildet ist.
  • Hierdurch ist ein geführtes Verschieben der Baugruppe besonders wirksam und zuverlässig verwirklicht.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann die Verbindungseinrichtung über eine vorgegebene Klemmkraft reibschlüssig in den Träger eingreifen, wobei die Verbindungseinrichtung derart beschaffen ist, dass im Falle der Kollision die Massenträgheit der Baugruppe die Klemmkraft überwindet.
  • Eine derartige reibschlüssige Verbindung kann mit der vorstehend beschriebenen formschlüssigen Verbindung grundsätzlich kombiniert werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Kraftfahrzeugs umgreift die Verbindungseinrichtung den Träger an zwei entgegengesetzten Seiten des Trägers.
  • Dies verbessert die Verbindung der Baugruppe mit dem Träger sowie die geführte Verlagerbarkeit der Baugruppe im Falle der Kollision des Kraftfahrzeugs. Weiterhin kann das Kraftfahrzeug derart ausgebildet sein, dass die Baugruppe im Falle der Kollision bis zu einer vorbestimmten Position verschiebbar ist. Die Baugruppe kann dabei soweit verschiebbar sein, dass die Baugruppe an dem Kollisionsgegner mittelbar oder unmittelbar anliegt. Mit mittelbar oder unmittelbar ist gemeint, dass keine verformbare Struktur mehr zwischen der Baugruppe und dem Kollisionsgegner mehr vorliegt und somit die Masse der Baugruppe keinen Einfluss auf eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Fahrgastzelle, mehr hat. Eine derartig mittelbar oder unmittelbar am Kollisionsgegner anliegende Masse ist mit Bezug auf den Kollisionsgegner vollständig verzögert, hat also in Bezug auf den Kollisionsgegner keine Geschwindigkeit mehr.
  • Die vorbestimmte Position kann auch derart ausgestaltet sein, dass die Baugruppe noch nicht an dem Kollisionsgegner mittelbar oder unmittelbar anliegt und die Baugruppe wieder eine wirksame Masse bei der Verzögerung des Kraftfahrzeugs wird.
  • Der Träger kann bevorzugt aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, ausgebildet sein. Die verwendeten Fasern können Endlosfasern sein, wobei der Träger in einem Wickelprozess oder einem Pultrusiuonsprozess hergestellt sein kann.
  • Bei der Ausführung des Trägers aus einem Faserverbundwerkstoff ist insbesondere die Weiterbildung, bei der ein Eingriffselement den Träger druchdringt besonders vorteilhaft, da das Eingriffselement den Träger in Längsrichtung leicht auftrennen kann.
  • Der Träger kann bevorzugt ein Längsträger, insbesondere ein vorderer Längsträger sein, der bei Fahrzeugen mit Frontmotor auch Motorträger genannt wird.
  • Grundsätzlich kann der Träger aber auch ein anderer Träger, wie beispielsweise ein hinterer Längsträger oder ein mittlerer Längsträger sein.
  • Die Verbindungseinrichtung ist bevorzugt derart ausgebildet, dass die Baugruppe im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs starr mit dem Träger verbunden ist.
  • Die Baugruppe kann beispielsweise eine Antriebseinheit sein. Die Antriebseinheit kann einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, eine Brennstoffzelle und/oder ein Getriebe aufweisen. Die Baugruppe kann alternativ oder zusätzlich ein Energiespeicher sein. Ein Energiespeicher kann beispielsweise eine Speicherzellenbaueinheit zur Speicherung von elektrischer Energie, wie eine Traktionsbatterie und/oder ein Kondensator, sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Energiespeicher ein Kraftstoffbehälter sein.
  • Bei der Baugruppe handelt es sich also bevorzugt um Bestandteile des Kraftfahrzeugs, die eine verhältnismäßig große Masse aufweisen, so dass eine erfindungsgemäße Entkopplung dieser Masse im Falle einer Kollision des Kraftfahrzeugs besonders wirksam ist, und eine Gewichtsersparniss bei der Auslegung der Crashstruktur spürbar ist.
  • Der Träger ist gemäß einer Weiterbildung als ein im Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs insbesondere durch Sprödbruch energieabsorbierender Träger ausgebildet.
  • Vorstehend aufgeführte Weiterbildungen der Erfindung können soweit möglich beliebig miteinander kombiniert werden.
  • Es folgt eine Kurzbeschreibung der Figuren.
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht einer Verbindungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2a ist eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei der Moment einer Kollision gezeigt ist, bei der ein vorderes Ende eines Längsträgers in mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt mit einem Kollisionsgegner kommt.
  • 2b ist eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei der Moment einer fortgeschrittenen Kollision gezeigt ist, bei dem eine Baugruppe mit großer Masse relativ zu dem vorderen Längsträger verlagert ist und an dem Kollisionsgegner anliegt.
  • 2c ist eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei ein Moment der weiter fortgeschrittenen Kollision gezeigt ist, bei dem die Baurgruppe mittelbar oder unmittelbar an dem Kollisionsgegner anliegt.
  • 2d ist eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei ein Moment der noch weiter fortgeschrittenen Kollision gezeigt ist, bei dem die Baugruppe sowohl an dem Kollisionsgegner anliegt als auch mit einer vorderen Stirnwand verblockt ist.
  • Es folgt eine detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren.
  • 2a zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Vorderwagenbereichs eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Insbesondere ist ein vorderer Längsträger 3, der auch Motorträger genannt werden kann, gezeigt. Eine Antriebseinheit 5, die beispielsweise ein Motor und/oder ein Getriebe sein kann, ist mit dem vorderen Längsträger 3 über eine Verbindungseinrichtung 7 verbunden. Der Vorderwagen hat einen linken vorderen Längsträger und einen rechten vorderen Längsträger, wobei lediglich ein vorderer Längsträger gezeigt ist und in der folgenden Beschreibung nur ein Längsträger und eine Verbindungseinrichtung erwähnt ist. Die beschriebene Anordnung ist tatsächlich spiegelsymmetrisch aufgebaut.
  • Der Längsträger 3 ist aus Faserverbundwerkstoff hergestellt und ist als Strukturträger Teil einer sogenannten Crashstruktur des Vorderwagens, die zum Abbau von Kollisionsenergie im Falle einer Kollision vorgesehen ist. Bevorzugt besteht der Längsträger 3 aus einem kohlfaserverstärktem Kunststoff, wobei der Längsträger 3 bevorzugt Endlosfasern enthält, die überwiegend in Trägerlängsrichtung ausgerichtet sind. Ein derartiger Träger aus Faserverbundwerkstoff versagt bei Überbeanspruchung in Längsrichtung im Wesentlichen spröde durch sogenanntes „Crushing”. „Crushing” bedeutet, dass der Träger mehr oder weniger kleinteilig zerbröselt oder zerfasert, wobei die Fasern in kleine Bruchstücke zerlegt werden – dies wird auch Desintegration oder Defragmentierung genannt. Je kleinteiliger dieses Versagen ist, desto mehr Kollisionsenergie kann dabei abgebaut werden. Der Längsträger 3 ist mit einer übrigen Struktur der Kraftfahrzeugkarosserie, wie beispielsweise einer Stirnwand 15 verbunden.
  • Der Längsträger 3 ist mit seinem hinteren Ende, rechts in 2a, beispielsweise an der vorderen Stirnwand 15 abgestützt. Die vordere Stirnwand 15 trennt den Vorderwagen von einer nicht gezeigten Fahrgastzelle. Das hintere Ende des Längsträgers 3 kann auch anderweitig mit der Karosseriestruktur des Kraftfahrzeugs verbunden sein. An einem vorderen Ende des Längsträgers 3 ist üblicherweise ein Deformationselement angeordnet, das wiederum mit einem Stoßfängerquerträger verbunden ist. Das Deformationselement und der Stoßfängerquerträger sind in den Figuren nicht gezeigt.
  • Wie in 1 gezeigt ist, hat der Längsträger 3 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die Verbindungseinrichtung 7 weist eine Art Schuh auf, der durch ein offenes U-förmiges Profil gebildet ist, das auf den Längsträger 3 gesetzt ist. Hierbei liegt eine linke Seitenwand 71 der Verbindungseinrichtung 7 einer linken Seitenwand 31 des Längsträgers 3 gegenüber. Ferner liegt eine rechte Seitenwand 72 der Verbindungseinrichtung 7 einer rechten Seitenwand 32 des Längsträgers 3 gegenüber. Die Verbindungseinrichtung 7 ist über einen Bolzen 9 mit dem Längsträger 3 verbunden, der die linke und rechte Seitenwand 71, 72 der Verbindungseinrichtung 7 und die linke und rechte Seitenwand 31, 32 des Längsträgers 3 durchdringt.
  • Wie sowohl in 1 als auch in 2a gezeigt ist, ist in der linken Seitenwand 31 eine Nut 11 und ist in der rechten Seitenwand 32 eine Nut 12 in Form einer Vertiefung ausgebildet. Die Nuten 11 und 12 erstrecken sich in Längsrichtung des Längsträgers 3. Die Nuten 11 und 12 sind an genau jener Position ausgebildet, an der der Bolzen 9 die linke Seitenwand 31 und die rechte Seitenwand 32 des Längsträgers 3 durchdringt. Damit stellen die Nuten 11 und 12 eine erfindungsgemäße Schwächung des Längsträgers 3 dar.
  • An der Verbindungseinrichtung 7 ist über eine Verbindungsstelle 13, die in 1 lediglich schematisch durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, die Antriebseinheit 5 angebunden. Die Anbindung kann über bekannte schwingungsdämpfende Lagerungen für Antriebseinheiten erfolgen. In einem normalen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs stellt die Verbindung zwischen dem Längsträger 3 und der Verbindungseinrichtung 7 eine starre, nicht bewegliche Verbindung dar. Wie in 2a gezeigt ist, können auch mehrere Verbindungseinrichtungen 7 an dem Längsträger 3 befestigt sein.
  • Die Nuten 11 und 12 erstrecken sich bis zu einem vorderen Ende des Längsträgers 3.
  • Nachstehend erfolgt eine Funktion und Wirkung der vorliegenden Erfindung im Falle einer frontalen Kollision des Kraftfahrzeugs, unter Bezugnahme auf 2a bis 2d.
  • In 2a ist ein Moment gezeigt, in dem das Kraftfahrzeug mit dem vorderen Ende des Längsträgers 3 auf den Kollisionsgegner 17 trifft. Es sei hierbei nochmal darauf verwiesen, dass es sich bei den Figuren um eine sehr schematische Darstellung handelt und sich selbstverständlich zwischen dem vorderen Ende des Längsträgers 3 und dem vorderen Ende des Kraftfahrzeugs noch andere Bauteile wie der Stoßfänger und das Deformationselement (Crashbox) befinden können. In 2a ist der Zustand gezeigt, in dem das vordere Ende wirksam mittelbar oder unmittelbar mit dem Kollisionsgegner 17 in Kontakt steht und kein Energieabsorptionspotential zwischen dem Kollisionsgegner 17 und dem vorderen Ende des Längsträgers 3 mehr vorhanden ist und entsprechende Kräfte in den Längsträger 3 eingeleitet werden.
  • Wenn nun das Kraftfahrzeug auf den Kollisionsgegner 17 mit einer bestimmten Geschwindigkeit getroffen ist, erfolgt im weiteren Verlauf der Kollision eine Verzögerung der Gesamtmasse des Kraftfahrzeugs, wobei auf die Baugruppe 5 die Trägheit der Masse der Baugruppe wirkt. Hierdurch wirkt eine bestimmte Kraft auf die Verbindung zwischen der Verbindungseinrichtung 7 und dem Längsträger 3. Die Verbindungseinrichtung 7 ist in Zusammenwirkung mit dem Bolzen 9 und den Nuten 11 und 12 des Längsträgers 3 derart ausgelegt, dass in diesem Fall die Massenträgheit der Baugruppe 5 dazu führt, dass der Bozen 9 die Wand 31 bzw. 32 des Längsträgers 3 im Bereich der Nut in Längsrichtung auftrennt. Mit anderen Worten bewegt sich die Baugruppe 5 relativ zu dem Längsträger 3 nach vorne in Richtung des Kollisionsgegners 17. Hierdurch findet eine Entkopplung der Masse der Baugruppe von der wirksamen Masse des restlichen Kraftfahrzeugs statt. Durch diese Verringerung der wirksamen Masse kann die Crashstruktur, wie beispielsweise der Längsträger 3 selbst, des Vorderwagens entsprechend schwächer ausgelegt sein. Mit anderen Worten kann der Längsträger 3 bei einer geringeren Kraft versagen, so dass dieser auch insgesamt leichter konstruiert sein kann. Umgekehrt kann hierdurch ferner das Problem vermieden werden, dass der Längsträger 3 auf ein Kraftfahrzeugmasseniveau ausgelegt werden muss, welche Auslegung im Verlaufe der Kollision einhergehend mit einer Verringerung der wirksame Masse des Kraftfahrzeugs zu einem Anstieg einer Verzögerung führen würde, die auf die Fahrgastzelle und die Fahrzeuginsassen wirkt. Eine Verringerung der wirksamen Masse des Kraftfahrzeugs tritt bei einer herkömmlich angebundenen Antriebseinheit 5 insbesondere spätestens dann ein, wenn ein Verformungsweg des Vorderwagens soweit fortgeschritten ist, dass die Antriebseinheit 5 unmittelbar oder mittelbar (ohne zwischenliegendes Verformungspotential) an dem Kollisionsgegner 17 anliegt.
  • In 2b ist nunmehr der Moment gezeigt, in dem sich die Baugruppe 5 im Verlaufe der Frontalkollision soweit nach vorne bewegt hat, bis sie mittelbar oder unmittelbar an dem Kollisionsgegner 17 anliegt. In diesem Zustand ist kein Verformungspotential zwischen der Baugruppe 5 und dem Kollisionsgegner 17 mehr vorhanden. Im Verlaufe dieser Zeitspanne wurde ferner bereits Kollisionsenergie durch Crushing des vorderen Ende des Längsträgers 3 abgebaut und der Längsträger 3 um eine gewisse Wegstrecke verkürzt, wie in 2b im Vergleich zur darüber angeordneten 2a erkennbar ist.
  • In dem in 2b gezeigten Zustand ist die Masse der Baugruppe 5 letztendlich vollständig von der Masse des Kraftfahrzeugs entkoppelt und hat keine Wirkung mehr in Bezug auf die Verzögerung der Fahrgastzelle.
  • Beim weiteren Fortschreiten der Frontalkollision bewegt sich nun der Kollisionsgegner 17 relativ zu dem Kraftfahrzeug nach hinten, wie in 2c gezeigt ist, wobei der Längsträger 3 weiter kollisionsenergieabbauend defragmentiert wird.
  • Dieser Vorgang schreitet fort, bis die Baugruppe mit weiteren Bauteilen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise der vorderen Stirnwand 15 oder dergleichen verblockt, wie in 2d gezeigt ist.
  • Ein großer Vorteil bei der beschriebenen Konstruktion ist dabei, dass die verhältnismäßig grolle Masse des Antriebsaggregats 5 von der restlichen wirksamen Masse des Kraftfahrzeugs bereits in der Anfangsphase der Kollision entkoppelt wird. Damit kann ein Kraftniveau, bei dem die Crashstruktur des Vorderwagens, insbesondere der Längsträger 3 versagt, niedriger gewählt werden, so dass die Crashstruktur insgesamt leichter ausgeführt werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10357015 A1 [0004, 0004]
    • DE 4326396 A1 [0005]
    • DE 102006062334 A1 [0006]
    • DE 10230442 B3 [0007]

Claims (12)

  1. Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, die einen Träger (3) und eine Baugruppe (5), die insbesondere eine große Masse hat, aufweist, wobei die Baugruppe (5) mittels einer Verbindungseinrichtung (7) derart mit dem Träger (3) verbunden ist, dass die Baugruppe (5) im Falle einer Kollision des Kraftfahrzeugs an dem Träger (3) derart in Kollisionsrichtung geführt verlagerbar ist, dass eine bei der Kollision wirksame Masse des Kraftfahrzeugs verringert ist.
  2. Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 1, wobei die Verbindungseinrichtung (7) in den Träger (3) eingreift.
  3. Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 2, wobei die Verbindungseinrichtung (7) ein Eingriffselement (9) aufweist, das zumindest eine Wand (31, 32) des Trägers (3) derart durchdringt und derart beschaffen ist, dass das Eingriffselement (9) den Träger (3) durch die Massenträgheit der Baugruppe (5) im Falle der Kollision in Verschieberichtung aufbricht oder aufweitet.
  4. Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 3, wobei in dem Träger (3) in Verschieberichtung gegenüber dem Eingriffselement (9) zum Begünstigen eines Aufbrechens und/oder Aufweitens lokal eine Schwächung vorgesehen, wobei die Schwächung als eine Durchgangsnut oder eine Nut (11) in Form einer Vertiefung in der Wand (31, 32) des Trägers (3) ausgebildet sein kann.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der Patenansprüche 1 bis 4, wobei die Verbindungseinrichtung (7) über eine vorgegebene Klemmkraft reibschlüssig mit dem Träger (3) eingreift, wobei die Verbindung über die Verbindungseinrichtung (7) derart beschaffen ist, dass im Falle der Kollision die Massenträgheit der Baugruppe (5) die Klemmkraft überwindet.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei die Verbindungseinrichtung (7) den Träger (3) an zwei entgegengesetzten Seiten (31, 32) des Trägers (3) umgreift.
  7. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei die Baugruppe (5) im Falle der Kollision bis zu einer vorbestimmten Position verschiebbar ist, und wobei die Baugruppe (5) insbesondere soweit verschiebbar ist, bis die Baugruppe (5) an dem Kollisionsgegner mittelbar oder unmittelbar anliegt.
  8. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei der Träger (3) aus einem faserverstärktem Kunststoff, insbesondere kohlefaserverstärktem Kunststoff, ausgebildet ist, und insbesondere der Träger (3) unter Verwendung von Endlosfasern hergestellt ist.
  9. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, wobei der Träger ein Längsträger, insbesondere ein vorderer Längsträger, ist.
  10. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, wobei die Verbindungseinrichtung (7) derart ausgebildet ist, dass die Baugruppe (5) im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs starr mit dem Träger (3) verbunden ist.
  11. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, wobei die Baugruppe (5) eine Antriebseinheit, insbesondere ein Verbrennungsmotor, ein Elektromotor, eine Brennstoffzelle und/oder ein Getriebe ist, und/oder ein Energiespeicher, insbesondere eine Speicherzellenbaueinheit zur Speicherung von elektrischer Energie, beispielsweise eine Traktionsbatterie und/oder ein Kondensator, und/oder ein Kraftstoffbehälter, ist.
  12. Kraftfahrzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, wobei der Träger (3) als ein im Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs insbesondere durch Sprödbruch Energie absorbierender Träger (3) ausgebildet ist.
DE102013223720.0A 2013-11-20 2013-11-20 Kraftfahrzeug mit einer Karosserie Withdrawn DE102013223720A1 (de)

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