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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einem Radhaus zur Aufnahme eines Fahrzeugrades.
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Um Fahrzeuginsassen eines Fahrzeugs bei Frontalkollisionen vor zu großen Verletzungen zu schützen, ist es bekannt, untere Längsträger des Vorderwagens der Fahrzeugkarosserie mit endseitigen Knautschzonen auszubilden, auch Crash-Boxen genannt, welche die Aufprallenergie durch Verformung absorbieren. Jedoch kommt es bei Frontalkollisionen wesentlich häufiger zu Zusammenstößen außerhalb der unteren Längsträger als zu Zusammenstößen innerhalb der unteren Längsträger, d. h. es kommt häufiger zu teilüberdeckten Frontalkollisionen mit einer Überdeckung von höchstens 25% (Small Overlap). Unter einem solchen teilüberdeckten Frontalaufprall wird ein Frontalaufprall mit einem seitlich versetzten Kollisionspartner verstanden, so dass nur an einem vorderen seitlichen Teil der Frontpartie des Fahrzeugs eine Kollisionszone entsteht.
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Der Nachteil bei solchen Frontalkollisionen besteht darin, dass die Längsträger des Vorderwagens nicht so stark verformt werden und daher zu wenig Crashenergie abgebaut wird mit der Folge, dass das Vorderrad nach hinten abgeknickt wird und sogar möglicherweise unerwünscht in die Fahrgastzelle intrudiert.
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Um eine zu starke Intrusionen in die Fahrgastzelle zu verhindern, schlägt die
DE 10 2011 121 037 A1 eine Schutzeinrichtung für eine Fahrzeugkarosserie mit einem sich in Fahrzeuglängsrichtung an ein Fahrzeugrad anschließenden Längsträger vor, die ein Abstützelement zum Abstützen des Fahrzeugrades bei einer unfallbedingten Rückverlagerung des Fahrzeugrades umfasst, welches zumindest teilweise zwischen dem Fahrzeugrad und dem Längsträger angeordnet ist.
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Dieses bekannte Abstützelement gemäß der
DE 10 2011 121 037 A1 weist eine bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung und die Fahrzeugquerrichtung von vorne innen nach hinten außen verlaufende Abstützfläche auf, mittels welcher das Fahrzeugrad bei dessen Rückverlagerung in Fahrzeugquerrichtung nach außen abgelenkt wird. Damit soll erreicht werden, dass zum einen hohe Verzögerungen der Fahrzeugkarosserie infolge der Abstützung des Fahrzeugrades am Längsträger zumindest gering gehalten werden sollen und zum anderen eine unerwünschte Belastung in Fahrzeugquerrichtung in endseitig des Längsträgers angeordnete Bereiche, wie bspw. einer vorderen Stirnwand der Fahrgastzelle vermieden werden und dadurch Intrusionen der Fahrgastzelle nicht mehr stattfinden sollen.
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Nachteilig an einer solchen Fahrzeugkarosserie ist der Einsatz eines solchen Abstützelementes als weiteres Bauteil der Fahrzeugkarosserie, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden.
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Ferner ist aus der
US 2013/0341969 A1 eine Fahrzeugkarosserie mit einer Bodentragstruktur bekannt, welche aus zwei äußeren Längsträgern und einer mittigen Tunnelstruktur aufgebaut ist, wobei die äußeren Längsträger mit der Tunnelstruktur über einen Querträger und Bodenbleche verbunden sind. Frontseitig schließen sich an die beiden Längsträger zur Bildung jeweils eines Radhauses nach innen gerichtete bogenförmige, in einen Vorderwagen übergehende Abstützträger an. Ausgehend von dem Anschlussbereich des Abstützträgers an den Längsträger erstreckt sich in rückwärtiger Richtung ein Fußraumdiagonalträger bis zur Tunnelstruktur, an welcher dieser Fußraumdiagonalträger angebunden ist. An den Mittelbereich dieses Fußraumdiagonalträgers sind Verstärkungsprofile in Frontrichtung angebunden, die diagonal verlaufend an der Tunnelstruktur oder in Fahrzeuglängsrichtung verlaufend an dem Abstützträger enden.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine Fahrzeugkarosserie der eingangs genannten Art anzugeben, welche die oben genannten Nachteile vermeidet, insbesondere bei einer teilüberdeckten Frontalkollision das Eindringen des Fahrzeugrades in die Fahrgastzelle und damit ein Versagen der Fahrzeugkarosserie verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugkarosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Bei einer solchen Fahrzeugkarosserie mit einem Radhaus zur Aufnahme eines Fahrzeugrades, bei welcher sich an das Radhaus in Fahrzeuglängsrichtung zumindest ein Längsträger einer Bodentragstruktur der Fahrzeugkarosserie anschließt, ist ein Fußraumdiagonalträger vorgesehen, welcher mit einem Ende im Anschlussbereich des Längsträgers mit dem Radhaus angebunden ist und mit seinem anderen Ende mit einer Tunnelstruktur der Bodentragstruktur verbunden ist. Ferner ist der Längsträger zumindest im Bereich seines radhausseitigen Endes mit einer geringeren Steifigkeit ausgebildet als der Fußraumdiagonalträger. Vorzugsweise ist der Fußraumdiagonalträger mit einem Ende direkt mit dem Radhaus verbunden.
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Eine solche Kombination eines Längsträgers, vorzugsweise eines Schwellers mit einer gegenüber diesem steiferen Fußraumdiagonalträger verbessert wesentlich die Eigenschaften der Fahrzeugkarosserie bei einem teilüberdeckten Frontalaufprall, da sich das Fahrzeugrad aufgrund der durch den Fußraumdiagonalträger gebildeten steiferen Fußraumstruktur im zeitlichen Crashverlauf bereits früh abstützt und dabei am eine geringere Steifigkeit aufweisenden Längsträger ausrotieren kann, d. h. die translatorische Bewegungsenergie des Fahrzeugrades wird weitestgehend in Rotationsenergie des Fahrzeugrades umgewandelt. Dies bedeutet, dass durch den Fußraumdiagonalträger zusammen mit dem weicheren Längsträger eine Abgleitfläche entsteht, an der das Fahrzeugrad nach außen abgleiten kann und dabei nicht in den Fußraum der Fahrgastzelle eindringt. Insgesamt wird daher aufgrund der gegenüber dem Längsträger erhöhten, durch den Fußraumdiagonalträger bereitgestellten höheren Fußraumsteifigkeit eine verbesserte Radausdreh-Situation erreicht, da die durch den Fußraumdiagonalträger erzeugte Abstützkraft weiter innen liegt.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zur Reduzierung der Steifigkeit der Längsträgers, insbesondere im Bereich des radhausseitigen Endes mit Durchbrüchen versehen. Somit können die gewünschten Bereiche des Längsträgers, also insbesondere im Bereich des radhausseitigen Endes gezielt geschwächt werden, so dass das gewünschte Steifigkeits-Verhältnis zwischen der Fußraumsteifigkeit und der Längsträger-Steifigkeit, d. h. der Schweller-Steifigkeit erreicht wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine einzige Figur ausführlich beschrieben. Diese 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf den Bereich zwischen einer Vorderwagenstruktur und einer Bodentragstruktur einer Fahrzeugkarosserie gemäß der Erfindung.
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Die Fahrzeugkarosserie 1 mit einer Bodentragstruktur 1.1 und einer mit dieser über einen Stirnwandquerträger 8 verbundenen Vorderwagenstruktur 1.2 ist gemäß 1 in einem Zustand nach einem teilüberdeckten Frontalaufprall dargestellt, bei welchem sich ein Lastpfad gemäß des Pfeils P in Richtung auf ein linkes Vorderrad 3 als Fahrzeugrad ausgebildet hat, wobei sich dieses Vorderrad 3 aufgrund der Aufprallenergie bereits aus seiner üblichen Lage um eine virtuelle Drehachse 3.1 in Richtung D herausgedreht hat.
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Dieses Vorderrad 3 wird von einem Radhaus 2 aufgenommen, an welches sich in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) ein Schweller als Längsträger 4 anschließt und der über einen Anschlussbereich 6 mit dem Radhaus 2 verbunden ist. Ferner ist an dieses Radhaus 2 über den Anschlussbereich 6 ein Fußraumdiagonalträger 5 mit einem Ende 5.1 angebunden, dessen anderes Ende 5.2 mit einer Tunnelstruktur 7 im Bereich eines Sitzquerträgers 9 verbunden ist.
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Das radhausseitige Ende 4.1 des Schwellers 4 als auch das radhausseitige Ende 5.1 des Fußraumdiagonalträgers 5 können auch direkt mit dem Radhaus 2 verbunden sein.
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Damit bildet dieser Fußraumdiagonalträger 5 den wesentlichen Teil der Fußraumstruktur der Fahrzeugkarosserie 1.
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Der Schweller 4 ist im radhausseitigen Bereich mit einer geringeren Steifigkeit im Vergleich zur Steifigkeit des Fußraumdiagonalträgers 5 ausgebildet und wird in 1 mit unterschiedlich großen Pfeilen P1 und P2 dargestellt.
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Die unterschiedliche Steifigkeit des Schwellers 4 und des Fußraumdiagonalträgers 5 kann konstruktiv realisiert werden. Eine einfache Möglichkeit besteht darin, den radhausseitigen Bereich des Schwellers 4 mit Durchbrüchen 4.2 und 4.3 auszubilden, so dass dadurch dieser Bereich am radhausseitigen Ende des Schwellers 4 geschwächt wird.
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Da der Schweller 4 in dieser Weise im Vergleich zum Fußraumdiagonalträger 5 mit einer geringeren Steifigkeit im radhausseitigen Bereich ausgebildet ist, stützt sich während eines Aufprallvorganges das Vorderrad 3 sehr früh an diesem Fußraumdiagonalträger 5 ab und kann dadurch an dem Schweller 4 entsprechend der Darstellung nach 1 ausrotieren. Dies bedeutet, dass durch den Fußraumdiagonalträger 5 zusammen mit dem weicheren Schweller 4 eine Abgleitfläche entsteht, an der das Vorderrad 3 nach außen abgleiten und nicht in den Fußraum der Fahrgastzelle eindringen kann. Damit ergibt sich aufgrund der von dem Fußraumdiagonalträger 5 bewirkten steiferen Fußraumstruktur eine verbesserte Radausdreh-Situation, die insbesondere auf die weiter innen liegende, von dem Fußraumdiagonalträger 5 erzeugte Abstützkraft für das Vorderrad 3 zurückzuführen ist.
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Die durch den teilüberdeckten Aufprallvorgang erzeugte Bewegungsenergie wird zu einem großen Teil in Rotationsenergie des Vorderrades 3 verwandelt, so dass von der ursprünglichen Aufprallenergie nur ein geringer Teil (angedeutet mittels des Pfeils P3) in den Schweller 4 eingeleitet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugkarosserie
- 1.1
- Bodentragstruktur der Fahrzeugkarosserie 1
- 1.2
- Vorderwagenstruktur der Fahrzeugkarosserie 1
- 2
- Radhaus
- 3
- Fahrzeugrad, Vorderrad
- 3.1
- Drehachse
- 4
- Längsträger, Schweller
- 4.1
- radhausseitige Ende des Längsträgers 4
- 4.2
- Durchbruch des Längsträgers 4
- 4.3
- Durchbruch des Längsträgers 4
- 5
- Fußraumdiagonalträger
- 5.1
- ein Ende des Fußraumdiagonalträgers 5
- 5.2
- anderes Ende des Fußraumdiagonalträgers 5
- 6
- Anschlussbereich
- 7
- Tunnelstruktur der Bodentragstruktur 1.1
- 8
- Stirnwandquerträger
- 9
- Sitzquerträger
