DE102014008086A1 - Supporting device for supporting a drive unit on a passenger car body - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Stützeinrichtung zur Abstützung einer Antriebseinheit (14) an einer Personenkraftwagenkarosserie, mit einer unterseitig eines Fahrzeugbodens (12) anordenbaren und an diesem befestigbaren Tragstruktur (18), und mit einer zumindest mittelbar am Fahrzeugboden (12) zu haltenden Abstützstruktur (20), welche sich von der Tragstruktur (18) nach vorne oben erstreckt und bei einer von der Antriebseinheit (14) auf die Abstützstruktur (20) nach hinten wirkenden unfallbedingten Kraftbeaufschlagung entlang der Tragstruktur (18) unter Deformation des Fahrzeugbodens (12) nach hinten verschiebbar ist.The invention relates to a support device for supporting a drive unit (14) on a passenger car body, with a support structure (18) which can be arranged on the underside of a vehicle floor (12) and fastened thereon, and with a support structure (20) to be held at least indirectly on the vehicle floor (12). which extends upward from the support structure (18) and, in the event of an accidental application of force acting on the support structure (20) to the rear from the drive unit (14), can be displaced rearward along the support structure (18) while deforming the vehicle floor (12) .
Description
Die Erfindung betrifft eine Stützeinrichtung zum Abstützen einer Antriebseinheit an einer Personenkraftwagenkarosserie.The invention relates to a support device for supporting a drive unit on a passenger car body.
Konventionelle Antriebsstränge für Personenkraftwagen umfassen üblicherweise eine Verbrennungskraftmaschine, welche beispielsweise als Frontmotor ausgebildet und demzufolge in einem Vorderwagenbereich angeordnet ist. Darüber hinaus umfasst ein solcher konventioneller Antriebsstrang ein mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppeltes Getriebe. Bei längs eingebauter Verbrennungskraftmaschine schließt sich das Getriebe üblicherweise in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten an die Verbrennungskraftmaschine an. Dabei ist das Getriebe üblicherweise zumindest teilweise in einem Tunnel eines Fahrzeugbodens der Personenkraftwagenkarosserie angeordnet, welcher insbesondere dann vorgesehen ist, wenn der Personenkraftwagen einen Heckantrieb, das heißt angetriebene Hinterräder, aufweist.Conventional drive trains for passenger cars usually include an internal combustion engine, which is designed for example as a front engine and is therefore arranged in a front area of the vehicle. In addition, such a conventional powertrain includes a transmission coupled to the internal combustion engine. In longitudinally installed internal combustion engine, the transmission usually connects in the vehicle longitudinal direction to the rear of the internal combustion engine. In this case, the transmission is usually at least partially disposed in a tunnel of a vehicle floor of the passenger car body, which is provided in particular when the passenger car has a rear-wheel drive, that is, driven rear wheels.
Durch das Antriebsaggregat ist im Vorderwagenbereich eine im Falle eines Frontalaufpralls vorteilhafte Verblockung möglich, so dass im Falle eines Frontalaufpralls und einer damit einher gehenden, in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten auf das Antriebsaggregat wirkenden unfallbedingten Kraftbeaufschlagung beziehungsweise Rückverlagerung der Verbrennungskraftmaschine eine Krafteinleitung über das an dieser angeflanschte Getriebe in den Rohbau möglich ist. Im Zuge der unfallbedingten Rückverlagerung kann sich demzufolge das Getriebe am Mitteltunnel abstützen und den Fahrzeugboden beziehungsweise den Tunnel plastisch verformen, wodurch Aufprallenergie entsprechend in Verformungsenergie umgewandelt wird.By the drive unit advantageous in the event of a frontal impact blocking is possible in the front area, so that in the event of a frontal collision and an associated, acting in the vehicle longitudinal direction from front to rear on the drive unit accidental application of force or return displacement of the internal combustion engine, a force on the flanged to this Transmission in the shell is possible. In the course of accidental back displacement can therefore support the gearbox on the center tunnel and plastically deform the vehicle floor or the tunnel, which impact energy is correspondingly converted into deformation energy.
Bei alternativen Antriebskonzepten kommen alternative Antriebsstränge zum Einsatz, bei denen im Vergleich zu konventionellen Antriebssträngen das Getriebe beispielsweise entfällt. Hierbei kann anstelle der Verbrennungskraftmaschine eine andere Antriebseinheit, beispielsweise ein Elektromotor, verwendet werden. Aufgrund des Entfalls des Getriebes kann die im Zusammenhang mit konventionellen Antriebssträngen vorteilhafte Verblockung insbesondere bei heckgetriebenen Personenkraftwagen nicht ohne weiteres realisiert werden.In alternative drive concepts, alternative drive trains are used, in which the transmission is omitted, for example, in comparison with conventional drive trains. In this case, instead of the internal combustion engine, a different drive unit, for example an electric motor, can be used. Due to the omission of the transmission, the advantageous in connection with conventional drive trains blocking especially in rear-wheel drive passenger cars can not be readily realized.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Stützeinrichtung zu schaffen, mittels welcher sich ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten eines Personenkraftwagens, insbesondere mit einem alternativen Antriebsstrang, realisieren lässt.Object of the present invention is therefore to provide a support means by which a particularly advantageous accident behavior of a passenger car, in particular with an alternative drive train, can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stützeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a support device with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.
Die erfindungsgemäße Stützeinrichtung zur Abstützung einer Antriebseinheit an einer Personenkraftwagenkarosserie umfasst eine unterseitig eines Fahrzeugbodens der Personenkraftwagenkarosserie anordenbare und an dem Fahrzeugboden befestigbare Tragstruktur sowie eine zumindest mittelbar am Fahrzeugboden zu haltende Abstützstruktur, welche unmittelbar an der Tragstruktur und/oder dem Fahrzeugboden gehalten sein kann. Die Abstützstruktur erstreckt sich von der Tragstruktur nach oben vorne und ist bei einer von der Antriebseinheit auf die Abstützstruktur nach hinten wirkenden unfallbedingten Kraftbeaufschlagung unter Abstützen der Antriebseinheit entlang der Tragstruktur unter Deformation des Fahrzeugbodens nach hinten verschiebbar. Kommt es beispielsweise zu einem Frontalaufprall des Personenkraftwagens auf eine Unfallbarriere, so resultiert daraus ein in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten auf die Antriebseinheit wirkende, unfallbedingte Kraftbeaufschlagung, welche eine Rückverlagerung der Antriebseinheit bewirkt. In der Folge wird die Antriebseinheit über die Stützeinrichtung an der Personenkraftwagenkarosserie abgestützt. Überschreitet beispielsweise die unfallbedingte Kraftbeaufschlagung ein vorgebbares Belastungsniveau, so kann sich beispielsweise eine Verbindung zwischen der Abstützstruktur und der Tragstruktur lösen, so dass die Abstützstruktur relativ zur Tragstruktur entlang dieser verschoben wird. Hierbei gleitet beispielsweise die Abstützstruktur an der Tragstruktur ab.The supporting device according to the invention for supporting a drive unit on a passenger car body comprises a supporting structure which can be arranged on the underside of a vehicle floor of the passenger vehicle body and a supporting structure to be held at least indirectly on the vehicle floor, which support structure can be held directly on the supporting structure and / or the vehicle floor. The support structure extends from the support structure upwards in front and is displaceable with an accidental force application acting on the support structure by the drive unit under support of the drive unit along the support structure with deformation of the vehicle floor to the rear. If, for example, a head-on collision of the passenger car with an accident barrier results, an accident-dependent application of force acting in the vehicle longitudinal direction from the front to the rear on the drive unit causes a rearward displacement of the drive unit. As a result, the drive unit is supported via the support means on the passenger car body. If, for example, the accidental application of force exceeds a predeterminable load level, then, for example, a connection between the supporting structure and the supporting structure can be released so that the supporting structure is displaced along the latter relative to the supporting structure. In this case, for example, the support structure slides on the support structure.
Die Abstützstruktur kann dabei die eingangs beschriebene Funktion eines bei einem konventionellen Antriebsstrang vorgesehenen Getriebes übernehmen und eine Krafteinleitung in die Personenkraftwagenkarosserie gewährleisten. Dies bedeutet, dass es aufgrund der Verschiebung der Abstützstruktur entlang der Tragstruktur zu deren Intrusion in die Personenkraftwagenkarosserie kommt, so dass sich diese insbesondere plastisch verformt. Dadurch kann Aufprallenergie in Verformungsenergie umgewandelt und dadurch abgebaut werden. Dies bedeutet, dass sich mit Hilfe der Abstützstruktur eine definierte Krafteinleitung in die Personenkraftwagenkarosserie realisieren lässt, wie dies beispielsweise bei einem konventionellen Antriebsstrang mittels eines Getriebes realisiert werden kann.The support structure can assume the function of a transmission provided in a conventional drive train described at the beginning and ensure a force introduction into the passenger car body. This means that due to the displacement of the support structure along the support structure to its intrusion into the passenger car body, so that this particular plastically deformed. As a result, impact energy can be converted into deformation energy and thereby reduced. This means that with the help of the support structure, a defined introduction of force can be realized in the passenger car body, as can be realized for example in a conventional drive train by means of a transmission.
Die erfindungsgemäße Stützeinrichtung eignet sich somit besonders vorteilhaft für den Einsatz bei alternativen Antriebssträngen, bei denen eine Antriebseinheit wie beispielsweise ein Elektromotor, jedoch kein Getriebe vorgesehen ist. Die eingangs beschriebene, bei konventionellen Antriebssträngen durch die Verbrennungskraftmaschine und das Getriebe darstellbare Verblockung lässt sich mittels der erfindungsgemäßen Stützeinrichtung auch bei Antriebssträngen, welche kein Getriebe aufweisen, realisieren. Diese Verblockung kann mittels der Antriebseinheit und der Abstützstruktur dargestellt werden.The support device according to the invention is thus particularly advantageous for use in alternative drive trains, in which a drive unit such as an electric motor, but no transmission is provided. The initially described, in conventional powertrains by the internal combustion engine and the Transmission representable blocking can be realized by means of the support device according to the invention even in drive trains, which have no transmission. This blocking can be represented by means of the drive unit and the support structure.
Die Tragstruktur ermöglicht beispielsweise eine gezielte beziehungsweise definierte Führung der Abstützstruktur bei deren unfallbedingter Rückverlagerung. Darüber hinaus kann durch die Unterteilung der Stützeinrichtung in Abstützstruktur und Tragstruktur ein voneinander unabhängiger Ein- und Ausbau der Abstützstruktur und der Tragstruktur beispielsweise im Servicefall realisiert werden. Mit anderen Worten ist es möglich, dass die Abstützstruktur an der Personenkraftwagenkarosserie verbleiben kann, während die Tragstruktur von der Personenkraftwagenkarosserie gelöst und beispielsweise gewartet oder ausgetauscht wird.The support structure allows, for example, a targeted or defined guidance of the support structure in their accidental shift back. In addition, by the subdivision of the support means in support structure and support structure independent installation and removal of the support structure and the support structure can be realized, for example in case of service. In other words, it is possible that the support structure may remain on the passenger car body while the support structure is detached from the passenger car body and, for example, serviced or replaced.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn durch den Fahrzeugboden ein Tunnel, insbesondere ein Mitteltunnel, gebildet ist. Dabei ist die Abstützstruktur zumindest bereichsweise in den Tunnel aufgenommen. Mittels der Abstützstruktur ist bei deren Verschiebung nach hinten der Tunnel unter Energieverzehrung plastisch deformierbar. Kommt es zu einer unfallbedingten Rückverlagerungen der Abstützstruktur entlang der Tragstruktur, so wird der Tunnel mittels der sich nach hinten bewegenden Abstützstruktur – wie bei einem konventionellen Antriebsstrang – aufgeweitet und dadurch plastisch verformt. Dadurch kann Aufprallenergie besonders effizient und effektiv in Verformungsenergie umgewandelt werden.It has proven to be particularly advantageous if a tunnel, in particular a center tunnel, is formed through the vehicle floor. The support structure is at least partially added to the tunnel. By means of the support structure, the tunnel is plastically deformable when it is displaced to the rear, consuming energy. If there is an accidental rearward displacements of the support structure along the support structure, the tunnel is widened by means of the rearwardly moving support structure - as in a conventional drive train - and thereby plastically deformed. As a result, impact energy can be converted to deformation energy in a particularly efficient and effective manner.
Die erfindungsgemäße Abstützeinrichtung eignet sich besonders vorteilhaft für den Einsatz bei einem heckgetriebenen Personenkraftwagen, bei welchem beispielsweise wenigstens eine Welle, insbesondere eine Gelenkwelle, durch den Tunnel geführt wird. Über die Welle können von der Antriebseinheit bereitgestellte Drehmomente an angetriebene beziehungsweise anzutreibende Hinterräder des Personenkraftwagens übertragen werden. Dabei kann der Tunnel nicht nur zum Führen der Welle, sondern auch als Crashstruktur verwendet werden, welche bei der unfallbedingten Rückverlagerung der Abstützstruktur durch diese unter Energieverzehrung verformt wird.The support device according to the invention is particularly advantageous for use in a rear-wheel drive passenger car, in which, for example, at least one shaft, in particular a propeller shaft, is guided through the tunnel. About the shaft provided by the drive unit torques can be transmitted to driven or driven rear wheels of the passenger car. In this case, the tunnel can be used not only for guiding the shaft, but also as a crash structure, which is deformed by the accidental return displacement of the support structure by this under energy consumption.
Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Stützeinrichtung, die Personenkraftwagenkarosserie, insbesondere den Fahrzeugboden, auf einfache Weise sowohl für konventionelle Antriebsstränge als auch für alternative Antriebsstränge zu verwenden bei gleichzeitiger Realisierung eines sehr guten Unfallverhaltens sowohl bei Einsatz des konventionellen Antriebsstrangs als auch bei Einsatz des alternativen Antriebsstrangs. Mit anderen Worten ist es möglich, die Personenkraftwagenkarosserie mit einem konventionellen Antriebsstrang zu kombinieren, welcher als die Antriebseinheit eine Verbrennungskraftmaschine und ein mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppeltes Getriebe aufweist. Das Getriebe kann – analog zur Abstützstruktur – im Tunnel angeordnet werden und bei einem Frontalaufprall die beschriebene Funktion der Abstützstruktur übernehmen.In addition, the support device according to the invention, the passenger car body, in particular the vehicle floor, to use both conventional powertrains and alternative powertrains in a simple manner while realizing a very good accident behavior both when using the conventional drive train and when using the alternative drive train. In other words, it is possible to combine the passenger car body with a conventional powertrain having as the drive unit an internal combustion engine and a transmission coupled to the internal combustion engine. The transmission can - in analogy to the support structure - are arranged in the tunnel and take over the described function of the support structure in a frontal impact.
Kommt jedoch ein alternativer Antriebsstrang zum Einsatz, welcher als die Antriebseinheit beispielsweise einen Elektromotor, jedoch kein Getriebe aufweist, so kommt bei Verwendung eines solchen alternativen Antriebsstrangs die erfindungsgemäße Stützeinrichtung zum Einsatz, mittels welcher sich eine besonders vorteilhafte Verblockung im Vorderwagenbereich der Personenkraftwagenkarosserie realisieren lässt. Somit ist es beispielsweise möglich, die Personenkraftwagenkarosserie auf einen der Antriebsstränge, beispielsweise den konventionellen Antriebsstrang, auszulegen und davon andere, weitere Antriebskonzepte wie beispielsweise den alternativen Antriebsstrang abzuleiten, wobei dann zur Realisierung eines besonders vorteilhaften Unfallverhaltens die erfindungsgemäße Stützeinrichtung zum Einsatz kommt.However, if an alternative drive train is used, which has, for example, an electric motor but no transmission as the drive unit, the support device according to the invention is used when using such an alternative drive train, by means of which a particularly advantageous blocking in the front-end area of the passenger vehicle body can be realized. Thus, it is possible, for example, interpret the passenger car body on one of the drive trains, such as the conventional drive train, and derive other, other drive concepts such as the alternative drive train, then the support device according to the invention is used to realize a particularly advantageous accident behavior.
Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Abstützeinrichtung wenigstens eine den Tunnel überbrückende und am Fahrzeugboden befestigte Querstrebe aufweist, welche als spezifisches Zusatzteil am Fahrzeugboden angebracht werden kann. Hierdurch lässt sich eine besonders gute Steifigkeit in Fahrzeugquerrichtung realisieren, so dass sich auch ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten bei einem Seiten- oder Pfahlaufprall realisieren lässt.As further particularly advantageous, it has been shown, when the support means has at least one tunnel bridging and fixed to the vehicle floor cross member, which can be attached as a specific additional part on the vehicle floor. This makes it possible to realize a particularly good rigidity in the vehicle transverse direction, so that it is also possible to realize a particularly advantageous accident behavior in the event of a side or pole impact.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Abstützstruktur wenigstens eine Soll-Versagensstelle aufweist, an welcher die Abstützstruktur bei Überschreiten eines vorgebbaren Schwellenwerts durch die unfallbedingte Kraftbeaufschlagung gezielt versagt, insbesondere knickt. Vorzugsweise ist die Soll-Versagensstelle in Fahrzeuglängsrichtung vor der Querstrebe angeordnet. Dadurch kann eine übermäßig steife Anbindung der Abstützstruktur an den Fahrzeugboden vermieden und die zuvor beschriebene, gewünschte unfallbedingte Rückverlagerung der Abstützstruktur relativ zur Tragstruktur ermöglicht werden, wenn die unfallbedingte Kraftbeaufschlagung den vorgebbaren Schwellenwert überschreitet.A further embodiment is characterized in that the support structure has at least one predetermined failure point at which the support structure selectively fails, in particular kinks, when a predefinable threshold value is exceeded due to the accidental application of force. Preferably, the target failure point is arranged in the vehicle longitudinal direction in front of the transverse strut. As a result, an excessively rigid connection of the supporting structure to the vehicle floor can be avoided and the previously described, desired accident-related rearward displacement of the supporting structure relative to the supporting structure can be made possible if the accidental application of force exceeds the predefinable threshold value.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawings; these show in:
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Wie besonders gut in Zusammenschau mit
Der Abstützrahmen
In
Um eine besonders vorteilhafte Abstützung der Antriebseinheit
Insgesamt ist erkennbar, dass bei Erreichen einer definierten Kraft, welche von der Antriebseinheit
Claims (4)
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