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Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen.
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Personenkraftwagen insbesondere mit Mittelmotor-Antriebskonzept sind aus der Praxis hinlänglich bekannt. So verfügen derartige Personenkraftwagen über ein Antriebsaggregat, das in einem Motorraum positioniert ist, wobei der Motorraum hinter einem Fahrgastraum angeordnet ist. Zwischen dem Fahrgastraum und dem Motorraum erstreckt sich quer zur Längsrichtung des Personenkraftwagens eine Karosseriestruktur mit einer Strukturabstützung, wobei das Antriebsaggregat zwischen dieser Strukturabstützung und einem ebenfalls im Motorraum aufgenommenen Getriebe positioniert ist. Die zwischen dem Fahrgastraum und dem Motorraum positionierte Strukturabstützung fängt zum Beispiel bei einem Auffahrunfall auf die Heckpartie des Personenkraftwagens das Antriebsaggregat derart ab, dass dasselbe nicht in den Fahrgastraum eintritt. Bei aus der Praxis bekannten Personenkraftwagen ist es problematisch, dass zum Beispiel bei einem Auffahrunfall auf die Heckpartie des Personenkraftwagens die sich noch drehende Kurbelwelle des Antriebsaggregats in die Strukturabstützung, insbesondere in einen sogenannten fahrzeugseitigen Tunnelbereich der Strukturabstützung, eintreten und durch die wirkenden Drehmomente die Strukturabstützung verdrehen und in ihrer Funktion beeinträchtigen kann.
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DE 198 22 201 A1 offenbart einen Personenkraftwage, mit einem Fahrgastraum und einem Motorraum, in welchem ein Antriebsaggregat aufgenommen ist, wobei zwischen dem Fahrgastraum und dem Motorraum eine Strukturabstützung einer Karosseriestruktur positioniert ist, und wobei das Antriebsaggregat eine Kurbelwelle umfasst.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuartigen Personenkraftwagen mit verbessertem Crashverhalten zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Personenkraftwagen gemäß Anspruch 1 und durch einen Personenkraftwagen gemäß Anspruch 3 und einen Personenkraftwagen gemäß Anspruch 10 gelöst.
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Zwischen das Antriebsaggregat und der Strukturabstützung ist ein antriebsaggregatseitig oder karosseriestrukturseitig angebundenes Entkopplungselement positioniert, über welches in einem Crashfall eine Drehbewegung der Kurbelwelle derart von der insbesondere tunnelseitigen Strukturabstützung entkoppelbar ist, dass das Entkopplungselement einen unmittelbaren Kontakt der Kurbelwelle und/oder eines mit der Kurbelwelle gekoppelten Schwingungsdämpfers und/oder einer mit der Kurbelwelle gekoppelten Riemenscheibe eines Riementriebs mit der insbesondere tunnelseitigen Strukturabstützung unterbindet bzw. verhindert. Es besteht keine Gefahr, dass die Kurbelwelle die Strukturabstützung beschädigt und damit deren Funktion beeinträchtigt. Hierdurch kann das Crashverhalten eines Personenkraftwagens wesentlich verbessert werden.
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Nach Anspruch 1 ist der Schwingungsdämpfer an einem dem Entkopplungselement zugewandten Ende der Kurbelwelle mit derselben verbunden.
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Nach Anspruch 3 weist das Entkopplungselement einen Abstand von der Strukturabstützung auf, der derart bemessen ist, dass nach einer ersten Variante das Entkopplungselement in einem Crashfall die Drehbewegung der Kurbelwelle bis zum Stillstand abbremst. Dies ist zur Verbesserung des Crash-Verhaltens des Personenkraftwagens besonders vorteilhaft. Alternativ weist nach einer zweiten Variante das Entkopplungselement einen Abstand von der Strukturabstützung auf, der derart messen ist, dass das Entkopplungselement die Drehbewegung der Kurbelwelle solange abbremst, bis nach Auslösung einer Airbag-Funktion das Antriebsaggregat durch ein Steuergerät abgestellt wird. Dies ist zur Verbesserung des Crash-Verhaltens des Personenkraftwagens und zur Gewichtsoptimierung von am Crash-Lastpfad beteiligten Baugruppen besonders vorteilhaft.
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Nach Anspruch 10 trägt das Entkopplungselement an einer der Kurbelwelle, dem Schwingungsdämpfer und/oder der Riemenscheibe zugewandten Seite einen Reibbelag, in welchen die Kurbelwelle und/oder der Schwingungsdämpfer oder die Riemenscheibe im Crashfall einläuft, und/oder der Schwingungsdämpfer und/oder die Riemenscheibe trägt an einer dem Entkopplungselement zugewandten Seite einen Reibbelag, der im Crashfall in das Entkopplungselement einläuft. Hierdurch kann die Bremswirkung beim Abbremsen der drehenden Kurbelwelle weiter verbessert werden.
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Vorzugweise bremst das Entkopplungselement, welches zwischen Antriebsaggregat und Strukturabstützung positioniert ist, die Kurbelwelle zumindest teilweise ab. Mit dem Entkopplungselement wird die rotierende Kurbelwelle des Antriebsaggregats in ihrer Rotation bzw. Drehung zumindest teilweise abgebremst. Es besteht also keine Gefahr, dass eine rotierende Kurbelwelle infolge der wirkenden Drehmomente die Strukturabstützung beschädigt und damit deren Funktion beeinträchtigt. Hierdurch kann das Crashverhalten eines Personenkraftwagens weiter verbessert werden.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Skizze eines ersten erfindungsgemäßen Personenkraftwagens;
- 2 eine schematische Skizze eines zweiten erfindungsgemäßen Personenkraftwagens;
- 3 ein Detail des Personenkraftwagens der 1;
- 4 das Detail der 3; und
- 5 einen Querschnitt durch 4.
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Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen mit Mittelmotor-Antriebskonzept. Die Erfindung ist auch bei einem Personenkraftwagen mit Heckmotor-Antriebskonzept einsetzbar.
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1 zeigt einen stark schematisierten Ausschnitt aus einem ersten erfindungsgemäßen Personenkraftwagen 10 im Bereich eines Motorraums 11, in welchem ein Antriebsaggregat 12 und im gezeigten Ausführungsbeispiel auch ein Getriebe 13 aufgenommen ist. Ferner ist eine Hinterachse 14 mit Hinterrädern 15 gezeigt. Vor dem Motorraum 11 erstreckt sich ein Fahrgastraum 16, wobei sich zwischen dem Fahrgastraum 16 und dem Motorraum 11 eine Karosseriestruktur 21 mit einer Strukturabstützung 17 erstreckt. Die Karosseriestruktur 21 erstreckt sich quer zur Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 10. Bei der gezeigten Strukturabstützung 17 handelt es sich um eine tunnelseitige Strukturabstützung im Bereich eines Tunnels 31 der Karosseriestruktur 21.
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Bei dem in 1 gezeigten Personenkraftwagen 10 mit Mittelmotor-Antriebskonzept ist das Antriebsaggregat 12 zwischen der Strukturabstützung 17 und dem Getriebe 13 angeordnet.
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1 zeigt weiterhin eine Kurbelwelle 18 des Antriebsaggregats 12, die mit einer Getriebeeingangswelle 19 des Getriebes 13 gekoppelt ist. Eine Getriebeausgangswelle 20 des Getriebes 13 treibt die Hinterräder 15 bzw. die Hinterachse 14 des Personenkraftwagens 10 an.
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Um zu verhindern, dass zum Beispiel bei einem Auffahrunfall auf den Heckbereich des Personenkraftwagens 10 die insbesondere tunnelseitige Strukturabstützung 17 der Karosseriestruktur 21 und eine noch drehende Kurbelwelle 18 des Antriebsaggregats 12 in direkten oder unmittelbaren Kontakt kommen und die Strukturabstützung 17 durch von der Kurbelwelle 18 übertragenen Drehmomente beschädigt wird, ist erfindungsgemäß zwischen dem Antriebsaggregat 12 und der Strukturabstützung 17 ein Entkopplungselement 22 positioniert, über welches in einem Crashfall, nämlich zum Beispiel bei einem Auffahrunfall auf den Heckbereich des Personenkraftwagens 10, die Drehung bzw. Rotation der Kurbelwelle 18 des Antriebsaggregats 12 von der Strukturabstützung 17 entkoppelbar ist. Insbesondere ist die Kurbelwelle 18 von dem Entkopplungselement 22 zumindest teilweise abbremsbar, und zwar bevor die Kurbelwelle 18 und/oder ein mit der Kurbelwelle 18 gekoppelter Schwingungsdämpfer 23 und/oder eine mit der Kurbelwelle gekoppelte Riemenscheibe eines Riementriebs, die bzw. der im Crashfall in das Entkopplungselement 22 einläuft, über das Entkopplungselement 22 die Strukturabstützung 17 mittelbar berührt.
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Dabei ist im Ausführungsbeispiel der 1, 3 bis 5 das Entkopplungselement 22 antriebsaggregatseitig und im Ausführungsbeispiel der 2 das Entkopplungselement 22 karosseriestrukturseitig angebunden bzw. fixiert.
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Bevorzugt ist die Variante der 1, 3 bis 5, in welcher das Entkopplungselement 22 antriebsaggregatseitig angebunden ist, nämlich an ein Motorgehäuse des Antriebsaggregats 12. So zeigt 5 einen teilweisen Querschnitt durch ein Antriebsaggregat 12 mit einem an ein Antriebsaggregatgehäuse 24 und demnach statorseitig angebundenen Entkopplungselement 22. Gemäß 5 ist mit der Kurbelwelle 18 ein Schwingungsdämpfer 23 über Schrauben 29 verbunden, und zwar derart, dass der Schwingungsdämpfer 23 zwischen der Kurbelwelle 18 und dem Entkopplungselement 22 positioniert ist.
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Dann, wenn zum Beispiel bei einem Auffahrunfall auf den Heckbereich des Personenkraftwagens 10 das Antriebsaggregat 12 im Motorraum 11 in Richtung auf den Fahrgastraum 16 und damit auf die Strukturabstützung 17 bewegt wird, kommt im gezeigten Ausführungsbeispiel zunächst der Schwingungsdämpfer 23, der zusammen mit der Kurbelwelle 18 rotiert, am statorseitig festgelegten Entkopplungselement 22 zur Anlage, wobei dann das Entkopplungselement 22 die Drehung bzw. Rotation der Kurbelwelle 18 entkoppelt und vorzugweise mittelbar über den Schwingungsdämpfer 23 abbremst, und zwar vorzugsweise bis zum Stillstand derselben, und zwar bevor der Schwingungsdämpfer 23 über das Entkopplungselement 22 die Strukturabstützung 17 indirekt berührt bzw. an derselben mittelbar zur Anlage kommt.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Schwingungsdämpfer 23 auch an einer anderen Stelle mit der Kurbelwelle 18 verbunden sein kann, zum Beispiel zwischen Getriebe 13 und Antriebsaggregat 12. In diesem Fall läuft dann die Kurbelwelle 18 im Crashfall unmittelbar in das Entkopplungselement 22 bei einem Auffahrunfall auf den Heckbereich des Personenkraftwagens 10 ein, sodass dann das Entkopplungselement 22 die Drehung bzw. Rotation der Kurbelwelle 18 unmittelbar abbremst.
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Das Entkopplungselement 22 weist vorzugsweise einen Abstand x von der Strukturabstützung 17 auf, der derart bemessen ist, dass das Entkopplungselement 22 in einem Crashfall, nämlich bei einem Auffahrunfall auf den Heckbereich des Personenkraftwagens 10, die Drehung bzw. Rotation der Kurbelwelle 18 derart entkoppelt, dass die Drehbewegung der Kurbelwelle bis zu einem Zeitpunkt abgebremst wird, bis nach Auslösung einer Airbag-Funktion das Antriebsaggregat durch ein Steuergerät abgestellt wird und zum Stillstand kommt. Dies ist für ein verbessertes Crashverhalten des Personenkraftwagens 10 und zur Gewichtoptimierung der am Crash-Lastpfad beteiligten Baugruppen besonders vorteilhaft.
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Im Ausführungsbeispiel der 1, 3 bis 5, in welchem das Entkopplungselement 22 antriebsaggregatseitig an das Antriebsaggregatgehäuse 24 angebunden ist, ist das Entkopplungselement 22 über mehrere Befestigungsarme 25 an dem Antriebsaggregatgehäuse 24 über Schrauben 26 befestigt, wobei zumindest einer dieser der Befestigungsarme 25 des Entkopplungselements 22 den Schwingungsdämpfer 23 radial außen abschnittsweise umfasst bzw. überdeckt.
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Wie oben bereits ausgeführt, kann das Entkopplungselement 22, welches im Crashfall der Entkopplung der Kurbelwelle 10 von der Strukturabstützung 17, insbesondere dem Abbremsen der Kurbelwelle 18 im Crashfall, dient, auch karosseriestrukturseitig angebunden sein, wobei gemäß 2 das Entkopplungselement 22 über Befestigungsarme 27 an der Karosseriestruktur 21 angebunden ist.
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Um das Abbremsen der Drehung bzw. Rotation der Kurbelwelle 18 über das Entkopplungselement 22 zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass das Entkopplungselement 22 an einer der Kurbelwelle 18 bzw. dem Schwingungsdämpfer 23 oder der Riemenscheibe zugewandten Seite einen Reibbelag 28 trägt, in welchen im Ausführungsbeispiel der 5 der Schwingungsdämpfer 23 oder alternativ die Riemenscheibe im Crashfall einläuft und der durch Erhöhung der Reibung zwischen Schwingungsdämpfer 23 bzw. Riemenscheibe und Entkopplungselement 22 eine effektive Abbremsung der Kurbelwelle 18 bewirkt.
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Obwohl das Vorsehen eines solchen Reibbelags 28 am Entkopplungselement 22 bevorzugt ist, ist es auch möglich, dass alternativ oder zusätzlich der Schwingungsdämpfer 23 oder die Riemenscheibe an einer dem Entkopplungselement 22 zugewandten Seite einen solchen Reibbelag 30 trägt.
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Mit der Erfindung kann auf einfache und zuverlässige Art und Weise sichergestellt werden, dass zum Beispiel bei einem Aufprall auf einen Heckbereich eines Personenkraftwagens 10 mit Mittelmotor-Antriebskonzept die Drehung bzw. Rotation der Kurbelwelle 18 des Antriebsaggregats 12 von der Strukturabstützung 17 entkoppelt ist, vorzugsweise wird die Kurbelwelle 18 abgebremst, bevor dieselbe oder ein Schwingungsdämpfer 23 über das Entkopplungselement 22 die Strukturabstützung 17 des Personenkraftwagens mittelbar berührt. Es besteht dann keine Gefahr, dass von der Kurbelwelle 18 übertragene Drehmomente die Strukturabstützung 17 insbesondere in einem sogenannten Tunnelbereich der Karosseriestruktur 21 verdrehen und damit in ihrer Funktion beinträchtigen. Hieraus ergibt sich eine Funktionsoptimierung und Gewichtoptimierung.
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Das Entkopplungselement 22 ist dabei zwischen Kurbelwelle 18 und Strukturabstützung 17 positioniert, insbesondere derart, dass der mit der Kurbelwelle 18 verbundene Schwingungsdämpfer 23 zwischen Kurbelwelle 18 und Entkopplungselement 22 angeordnet ist. Im Crashfall berührt der Schwingungsdämpfer 23 das Entkopplungselement 22. Es wird ein direkter bzw. unmittelbarer Kontakt zwischen Kurbelwelle 18 bzw. Schwingungsdämpfer 23 und Strukturabstützung 17 verhindert. Insbesondere bremst das Entkopplungselement 22 durch Reibung die Drehung bzw. Rotation der Kurbelwelle 18 zumindest teilweise ab. Hierzu wird ein definierter Abstand x zwischen Entkopplungselement 22 und Strukturabstützung 17 vorgehalten.
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Obwohl die Erfindung bevorzugt bei einem Personenkraftwagen mit Mittelmotor-Antriebskonzept zum Einsatz kommt, kann die Erfindung grundsätzlich auch bei einem Personenkraftwagen mit Heckmotor-Antriebskonzept oder Frontmotor-Antriebskonzept zum Einsatz kommen, nämlich zum einen dann, wenn das Antriebsaggregat, dessen Kurbelwelle in ihrer Drehung bzw. Rotation abgebremst werden soll, zwischen der Strukturabstützung und dem Getriebe angeordnet ist, und zum anderen dann, wenn das Antriebsaggregat, dessen Kurbelwelle in ihrer Rotation bzw. Drehung abgebremst werden soll, zwischen Strukturabstützung und dem Antriebsaggregat angeordnet ist.
