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Die Erfindung betrifft eine Rohbaustruktur hinter einem Radhaus eines Vorderrads eins Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus dem Fahrzeugbau von Personenkraftwagen sind bereits Kraftwagenkarosserien bekannt, bei welchen im Bereich hinter den jeweiligen Radhäusern der Vorderräder auf beiden Fahrzeugseiten jeweilige Rohbaustrukturen mit einem wenigstens ein Schalenelement aufweisenden Querträger vorgesehen sind, welcher sich außenseitig eines jeweils seitlich zugeordneten Längsträgers einer Hauptlängsträgerebene, welcher gelegentlich auch als Motorträger bezeichnet wird, in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin bis zu einem Seitenschweller erstreckt.
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Insbesondere bei Frontalkollisionen mit geringer Breitenüberdeckung des Kraftwagens mit einem Hindernis oder einem Unfallpartner, werden derartige Rohbaustrukturen hinter dem jeweiligen Radhaus desjenigen Vorderrads, auf dessen Seite die Kollision mit dem Hindernis erfolgt, erheblich mit Kräften beaufschlagt, wenn das rückverlagerte Rad auf die jeweilige Rohbaustruktur auftrifft. Hierbei wird insbesondere die Verbindung zwischen dem wenigstens einen Schalenelement des Querträgers und einem entsprechenden Bauelement des Seitenschwellers mit hohen Kräften belastet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Rohbaustruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, welche insbesondere bei einer in Folge einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung des Kraftwagens mit einem Hindernis oder einem Unfallpartner und einem damit einhergehenden Auftreffen des kollisionsbedingt nach hinten rückverlagerten Vorderrads auf die Rohbaustruktur ein verbessertes Kraftübertragungsverhalten und damit ein verbessertes Deformations- und Energieabsorptionsverhalten aufweist..
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Rohbaustruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Günstige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der unabhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße Rohbaustruktur hinter einem Radhaus eines Vorderrads eines Kraftwagens umfasst wenigstens ein Schalenelement eines Querträgers, welcher sich außenseitig eines Längsträgers in Fahrzeugquerrichtung bis zu einem Seitenschweller erstreckt. Um dabei einen Rohbaustruktur zu schaffen, welche Kräfte beim Auftreffen eines Vorderrads, welches insbesondere infolge einer Rückverlagerung bei einer Frontalkollisionen mit geringer Breitenüberdeckung des Kraftwagens mit einem Hindernis oder einem Unfallpartner auf die Rohbaustruktur auftrifft, auf verbesserte Weise aufnehmen kann und somit ein verbessertes Kraftübertragungsverhalten aufweist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schalenelement des Querträgers mittels wenigstens einer Schraubverbindung mit einem Bauelement des Seitenschwellers verbunden ist. Durch eine derartige Schraubverbindung können nämlich weitaus mehr Kräfte zwischen dem Schalenelement des Querträgers und dem Bauelement des Seitenschwellers aufgenommen werden als bei der gängigen Verbindungen. Somit wird eine verbesserte Verbindung zwischen dem Schalenelement des Querträgers und dem wenigstens einen entsprechenden Bauelement des Seitenschwellers in wirkungsvoller Weise realisiert, und zwar insbesondere beim Auftreffen des Vorderrads auf den Querträger infolge einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung des Kraftwagens mit einem Hindernis oder einem Unfallpartner. Somit können die Crashlasten, welche vom jeweiligen Vorderrad eingeleitet werden, sicher in den Schweller übertragen werden.
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Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Schraubverbindung vor einer kathodischen Tauchlackierung der Kraftwagenkarosserie fixiert ist, also bereits im Rohbau der Kraftwagenkarosserie gesetzt wird. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, im Bereich der Schraubverbindung und der über diese verbundene Flanschverbindung eine geeignete Abdichtung vorzusehen, ohne dass es zu einem Verkleben/Zusetzen der Bauteile der Schraubverbindung oder dergleichen durch das Abdichtmittel kommen kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eine Schraubleiste vorgesehen ist, an welcher wenigstens ein Schraubelement, insbesondere wenigstens eine Mutter, der Schraubverbindung befestigt ist. Über eine derartige Schraubleiste können großformatig Kräfte zwischen dem Schalenelement des Querträgers und dem Bauelement des Seitenschwellers aufgenommen beziehungsweise übertragen werden, sodass sich eine besonders günstige Verbindung des Schalenelements des Querträgers mit dem Bauelement des Seitenschwellers realisieren lässt.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als weiter vorteilhaft gezeigt, wenn die Schraubleiste mit dem Schalenelement des Querträgers gefügt ist. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Schweißverbindung, insbesondere eine Punktschweißverbindung, erfolgen. Hierdurch ergibt sich im Folgenden eine besonders günstige Montage der entsprechenden Schraubverbindungen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass mittels der wenigstens einen Schraubverbindung außerdem ein Bauelement einer Türsäule, insbesondere einer A-Säule, mit dem Schalenelement des Querträgers und dem Bauelement des Seitenschwellers verbunden ist. Somit ergibt sich mittels der Schraubverbindung außerdem eine Integration der jeweiligen Türsäule in den Verbund der beteiligten Bauelemente, sodass sich insgesamt eine besonders günstige und stabile Festlegung des Schalenelements des Querträgers realisieren lässt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass mittels der wenigstens eine Schraubverbindung außerdem ein Verstärkungsbauelement des Seitenschwellers mit dem Schalenelement des Querträgers und dem Bauelement des Seitenschwellers beziehungsweise mit dem Bauelement der Türsäule verbunden ist. Auch hierdurch ergibt sich insgesamt ein besonders steifer und stabiler, durch die jeweiligen Schraubverbindungen zusammengefasster Verbund.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass mittels der wenigstens einen Schraubverbindung außerdem ein Bauelement eines Seitenrahmens beziehungsweise einer Seitenwand der Kraftwagenkarosserie mit dem Schalenelement des Querträgers und dem Bauelement des Seitenschwellers, sowie gegebenenfalls mit dem Bauelement der Türsäule und/oder mit dem Verstärkungselement des Seitenschwellers, verbunden ist. Hierdurch ergibt sich ein noch stabilerer Verbund der mittels der jeweiligen Schraubverbindungen zusammengefassten Bauelemente.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Schalenelement des Querträgers und die Schraubleiste wenigstens eine Aussparung für eine Schweißverbindung der weiteren, mittels der Schraubverbindungen miteinander verbundenen Bauelemente aufweist. Somit können unabhängig von der Schraubverbindung auch an dem Verbund beteiligte Bauelemente untereinander verbunden werden, sodass sich eine zusätzliche Aussteifung und Stabilität des Verbunds der beteiligten Bauelemente realisieren lässt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Unteransicht auf einen vorderen Teil einer Kraftwagenkarosserie eines Personenkraftwagens, welche im Bereich hinter Radhäusern auf beiden Seiten eine jeweilige Rohbaustruktur mit einem zugehörigen, wenigstens ein Schalenelement aufweisenden Querträger umfasst, welcher sich ausgehend von einem jeweils seitlich zugeordneten Längsträger einer Hauptlängsträgerebene, welcher üblicherweise auch als Motorträger bezeichnet wird, in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin bis zu einem korrespondierenden Seitenschweller erstreckt,
- 2 eine ausschnittsweise vergrößerte Perspektivansicht von schräg vorne unten auf die hinter dem in Vorwärtsfahrtrichtung betrachteten linken vorderen Radhaus angeordnete Rohbaustruktur mit dem zugehörigen, wenigstens ein Schalenelement aufweisenden Querträger, welcher sich außenseitig des korrespondierenden Längsträgers beziehungsweise Motorträgers in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin bis zu dem seitlich korrespondierenden Seitenschweller erstreckt, wobei das Schalenelement des Querträgers mittels von drei Schraubverbindungen mit dem Seitenschweller verbunden ist,
- 3 eine gegenüber 2 vergrößerte und perspektivische Ansicht der Schraubverbindungen zwischen dem Schalenelement des Querträgers und jeweiligen Bauelementen im Bereich vor dem seitlich korrespondierenden Seitenschweller, und
- 4 eine Schnittansicht durch die Schraubverbindungen zwischen dem Schalenelement des Querträgers und den weiteren Bauelementen im Bereich des Seitenschwellers gemäß 3 entlang einer in Fahrzeughochrichtung beziehungsweise in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Schnittebene.
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1 zeigt in einer perspektivischen Unteransicht einen vorderen Teil einer Kraftwagenkarosserie eines Personenkraftwagens, welche eine Vorderbaustruktur 1 aufweist, von welcher unter anderem jeweilige Längsträger 2 einer Hauptlängsträgerebene, welche auch als Motorträger bezeichnet werden, erkennbar sind. Weiterhin erkennbar ist eine vordere Stirnwand 3 der Fahrgastzelle 4 des Kraftwagens, welche diese von der Vorderbaustruktur 1 unterteilt.
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Außenseitig des jeweiligen Längsträgers 2 ist in 1 eine jeweilige Rohbaustruktur 5 hinter einem vorliegend lediglich im Rohbau erkennbaren Radhaus eines ebenfalls nicht erkennbaren Vorderrads angeordnet, von welchen in 2 in einer besseren und vergrößerten Perspektivansicht von schräg vorne unten die - in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet - hinter dem vorderen linken Radhaus angeordnete Rohbaustruktur 5 gezeigt ist.
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Hierbei ist insbesondere erkennbar, dass sich außenseitig an den Längsträger 2 ein Schalenelement 6 eines Querträgers 7 in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) bis zu einem seitlich korrespondierenden Seitenschweller 8 beziehungsweise im Weiteren noch näher erläuterten, in diesem Bereich vorgesehenen Bauelemente erstreckt. Das Schalenelement 6 kann dabei gemeinsam mit einem gegebenenfalls vorhandenen weiteren Schalenelement, welches dahinter angeordnet ist, oder aber mit der Stirnwand 3 den einen Hohlquerschnitt aufweisenden Querträger 7 ausbilden. Wie insbesondere aus 2 erkennbar ist, weist das vorliegend als Blechumformteil gestaltete Schalenelement 6 jeweilige Flansche 9, 10 auf, mit welchen das Schalenelement 6 außenseitig beziehungsweise unterseitig eines unterhalb des Längsträgers 2 angeordneten, aber zu diesem gehörenden Winkelelements 11 anschließt. Eine weitere Flanschverbindung 12 ist oberseitig des Schalenelements 6 beziehungsweise des Querträgers 7 erkennbar, mittels welchem dieser an der Stirnwand 3 beispielsweise mittels einer Punktschweißverbindung fixiert ist.
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Anhand der 3 und 4, welche eine gegenüber 2 vergrößerte und perspektivische Ansicht der Oberstruktur 5 im Bereich der Überdeckung des Schalenelements 6 des Querträgers 7 mit dem Seitenschweller 8 beziehungsweise eine Schnittansicht durch die Verbindung des Schalenelements 6 des Querträgers 7 mit dem Seitenschweller 8 entlang einer in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) beziehungsweise in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verlaufenden Schnittebene zeigt, wird erkennbar, dass vorliegend die beteiligten Bauelemente über vorliegend drei Schraubverbindungen 13, 14, 15 miteinander verbunden sind.
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Hierzu weist zunächst das Schalenelement 6 an seinem äußeren Ende einen abgekanteten Flansch 16 auf, welcher sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) und in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) erstreckt. Somit bildet der Flansch 16 mit einem daran angrenzenden Flächenbereich 17 des Schalenelement 6 einen Winkel aus. Im Bereich dieses Winkels ist von innen her eine Schraubleiste 18 an den Flansch 16 angesetzt, an welcher vorliegend drei Muttern 19 angeschweißt oder dergleichen befestigt sind. Diese Muttern 19 wirken - wie dies insbesondere aus 4 erkennbar ist - mit jeweiligen Schrauben 20 zusammen, welche von außen her in die jeweiligen Muttern 19 eingeschraubt sind. Die Muttern 19 und die Schrauben 20 bilden somit die jeweiligen Schraubverbindungen 13, 14, 15. Die Schraubleiste 18 werden im vorliegenden Fall im Rohbau, also vor einer kathodischen Tauchlackierung, ebenfalls durch Punktschweißen oder eine andere Fügverbindungsart innenseitig mit dem Flansch 16 des Schalenelements 6 gefügt. Die Schraubleiste 18 ist im vorliegenden Fall über Eck und demzufolge winkelförmig ausgestaltet, sodass die Schraubleiste 18 nicht nur mit dem Flansch 16, sondern auch mit dem Flächenbereich 17 des Schalenelements 6 und Anlage ist.
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In unmittelbarer Anlage mit dem Schalenelement 6 des Querträgers 7 ist vorliegend ein seitliches beziehungsweise außenseitiges Bauelement 21 des Seitenschwellers 8. Dieses ist vorliegend als flächiges Blechbauteil ausgebildet. Außenseitig auf diesem Bauelement 21 des Seitenschwellers 8 liegt oberhalb ein Verstärkungsbauelement 23 einer Türsäule in Form einer A-Säule an, welche ansonsten vorliegend nicht weiter erkennbar ist. Unterseitig dieses Bauelements 23 liegt an dem Bauelement 21 des Seitenschwellers 8 ein zusätzliches Verstärkungsbauelement 24 des Seitenschwellers 8 an, welches auch als Verstärkung Schweller außen bezeichnet wird. Wie aus 4 erkennbar ist, weist das oberseitig angeordnete Bauelement 23 der Türsäule und das unterhalb davon angeordnete Verstärkungselement 24 des Seitenschwellers 8 im Wesentlichen die gleiche Materialdicke auf, sodass sich insgesamt außenseitig eine ebene Anlagefläche ergibt, der ein Bauelement 25 eines ansonsten nicht weiter erkennbaren Seitenrahmens der Kraftwagenkarosserie anliegt und den Verbund der Bauelemente entsprechend nach außen hin abschließt.
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Wie dabei aus 4 erkennbar ist, weisen die einzelnen Bauelemente 21, 23, 24, 25 im Bereich der jeweiligen Schraubverbindungen 13, 14, 15 jeweilige Durchgangsöffnungen 26 auf, welche im Querschnitt größer bemessen sind als der Querschnitt der jeweiligen Schrauben 20, und über welche die jeweiligen Schrauben 20 mit den korrespondierenden Muttern 19 auf der gegenüberliegenden, inneren Seite des Verbunds verschraubt sind. Diese Schraubverbindungen 13, 14, 15 werden - wie bereits vorab erwähnt - im Rohbau und vor der kathodischen Tauchlackierung der Kraftwagenkarosserie gesetzt beziehungsweise befestigt. Es ist klar, dass gegebenenfalls auf Seiten der Schraubleiste 18 auch die Schrauben 20 und gegenüberliegend die Muttern 19 angeordnet sein können. Ebenfalls ist klar, dass der Verbund, welcher vorliegend über die Schraubverbindungen 13, 14, 15 geschaffen wird, zumindest das Schalenelement 6 und ein Bauelement, insbesondere das Bauelement 21 des Seitenschwellers 8, umfassen musst.
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Durch den Verbund des wenigstens einen Bauteils des Querträger 7, im vorliegenden Fall des Schalenelements 6, mit dem wenigstens einen Bauelement 21 des Seitenschwellers 8 unter Vermittlung wenigstens einer Schraubverbindung 13, 14, 15 wird erreicht, dass bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung der Rohbaustruktur 5, insbesondere des Schalenelements 6 beziehungsweise des Querträgers 7, bei einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung des Kraftwagens mit einem Hindernis oder einem Unfallpartner, bei welcher das entsprechende seitliche Vorderrad rückverlagert wird und gegebenenfalls mit äußerst hoher Geschwindigkeit beziehungsweise hohen Kräften auf die Rohbaustruktur 5 auftrifft, die zuverlässige Verbindung des Schalenelements 6 des Querträgers 7 zu dem Seitenschweller 8 sichergestellt wird. Außerdem wird durch die wenigstens eine und vorliegend insbesondere durch die drei Schraubverbindungen 13, 14, 15 zwischen dem Schalenelement 6 des Querträgers 7 und dem wenigstens einen Bauelement 21 des Seitenschwellers 8 erreicht, dass Crashlasten den Querträger 7 beziehungsweise die Rohbaustruktur 5 auftreffenden Vorderrad sicher in den Seitenschweller 8 übertragen werden. Dies wird erfindungsgemäß durch die wenigstens eine und vorzugsweise drei Schraubverbindungen 13, 14, 15 erreicht.
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Schließlich zeigt insbesondere 3, dass das Schalenelement 6 beziehungsweise der Flansch 16 und die Schraubleiste 18 wenigstens eine Aussparung 27 für eine Schweißverbindung 28 der weiteren, mittels der Schraubverbindung 13, 14, 15 miteinander verbundenen Bauelemente 21, 23, 24, 25 aufweist. Somit können unabhängig von der jeweiligen Schraubverbindung 13, 14, 15 auch die an dem Verbund beteiligte Bauelemente 21, 23, 24, 25 untereinander verbunden werden, sodass sich eine zusätzliche Aussteifung und Stabilität des Verbunds der beteiligten Bauelemente 21, 23, 24, 25 realisieren lässt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rohbaustruktur
- 2
- Längsträger
- 3
- Stirnwand
- 4
- Fahrgastzelle
- 5
- Rohbaustruktur
- 6
- Schalenelement
- 7
- Querträger
- 8
- Seitenschweller
- 9
- Flansch
- 10
- Flansch
- 11
- Winkelelement
- 12
- Flanschverbindung
- 13
- Schraubverbindung
- 14
- Schraubverbindung
- 15
- Schraubverbindung
- 16
- Flansch
- 17
- Flächenbereich
- 18
- Schraubleiste
- 19
- Mutter
- 20
- Schraube
- 21
- Bauelement
- 23
- Verstärkungsbauelement
- 24
- Verstärkungsbauelement
- 25
- Bauelement
- 26
- Durchgangsöffnungen
- 27
- Aussparung
- 28
- Schweißverbindung
