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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug mit unteren
und oberen Längsträgern, die über untere
und obere Querträger sowie über im wesentlichen
senkrecht angeordnete Stützträger miteinander
verbunden sind.
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Aus
der Druckschrift
DE
44 45 327 C1 ist eine gattungsgemäße Karosserie für einen
Personenkraftwagen bekannt. Bei dieser Karosserie ist ein Hohlprofilrahmen
durch ein im Querschnitt hutförmiges
Profil gebildet, das auf den Fahrzeugboden aufgesetzt und an die
hinteren Radkästen
angesetzt ist. Dadurch wird zwar eine Versteifung der Karosserie des
Kraftfahrzeuges, nicht aber eine für den Fall eines Heckcrashs
günstige
Struktur zur Kräfteverteilung
und zum Schutze des Tankeinfüllstutzens
eines Treibstoffsystems erreicht.
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Darüber hinaus
ist aus der Druckschrift
DE 196
42 820 A1 eine Aufbaustruktur für einen Hinterwagen eines Fahrzeuges,
insbesondere eines Cabriolets bekannt. Diese Aufbaustruktur zeichnet
sich dadurch aus, dass die vom hinteren Fahrwerk in die Aufbaustruktur übertragenen
Kräfte
einerseits über die
angrenzenden Längsträgerstrukturen
und andererseits über
einen oberen Querträger
in einen zentralen Kraftflussmittelpunkt eingelenkt und von dort
je nach Belastungsfall in mehrere Träger einer rückwandseitigen Hohlträgerstruktur
weitergeleitet werden, wobei die dem Kraftflussmittelpunkt abgekehrten
Enden der Träger
der Hohlträgerstruktur
an die außenliegenden
Längsträgerstrukturen
angeschlossen sind. Mit dieser Aufbaustruktur wird zwar eine Erhöhung der
Torsions- und Biegesteifigkeit, nicht aber eine für den Fall
eines Heckcrashs günstige
Verteilung der in den Hinterwagen eingeleiteten Kräfte erzielt.
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Ferner
ist in der Druckschrift
DE
297 22 344 U1 ein Chassis für Personenkraftwagen geoffenbart, wobei
an die aus Längs-
und Querträgern
gebildete Fahrgastzelle ein Vorderwagen sowie ein Hinterwagen angeschlossen
ist. Der Vorderwagen und der Hinterwagen sind dabei jeweils als
eine mit der angrenzenden Stirnwand der Fahrgastzelle verbindbare
Baugruppe zur Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsarbeit
ausgebildet. Im Falle eines Heckcrashs wird die Aufprallenergie
jedoch lediglich innerhalb der unteren Längsträgerebene des Hinterwagens umgesetzt.
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Die
DE 40 30 740 C2 offenbart
eine Fahrzeug-Karosserie. Der Hinterwagen dieser Fahrzeugkarosserie
weist an jeder Fahrzeugseite einen hinteren gebogenen Längsträger auf,
der sich vom Schweller über
das Radhaus bis zum hinteren Fahrzeugende erstreckt. Zwischen diesen
beiden hinteren Längsträgern befindet
sich eine gleichfalls gebogene Blechanordnung, die sich von der
Sitzfläche über die
Rückenlehne
einer Rücksitzbankanordnung in
die Hutablage bis in den Kofferraumboden erstreckt und die beiden
Längsträger miteinander
verbindet, so dass die Karosserie in Querrichtung versteift ist.
Der Längsträger ist
im Bereich des Treibstofftanks so geformt, dass er seitlich außerhalb
und benachbart zum Tank angeordnet ist. Dadurch wird bei eine Seitenaufprall
im Bereich des Tanks die Aufprallenergie vom Längsträger aufgenommen und über die
Blechverbindung an den gegenüberliegenden
Längsträger weitergeleitet.
Durch eine derart geschützte
Lage können
Beschädigungen
des Tanks vermindert werden.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung
eine verbesserte Karosserie für
ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die sich bei einem Heckcrash durch
eine erhöhte
Sicherheit auszeichnet und die insbesondere den Tankeinfüllstutzen
bzw. das Treibstoffsystem des Kraftfahrzeuges wirkungsvoll schützt.
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Gelöst wird
diese Aufgabe, indem die Längsträger, die
Querträger
und die Stützträger der
Karosserie im Heckbereich des Kraftfahrzeuges eine weitgehend geschlossene
Käfigstruktur
bilden, wobei wenigstens zwei der Stützträger so angeordnet sind, dass
sie in Fahrtrichtung sowohl vor als auch hinter einem seitlichen
Tankeinfüllstutzen
des Kraftfahrzeuges positioniert sind. Auf diese Art und Weise wird
vor allem bei einem Heckcrash wirkungsvoll vermieden, dass im Kofferraum
des Kraftfahrzeuges angeordnete Teile, wie z.B. Batterie, Ersatzrad
oder Ladung, die in Fahrtrichtung nach vorne geschleudert werden, den
Tankeinfüllstutzen
bzw. das kritische Treibstoffsystem ver letzen können. Zudem unterstützt diese Käfigstruktur
bei einem Heckcrash die Verteilung der heckseitig in die Karosserie
eingeleiteten Kräfte
in die untere und die obere Längsträgerebene
des Kraftfahrzeuges.
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Zweckmäßig ist
der Tankeinfüllstutzen
etwa mittig zwischen den zwei Stützträgern angeordnet und
erstreckt sich der Tankeinfüllstutzen
im wesentlichen parallel zu den zwei Stützträgern. Somit wird durch die
Käfigstruktur
mit den senkrechten Stützträgern ein
maximaler Schutz des seitlichen Tankeinfüllstutzens erreicht, ohne dass
dieser dabei in seiner Funktion als Verbindungsglied zwischen einer
Tanköffnung
und einem Tankbehälter
des Treibstoffsystems beeinträchtigt
wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die wenigstens zwei Stützträger in Fahrtrichtung vorn und
hinten von jeweils einem unteren Querträger eingefasst. Durch dieses
Merkmal ist die Käfigstruktur,
wel che den Tankeinfüllstutzen umgibt,
im unteren Bereich besonders breit und weist dort somit eine höhere Steifigkeit
auf. Die höhere Steifigkeit
im unteren Bereich der Käfigstruktur
ist deshalb sehr günstig,
weil die im Falle eines Heckcrashs in die untere Längsträgerebene
der Karosserie eingeleiteten Kräfte
im allgemeinen größer sind
als die in die obere Längsträgerebene
der Karosserie eingeleiteten Kräfte.
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Vorteilhaft
sind die wenigstens zwei Stützträger auf
einem unteren Längsträger angeordnet,
der im Bereich zwischen den beiden Stützträgern als ein Verbindungselement
mit einem in Fahrtrichtung nach außen gerichteten Versatz ausgebildet
ist, so dass sich der in Fahrtrichtung hinter dem seitlichen Tankeinfüllstutzen
angeordnete Stützträger bezüglich des
Kraftfahrzeuges weiter innen befindet als der in Fahrtrichtung vor
dem seitlichen Tankeinfüllstutzen angeordnete
Stützträger. Dies
hat zur Folge, dass der Tankeinfüllstutzen
speziell gegen die im Falle eines Heckcrashs aus dem Kofferraum
nach vorne in Richtung zur Fahrgastzelle wandernden Massen geschützt ist.
Darüber
hinaus ist die Käfigstruktur
somit an die sich im Bereich der hinteren Radkästen verjüngende Karosserie des Kraftfahrzeuges
angepasst.
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Besonders
vorteilhaft weist der in Fahrtrichtung hinter dem seitlichen Tankeinfüllstutzen
angeordnete Stützträger eine
nach außen
gerichtete heckseitige Abgleitfläche
auf. Durch diese Abgleitfläche
werden die auf ihn auftreffenden Ladungsteile aus dem Kofferraum
nach außen
hin abgeleitet und wird ein Abknicken des Stützträgers verhindert, so dass der
Tankeinfüllstutzen
noch effektiver geschützt wird.
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Weiterbildungsgemäß verbindet
der Tankeinfüllstutzen
eine Tanköffnung
und einen Tankbehälter
miteinander, wobei der Tankbehälter
wenigstens teilweise innerhalb der Käfigstruktur angeordnet ist.
Demzufolge wird nicht nur der Tankeinfüllstutzen im Falle eines Heckcrashs,
sondern auch der teilweise innerhalb der Käfigstruktur angeordnete Tankbehälter des
kritischen Treibstoffsystems im Falle eines Heck- oder Seitencrashs
durch die aus den Längsträgern, den
Querträgern
und den Stützträgern gebildete
geschlossene Käfigstruktur
geschützt.
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiden nachfolgenden
Zeichnungsfiguren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Teilansicht einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges
mit einer erfindungsgemäßen Käfigstruktur;
und
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2 eine
seitliche Teilansicht der Käfigstruktur
in vereinfachter Darstellung.
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Die
in 1 gezeigte perspektivische Teilansicht stellt
den Heckbereich der Karosserie 1 eines Kraftfahrzeuges
dar. Dabei weist die Karosserie 1 zwei untere Längsträger 2,
zwei obere Längsträger 2', drei untere
Querträger 3,
zwei obere Querträger 3' sowie vier
senkrechte Stützträger 4 auf.
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Die
unteren Längsträger 2 bestehen
aus hinteren geraden Längsträgerprofilen 5,
die über
ein unteres Verbindungselement 6 mit einem nach außen gerichteten
Versatz 7 in die mittleren geraden Schweller 8 des
Kraftfahrzeuges übergehen.
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Die
oberen Längsträger 2' bestehen aus
einem oberen Verbindungselement 6' an das sich frontseitig ein gekrümmter Dachrahmen 9 und
heckseitig ein gekrümmter
ringförmiger
Heckrahmen 10 anschließen.
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Auf
diese Weise ist die untere Längsträgerebene
vom unteren Heckbereich bis in den unteren Frontbereich des Kraftfahrzeuges
geführt
und setzt sich die obere Längsträgerebene
vom unteren Heckbereich bis in den oberen Dachbereich des Kraftfahrzeuges
fort, so dass sich die bei einem Heckcrash in die Karosserie 1 eingeleiteten
Kräfte
in die beiden Längsträgerebenen
aufspalten.
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Von
den Querträgern 3, 3' sind zwei der
unteren Querträger 3 im
Vergleich zu den beiden oberen Querträgern 3' gegenüber den Stützträgern 4 in Fahrtrichtung
geringfügig
nach vorn bzw. geringfügig nach
hinten versetzt angeordnet, wie dies insbesondere aus der in 2 gezeigten
seitlichen Teilansicht hervorgeht.
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Die
vier Stützträger 4 sind
jeweils gleich lang ausgebildet, im wesentlichen senkrecht stehend
zwischen den unteren und den oberen Verbindungselementen 6, 6' der beiden
Längsträgerebenen
angeordnet und dienen unter anderem zur Aufnahme der von nicht dargestellten
Federbeinen in die Karosserie 1 des Kraftfahrzeuges eingeleiteten
Kräfte
sowie zur Abstützung
der beiden Längsträgerebenen
gegeneinander.
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Gemäß einer
nicht dargestellten Ausführungsform
könnten
die vier Stützträger 4 jedoch
auch unterschiedlich lang ausgebildet sein und zum Teil seitlich
an den unteren Längsträgern 2 befestigt
sein, um trotz des nach außen
gerichteten Versatzes 7 des unteren Längsträgers 2 in Fahrtrichtung
hintereinander angeordnet zu sein.
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Jeweils
vier der Längsträger 2, 2', vier der Querträger 3, 3' und vier der
Stützträger 4 bilden
zusammen eine geschlossene Käfigstruktur 11,
die im Bereich zwischen der Fahrgastzelle 12 und dem Kofferraum 13 des
Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Dabei ist die Grundfläche der
Käfigstruktur 11 aufgrund der
beiden unteren Längsträger 2 mit
dem nach außen
gerichteten Versatz 7 und aufgrund der leicht nach vorne
bzw. leicht nach hinten versetzten Anordnung der beiden unteren
Querträger 3,
breiter bzw. größer als
die Deckfläche
der Käfigstruktur 11,
wodurch unter anderem eine Anpassung an die Karosserie 1 des
Kraftfahrzeuges verwirklicht ist und eine günstige Steifigkeit der Käfigstruktur 11 erreicht
wird.
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Auf
einer Seite der Karosserie 1 des Kraftfahrzeuges ist etwa
mittig zwischen den zwei seitlich angeordneten Stützträgern 4 und
im wesentlichen parallel zu diesen beiden Stützträgern 4 ein Tankeinfüllstutzen 14 vorgesehen.
Dieser Tankeinfüllstutzen 14 ist
als ein geschwungenes Rohr ausgebildet und verbindet eine nach außen ragende
Tanköffnung 15 und
einen innen- bzw. untenliegenden Tankbehälter 16 des Treibstoffsystems
miteinander.
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Der
Tankeinfüllstutzen 14 wird
somit durch die beiden ihn umgebenden Stützträger 4 der Käfigstruktur 11 sowohl
in Fahrtrichtung nach vorne als auch nach hinten geschützt. Außerdem weist
der hintere der beiden seitlichen Stützträger 4 eine heckseitige
Abgleitfläche 17 mit
einer nach außen
gerichteten Anschrägung
auf, die von der Heckseite bzw. aus dem Kofferraum 13 des
Kraftfahrzeuges auf diesen Stützträger 4 auftreffende
Gegenstände
nach außen hin
abgleiten lässt.
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Der
Tankbehälter 16 des
Treibstoffsystems ist im wesentlichen unterhalb der Käfigstruktur 11 der Karosserie 1 des
Kraftfahrzeuges angeordnet und ragt wenigstens teilweise nach oben
in die geschlossene Käfigstruktur 11 hinein.
Somit wird sogar der teilweise innerhalb der Käfigstruktur 11 angeordnete Tankbehälter 16 nicht
nur bei einem Heckcrash gegen aus dem Kofferraum 13 nach
vorne geschleuderte Ladungsteile geschützt, sondern auch bei ei nem Seitencrash
wirkungsvoll gegen von Außen
eindringende Fremdteile geschützt.
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Die
in den 1 und 2 dargestellte Karosserie 1 mit
der im Heckbereich angeordneten Käfigstruktur 11 besteht
aus Strangpressprofilen, Gussteilen und Blechteilen aus Aluminium,
wobei die Längsträgerprofile 5,
die Schweller 8, der Dachrahmen 9 sowie der Heckrahmen 10 der
Längsträger 2, 2', die Querträger 3, 3' und die Stützträger 4,
als einfache Strangpressprofile ausgebildet sind, während die
Verbindungsteile 6, 6' der Längsträger 2, 2' als komplexe
Gussteile ausgebildet sind.
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Grundsätzlich wären jedoch
auch andere alternative Ausführungsformen
der Karosserie 1 denkbar, wobei die Elemente aus Strangpressprofilen und/oder
aus Blechteilen gebildet sind und wobei die Elemente nicht nur aus
Aluminium sondern auch aus Stahl bestehen können.
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- 1
- Karosserie
- 2,
2'
- Längsträger
- 3,
3'
- Querträger
- 4
- Stützträger
- 5
- Längsträgerprofil
- 6,
6'
- Verbindungselement
- 7
- Versatz
- 8
- Schweller
- 9
- Dachrahmen
- 10
- Heckrahmen
- 11
- Käfigstruktur
- 12
- Fahrgastzelle
- 13
- Kofferraum
- 14
- Tankeinfüllstutzen
- 15
- Tanköffnung
- 16
- Tankbehälter
- 17
- Abgleitfläche