DE10323725A1 - Rohbaustruktur für einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rohbaustruktur für einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs mit einem unterhalb einer Windschutzscheibe (10) verlaufenden Querträger (4), einem unterhalb des Querträgers (4) angeordneten Sammelbehälter (5) sowie einem Versteifungselement (11), welches sich von einem Rohbaustrukturteil im Vorbau diagonal durch den Vorbau in Richtung des Sammelbehälters (5) erstreckt und mit diesem verbunden ist. Durch die Erfindung wird die Sicherheit von Fahrzeuginsassen erhöht. Dazu ist der Sammelbehälter (5) so ausgeführt, dass er sich bei einem Aufprall energieabsorbierend deformiert.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Rohbaustruktur für einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Derartige Rohbaustrukturen sind beispielsweise aus der DE 199 28 588 A1 bekannt. Sie weisen einen unterhalb der Windschutzscheibe verlaufenden Querträger sowie einen unterhalb dieses Querträgers angeordneten Sammelbehälter, insbesondere einen Wasserkasten, auf. Weiterhin sind Versteifungselemente vorgesehen, welche sich von einem Rohbaustrukturteil im Vorbau diagonal durch den Vorbau in Richtung des Sammelbehälters erstrecken und mit diesem Sammelbehälter verbunden sind.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohbaustruktur für einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, durch die die Sicherheit von Fahrzeuginsassen erhöht wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Rohbaustruktur für einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
• Demnach zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung dadurch aus, dass die diagonal durch den Vorbau verlaufenden Verstei fungselemente der Rohbaustruktur mit dem Sammelbehälter verbunden sind, wobei der Sammelbehälter gezielt als Deformationselement ausgestaltet ist. Die erfindungsgemäße Lösung bringt den Vorteil mit sich, dass bei einem Aufprall Aufprallkräfte, die über beliebige Kraftpfade im Vorbau in die Versteifungselemente eingeleitet werden, bei einer Überleitung auf den Sammelbehälter zumindest teilweise vernichtet werden können. Dadurch wird die Gefahr von in einen Fahrzeuginnenraum eindringenden Bauteilen (Intrusion) erheblich reduziert und damit die Sicherheit von Fahrzeuginsassen erhöht. Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von Sammelbehälter die Rede ist, so sind damit alle den Sammelbehälter begrenzenden Strukturbauteile sowie die in dem Sammelbehälter angeordneten Strukturen gemeint. Das bedeutet, dass zum Sammelbehälter, im Sinne der Erfindung, auch die den Sammelbehälter begrenzende Stirnwand, sowie sonstige den Sammelbehälter begrenzenden Bleche zählen. Das gleiche gilt für sämtliche innerhalb des Behälters angeordnete Strukturen, wie beispielsweise Streben, Energieabsorptionselemente oder dgl. Und außerhalb angeordnete, dem Sammelbehälter zugeordnete Bauteile.
• Das Versteifungselement kann sich beispielsweise von einem Federbeindom bis zu dem Sammelbehälter erstrecken. Dadurch wird ein zusätzlicher Kraftpfad auf einer oberhalb der Hauptlängsträgerebene liegenden Ebene eröffnet.
• Es ist denkbar, zwei Versteifungselemente im Vorbau vorzusehen, die symmetrisch zueinander angeordnet sind. Bei diagonal verlaufenden Versteifungselementen, ist es auch denkbar, an dem Sammelbehälter einen gemeinsamen Anbindungspunkt für beide Versteifungselemente vorzusehen.
• Das Versteifungselement kann mit dem Federbeindom verschweißt sein. Es ist jedoch auch die Verwendung von jeder anderen Verbindungstechnik zum Befestigen des Versteifungselementes an dem Federbeindom denkbar, einschließlich von lösbaren Verbindungstechniken. Das gleiche gilt für die Verbindung zwischen dem Versteifungselement und dem Sammelbehälter.
• Um den Sammelbehälter energieabsorbierend auszugestalten, ist es denkbar, in Verlängerung des Versteifungselementes in dem Sammelbehälter eine Deformationsstrebe anzuordnen. Die Deformationsstrebe kann an ihrem, von dem Versteifungselement abgewandten Ende entweder mit der den Sammelbehälter begrenzenden Stirnwand oder mit dem unter der Windschutzscheibe verlaufenden Querträger verbunden sein. Aufprallkräfte, die durch das Versteifungselement in den Sammelbehälter geleitet werden, werden bei dieser Ausführungsform direkt von der Deformationsstrebe aufgenommen, die so gestaltet ist, dass sie sich bei Einleiten einer Kraft unter Energieaufnahme deformiert. Über die Gestaltung der Deformationsstrebe kann gezielt der Betrag an zu absorbierender Energie eingestellt werden.
• Um eine breitflächige Energieaufnahme zu gewährleisten, kann die Deformationsstrebe an dem dem Versteifungselement zugewandten Ende einen Querschnitt aufweisen, der größer ist als der Querschnitt des von dem Versteifungselement abgewandten Ende. Dabei ist es denkbar, dass der Querschnitt der Deformationsstrebe sich kontinuierlich über dessen Länge verändern kann. Es ist aber auch denkbar, den Querschnitt sprunghaft zu verändern. Über diesen Querschnitt kann das gewünschte Verformungsverhalten der Deformationsstrebe und somit der Verlauf des Energieabbaus über die Zeit sowie der absolute Betrag auf einfache Weise beeinflusst werden.
• Es ist auch denkbar, zusätzlich zu den sich in Verlängerung des Versteifungselementes erstreckenden Deformationsstreben in dem Sammelbehälter weitere Deformationsstreben vorzusehen. Weiterhin ist es denkbar, dass die Deformationsstreben lediglich in dem Bereich angeordnet sind, in dem das Versteifungselement den Sammelbehälter berührt, ohne in direkter Verlängerung des Versteifungselementes angeordnet zu sein.
• Der Sammelbehälter kann Aufnahmen für die Deformationsstrebe aufweisen. Diese Aufnahmen können beispielsweise aus Absätzen bestehen, die in die den Sammelbehälter begrenzenden Strukturbauteile eingebracht sind.
• Eine weitere Möglichkeit, den Sammelbehälter so zu gestalten, dass er sich bei einem Aufprall energieabsorbierend deformiert, besteht darin, den Sammelbehälter mit Sicken zu versehen. Diese Sicken können ebenso, wie die bereits beschriebenen Deformationsstreben, lediglich im Bereich des Anbindungspunktes des Versteifungselementes an dem Sammelbehälter vorgesehen sein. Es ist aber auch denkbar, dass sich die Sicken über den gesamten Sammelbehälter erstrecken. Über die Tiefe der Sicken kann die Deformation und somit da Maß an Energieabsorption eingestellt werden.
• Die Sicken sind dabei so angeordnet, dass die eigentliche Funktion des Sammelbehälters nicht beeinträchtigt wird. Selbstverständlich können in dem Sammelbehälter sowohl Sicken als auch Deformationsstreben angeordnet sein. Weiterhin können auch andere energieabsorbierende Strukturen in dem Sammelbehälter angeordnet werden, wie Wabenstrukturen etc..
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Rohbaustruktur für einen Vorbau eines Kraftfahrzeuges mit einem Versteifungselement und einem Sammelbehälter, bei der der Sammelbehälter eine Deformationsstrebe aufweist sowie
• 2 eine erfindungsgemäße Rohbaustruktur gemäß 1, bei der der Sammelbehälter Sicken aufweist.
• 1 zeigt einen Querschnitt durch Teile eines Kraftfahrzeugvorbaus. Nach oben hin ist dieser durch eine Motorhaube 1 begrenzt. Unterhalb der Motorhaube 1 ist ein Federbeindom 2 zu erkennen. Der Vorbau wird nach hinten durch eine Stirnwand 3 begrenzt. An dem oberen Ende der Stirnwand 3 ist ein Querträger 4 angeordnet, der sich horizontal unterhalb einer Windschutzscheibe 10 erstreckt. Unterhalb des Querträgers 4 ist ein Sammelbehälter 5 vorgesehen. Der Sammelbehälter 5 wird auf der einem Fahrzeuginnenraum 6 zugewandten Seite durch die Stirnwand 3 und auf der einem Motorraum 7 zugewandten Seite durch ein Blech 8 begrenzt. Das Blech 8 ist im unteren Bereich des Sammelbehälters 5 mit der Stirnwand verbunden und verläuft dann nach oben so weiter, dass der Sammelbehälter in dem dargestellten Schnitt im Wesentlichen U-förmig ist. Nach oben hin ist der Sammelbehälter durch einen sogenannten Wassersammler 9 begrenzt. In dem Wassersammler 9 sammelt sich das von der Windschutzscheibe 5 und der Motorhaube 1 ablaufende Wasser, um dann in den Sammelbehälter 5 geleitet zu werden. Der Wassersammler 9 weist zudem nicht dargestellte Lufteintrittsöffnungen auf, die einen Austausch von der Umgebungsluft mit der in dem Sammelbehälter 5 vorhandenen Luft ermöglichen. Das ist vor allem deshalb notwendig, weil in dem Sammelbehälter 5 nicht dargestellte Ansaugöffnungen für eine Klimaanlage angeordnet sein können. Weiterhin ist in Verlängerung des Wassersammler 9 eine Dichtung 20 vorgesehen, die sich von dem Wassersammler 9 bis zur Motorhaube erstreckt und ein Eintreten von im Motorraum vorhandenen Gasen in den Sammelbehälter 5 vermeidet.
• Von dem Federbeindom 2 bis zu dem Sammelbehälter 5, insbesondere bis zu dem Blech 8, erstreckt sich ein Versteifungselement 11. Zur Aufnahme des Versteifungselementes 11 weist der Federbeindom einen Absatz 12 auf. Das Versteifungselement 11 kann sowohl mit dem Federbeindom 2 als auch mit dem Blech 8 verschweißt sein. In Verlängerung des Verstärkungselementes 11 ist in dem Sammelbehälter 5 eine Deformationsstrebe 13 angeordnet. Zur Befestigung der Deformationsstrebe 13 in dem Sammelbehälter 5 weist dieser Einhängestellen 14a und 14b auf. Die Einhängestellen 14a und 14b bestehen aus, in das Blech 8 bzw. die Stirnwand 3 eingebrachte Ausnehmungen bzw. Vertiefungen. Die Deformationsstrebe 13 kann ebenso wie das Versteifungselement 11 mit dem Blech 8 sowie der Stirnwand 3 verschweißt sein. Die Deformationsstrebe 13 ist auf der dem Versteifungselement 11 zugeordneten Seite im Querschnitt größer ausgeführt als auf der von dem Versteifungselement 11 wegweisenden Seite. Der Querschnittsverlauf verjüngt sich über die Länge der Deformationsstrebe kontinuierlich.
• Im Folgenden wird die Funktionsweise des soeben beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Bei einem Aufprall, der eine gewisse Stärke überschreitet, wird Aufprallenergie über einen beliebigen Kraftpfad in den Federbeindom 2 und von dort in das Verstärkungselement 11 eingeleitet. Diese Aufprallenergie wird über das Blech 8 in die Deformationsstrebe 13 weitergeleitet. Die Deformationsstrebe 13 ist so gestaltet, dass sie sich bei einer Krafteinleitung gezielt deformiert. Bei der Deformation wird Aufprallenergie absorbiert. Dadurch wird vermieden, dass Rohbaustrukturteile durch die Stirnwand 3 in den Innenraum dringen.
• Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit der 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es unterscheidet sich lediglich durch eine andere Gestaltung des Sammelbehälters 5. Dieser ist in diesem Ausführungsbeispiel mit Sicken 15 versehen. Sowohl die Stirnwand 3 als auch das Blech 8 weisen Sicken auf, über die die Stabilität der Wanne 5, insbesondere deren Neigung zur Deformation gezielt eingestellt werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Sicken 15 in Fahrzeughochrichtung und sind auf dem Blech 8 und der Stirnwand 3 auf einer Höhe angeordnet, so dass beide Sicken 15 gegeneinander laufen. Über die Tiefe der Sicken lässt sich das Energieabsorptionsniveau bestimmen. Es ist denkbar, dass die Sicken 15 nur örtlich begrenzt, d. h. nur im Bereich des Anbindungspunktes des Versteifungselementes 11 an dem Sammelbehälter 5 vorgesehen sind. Ebenso ist es denkbar, dass sie sich über die gesamte Breite des Sammelbehälters 5 erstrecken. Die Sicken 15 sind so angeordnet, dass die normale Funktion des Sammelbehälters 5 nicht beeinträchtigt ist. Das bedeutet insbesondere, dass ein Abfließen von Wasser aus dem Sammelbehälter 5 und ein Ansaugen von Luft gewährleistet ist.
• Anstelle der Sicken 15 sowie der Deformationsstrebe 13 können auch andere Strukturen innerhalb des Sammelbehälters 5 angeordnet sein, wie beispielsweise Wabenstrukturen, Verstrebungen usw., solange sie den normalen Gebrauch des Sammelbehälters 5 nicht beeinträchtigen. Selbstverständlich können alle genannten energieabsorbierenden Strukturen miteinander kombiniert werden. Die Funktionsweise des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels entspricht dem im Zusammenhang mit der 1 beschriebenen.

Claims (10)

1. Rohbaustruktur für einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs mit – einem unterhalb einer Windschutzscheibe (10) verlaufenden Querträger (4), – einem unterhalb des Querträgers (4) angeordneten Sammelbehälter (5) sowie – einem Versteifungselement (11), welches sich von einem Rohbaustrukturteil im Vorbau diagonal durch den Vorbau in Richtung des Sammelbehälters (5) erstreckt und mit diesem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (5) so ausgeführt ist, dass er sich bei einem Aufprall energieabsorbierend deformiert.
2. Rohbaustruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Versteifungselement (11) von einem Federbeindom (2) bis zu dem Sammelbehälter (5) erstreckt.
3. Rohbaustruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorbau zwei symmetrisch angeordnete Versteifungselemente (11) vorgesehen sind.
4. Rohbaustruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (11) mit dem Federbeindom (2) und/oder dem Sammelbehälter (5) verschweißt ist.
5. Rohbaustruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sammelbehälter (5) in Verlängerung des Versteifungselementes (11) eine Deformationsstrebe (13) angeordnet ist.
6. Rohbaustruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationsstrebe (13) an dem dem Versteifungselement (11) zugewandten Ende einen Querschnitt aufweist, der größer ist als der Querschnitt des von dem Versteifungselement (11) abgewandten Ende.
7. Rohbaustruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Deformationsstrebe (13) kontinuierlich über die Länge der Deformationsstrebe (13) abnimmt.
8. Rohbaustruktur nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (5) Aufnahmen (14a, 14b) für die Deformationsstrebe (13) aufweist.
9. Rohbaustruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (5) Sicken (15) aufweist.
10. Rohbaustruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (15) in dem Bereich des Sammelbehälters (5) angeordnet sind, in dem das Versteifungselement (11) mit dem Sammelbehälter (5) verbunden ist.