DE19926605B4

DE19926605B4 - Anordnung eines querliegenden Antriebsaggregats im Vorbau eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE19926605B4
Application number: DE1999126605
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.-Ing. Eipper; Werner Dipl.-Ing. Heiss
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2019-06-12
Also published as: DE19926605A1

Abstract

Anordnung eines querliegenden Antriebsaggregats im Vorbau eines Kraftfahrzeugs, der von einer Fahrgastzelle durch eine Stirnwand getrennt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– im Vorbau zwischen dem Antriebsaggregat (3) und der Stirnwand (2) des Antriebsaggregats (3) ein Querträger (6) angeordnet ist und dass
– das Antriebsaggregat (3) so im Vorbau befestigt ist, dass bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs das Antriebsaggregat (3) sich zumindest teilweise von seinen Befestigungen löst und unter Abstützung am Querträger (6) eine zur Unterseite der Fahrgastzelle hin gerichtete Schwenkbewegung um den Querträger (6) herum ausführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines querliegenden Antriebsaggregats im Vorbau eines Kraftfahrzeugs, der von einer Fahrgastzelle durch eine Stirnwand getrennt ist.
Bei derartigen Kraftfahrzeugen besteht die Gefahr, daß das im wesentlichen unverformbare Antriebsaggregat im Falle eines Frontalaufpralls die Stirnwand durchstößt und in die Fahrgastzelle eindringt. Es sind deswegen verschiedene Ansätze entwickelt worden, die darauf abzielen, eine solche Horizontalbewegung des Kraftfahrzeugs im Falle eines Frontalaufpralls zu vermeiden. Den bekannten Ansätzen ist gemein, daß das Antriebsaggregat bei einem Frontalaufprall zu einer schräg nach unten gerichteten Bewegung gezwungen wird.

Aus der DE 42 30 722 A1 ist ein Vorbau eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem das Antriebsaggregat an seinem unteren Ende mit einer schräg nach unten weisenden Gleitfläche versehen ist. Bei einem Frontalaufprall gelangt diese Gleitfläche in Anlage mit einer entsprechenden Gegengleitfläche, die an einem Hilfsrahmen der Karosserie befestigt ist. Durch diese Anordnung einander zugeordneter schräger Gleitflächen wird eine Transversalbewegung des Antriebsaggregats unter die Stirnwand erzwungen.

In der DE 43 26 396 A1 ist eine Anordnung eines querliegenden Antriebsaggregats in einem sehr kurzen Kraftfahrzeugvorbau beschrieben. Bei einem derartigen Vorbau ist es besonders wichtig, durch eine Verschiebung des Antriebsaggregats die zur Verfügung stehende Vorbaulänge möglichst vollständig als Deformationsweg auszunutzen. Die schräg nach unten gerichtete Bewegung wird dort vor allem dadurch bewirkt, daß das Antriebsaggregat in einem spitzen Winkel gegen die Horizontale geneigt eingebaut ist. Der benachbarte Bereich der Stirnwand ist zusätzlich verstärkt und dient als Gleitfläche, die das Antriebsaggregat bei einem Frontalaufprall schräg nach unten ablenkt. Es hat sich gezeigt, daß dieses Konzept trotz des sehr kurzen Vorbaus eine hohe Sicherheit für die Insassen bei einem Frontalaufprall gewährleistet. Nachteilig ist allerdings, daß es nur für Antriebsaggregate verwendbar ist, deren Form speziell für diesen Zweck ausgelegt ist. Ferner ist dieses Konzept nicht ohne weiteres anwendbar, wenn das Antriebsaggregat vor der Vorderachse liegt. In diesem Fall wäre der Abstand zur verstärkten Gleitfläche an der Stirnwand zu groß.

Aus der FR 2 670 737 A1 ist eine obere, steif gestaltete Längsträgerstruktur und eine untere, weicher gestaltete Längsträgerstruktur bekannt, wobei die obere, steifere Längsträgerstruktur sich an einem unterhalb der Windschutzscheibe angeordneten, zwischen Antriebsaggregat und Stirnwand befindlichen Querträger abstützt. Diese Vorbaustruktur ist unabhängig von der Anordnung eines Motorblocks funktionsfähig. Der Motorblock wird durch die Deformation der oberen, steiferen Längsträger und der unteren, weicheren Längsträger nach unten bewegt und stützt sich nicht direkt an dem Querträger ab.

Es stellt sich deswegen die Aufgabe, eine gattungsgemäße Anordnung anzugeben, bei der das Antriebsaggregat die Stirnwand selbst dann nicht durchdringt, wenn das Antriebsaggregat vor der Vorderachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Gewährleistung der Sicherheit soll außerdem nicht von der Wahl spezieller Abmessungen des Antriebsaggregats abhängen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bei dieser Anordnung ist im Vorbau zwischen dem Antriebsaggregat und der Stirnwand ein Querträger angeordnet. Ferner ist das Antriebsaggregat so im Vorbau befestigt, daß bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs das Antriebsaggregat sich zumindest teilweise von den Befestigungen löst und eine zur Unterseite der Fahrgastzelle hin gerichtete Schwenkbewegung um den Querträger herum ausführt. Der Querträger hat somit eine Doppelfunktion. Zum einen schützt er unmittelbar die Fahrgastzelle vor dem Eindringen des Antriebsaggregats. Durch seine Lage zwischen dem Antriebsaggregat und der Stirnwand bewirkt der Querträger ferner, daß im Falle eines Frontalaufpralls das Antriebsaggregat durch Anschlag oder Anliegen am Querträger ein Drehmoment er fährt, das zu einer nach unten hin gerichteten Schwenkbewegung des Antriebsaggregats führt. Durch das Wegschwenken des Antriebsaggregats wird zusätzlicher Deformationsweg im Vorbau freigegeben.

Damit das Antriebsaggregat in der gewünschten Weise bei einem Frontalaufprall nach unten zur Unterseite der Fahrgastzelle hin schwenkt, muß sich der Schwerpunkt des Antriebsaggregats spätestens zum Zeitpunkt des Anschlags am Querträger unterhalb des Querträgers befinden. Andernfalls würde das Antriebsaggregat eine Schwenkbewegung nach oben über den Querträger hinweg ausführen. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird diese Bedingung dadurch gewährleistet, daß der Querträger oberhalb des Schwerpunktes des Antriebsaggregats im Vorbau angeordnet ist und/oder nach Anspruch 3 oberhalb einer vorgesehenen Krafteinleitung (in Richtung Pfeil 7) beim Aufprall eines Unfallgegners vorgesehen wird. Ist der Querträger hingegen unterhalb des Schwerpunktes des Antriebsaggregats angeordnet, so ist eine zusätzliche Zwangskinematik erforderlich, die bei einem Frontalaufprall den Schwerpunkt des Antriebsaggregats noch vor dessen Anschlag am Querträger ausreichend weit nach unten verschiebt. Bei der Ausführung der Zwangskinematik kann auf einen der eingangs genannten, bekannten Ansätze zurückgegriffen werden; in Frage kommen beispielsweise Gleitflächen am Antriebsaggregat und dazu korrespondierende Gleitflächen an tragenden Karosserieteilen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist der Querträger Teil der Stirnwand. Im Vergleich zu einem separaten Querträger läßt sich auf diese Weise eine deutliche Gewichtsredution erzielen.

Bei einer weiteren Ausgestaltung nach Anspruch 4 wird das Antriebsaggregat in an sich bekannter Weise von einem sich zwischen Längsträgern des Kraftfahrzeugs erstreckenden Integralträger getragen. Der Integralträger ist erfindungsgemäß so ausgeführt, daß er bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs durch Deformation oder (Soll-)Bruch den Weg für die gewünschte Schwenkbewegung des Antriebsaggregats freigibt. Die Verwendung eines Integralträgers ist vor allem zweckmäßig im Hinblick auf eine leichte Montierbarkeit des Kraftfahrzeugs.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert, von denen zeigen:
1 eine vereinfachte seitliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung eines Antriebsaggregats in einem Kraftfahrzeugvorbau,
2 den Kraftfahrzeugvorbau aus 1 nach einem Frontalaufprall.
1 zeigt einen sehr kurzen Vorbau 1 eines Kraftfahrzeugs, der von einer nicht näher dargestellten Fahrgastzelle durch eine Stirnwand 2 getrennt ist. Im Vorbau 1 ist ein Antriebsaggregat 3 angeordnet, dessen Schwerpunkt noch vor der durch das Rad 4 angedeuteten Vorderachse liegt. Zu erkennen ist in 1 außerdem einer der beiden Längsträger 5, der die im Vorbau 1 angeordneten Bauteile trägt. Das Antriebsaggregat 3 ist quer zur Fahrtrichtung angeordnet, so daß sich der daran anschließende, in 1 nicht erkennbare Getriebeblock ebenfalls in Querrichtung erstreckt. Das Antriebsaggregat 3 ist zusammen mit dem Getriebeblock zwischen den beiden Längsträgern 5 auf einem Integralträger 10 angeordnet und daran an mehreren Punkten befestigt.
Zwischen dem Antriebsaggregat 3 und der Stirnwand 2 verläuft oberhalb des Schwerpunktes des Antriebsaggregats ein daran anliegender Querträger 6. Dieser ist in 1 als unabhängiges Bauteil in unmittelbarer Nachbarschaft zur Stirnwand 2 dargestellt. Der Querträger 6 kann aber auch integraler Bestandteil der Stirnwand 2 sein. Möglich ist beispielsweise, einen zweischaligen Querträger 6 durch Anschweißen einer Oberschale auf die als Unterschale dienende Stirnwand 2 zu bilden. Der Querträger 6 ist so auszuführen, daß er bei einem Frontalaufprall einer Bewegung des Antriebsaggregats 3 standhält. Angedeutet ist ferner ein Federbeindom 9, der sich unmittelbar an die Stirnwand anschließt.
2 zeigt den Vorbau 1 aus 1 nach einem Frontalaufprall. Durch die Krafteinwirkung in Richtung des Pfeils 7 löst sich der Integralträger 10 an den Motorlagern zumindest teilweise vom Antriebsaggregat 3 und knickt nach unten weg. Außerdem wird durch die Krafteinwirkung auf das Antriebsaggregat 3 ein Drehmoment ausgeübt, da das Antriebsaggregat durch den oberhalb seines Schwerpunkts verlaufenden Querträger 6 an einer translatorischen Bewegung in Richtung des Pfeils 7 gehindert wird. Das Drehmoment führt zu einer zur Unterseite der Fahrgastzelle hin gerichteten Schwenkbewegung des Antriebsaggregats 3 um den Querträger 6 herum, d.h. der Schwerpunkt des Antriebsaggregats 3 beschreibt eine bogenförmige Bahn. Das Antriebsaggregat bewegt sich dabei in den durch das Wegknicken des Integralträgers freigegebenen Raum hinein. Dadurch wird im Frontbereich zusätzlicher Deformationsweg freigegeben, so daß mehr Aufprallenergie in Verformungsarbeit umgesetzt werden kann.
Das Antriebsaggregat 3, der Querträger 6 und die Stirnwand 2 können, wie in 1 und 2 dargestellt, in Fahrzeuglängsrichtung unmittelbar benachbart sein. Insbesondere bei einem längeren Kraftfahrzeugvorbau können die genannten Bauteile jedoch auch in Fahrzeuglängsrichtung beabstandet sein.

Claims

Anordnung eines querliegenden Antriebsaggregats im Vorbau eines Kraftfahrzeugs, der von einer Fahrgastzelle durch eine Stirnwand getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass – im Vorbau zwischen dem Antriebsaggregat (3) und der Stirnwand (2) des Antriebsaggregats (3) ein Querträger (6) angeordnet ist und dass – das Antriebsaggregat (3) so im Vorbau befestigt ist, dass bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs das Antriebsaggregat (3) sich zumindest teilweise von seinen Befestigungen löst und unter Abstützung am Querträger (6) eine zur Unterseite der Fahrgastzelle hin gerichtete Schwenkbewegung um den Querträger (6) herum ausführt.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Querträger (6) oberhalb des Schwerpunktes des Antriebsaggregats (3) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Querträger (6) oberhalb einer vorgesehenen Krafteinleitung (in Richtung Pfeil 7) beim Aufprall eines Unfallgegners angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Querträger (6) Teil der Stirnwand (2) ist.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der das Antriebsaggregat (3) von einem an Längsträgern (S) des Kraftfahrzeugs gehaltenen Integralträger (10) getragen wird, der so ausgeführt ist, daß er bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs durch Deformation oder Bruch den Weg für die Schwenkbewegung des Antriebsaggregats (3) freigibt.