DE19926605B4 - Arrangement of a transverse drive unit in the stem of a motor vehicle - Google Patents

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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.Arrangement of a transverse drive assembly in the stem of a motor vehicle, which is separated from a passenger compartment by an end wall,
characterized in that
- In the stem between the drive unit (3) and the end wall (2) of the drive unit (3) a cross member (6) is arranged and that
- The drive unit (3) is mounted in the stem that in a head-on collision of the motor vehicle, the drive unit (3) at least partially dissolves from its attachments and under support on the cross member (6) directed towards the underside of the passenger compartment pivoting movement about the cross member ( 6) around.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines querliegenden Antriebsaggregats im Vorbau eines Kraftfahrzeugs, der von einer Fahrgastzelle durch eine Stirnwand getrennt ist.The invention relates to an arrangement a transverse drive unit in the stem of a motor vehicle, which is separated from a passenger compartment by an end wall.

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.In such motor vehicles the danger that that essentially non-deformable drive unit in the event of a frontal impact the front wall pierces and in the passenger compartment penetrates. There are therefore different approaches developed been aimed at such a horizontal movement of the Motor vehicle in the event of a frontal collision to avoid. The known approaches is common that the Drive unit in a frontal impact to an obliquely downward directed movement is forced.

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.From the DE 42 30 722 A1 is a stem of a motor vehicle is known in which the drive unit is provided at its lower end with an obliquely downward sliding surface. In a frontal impact, this sliding surface comes into abutment with a corresponding mating sliding surface, which is attached to a subframe of the body. By this arrangement of mutually associated oblique sliding surfaces a transverse movement of the drive unit is forced under the end wall.

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.In the DE 43 26 396 A1 an arrangement of a transverse drive unit is described in a very short vehicle stem. In such a stem, it is particularly important to fully exploit the available nose length as deformation by a displacement of the drive unit. The obliquely downward movement is there mainly effected by the fact that the drive unit is installed inclined at an acute angle to the horizontal. The adjacent area of the end wall is additionally reinforced and serves as a sliding surface, which deflects the drive unit obliquely downwards in a frontal impact. It has been found that this concept ensures a high level of safety for the occupants in a frontal collision despite the very short stem. The disadvantage, however, is that it can only be used for drive units whose shape is designed specifically for this purpose. Furthermore, this concept is not readily applicable when the drive unit is in front of the front axle. In this case, the distance to the reinforced sliding surface on the end wall would be too large.

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.From the FR 2 670 737 A1 is an upper, rigidly shaped side rail structure and a lower, softer shaped side rail structure known, wherein the upper, more rigid side rail structure is disposed on a disposed below the windshield, located between the drive unit and end wall cross member. This stem structure is functional regardless of the arrangement of an engine block. The engine block is moved downwards by the deformation of the upper, stiffer side members and the lower, softer side members and does not support directly on the cross member.

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.It is therefore the task a generic arrangement specify where the drive unit the end wall even then does not penetrate when the drive unit in front of the front axle of the motor vehicle is arranged. Ensuring safety should in addition not on the choice of special dimensions of the drive unit depend.

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.The invention solves this problem by an arrangement according to claim 1. In this arrangement is in the stem between the drive unit and the end wall a cross member arranged. Furthermore, the drive unit is mounted in the stem, that at one Frontal impact of the motor vehicle, the drive unit at least partially detached from the fixtures and one to the bottom the passenger cell directed towards the pivoting movement around the cross member performs. The crossbeam thus has a double function. First, it directly protects the passenger compartment before the penetration of the drive unit. Due to its location between the drive unit and the end wall causes the cross member further, that in the In case of a frontal collision, the drive unit by stop or concerns on the cross member a torque he drives, this leads to a downwardly directed pivoting movement of the drive unit leads. By pivoting away the drive unit is additional Deformation path in the stem released.

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.Thus, the drive unit pivots in the desired manner in a frontal impact down to the bottom of the passenger compartment, the center of gravity of the drive unit must be at the latest at the time of attack on the cross member below the cross member. Otherwise, the drive unit would perform a pivotal movement upwards over the cross member. In an advantageous embodiment according to claim 2, this condition is ensured by the fact that the cross member is disposed above the center of gravity of the drive assembly in the stem and / or according to claim 3 above an intended force introduction (in the direction of arrow 7 ) is provided at the impact of an accident opponent. If the cross member, however, arranged below the center of gravity of the drive unit, an additional compulsory kinematics is required, which shifts the center of gravity of the drive unit sufficiently far down before its stop on the cross member in a frontal impact. In the execution of forced kinematics can on one of the referred to above, known approaches; in question come, for example, sliding surfaces on the drive unit and corresponding sliding surfaces on supporting body parts.

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.In an advantageous embodiment according to claim 3, the cross member Part of the front wall. Compared to a separate cross member can be on achieve a clear weight reduction this way.

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.In a further embodiment according to claim 4, the drive unit in a conventional manner from one itself between longitudinal beams of the Car vehicle extending integral support worn. The integral carrier is According to the invention designed so that it a frontal impact of the motor vehicle by deformation or (Soll-) break the way for the desired Swivel movement of the drive unit releases. The use of a integral carrier is especially useful in terms of an easy mountability of the motor vehicle.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert, von denen zeigen:An advantageous embodiment The invention is explained below with reference to the drawings, of show:

1 eine vereinfachte seitliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung eines Antriebsaggregats in einem Kraftfahrzeugvorbau, 1 a simplified side view of an inventive arrangement of a drive unit in a motor vehicle stem,

2 den Kraftfahrzeugvorbau aus 1 nach einem Frontalaufprall. 2 the motor vehicle stem 1 after a frontal impact.

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. 1 shows a very short stem 1 a motor vehicle, by a passenger compartment, not shown through an end wall 2 is disconnected. In the stem 1 is a drive unit 3 arranged, whose center of gravity is still ahead of the wheel 4 indicated front axle is located. It can be seen in 1 also one of the two side members 5 who's in the stem 1 carries arranged components. The drive unit 3 is arranged transversely to the direction of travel, so that the adjoining, in 1 unrecognizable gear block also extends in the transverse direction. The drive unit 3 is together with the gearbox block between the two side members 5 on an integral support 10 arranged and attached to it at several points.

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.Between the drive unit 3 and the front wall 2 runs above the center of gravity of the drive unit abutting cross member 6 , This one is in 1 as an independent component in the immediate vicinity of the front wall 2 shown. The crossbeam 6 but can also be an integral part of the front wall 2 his. Possible, for example, a bivalve cross member 6 by welding an upper shell on the serving as a lower shell end wall 2 to build. The crossbeam 6 is to be executed so that it is in a frontal impact movement of the drive unit 3 withstand. Also indicated is a spring leg 9 , which connects directly to the front wall.

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. 2 shows the stem 1 out 1 after a frontal impact. By the force acting in the direction of the arrow 7 the integral carrier dissolves 10 at the motor bearings at least partially from the drive unit 3 and kinks down. In addition, by the force acting on the drive unit 3 a torque exerted because the drive unit through the above its center of gravity extending cross member 6 on a translatory movement in the direction of the arrow 7 is prevented. The torque leads to a directed towards the underside of the passenger compartment pivoting movement of the drive unit 3 around the cross member 6 around, ie the center of gravity of the drive unit 3 describes an arcuate path. The drive unit moves into the released by the bending away of the integral carrier space. As a result, additional deformation path is released in the front region, so that more impact energy can be converted into deformation work.

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.The drive unit 3 , the crossbeam 6 and the front wall 2 can, as in 1 and 2 shown to be immediately adjacent in the vehicle longitudinal direction. However, in particular with a longer motor vehicle stem, the components mentioned can also be spaced apart in the vehicle longitudinal direction.

Claims (5)

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.Arrangement of a transverse drive assembly in the stem of a motor vehicle, which is separated from a passenger compartment by an end wall, characterized in that - in the stem between the drive unit ( 3 ) and the front wall ( 2 ) of the drive unit ( 3 ) a cross member ( 6 ) is arranged and that - the drive unit ( 3 ) is mounted in the stem, that in a frontal impact of the motor vehicle, the drive unit ( 3 ) at least partially detached from its fortifications and under support on the cross member ( 6 ) directed towards the underside of the passenger compartment pivoting movement about the cross member ( 6 ) around. Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Querträger (6) oberhalb des Schwerpunktes des Antriebsaggregats (3) angeordnet ist.Arrangement according to claim 1, wherein the cross member ( 6 ) above the center of gravity of the drive unit ( 3 ) is arranged. Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Querträger (6) oberhalb einer vorgesehenen Krafteinleitung (in Richtung Pfeil 7) beim Aufprall eines Unfallgegners angeordnet ist.Arrangement according to claim 1, wherein the cross member ( 6 ) above an intended introduction of force (in the direction of arrow 7 ) is arranged at the impact of an accident opponent. Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Querträger (6) Teil der Stirnwand (2) ist.Arrangement according to claim 1, wherein the cross member ( 6 ) Part of the front wall ( 2 ). 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.Arrangement according to Claim 1, in which the drive unit ( 3 ) from one to side members (S) of the motor vehicle integral carrier ( 10 ) which is designed so that it is in a frontal impact of the motor vehicle by deformation or break the way for the pivoting movement of the drive unit ( 3 ) releases.
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