DE19961614A1 - Front structure of self-supporting vehicle body has drive unit mounted between two side longitudinal supports designed so that on front impact rear fixing point of drive moves down entraining drive unit - Google Patents
Front structure of self-supporting vehicle body has drive unit mounted between two side longitudinal supports designed so that on front impact rear fixing point of drive moves down entraining drive unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft den Vorbau einer selbsttragenden Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to the stem of a self-supporting Vehicle body according to the preamble of patent claim 1.
Ein derartiger Vorbau ist aus dem Serienfahrzeugbau bei Kraftwagen mit Einvolumenform (z. B. von der Mercedes-Benz A-Klasse) bereits bekannt. Um trotz des kurzen Vorbaus eine ausreichende Crashsicherheit der Fahrzeugkarosserie bei einem Frontalaufprall sicherzustellen, wird die einen quer eingebauten Verbrennungsmotor mit angeflanschtem Getriebe aufweisende Antriebseinheit unter die Fahrgastzelle abgewiesen. Die Antriebseinheit ist hierzu auf einem sich bei einem Crash teilweise lösenden Integralträger befestigt und ermöglicht bei einem schweren Frontalaufprall durch ihre Schrägkonstruktion und eine entsprechende Einbaulage den Abweisvorgang an einer etwa parallel zur Hinterseite der Antriebseinheit abgeschrägten Stirnwand der Sicherheitsfahrgastzelle. Für eine sichere Abweisfunktion müssen entsprechend großformatige versteifte Schrägflächen an der Antriebseinheit und an der Stirnwand vorhanden sein.Such a stem is from the series vehicle construction Motor vehicles with a single-volume shape (e.g. from Mercedes-Benz A class) already known. In spite of the short stem one adequate crash safety of the vehicle body at one Ensuring a head-on collision becomes transverse built-in internal combustion engine with flanged gear having drive unit rejected under the passenger compartment. For this purpose, the drive unit is in a crash partially detachable integral carrier attached and enables a severe frontal impact due to its sloping construction and a corresponding installation position the rejection process on a bevelled approximately parallel to the rear of the drive unit Front wall of the safety passenger compartment. For a safe Rejection function must be stiffened accordingly large format Sloping surfaces on the drive unit and on the front wall to be available.
In der DE 44 00 132 C1 ist ein Stirnwandaufbau für ein Kraftfahrzeug beschrieben, bei der ein quer eingebauter Antriebsmotor geneigt angeordnet ist und parallel zu dieser Neigung eine Stirnwand verläuft. Die Stirnwand ist mit einer Abgleithilfe verbunden, die als Sandwichplatte ausgebildet ist. Bei einem Frontalaufprall wird der Antriebsmotor auf die Stirnplatte zubewegt und verhakt sich in der Sandwichplatte, die beanspruchungsabhängig aus ihrer Verbindung mit der Stirnwand gelöst wird. Eine Gleitschicht zwischen Sandwichplatte und Stirnwand gewährleistet danach das Abgleiten des Antriebsmotors unter die Fahrgastzelle. Die konstruktive Anpassung der Rückseite des Motors an die geneigte Stirnwand ist hierbei wegen der Abgleithilfe in geringeren Maße notwendig, wobei der technische Aufwand durch die Abgleithilfe erheblich größer wird.DE 44 00 132 C1 is an end wall structure for a Motor vehicle described in which a transversely installed Drive motor is arranged inclined and parallel to this The slope of an end wall runs. The front wall is with a Derailing aid connected, which is designed as a sandwich plate. In the event of a frontal impact, the drive motor is applied to the End plate moves and gets caught in the sandwich plate, the claim-dependent from their connection with the End wall is released. A sliding layer between The sandwich panel and end wall then ensure that it slides off of the drive motor under the passenger compartment. The constructive Adaptation of the rear of the engine to the inclined front wall is here to a lesser extent because of the sliding aid necessary, the technical effort through the sliding aid becomes significantly larger.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Vorbau der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß die konstruktive Freizügigkeit bei der Gestaltung der Antriebseinheit ohne nennenswerten technischen Mehraufwand deutlich vergrößert ist.The invention is therefore based on the object of a stem the generic type to further develop that the constructive freedom of movement in the design of the Drive unit without significant additional technical effort is significantly enlarged.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved with the features of Claim 1 solved. Advantageous embodiments of the Invention result from the subclaims.
Erfindungsgemäß wird die notwendige Absenkbewegung der Antriebseinheit durch die Absenkbewegung der Längsträger zumindest im die hinteren Motorlager tragenden Längenbereich realisiert oder zumindest gefördert. Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß die Antriebseinheit bereits in einem frühen Stadium des Frontalaufpralls eine Orientierung in Richtung des Fahrzeugbodens erhält. Die Antriebseinheit kann somit im Bereich der Stirnwand wesentlich großzügiger gestaltet werden, so daß beispielsweise die Motorneigung nicht unmittelbar parallel zur Stirnwand verlaufen muß, ohne das der Abweisvorgang an der Stirnwand übermäßig beeinträchtigt wird. Andererseits kann die Stirnwand unter Umständen schwächer dimensioniert werden, ohne daß eine kritische Intrusion der Stirnwand durch die Antriebseinheit zu befürchten ist.According to the necessary lowering movement of the Drive unit through the lowering movement of the side members at least in the length range bearing the rear engine mounts realized or at least promoted. It is particularly advantageous here that the drive unit was already in an early Stage of the frontal impact an orientation towards the Receives vehicle floor. The drive unit can thus Area of the front wall can be designed much more generously, so that, for example, the engine inclination is not immediate must run parallel to the front wall without the Rejection process on the front wall is unduly affected. On the other hand, the end wall can be weaker under certain circumstances be dimensioned without a critical intrusion of the End wall by the drive unit is to be feared.
Besonders vorteilhaft ist ein mehrstufiger Verformungsablauf des Vorbaus vorgesehen. So wird bei einer ersten Verformungsstufe bereits ein Teil der Kräfte aufgenommen, ohne daß eine Bewegung der Antriebseinheit erfolgt. Eine derartige Knautschzone ermöglicht einen geringen Reparaturaufwand bei Bagatellunfällen, bei denen sich die Antriebseinheit nicht aus ihrer Position bewegen sollte.A multi-stage deformation process is particularly advantageous of the stem. So with a first one Deformation stage already absorbed some of the forces without that the drive unit moves. Such Crumple zone enables a low repair effort Minor accidents in which the drive unit is not affected should move their position.
Durch die Anordnung der Antriebseinheit auf einem Frontmodul wird die im Serienfahrzeugbau angestrebte Modulbauweise mit vorgefertigten Baugruppen ermöglicht. Bei Beschädigungen läßt sich das Modul außerdem einfach austauschen.By arranging the drive unit on a front module the modular construction aimed for in series vehicle construction prefabricated assemblies. In the event of damage the module can also be easily exchanged.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Vorbaus umfaßt die Knautschzone eine Verbundschale, die bei geeigneter Materialwahl sowohl eine steife und leichte als auch eigenschwingungsarme Bauweise ermöglicht. Des weiteren ist die Verbundschale derart ausgestaltet, daß die bei einem Offsetcrash wirkenden Aufprallkräfte zumindest teilweise aufgenommen bzw. auf den Längsträger der stoßabgewandten Frontseite übertragen werden können. Die Verbundschale kann zusätzlich als Aerodynamikelement mit Kühlluftaustritten sowie als Geräuschkapsel ausgebildet sein.In a preferred embodiment of the stem, the Crumple zone is a composite shell that is suitable for Material choice both a stiff and light as well low-vibration design enables. Furthermore, it is Composite shell designed so that the one Offset crash impact forces at least partially recorded or on the side member of the side facing away from the impact Front can be transferred. The composite shell can additionally as an aerodynamic element with cooling air outlets as well be designed as a noise capsule.
Durch eine Verbindung des Frontmoduls an den tragenden Strukturen des Vorbaus entlang einer die gewünschte Orientierung für den Abweisvorgang vorgebenden schiefen Ebene ist für das Frontmodul keine separate Fügeebene erforderlich.By connecting the front module to the load-bearing Structures of the stem along one of the desired ones Orientation for the rejection process on the inclined plane no separate joining level is required for the front module.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Befestigung des Frontmoduls an sich in Vorbaulängsrichtung erstreckende Stützen, die so angeordnet sind, daß die Längsträger des Frontmoduls positionsgerecht daran befestigt werden können. Durch eine dreieck-förmige Ausgestaltung der Stützen wird die schiefe Ebene in einfacher Art mit einer Dreieckseite realisiert. Die Befestigung der Stütze erfolgt über gabelförmige Träger seitlich im unteren Bereich der A-Säule. Die Stütze ist vorzugsweise energieabsorbierend ausgebildet, um bei besonders schweren Unfällen zusätzlich Verformungsenergie aufnehmen zu können. Vorteilhafterweise wirken die Stützen erst dann als Crashelemente, wenn die Antriebseinheit ausreichend weit nach hinten unter die Fahrgastzelle verschoben wurde. According to a preferred embodiment, the attachment takes place of the front module extending in the longitudinal direction of the stem Supports that are arranged so that the side members of the Front module can be attached to it in the correct position. By a triangular design of the supports simple inclined plane with a triangle side realized. The support is attached via fork-shaped carrier on the side in the lower area of the A-pillar. The support is preferably designed to absorb energy in order to additional deformation energy in particularly serious accidents to be able to record. The supports advantageously act first then as crash elements when the drive unit is sufficient has been moved far back under the passenger compartment.
Des weiteren sind an den Stützen vorzugsweise Profilschienen angeordnet, die mit Profilschienen des Frontmoduls zusammenwirken. Somit ist zur Montage ein einfaches Aufschieben des Frontmoduls auf die dasselbe tragenden Stützen möglich. Alternativ können die Profilschienen auch eine vormontierte Baueinheit sein, die entweder zum Frontmodul oder zum Vorbau gehören. Im Normalbetrieb müssen die zusammenwirkenden Profilschienen schiebeblockiert miteinander verbunden sein. Bei einem starken Frontalaufprall wird die Schiebeblockierung selbsttätig aufgehoben, wobei zur Schiebeblockierung mindestens ein Überlastmittel an jedem Profilschienenpaar vorgesehen ist. Die Profilschienen sind nach Aufheben der Schiebeblockierung durch die Überlast gegeneinander beweglich. Die bei einem Frontalaufprall auf das Frontmodul wirkende Kraft entgegen der Fahrtrichtung bewirkt die Verschiebung des Frontmoduls mit der darauf befestigten Antriebseinheit nach hinten, wobei die Profilschienen die Führung des Frontmoduls übernehmen. Dadurch wird das Abweisen der Antriebseinheit unter die Fahrgastzelle problemlos eingeleitet.Furthermore, there are preferably profiled rails on the supports arranged with profile rails of the front module work together. It is therefore easy to slide on for assembly of the front module on the same supporting supports. Alternatively, the profile rails can also be pre-assembled Be a unit, either to the front module or to the stem belong. In normal operation, the interacting Profile rails can be connected to one another in a slide-locked manner. At the sliding blockage becomes a strong frontal impact automatically canceled, at least for sliding blocking an overload means is provided on each pair of rails. The profile rails are after lifting the sliding block movable against each other due to the overload. The one Frontal impact on the front module against the force The direction of travel causes the front module to move with the drive unit attached to the rear, the Profile rails take over the management of the front module. Thereby becomes the rejection of the drive unit under the passenger compartment initiated without any problems.
Eine zusätzliche Absorption von Aufprallenergie wird gemäß einer besonderen Ausführungsform erreicht, indem sich die zusammenwirkenden Profilschienen in Verschieberichtung verjüngen. Bei der im Falle eines Frontalaufpralls erfolgenden Bewegung der Profilschienen gegeneinander kann somit während der Rückverschiebung Verformungsarbeit geleistet werden.An additional absorption of impact energy is according to a special embodiment achieved by the interacting profile rails in the direction of displacement rejuvenate. In the case of a frontal impact Movement of the rails against each other can thus during the backward displacement work is done.
Gleichzeitig wird die bei Normalbetrieb gewünschte, klapperfreie Schiebeblockierung des Frontmoduls gegenüber den Stützen sichergestellt.At the same time, the desired rattle-free sliding blocking of the front module compared to the Supports ensured.
Eine bevorzugte Ausführungsform wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:A preferred embodiment is described below with reference to Drawing described. Show it:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Vorbaus einer selbsttragenden Fahrzeugkarosserie, Fig. 1 is a schematic side view of a stem a self-supporting vehicle body,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Vorbaus mit quer eingebauten Motor, Fig. 2 is a schematic plan view of the stem shown in Fig. 1 with transversely mounted engine,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung gemäß Linie III-III in Fig. 1, Fig. 3 is a sectional view according to line III-III in Fig. 1,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung gemäß Linie IV-IV in Fig. 3. Fig. 4 is a sectional view according to line IV-IV in Fig. 3.
Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Stützen in Seitenansicht. Fig. 5 shows another embodiment of the supports in side view.
In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Kraftwagen mit Einvolumenform schematisch in Seitenansicht sowie in Draufsicht dargestellt. Der Kraftwagen umfaßt eine selbsttragende Karosserie 5 mit einer Sicherheitsfahrgastzelle 10 und einem Frontmodul 15. Aufgrund der bezogen auf die Längsmittenebene spiegelbildlichen Gestaltung der Karosserie 5 sind im folgenden spiegelsymmetrische Bauteile zur Vereinfachung der Beschreibung mit gleichen Bezugsziffern versehen.In Fig. 1 and Fig. 2 is a car with Einvolumenform is shown schematically in side view and in plan view. The motor vehicle comprises a self-supporting body 5 with a safety passenger compartment 10 and a front module 15 . Due to the mirror-image design of the body 5 with respect to the longitudinal center plane, mirror-symmetrical components are provided with the same reference numerals in order to simplify the description.
Von der Sicherheitsfahrgastzelle 10 ist nur der vordere Bereich mit einer A-Säule 20, an der eine Windschutzscheibe 21 befestigt ist, einem Türschweller 25 sowie einer B-Säule 30 gezeigt, da die Ausgestaltung des Kraftwagens im hinteren Bereich der Karosserie 5 von untergeordneter Bedeutung für die Erfindung ist. Eine im unteren Bereich der Windschutzscheibe 21 verschließbare Motorhaube 31 ist im vorderen Bereich des Frontmoduls 15 angelenkt.Of the safety passenger compartment 10 , only the front area with an A-pillar 20 , to which a windshield 21 is fastened, a door sill 25 and a B-pillar 30 are shown, since the design of the motor vehicle in the rear area of the body 5 is of secondary importance for the invention is. A hood 31 which can be closed in the lower region of the windshield 21 is articulated in the front region of the front module 15 .
Für die Verbindung des Frontmoduls 15 mit der Sicherheitsfahrgastzelle 10 der Karosserie 5 sind zwei dreieckförmige Stützen 35 vorgesehen. Die Stützen 35 sind jeweils mit einer Dreieckseite 40 über einen zugeordneten Gabelträger 45 an der A-Säule 20 befestigt, so daß deren gegenüberliegende Ecke 50 nach vorn absteht. Über eine untere Dreieckseite 55 der Stütze 35 wird die Verbindung zwischen dem Frontmodul 15 und der Sicherheitsfahrgastzelle 10 entlang einer schiefen Ebene 60 realisiert, anhand derer bei einem starken Frontalaufprall das Frontmodul 15 wie gewünscht in Pfeilrichtung A nach hinten absenkbewegt wird. Die Festlegung der Verbindung erfolgt durch Ausknüpfungspunkte 67, die bei entsprechend hohen Kräften die Festlegung freigeben, so daß die Relativbewegung zwischen Frontmodul 15 und Sicherheitsfahrgastzelle 10 möglich ist. Die Ausknüpfpunkte 67 können so gestaltet sein, daß sie auch beim schiefen Stoß ausknüpfen und damit die Verbindung freigeben. Die Ausknüpfungspunkte 67 können beispielsweise als Klemme ausgebildet sein, die die Verbindung im Normalbetrieb zusammenpreßt und bei der die Freigabe der Verbindung durch Aufweiten der Klemme erfolgt.Two triangular supports 35 are provided for connecting the front module 15 to the safety passenger cell 10 of the body 5 . The supports 35 are each fastened to the A-pillar 20 with a triangular side 40 via an associated fork carriage 45 , so that the opposite corner 50 thereof projects forward. The connection between the front module 15 and the occupant safety cell 10 is implemented along an inclined plane 60 on a bottom side of the triangle 55 of the support 35, which with reference to the front module 15 as desired in the direction of arrow A towards the rear is absenkbewegt with a strong frontal impact. The connection is established by means of knock-out points 67 , which release the determination at correspondingly high forces, so that the relative movement between the front module 15 and the safety passenger compartment 10 is possible. The disengagement points 67 can be designed such that they disengage even in the event of an oblique impact and thus release the connection. The disengagement points 67 can be designed, for example, as a clamp, which compresses the connection in normal operation and in which the connection is released by widening the clamp.
Die Stütze 35 ist in ihrem mittleren Bereich von einer materialsparenden Aussparung 65 durchsetzt. An den die nach vorn abstehende Ecke 50 begrenzenden Schenkeln 70 und 75 der Stütze 35 sind Sollbiegestellen 80 so angeordnet, daß die Stützen 35 bei einem starken Frontalaufprall als zusätzliche Knautschzonen wirken können.The support 35 is penetrated in its central region by a material-saving recess 65 . At the legs 70 and 75 of the support 35 which delimit the protruding corner 50 , predetermined bending points 80 are arranged such that the supports 35 can act as additional crumple zones in the event of a strong frontal impact.
Das Frontmodul 15 ist entsprechend der Neigung der schiefen Ebene 60 angeordnet und weist als tragende Elemente zwei spiegelbildlich angeordnete Längsträger 85, einen die Längsträger 85 verbindenden Querträger 90 sowie eine Verbundschale 95 auf. Die Längsträger 85 erstrecken sich über die gesamte Länge des Frontmoduls 15 und umfassen einen vorderen Längsträgerabschnitt 100, der mit Sollbiegestellen 105 versehen ist. Für einen bündigen Abschluß mit dem Fahrzeugboden 106 sind die Längsträger 85 in ihren hinteren Bereichen abgeschrägt. Der Querträger 90 bildet den vorderen Abschluß des Frontmoduls 15 in der Rohbaustruktur und erstreckt sich - in den Eckbereichen bogenförmig - über die gesamte Fahrzeugbreite. Die Verbundschale 95 ist sowohl mit dem Querträger 90 als auch mit den beiden Längsträgern 85 fest verbunden. Die knautschfähig ausgestaltete Verbundschale 95 ist parallel zur schiefen Ebene 60 unter den Längsträgern 85 und dem Querträger 90 angeordnet.The front module 15 is arranged in accordance with the inclination of the inclined plane 60 and has, as load-bearing elements, two longitudinal members 85 arranged in mirror image, a cross member 90 connecting the longitudinal members 85 and a composite shell 95 . The longitudinal beams 85 extend over the entire length of the front module 15 and comprise a front longitudinal beam section 100 , which is provided with predetermined bending points 105 . For a flush termination with the vehicle floor 106 , the longitudinal members 85 are chamfered in their rear areas. The cross member 90 forms the front end of the front module 15 in the bodyshell structure and extends — in the corner areas in an arc shape — over the entire width of the vehicle. The composite shell 95 is firmly connected to the cross member 90 as well as to the two longitudinal members 85 . The crushable composite shell 95 is arranged parallel to the inclined plane 60 under the side members 85 and the cross member 90 .
Sie wirkt zusammen mit den vorderen Längsträgerabschnitten 100 und dem Querträger 90 als Knautschzone, die bei Bagatellcrashs oder in einer ersten Stufe eines schweren Frontalaufpralls Verformungsenergie aufnehmen kann.Together with the front side member sections 100 and the cross member 90, it acts as a crumple zone, which can absorb deformation energy in the event of a minor crash or in a first stage of a severe frontal impact.
Die Längsträger 85 weisen Befestigungsstellen für eine Antriebseinheit 110 in Form von zwei hinteren Motorlagern 115 und zwei vorderen Motorlagern 120 auf. Die Antriebseinheit 110 ist ein quer eingebauter Verbrennungsmotor 125 mit einem angeflanschten Getriebe 130, die über ein nicht näher dargestelltes Fahrwerk die seitlich der Längsträger 85 angeordneten Vorderräder 135 antreibt.The longitudinal members 85 have fastening points for a drive unit 110 in the form of two rear engine mounts 115 and two front engine mounts 120 . The drive unit 110 is a transversely installed internal combustion engine 125 with a flange-mounted gear 130 , which drives the front wheels 135 arranged on the side of the side members 85 via a chassis (not shown).
Aus der Anordnung in Fig. 2 geht hervor, daß die an den Gabelträgern 45 befestigten Stützen 35 mit den Längsträgern 85 fluchten und das in den schraffiert dargestellten Überdeckungsbereichen die Verbindung zwischen dem Frontmodul 15 und der Sicherheitsfahrgastzelle 10 erfolgt.The arrangement in FIG. 2 shows that the supports 35 fastened to the fork supports 45 are aligned with the longitudinal supports 85 and that the connection between the front module 15 and the safety passenger compartment 10 takes place in the hatched areas shown.
Die Elemente 100, 50, 35 müssen nicht exakt parallel liegen, sondern können zur besseren Aufnahme des schiefen Stoßes leicht gabelförmig nach vorn öffnend verlaufen.The elements 100 , 50 , 35 do not have to be exactly parallel, but can run slightly fork-like opening to better accommodate the oblique impact.
In der Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 ist eine mögliche Ausführungsform der lösbaren Verbindung zwischen den Stützen 35 und den Längsträgern 85 dargestellt. Hierbei erfolgt die Verbindung über Profilschienen, wobei jeweils eine Profilschiene 140 an jeweils einer der Stützen 35 und jeweils eine Profilschiene 145 an einem Längsträger 85 befestigt ist.In the sectional view of FIG. 3 shows a possible embodiment of the detachable connection between the supports 35 and the longitudinal beams 85 is illustrated. Here, the connection is made via profile rails, a profile rail 140 being fastened to one of the supports 35 and a profile rail 145 to a longitudinal member 85 .
Um ein formschlüssiges Ineinandergreifen der Profilschienen 140 und 145 zu realisieren, ist die Außenkontur 140a der Profilschiene 140 im wesentlichen der omegaförmigen Innenkontur 145a der Profilschiene 145 angepaßt. Ein Herausreißen der Profilschiene 140 aus ihrer Führung in der Profilschiene 145 wird mit Hilfe einer Abdeckung 150 erschwert, die zum Beispiel mittels einer Schweißverbindung 155 an der Profilschiene 145 befestigt ist und so den Eingriffsbereich 160 der Profilschiene 145 begrenzt. Wahlweise können die Profilschienen partiell mit reibungsmindernden Zwischenlagern oder Rollkörpern ausgestattet sein, um auch beim schiefen Stoß zu arbeiten.In order to achieve a positive interlocking of the profile rails 140 and 145 , the outer contour 140 a of the profile rail 140 is essentially adapted to the omega-shaped inner contour 145 a of the profile rail 145 . Tearing out the profile rail 140 from its guidance in the profile rail 145 is made more difficult with the aid of a cover 150 , which is fastened to the profile rail 145 , for example by means of a welded joint 155 , and thus limits the engagement area 160 of the profile rail 145 . Optionally, the profile rails can be partially equipped with friction-reducing intermediate bearings or rolling elements, so that they can also work in the event of an oblique impact.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß für die Sicherstellung einer sicheren und klapperfreien Halterung des Frontmoduls 15 an der Sicherheitsfahrgastzelle 10 im Normalbetrieb eine Verjüngung der Profilschienen 140 und 145 in Pfeilrichtung A also nach hinten vorgesehen ist. Die Bewegung der Profilschiene 140 in Pfeilrichtung A bei einem starken Frontalaufprall bewirkt ein Aufweiten der Profilschiene 145 und ermöglicht dadurch zusätzlich die Aufnahme von Aufprallenergie durch deren Verformung.From Fig. 4 it can be seen that in order to ensure a secure and rattle-free mounting of the front module 15 on the safety passenger compartment 10 in normal operation, a tapering of the profile rails 140 and 145 in the direction of arrow A is provided to the rear. The movement of the profile rail 140 in the direction of arrow A in the event of a strong frontal impact causes the profile rail 145 to expand and thereby additionally enables the absorption of impact energy by its deformation.
In Fig. 5 ist eine alternative Ausführungsform der Stützen 35 und der Führungsschienen dargestellt. Hierbei sind für die Verbindung zwischen der Stütze 35' und dem zugehörigen Längsträger 85' Anlaufkonturen 165 und 170 vorgesehen, die eine sichere und klapperfreie Halterung des Frontmoduls 15 an der Sicherheitsfahrgastzelle 10 gewährleisten. Bei einem starken Frontalaufprall müssen diese Anlaufkonturen 165 und 170 so verformt werden, daß wiederum Energie aufgenommen werden kann. Erst danach kann das vollständige Lösen der Verbindung an dem Ausknüpfungspunkt 67' und damit das Verschieben des Frontmoduls 15 nach hinten unten erfolgen.In Fig. 5, an alternative embodiment of the supports 35 and the guide rails is shown. In this case, starting contours 165 and 170 are provided for the connection between the support 35 'and the associated longitudinal member 85 ', which ensure secure and rattle-free mounting of the front module 15 on the safety passenger compartment 10 . In the event of a strong frontal impact, these starting contours 165 and 170 must be deformed in such a way that energy can again be absorbed. Only then can the connection be completely loosened at the disengagement point 67 'and thus the front module 15 moved backwards and downwards.
Die Wirkungsweise der in den Figuren dargestellten erfindungsgemäßen Vorbaustruktur wird im folgenden anhand eines Ablaufs bei einem starken Frontalaufprall näher erläutert.The mode of operation of those shown in the figures stem structure according to the invention is based on a Process in the event of a strong frontal impact.
Bei einem fertig montierten Fahrzeug tritt bei einem starken Frontalaufprall der vor dem Querträger liegende in der Zeichnung nicht dargestellte Stoßfänger mit dem Hindernis in Kontakt. Der Stoßfänger nimmt einen geringen Anteil Energie auf und leitet die wirkenden Kräfte weiter. Danach trifft der Querträger 90 auf das Hindernis auf und übernimmt die Weiterleitung bzw. die weitere Aufnahme der Aufprallkräfte.In a fully assembled vehicle, in the event of a strong frontal impact, the bumper, not shown in the drawing, in front of the cross member comes into contact with the obstacle. The bumper absorbs a small amount of energy and transmits the active forces. The cross member 90 then hits the obstacle and takes over the forwarding or the further absorption of the impact forces.
Durch die in den Eckbereichen gebogene Anordnung und weite Auslegung des Querträgers 90 können die bei einem Offsetcrash wirkenden Kräfte annähernd gleichmäßig auf beide Längsträger 85 weitergeleitet werden. Unterstützt wird dieser vorteilhafte Kraftfluß durch die mit dem Querträger 90 fest verbundene Verbundschale 95, die auch Verformungsarbeit leistet.Due to the curved arrangement and wide configuration of the cross member 90 in the corner regions, the forces acting in the event of an offset crash can be approximately uniformly transmitted to both longitudinal members 85 . This advantageous flow of force is supported by the composite shell 95 which is firmly connected to the cross member 90 and which also performs deformation work.
Zusätzlich wird durch die knautschfähig ausgebildeten vorderen Längsträgerabschnitte 100 bereits in der ersten Phase des Frontalaufpralls Energie aufgenommen. Bevor nunmehr die Antriebseinheit 110 auf das Hindernis auftrifft und als Block in Richtung der Fahrgastzelle verschoben werden kann, werden durch die Überlastbeanspruchung des Frontmoduls 15 die Ausknüpfpunkte 67 losgerissen. Die an den Längsträgern 85 befestigten Profilschienen 145 sind somit relativbeweglich gegenüber den korrespondierend an den Stützen 35 befestigten Profilschienen 140. Die daraus folgende Bewegung der Längsträger 85 bewirkt auch eine Bewegung der an den Längsträgern befestigten hinteren Motorlager 115 sowie der vorderen Motorlager 120, die die daran befestigte Antriebseinheit 110 mitnehmen. Aus der Anordnung des Frontmoduls 15 entlang der schiefen Ebene 60 resultiert die zwangsgeführte Absenkbewegung der Antriebseinheit 110 nach hinten. Die nach wie vor schräg angeordnete Stirnwand weist letztlich in Zusammenwirken mit der Schrägkonstruktion der Antriebseinheit 110 dieselbe unter den Fahrzeugboden ab. Durch die vorherige frühzeitige Orientierung der Antriebseinheit 110 in die Abweisrichtung kann die Stirnwand weniger großformatig ausgebildet sein bzw. muß die Antriebseinrichtung 110 nicht mehr übermäßig angeschrägt ausgebildet sein. Im weiteren Verlauf des beschriebenen starken Frontalaufpralls wird nach erfolgter Verschiebung des Frontmoduls 15 durch die Verjüngung der Profilschienen 140 und 145 zusätzlich Energie absorbiert.In addition, the front longitudinal beam sections 100, which are designed to be crushable, absorb energy in the first phase of the frontal impact. Before the drive unit 110 now hits the obstacle and can be moved as a block in the direction of the passenger compartment, the release points 67 are torn loose by the overloading of the front module 15 . The profiled rails 145 fastened to the longitudinal beams 85 are thus relatively movable relative to the profiled rails 140 fastened correspondingly to the supports 35 . The resulting movement of the longitudinal members 85 also causes the rear engine mounts 115 attached to the longitudinal members and the front engine mounts 120 to move, which take the drive unit 110 attached to them. The positively guided lowering movement of the drive unit 110 to the rear results from the arrangement of the front module 15 along the inclined plane 60 . The end wall, which is still arranged obliquely, ultimately, in cooperation with the inclined construction of the drive unit 110, repels it under the vehicle floor. Due to the previous early orientation of the drive unit 110 in the direction of rejection, the end wall can be of a smaller size or the drive device 110 no longer has to be excessively beveled. In the further course of the strong frontal impact described, additional energy is absorbed by the tapering of the profile rails 140 and 145 after the front module 15 has been displaced.
Nach abgeschlossenem Verschiebevorgang wird durch die an den Stützen 35 eingebrachten Sollbiegestellen 80 ebenfalls zusätzlich Energie aufgenommen.After the displacement process has been completed, additional energy is also absorbed by the predetermined bending points 80 introduced on the supports 35 .
Die beschriebene Weiterentwicklung der Abweisung der Antriebseinheit bei starkem Frontalaufprall kann selbstverständlich auch mit anderen konstruktiven Mitteln erzielt werden. So können beispielsweise die Längsträger eine z-förmige Ausrichtung erhalten, die ähnlich der anhand der Zeichnung beschriebenen Profilschienenführung eine schiefe Ebene realisiert. Mittels entsprechend angeordneten Sollbiegestellen wird bei einem starken Frontalaufprall das Ausknicken der Längsträger derart gestaltet, daß zumindest die hinteren Befestigungsstellen der Antriebseinheit nach hinten unten verlagert werden und dabei die Antriebseinheit mitnehmen.The described further development of the rejection of the Drive unit in strong frontal impact can naturally also with other constructive means be achieved. For example, the side members can be one Get z-shaped alignment, which is similar to that based on the Profile rail guide described an oblique Level realized. By means of appropriately arranged In the event of a strong frontal impact, this will be at predetermined bending points Buckling of the side members designed such that at least the rear attachment points of the drive unit to the rear be moved below and take the drive unit with them.
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