DE4125674C2 - Fahrzeugkarosserie mit einem vorderen Querträger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einem vor­ deren Querträger nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs.

Bei einem allgemein bekannten Karosserieaufbau für eine Per­ sonenwagenkarosserie werden die beiden vorderen Kotflügel über jeweils zugeordnete Kotflügelbänke gehalten. Diese Kot­ flügelbänke verlaufen im oberen, inneren Kotflügelbereich von den vorderen Türsäulen bis in den Frontbereich der Karosse­ rie. Zur Herstellung eines stabilen Querverbunds ist es be­ kannt, die vorderen Enden der Kotflügelbänke mit einem vorde­ ren Querträger fest zu verbinden.

Dazu ist es allgemein bekannt, die Querträgerenden durch Schweißen oder über Schraubverbindungen miteinander zu verbin­ den. Bei den Schraubverbindungen wird der Schraubbolzen durch eine dem Schraubbolzendurchmesser entsprechende Aussparung im Querträgerende in ein Gewinde an der Kotflügelbank geführt, so daß in Fahrzeugquerrichtung über den Schraubenbolzen eine formschlüssige Verbindung zwischen Querträgerende und Kotflü­ gelbank hergestellt ist.

Der vordere Querträger zur Verbindung der beiden Kotflügelbän­ ke ist ein stark gefährdetes Karosseriebauteil, das häufig bei Frontkollisionen, auch schon bei Bagatellunfällen, verbo­ gen wird. Eine solche Verbiegung ist zum Abbau von Aufprall­ energie erforderlich und gewollt.

Bei einer bekannten, gattungsgemäßen Fahrzeugkarosserie (US-PS 44 62 632) ist ein vorderer Querträger mit seinen bei­ den Enden mit einer jeweils zugeordneten Kotflügelbank verbun­ den, wodurch ein fester Querverbund zwischen den beiden Kot­ flügelbänken bzw. den beiden Kotflügeln besteht. Die Verbin­ dung zwischen einem Querträgerende und einer zugeordneten Kot­ flügelbank ist durch eine Schraubverbindung hergestellt, in dem ein Schraubbolzen der Schraubverbindung durch eine Ausspa­ rung im Querträgerende in ein Gewinde an der Kotflügelbank ge­ führt ist. Der Schraubenkopf bzw. eine Unterlegscheibe über­ deckt den Bereich der Aussparung, so daß beim Anziehen der Schraubverbindung eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt ist. Zum Ausgleich von Toleranzen sind die Aussparungen in einer allgemein bekannten Maßnahme als Langlöcher ausgebil­ det, die hier in einer senkrechten Richtung verlaufen. Da­ durch ergibt sich in Querrichtung über die Langlöcher kein To­ leranzausgleich, sondern ein Formschluß, der insbesondere kei­ ne Querverschiebung oder die Aufnahme einer Querverkürzung des Querträgers gestattet. Die Langlöcher sind zudem in ihrer Längserstreckung kurz, da lediglich auftretende Fertigungsto­ leranzen zu berücksichtigen und aufzunehmen sind.

Bei einem Stoß oder Aufprall von der Frontseite her wird der vordere Querträger üblicherweise in Richtung auf die Fahrgast­ zelle zugewölbt, wodurch sich seine effektive Länge in Fahr­ zeugquerrichtung verkürzt. Durch diese Querverkürzung und die feste formschlüssige Anbindung in Querrichtung werden die Kot­ flügelbänke und der daran angeschlossene Karosserieverbund verformt, so daß auch schon bei Bagatellkollisionen relativ große Schäden auftreten, die aufwendige Reparaturen notwendig machen.

Weiter ist eine Radaufhängung für Kraftfahrzeuge bekannt (DE 25 36 060 C3), bei der an einer Trägerverbindung eine Aus­ sparung eine in Trägerlängsrichtung verlaufende Längserstreckung aufweist und in der Art eines Langlochs ausgebildet ist. Die Aussparungen an den Trägerenden und die zugeordneten Ge­ winde an den Gewindeplatten sind so angebracht, daß die Schraubenbolzen an einem Randbereich der jeweiligen Ausspa­ rung liegen. Von dort erstreckt sich die jeweilige Aussparung zum Trägerende hin so weit, daß eine Verkürzung durch eine Verbiegung des Trägers bei einem Frontalaufprall wenigstens bis zu einer bestimmten Aufprallenergie in der Längserstreckung der Aussparungen durch Verschiebung in den kraftschlüssi­ gen Verbindungen aufgenommen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine gattungsgemäße Fahrzeugkarosserie mit einem vorderen Querträger so weiterzu­ bilden, daß bei einem Frontalanstoß auftretende Schäden ge­ ring gehalten und damit Reparaturen günstiger werden. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Danach weist die Aussparung eine in Querträgerlängs­ richtung verlaufende Längserstreckung auf und ist in der Art eines Langlochs ausgebildet. Die Aussparungen an den Querträ­ gerenden und die zugeordneten Gewinde an den Kotflügelbänken sind so angebracht, daß die Schraubenbolzen an einem zur Fahr­ zeugmitte weisenden Randbereich der jeweiligen Aussparung lie­ gen. Von dort erstreckt sich die Aussparung zum Querträgeren­ de hin soweit, daß eine Querverkürzung durch Verbiegung des Querträgers bei einem Frontalanstoß wenigstens bis zu einer bestimmten Aufprallenergie in der Längserstreckung der Ausspa­ rungen durch Verschiebung in den kraftschlüssigen Verbindun­ gen aufgenommen wird. An jedem Querträgerende liegen zwei in Fahrzeuglängsrichtung versetzt angeordnete Schraubverbindun­ gen als vordere und hintere Schraubverbindungen. An der je­ weils vorderen Schraubverbindung ist eine Aussparung als zum Querträgerende hin offenes Langloch und an der jeweils hinte­ ren Schraubverbindung eine allseits begrenzte, geschlossene Aussparung vorgesehen.

Bei einem Frontanstoß wird der Querträger verformt und gebo­ gen, so daß er in Fahrzeugquerrichtung kürzer wird. Bei gege­ bener Breite des Querträgers verbiegt bei einem Anstoß dessen Vorderseite mehr als dessen zur Fahrgastzelle hinweisende, hintere Seite, wodurch die effektive Verkürzung des Querträ­ gers in Fahrzeugquerrichtung in seinem vorderen Bereich grö­ ßer als in seinem hinteren Bereich ist. Durch die Verbiegung des Querträgers tritt an den Verbindungsstellen zu den Kotflü­ gelbänken auch eine Schrägstellung gegenüber der Fahrzeugquer­ richtung auf. Durch die offenen Langlöcher im vorderen Be­ reich des Querträgers ist dort eine große Verbiegung möglich, wobei die offenen Langlöcher insgesamt aus der zugeordneten Schraubverbindung herausgezogen werden können. Über die hinte­ ren, geschlossenen Aussparungen wird dagegen ein gewünschter Formschluß für die Einleitung größerer Aufprallenergien herge­ stellt. Damit wird vorteilhaft eine lediglich kraftschlüssige Anbindung bei einer geringen Verformungsenergie und eine form­ schlüssige Einleitung hoher Aufprallenergie erreicht.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung mit wei­ teren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf den vorderen Bereich einer Fahr­ zeugkarosserie mit einem vorderen Querträger,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Karosseriebereich nach Fig. 1 mit einem Querträger nach einem Frontalanstoß,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Verbindung zwischen einem Querträgerende und einer Kotflügelbank entspre­ chend Fig. 1 und

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Verbindung zwischen einem Querträgerende und einer Kotflügelbank nach einem Frontalanstoß entsprechend Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf den vorderen Bereich einer Fahrzeugkarosserie 1 dargestellt mit einem linken Kotflügel 2 und einer zugeordneten, linken Kotflügelbank 3 und einem rech­ ten Kotflügel 4 und einer rechten Kotflügelbank 5. Die Kotflü­ gelbänke 3 und 5 sind an ihrem vorderen Ende durch einen Quer­ träger 6 miteinander verbunden.

Die Verbindung zwischen einem Querträgerende 7 bzw. 8 mit der Kotflügelbank 3 bzw. 5 ist durch jeweils zwei in Fahrtlängs­ richtung versetzt liegende Schraubverbindungen 9, 10 bzw. 11, 12 hergestellt (in den Fig. 1 und 2 sind die Schraubbolzen mit ihren Schraubköpfen oder Unterlegscheiben zur Verdeutli­ chung der Geometrie nicht eingezeichnet).

Anhand der vergrößerten Darstellung nach Fig. 3 wird die Ver­ bindung zwischen dem Querträgerende 8 und der Kotflügelbank 5 erläutert: Die Schraubverbindungen 11, 12 bestehen aus Schrau­ benbolzen 13, 14, die jeweils durch eine Aussparung 15, 16 im Querträger 8 in ein Gewinde an der Kotflügelbank 5 geführt sind. Unter Schraubenköpfen 17, 18 sind jeweils Unterlegschei­ ben 19, 20 angebracht.

Die Aussparung 15 der vorderen Schraubverbindung 11 ist als Langloch ausgebildet und zum Querträgerende hin nach außen offen. Die Aussparung 16 der hinteren Schraubverbindung 12 ist dagegen allseits begrenzt und geschlossen.

Die Schraubenbolzen 13 und 14 liegen jeweils an einem zur Fahrzeugmitte hin weisenden Randbereich der Aussparungen 15 und 16, die sich mit einer gegenüber dem Durchmesser der Schraubenbolzen 13, 14 größeren Bereich zum Querträgerende hin erstrecken. Die geschlossene Aussparung 16 ist in den Fig. 1 und 2 als runde Öffnung, in den Fig. 3 und 4 dagegen als quadratischer Ausschnitt eingezeichnet, in der Funktion sind beide Formen jedoch gleich.

Die Verbindung zwischen dem linken Querträgerende 7 und der linken Kotflügelbank 3 ist ebenfalls entsprechend Fig. 3 aus­ gebildet.

Die Funktion der beschriebenen Querträgeranordnung und Quer­ trägerbefestigung wird anhand der Fig. 2 und 4 erläutert:

Bei einem Frontalanstoß, dargestellt durch den Pfeil 21, wird der Querträger 6 in Richtung auf die Fahrgastzelle gebogen. Im Bereich der Biegung ist der Querträger 6 durch den Anstoß auch in einer Breite reduziert. Das linke Querträgerende 7 und das rechte Querträgerende 8 sind gegenüber der direkten, geraden Verbindung schräg gestellt.

Beim Frontanstoß bzw. während des Biegevorgangs des Querträ­ gers 6 tritt eine Dreh- und Zugbewegung (dargestellt durch die Pfeile 23 und 24 in Fig. 4) an den jeweiligen Querträger­ enden 7, 8 auf.

Die Drehbewegung erfolgt um die hinteren Schraubenbolzen 14, wobei zusätzlich durch eine Zugkraft in Pfeilrichtung 23 die Querträgerenden gegenüber der jeweiligen Kotflügelbank 5 unter den Unterlegscheiben 19, 20 unter Überwindung deren Kraftschlußverbindung verschoben werden. Die Verschiebung kann soweit erfolgen, bis, entsprechend Fig. 4, der jeweilige Schraubbolzen 14 am zum Querträgerende hin liegenden Randbe­ reich der Aussparung 16 anliegt. Falls dann eine noch weiter­ gehende Verformung des Querträgers 6 eintritt, werden Kräfte formschlüssig auf die zugeordnete Kotflügelbank 5 übertragen. An der jeweiligen, vorderen Schraubverbindung 11 macht der Querträger 6 wegen seiner Schrägstellung eine größere Zugbewe­ gung als im Bereich der hinteren Schraubverbindung 12 und kann über die nach außen offene Aussparung 15 weiter, ggfs. ganz aus dem Bereich der Verschraubung 11, herausgezogen werden.

Mit der dargestellten Verbindung können auch bei einer Verbie­ gung des Querträgers 6 die Kotflügelbänke (soweit es die Aussparungsgrößen zulassen) in ihrer ursprünglichen Position ver­ bleiben und werden nicht mitverformt. Dadurch ist der Schaden bei einem nicht zu starken Frontanstoß im Bereich des Querträ­ gers auf diesen begrenzt. Die Kotflügelbänke und Kotflügel sind nicht in Mitleidenschaft gezogen, wodurch eine Reparatur schnell, einfach und kostengünstig möglich ist.

Claims (1)

1. Fahrzeugkarosserie mit einem vorderen Querträger, wobei
   der Querträger mit seinen beiden Enden mit einer jeweils zugeordneten Kotflügelbank verbunden ist und damit ein fester Querverbund zwischen den beiden Kotflügelbänken bzw. den beiden Kotflügeln besteht und
   die Verbindung zumindest zwischen einem Querträgerende und einer zugeordneten Kotflügelbank durch wenigstens eine Schraubverbindung hergestellt ist, wobei der Schraubenbol­ zen der Schraubverbindung durch eine Aussparung im Querträ­ gerende in ein Gewinde an der Kotflügelbank geführt ist, wobei
   der Schraubenkopf und/oder eine Unterlegscheibe den Be­ reich der Aussparung zumindest teilweise überdeckt, so daß beim Anziehen der Schraubverbindung eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt ist,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß die Aussparung (15, 16) eine in Querträgerlängsrich­ tung verlaufende Längserstreckung aufweist und in der Art eines Langlochs ausgebildet ist,
   daß die Aussparungen (15, 16) an den Querträgerenden (7, 8) und die zugeordneten Gewinde an den Kotflügelbänken (3, 5) so angebracht sind, daß die Schraubenbolzen (13, 14) an einem zur Fahrzeugmitte weisenden Randbereich der jeweili­ gen Aussparung (15, 16) liegen und sich von dort die Aus­ sparung zum Querträgerende hin so weit erstreckt, daß eine Querverkürzung durch eine Verbiegung des Querträgers bei einem Frontalanstoß wenigstens bis zu einer bestimmten Auf­ prallenergie in der Längserstreckung der Aussparungen (15, 16) durch Verschiebung in den kraftschlüssigen Verbindun­ gen aufgenommen wird,
   daß an jedem Querträgerende (7, 8) zwei in Fahrzeuglängs­ richtung versetzt liegende Schraubverbindungen (9, 10; 11, 12) als vordere und hintere Schraubverbindung angeordnet sind, und
   daß an der jeweils vorderen Schraubverbindung (9, 11) eine Aussparung als zum Querträgerende hin offenes Langloch (15) und an der jeweils hinteren Schraubverbindung (10, 12) eine allseits begrenzte, geschlossene Aussparung (16) vorgesehen ist.