DE4338652C1 - Front-end structure for a passenger car - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorbaustruktur für einen Personen kraftwagen mit zwei Vorbaulängsträgern, die im Bereich ihres - in normaler Fahrtrichtung gesehen - rückwärtigen Endes an eine Stirnwand einer steifen Fahrgastzelle angeschlossen sind.The invention relates to a stem structure for a person motor vehicle with two front longitudinal members, which in the area of their - seen in the normal direction of travel - rear end to one Front wall of a rigid passenger compartment are connected.
Es ist bekannt (DE 37 20 847 A1), einen Vorbau für einen Per sonenkraftwagen mit zwei zu beiden Seiten einer Mittellängs achse des Personenkraftwagens mit Abstand zueinander angeord neten Vorbaulängsträgern zu versehen. Diese Vorbaulängsträger sind mittels eines Gabelträgers mit der Stirnwand der steifen Fahrgastzelle verbunden. Der Gabelträger ist in seinem Verzwei gungsbereich undeformierbar und trägt zu einer erhöhten Block bildung des Vorbaus einschließlich der in diesem angeordneten Aggregate bei. Diese Anbindung der Vorbaulängsträger an die Stirnwand ist außerdem relativ aufwendig.It is known (DE 37 20 847 A1), a stem for a per motor vehicle with two on either side of a central longitudinal axis of the passenger car arranged at a distance from each other neten stem side rails. These front rails are rigid using a fork carriage with the front wall Passenger cell connected. The fork carriage is in its branch area undeformable and contributes to an increased block formation of the stem including those arranged in it Aggregates at. This connection of the front side members to the Front wall is also relatively expensive.
Wie aus der ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 92 (1990), Sei ten 616 bis 625, ersichtlich ist, weist ein mit derartigen Ga belträgern versehener Vorbau eines Personenkraftwagens eine im Bereich der beiden Gabelträger kegelstumpfförmig nach vorne ausgebeulte Stirnwand auf. Jeder Gabelträger der beiden Vorbau längsträger setzt im Bereich des ebenen Teils der kegelstumpf förmigen Ausbauchung an die Stirnwand an.As from ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 92 (1990), Sei ten 616 to 625, can be seen, has such a Ga front carrier of a passenger car provided in the Area of the two fork brackets frustoconical to the front bulged bulkhead. Each fork carriage of the two stem The longitudinal member sets the truncated cone in the area of the flat part shaped bulge on the front wall.
Die DE 31 38 167 C2 beschreibt ein Karosseriebauteil für einen Personenkraftwagen, das als Stoßfänger an einem Front- oder an einem Heckbereich des Personenkraftwagens befestigt ist. Das Karosseriebauteil stellt eine Kunststoffschale dar, die in er ster Linie zur Verkleidung von Front und Heck des Personen kraftwagens dient.DE 31 38 167 C2 describes a body component for one Passenger cars that act as bumpers on a front or a rear area of the passenger car is attached. The Body component represents a plastic shell that in it line for covering the front and rear of the person motor vehicle serves.
Aus der DE 37 22 696 A1 ist eine Vorbaukonstruktion für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem ein geschlossener Querschnitts bereich einer Spritzschutzwand mittels einer Verstärkungsbrücke mit einem vorderen Rahmenteil verbunden ist. Die Verstärkungs brücke befindet sich oberhalb des Rahmenteiles.DE 37 22 696 A1 describes a stem construction for a Motor vehicle known in which a closed cross section area of a splash guard by means of a reinforcement bridge is connected to a front frame part. The reinforcement bridge is located above the frame part.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorbaustruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine zu verlässige und stabile Anbindung der Vorbaulängsträger an die Stirnwand erzielt.The object of the invention is a stem structure of the beginning to create the kind, which with simple means one too reliable and stable connection of the front side members to the End wall achieved.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Stirnwand im An schlußbereich jedes Vorbaulängsträgers domförmig - auf die nor male Fahrtrichtung bezogen - nach vorne ausgebaucht ist, und daß jeder Vorbaulängsträger im Bereich seines rückwärtigen Endes zum Aufsetzen auf die domförmige Ausbauchung der Stirn wand glockenähnlich aufgeweitet ist. Unter domförmigen Ausbau chungen werden insbesondere näherungsweise ei- oder ellipsoid förmige Ausbauchungen verstanden. Die Stirnwand weist im Be reich der domförmigen Ausbauchungen eine hohe Drucksteifigkeit auf. Mit der gewählten Anschlußgestaltung der Vorbaulängsträger wird eine breite Abstützbasis, d. h. eine weitgehend flächige Beanspruchung erzielt. Dadurch ergibt sich für einen Frontal aufprall eine gleichmäßige Verteilung der Aufprallkräfte sowie ein verbesserter Schutz des Überlebensraumes. Die relativ hohe Belastbarkeit der ellipsoidförmigen Ausbauchungen in Fahrzeuglängsrichtung ist analog der relativ hohen Belastbarkeit eines dünnwandigen Eis zu verstehen. Dadurch, daß die Stirnwand gegenüber herkömmlichen Stirnwänden in den Anschlußbereichen weiter nach vorne gezogen ist, ergeben sich in diesem Bereich Deformationszonen, die keine nachteiligen Auswirkungen auf den Insassenschutz haben. Durch die glockenähnliche Aufweitung der Endbereiche der Vorbaulängsträger weisen auch diese bereits eine gewisse Deformationszone auf, bevor die Stirnwand defor miert wird.This object is achieved in that the end wall in the closing area of each front side member dome-shaped - to the nor male direction of travel - bulges to the front, and that each front longitudinal member in the area of its rear To be put on the dome-shaped bulge of the forehead wall is expanded like a bell. Under cathedral-shaped expansion Chungen become approximately egg or ellipsoid in particular understood bulges. The end wall points in the loading rich of the dome-shaped bulges a high pressure rigidity on. With the chosen connection design of the front side members will have a wide support base, i.e. H. a largely flat Stress achieved. This results in a frontal impact an even distribution of impact forces as well an improved protection of the survival space. The relatively high Resilience of the ellipsoidal bulges in the vehicle's longitudinal direction is analogous to the relatively high resilience of a to understand thin-walled ice. Because the front wall compared to conventional end walls in the connection areas pulled further forward result in this area Deformation zones that have no adverse effects on the Have occupant protection. Due to the bell-like expansion of the End areas of the front longitudinal members also have these a certain zone of deformation before the front wall defor is lubricated.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Stirnwand im Bereich der domförmigen Ausbauchungen verstärkt. Dadurch wird eine weitere Erhöhung der Steifigkeit der Stirnwand im Anschlußbereich der Vorbaulängsträger erzielt.In an embodiment of the invention, the end wall is in the region of the Dome-shaped bulges reinforced. This will make another one Increasing the rigidity of the end wall in the connection area of the Front side member achieved.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung mündet ein Untergurt jedes Vorbaulängsträgers in einen Anschlußträger am Fahrgast zellenboden. Dadurch ergibt sich ein durchgängiger Kraftfluß zwischen Vorbaustruktur und Fahrgastzellenstruktur, was eine weiter verbesserte Belastungsverteilung bewirkt.In a further embodiment of the invention, a lower flange opens each front side member into a connecting member on the passenger cell floor. This results in a continuous flow of power between stem structure and passenger compartment structure, which is a further improved load distribution.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Anschlußbereich eines Obergurtes jedes Vorbaulängsträgers - in normaler Fahrt richtung - vor der Stirnwand eine zusätzliche Querverstärkung vorgesehen, die mit der Stirnwand ein Querträgerprofil bildet. In a further embodiment of the invention is in the connection area of a top chord of each front side member - in normal driving direction - an additional cross reinforcement in front of the front wall provided that forms a cross member profile with the end wall.
Auch durch diese Maßnahme wird eine weitere Verstärkung der Stirnwand erreicht.This measure will also further strengthen the End wall reached.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Anschlußbereich des Obergurtes jedes Vorbaulängsträgers eine zusätzliche, gegen über der domförmigen Ausbauchung weiter nach vorne geführte Auswölbung vorgesehen. In dieser Auswölbung können energieab sorbierende Elemente wie beispielsweise ein Absorberschaum untergebracht werden, die eine weitere Reduzierung der Insassen belastung bei einem Frontalaufprall des Fahrzeugs bewirken.In a further embodiment of the invention is in the connection area an additional, against the top chord of each front side member led further over the dome-shaped bulge Bulge provided. In this bulge energy-dependent sorbent elements such as an absorber foam be housed which further reduce occupants cause a load in the event of a frontal impact of the vehicle.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.Further advantages and features of the invention result from the Subclaims and from the following description of Exemplary embodiments illustrated with the aid of the drawings are.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt durch einen Rohbau eines Personenkraftwagens mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorbaustruktur, die an eine steife Fahrgastzellenstruktur angebunden ist, Fig. 1 shows schematically a section through a carcass of a passenger car with an embodiment of a front-end structure according to the invention, which is attached to a rigid passenger-compartment structure,
Fig. 2 schematisch einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1 als Draufsicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1, Fig. 2 shows schematically a section through the arrangement according to Fig. 1 as a plan view in the direction of arrow II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Ausschnitt eines Rohbaus ähnlich Fig. 1, bei der jedoch ein Untergurt eines an die Stirnwand der Fahr gastzellenstruktur anschließenden Längsträgers bis in den Bereich eines Fahrgastzellenbodens fortgeführt ist,Similar to Fig. 3 a section of a carcass Fig. 1, but in which a lower chord is one continued to the end wall of the driving passenger cell structure subsequent longitudinal support up to the area of a passenger compartment floor,
Fig. 4 schematisch einen Ausschnitt ähnlich Fig. 3, bei der die Stirnwand im Bereich eines Obergurtes des Vorbau längsträgers mit einer zusätzlichen Auswölbung nach vorne versehen ist, und Fig. 4 shows schematically a section similar to Fig. 3, in which the end wall in the region of an upper flange of the front end member is provided with an additional bulge to the front, and
Fig. 5 schematisch einen Ausschnitt einer Ausführungsform ähnlich Fig. 4, bei der im Bereich des Obergurtes ein zusätzliches Verstärkungsblech vorgesehen ist, das mit der Stirnwand ein Querträgerhohlprofil bildet. Fig. 5 schematically shows a section of an embodiment similar to Fig. 4, in which an additional reinforcing plate is provided in the region of the upper flange, which forms a cross member hollow profile with the end wall.
Ein Personenkraftwagen nach Fig. 1 weist als Rohbaugerippe in einem mittleren Bereich eine steife Fahrgastzellenstruktur 2 auf. Die Fahrgastzellenstruktur 2 weist einen Fahrgastzellen boden 11 auf, der zu beiden Seiten der Fahrgastzellenstruktur 2 von seitlichen Längsträgern 4 flankiert ist. In die seit lichen Längsträger 4 mündet eine A-Säule 3, die unter ande rem als Rahmen für die Aufnahme einer Windschutzscheibe dient. In Fahrtrichtung nach vorne schließt die Fahrgastzellenstruktur 2 durch eine über die Fahrzeugbreite geführte Stirnwand 5 ab.A passenger car according to FIG. 1 has a rigid passenger compartment structure 2 in a central region as the structural framework. The passenger compartment structure 2 has a passenger compartment floor 11 which is flanked on both sides of the passenger compartment structure 2 by side longitudinal members 4 . In the side rails since Lichen 4 opens an A-pillar 3 , which serves, among other things, as a frame for receiving a windshield. In the forward direction of travel, the passenger compartment structure 2 is closed off by an end wall 5 that extends across the vehicle width.
An die Fahrgastzellenstruktur 2 schließt in Fahrtrichtung nach vorne eine Vorbaustruktur 1 an, die zwei zueinander parallele und zu beiden Seiten einer Fahrzeugmittellängsachse 15 (Fig. 2) In Abstand zu dieser angeordnete Vorbaulängsträger 7 aufweist. Beide Vorbaulängsträger 7 sind im Bereich ihrer - auf die Fahrtrichtung bezogen - rückwärtigen Enden 10 glockenähnlich aufgeweitet. Glockenähnlich bedeutet dabei sowohl eine eckige, pyramidenstumpfähnliche Aufweitung als auch eine runde, kegel stumpfförmige Aufweitung. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 weist der Vorbaulängsträger 7 ein Vierkant hohlprofil auf, so daß die glockenähnliche Aufweitung ebenfalls einen viereckigen Querschnitt besitzt. Jeder Vorbaulängsträger 7 ist mittels seiner glockenähnlichen Aufweitung direkt an die Stirnwand 5, beispielsweise durch Verschweißung, ange schlossen. Die Stirnwand 5 weist im Anschlußbereich an jeden Vorbaulängsträger 7 eine ellipsoidförmig in den Vorbaubereich nach vorne gezogene Ausbauchung 6, wodurch der Anschlußbe reich jedes Vorbaulängsträgers 7 an die Stirnwand 5 gegen über herkömmlichen Anschlußbereichen weiter in den Vorbau bereich nach vorne verlegt ist. Die Ausbauchungen 6 sind im Bereich der Fußräume für einen Fahrer und einen Beifahrer vor gesehen. Die Stirnwand 5 kann im Bereich der beiden ellip soidförmigen Ausbauchungen 6 zusätzlich verstärkt werden, falls die gewählte Blechdicke und die Form der Ausbauchungen 6 noch keine ausreichende Verstärkung ergeben. Die zusätz liche Verstärkung erfolgt entweder durch das Vorsehen von Sand wichblechen in diesem Bereich oder durch eine vom Innenraum der Fahrgastzellenstruktur 2 her aufgebrachte Faserverbundwerk stoffauflage auf das normale Blech der Stirnwand 5. Die Stirnwand 5 ist daher im Bereich der beiden ellipsoidförmigen Ausbauchungen 6 wesentlich steifer als eine herkömmliche Stirnwand. Aus diesem Grund setzt die Stirnwand 5 bei einem asymmetrischen Frontalaufprall dem gegen die Stirnwand drücken den Vorderrad einen höhere Widerstand entgegen, wodurch Intru sionen im Fußraumbereich reduziert werden. Jeder Vorbaulängs träger 7 weist einen Obergurt 9 auf, der nahezu tangential in den oberen Bereich der Stirnwand 5 mündet. Ein gegenüber liegender Untergurt 8 verläuft nahezu tangential in einen unteren Bereich der Stirnwand 5. Jeder Vorbaulängsträger 7 einschließlich seines Obergurtes 9 und seines Untergurtes 8 schließt flächig an die Außenseite der Ausbauchung 6 der Stirnwand 5 an. Die Stirnwand 5 ist dreiteilig gestaltet, wobei sie im oberen Bereich relativ dünn und im Bereich der ellipsoidförmigen Fußraummulden in Form der Ausbauchungen 6 relativ dick ist.A front structure 1 adjoins the passenger compartment structure 2 in the direction of travel, which has two front longitudinal members 7 that are parallel to one another and on both sides of a vehicle central longitudinal axis 15 ( FIG. 2). Both stem longitudinal members 7 are bell-like widened in the area of their rear ends 10 , based on the direction of travel. Bell-like means both an angular, truncated pyramid-like expansion and a round, truncated cone-shaped expansion. In the embodiment of FIGS . 1 and 2, the front longitudinal member 7 has a square hollow profile, so that the bell-like expansion also has a square cross section. Each stem longitudinal member 7 is connected by means of its bell-like expansion directly to the end wall 5 , for example by welding. The end wall 5 has in the connection area to each stem longitudinal member 7 an ellipsoidal bulge 6 drawn forward in the stem area, whereby the connection area of each stem longitudinal member 7 is moved to the end wall 5 against conventional connection areas in the stem area forward. The bulges 6 are seen in the footwell area for a driver and a front passenger. The end wall 5 can be additionally reinforced in the area of the two ellipsoidal bulges 6 if the selected sheet thickness and the shape of the bulges 6 do not yet provide sufficient reinforcement. The additional reinforcement is carried out either by the provision of sand wichblechen in this area or by a fiber composite material pad applied from the interior of the passenger compartment structure 2 onto the normal sheet of the end wall 5 . The end wall 5 is therefore much stiffer in the area of the two ellipsoidal bulges 6 than a conventional end wall. For this reason, the front wall 5 in an asymmetrical frontal impact press against the front wall against the front wheel with a higher resistance, thereby reducing intrusions in the footwell area. Each longitudinal beam 7 has an upper chord 9 which opens almost tangentially into the upper region of the end wall 5 . An opposite lower flange 8 runs almost tangentially into a lower region of the end wall 5 . Each front longitudinal member 7, including its upper flange 9 and its lower flange 8 , adjoins the outside of the bulge 6 of the end wall 5 . The end wall 5 is designed in three parts, being relatively thin in the upper region and relatively thick in the form of the bulges 6 in the region of the ellipsoidal footwell depressions.
Die Ausführung nach Fig. 3 entspricht im wesentlichen der Aus führung nach den Fig. 1 und 2, wobei gleiche Elemente auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Jeder Vorbaulängs träger 7a ist jedoch mit einem etwas anders gestalteten rück wärtigen Ende 10a versehen. Der Anschluß des Obergurtes 9a an die Außenseite der Ausbauchung 6 der Stirnwand 5 ent spricht der Ausführung nach den Fig. 1 und 2, Der Untergurt 8a ist jedoch an der Außenseite der Ausbauchung 6 der Stirnwand 5 entlang bis in den Bereich des Fahrzeugbodens 11 geführt, wo er in einen nicht dargestellten Anschluß längsträger mündet. Dadurch wird ein durchgehender Kraftfluß erzielt.The embodiment of FIG. 3 corresponds substantially to the imple mentation of FIGS. 1 and 2, wherein like elements are provided with the same reference numerals. Each stem longitudinal member 7 a is, however, provided with a slightly different rear end 10 a. The connection of the upper flange 9 a to the outside of the bulge 6 of the end wall 5 corresponds to the embodiment according to FIGS. 1 and 2, but the lower flange 8 a is on the outside of the bulge 6 of the end wall 5 along to the area of the vehicle floor 11th performed where it opens into a longitudinal member, not shown. This ensures a continuous flow of power.
Auch die Ausführung nach Fig. 4 entspricht im wesentlichen den bereits beschriebenen Ausführungsformen, so daß auch hier gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Stirnwand 5b ist jedoch im Bereich jeder ellipsoidähnlichen Ausbauchung 6b in den Anschlußbereichen der beiden Längsträger 7b mit einer zusätzlichen Auswölbung 12 nach vorne versehen. Diese Auswölbung 12 ist im Anschlußbereich des Obergurtes 9b des rückwärtigen Endes 10b des Vorbaulängsträgers 7b vorge sehen. Der Obergurt 9b schließt flächig an die Außenseite der Auswölbung 12 an. Der Untergurt 8b schließt flächig an die Außenseite der Ausbauchung 6b entsprechend dem Anschluß der Ausführungen nach den Fig. 1 bis 3 an. Gemäß einer nicht dar gestellten Ausführungsform wird die Auswölbung 12 mit energie absorbierenden Elementen, beispielsweise einem Absorberschaum, versehen, um insassengefährdende Fußbeschleunigungen abzudämp fen.The embodiment according to FIG. 4 essentially corresponds to the embodiments already described, so that here too the same parts are provided with the same reference numerals. However, the end wall 5 b is provided in the region of each ellipsoid-like bulge 6 b in the connection regions of the two longitudinal members 7 b with an additional bulge 12 to the front. This bulge 12 is seen in the connection area of the upper chord 9 b of the rear end 10 b of the front end member 7 b. The upper flange 9 b connects flatly to the outside of the bulge 12 . The lower flange 8 b connects flat to the outside of the bulge 6 b in accordance with the connection of the embodiments according to FIGS. 1 to 3. According to a non-illustrated embodiment, the bulge 12 is provided with energy-absorbing elements, for example an absorber foam, in order to dampen accelerations of the feet which are dangerous to the occupants.
Bei dem Personenkraftwagen nach Fig. 5 weist die Fahrgastzellen struktur 2 eine Stirnwand 5c auf, die in den beiden An schlußbereichen der Vorbaulängsträger 7c mit Ausbauchungen 6c versehen ist. Die Stirnwand 5c sowie auch die Ausbauchun gen 6c entsprechen der Ausführung nach den Fig. 1 und 2. Auf die Außenseite der Stirnwand 5c sind jedoch im Bereich der beiden Ausbauchungen 6c zwei als Querverstärkungen dienende Schließbleche 13 aufgesetzt, die ein etwa C-förmig nach vorne gewölbtes Profil aufweisen. Die Schließbleche 13 bilden mit der Stirnwand 5c im Bereich der beiden Ausbauchungen 6c ein Querträgerhohlprofil 14. Dieses Querträgerhohlprofil 14 kann sich entweder durchgehend über den gesamten Fußraum oder nur über einen Teilbereich erstrecken. Dieses Querträgerhohl profil 14 ist auf Höhe des Obergurtes 9c angebracht, so daß die Schließbleche 13 ähnlich der zusätzlichen Auswölbung 12 nach Fig. 4 einen weiter nach vorne gezogenen Anschlußbereich für den Obergurt 9c bilden. Beim Ausführungsbeispiel ist jedes Schließblech 13 aus dem dünnen oberen Bereich der Stirnwand 5c geformt, das an den Ellipsoidbereich der Stirn wand 5c anschließt. Der Untergurt 8c ist flächig an den unteren Bereich der Stirnwand 5c angeschlossen, wobei die Anbindung des Untergurtes 8c der Anbindung der Untergurte 8 bzw. 8b nach den Fig. 1 und 4 entspricht.In the passenger car according to FIG. 5, the cabin structure 2, a front wall 5 c, which in the two longitudinal beams on the stem-circuit regions 7 c with bulges 6 is provided c. The end wall 5 c and the Ausbauchun gene 6 c correspond to the embodiment according to FIGS. 1 and 2. On the outside of the end wall 5 c, however, in the area of the two bulges 6 c, two closing plates 13 serving as transverse reinforcements are placed, which are approximately C -shaped profile curved forward. The striking plates 13 form a cross member hollow profile 14 with the end wall 5 c in the region of the two bulges 6 c. This cross member hollow profile 14 can either extend continuously over the entire footwell or only over a partial area. This cross member hollow profile 14 is attached at the level of the upper flange 9 c, so that the striking plates 13 similar to the additional bulge 12 of FIG. 4 form a further forward drawn connection area for the upper flange 9 c. In the exemplary embodiment, each striking plate 13 is formed from the thin upper region of the end wall 5 c, which connects to the ellipsoid region of the end wall 5 c. The lower flange 8 c is connected to the lower area of the end wall 5 c, the connection of the lower flange 8 c corresponding to the connection of the lower flange 8 or 8 b according to FIGS. 1 and 4.
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- 1993-11-12 DE DE19934338652 patent/DE4338652C1/en not_active Expired - Fee Related
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