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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrgastzelle sowie
mit zwei an die Fahrgastzelle anschließenden Vorbaulängsträgern, mit
denen ein Aufnahmeträger
für ein
Antriebsaggregat und ein Vorderachsfahrwerk mit Hilfe von vorderen
und hinteren Anbindungselementen verbunden ist.
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Ein
solches Kraftfahrzeug ist aus der
DE 17 80 435 A bekannt. Im Vorbaubereich des
Kraftfahrzeuges ist ein sich über
die Fahrzeugbreite erstreckender Aufnahmeträger vorgesehen, auf dem der Motor
befestigt ist. Außerdem
sind die Vorderachsaggregate jeweils seitlich an diesem Aufnahmeträger angeordnet.
Der Aufnahmeträger
ist an den beiden Vorbaulängsträgern des
Vorbaubereiches mit Hilfe von vorderen und hinteren Anbindungselementen befestigt.
Diese Anbindungselemente gehen bei Überschreiten einer festgelegten
Kraftspitze zu Bruch, wodurch sich der Aufnahmeträger und
damit auch der Motor und die Vorderachsaggregate von der Tragstruktur
des Kraftfahrzeugs lösen.
Dadurch können
diese Teile bei einem Frontalaufprall in die Fahrgastzelle eindringen.
Außerdem
sind diese Teile nach dem Lösen
von der Tragstruktur nicht mehr kontrollierbar, da sie vollkommen
vom Kraftfahrzeug getrennt sind. Vorteilhaft ist es bei diesem Kraftfahrzeug,
daß durch
das Lösen
des Aufnahmeträgers von
den Vorbaulängsträgern der
gesamte Vorbaubereich für
eine Deforma tion zur Verfügung
steht und eine Blockbildung vermieden wird, die bei fest in den Vorbaubereich
integrierten Achs- und Antriebsaggregaten auftreten würde.
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Aus
der
DE 39 25 989 A1 ist
ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrgastzelle sowie zwei Längsträgern bekannt.
Mit den Längsträgern ist
ein Tragrahmen zur Aufnahme eines Vorderachsfahrwerkes verbunden.
Der Tragrahmen ist über
einen nachgiebig verformbar ausgeführten Befestigungsträger am Fahrzeug
festgelegt, so daß der
Tragrahmen im Falle eines Unfalls verschoben werden kann. Ein Lösen des
Befestigungsträgers
von dem Kraftfahrzeug ist nicht vorgesehen.
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Aus
der
EP 0 602 331 A1 ist
ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrgastzelle sowie mit zwei an die Fahrgastzelle
anschließenden
Vorbaulängsträgern bekannt.
Das bekannte Kraftfahrzeug weist einen Aufnahmeträger auf.
Der Aufnahmeträger
ist über vordere
Anbindungselemente mit den Vorbaulängsträgern und über hintere Anbindungselemente
mit einem Mitteltunnel verbunden. Die hinteren Anbindungselemente
sind ebenfalls energieverzehrend nachgiebig gestaltet.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art
zu schaffen, das zum einen im Vorbaubereich einen ausreichenden Deformationsweg
zur Verfügung
stellt, zum anderen jedoch unkontrollierte Bewegungen des Aufnahmeträgers bei
einem Frontalaufprall verhindert.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Dadurch
wird ein ausreichend großer
Deformationsweg im Vorbaubereich geschaffen. Da der Aufnahmeträger jedoch
im Bereich seiner vorderen Anbindungspunkte mit dem Vorbaulängsträger verbunden
bleibt, wird vermieden, daß der
Aufnahmeträger
einschließlich
des Antriebsaggregates und des Vorderachsfahrwerkes sich unkontrolliert
vom Kraftfahrzeug trennt. Durch den schräg angeord neten Pedalboden wird
in Verbindung mit einem definierten Deformationsverhalten des Aufnahmeträgers ein
Abgleiten der Aggregate im Vorbaubereich nach unten ermöglicht.
Bei einem Frontalaufprall trennen sich durch die erfindungsgemäße Lösung die
hinteren Anbindungselemente, wodurch der Aufnahmeträger im Bereich
seiner zuvor definierten, hinteren Anbindungspunkte frei wird. Dadurch
wird eine definierte Deformation der Vorbaustruktur unter einem
hohen Kraftniveau erreicht. Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere bei Kraftfahrzeugen
mit sehr kurzen Vorbaubereichen, nämlich bei Kleinwagen, von Vorteil.
Bei einem Aufprall lösen
sich nur so viele Anbindungselemente oder gehen zu Bruch, daß sich der Aufnahmeträger nicht
vollständig
von der Karosserie löst
und sich durch plastische Verformung eine definierte Kinematik der Aggregate
des Fahrwerksblockes im Vorbau einstellt. Dadurch steht zum einen mehr
Deformationslänge
im Vorbau zur Verfügung und
gleichzeitig wird eine ausreichende Vorbausteifigkeit erzielt.
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In
Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens zwei Paare von hinteren
Anbindungselementen vorgesehen, die in Abstand hintereinander angeordnet
sind. Dadurch werden Anbindung und Deformationsverhalten des Aufnahmeträgers weiter
verbessert.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die hinteren Anbindungselemente
Tragelemente für
das Antriebsaggregat auf. Dadurch erfüllen die hinteren Anbindungselemente
eine Doppelfunktion, indem sie zum einen als Träger des Antriebsaggregates
und zum anderen als Anbindungspunkte für den Aufnahmeträger dienen.
Die Tragelemente sind dabei dem Aufnahmeträger zugeordnet, so daß dadurch
die Verbindung zwischen Antriebsaggregat und Aufnahmeträger geschaffen
wird.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
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1 zeigt eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges
in einer Position kurz vor einem Frontalaufprall auf eine vertikale Wand,
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2 das Kraftfahrzeug nach 1 in einem Zustand nach
dem Frontalaufprall auf die vertikale Wand nach 1, und
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3 in vergrößerter Darstellung
schematisch den Vorbaubereich des Kraftfahrzeugs nach den 1 und 2, wobei ein Aufnahmeträger für das Antriebsaggregat
und das Vorderachsfahrwerk im Bereich der vier hinteren An bindungspunkte
an die Vorbaulängsträger mittels
jeweils eines Anbindungsadapters angebunden ist, der eine andere
Bruchdehnung aufweist als der Aufnahmeträger.
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Ein
Kraftfahrzeug (1) nach den 1 und 2 stellt einen Kleinwagen
dar, dessen Fahrgastzelle (3) für die Aufnahme von vier Personen
geeignet ist. In Fahrtrichtung nach vorne schließt an die Fahrgastzelle (3)
ein Vorbaubereich (2) an, der relativ kurz gehalten ist.
Im Vorbaubereich (2) ist ein Fahrwerksblock (5)
angeordnet, der aus einem Vorderachsfahrwerk und einem Antriebsaggregat,
beim Ausführungsbeispiel
aus einem Verbrennungsmotor, besteht. Der Fahrwerksblock (5),
d.h. das Antriebsaggregat und das Vorderachsfahrwerk sind an einem als
Integralträger
dienenden Aufnahmeträger
(8) befestigt (3),
der mit zwei Vorbaulängsträgern (7) des
Vorbaubereiches (2) verbunden ist. Die Vorbaulängsträger (7)
sind auf Höhe
der nicht näher
bezeichneten Stoßfänger angeordnet
und erstrecken sich von der Fahrzeugfront aus bis zur Fahrgastzelle (3)
in Längsrichtung
nach hinten. Der vordere Bereich der Fahrgastzelle (3)
weist vor den Fußpedalen für den Fahrer
einen Pedalboden (4) auf, der Teil einer die Fahrgastzelle
(3) nach vorne abschließenden Stirnwand ist. Der Pedalboden
(4) schließt
an das hintere Ende der Vorbaulängsträger (7)
an, ist plattenartig ausgebildet und erstreckt sich etwa auf Höhe der Vorbaulängsträger (7)
schräg
nach unten und nach hinten – jeweils
auf die Fahrtrichtung bezogen. Der Pedalboden (4) ist auf
Höhe des
Fahrwerksblockes (5) schräg angeordnet, so daß der Fahrwerksblock
(5) bei einem Verschieben nach hinten entlang des Pedalblockes
(4) schräg
nach unten gleitet. Der Aufnahmeträger (8) ist von unten
an die Vorbaulängsträger (7)
angebunden. Die Befestigung des Aufnahmeträgers (8) an den beiden
Vorbaulängsträgern (7)
erfolgt jeweils über
einen vorderen Anbindungspunkt (9) und über zwei hintere Anbindungspunkte
(10a, 10b). Zur Befestigung an den Vorbaulängsträgern (7)
weist der Aufnahmeträger
(8) für
jeden Vorbau längsträger (7)
ein vertikal nach oben ragendes, nicht näher bezeichnetes vorderes Anbindungselement
sowie ein ebenfalls vertikal nach oben abragendes hinteres Anbindungselement
(11a) und ein weiteres schräg nach oben und nach hinten
ragendes Anbindungselement (11b) auf. Die vier hinteren
Anbindungselemente (11a, 11b) setzen sich zusammen
aus zwei Paaren von Anbindungselementen, die in Abstand hintereinander
angeordnet sind. Die beiden Anbindungselemente (11a) stellen – auf den
Aufnahmeträger
(8) bezogen – mittlere
Anbindungspunkte (10a), die Anbindungselemente (11b) hintere
Anbindungspunkte (10b) dar. Erfindungsgemäß wreden
unter hinteren Anbindungspunkten und hinteren Anbindungselementen
sowohl die – auf
den Aufnahmeträger
(8) bezogen – mittleren
als auch die hinteren Anbindungspunkte und -elemente verstanden.
Sowohl jedes vordere als auch jedes hintere Anbindungselement (11a, 11b)
sind beim Ausführungsbeispiel
blockartig ausgebildet. Jedes vordere Anbindungselement ist einstückig mit
dem Aufnahmeträger (8)
und aus demselben Werkstoff hergestellt. Die beiden hinteren Anbindungselemente
(11a, 11b) hingegen können vom Aufnahmeträger (8)
getrennte Adapter sein. Sowohl die Vorbaulängsträger (7) als auch der
Aufnahmeträger
(8) sind beim Ausführungsbeispiel
aus Stahl hergestellt. Die vier als Adapter dienenden hinteren Anbindungselemente
(11a, 11b) sind aus Aluminium hergestellt. Sowohl
die beiden vorderen Anbindungselemente als auch die vier hinteren
Anbindungselemente (11a, 11b) sind beim Ausführungsbeispiel
im Bereich der vorderen und der hinteren Anbindungspunkte (9, 10a, 10b)
mit den Vorbaulängsträgern (7)
verschraubt. Selbstverständlich
ist es bei anderen Ausführungsformen
der Erfindung möglich,
diese Anbindungselemente in anderer Art und Weise starr mit den
Vorbaulängsträgern (7) zu
verbinden. Der schräg
nach unten und nach hinten verlaufende Pedalboden (4) befindet
sich etwa auf Höhe
des Fahrwerksblockes (5).
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Prallt
das Kraftfahrzeug (1) nun mit einer bestimmten Geschwindigkeit
auf eine vertikale Wand (6) frontal auf, so löst sich
der Aufnahmeträger
(8) aufgrund der geringeren Bruchdehnung des Aluminiums
im Bereich seiner hinteren Anbindungspunkte (10a, 10b)
von den Vorbaulängsträgern (7),
indem die hinteren Anbindungselemente (11a, 11b)
sich lösen
oder zu Bruch gehen. Dadurch wird der Aufnahmeträger (8) und damit
das Antriebsaggregat und das Vorderachsfahrwerk zusammen mit der
Deformation der Vorbaulängsträger (7)
entgegen der Fahrtrichtung nach hinten verschoben. Der Pedalboden
(4) ist dabei so stabil ausgebildet, daß weder der Aufnahmeträger (8)
noch das Antriebsaggregat oder das Vorderachsfahrwerk in die Fahrgastzelle
(3) eindringen können,
sondern vielmehr an dem Pedalboden (4) schräg nach unten
unter den Fahrzeugboden abgleiten. Dadurch wird eine Blockbildung
durch das Antriebsaggregat und das Vorderachsfahrwerk im Vorbaubereich
vermieden, wodurch im Vorbaubereich (2) eine ausreichende
Deformationslänge
zum Abbau der Aufprallbelastungen durch den Frontalaufprall vorhanden
ist. Da der Aufnahmeträger
(8) im Bereich seiner vorderen Anbindungselemente mit den
Vorbaulängsträgern (7)
verbunden bleibt, wird ein unkontrolliertes Lösen des Aufnahmeträgers (8) vom
Fahrzeug vermieden.
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Bei
einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die hinteren Anbindungselemente (11a, 11b)
zusätzlich
als Tragelemente für das
Antriebsaggregat ausgebildet, so daß sie neben der Anbindung des
Aufnahmeträgers
(8) an den Vorbaulängsträger (7)
noch die weitere Funktion eines Motorträgers aufweisen.