DE102007007216B4

DE102007007216B4 - Vorbaustruktur für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007007216B4
Application number: DE102007007216.5A
Authority: DE
Inventors: Herbert Renner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2007-02-14
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2027-02-15
Also published as: DE102007007216A1

Abstract

Vorbaustruktur (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer einen Vorbauraum (16) von einem Fahrgastraum (18) trennenden Stirnwand (20), an der ein Bremsgerät (24) mit einem in den Vorbauraum (16) ragenden Bremszylinder (28, 28') und einem darauf angeordneten Bremsflüssigkeitsbehälter (30) befestigt ist, sowie mit zwischen Trägerelementen der Vorbaustruktur (10) und dem Bremszylinder (28, 28') vorgesehenen Mitteln, die bei einem Frontalcrash des Kraftfahrzeuges bei einer entsprechenden Verformung der Trägerelemente das Bremsgerät (24) gezielt verlagern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbaustruktur (10) einen Querträger (22) aufweist, der in Höhe und nur mit geringem Freiraum (s) in Fahrtrichtung vor dem Bremsflüssigkeitsbehälter (30) und dem Bremszylinder (28; 28') verläuft, wobei die Mittel als Stützmittel (36; 38, 40) ausgebildet sind, die sich in Horizontalrichtung überlappen und bei einer Verformung des Querträgers (22) nach hinten eine im wesentlichen gleichgerichtete Verschiebung des Bremsgerätes (24) nach hinten ohne Krafteinwirkung auf den Bremsflüssigkeitsbehälter (30) bewirken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorbaustruktur für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die DE 103 16 952 A1 zeigt eine Sicherheitsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorbaustruktur, einer Stirnwand, die die Vorbaustruktur von einem Innenraum abtrennt, einem an der Stirnwand festgelegten Bremsgerät mit einem Bremszylinder, wobei der Bremszylinder Mittel zum Verschwenken des Bremsgerätes aufweist, die bei einem Fahrzeugaufprall mit in der Vorbaustruktur angeordneten Bauteilen zusammenwirken. Dadurch soll die Sicherheit von einem in dem Kraftfahrzeug befindlichen Fahrer erhöht werden. Dazu wird vorgeschlagen, dass die Mittel zum Verschwenken des Bremsgerätes aus einem Befestigungsabschnitt sowie. einem Abgleitabschnitt mit einer Abgleitebene bestehen. Weiterhin sei auf die JP H11-105 737 A verwiesen.
Eine derartige Vorbaustruktur beschreibt auch die EP 0 983 911 B1 , bei der mittels einer an einer Seitenwand oder an einem Längsträger der Vorbaustruktur befestigtes Stützmittel mit dem Bremszylinder des Bremsgerätes derart zusammenwirkt, dass bei einer durch einen Frontalcrash des Kraftfahrzeuges bewirkten Verformung der Trägerelemente der Vorbaustruktur das Bremsgerät in Hochrichtung verschwenkt wird; damit wird gleichzeitig erreicht, dass das mit dem Bremszylinder verbundene und an einem Fußhebelwerk gelagerte Bremspedal im Innenraum des Kraftfahrzeuges in dessen Fußraum entgegen der Vorformungsrichtung zurückweicht.
Abhängig von der spezifischen Konstruktion der Vorbaustruktur kann bei einer Verformung der Trägerelemente auch die Gefahr bestehen, dass der aus Kunststoff bestehende Bremsflüssigkeitsbehälter vom Bremszylinder abgerissen oder beschädigt wird und somit in unerwünschter Weise Bremsflüssigkeit austritt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorbaustruktur der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, bei der mit einfachen Mitteln zusätzlich eine crashbedingte Beschädigung des Bremsflüssigkeitsbehälters ausgeschlossen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beinhalten die weiteren Patentansprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Vorbaustruktur einen Querträger aufweist, der in Höhe und nur mit geringem Freiraum in Fahrtrichtung vor dem Bremsflüssigkeitsbehälter und dem Bremszylinder verläuft, wobei die Mittel als Stützmittel ausgebildet sind, die sich in Horizontalrichtung überlappen und bei einer Verformung des Querträgers nach hinten eine im wesentlichen gleichgerichtete Verschiebung des Bremsgerätes nach hinten ohne Krafteinwirkung auf den Bremsflüssigkeitsbehälter bewirken.
Dabei können besonders bevorzugt an dem Querträger und/oder an dem Bremszylinder nach oben und/oder nach unten abragende, sich in Horizontalrichtung überlappende Stützmittel vorgesehen sein.
In baulich und fertigungstechnisch günstiger Weise kann von der in den Vorbauraum ragenden Stirnseite des Bremszylinders ein den Bremsflüssigkeitsbehälter abschirmender Vorsprung nach oben in den Verformungsbereich des Querträgers abragen. Der Vorsprung kann insbesondere unmittelbar an den metallischen Bremszylinder angeformt sein.
Alternativ können die Stützmittel am Querträger und am Bremszylinder bei einer Verformung des Querträgers formschlüssig ineinander greifen und somit eine besonders kontrollierte Verlagerung des Bremsgerätes auch bei sehr hohen Verformungskräften sicherstellen.
Dazu kann bevorzugt am Querträger ein nach unten abragender Haken angeordnet sein, der bei einer Verformung des Querträgers den Bremszylinder beaufschlagt und mit diesem gegebenenfalls verhakend nach hinten verschiebt.
Dabei kann in vorteilhafter Weise in den Haken als querträgerseitiges Stützmittel ein stiftförmiger Vorsprung des Bremszylinders einragen und somit eine zuverlässige und robuste Führung des Bremsgerätes bei auftretenden Verformungen bewirken.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Querträger im Bereich des benachbarten Bremsflüssigkeitsbehälters des Bremsgerätes in seiner Knicksteifigkeit vermindert ausgebildet sein. Damit gelingt es, die Verlagerung des Bremsgerätes gezielt zu steuern bzw. eine zu große Verlagerung des Bremsgerätes nach hinten dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges zu auszuschließen.
Bevorzugt und baulich besonders einfach kann der als geschlossenes Hohlprofil ausgebildete Querträger im Bereich des Bremsflüssigkeitsbehälters mit einer querschnittsverminderten Eindrückung versehen sein. Schließlich kann die Eindrückung zur Herstellung eines definierten Freiraumes zum angrenzenden Bremsflüssigkeitsbehälter an dessen Außenkonfiguration zumindest im wesentlichen angepasst sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann dem Bremsflüssigkeitsbehälter eine formsteife Schutzhaube zugeordnet sein, die den Behälter abdeckt. Die Schutzhaube schützt im Crashfall den Behälter vor Zerstörung durch Strukturteile bzw. dessen Umgebung, etwa die in der Nähe des Bremsflüssigkeitsbehälters angeordneten, im Fahrzeugbetrieb heißen Katalysatoren, vor einem Bremsflüssigkeitsaustritt. Die Schutzhaube kann aus einem Metall, etwa Aluminium, gefertigt sein.
Um eine unfallbedingte Krafteinleitung in den Bremsflüssigkeitsbehälter zu vermeiden, kann die Schutzhaube berührungsfrei gegenüber dem Bremsflüssigkeitsbehälter angeordnet sein. Die Schutzhaube kann dabei auf dem Bremsgerät abgestützt sein. Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Dreipunktauflage, bei der die Schutzhaube einerseits etwa über eine Schraubverbindung an den am Bremszylinder vorgesehenen Stützmittel verschraubt ist und rückseitig über Gummipuffer auf dem Bremskraftverstärker aufliegt. Um trotz der Schutzhaube eine einfache Handhabung des Bremsflüssigkeitsbehälters zu gewährleisten, kann die Schutzhaube oberseitig eine Durchtrittsöffnung aufweisen, durch die der Einlassstutzen des Bremsflüssigkeitsbehälters ragt.
Bevorzugt weist die Schutzhaube an ihrem, die bodenseitige Haubenöffnung begrenzenden Öffnungsrand, einen Stützflansch auf, über den die Schutzhaube auf dem Bremsgerät abstützbar ist. Der Stützflansch verstärkt zudem die Formsteifigkeit der Schutzhaube gegenüber einer unfallbedingten Krafteinleitung. Der Stützflansch kann sich hierzu im wesentlichen ringförmig um die Schutzhaube erstrecken.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:
1 eine grob schematische Seitenansicht einer Vorbaustruktur für Kraftfahrzeuge mit einem an eine Stirnwand angebauten Bremsgerät und einem diesen benachbarten Querträger, sowie mit Stützmitteln zwischen Querträger und Bremszylinder des Bremsgerätes;
2 eine Draufsicht auf das Bremsgerät und den abschnittsweise dargestellten Querträger der Vorbaustruktur nach 1;
3 einen Querschnitt gemäß Linie III-III der 2 durch den Querträger im Bereich der Stützmittel; und
4 einen weiteren Querschnitt gemäß 3 durch den Querträger, jedoch alternativ mit als Haken und einem stiftförmigen Vorsprung am Bremszylinder ausgebildeten Stützmitteln;
5 eine Vorbaustruktur gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel; und
6 eine Schutzhaube in perspektivischer Ansicht.
In der 1 ist mit 10 eine Vorbaustruktur einer Karosserie für Kraftfahrzeuge teilweise und stark vereinfacht dargestellt, die soweit nicht beschrieben bekannter Bauart sein kann, mit zwei Längsträgern 12, zwei Seitenwänden 14, einer den Vorbauraum (Motorraum) 16 von einem Fahrgastraum 18 trennenden Stirnwand 20 und einem die beiden Seitenwände 14 an oberen Federdomen 14a verbindenden Querträger 22 (in der Ansicht 1 ist jeweils nur ein Element 12, 14, 14a ersichtlich). Weitere, in bekannter Weise zur Vorbaustruktur 10 zählende Trägerelemente wie Bodenblech, vordere Schürze, etc. sind nicht dargestellt, da sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht relevant sind.
An der Stirnwand 20 ist ein Bremsgerät 24 befestigt, das sich in bekannter Weise aus einem Vakuum-Bremskraftverstärker 26, einem in den Vorbauraum 16 einragenden Bremszylinder 28 und einem auf den Bremszylinder 28 aufgesetzten Bremsflüssigkeitsbehälter 30 aus Kunststoff zusammensetzt.
Auf der Seite des Fahrgastraumes 18 ist ein nicht näher dargestelltes Fußhebelwerk 32 mit einem in den Fußraum des Fahrgastraumes 18 einragenden Bremspedal 34 mit dem Bremsgerät 24 funktionell verbunden. Es sei erwähnt, dass das Fußhebelwerk 32 derart konstruiert ist, dass bei einer crashbedingten Verlagerung des Bremsgerätes 24 in etwa horizontaler Richtung nach hinten (in den Fahrgastraum 18 hinein) die Verbindung des Bremspedales 34 zum Fußhebelwerk 32 zumindest teilweise gelöst wird, um ein Eindringen des Bremspedales 34 in den besagten Fußraum zu verhindern.
Der Querträger 22 zwischen den Federdomen 14a verläuft wie aus der Zeichnung 1 bis 3 ersichtlich in Höhe und nur mit geringem Freiraum (Abstand s) zum Bremsflüssigkeitsbehälter 30 des Bremsgerätes 24.
Gemäß 2 ist der Abstand s durch eine Eindrückung 22a des als rohrförmiges Hohlprofil ausgebildeten Querträgers 22 vergrößert, wobei durch die ersichtliche Anpassung der Eindrückung 22a an die in der Draufsicht gegebene Außenkonfiguration des Bremsflüssigkeitsbehälters 30 ein gleichmäßiger Abstand s erzielt ist. Die Eindrückung 22a bewirkt ferner eine Verminderung der Knicksteifigkeit des Querträgers 22 im Bereich des Bremsgerätes 24.
Zwischen dem Querträger 22 bzw. dessen Eindrückung 22a und dem metallischen Bremszylinder 28 ist ein Stützmittel 36 vorgesehen, das den Bremsflüssigkeitsbehälter 30 abschirmt und somit eine Krafteinwirkung bei einer crashbedingten Verformung des Querträgers 22 auf den Bremsflüssigkeitsbehälter ausschließt.
Das Stützmittel 36 (vgl. 2 und 3) ist durch einen nach oben in den Bereich der Eindrückung 22a des Querträgers 22 einragenden, nasenförmigen Vorsprung 36 gebildet, der unmittelbar an die freie Stirnseite des Bremszylinders 28 angeformt ist. Bei einer Verformung des Querträgers 22 nach hinten stützt der Vorsprung 36 somit die Verformungskräfte bei einer gleichzeitigen Verlagerung des Bremsgerätes 24 nach hinten ab, so dass auf den Bremsflüssigkeitsbehälter 30 keine Krafteinwirkung erfolgen kann, die den Bremsflüssigkeitsbehälter 30 von dem Bremszylinder 24 lösen oder ihn zerstören könnte. Ein unerwünschter Austritt von Bremsflüssigkeit bei einem Crash des Kraftfahrzeuges ist damit sichergestellt.
Es versteht sich, dass anstelle des nach oben abragenden Vorsprunges 36 auch oder zusätzlich ein nach unten abragender, nasenförmiger Vorsprung am Querträger 22 vorgesehen sein könnte. Die beiden Vorsprünge 36 könnten ggf. bei einer Verformung des Querträgers 22 ineinander verhaken.
Gemäß 4 sind als Stützmittel zwischen dem Querträger 22' und dem Bremszylinder 28' des Bremsgerätes 24 ein nach unten abragender, geschlossener Haken 38 und am Bremszylinder 28' ein etwa horizontal nach vorne ragender, stiftförmiger Vorsprung 40 angeordnet.
Der Haken 38 ist in der Vorderansicht (nicht dargestellt) betrachtet U-förmig ausgeführt und mit seinen Schenkeln 38a mit dem Querträger 22' verschweißt. Der an den Bremszylinder 28' angeformte, stiftförmige Vorsprung 40 ragt wie in der 4 ersichtlich in den eine geschlossene Öse bildenden Haken 38 zur Herstellung einer im Crashfalle formschlüssigen Verbindung ein. Bei einer crashbedingten Verformung des Querträgers 22 wird somit über den auf die freie Stirnseite des Bremszylinders 28' wirkenden Haken 38 das Bremsgerät 24 entsprechend nach hinten verlagert. Gleichzeitig bewirkt der Vorsprung 40 eine Verhakung und Führung für das Bremsgerät 24, um beispielsweise ein un-kontrolliertes Kippen oder dergleichen auszuschließen und zugleich den Bremsflüssigkeitsbehälter 30 zuverlässig vor einer crashbedingten Krafteinwirkung zu schützen.
Wie aus der 5 hervorgeht, ist der Bremsflüssigkeitsbehälter 30 durch eine formsteife Schutzhaube 41, etwa aus Aluminiumdruckguss, abgedeckt. Die Schutzhaube umschließt dabei berührungsfrei den Bremsflüssigkeitsbehälter 30. Sie ist über eine Dreipunktlagerung am Bremsgerät 24 abgestützt. Dabei ist die Schutzhaube 41 gemäß der 5 an einem vorderen Lagerpunkt 45 mit dem am Bremszylinder 28 vorgesehenen Stützmittel 36 verschraubt. Die beiden anderen Lagerpunkte 46 sind rückseitig der Schutzhaube 41 vorgesehen. Die rückseitigen Lagerpunkte 46 sind in der 5 als Gummipuffer ausgeführt, über die die Schutzhaube 41 auf dem Bremskraftverstärker 26 liegt. Um eine Zugänglichkeit zum Einlassstutzen des Bremsflüssigkeitsbehälters 30 zu gewährleisten, weist die Schutzhaube 41 eine in der 6 gezeigte Durchtrittsöffnung 47 auf, durch die der Einlassstutzen des Bremsflüssigkeitsbehälters 30 ragt.
In der 6 ist die Schutzhaube 41 in Alleinstellung gezeigt. Die Schutzhaube 41 weist an ihrem, die bodenseitige Haubenöffnung 48 begrenzenden Öffnungsrand einen umlaufenden Stützflansch 49 auf. Über dem Stützflansch 49 liegt die Schutzhaube 41 auf dem Bremszylinder 28 bzw. dem Bremskraftverstärker 26. Frontseitig ist der Stützflansch 49 mit zwei rechtwinklig nach unten ragenden Schraubansätzen 50 unterbrochen, über die die Schutzhaube 41 an das Stützmittel 36 schraubbar ist.
Rückseitig der Schutzhaube 41 sind im Stützflansch 49 die Gummipuffer 46 eingesetzt, über die sich die Schutzhaube 41 am Bremskraftverstärker 26 abstützt. An ihrer in der 6 vorderen Seitenwand weist die Schutzhaube 41 ein Sichtfenster 51 auf, damit bei aufgesetzter Schutzhaube 41 der Flüssigkeitsstand im Bremsflüssigkeitsbehälter 30 ablesbar ist.

Claims

Vorbaustruktur (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer einen Vorbauraum (16) von einem Fahrgastraum (18) trennenden Stirnwand (20), an der ein Bremsgerät (24) mit einem in den Vorbauraum (16) ragenden Bremszylinder (28, 28') und einem darauf angeordneten Bremsflüssigkeitsbehälter (30) befestigt ist, sowie mit zwischen Trägerelementen der Vorbaustruktur (10) und dem Bremszylinder (28, 28') vorgesehenen Mitteln, die bei einem Frontalcrash des Kraftfahrzeuges bei einer entsprechenden Verformung der Trägerelemente das Bremsgerät (24) gezielt verlagern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbaustruktur (10) einen Querträger (22) aufweist, der in Höhe und nur mit geringem Freiraum (s) in Fahrtrichtung vor dem Bremsflüssigkeitsbehälter (30) und dem Bremszylinder (28; 28') verläuft, wobei die Mittel als Stützmittel (36; 38, 40) ausgebildet sind, die sich in Horizontalrichtung überlappen und bei einer Verformung des Querträgers (22) nach hinten eine im wesentlichen gleichgerichtete Verschiebung des Bremsgerätes (24) nach hinten ohne Krafteinwirkung auf den Bremsflüssigkeitsbehälter (30) bewirken.
Vorbaustruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel (36; 38, 40) an dem Querträger (22) und/oder an dem Bremszylinder (28; 28') angeordnet sind und jeweils nach oben und/oder nach unten abragen.
Vorbaustruktur nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der in den Vorbauraum (16) ragenden, freien Stirnseite des Bremszylinders (28) ein den Bremsflüssigkeitsbehälter (30) abschirmender Vorsprung (36) nach oben in den Verformungsbereich des Querträgers (22) abragt.
Vorbaustruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (36) unmittelbar an den Bremszylinder (28) angeformt ist.
Vorbaustruktur nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel (38, 40) am Querträger (22) und am Bremszylinder (28') bei einer Verformung des Querträgers (22) formschlüssig ineinander greifen.
Vorbaustruktur nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Querträger (22) ein nach unten abragender Haken (38) angeordnet ist, der bei einer Verformung des Querträgers (22) den Bremszylinder (28') beaufschlagt und nach hinten verschiebt.
Vorbaustruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Haken (38) als querträgerseitiges Stützmittel ein stiftförmiger Vorsprung (40) des Bremszylinders (28') einragt.
Vorbaustruktur nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (22) im Bereich des benachbarten Bremsflüssigkeitsbehälters (30) des Bremsgerätes (24) in seiner Knicksteifigkeit vermindert ausgebildet ist und ein gezieltes Versagen ermöglicht.
Vorbaustruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der als geschlossenes Hohlprofil ausgebildete Querträger (22) im Bereich des Bremsflüssigkeitsbehälters (30) mit einer querschnittsvermindernden Eindrückung (22a) versehen ist.
Vorbaustruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindrückung (22a) im Querträger (22) zur Herstellung eines definierten Freiraumes (Abstand s) zum angrenzenden Bremsflüssigkeitsbehälter (30) an dessen Außenkonfiguration zumindest im wesentlichen angepasst ist.
Vorbaustruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsflüssigkeitsbehälter (30) durch eine formsteife Schutzhaube (41) abgedeckt ist.
Vorbaustruktur nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhaube (41) berührungsfrei gegenüber dem Bremsflüssigkeitsbehälter (30) angeordnet ist.
Vorbaustruktur nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhaube (41) an dem Stützmittel (36, 38, 40) befestigt ist.
Vorbaustruktur nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhaube (41) auf dem Bremsgerät abgestützt ist.
Vorbaustruktur nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhaube (41) zumindest eine Durchtrittsöffnung (47) aufweist, durch die der Einlassstutzen des Bremsflüssigkeitsbehälters (30) ragt.
Vorbaustruktur nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhaube (41) an ihrem, die bodenseitige Haubenöffnung (48) begrenzenden Öffnungsrand einen Stützflansch (49) aufweist.