DE102007051974A1

DE102007051974A1 - Vorbau für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007051974A1
Application number: DE200710051974
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr. Goldhofer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2027-11-01
Also published as: DE102007051974B4

Abstract

Der Vorbau (1) eines Personenkraftwagens weist zwei Längsträgerglieder (7) auf, welche sich nach vorne hin bis in den Bereich eines Stoßfängers erstrecken. Die Längsträgerglieder (7) sind in einen vorderen Abschnitt (9) und einen hinteren Abschnitt (11) unterteilt, wobei der hintere Abschnitt (11) mit dem zugeordneten Querlenker (5) zur Aufnahme der Vorderräder des Personenkraftwagens über ein Gelenk (15) verbunden ist. Außerdem ist ein Teleskop (19) mit einem Anschlag vorgesehen, welches den vorderen Abschnitt (9) mit dem hinteren Abschnitt (11) verbindet. Die Gelenke (15, 17) und das Teleskop (19) gewährleisten, dass sich im normalen Fahrbetrieb der Querlenker (5) ungehindert bewegen kann. Bei einem Frontaufprall vorbestimmter Größenordnung werden jedoch über die von den Längsträgergliedern (7) gebildete untere Lastebene Kräfte von der Fahrzeugfront in die Querlenker (5) und dann, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Hilfsrahmens (3), in die Fahrzeugstruktur eingeleitet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vorbau für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit Längsträgergliedern, welche sich nach vorne hin bis in den Bereich eines Stoßfängers erstrecken, sowie mit zwei Querlenkern zur Aufnahme von Vorderrädern.
Derartige Vorbauten von Kraftfahrzeugen werden eingesetzt, um bei einem größeren Frontaufprall die auftretenden Kräfte in die tragende Struktur der Fahrzeugkarosserie einzuleiten. Steigende Anforderungen an den Insassenschutz verlangen ein verbessertes Strukturverhalten bei einem Unfall. Dies ist gleichbedeutend mit einer geringen Intrusion und einem definierten Verzögerungsverhalten. Letzteres ergibt sich dadurch, dass bereits in der Anfangsphase des Aufpralls möglichst viel kinetische Energie in Deformationsenergie umgewandelt wird. Um dies zu erreichen, sind die vorderen Längsträgerglieder weit nach vorne geführt. Üblicherweise nehmen sie einen Stoßfängerquerträger auf, um die bei einem Frontaufprall auftretenden Kräfte auch dann den Längsträgern zuzuführen, wenn die Krafteinleitung nicht unmittelbar im Bereich der Längsträgeranbindungen erfolgt.
Eine wirkungsvolle Möglichkeit, um ein höheres Energiemaß umzuwandeln und dadurch das Verletzungsrisiko der Fahrzeuginsassen zu reduzieren, besteht darin, unter den eigentlichen vorderen Längsträgern ein weiteres Längsträgerpaar anzuordnen. In diesem Falle spricht man von einer unteren Lastebene.
Eine untere Lastebene ist bisher nur in wenigen Fahrzeugen vorzufinden. Falls eine solche realisiert wird, dann sind jedoch aus Packagegründen meist keine geraden Lastpfade möglich. Die entsprechenden Längsträgerglieder müssen aufgrund der baulichen Gegebenheiten gekröpft oder abgewinkelt ausgeführt werden, wodurch sich für die bei einem Aufprall eingeleitete Kraft ein Hebelarm ergibt. Die Größe des Hebelarmes wird durch den Versatz des vorderen Längsträgerabschnitts zu seiner Anbindung an der Karosserie oder einem Hilfsrahmen bestimmt. Durch den Hebelarm wird die Steifigkeit und damit die Effizienz der unteren Lastebene deutlich reduziert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Verbindung mit einer unteren Lastebene einen weitgehend geradlinigen Lastpfad zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die rückwärtigen Endbereiche der Längsträgerglieder mit den zugeordneten Querlenkern für die Vorderräder über ein Gelenk verbunden sind, dass jedes Längsträgerglied in einen vorderen und einen hinteren Abschnitt unterteilt ist, dass die vorderen und hinteren Abschnitte der Längsträgerglieder so miteinander verbunden sind, dass eine Längenänderung des Längsträgergliedes möglich ist, und dass ein Anschlag vorgesehen ist, der die Verkürzung jedes Längsträgergliedes begrenzt, wenn der vordere Abschnitt des Längsträgergliedes in Richtung auf den hinteren Abschnitt des Längsträgergliedes zu verschoben wird.
Durch die beiden Längsträgerglieder der unteren Lastebene ist der Bereich des Stoßfängers mit den zugeordneten Querlenkern so verbunden, dass sich im normalen Fahrbetrieb keine Beeinträchtigung für die Bewegung der Querlenker ergeben. Dies wird dadurch erreicht, dass die Längsträgerglieder gelenkig angebunden sind und sich ihre wirksame Länge selbsttätig einstellt. Erst wenn bei einem Frontaufprall ab einer vorbestimmten Größenordnung die vorderen Abschnitte der Längsträgerglieder relativ zu den hinteren Abschnitten der Längsträgerglieder und damit zu den Querlenkern bis zu einem Anschlag verschoben werden, erfolgt die Kraftübertragung auf die Querlenker. Über die gegebenenfalls verstärkten Querlenker können die Kräfte gut in die sich anschließende Karosseriestruktur, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Hilfsrahmens, eingeleitet werden.
Bauartbedingt lassen sich gerade Lastpfade meist nur umsetzen, wenn diese relativ weit außen am Fahrzeug verlaufen. Eine Anbindung an den weiter zur Fahrzeugmitte hin angeordneten Hilfsrahmen ist dann nicht möglich, wenn ein im Wesentlichen gerader Lastpfad und nicht ein Lastpfad mit einem Hebelarm realisiert werden soll. Die vorliegende Erfindung schafft hier Abhilfe, indem die Querlenker zur Krafteinleitung genutzt werden. Anders als bei Längsträgergliedern, welche bei entsprechend großem Hebelarm ausknicken können, besteht diese Gefahr bei einem Querlenker weniger beziehungsweise kann ganz ausgeschlossen werden, wenn eine geeignete Verstärkungsmaßname getroffen wird. Dadurch kann die volle Länge des Längsträgergliedes zur Energieumwandlung durch Verformung genutzt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der vordere Abschnitt des Längsträgergliedes über ein Gelenk an einem Tragteil der Fahrzeugkarosserie oder einem Querträger des Stoßfängersystems befestigt sein. Dadurch ist eine gute Krafteinleitung und eine verbesserte Anpassung an die Bewegung der Querlenker gegeben.
Von Vorteil ist, wenn mindestens eine Strebe jedes Längsträgerglied nach oben hin abstützt. Dadurch können die Längsträgerglieder stabil gehalten und insgesamt schwächer ausgeführt werden. Bevorzugt wird jeder Abschnitt des Längsträgergliedes durch eine eigene Strebe nach oben hin abgestützt. Das ist besonders zweckmäßig, wenn jeder Abschnitt des Längsträgergliedes eine bestimmte Länge aufweist.
Um eine verbesserte Anpassung der Streben an die Vertikalbewegungen der zugeordneten Querlenker zu ermöglichen, können die Streben einen Längenausgleich zulassen. Dieser wird bevorzugt durch ein teleskopartiges Verschieben der beiden Strebenteile bewirkt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in perspektivischer Ansicht den unteren Bereich des Vorbaus 1 eines Personenkraftwagens.
Der Vorbau 1 nimmt einen Hilfsrahmen 3 auf, in dessen seitlichen Randbereichen schwenkbar Querlenker 5 angeordnet sind. Zur Bildung einer unteren Lastebene sind auf jeder Fahrzeugseite Längsträgerglieder 7 vorgesehen. Jedes Längsträgerglied 7 (in der Zeichnung ist nur die linke Seite des Vorbaus 1 dargestellt) setzt sich aus einem vorderen Abschnitt 9 und einem hinteren Abschnitt 11 zusammen. Sowohl der vordere Abschnitt 9, als auch der hintere Abschnitt 11 sind durch Streben 13 nach oben hin abgestützt.
Wie in der Zeichnung angedeutet, ist der rückwärtige Endbereich des hinteren Abschnitts 11 über ein Gelenk 15 mit dem Querlenker 5 verbunden. Ein weiteres Gelenk 17 verbindet das vordere Ende des vorderen Abschnitts 9 mit einer nicht näher dargestellten Tragstruktur, welche mit dem Stoßfängersystem des Personenkraftwagens in Verbindung steht.
Die Verbindung des vorderen Abschnitts 9 mit dem hinteren Abschnitt 11 ist so ausgeführt, dass sich diese um ein gewisses Maß ineinander schieben können. Dazu ist ein Teleskop 19 vorgesehen, welches einen in der Zeichnung nicht erkennbaren Anschlag aufweist. Der Anschlag stellt sicher, dass der vordere Abschnitt 9 des Längsträgergliedes 7 nur um einen bestimmten Betrag relativ zu dem hinteren Abschnitt 11 verschoben werden kann. Wird der Anschlag wirksam, dann werden bei einem Frontaufprall ab einer bestimmten Größenordnung die auftretenden Kräfte über den vorderen Abschnitt 9 und den hinteren Abschnitt 11 in den Querlenker 5 und darüber in den Hilfsrahmen 3 eingeleitet. Der vordere Abschnitt 9 und der hintere Abschnitt 11 sind durch Streben 13, welche einen begrenzten Längenausgleich ermöglichen, nach oben hin abgestützt, so dass in vertikaler Richtung wirkende Kräfte aufgefangen werden.
Die gesamte Anordnung ist so getroffen, dass im normalen Fahrbetrieb die Längsträger 7 und die Streben 13 die Bewegungen der Querlenker 5 nicht beeinträchtigen. Dazu dienen die eingangs erwähnten Gelenke 15 und 17, das Teleskop 19 und die Einrichtungen zu einem begrenzten Längenausgleich in den Streben 13.

Claims

Vorbau für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit Längsträgergliedern, welche sich nach vorne hin bis in den Bereich eines Stoßfängers erstrecken, sowie mit zwei Querlenkern zur Aufnahme von Vorderrädern, dadurch gekennzeichnet, – dass die rückwärtigen Endbereiche der Längsträgerglieder (7) mit den zugeordneten Querlenkern (5) über ein Gelenk (15) verbunden sind, – dass jedes Längsträgerglied (7) in einen vorderen und einen hinteren Abschnitt (9 bzw. 11) unterteilt ist, – dass die vorderen und hinteren Abschnitte (9 bzw. 11) der Längsträgerglieder (7) so miteinander verbunden sind, dass eine Längenänderung des Längsträgergliedes (7) möglich ist, und – dass ein Anschlag vorgesehen ist, der die Verkürzung jedes Längsträgergliedes (7) begrenzt, wenn der vordere Abschnitt (9) des Längsträgerglied (7) in Richtung auf den hinteren Abschnitt (11) des Längsträgergliedes (7) zu verschoben wird.
Vorbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt (9) des Längsträgergliedes (7) über ein Gelenk (17) an einem Tragteil der Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
Vorbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt (9) des Längsträgergliedes (7) an einem Querträger des Stoßfängersystems des Fahrzeuges angelenkt ist.
Vorbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Strebe (13) jedes Längsträgerglied (7) nach oben hin abstützt.
Vorbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Abschnitt (9 bzw. 11) des Längsträgergliedes (7) durch eine eigene Strebe (13) nach oben hin abgestützt ist.
Vorbau nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (13) einen Längenausgleich zulassen.
Vorbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Strebe (13) zweiteilig ausgeführt ist und der Längenausgleich durch teleskopartiges Verschieben der beiden Strebenteile bewirkt wird.