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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorderwagenstruktur eines Kraftfahrzeuges
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung
betrifft außerdem ein, mit einer derartigen Vorderwagenstruktur
ausgestattetes Kraftfahrzeug.
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Aus
der
EP 0 810 144 B1 ist
eine gattungsgemäße Vorderwagenstruktur eines
Kraftfahrzeuges mit je einem Längsträger pro Fahrzeugseite
bekannt, wobei an den Längsträgern jeweils im
Bereich der Vorderräder eine Federbeinaufnahme angeordnet ist,
die sich zu einer Stirnwand und zu einer A-Säule einer
Karosserie hin über zwei divergierende Träger abstützt.
Hierdurch soll eine Vorderwagenstruktur geschaffen werden, die eine
besonders steife Anbindung an eine Fahrgastzelle aufweist.
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Aus
der
DE 10 2005
038 487 A1 ist ebenfalls eine Vorderwagenstruktur mit einer
Federbeinaufnahme bekannt, wobei die Federbeinaufnahme als Gussbauteil
aus Aluminium ausgebildet ist. Um dabei im Vergleich zu einer Stahlkonstruktion
einen Gewichtsvorteil erreichen zu können, ist die Federbeinaufnahme
aus Leichtmetall ausgebildet und mit zumindest einem anderen tragenden
Bauteil der Kraftfahrzeugkarosserie verbunden. Durch den Einsatz des
Leichtmetalls, wie beispielsweise einer Aluminium- oder einer Magnesiumlegierung
für die Federbeinaufnahme, ergibt sich gegenüber
einer Federbeinaufnahme aus einem Eisenwerkstoff eine erhebliche
Gewichtseinsparung.
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Aus
der
DE 41 38 373 A1 ist
ebenfalls eine Fahrzeugkarosserie mit einer Federbeinaufnahme bekannt,
mit einem Federbein, das an seiner Oberseite einen federbeinseitigen
Lagerbock zum Vormontieren von zum Fahrwerk gehörenden
Elementen, wie beispielsweise Dämpferfeder und Lenker aufweist.
Dabei bilden die karosserieseitigen Tragteile im Bereich der Federbeinaufnahme
ohne einen karosserieseitigen Federbeintopf eine Aufnahme für den
federbeinseitigen Lagerbock, welcher direkt mit dem Tragteil verbunden
ist. Dadurch kann der karosserieseitige Federbeintopf ganz entfallen.
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Aus
der
DE 41 38 395 A1 ist
eine weitere Tragstruktur einer Karosserie eines Personenkraftwagens
bekannt, bei welcher vordere Federbeinaufnahmen oberhalb von vorderen,
beidseitig verlaufenden Längsträgern angeordnet
nach unten auf die Längsträger abgestützt
sind. Ein Hohlprofilträger verbindet als Federbeinträger
die Federbeinaufnahme und die Mitte des vorderen Türpfostens,
wobei der Federbeinträger eine Biegung aufweist. Hierdurch soll
erreicht werden, dass dieser bei einem Frontaufprall des Fahrzeugs
durch Verkleinern des Biegeradius ausknickt und somit die Krafteinwirkung
auf den Türpfosten verringert und einer möglichen
Verspannung der Fahrzeugtür entgegenwirkt.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für eine gattungsgemäße Vorderwagenstruktur,
eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, mit welcher
eine besonders steife Vorderwagenstruktur erzielbar ist.
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Erfindungsgemäß wird
dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine an einem seitlichen
Längsträger einer Vorderwagenstruktur eines Kraftfahrzeuges
angeordnete Federbeinaufnahme über eine entsprechende Abstützeinrichtung
an einem unteren Querträger im Bereich einer Stirnwand
anzubinden und dadurch zwischen dem Querträger einerseits
und dem Längsträger mit der daran angeordneten
Federbeinaufnahme andererseits eine biegesteife Rahmenecke zu schaffen,
mit welcher die Steifigkeit der so ausgebildeten Vorderwagenstruktur
deutlich erhöht werden kann. Die Federbeinaufnahmen sind
dabei üblicherweise im Bereich der Vorderräder
angebunden, während die Stirnwand im Wesentlichen zwischen
zwei A-Säulen des Kraftfahrzeuges verläuft. In
einem unteren Bereich dieser Stirnwand ist dabei der Querträger
vorgesehen, an welchem sich die beiden Federbeinaufnahmen jeweils über
eine Abstützeinrichtung abstützen. Die Abstützeinrichtungen
erzeugen dabei ein Fachwerkmuster in der Vorderwagenstruktur, welches
insbesondere einen Verbindungsbereich des orthogonal an den jeweiligen Längsträger
angebundenen Querträger aussteift. Eine derartige Abstützeinrichtung,
welche im wesentlichen als einfache Strebe ausgebildet ist, stellt
einerseits ein äußerst kostengünstig
und konstruktiv einfach herzustellendes Bauteil dar, mit welchem
andererseits jedoch eine erhebliche Erhöhung der Steifigkeit
erzielt werden kann.
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Zweckmäßig
weist die Abstützeinrichtung ein rohrförmiges
Abstützelement sowie längsendseitige Anbindungsbereiche
zur Anbindung an die zugehörige Federbeinaufnahme bzw.
den Querträger auf. Derartige rohrförmige Abstützelemente
bieten einerseits den Vorteil, lediglich ein geringes Gewicht aufzuweisen,
andererseits besitzen sie jedoch ein aufgrund des hohen Widerstandsmomentes
großes Biegemoment, wodurch sich derartige rohrförmigen
Elemente besonders gut zur Aussteifung einer Karosseriestruktur
eines Kraftfahrzeuges eignen. Darüber hinaus sind derartige
rohrförmige Abstützelemente kostengünstig
und konstruktiv einfach herzustellen und lassen sich darüber
hinaus gegebenenfalls einfach an auftretende konstruktive Änderungen
im Bereich der Vorderwagenstruktur des Kraftfahrzeuges anpassen.
Die zugehörigen Anbindungsbereiche können beispielsweise
als Laschen bzw. Anbindungselemente ausgebildet sein, welche ebenfalls kostengünstig
und konstruktiv einfach, beispielsweise durch Stanzen und Prägen,
herzustellen sind. Verbunden sind die Anbindungsbereich mit dem
jeweils zugehörigen Abstützelement üblicherweise über
eine entsprechende Schweißverbindung.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Lösung verläuft die jeweilige Abstützeinrichtung
schräg zur Fahrzeuglängsachse. Durch die schräge
Anordnung der Abstützeinrichtung, ist es dieser möglich,
den orthogonal auf den jeweiligen Fahrzeugslängsträger
treffenden Querträger bezüglich des Längsträgers
auszusteifen bzw. zu fixieren, wobei zusätzlich denkbar
ist, dass die Abstützeinrichtung von der Federbeinaufnahme
schräg nach unten zum Querträger angeordnet ist
und dadurch die Vorderwagenstruktur zusätzlich in Z-Richtung
aussteift.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Vorderwagenstruktur,
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2 eine
Detaildarstellung einer gemäß der 1 dargestellten
rechten Abstützeinrichtung,
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3 eine
Detaildarstellung einer gemäß der 1 dargestellten
linken Abstützeinrichtung.
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Entsprechend
der 1, weist eine erfindungsgemäße
Vorderwagenstruktur 1 eines lediglich teilweise dargestellten
Kraftfahrzeuges, je einen Längsträger 2, 2' pro
Fahrzeugseite auf. Im Bereich von nicht gezeichneten Vorderrädern
ist dabei an jedem der Längsträger 2, 2' eine
zugehörige Federbeinaufnahme 3, 3' angeordnet,
die zur karosserieseitigen Fixierung der nicht gezeichneten Federbeine dienen.
Quer zu den beiden in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden
Längsträgern 2, 2' ist in einem
vorderen Bereich einer Fahrgastzelle eine Stirnwand 4 vorgesehen,
welche im Wesentlichen zwischen zwei A-Säulen des Kraftfahrzeuges
verläuft und üblicherweise die Fahrgastzelle von
einem Motorraum trennt. In einem unteren Bereich dieser Stirnwand 4 ist
dabei ein sich ebenfalls in Fahrzeugquerrichtung erstreckender Querträger 5 vorgesehen,
an welchem die beiden Federbeinaufnahmen 3 und 3' jeweils über eine
Abstützeinrichtung 6, 6' angebunden sind.
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Durch
die erfindungsgemäß angeordneten Abstützeinrichtungen 6 und 6' ist
es möglich, eine aus dem Querträger 5 und
dem jeweils zugehörigen Längsträger 2 bzw. 2' gebildete
Rahmenecke auszusteifen, wodurch die erfindungsgemäße
Vorderwagenstruktur 1 insgesamt deutlich steifer ausgebildet werden
kann.
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Generell
kann dabei der Querträger 5 separat zur Stirnwand 4 ausgebildet
sein oder aber einen integralen Bestandteil derselben bilden. Im
Bereich eines nicht gezeigten Mitteltunnels, verläuft der Querträger 5 sattelartig über
diesen hinweg und ist in diesem Bereich zusätzlich ausgesteift,
wie dies beispielsweise gemäß der 2 dargestellt
ist.
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Generell
setzen sich die erfindungsgemäßen Abstützeinrichtungen 6 und 6' jeweils
aus einem rohrförmigen Abstützelement 7 bzw. 7' sowie
längsendseitig daran befestigten Anbindungsbereichen 8 und 8' zur
Anbindung an die zugehörige Federbeinaufnahme 3 bzw. 3' bzw.
den Querträger 5 zusammen. Durch die rohrförmige
Ausbildung der Abstützelemente 7 und 7',
sind diese in der Lage, ein äußerst hohes Biegemoment
aufzunehmen und eignen sich daher besonders gut zur Aussteifung
der Vorderwagenstruktur 1. Das jeweilige Abstützelement 7, 7' kann
dabei mit den jeweils zugehörigen Anbindungsbereichen 8, 8' verschweißt
sein. Wie insbesondere weiter der 1 zu entnehmen
ist, ist das Abstützelement 7 geradlinig ausgebildet,
während das Abstützelement 7' geknickt
bzw. gebogen ausgeführt ist, um so konstruktiven Erfordernissen
im Motorraum des Kraftfahrzeuges gerecht werden zu können.
Die Anbindungsbereiche 8 bzw. 8' sind dabei vorzugsweise
als Anbindungsfüße bzw. Anbindungslaschen ausgebildet
und werden mit der zugehörigen Federbeinaufnahme 3 bzw. 3' bzw.
dem Querträger 5 fest verbunden, insbesondere
verschweißt oder verschraubt. Betrachtet man die 2,
so kann man erkennen, dass der Anbindungsbereich 8' auch
bereits Bestandteil der Federbeinaufnahme 3' sein kann
und mit dem Abstützelement 7' der Abstützeinrichtung 6' lediglich über
eine Schlitzaufnahme verbunden wird. Hierbei weist das Abstützelement 7' einen
Längsschlitz auf, in welchem der plattenartige Anbindungsbereich 8' eingreift
und in welchem dieser fixiert ist. Über eine dem Abstützelement 7' abgewandte
Abkantung, ist der Anbindungsbereich 8' mit der Federbeinaufnahme 3' verbunden,
insbesondere verschweißt.
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Wie
den 1 bis 3 zu entnehmen ist, verlaufen
die jeweiligen Abstützeinrichtungen 6, 6' schräg
zur Fahrzeuglängsachse 9 und, wie insbesondere
den 2 und 3 zu entnehmen ist, zusätzlich
schräg zu einer Waagerechten des Kraftfahrzeuges, so dass
durch die Abstützeinrichtungen 6 und 6' zusätzlich
eine Aussteifung der Vorderwagenstruktur 1 in Z-Richtung
möglich ist.
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Generell
kann mit den erfindungsgemäß angeordneten Abstützeinrichtungen 6 und 6' eine
deutlich versteifte Vorderwagenstruktur 1 geschaffen werden,
welche sich einerseits positiv auf einen Fahrkomfort des Kraftfahrzeuges
auswirkt und andererseits ein verbessertes Crashverhalten bewirkt.
Die hierfür erforderlichen Abstützeinrichtungen 6 und 6' sind
sowohl kostengünstig herstellbar als auch einfach zu montieren,
wodurch sich die Vorteile der erfindungsgemäßen
Vorderwagenstruktur 1 durch lediglich geringen monetären
und fertigungstechnischen Mehraufwand erzielen lassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0810144
B1 [0002]
- - DE 102005038487 A1 [0003]
- - DE 4138373 A1 [0004]
- - DE 4138395 A1 [0005]