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DE102022111506A1 - Personenkraftwagen mit Knieairbagmodul - Google Patents

Personenkraftwagen mit Knieairbagmodul Download PDF

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DE102022111506A1
DE102022111506A1 DE102022111506.2A DE102022111506A DE102022111506A1 DE 102022111506 A1 DE102022111506 A1 DE 102022111506A1 DE 102022111506 A DE102022111506 A DE 102022111506A DE 102022111506 A1 DE102022111506 A1 DE 102022111506A1
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DE
Germany
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vehicle
support frame
module
frame
frame sections
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022111506.2A
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English (en)
Inventor
Jasmin Ostertag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/20Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components
    • B60R21/205Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components in dashboards
    • B60R21/206Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components in dashboards in the lower part of dashboards, e.g. for protecting the knees
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08Front or rear portions
    • B62D25/14Dashboards as superstructure sub-units
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen (1) mit einer Karosserie (2), die einen Fahrzeugboden (3), zwei A-Säulen (4) und einen Tragrahmen (5) zum Anbauen eines Cockpitmoduls (24) aufweist, und mit wenigstens einem Knieairbagmodul (6), das am Tragrahmen (5) befestigt ist, wobei der Tragrahmen (5) oberhalb des Fahrzeugbodens (3) fest mit den beiden A-Säulen (4) verbunden ist.
Die Steifigkeit der Karosserie (2) lässt sich im Bereich des Cockpits verbessern, wenn der Tragrahmen (5) auf der Fahrerseite (7) und/oder auf der Beifahrerseite (8) eine zum Fahrzeugboden (3) offene Struktur (9) aufweist, die quer zur Fahrzeuglängsrichtung (X) C-förmig oder U-förmig ausgestaltet ist, wenn der Tragrahmen (5) im Bereich der jeweiligen offenen Struktur (9) eine sich in Fahrzeuglängsrichtung (X) und in Fahrzeugquerrichtung (Y) erstreckende Rahmenöffnung (10) und zwei die Rahmenöffnung (10) in der Fahrzeugquerrichtung (Y) begrenzende Rahmenabschnitte (11, 12, 13, 14) aufweist, wenn das jeweilige Knieairbagmodul (6) einen Modulträger (15), wenigstens einen Gasgenerator (16) und wenigstens einen Luftsack (17) aufweist, und wenn der Modulträger (15) an den beiden Rahmenabschnitten (11, 12, 13, 14) befestigt ist, derart, dass die jeweilige Rahmenöffnung (10) durch den Modulträger (15) verschlossen ist und der Tragrahmen (5) durch den Modulträger (15) in Fahrzeugquerrichtung (Y) und in Fahrzeuglängsrichtung (X) versteift ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein gattungsgemäßer Personenkraftwagen ist beispielsweise aus der DE 10 2011 101 883 B4 bekannt und besitzt eine Karosserie, die einen Fahrzeugboden, zwei A-Säulen und einen Tragrahmen zum Anbauen eines Cockpitmoduls aufweist. Des Weiteren ist das Fahrzeug mit wenigstens einem Knieairbagmodul ausgestattet, das am Tragrahmen befestigt ist. Der Tragrahmen ist oberhalb des Fahrzeugbodens fest mit den beiden A-Säulen verbunden. Beim bekannten Personenkraftwagen ist der Tragrahmen als Rohrstruktur ausgebildet, von der Tragarme abstehen, an denen das jeweilige Knieairbagmodul befestigt ist.
  • Ein ähnlicher Personenkraftwagen ist aus der DE 11 2014 002 004 T5 bekannt.
  • Aus der EP 2 407 352 B1 ist ein Knieairbagmodul bekannt, das zur Unterbringung in einem Deckel eines Handschuhfachs ausgestaltet ist. Das Knieairbagmodul weist dabei einen Modulträger, einen Gasgenerator und einen Luftsack auf, wobei der Gasgenerator und der Luftsack am Modulträger gehalten sind. Der Modulträger ist dabei als steife Platte konfiguriert.
  • Ein weiteres Knieairbagmodul, das in den Deckel eines Handschuhfachs integriert ist, geht aus der JP 2010-83173 A hervor.
  • Ein anderes Knieairbagmodul ist in der US 8 641 082 B2 gezeigt.
  • Bei einem Personenkraftwagen mit Verbrennungsmotor weist die Karosserie üblicherweise einen Mitteltunnel auf, der am Fahrzeugboden ausgebildet ist und insbesondere im Bereich des Cockpits zu einer signifikanten Aussteifung der Karosserie beiträgt. Bei batterieelektrischen Fahrzeugen kann auf einen derartigen Mitteltunnel verzichtet werden, wodurch jedoch die Steifigkeit der Karosserie im Bereich des Cockpits reduziert wird. Um die gewünschte Steifigkeit wiederherzustellen ist es grundsätzlich möglich, zusätzliche Träger vorzusehen und/oder Materialstärken am Fahrzeugboden und/oder am Tragrahmen zu vergrößern. Diese Maßnahmen gehen jedoch mit erhöhten Kosten und mit einem erhöhten Gewicht einher. Gerade bei batterieelektrischen Fahrzeugen besteht jedoch der Wunsch nach einem reduzierten Fahrzeuggewicht, sodass diese Maßnahmen kontraproduktiv sind.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Personenkraftwagen der vorstehend beschriebenen Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine erhöhte Steifigkeit der Karosserie im Bereich des Cockpits auszeichnet.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das jeweilige Knieairbagmodul zur Aussteifung des Tragrahmen zu nutzen. Zu diesem Zweck wird das Knieairbagmodul mit einem vergleichsweise stabilen Modulträger ausgestattet, der sich in die Tragstruktur des Tragrahmens integrieren lässt, beispielsweise über Schraubenverbindungen. Außerdem wird der Tragrahmen so konfiguriert, dass er sich leicht durch den Modulträger aussteifen lässt. Da ohnehin ein Knieairbagmodul verbaut werden soll, ergibt sich durch die strukturelle Integration des Modulträgers in den Tragrahmen kaum zusätzliches Gewicht. Insbesondere muss der Tragrahmen nicht durch zusätzliche Träger stabilisiert werden.
  • Im Einzelnen schlägt die Erfindung vor, dass der Tragrahmen auf der Fahrerseite und/oder auf der Beifahrerseite mit einer zum Fahrzeugboden offenen Struktur ausgestattet wird, die quer zur Fahrzeuglängsrichtung C-förmig oder U-förmig ausgestaltet ist. Hierdurch besitzt der Tragrahmen im Bereich der jeweiligen offenen Struktur eine sich in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Rahmenöffnung sowie zwei die Rahmenöffnung in der Fahrzeugquerrichtung begrenzende Rahmenabschnitte. Das jeweilige Knieairbagmodul wird mit einem Modulträger, wenigstens einem Gasgenerator und wenigstens einem Luftsack ausgestattet. Zweckmäßig können dabei der jeweilige Gasgenerator und der jeweilige Luftsack am Modulträger gehalten oder angeordnet sein. Der Modulträger wird nun in den Tragrahmen strukturell integriert. Hierzu wird der Modulträger an den beiden Rahmenabschnitten befestigt, insbesondere damit verschraubt. In der Folge wird die jeweilige Rahmenöffnung durch den Modulträger verschlossen und der Tragrahmen wird durch den jeweiligen Modulträger in der Fahrzeugquerrichtung und in der Fahrzeuglängsrichtung versteift. Diese Versteifung des Tragrahmens ergibt sich durch die steife bzw. stabile Ausgestaltung des Modulträgers und dessen feste Anbindung an die beiden Rahmenabschnitte.
  • Damit der Modulträger den Tragrahmen versteifen kann, besitzt der Modulträger ausreichend Eigenstabilität und Steifigkeit. Der Modulträger ist zweckmäßig ein Metallbauteil. Der Modulträger kann z.B. ein Gussteil oder ein Strangpressteil sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann einer der beiden Rahmenabschnitte in der Fahrzeugquerrichtung an der dazu benachbarten A-Säule befestigt sein. Hierdurch erhält der Tragrahmen bereits im Bereich dieses Rahmenabschnitts eine hohe Steifigkeit, die sich dann über den Modulträger zumindest bis zum anderen Rahmenabschnitt weiterleiten lässt.
  • Für eine stabile bzw. steife Ausgestaltung des Modulträgers kann der Modulträger mit wenigstens einer Rippe ausgestaltet sein, die sich in der Fahrzeugquerrichtung oder in der Fahrzeuglängsrichtung erstrecken kann. Bevorzugt sind mehrere Rippen vorgesehen, die sich in der Fahrzeugquerrichtung erstrecken. Die Rippen können dabei an einer vom jeweiligen Gasgenerator bzw. vom jeweiligen Luftsack abgewandten Außenseite des Modulträgers angeordnet sein. Ebenso ist denkbar, die jeweiligen Rippen an einer dem jeweiligen Gasgenerator und dem jeweiligen Luftsack zugewandten Innenseite des Modulträgers auszubilden.
  • Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei welcher der jeweilige Modulträger plattenförmig ausgestaltet ist und eine Trägerebene definiert, die sich in der Fahrzeuglängsrichtung und in der Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Ein derartiger plattenförmige Modulträger lässt sich insbesondere in Verbindung mit Rippen extrem steif konfigurieren, was die Aussteifung des Tragrahmen bzw. der Karosserie im Cockpitbereich unterstützt.
  • Der Modulträger kann eine obere Wand eines Airbaggehäuses bilden, in dem der jeweilige Gasgenerator und der jeweilige Luftsack angeordnet sind. Am Modulträger kann außerdem wenigstens eine weitere Wand dieses Gehäuses zumindest teilweise ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Abschnitt einer vorderen Gehäusewand und/oder einer hinteren Gehäusewand integral an diesem Modulträger ausgeformt sein. Hierdurch ergibt sich eine signifikante Aussteifung des Modulträgers.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Tragrahmen einen Obergurt ausbildet, der sich von der einen A-Säule durchgehend bis zur anderen A-Säule erstreckt. Die beiden Rahmenabschnitte können fest mit dem Obergurt verbunden sein. Der jeweilige Modulträger ist nun in der Fahrzeughöhenrichtung beabstandet vom Obergurt angeordnet und verbindet dort die beiden Rahmenabschnitte miteinander. Hierdurch bildet der Tragrahmen ein hochsteifes Tragwerk bei vergleichsweise wenig Materialeinsatz.
  • Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Tragrahmen auf der Fahrerseite und auf der Beifahrerseite jeweils eine solche offene Struktur aufweist. Diese beiden offenen Strukturen bilden dann eine fahrerseitige offene Struktur und eine beifahrerseitige offene Struktur. Zweckmäßig sind dann auch zwei Knieairbagmodule vorgesehen, nämlich ein fahrerseitiges Knieairbagmodul, das im Bereich der fahrerseitigen offenen Struktur am Tragrahmen befestigt ist, und ein beifahrerseitiges Knieairbagmodul, das im Bereich der beifahrerseitigen offenen Struktur am Tragrahmen befestigt ist. Beide offene Strukturen bilden jeweils eine Rahmenöffnung und sind in der Fahrzeugquerrichtung jeweils durch zwei Rahmenabschnitte begrenzt. Insgesamt sind dann vier Rahmenabschnitte vorgesehen. Beide Knieairbagmodule weisen jeweils einen solchen Modulträger auf, der die jeweiligen Rahmenabschnitte fest miteinander verbindet. Auf diese Weise wird die Karosserie im Bereich des Cockpits sowohl auf der Fahrerseite als auch auf der Beifahrerseite ausgesteift.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung können die Rahmenabschnitte, welche die beiden Rahmenöffnungen in der Fahrzeugquerrichtung begrenzen, zwei äußere Rahmenabschnitte und zwei mittlere Rahmenabschnitte bilden. Die beiden äußeren Rahmenabschnitte sind dann vorzugsweise jeweils in der Fahrzeugquerrichtung mit je einer der beiden A-Säulen fest verbunden. Somit ist der Tragrahmen im Bereich der äußeren Rahmenabschnitte vergleichsweise steif, wobei diese hohe Steifigkeit über die beiden Modulträger nach innen zu den beiden mittleren Rahmenabschnitten weitergeleitet wird.
  • Eine andere vorteilhafte Ausführungsform schlägt vor, dass die beiden mittleren Rahmenabschnitte in Fahrzeugquerrichtung fest miteinander verbunden sind. Dies kann beispielsweise mittels eines parallel zur Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Querträgers oder Rahmenabschnitts erfolgen oder durch eine in diesem Bereich ausgebildete Konsole. Die feste Verbindung der beiden mittleren Rahmenabschnitte in Fahrzeugquerrichtung erhöht die Steifigkeit des Tragrahmen im Bereich der Modulträger.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Tragrahmen einen Obergurt ausbildet, der sich von der einen A-Säule durchgehend bis zur anderen A-Säule erstreckt, wobei die vier Rahmenabschnitte fest mit dem Obergurt verbunden sind. Die beiden Modulträger können nun in der Fahrzeughöhenrichtung beabstandet vom Obergurt angeordnet sein und jeweils zwei der Rahmenabschnitte miteinander verbinden. Auch in diesem Fall wird ein stabiles Tragwerk ausgebildet, das mit vergleichsweise geringem Gewicht auskommt.
  • Besonders vorteilhaft ist nun eine Ausführungsform, bei der die beiden Modulträger mit den Rahmenabschnitten am Tragrahmen einen Untergurt bilden, der sich von der einen A-Säule durchgehend bis zur anderen A-Säule erstreckt. Der Untergurt ist in der Fahrzeughöhenrichtung vom Obergurt beabstandet, wodurch ein sehr steifes Tragwerk gebildet wird, das die Karosserie im Cockpitbereich aussteift. Der Obergurt erstreckt sich zweckmäßig parallel zur Fahrzeugquerrichtung. Der Untergurt erstreckt sich zweckmäßig parallel zur Fahrzeugquerrichtung.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Tragrahmen ein als Blechformteil oder als Gussteil ausgestaltet ist. Mithilfe eines Blechformteil bzw. mithilfe eines Gussteils lassen insbesondere Drehmomente um eine parallel zur Fahrzeugquerrichtung verlaufende Achse besser übertragen als beispielsweise mit einem Rohrkörper, wodurch die Steifigkeit des Tragrahmen in der Fahrzeuglängsrichtung und in der Fahrzeugquerrichtung verbessert wird.
  • Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Modulträger wenigstens eine Fixierhilfe aufweist, mit deren Hilfe ein Bestandteil des Cockpitmoduls, insbesondere eine Instrumententafel, am Modulträger positionierbar und/oder fixierbar ist.
  • Im vorliegenden Zusammenhang verläuft die Fahrzeughöhenrichtung senkrecht zu einem Untergrund, auf dem das Fahrzeug steht oder fährt. Bei horizontalem Untergrund verläuft die Fahrzeughöhenrichtung somit vertikal, also parallel zur Schwerkraftrichtung. Die Fahrzeuglängsrichtung verläuft senkrecht zur Fahrzeughöhenrichtung und wird durch die Geradeausfahrt des Fahrzeugs definiert. Die Fahrzeugquerrichtung verläuft senkrecht zur Fahrzeughöhenrichtung und senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung. Die relativen Ortsangaben „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“ beziehen sich auf einen Normalzustand des Fahrzeugs, bei dem es ordnungsgemäß auf einem Untergrund steht oder fährt. Die Begriffe „oben“ und „unten“ beziehen sich dabei auf die Fahrzeughöhenrichtung, während sich die Begriffe „vorne“ und „hinten“ auf die Fahrzeuglängsrichtung beziehen.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • 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 Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.
  • 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 Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch,
    • 1 einen stark vereinfachten, prinzipiellen Querschnitt durch einen Personenkraftwagen im Bereich eines Tragrahmens,
    • 2 eine isometrische Ansicht des Tragrahmen im Bereich eines Knieairbagmoduls,
    • 3 einen Längsschnitt des Fahrzeugs im Bereich des Knieairbagmodul.
  • Entsprechend 1 besitzt ein nur teilweise dargestellter Personenkraftwagen 1 eine ebenfalls nur teilweise dargestellte Karosserie 2, die einen nur teilweise gezeigten und mit unterbrochenen Linien angedeuteten Fahrzeugboden 3 sowie zwei nur teilweise gezeigte und mit unterbrochenen Linien angedeutete A-Säulen 4 aufweist. Die Karosserie 2 besitzt außerdem im Bereich eines im Übrigen nicht gezeigten Cockpits einen Tragrahmen 5, der zum Anbauen eines nur in 3 zum Teil angedeuteten Cockpitmoduls 24 dient. Ein derartiges Cockpitmodul 24 beinhaltet zumindest eine Instrumententafel. Der Tragrahmen 5 verbindet die beiden A-Säulen 4 oberhalb des Fahrzeugbodens 3.
  • In den 1 bis 3 sind eine Fahrzeuglängsrichtung X, eine Fahrzeugquerrichtung Y und eine Fahrzeughöhenrichtung Z jeweils durch Pfeile in einem Koordinatensystem angedeutet.
  • Der Personenkraftwagen 1, der im Folgenden auch als Kraftfahrzeug 1 bezeichnet werden kann, weist zumindest ein Knieairbagmodul 6 auf, das am Tragrahmen 5 befestigt ist. Im Beispiel der 1 sind zwei derartige Knieairbagmodule 6 vorgesehen, nämlich ein fahrerseitiges Knieairbagmodul 6a und ein beifahrerseitiges Knieairbagmodul 6b.
  • Gemäß 1 besitzt der Tragrahmen 5 auf der Fahrerseite 7 und/oder auf der Beifahrerseite 8 eine zum Fahrzeugboden 3 hin offene Struktur 9. Im Beispiel der 1 sind zwei derartige offene Strukturen 9 vorgesehen, nämlich eine fahrerseitige offene Struktur 9a und eine beifahrerseitige offene Struktur 9b. Die jeweilige offene Struktur 9 ist dabei quer zur Fahrzeuglängsrichtung X C-förmig oder U-förmig ausgestaltet. Das jeweilige „C“ bzw. „U“ ist dabei räumlich so angeordnet, dass es nach unten, also zum Fahrzeugboden 3 hin offen ist. Der Tragrahmen 5 besitzt im Bereich der jeweiligen offenen Struktur 9 eine sich in Fahrzeuglängsrichtung X und in Fahrzeugquerrichtung Y erstreckende Rahmenöffnung 10 und je zwei Rahmenabschnitte 11, 12, 13, 14, welche die jeweilige Rahmenöffnung 10 in der Fahrzeugquerrichtung Y begrenzen. Im Beispiel der 1 sind zwei Rahmenöffnungen 10 vorgesehen, sodass insgesamt vier Rahmenabschnitte 11, 12, 13, 14 vorgesehen sind, nämlich zwei fahrerseitige Rahmenabschnitte 11, 12 und zwei beifahrerseitige Rahmenabschnitte 13, 14.
  • Das jeweilige Knieairbagmodul 6 weist gemäß den 1 bis 3 jeweils einen Modulträger 15, wenigstens einen Gasgenerator 16 und wenigstens einen Luftsack 17 auf. Der jeweilige Gasgenerator 16 und der jeweilige Luftsack 17 sind am jeweiligen Modulträger 15 gehalten. Der jeweilige Modulträger 15 ist nun an den beiden zugehörigen Rahmenabschnitten 11, 12 bzw. 13, 14 befestigt. Hierdurch wird die jeweilige Rahmenöffnung 10 durch den jeweiligen Modulträger 15 verschlossen. Außerdem wird hierdurch der Tragrahmen 5 durch den jeweiligen Modulträger 15 in der Fahrzeugquerrichtung Y und in der Fahrzeuglängsrichtung X versteift. Der Modulträger 15 kann plattenförmig ausgestaltet sein, sodass er eine Trägerebene 18 definiert, die in 3 mit strichpunktierter Linie angedeutet ist und die sich in der Fahrzeuglängsrichtung X sowie in der Fahrzeugquerrichtung Y erstreckt. Der Modulträger 15 kann gemäß den 2 und 3 mit mehreren Rippen 19 ausgestaltet sein. Die Rippen 19 sind in den beiden gezeigten Beispielen an einer Außenseite des Modulträgers 15 angeordnet. Ebenso ist denkbar, alle Rippen 19 oder zumindest eine solche Rippe 19 an der Innenseite des Modulträgers 15 anzuordnen. Der Modulträger 15 kann mit den zugehörigen Rahmenabschnitten 11, 12 bzw. 13, 14, beispielsweise mittels Verschraubungen 20 fest verbunden sein.
  • Gemäß 1 ist je offener Struktur 9 jeweils ein Rahmenabschnitt 11 bzw. 14 in der Fahrzeugquerrichtung Y unmittelbar an der dazu benachbarten A-Säule 4 befestigt. Wie sich ebenfalls 1 entnehmen lässt, bildet der Tragrahmen 5 einen Obergurt 21 aus, der in 1 mit unterbrochener Linie angedeutet ist. Dieser Obergurt 21 repräsentiert einen durchgehenden, parallel zur Fahrzeugquerrichtung Y verlaufenden Querträger, der sich von der einen A-Säule 4 durchgehend bis zur anderen A-Säule 4 erstreckt. Alle Rahmenabschnitte 11, 12, 13, 14 sind fest mit diesem Obergurt 21 verbunden. Der jeweilige Modulträger 15 ist nun in der Fahrzeughöhenrichtung Z beabstandet vom Obergurt 21 angeordnet, sodass der jeweilige Modulträger 15 beabstandet vom Obergurt 21 die zugehörigen Rahmenabschnitte 11, 12 bzw. 13, 14 fest miteinander verbindet.
  • Sofern wie im Beispiel der 1 vier Rahmenabschnitte 11, 12, 13, 14 vorhanden sind, definieren diese zwei äußere Rahmenabschnitte 11, 14 und zwei mittlere Rahmenabschnitte 12, 13. Die beiden äußeren Rahmenabschnitte 11, 14 liegen näher an den beiden A-Säulen 4 als die beiden mittleren Rahmenabschnitte 12, 13. Zweckmäßig sind wie im gezeigten Beispiel die beiden äußeren Rahmenabschnitte 11, 14 mit je einer der A-Säulen 4 fest verbunden. Außerdem kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die beiden mittleren Rahmenabschnitte 12, 13 in der Fahrzeugquerrichtung Y fest miteinander verbunden sind. Im Beispiel der 1 sind die beiden mittleren Rahmenabschnitte 12, 13 durch einen Querträger 22 bzw. durch eine Konsole 22 fest miteinander verbunden.
  • Im Beispiel der 1 bilden die beiden Modulträger 15 zusammen mit den damit fest verbundenen Rahmenabschnitten 11, 12, 13, 14 einen Untergurt 23 am Tragrahmen 5 aus, der in 1 mit unterbrochener Linie angedeutet ist. Dieser Untergurt 23 repräsentiert einen durchgehenden, parallel zur Fahrzeugquerrichtung Y verlaufenden Querträger und erstreckt sich von der einen A-Säule 4 durchgehend bis zur anderen A-Säule 4. Der Untergurt 23 erstreckt sich dabei unterhalb des Obergurts 21 und oberhalb des Fahrzeugbodens 3.
  • Zweckmäßig handelt es sich beim Tragrahmen 5 um ein Gussteil. Ebenso ist denkbar, den Tragrahmen 5 als Blechformteil zu konfigurieren.
  • 3 zeigt einen exemplarischen Einbauzustand für das Knieairbagmodul 6, wobei in 3 Komponenten des Cockpitmoduls 24 angedeutet sind. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen Kniefänger 25 einer im Übrigen nicht gezeigten Instrumententafel, wobei der Kniefänger 25 in der Fahrzeuglängsrichtung X nach hinten an das Knieairbagmodul 6 anschließt. Ferner ist eine Kaltluftabschottung 26 angedeutet, die in der Fahrzeuglängsrichtung X nach vorn an das Knieairbagmodul 6 anschließt. Der Modulträger 15 bildet eine obere Wand eines Airbag- oder Modulgehäuses 27. Im Beispiel der 3 sind am Modulträger 15 außerdem ein Abschnitt 28 einer hinteren Wand des Modulgehäuses 27 sowie ein Abschnitt 29 einer vorderen Wand des Modulgehäuses 27 integral ausgeformt. Das Modulgehäuse 27 weist im Übrigen einen Ausschussdeckel 30 auf, der sich beim Ausdehnen des Luftsacks 17 öffnet und eine Austrittsöffnung freigibt, durch die der Luftsack 17 dann in einen Fahrzeuginnenraum 31 austreten kann. Insbesondere bildet in 3 der Modulträger 15 eine Oberschale des Modulgehäuses 27. Das Modulgehäuse 27 kann außerdem eine Unterschale 32 aufweisen, die das Modulgehäuse 27 komplettiert, wenn die Unterschale 32 am Modulträger 15 angebaut ist. Die Unterschale 32 kann beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein und insbesondere den Ausschussdeckel 30 aufweisen. Im Unterschied dazu ist der Modulträger 15 zweckmäßig ein Metallteil. Wenn die Unterschale 32 am Modulträger 15 befestigt ist, sind damit auch zwangsläufig der jeweilige Gasgenerator 16 und der jeweilige Luftsack 17 an Modulträger 15 gehalten, unabhängig davon, ob der jeweilige Gasgenerator 16 und/oder der jeweilige Luftsack 17 am Modulträger 15 oder an der Unterschale 32 befestigt ist/sind. Durch das Knieairbagmodul 6, insbesondere durch den Modulträger 15, wird innerhalb des Tragrahmens 5 ein Bereich erhöhter Stabilität bzw. Steifigkeit ausgebildet, der in 3 durch einen mit unterbrochener Linie gezeichneten Rahmen angedeutet ist.
  • In 2 sind außerdem noch Fixierhilfen 33 angedeutet, die am Modulträger 15 ausgebildet sein können und die eine Positionierung und/oder Fixierung einer Komponente des Cockpitmoduls 24, insbesondere der Instrumententafel, am Modulträger 15 vereinfachen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011101883 B4 [0002]
    • DE 112014002004 T5 [0003]
    • EP 2407352 B1 [0004]
    • JP 2010083173 A [0005]
    • US 8641082 B2 [0006]

Claims (10)

  1. Personenkraftwagen (1), - mit einer Karosserie (2), die einen Fahrzeugboden (3), zwei A-Säulen (4) und einen Tragrahmen (5) zum Anbauen eines Cockpitmoduls (24) aufweist, - mit wenigstens einem Knieairbagmodul (6), das am Tragrahmen (5) befestigt ist, - wobei der Tragrahmen (5) oberhalb des Fahrzeugbodens (3) fest mit den beiden A-Säulen (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, - dass der Tragrahmen (5) auf der Fahrerseite (7) und/oder auf der Beifahrerseite (8) eine zum Fahrzeugboden (3) offene Struktur (9) aufweist, die quer zur Fahrzeuglängsrichtung (X) C-förmig oder U-förmig ausgestaltet ist, - dass der Tragrahmen (5) im Bereich der jeweiligen offenen Struktur (9) eine sich in Fahrzeuglängsrichtung (X) und in Fahrzeugquerrichtung (Y) erstreckende Rahmenöffnung (10) und zwei die Rahmenöffnung (10) in der Fahrzeugquerrichtung (Y) begrenzende Rahmenabschnitte (11, 12, 13, 14) aufweist, - dass das jeweilige Knieairbagmodul (6) einen Modulträger (15), wenigstens einen Gasgenerator (16) und wenigstens einen Luftsack (17) aufweist, - dass der jeweilige Modulträger (15) an den beiden Rahmenabschnitten (12, 13, 14, 15) befestigt ist, derart, dass die jeweilige Rahmenöffnung (10) durch den Modulträger (15) verschlossen ist und der Tragrahmen (5) durch den Modulträger (15) in Fahrzeugquerrichtung (Y) und in Fahrzeuglängsrichtung (X) versteift ist.
  2. Personenkraftwagen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass einer der Rahmenabschnitte (11, 14) an der dazu benachbarten A-Säule (4) befestigt ist.
  3. Personenkraftwagen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - dass der jeweilige Modulträger (15) plattenförmig ausgestaltet ist und eine Trägerebene (18) definiert, die sich in Fahrzeugquerrichtung (Y) und in Fahrzeuglängsrichtung (X) erstreckt.
  4. Personenkraftwagen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, - dass der Tragrahmen (5) einen Obergurt (21) ausbildet, der sich von der einen A-Säule (4) durchgehend bis zur anderen A-Säule (4) erstreckt, - dass die jeweiligen Rahmenabschnitte (11, 12, 13, 14) fest mit dem Obergurt (21) verbunden sind, - dass der jeweilige Modulträger (15) in der Fahrzeughöhenrichtung (Z) beabstandet vom Obergurt (21) angeordnet ist und die Rahmenabschnitte (11, 12, 13, 14) miteinander verbindet.
  5. Personenkraftwagen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, - dass der Tragrahmen (5) auf der Fahrerseite (7) und auf der Beifahrerseite (8) jeweils eine solche offene Struktur (9) aufweist, nämlich eine fahrerseitige offene Struktur (9a) und eine beifahrerseitige offene Struktur (9b), - dass zwei Knieairbagmodule (6) vorgesehen sind, nämlich ein fahrerseitiges Knieairbagmodul (6a), das im Bereich der fahrerseitigen offenen Struktur (9a) am Tragrahmen (5) befestigt ist, und ein beifahrerseitiges Knieairbagmodul (6b), dass im Bereich der beifahrerseitigen offenen Struktur (9b) am Tragrahmen (5) befestigt ist, - dass jedes Knieairbagmodul (6a, 6b) einen solchen Modulträger (15) aufweist, der die jeweiligen Rahmenabschnitte (11, 12, 13, 14) fest miteinander verbindet.
  6. Personenkraftwagen (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, - dass die Rahmenabschnitte (11, 12, 13, 14), welche die beiden Rahmenöffnungen (10) in der Fahrzeugquerrichtung (Y) begrenzen, zwei äußere Rahmenabschnitte (11, 14) und zwei mittlere Rahmenabschnitte (12, 13) bilden, - dass die beiden äußeren Rahmenabschnitte (11, 14) jeweils mit je einer A-Säule (4) fest verbunden sind.
  7. Personenkraftwagen (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, - dass die beiden mittleren Rahmenabschnitte (12, 13) in der Fahrzeugquerrichtung (Y) fest miteinander verbunden sind.
  8. Personenkraftwagen (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, - dass der Tragrahmen (5) einen Obergurt (21) ausbildet, der sich von der einen A-Säule (4) durchgehend bis zur anderen A-Säule (4) erstreckt, - dass die vier Rahmenabschnitte (11, 12, 13, 14) fest mit dem Obergurt (21) verbunden sind, - dass die beiden Modulträger (15) in der Fahrzeughöhenrichtung (Z) beabstandet vom Obergurt (21) angeordnet sind, und jeweils zwei der Rahmenabschnitte (11, 12, 13, 14) miteinander verbinden.
  9. Personenkraftwagen (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, - dass die beiden Modulträger (15) mit den Rahmenabschnitten (11, 12, 13, 14) am Tragrahmen (5) einen Untergurt (23) bilden, der sich von der einen A-Säule (4) durchgehend bis zur anderen A-Säule (4) erstreckt.
  10. Personenkraftwagen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, - dass der Tragrahmen (5) ein Blechformteil oder ein Gussteil ist.
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