DE10220535A1

DE10220535A1 - Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE10220535A1
Application number: DE2002120535
Authority: DE
Inventors: Dirk Hortig
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2003-11-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einer Karosseriestruktur und wenigstens einer Fahrzeugklappe, wobei die Karosseriestruktur und/oder die Fahrzeugklappe mehrere formschlüssig eingreifende Verriegelungselemente zum Fixieren der Fahrzeugklappe an der Karosseriestruktur im geschlossenen Zustand aufweisen. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist die Fahrzeugklappe im geschlossenen Zustand durch die Verriegelungsmittel in einer Weise gegen die Karosseriestruktur vorgespannt und greift an mehreren linienförmigen oder flächenförmigen Kontaktstellen form- und/oder kraftschlüssig an der Karosseriestruktur an, dass sich eine im Wesentlichen starre Anbindung der Fahrzeugklappe an die Karosseriestruktur ergibt. DOLLAR A Verwendung z. B. für Leichtbaufahrzeuge.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einer Karosseriestruktur und wenigstens einer Fahrzeugklappe, wobei die Karosseriestruktur und/oder die Fahrzeugklappe mehrere formschlüssig eingreifende Verriegelungselemente zum Fixieren der Fahrzeugklappe an der Karosseriestruktur im geschlossenen Zustand aufweisen.

Aus der deutschen Patentschrift DE 21 59 749 ist eine Kraftfahrzeugkarosserie bekannt, bei der an einer Karosseriestruktur mehrere drehbar angeordnete Verriegelungshaken in Ausnehmungen in einem Längsträger einer vorderen Motorhaube eines Fahrzeugs eingreifen. Im Falle eines Frontalaufpralls verhindern die Verriegelungshaken, dass die Motorhaube bei einer Verformung des Vorderwagens ausknickt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 40 00 904 A1 ist eine Fahrzeugkarosserie bekannt, bei der beispielsweise eine Motorhaube durch mehrere im Bereich ihrer Längsränder angeordnete Verriegelungselemente mit den Seitenteilen verbindbar ist. Als Verriegelungselemente dienen beispielsweise an der Karosseriestruktur angeordnete Bolzen, die in passende Ausnehmungen in der Motorhaube eingreifen. Durch die Verriegelungselemente soll ein Ausknicken der Motorhaube bei einem Frontalaufprall verhindert werden. Vielmehr soll sich der Vorderwagen bei einem Aufprall mit der Motorhaube harmonikaartig und energieabbauend zusammenfalten.

Aus der deutschen Patentschrift DE 42 21 765 C2 ist eine crashbedingte Verriegelung einer vor einer Windschutzscheibe angelenkten Motorhaube bekannt. Entlang von Seitenrändern der Motorhaube sind Verriegelungsvorrichtungen angeordnet, die lediglich bei einer crashbedingten Verlagerung der Motorhaube in Richtung der Windschutzscheibe in formschlüssigen Eingriff gelangen.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 386 573 ist eine Motorhaubenverriegelung bekannt, bei der mehrere Haken mittels einer in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs verlaufenden Welle in entsprechende Ausnehmungen der Motorhaube eingeschwenkt werden können. Die gezeigte Verriegelungsvorrichtung dient einer von außen nicht sichtbaren, diebstahlsicheren Motorhaubenverriegelung.

Ebenfalls bekannt sind mittragende Motorklappen bei Leichtbaufahrzeugen. Diese mittragenden Motorklappen werden mit der Karosseriestruktur, z. B. über Schraubmittel, leicht lösbar verbunden. Die Motorklappe trägt dadurch zur Karosseriesteifigkeit bei. Vor Wartungsarbeiten am Motor muss die Motorklappe durch einen Monteur gelöst und abgenommen werden.

Mit der Erfindung soll eine leichte und dabei steife Kraftfahrzeugkarosserie mit wenigstens einer ohne Einsatz von Werkzeug zu öffnenden Fahrzeugklappe geschaffen werden.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einer Karosseriestruktur und wenigstens einer Fahrzeugklappe vorgesehen, wobei die Karosseriestruktur und/oder die Fahrzeugklappe mehrere formschlüssig eingreifende Verriegelungselemente zum Fixieren der Fahrzeugklappe an der Karosseriestruktur im geschlossenen Zustand aufweisen, bei der die Fahrzeugklappe im geschlossenen Zustand durch die Verriegelungsmittel in einer Weise gegen die Karosseriestruktur vorgespannt ist und an mehreren linienförmigen oder flächenförmigen Kontaktstellen form- und/oder kraftschlüssig an der Karosseriestruktur angreift, dass sich eine im wesentlichen starre Anbindung der Fahrzeugklappe an die Karosseriestruktur ergibt.

Durch Vorsehen von Verriegelungselementen ist die Fahrzeugklappe lösbar und vom Kunden sowie für Wartungsarbeiten in einfacher Weise und ohne Werkzeug zu öffnen. Indem die Fahrzeugklappe gegen die tragenden Bestandteile der Karosseriestruktur vorgespannt ist und form- und/oder kraftschlüssig an der Karosseriestruktur angreift, können Kräfte in allen drei Achsenrichtungen von der Karosseriestruktur in die Fahrzeugklappe und umgekehrt ein- bzw. ausgeleitet werden, wodurch sich eine Versteifung der Karosseriestruktur durch die Fahrzeugklappe ergibt. Indem die Kontaktstellen zwischen Fahrzeugklappe und Karosseriestruktur linienförmig oder flächenförmig ausgebildet sind, ist eine zuverlässige starre Anbindung mit entsprechend guter Versteifungswirkung realisierbar. Da die Haube auch im Normalbetrieb des Fahrzeugs mitträgt, kann die Karosseriestruktur leichter ausgeführt und das Mehrgewicht der Verriegelungselemente kompensiert werden. Die Fahrzeugklappe kann durch die mittragende Befestigung als Schubfeld dienen. Ein besseres Crashverhalten ist erreichbar. Da die Fixierung der Klappe, auch im Crashfall, von den Verriegelungselementen übernommen wird, können beispielsweise Scharniere leichter ausgeführt werden.

In Weiterbildung der Erfindung sind die linienförmigen oder flächenförmigen Kontaktstellen wenigstens teilweise durch die Verriegelungselemente gebildet.

In Weiterbildung der Erfindung wird die starre Anbindung der Fahrzeugklappe an die Karosseriestruktur ausschließlich durch die Verriegelungselemente bewirkt.

In Weiterbildung der Erfindung spannen die Verriegelungselemente die Fahrzeugklappe mittels Keilwirkung gegen die Karosseriestruktur vor.

Durch die Keilwirkung lässt sich eine Kraftverstärkung erreichen, wodurch hohe Vorspannungen bei geringen Bedienkräften erzielbar sind. An den Verriegelungselementen ist dadurch eine form- und kraftschlüssige Fixierung der Fahrzeugklappe realisierbar. Da die Verriegelungselemente Teil der Karosseriestruktur bzw. Teil der Fahrzeugklappe sind, kann ein Widerlager für die erzeugte Vorspannung auch in die Verriegelungselemente integriert sein.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Verriegelungselemente wenigstens eine Riegel- oder Ankerstange auf.

Die Riegel- oder Ankerstangen sind zum Herstellen linienförmiger Kontaktstellen gut geeignet. Beispielsweise kann die Fahrzeugklappe mit Riegel- oder Ankerstangen versehen sein und im übrigen in Leichtbauweise ausgeführt sein.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Verriegelungselemente wenigstens einen Rohrabschnitt auf, wobei die Riegelstange und der Rohrabschnitt in Stangenlängsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind.

In die Rohrabschnitte können Riegelstangen eingeschoben werden, wodurch eine sehr stabile Anbindung und Verriegelung erreicht wird. Bei entsprechender Ausbildung und/oder Anordnung der Riegelstange und des Rohrabschnitts kann mit dem Einschieben gleichzeitig eine Keilwirkung erzielt werden.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die Verriegelungselemente wenigstens einen geschlitzten Rohrabschnitt mit hakenförmigem Querschnitt auf, wobei die Ankerstange und der geschlitzte Rohrabschnitt in Stangenquerrichtung relativ zueinander verschwenkbar sind.

Indem der geschlitzte Rohrabschnitt auf die Ankerstange aufgeschoben wird, lässt sich eine sichere Verriegelung und linienförmige Kontaktstelle erreichen. Bei entsprechender Ausbildung des hakenförmigen Querschnitts kann eine Keilwirkung zum Erzielen einer Vorspannung erreicht werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Ankerstange mittels mehrerer Haltestützen an der Fahrzeugklappe oder der Karosseriestruktur und von dieser beabstandet befestigt.

Eine solche Ausbildung ermöglicht das Bereitstellen einer stabilen Angriffsstelle für die Verriegelung bei gleichzeitiger Leichtbauweise der übrigen Fahrzeugklappe.

In Weiterbildung der Erfindung verläuft die Ankerstange in Fahrzeuglängsrichtung und ist zur energieaufnehmenden Verformung im Crashfall ausgebildet.

Durch diese Maßnahmen kann das Verformungsverhalten der Fahrzeugkarosserie verbessert werden. Insbesondere verschlechtert sich durch die energieaufnehmende Ausbildung der Ankerstange das Verformungsverhalten der Karosserie trotz einer Leichtbauweise der Fahrzeugklappe nicht.

In Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Riegelstangen oder Rohrabschnitte an einer Trägerstange angeordnet, die in Stangenlängsrichtung verschiebbar gelagert ist.

Auf diese Weise können Fahrzeugklappe und Karosseriestruktur an mehreren Stellen gleichzeitig formschlüssig verriegelt und gegeneinander vorgespannt werden.

In Weiterbildung der Erfindung verläuft die Trägerstange in Fahrzeuglängsrichtung und ist zur energieaufnehmenden Verformung im Crashfall ausgebildet.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines Abschnitts einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Einzelheit der Fig. 1,
Fig. 3 eine abschnittsweise Schnittansicht der Kraftfahrzeugkarosserie der Fig. 1 von vorne,
Fig. 4 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform und
Fig. 5 eine abschnittsweise Schnittansicht der Kraftfahrzeugkarosserie der Fig. 4 von vorne.
In der Darstellung der Fig. 1 ist ein Abschnitt einer Kraftfahrzeugkarosserie 10 mit einer Karosseriestruktur 12 und einer Fahrzeugklappe 14 zu erkennen. Die Fahrzeugklappe 14 ist beispielsweise eine Motorhaube und mittels eines in der Darstellung der Fig. 1 nicht gezeigten Scharniers an der Karosseriestruktur 12 angelenkt. Die Darstellung der Fig. 1 zeigt die Fahrzeugklappe 14 im geschlossenen Zustand. Zur Verriegelung der Fahrzeugklappe 14 an der Karosseriestruktur 12 sind Verriegelungselemente 16 vorgesehen. Die Verriegelungselemente 16 weisen jeweils einen Rohrabschnitt 18 auf, der der Fahrzeugklappe 14 zugeordnet ist und an dieser mittels eines Abstandshalters 20 beabstandet angeordnet ist. Jeder Rohrabschnitt 18 dient zum Aufnehmen einer Riegelstange 22. In der Darstellung der Fig. 1 sind insgesamt drei Riegelstangen 22 zu erkennen, die jeweils mittels eines Abstandshalters 24 starr mit einer gemeinsamen Trägerstange 26 verbunden sind. Die Trägerstange 26 ist in drei voneinander beabstandeten Lagerrohrabschnitten 28 verschiebbar gelagert. Die Lagerrohrabschnitte 28 sind starr mit der Karosseriestruktur 12 verbunden.
Wie in der Darstellung der Fig. 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist, kann die Trägerstange 26 entlang ihrer Längsrichtung verschoben werden. Durch Verschieben der Trägerstange 26 werden die Riegelstangen 22 in die Rohrabschnitte 18 eingeschoben oder aus diesen herausgezogen. Auf diese Weise kann ein formschlüssiger Eingriff zwischen den Riegelstangen 22 und den Rohrabschnitten 18 und somit zwischen der Karosseriestruktur 12 und der Fahrzeugklappe 14 hergestellt werden.
Die Schnittansicht der Fig. 2 zeigt eine Riegelstange 22, die teilweise in einen Rohrabschnitt 18 eingeschoben ist. Eine Längsachse des Rohrabschnitts 18 ist zur Längsachse der Trägerstange 26 geneigt angeordnet und die Riegelstange 22 verjüngt sich zu dem Ende hin, das zuerst in den Rohrabschnitt 18 eingeschoben wird. Durch diese geneigte Anordnung des Rohrabschnitts 18 und die verjüngte Ausbildung der Riegelstange 22 entsteht beim Einschieben der Riegelstange 22 in den Rohrabschnitt 18 eine Keilwirkung, durch die die Fahrzeugklappe 14 in der Darstellung der Fig. 2 nach unten, gegen die Karosseriestruktur 12 gezogen wird. Durch Einschieben der Riegelstange 22 in den Rohrabschnitt 18 entsteht zwischen diesen eine linienförmige, gegebenenfalls flächenförmige Kontaktstelle, bei form- und kraftschlüssiger Verriegelung.
In der Schnittansicht der Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Fahrzeugklappe 14 in ihrem Randbereich beispielsweise formschlüssig in die Karosseriestruktur 12 eingreift. Neben den durch die Verriegelungselemente 16 gebildeten Kontaktstellen entsteht auf diese Weise eine weitere, flächenförmige Kontaktstelle zwischen Fahrzeugklappe 14 und Karosseriestruktur 12. Durch die Keilwirkung der Verriegelungselemente 16 wird die Fahrzeugklappe 14 im Randbereich gegen die Karosseriestruktur 12 vorgespannt. Neben dem Formschluss zwischen einer Leiste 30 an der Unterseite der Fahrzeugklappe 14 und einer Nut 32 an der Oberseite der Karosseriestruktur 12 bildet sich dadurch an den Kontaktstellen zwischen Fahrzeugklappe 14 und Karosseriestruktur 12 auch eine kraftschlüssige Verbindung aus.
Insgesamt und wie in den Fig. 1 bis 3 zu erkennen ist, wird die Fahrzeugklappe 14 in ihrem geschlossenen Zustand durch die Verriegelungsmittel 16 gegen die Karosseriestruktur 12 vorgespannt. Durch die Verriegelungsmittel 16 sowie durch entsprechende Gestaltung der Fahrzeugklappe 14 sowie der Karosseriestruktur 12, nämlich die Leiste 30 und die Nut 32, greift die Fahrzeugklappe 14 an mehreren linienförmigen oder flächenförmigen Kontaktstellen form- und kraftschlüssig an der Karosseriestruktur 12 an. Insgesamt ergibt sich dadurch eine starre und mittragende Anordnung der Fahrzeugklappe 14 an die Karosseriestruktur 12.
Dabei ist festzuhalten, dass diese starre Anbindung für eine Versteifung der Kraftfahrzeugkarosserie 10 im Normalbetrieb sorgt. Neben der Versteifung im Normalbetrieb wird auch ein verbessertes Crashverhalten erreicht, da im Crashfall die starre Anbindung zwischen Fahrzeugklappe 14 und Karosseriestruktur 12 für deren gemeinsame Verformung sorgt. Dadurch kann die Fahrzeugklappe 14, beispielsweise dann, wenn sie als Motorhaube gestaltet ist, zum Energieabbau beitragen. Die Erfindung kann aber beispielsweise auch auf Klapp und Schiebetüren eines Kraftfahrzeugs angewendet werden.
Vorteilhafterweise verläuft die Trägerstange 26 in Fahrzeuglängsrichtung und ist so ausgelegt, dass sie bei einem Fahrzeugaufprall zum Energieabbau beitragen kann.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 4 dargestellt. Die Karosseriestruktur 12 und die Fahrzeugklappe 14 werden bei dieser Ausführungsform durch Verriegelungselemente 34 verriegelt. Die Verriegelungselemente 34 weisen eine Ankerstange 36 auf, die mittels Abstandshaltern 38 an der Fahrzeugklappe 14 befestigt ist. Die Ankerstange 36 erstreckt sich beispielsweise über die im wesentlichen gesamte Seitenlänge einer Motorhaube, wobei an beiden Seiten der Motorhaube 14 jeweils eine Ankerstange 36 angeordnet ist.
An der Karosseriestruktur 12 sind mehrere Rohrabschnitte 40 angeordnet, in denen eine Trägerwelle 42 drehbar gelagert ist, was durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Auf die Trägerwelle 42 sind geschlitzte Rohrabschnitte 44 aufgeschweißt, deren Längsachse sich parallel zur Längsachse der Trägerwelle 42 erstreckt. In der Darstellung der Fig. 2 sind zwei geschlitzte Rohrabschnitte 44 zu erkennen. Mittels der Trägerwelle 42 können die geschlitzten Rohrabschnitte 44 in einer Richtung quer zur Ankerstange 36 verschwenkt werden. Dadurch können die geschlitzten Rohrabschnitte 44 in Eingriff und außer Eingriff mit der Ankerstange 36 geschwenkt werden. Wenn die geschlitzten Rohrabschnitte 44, wie in der Fig. 4 dargestellt ist, an der Ankerstange 36 angreifen, sorgen sie für eine formschlüssige Anbindung der Fahrzeugklappe 14 an die Karosseriestruktur 12.
Wie in der Schnittansicht der Fig. 5 zu erkennen ist, weisen die geschlitzten Rohrabschnitte 44 einen hakenförmigen Querschnitt auf, so dass beim Verschwenken der geschlitzten Rohrabschnitte 44 in Eingriff mit der Ankerstange 36 eine Keilwirkung entsteht, die die Fahrzeugklappe 14 gegen die Karosseriestruktur 12 zieht und dadurch gegen diese vorspannt. Neben dem Formschluss entsteht dadurch ein Kraftschluss zwischen jedem Rohrabschnitt 44 und der Ankerstange 36.
Indem die Fahrzeugklappe 14 durch Drehen der Trägerwelle 42 und Verschwenken der geschlitzten Rohrabschnitte 44 gegen die Karosseriestruktur 12 gezogen wird, entsteht einerseits zwischen jedem geschlitzten Rohrabschnitt 44 und dem mit diesem im Eingriff stehenden Abschnitt der Ankerstange 36 eine linienförmige, gegebenenfalls flächenförmige Kontaktstelle. Darüber hinaus liegt die Fahrzeugklappe 14 dann mit ihrem Rand in einem Bereich 46 auf der Karosseriestruktur 12 auf. Durch die Vorspannung entsteht in diesem Bereich 46 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Fahrzeugklappe 14 und Karosseriestruktur 12. Insgesamt wird durch die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Ausführungsform eine starre Anbindung der Fahrzeugklappe 14 an die Karosseriestruktur 12 erreicht. Im geschlossenen Zustand trägt die Fahrzeugklappe 14 dadurch zur Steifigkeit der Karosseriestruktur 12 bei.

Claims

1. Kraftfahrzeugkarosserie mit einer Karosseriestruktur (12) und wenigstens einer Fahrzeugklappe (14), wobei die Karosseriestruktur (12) und/oder die Fahrzeugklappe (14) mehrere formschlüssig eingreifende Verriegelungselemente (16; 34) zum Fixieren der Fahrzeugklappe (14) an der Karosseriestruktur (12) im geschlossenen Zustand aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugklappe (14) in geschlossenem Zustand durch die Verriegelungsmittel (16; 34) in einer Weise gegen die Karosseriestruktur (12) vorgespannt ist und an mehreren linienförmigen oder flächenförmigen Kontaktstellen form- und/oder kraftschlüssig an der Karosseriestruktur (12) angreift, dass sich eine im wesentlichen starre Anbindung der Fahrzeugklappe (14) an die Karosseriestruktur (12) ergibt.

2. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmigen oder flächenförmigen Kontaktstellen wenigstens teilweise durch die Verriegelungselemente (16; 34) gebildet sind.

3. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die starre Anbindung der Fahrzeugklappe (14) an die Karosseriestruktur (12) ausschließlich durch die Verriegelungselemente (16; 34) bewirkt ist.

4. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungselemente (16; 34) die Fahrzeugklappe (14) mittels Keilwirkung gegen die Karosseriestruktur (12) vorspannen.

5. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungselemente (16; 34) wenigstens eine Riegel- oder Ankerstange (22; 36) aufweisen.

6. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungselemente (16) wenigstens einen Rohrabschnitt (18) aufweisen, wobei die Riegelstange (22) und der Rohrabschnitt (18) in Stangenlängsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind.

7. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungselemente (34) wenigstens einen geschützten Rohrabschnitt (44) mit hakenförmigem Querschnitt aufweisen, wobei die Ankerstange (36) und der geschlitzte Rohrabschnitt (44) in Stangenquerrichtung relativ zueinander verschwenkbar sind.

8. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerstange (36) mittels mehrerer Halterstützen (38) an der Fahrzeugklappe (14) oder der Karosseriestruktur (12) und von dieser beabstandet befestigt ist.

9. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerstange (36) in Fahrzeuglängsrichtung verläuft und zur energieaufnehmenden Verformung im Crashfall ausgebildet ist.

10. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Riegelstangen (22) oder Rohrabschnitte (44) an einer Trägerstange (26) angeordnet sind, die in Stangenlängsrichtung verschiebbar gelagert ist.

11. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstange (26) in Fahrzeuglängsrichtung verläuft und zur energieaufnehmenden Verformung im Crashfall ausgebildet ist.