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WO2011116809A1 - Trägeranordnung - Google Patents

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Publication number
WO2011116809A1
WO2011116809A1 PCT/EP2010/007714 EP2010007714W WO2011116809A1 WO 2011116809 A1 WO2011116809 A1 WO 2011116809A1 EP 2010007714 W EP2010007714 W EP 2010007714W WO 2011116809 A1 WO2011116809 A1 WO 2011116809A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carrier
longitudinal
longitudinal support
force
cross member
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2010/007714
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Achim Buchfink
Ferdinand Gaiser
Michael Hain
Joachim Herre
Joseph Kauss
Axel Landenberger
Bernd Palmer
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler 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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of WO2011116809A1 publication Critical patent/WO2011116809A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/063—Arrangement of tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/38—Arrangements for mounting bumpers on vehicles adjustably or movably mounted, e.g. horizontally displaceable for securing a space between parked vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152—Front or rear frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
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    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438—Arrangement under the floor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/063—Arrangement of tanks
    • B60K2015/0638—Arrangement of tanks the fuel tank is arranged in the rear of the vehicle

Definitions

  • the invention relates to a carrier arrangement for a body, according to the preamble of claim 1.
  • Receptacles of the bodies arranged components to protect against damage or even destruction.
  • assemblies for alternative drives such as gas or hybrid drives are a particular challenge, since they are usually large and heavy.
  • the receiving spaces lie in unflexely exposed areas of the body.
  • Such a carrier arrangement for a body of a passenger car with at least one longitudinal carrier element and with at least one cross-member element fixedly connected to it, through which a receiving space for a component,
  • a component In particular, a tank, a battery or the like, at least partially limited, is characterized in that the side member in case of accidental application of force to the cross member on a
  • the cross member in particular a bending cross member, is thus on the preferably very rigid running side member at least in the case of accident
  • This acceleration of the passenger car can be adapted by a corresponding configuration of a longitudinal extension, that is, a length of the side member to each requirement.
  • the motor vehicle subjected to an accident and thus the receiving space for the component is first moved out of a danger zone, whereby the receiving space is protected from deformation, which in turn avoids destruction of the component to be protected.
  • Longitudinal member is the side member at least partially over a
  • Length range desselbigen disposed within the longitudinal carrier part in a longitudinal region of the longitudinal carrier part. This allows a controlled, preferably rectilinear translational movement of the side member and thus also with the
  • the side member is non-positively supported at least in the case of unfa II conditional application of force to the longitudinal support member and thus for example slidably mounted frictionally on the longitudinal support member.
  • the longitudinal support member telescopically enters the longitudinal beam part. If, for example, a vehicle collides with the crossbeam element, a force flow results from the crossbeam element on the longitudinalbearer element. The power flow is now continued from the side member via the non-positive bearing or support desselbigen on the longitudinal member in the longitudinal member part and thus the rest of the bodywork of the motor vehicle, making them and thus the
  • the carrier assembly according to the invention thus also enables an improvement of the kinematics of the motor vehicle by an early and preferably uninterrupted acceleration.
  • a positive and / or cohesive connection is also possible.
  • the longitudinal support element can therefore also be supported on the longitudinal support part by interlocking connecting elements or by at least one support element arranged or protruding in the direction of displacement of the longitudinal support element and thus fixed at least in one direction, wherein the respective non-positive connection is designed such that in the case of Achieving a certain level of force in an accidental force of the
  • Cross member element at least part of the connecting elements or the support element yields, for example, tears off or deformed accordingly, so that the side member can move as intended. It is clear that a fixation of the longitudinal support member on the longitudinal support member readily by at least one adhesive, weld or solder connection can be realized, which withstands up to a desired Kraftbeetzyerungsmat.
  • At least one further, at least partially disposed within the receiving space longitudinal support member is provided, on which the cross member in the case of accidental force application can be supported.
  • the cross member in the case of accidental force application can be supported.
  • the first side member due to the accidental force applied along the guide on the longitudinal beam part at least substantially in the vehicle longitudinal direction in the direction of the receiving space but past this, so then upon reaching a maximum allowable deformation depth or a maximum allowable displacement of the first side member in the direction of Receiving space, the cross member to be supported on the further side member so as to avoid penetration into the receiving space and destruction of the component.
  • a further cross member is provided, on which the further side member is supported.
  • This is advantageously a very stiff cross member, whereby a stop structure is formed, which forms a protective cage for the component to be protected.
  • the longitudinal member thus acts over a certain length range as a crumple zone to grow impact energy. After reaching a certain deformation path is formed by the executed stop structure of the protective cage similar to a passenger compartment, which is too large
  • the carrier assembly according to the invention has the particular advantage that it can be modular. Depending on the requirements and boundary conditions of the passenger car, necessary elements, components and / or the like can be attached to the modular carrier arrangement as a mounting scope
  • Passenger car is desired and provided.
  • the carrier assembly according to the invention a cross-series applicable, modular design protection concept created by which already existing bodies cost reductions and cost, for example, to the use of alternative drives and thus to the need for additional components such as tanks can be adjusted.
  • a negative impact of base cars without component to be protected and receiving space in a deformation area thus does not take place.
  • the carrier assembly according to the invention is readily as a front support structure or in particular as a rear support structure for the body of the
  • Fig. 1 a detail of a schematic plan view of a rear-side
  • Carrier assembly for a body of a passenger car, having a receiving space in which a unit to be protected is accommodated, wherein the carrier assembly is shown immediately prior to the impact of a barrier on the carrier assembly;
  • FIG. 2 shows a detail of a schematic plan view of the carrier arrangement according to FIG.
  • Figure 1 in a first state when impacted on the carrier assembly barrier.
  • FIG. 3 shows a detail of a schematic plan view of the carrier arrangement according to the preceding figures in a further state when the barrier has hit the carrier arrangement
  • FIG. 4 shows a detail of a schematic top view of the carrier arrangement according to the preceding figures in a further state when the barrier strikes the carrier arrangement.
  • Fig. 1 shows a carrier assembly 10 for a rear of a body of a
  • Passenger car with a longitudinal member 12 and a rear strike plate 14, through which at least partially a receiving space 16 for a component, such as a high-voltage battery 18 is limited.
  • the component may, for example, also be a tank, gas bottles or the like, by means of which energy can be stored or converted, which can be used for this purpose
  • the carrier assembly 10 further comprises a bending cross member 20 which is fixedly connected to an inner parallel carrier 22 in a connecting region 24.
  • the carrier assembly 10 includes outer parallel beams 26 and 28 which project beyond the high-voltage battery 18 in the vehicle longitudinal direction according to a directional arrow 30 in the direction of a rear of the passenger car according to a directional arrow 32 and toward a front of the passenger car according to a directional arrow 34 on a cross member 36th are supported and firmly connected to this, which in turn is connected to the longitudinal member 12.
  • Fig. 1 in a vehicle transverse direction according to a directional arrow 38 and with respect to a
  • a left side of the carrier assembly 10 is preferably formed at least substantially symmetrical to the right side shown in Fig. 1.
  • the high-voltage battery 18 is a component which, in the event of accidental application of force to the bending crossmember 20 according to a
  • Directional arrow 40 as it occurs, for example, in a rear impact of a barrier 42 on the bending cross member 20 is to be protected.
  • the barrier 42 is, for example, a moving vehicle, which stands on the stationary
  • the inner parallel carrier 22 is now held by a non-positive bearing over a length range on the longitudinal beam 12 and thus non-positively supported on this, by he Policyn Schemetician in one
  • Receiving space 44 of the longitudinal member 12 is arranged.
  • Biegequerities 20 and in particular the inner parallel carrier 22 move due to the controlled support and guidance of the inner parallel carrier 20 at the
  • Longitudinal member 12 controls forward according to the directional arrow 34, whereby initially the bending cross member 20 comes into contact with the rear striking plate 14 and the
  • Heckschannablech 14 is deformed. This contributes to a further conversion of the impact energy into deformation energy.
  • Fig. 3 shows that in a further phase of the accidental application of force, the bending cross member 20 and the inner parallel carrier 22 further controlled due to the guided support the accidental Kraftbeauschlagung yield and in
  • High-voltage battery 18 are also very well protected in this phase.
  • the position of this deformation region on the longitudinal member 12 is preferably determined by appropriate, the deformation resistance reducing measures, such as predetermined bending, bending or breaking points.
  • the bending cross member 20 and the inner parallel carrier 22 have moved laterally past it by a certain distance in the direction of the receiving space 16 or in the case of the parallel carrier 22, the bending cross member will abut 20 on the rear striking plate 14 on the outer parallel beams 26 and 28, whereby the Biegequerany 20 in the event of accidental application of force to the outer parallel beams 26 and 28 can be supported and after covering the maximum
  • Deformation depth is supported.
  • the carrier arrangement 10 is a modular design that can be used across a series of models.
  • Passenger car this is driven only by means of an internal combustion engine, towards a second construction variant of the passenger car, which is driven by an electric motor and which thus requires the high-voltage battery 18 can be used as a platform for this first construction variant, for example, the longitudinal beam 12 and the bending crossmember 20 , in which case, for example, the bending cross member 20 is supported without mediation of the inner parallel carrier 22 on the longitudinal member 12.
  • the body of the passenger car has a very good occupant protection.
  • the bending cross member 20 and the longitudinal member 12 can be supplemented by the inner parallel support 22, the outer parallel support 26 and 28 and the cross member 36 for the realization of the very good protection of the high-voltage battery 18 and the receiving space for the second construction variant 16 and to show just as good occupant protection.
  • a specific base drive concept eg internal combustion engine
  • a stop structure which is preferably formed by at least one provided outside of the longitudinal member part "outer" parallel carrier, which on reaching the maximum allowable deformation depth of a rigid structure , preferably a cross member structure is supported.
  • This stop structure which preferably protects the unit or component to be protected, may be similar to an optionally partially open frame, the outer parallel carriers each forming a frame leg.
  • the stop structure is formed so that it forms a kind of protective cage for the unit to be protected or the component.
  • the stop structure here has a correspondingly greater height, so that the component to be protected is protected on all sides.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trägeranordnung (10) für eine Karosserie eines Personenkraftwagens, mit wenigstens einem Längsträgerelement (22) und mit wenigstens einem fest mit diesem verbundenen Querträgerelement (20), durch welche ein Aufnahmeraum (16) für eine Komponente (18), insbesondere einen Tank, zumindest bereichsweise begrenzt ist, wobei das Längsträgerelement (22) im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Querträgerelements (20) an einem korrespondierenden Längsträgerteil (12) über einen Längenbereich geführt gehalten ist.

Description

Trägeranordnung
Die Erfindung betrifft eine Trägeranordnung für eine Karosserie, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 40 30 740 A1 geht ein Heckteil einer Kraftwagenkarosserie mit
nebeneinanderliegenden, hinteren Seitenrahmen, die sich längs der Karosserie erstrecken, hervor. Die Seitenrahmen weisen jeweils einen mittleren Abschnitt auf, der nach oben hin ansteigt. Zwischen diesen mittleren Abschnitten ist ein Brennstofftank angeordnet. Bei diesem Heckteil sowie aus dem Serienbau von Kraftwagen bekannten Karosserien ist es insbesondere im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung der Karosserie erforderlich, einen solchen Brennstofftank oder anderweitige, in
Aufnahmeräumen der Karosserien angeordnete Komponenten vor einer Beschädigung oder gar Zerstörung zu schützen. Insbesondere Baugruppen für alternative Antriebe wie beispielsweise Gas- oder Hybridantriebe stellen dabei eine besondere Herausforderung dar, da diese in der Regel groß und schwer sind. Dabei liegen die Aufnahmeräume in unfallexponierten Bereichen der Karosserie.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Trägeranordnung für eine
Karosserie bereitzustellen, welche einen besonders guten Schutz für derartige
Komponenten im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung der Karosserie bietet.
Diese Aufgabe wird durch eine Trägeranordnung für eine Karosserie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine solche Trägeranordnung für eine Karosserie eines Personenkraftwagens, mit wenigstens einem Längsträgerelement und mit wenigstens einem fest mit diesem verbundenen Querträgerelement, durch welche ein Aufnahmeraum für eine Komponente, insbesondere einen Tank, eine Batterie oder dergleichen, zumindest bereichsweise begrenzt ist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Längsträgerelement im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Querträgerelements an einem
korrespondierenden Längsträgerteil über einen Längenbereich geführt gehalten ist. Das Querträgerelement, insbesondere ein Biegequerträger, ist somit über das bevorzugt sehr steif ausgeführte Längsträgerelement zumindest im Falle der unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung an dem Längsträgerteil sehr früh abgestützt, wodurch der unfallbedingt kraftbeaufschlagte Personenkraftwagen mit der erfindungsgemäßen Trägeranordnung zeitlich früh bei Auftreten dieser Kraftbeaufschlagung angeschoben und beschleunigt wird. Diese Beschleunigung des Personenkraftwagens kann dabei durch eine entsprechende Ausgestaltung einer Längserstreckung, das heißt einer Länge des Längsträgerelements an jeweilige Anforderung angepasst werden.
Durch die erfindungsgemäße Trägeranordnung wird zunächst der unfallbedingt kraftbeaufschlagte Kraftwagen und damit der Aufnahmeraum für die Komponente aus einem Gefahrenbereich bewegt, wodurch der Aufnahmeraum vor einer Deformation geschützt wird, was wiederum eine Zerstörung der zu schützenden Komponente vermeidet. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass ein auf das Querträgerelement aufprallender Gegenstand, beispielsweise ein Fahrzeug oder dergleichen, sowie im Bereich des Aufnahmeraums angeordnete Komponenten, Träger, Elemente oder dergleichen, nicht in den Aufnahmeraum eindringen und somit nicht die Komponente zerstören können.
Zur Darstellung einer sehr guten Führung des Längsträgerelements an dem
Längsträgerteil ist das Längsträgerelement zumindest bereichsweise über einen
Längenbereich desselbigen innerhalb des Längsträgerteils in einem Längenbereich des Längsträgerteils angeordnet. Dies erlaubt eine kontrollierte, vorzugsweise geradlinige translatorische Bewegung des Längsträgerelements und damit auch des mit dem
Längsträgerelements zumindest mittelbar verbundenen Querträgerelements, wodurch eine Deformation und eine Zerstörung des Aufnahmeraums sowie der darin
untergebrachten Komponente zumindest nahezu vermieden ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Längsträgerelement zumindest im Falle der unfa II bedingten Kraftbeaufschlagung kraftschlüssig an dem Längsträgerteil abgestützt und damit beispielsweise verschiebbar kraftschlüssig an dem Längsträgerteil gelagert. Vorteilhafter Weise kann durch eine entsprechende Gestaltung der Führung durch Einstellung eines bestimmten Niveaus dieser Kraftschlussverbindung während der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung kontrolliert Deformationsweg eingeräumt werden, indem beispielsweise das Längsträgerelement teleskopartig in das Längsträgerteil einfährt. Prallt beispielsweise ein Fahrzeug auf das Querträgerelement auf, so ergibt sich ein Kraftfluss von dem Querträgerelement auf das Längsträgerelement. Der Kraftfluss setzt sich nun fort von dem Längsträgerelement über die kraftschlüssige Lagerung bzw. Abstützung desselbigen an dem Längsträgerteil in das Längsträgerteil und damit die restliche Karosserie des Kraftwagens, wodurch diese und damit der
Aufnahmeraum zunächst angeschoben und beschleunigt wird. Übersteigt die
Kraftbeaufschlagung des Querträgerelements das Kraftniveau der kraftschlüssigen Abstützung bzw. Lagerung des Längsträgerelements an dem Längsträgerteil, so bewegt sich das Längsträgerelement infolge der geführten Halterung desselbigen an dem
Längsträgerteil entlang der Führung, wodurch Unfallenergie abgebaut werden kann, beispielsweise durch energieabsorbierende Deformation von Teilen, zum Beispiel des Längsträgerteils. Dies kommt dem Schutz des Aufnahmeraums und damit der
Komponente sowie dem Insassenschutz des Personenkraftwagens zugute. Die erfindungsgemäße Trägeranordnung ermöglicht somit auch eine Verbesserung der Kinematik des Kraftwagens durch eine frühzeitige und vorzugsweise ununterbrochene Beschleunigung.
Zusätzlich oder alternativ zu der kraftschlüssigen Kopplung zwischen Längsträgerelement und Längsträgerteil ist auch eine form- und/oder stoffschlüssige Verbindung möglich. Das Längsträgerelement kann an dem Längsträgerteil also auch durch ineinandergreifende Verbindungselemente oder aber durch zumindest ein in Verlagerungsrichtung des Längsträgerelements angeordnetes oder hineinragendes, als Widerlager dienendes Abstützelement abgestützt und damit zumindest in eine Richtung fixiert sein, wobei die jeweilige Kraftschlussverbindung so ausgebildet ist, dass im Falle des Erreichens eines bestimmten Kraftniveaus bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des
Querträgerelements zumindest ein Teil der Verbindungselemente beziehungsweise das Abstützelement nachgibt, beispielsweise abreißt oder sich entsprechend verformt, so dass das Längsträgerelement sich wie vorgesehen verschieben kann. Es wird deutlich, dass eine Fixierung des Längsträgerelements am Längsträgerteil ohne weiteres auch durch zumindest eine Klebe-, Schweiß- oder Lötverbindung realisierbar ist, die bis zu einem gewünschten Kraftbeaufschlagungsniveau standhält.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein weiteres, wenigstens bereichsweise innerhalb des Aufnahmeraums angeordnetes Längsträgerelement vorgesehen, an welchem das Querträgerelement im Falle der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung abstützbar ist. Hat sich beispielsweise das erste Längsträgerelement infolge der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung entlang der Führung an dem Längsträgerteil zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung in Richtung des Aufnahmeraums aber an diesem vorbeibewegt, so kann dann bei Erreichen einer maximal zulässigen Deformationstiefe beziehungsweise eines maximal zulässigen Verlagerungswegs des ersten Längsträgerelements in Richtung des Aufnahmeraums das Querträgerelement an dem weiteren Längsträgerelement abgestützt werden, um somit ein Eindringen in den Aufnahmeraum und ein Zerstörung der Komponente zu vermeiden.
Bevorzugt ist ein weiteres Querträgerelement vorgesehen, an welchem das weitere Längsträgerelement abgestützt ist. Dabei handelt es sich vorteilhafter Weise um einen sehr steifen Querträger, wodurch eine Anschlagstruktur gebildet ist, die einen Schutzkäfig für die zu schützende Komponente bildet. Das Längsträgerteil fungiert somit über einen bestimmten Längenbereich als Knautschzone, um Aufprallenergie anzubauen. Nach Erreichen eines bestimmten Deformationswegs ist durch die ausgeführte Anschlagstruktur der Schutzkäfig ähnlich einer Fahrgastzelle gebildet, welcher vor einer zu großen
Deformation und vor einem Eindringen von Elementen oder dergleichen zum Schutze der Komponente geschützt ist.
Die erfindungsgemäße Trägeranordnung weist insbesondere den Vorteil auf, dass sie modular aufgebaut werden kann. Je nach Anforderung und Randbedingungen des Personenkraftwagens können notwendige Elemente, Komponenten und/oder dergleichen als Montageumfang an der modularen Trägeranordnung an- beziehungsweise
eingebracht werden. Es ist somit ein Montagekonzept gebildet, welches keine
rohbauseitigen durchzuführenden Vorleistungen oder Maßnahmen benötigt. Dies bedeutet, dass beispielsweise ausgehend von einem Personenkraftwagen, welcher keinen solchen Aufnahmeraum für eine Komponente wie beispielsweise einen Gastank, benötigt, eine Rohbaustruktur und/oder ein Plattform, insbesondere bezüglich Leichtbau und Kosten zumindest nahezu beibehalten werden kann, wenn ein solcher
Aufnahmeraum beispielsweise bei einer bestimmten Bauvariante des
Personenkraftwagens gewünscht und vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist durch die erfindungsgemäße Trägeranordnung ein baureihenübergreifend verwendbares, modular gestaltbares Schutzkonzept geschaffen, durch welches bereits existierende Karosserien aufwandreduziert und kostengünstig beispielsweise an die Verwendung von alternativen Antrieben und damit an die Notwendigkeit von zusätzlichen Komponenten wie Tanks angepasst werden können. Eine negative Beeinträchtigung von Basis-Kraftwagen ohne zu schützende Komponente und Aufnahmeraum in einem Deformationsbereich findet somit nicht statt.
Die erfindungsgemäße Trägeranordnung ist dabei ohne Weiteres als Frontträgerstruktur oder aber auch insbesondere als Heckträgerstruktur für die Karosserie des
Personenkraftwagens einsetzbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Es zeigen:
Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht einer heckseitigen
Trägeranordnung für eine Karosserie eines Personenkraftwagens, mit einem Aufnahmeraum, in welchem ein zu schützendes Aggregat aufgenommen ist, wobei die Trägeranordnung unmittelbar vor dem Aufprall einer Barriere auf die Trägeranordnung dargestellt ist;
Fig. 2 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht der Trägeranordnung gemäß
Fig. 1 in einem ersten Zustand bei auf die Trägeranordnung aufgeprallter Barriere;
Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht der Trägeranordnung gemäß den vorhergehenden Figuren in einem weiteren Zustand bei auf die Trägeranordnung aufgeprallter Barriere und
Fig. 4 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht der Trägeranordnung gemäß den vorhergehenden Figuren in einem weiteren Zustand bei auf die Trägeranordnung aufgeprallter Barriere.
Fig. 1 zeigt ein Trägeranordnung 10 für ein Heck einer Karosserie eines
Personenkraftwagens mit einem Längsträger 12 sowie einem Heckschließblech 14, durch welche zumindest bereichsweise ein Aufnahmeraum 16 für eine Komponente, beispielsweise eine Hochvolt-Batterie 18 begrenzt ist. Bei der Komponente kann es sich beispielsweise ebenso um einen Tank, Gasflaschen oder dergleichen handeln, mittels welcher Energie Speicher- oder umwandelbar ist, welche dazu nutzbar ist, den
Personenkraftwagen auf andere Art und Weise als mittels eines Brennstoffs auf Basis von Mineralöl anzutreiben.
Die Trägeranordnung 10 umfasst weiterhin einen Biegequerträger 20, der mit einem inneren Parallelträger 22 in einem Verbindungsbereich 24 fest verbunden ist. Darüber hinaus umfasst die Trägeranordnung 10 äußere Parallelträger 26 und 28, welche in Fahrzeuglängsrichtung gemäß einem Richtungspfeil 30 in Richtung eines Hecks des Personenkraftwagens gemäß einem Richtungspfeil 32 die Hochvolt-Batterie 18 überragen und in Richtung einer Front des Personenkraftwagens gemäß einem Richtungspfeil 34 an einem Querträger 36 abgestützt und mit diesem fest verbunden sind, welcher wiederum mit dem Längsträger 12 verbunden ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Fig. 1 ein in Fahrzeugquerrichtung gemäß einem Richtungspfeil 38 und bezogen auf eine
Vorwärtsfahrtrichtung des Personenkraftwagens gemäß dem Richtungspfeil 34 rechte Seite der Trägeranordnung 10 zeigt. Eine linke Seite der Trägeranordnung 10 ist vorzugsweise zumindest nahezu symmetrisch zu der in Fig. 1 gezeigten rechten Seite ausgebildet.
Bei der Hochvolt-Batterie 18 handelt es sich um eine Komponente, die im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Biegequerträgers 20 gemäß einem
Richtungspfeil 40, wie sie beispielsweise bei einem Heckaufprall einer Barriere 42 auf den Biegequerträger 20 vorkommt, zu schützen ist. Bei der Barriere 42 handelt es sich beispielsweise um ein bewegtes Fahrzeug, welches auf den stehenden
Personenkraftwagen mit der Trägeranordnung 10 aufprallt.
Zur Darstellung eines besonders hohen Schutzes des Aufnahmeraums 16 und damit der Hochvolt-Batterie 18 ist nun der innere Parallelträger 22 durch eine kraftschlüssige Lagerung über einen Längenbereich geführt an dem Längsträger 12 gehalten und somit kraftschlüssig an diesem abgestützt, indem er längenbereichsweise in einem
Aufnahmeraum 44 des Längsträgers 12 angeordnet ist.
Trifft nun die Barriere 42 auf den Biegequerträger 20 auf, so erfolgt dadurch zunächst eine Deformation des Biegequerträgers 20, ohne dass dabei jedoch der Parallelträger 22 vom Längsträger 12 gelöst und relativ zu diesem verschoben wird, was zu einer ersten Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsenergie führt, wodurch Aufprallenergie abgebaut wird. Durch die bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich kraftschlüssige Abstützung des inneren Parallelträgers 22 an dem Längsträger 12 wird der getroffene Personenkraftwagen und damit der Aufnahmeraum 16 zeitlich sehr früh bei der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung in Vorwärtsfahrtrichtung gemäß dem Richtungspfeil 34 angeschoben, wodurch der Aufnahmeraum 16 aus einem Gefahrenbereich bewegt und somit vor einer Deformation geschützt ist, bevor die Trägeranordnung 10 allzu stark deformiert wird. Hierdurch ist ein sehr guter Schutz der Hochvolt-Batterie 18 realisiert.
Ist ein Kraftniveau der kraftschlüssigen Lagerung und Abstützung des inneren
Parallelträgers 22 an dem Längsträger 12 infolge der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung überschritten, so gibt die kraftschlüssige Abstützung kontrolliert nach und der
Biegequerträger 20 und insbesondere der innere Parallelträger 22 bewegen sich infolge der kontrollierten Halterung und Führung des inneren Parallelträgers 20 an dem
Längsträger 12 kontrolliert nach vorne gemäß dem Richtungspfeil 34, wodurch zunächst der Biegequerträger 20 in Anlage mit dem Heckschließblech 14 kommt und das
Heckschließblech 14 deformiert wird. Dies trägt zu einer weiteren Umwandlung der Aufprallenergie in Verformungsenergie bei.
Fig. 3 zeigt, dass sich in einer weiteren Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung der Biegequerträger 20 und der innere Parallelträger 22 infolge der geführten Halterung weiter kontrolliert der unfallbedingten Kraftbeauschlagung nachgeben und sich in
Richtung des Aufnahmeraums 16 bewegen, wodurch es zu einer gezielten Deformation der Trägeranordnung 10 und insbesondere des Längsträgers 12 in einem Heckbereich 46 kommt. Dadurch wird weitere Aufprallenergie in Verformungsenergie umgewandelt und abgebaut. Ebenso wird der Personenkraftwagen weiterhin gemäß dem Richtungspfeil 34 in Vorwärtsfahrtrichtung angeschoben, wodurch der Aufnahmeraum 16 sowie die
Hochvoltbatterie 18 auch in dieser Phase sehr gut geschützt sind. Die Lage dieses Deformationsbereichs am Längsträger 12 wird vorzugsweise durch entsprechende, den Verformungswiderstand reduzierende Maßnahmen, beispielsweise Sollknick, -biege oder -bruchstellen bestimmt.
Ist eine bestimmte Deformationstiefe der Trägeranordnung 10 erreicht, bei welcher sich der Biegequerträger 20 und der innere Parallelträger 22 um einen bestimmten Weg in Richtung des Aufnahmeraums 16 beziehungsweise im Falle des Parallelträgers 22 seitlich an diesem vorbei bewegt haben, so kommt es zu einer Anlage des Biegequerträgers 20 über das Heckschließblech 14 an den äußeren Parallelträgern 26 und 28, wodurch der Biegequerträger 20 im Falle der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung an den äußeren Parallelträgern 26 und 28 abstützbar und nach Zurücklegen der maximalen
Deformationstiefe abgestützt ist. Dadurch, dass die äußeren Parallelträger 26, 28 an dem sehr steifen Querträger 36 abgestützt sind, ist ähnlich einer Fahrgastzelle ein Schutzkäfig für den Aufnahmeraum 16 und damit für die Hochvolt-Batterie 18 geschaffen, wodurch eine Zerstörung der Hochvolt-Batterie 18 sowie ein Eindringen von Gegenständen in den Aufnahmeraum 16 vermieden werden kann. Dabei wird der Personenkraftwagen auch in dieser Phase der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung weiter angeschoben, was dem Schutz der Hochvolt-Batterie 18 weiter zugute kommt.
Wie den Fig. 1 bis 4 zu entnehmen ist, handelt es sich bei der Trägeranordnung 10 um ein Baureihen übergreifend verwendbares, modular gestaltbares Schutzkonzept.
Beispielsweise ausgehend von einer ersten Bauvariante des Personenkraftwagens, bei welcher die Hochvolt-Batterie 18 beziehungsweise ein Schutz dieser und des
Aufnahmeraums 16 nicht erforderlich ist, da bei dieser Bauvariante des
Personenkraftwagens dieser lediglich mittels einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, hin zu einer zweiten Bauvariante des Personenkraftwagens, welcher mittels eines Elektromotors angetrieben wird und welcher damit die Hochvolt-Batterie 18 benötigt, kann als Plattform für diese erste Bauvariante beispielsweise der Längsträger 12 sowie der Biegequerträger 20 verwendet werden, wobei dann beispielsweise der Biegequerträger 20 ohne Vermittlung des inneren Parallelträgers 22 an dem Längsträger 12 abgestützt ist. Dadurch weist die Karosserie des Personenkraftwagens einen sehr guten Insassenschutz auf. Ausgehend von dieser ersten Bauvariante können für die zweite Bauvariante dann der Biegequerträger 20 sowie der Längsträger 12 durch den inneren Parallelträger 22, die äußeren Parallelträger 26 und 28 sowie den Querträger 36 ergänzt werden zur Realisierung des sehr guten Schutzes der Hochvolt-Batterie 18 sowie des Aufnahmeraums 16 und zur Darstellung eines ebenso sehr guten Insassenschutzes.
Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass bei einem besonders vorteilhaften
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Trägeranordnung -anders als bei bekannten Trägeranordnungen- innerhalb einer bestehenden konventionellen, also auf ein bestimmtes Basis-Antriebskonzept (beispielsweise Verbrennungsmotor) ausgelegten Längsträgerstruktur, insbesondere für den Kraftwagenheckbereich, zumindest ein vorzugsweise sehr steifer, vorzugsweise parallel zum Längsträgerteil verlaufender "innerer" Parallelträger" in das Längsträgerteil eingebracht wird, der sich im Crashfall sehr früh am auffahrenden beziehungsweise anprallenden Objekt abstützt und somit den getroffenen Kraftwagen gleich zu Beginn des Anpralls anschiebt. Die Lagerung des inneren Parallelträgers erfolgt vorzugsweise mittels Kraftschluss, wobei gegebenenfalls hier durch entsprechende Gestaltung der Anbindung des inneren Parallelträgers an dem Längsträgerteil während des Crashs kontrolliert Deformationsweg eingeräumt
beziehungsweise Energie absorbiert werden kann, was durch die Teleskopierbarkeit des im Längsträgerteil gelagerten und im Crashfall verschieblich darin geführten inneren Parallelträgers bewirkt werden kann. Die Deformationsbegrenzung und damit der Schutz des wenigstens einen im Aufnahmeraum untergebrachten Aggregats erfolgt ab einer gewissen Deformation durch eine Anschlagstruktur, die vorzugsweise von wenigstens einem außerhalb des Längsträgerteils vorgesehenen "äußeren" Parallelträger gebildet ist, der sich bei Erreichen der maximal zulässigen Deformationstiefe an einer steifen Struktur, vorzugsweise einer Querträgerstruktur abstützt. Diese Anschlagstruktur, welche vorzugsweise das zu schützende Aggregat beziehungsweise Komponente schützt, kann ähnlich eines gegebenenfalls teilweise offnen Rahmens ausgebildet sein, wobei die äußeren Parallelträger jeweils einen Rahmenschenkel bilden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anschlagstruktur so ausgebildet ist, dass sie quasi einen Schutzkäfig für das zu schützende Aggregat oder die Komponente bildet. Die Anschlagstruktur weist hier eine entsprechend größere Höhe auf, so dass die zu schützende Komponente allseitig geschützt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Trägeranordnung (10) für eine Karosserie eines Personenkraftwagens, mit
wenigstens einem Längsträgerelement (22) und mit wenigstens einem fest mit diesem verbundenen Querträgerelement (20), durch welche ein Aufnahmeraum (16) für eine Komponente (18), insbesondere einen Tank, zumindest bereichsweise begrenzt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Längsträgerelement (22) im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Querträgerelements (20) an einem korrespondierenden Längsträgerteil (12) über einen Längenbereich geführt gehalten ist.
2. Trägeranordnung (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Längsträgerelement (22) zumindest bereichsweise innerhalb des
Längsträgerteils (12) angeordnet ist.
3. Trägeranordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Längsträgerelement (22) vorzugsweise kraftschlüssig und/oder form- oder stoffschlüssig am Längsträgerteil (12) befestigt ist, wobei diese Befestigung so ausgebildet ist, dass sie im Falle der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung bei Erreichen eines definierten Kraftniveaus eine Relativbewegung zwischen dem Längsträgerelement und dem Längsträgerteil zulässt. Trägeranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein weiteres, wenigstens bereichsweise innerhalb des Aufnahmeraums (16) angeordnetes Längsträgerelement (26,28) vorgesehen ist, an welchem das Querträgerelement (20) im Falle der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung abstützbar ist.
Trägeranordnung (10) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das weitere Längsträgerelement (26,28) in Fahrzeugquerrichtung (38) zumindest bereichsweise neben dem ersten Längsträgerelement (12) fahrzeuginnenseitig angeordnet ist.
Trägeranordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das weitere Längsträgerelement (26,28) zumindest bereichsweise eine Aufnahme für die Komponente (18) aufweist oder diese bildet.
Trägeranordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein weiteres Querträgerelement (36) vorgesehen ist, an welchem das weitere Längsträgerelement (26,28) im Crashfall abstützbar ist.
Trägeranordnung (10) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das weitere Querträgerelement (36) mit dem ersten Längsträgerelement (12) verbunden ist.
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