DE10338389A1 - Stirnwandversteifung einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere für Personenkraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Eine Stirnwandversteifung einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere für ein Personenkraftfahrzeug, soll eine im Falle eines Fahrzeugcrashes intrusionssichere Abstützung der Stirnwand gewährleisten.
Zu diesem Zweck ist jeweils bei insgesamt zwei Längsträgern (4) ein vor der Stirnwand liegender vorderer Längsträgerbereich mit einem hinter der Stirnwand liegenden hinteren Längsträgerbereich (4'') derart mit jeweils einem vertikalen, bis zu einem im Windlaufbereich vorgesehenen Querträger (1) verlaufenden Stirnwandträger (2) verbunden, dass insgesamt bei einem Fahrzeugcrash über den vorderen Längsträgerbereich (4'') auf die Stirnwand einwirkende Kräfte über mehrere Kraftpfade in die Fahrzeugkarosserie abgelenkt werden können, so dass eine Stirnwandintrusion in den Fahrgastraum sicher vermieden wird.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Stirnwandversteifung einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere für einen Personenkraftwagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Eine derartige Einrichtung ist aus DE 196 21 943 C2 bekannt.
• Aus DE 195 28 874 C2 ist eine Rahmenkonstruktion einer PKW-Stirnwand bekannt, bei der ein oberer, im Windlaufbereich vorgesehener und ein unterer Querträger zusammen mit den A-Säulen einen Rahmen bilden. Die unteren Eckpunkte dieses Rahmens sind mit in den jeweiligen Seitenbereichen des Fahrzeuges angebrachten Längsträgern, die über die gesamte Länge des Fahrzeuges verlaufen, verbunden.
• Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine Stirnwandversteifung zu schaffen, durch die bei einem Fahrzeugcrash eine Stirnwandintrusion in den Fahrgastraum möglichst sicher vermieden werden kann.
• Gelöst wird dieses Problem in erster Linie durch eine gattungsgemäße Stirnwandversteifung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
• Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, von den Längsträgern, die bugseitig vor der Stirnwand liegen, bei einem Fahrzeugcrash auf die Stirnwand ausgehende Kräfte nicht lediglich über Kraftpfade, die die Kräfte in die A-Säulen, den Mitteltunnel sowie den Hauptbodenbereich weiterleiten, abzustützen, sondern darüber hinaus noch durch einen vierten, zusätzlichen Kraftpfad der zwischen einem Bereich der Anbindung des vorderen Längsträgers und einem oben verlaufenden Querträger ausgebildet wird. Dabei können die Lastpfade in den oben verlaufenden Querträger und in den Hauptbodenbereich über einen bügelförmigen Stirnwandträger verlaufen.
• Die jeweils vor und hinter der Stirnwand verlaufenden Bereiche der Längsträger, nämlich jeweils ein hinterer und ein vorderer Längsträgerbereich liegen in dem Verbindungsbereich zu der Stirnwand in einer gemeinsamen Ebene, die sich einerseits in Richtung der Fahrzeughochachse und andererseits in Fahrzeugslängsrichtung erstreckt. In dieser Ebene liegt zudem der mit dem Verbindungsbereich des vorderen und hinteren Längsträgerbereiches verbundene, jeweils zu dem oberen Querträger führende vertikale Stirnwandträger.
• Der Übergangsbereich jeweils eines vertikalen Stirnwandträgers mit einem zugehörigen hinteren Längsträgerbereich ist vorteilhafterweise bogenförmig ausgebildet.
• Insbesondere kann der vertikale Stirnwandträger jeweils einstückiger, integraler Bestandteil eines hinteren Längsträgerbereiches sein. In diesem Fall ist der vertikale Stirnwandträger in der Form eines in den hinteren, zugehörigen Längsträgerbereich bogenförmig verlaufenden Bügelträgers ausgebildet.
• Die Anbindung des vorderen Längsträgerbereiches an den Übergangsbereich zwischen hinterem Längsträgerbereich und mit diesem verbundenem vertikalen Stirnwandträger erfolgt in besonders vorteilhafter Weise dadurch, dass das angrenzende En de des vorderen Längsträgerbereiches den Übergangsbereich maulförmig jeweils von außen seitlich überlappt. Damit ist der Übergangsbereich zwischen vertikalem Stirnwandträger und angrenzendem hinteren Längsträgerbereich seitlich in einem maulförmigen Übergang in dem vorderen Längsträgerbereich kraftschlüssig besonders günstig eingefaßt. Die Verbindung zwischen dem überlappenden Bereich des vorderen Längsträgerbereiches und dem Übergangsbereich kann durch Verschraubung, Nieten oder durch Verschweißen erfolgen.
• Die zwischen dem oberen Querträger und den unten liegenden Längsträgern seitlich jeweils liegenden, mit dem jeweiligen vertikalen Stirnwandträger verbundenen Querverstrebungen, die seitlich jeweils zur A-Säule führen, können als durchgehende mittlere Querverstrebung zwischen den beiden seitlichen, vertikalen Stirnwandträgern verlaufen. In dem Mittelbereich des Fahrzeuges kann diese Querverstrebung mit dem Mitteltunnel und über diesen mit dem Fahrzeugboden verstrebt sein.
• Der auf der Lenkseite des Fahrzeuges gelegene vertikale Stirnwandträger kann zur Aufnahme eines die Fahrpedale tragenden Moduls dienen. Im Bodenbereich können im Stirnwandbereich die beiden Längsträger, die jeweils zur Fahrzeugseite hin beabstandet sind, über untere Querverstrebungen mit seitlichen Fahrzeug-Längsschwellern verbunden sein. Auch über diese Verbindung kann noch zusätzlich eine intrusionsschützende Abstützung der Stirnwand erreicht werden.
• Die hinter der Stirnwand liegenden hinteren Längsträgerbereiche können über den Fahrzeugboden und im Bereich der Fahrzeugsitze liegende Bodenquerträger verformungssteif angebunden sein.
• Seitlich ist die gesamte Stirnwandversteifung an die A-Säulen angebunden.
• Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
• In dieser zeigen jeweils schematisch:
• 1 eine perspektivische Ansicht auf eine Stirnwandversteifung mit Blickrichtung von vorne auf die Versteifung,
• 2 eine maulförmige Anbindung eines vorderen Längsträgerbereiches an einen zugehörigen vertikalen Stirnwandträger als Ausschnitt II in 1.
• Eine Kraftfahrzeug-Stirnwandversteifung umfasst einen im Windlaufbereich liegenden oberen Querträger 1, jeweils einen im Seitenbereich beabstandet zur Fahrzeugseite vertikal verlaufenden Stirnwandträger 2 sowie eine mit Abstand unter dem oberen Querträger 1 liegende Querverstrebung 3 mit einem mittleren und zwei seitlichen Bereichen. Die beiden Stirnwandträger 2 sind unten jeweils fest mit einem von hinten an die Stirnwand angrenzenden Bereich eines zugeordneten Boden-Längsträgers 4 verbunden sind.
• Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel liegt eine einstückige Ausführung zwischen dem hinterem Längsträgerbereich 4' und zugehörigem vertikalen Stirnwandträger 2 vor. Dabei bilden die vertikalen Stirnwandträger 2 jeweils die Form eines in den jeweils anschließenden hinteren Längsträgerbereich 4' übergehenden Bügelträgers. In dem Übergangsbereich zwischen vertikalem Stirnträger 2 und hinterem Längsträgerbereich 4' liegt damit ein bogenförmiger Verlauf vor.
• Vor der Stirnwand ist an jeden der beiden vertikalen Stirnwandträger 2 ein vorderer Längsträgerbereich 4'' angebunden.
• Die Anbindung ist dadurch gegeben, dass der an den Übergangsbereich zwischen vertikalem Stirnwandträger 2 und hinterem Längsträgerbereich 4' angrenzende vordere Längsträgerbereich 4'' maulförmig ausgebildet ist, so dass von dem vorderen Längsträgerbereich 4'' der bügelförmige Übergangsbereich seitlich umfasst wird. In dem seitlichen Umfassungsbereich kann der vordere Längsträgerbereich 4'' mit dem Übergangsbereich verschraubt, vernietet oder verschweißt sein. Der vordere Längsträgerbereich 4'', der Übergangsbereich zwischen einem vertikalen Stirnwandträger 2 und dem hinteren Längsträgerbereich 4' liegen zumindest im Übergangsbereich in einer gemeinsamen Ebene, die einerseits in Richtung der Fahrzeughochachse und andererseits in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist. Auf diese Weise werden bei einem Fahrzeugcrash über den vorderen Längsträgerbereich 4'' nach hinten übertragene Kräfte über den Übergangsbereich in verschiedene Kraftflussrichtungen abgelenkt. In der Zeichnung sind diese Kraftflussrichtungen mit entsprechenden Pfeilen angedeutet.
• Der Querträger 1 sowie die Querverstrebung 3 sind jeweils im Fahrzeugseitenbereich an die A-Säulen des Fahrzeuges fest angebunden, so dass die A-Säulen 7 kraftaufnehmende Abstützungen darstellen.
• Die Querverstrebung 3 ist zumindest in den Seitenbereichen vorhanden. Zu dieser Querverstrebung rechnet auch eine untere jeweilige Seitenstrebe 5, die jeweils einen vorderen Längsträgerbereich 4'' mit einem seitlichen Fahrzeug-Längsschweller 6 verbindet.
• Die Querverstrebung 3 kann außer den Seitenbereichen auch den mittleren, zwischen den vertikalen Stirnwandträgern 2 liegenden Raum ausfüllen und dort verstärkend wirken. Für eine solche Verstärkung kann der mittlere Bereich über Streben mit einem Fahrzeug-Mitteltunnel verbunden sein. Der Mitteltunnel ist wiederum fest mit einem Fahrzeugboden verbunden. Eine feste, versteifende Verbindung existiert auch zwischen dem Fahrzeugboden und den hinteren Längsträgerbereiches 4'. Heckseitig der Stirnwand können im Fahrzeugbodenbereich in der Zeichnung nicht dargestellte Querträger mit den hinteren Längsträgerbereichen 4' verbunden sein.
• In einem auf der Lenkseite des Fahrzeuges liegenden vertikalen Stirnwandträger 2 kann eine Aufnahme 8 für ein die Fahrpedale tragendes Modul vorgesehen sein.

Claims (9)

1. Stirnwandversteifung einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere für ein Personenkraftfahrzeug, mit – einem oberen Querträger im Windlaufbereich, – einem Anschluss an im Fahrzeugbodenbereich verlaufende zwei Längsträger mit einem in Fahrzeuglängsrichtung jeweils vor und hinter der Stirnwand verlaufenden Bereich jedes der beiden Längsträger, – unterhalb des oberen Querträgers zumindest in den Karosserieseitenbereichen vorgesehene Querverstrebungen, – in Richtung der Fahrzeughochachse verlaufende Verbindungen zwischen dem oberen Querträger, den seitlichen Querverstrebungen sowie den Längsträgern in jeweils den seitlichen Karosseriebereichen, gekennzeichnet durch die Merkmale, – die jeweils vor und hinter der Stirnwand liegenden Bereiche eines Längsträgers (4), nämlich ein hinterer (4') und vorderer (4'') Längsträgerbereich verlaufen in Fahrzeuglängsrichtung zumindest in dem Stirnwandbereich in einer gemeinsamen Ebene, die sich einerseits in Richtung der Fahrzeughochachse und andererseits in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt, – die jeweils vorderen und hinteren Längsträgerbereiche (4'', 4') sind in dem Stirnwandbereich fest miteinander verbunden, – von den Verbindungsbereichen der jeweils vorderen und hinteren Längsträgerbereiche (4'', 4') ausgehend ist jeweils ein vertikaler Stirnwandträger (2) als Verbindung mit dem oberen Querträger (1) und der seitlichen Querverstrebung (3) vorgesehen, – zumindest der Übergangsbereich zwischen einem vorderen und hinteren Längsträgerbereich (4'', 4') ist jeweils von der Fahrzeugseite zur Fahrzeuglängsmitte beabstandet.
2. Stirnwandversteifung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils von hinten in die Stirnwand einlaufenden hinteren Längsträgerbereiche (4') einstückig in den jeweils zugeordneten vertikalen Stirnwandträger (2) übergehen.
3. Stirnwandversteifung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich zwischen einem vertikalen Stirnwandträger (2) und einem hinteren Längsträgerbereich (4') bogenförmig ausgebildet ist.
4. Stirnwandversteifung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Längsträgerbereich (4'') maulförmig den Übergangsbereich zwischen einem vertikalen Stirnwandträger (2) und einem zugehörigen hinteren Längsträgerbereich (4') kraftschlüssig übergreift.
5. Stirnwandversteifung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Stirnwandträger (2) in einen unterhalb des oberen Querträgers (1) liegenden Bereich über eine mittlere Querverstrebung (3) miteinander verbunden sind.
6. Stirnwandversteifung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere mittlere Querverstrebung (3) mit einem von dem Fahrzeugboden ausgehenden Mitteltunnel verstrebt ist.
7. Stirnwandversteifung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (4) über etwa horizontale Querstreben (5) mit an der Fahrzeugseite angebrachten Längsschwellern (6) verbunden sind.
8. Stirnwandversteifung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hinteren Längsträgerbereiche (4') mit dem Fahrzeugboden und/oder in diesem vorgesehene Querträger fest verbunden sind.
9. Stirnwandversteifung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Lenkseite des Fahrzeuges liegende vertikale Stirnwandträger (2) eine Aufnahme (7) für ein Fahrpedale tragendes Modul besitzt.