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Die
Erfindung betrifft eine Knautschzone einer Karosserie eines Kraftwagens
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben Art.
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Aus
der
EP 0 146 716 A2 ist
bereits eine derartige Knautschzone als bekannt zu entnehmen, welche
dort als Vorbaustruktur einer insgesamt in der so genannten Space-Frame-Bauweise
hergestellten Kraftwagenkarosserie ausgebildet ist. Die Knautschzone
umfasst dabei seitlich jeweils Karosseriebauteile in Form von Knotenelementen
aus Leichtmetallguss, an welchen ein als Längsträger
ausgebildetes Trägerprofil der Knautschzone beziehungsweise
Vorbaustruktur zur Verbindung mit einem im vorderen Ende der Fahrgastzelle
zugeordneten Anschlussbauteil abzustützen ist. Die jeweiligen
Trägerprofile sind dabei im Bereich einer oberen Längsträgerebene
angeordnet und werden demgemäß insbesondere bei
einem Frontalaufprall des Kraftwagens unter Längenverkürzung
und unter Absorption von Aufprallenergie deformiert. Die ebenfalls
auf Höhe der oberen Längsträgerebene
angeordneten Knotenelemente, an welchen die als Längsträger
ausgebildeten Trägerprofile abgestützt sind, tragen
aufgrund ihrer Materialeigenschaften – bestehend aus Leichtmetallguss – relativ
wenig zur Absorption der abbaubaren Aufprallenergie bei. Dementsprechend
ist die bekannte Knautschzone insbesondere im Bereich der oberen
Längsträgerebene in zwei Zonen eingeteilt. Während
die vordere, von dem jeweiligen als Längsträger
ausgebildeten Trägerprofil gebildete Zone die bei einem
Frontalaufprall des Kraftwagens entstehende Aufprallenergie durch
Verformung absorbiert, wird die dahinter liegende, durch die Knotenelemente gebildete
Zone im Wesentlichen nicht zur Absorption von Aufprallenergie herangezogen.
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Insbesondere
bei Kraftwagen mit im Heck angeordneten Motoren, bei welchen beispielsweise bei
einem Frontalaufprall eine relativ hohe Eintragungsenergie auf die
vordere Knautschzone wirkt, bedingt die Unterteilung der Vorbaustruktur
in eine mehr beziehungsweise geringer verformbare Zone, eine nachteilige
Verringerung der Knautschlänge. Dies kommt im besonderen
Maße zu tragen, wenn beispielsweise die vordere Knautschzone
des Kraftwagens relativ kurz ausgebildet werden soll.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Knautschzone der eingangs
genannten Art zu schaffen, mit welcher Aufprallenergie über
eine größere Knautschlänge der Knautschzone
absorbiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Knautschzone
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
die Knautschlänge der Knautschzone des Kraftwagens zu verlängern,
ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Karosseriebauteil
eine Mehrzahl von Hohlkammern umfasst, welche quer zur Erstreckungsrichtung
des Trägerprofils verlaufen. Mit anderen Worten wird das
jeweilige Trägerprofil der Knautschzone abstützende
Karosseriebauteil so ausgebildet und orientiert, dass dessen Hohlkammern
sich quer zur Erstreckungsrichtung des Trägerprofils beziehungsweise
quer zur Krafteinleitungsrichtung einer im Falle einer Kollision
auf die Knautschzone einwirkenden Unfallkraft erstrecken. Da die
Mehrzahl von Hohlkammern quer zur Erstreckungsrichtung beziehungsweise
zur Krafteinleitungsrichtung einer Unfallkraft verlaufen, kann das Karosseriebauteil
im Falle beispielsweise eines Frontalaufpralls des Kraftwagens auf
einfache Weise deformiert werden.
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Durch
die gezielte Dimensionierung der Profilwände sowie der
Hohlkammern des Karosseriebauteils kann dabei auf besonders einfache
Weise die Deformation des jeweiligen Karosseriebauteils im Anschluss
an die Deformation des jeweils zugehörigen Trägprofils
auf einfache Weise eingestellt werden. Im Unterschied zum bislang
bekannten Stand der Technik beispielsweise der
EP 0 146 716 A2 ist es somit
möglich, nicht nur die Trägerprofile zur Absorption
der Aufprallenergie heranzuziehen, sondern vielmehr auch die die
Trägerprofile abstützenden Karosseriebauteile,
welche beispielsweise als Knotenelemente ausgestaltet sein können.
Es ist ersichtlich, dass die beispielsweise als Knotenelemente ausgebildeten
Karosseriebauteile somit zu einer Vergrößerung
der Knautschlänge beitragen, was insbesondere bei einer
hohen Eintragungsenergie in die Knautschzone – beispielsweise
aufgrund ei nes im Heck des Kraftwagen angeordneten Motors – oder aufgrund
einer insgesamt relativ kurz ausgebildeten Knautschzone zum Tragen
kommt.
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Ein
besonders gut deformierbares Karosseriebauteil kann dabei geschaffen
werden, indem dieses ein Strangpressprofil umfasst, welches die
Mehrzahl von Hohlkammern bildet.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn das Trägerprofil als Längsträger
der Knautschzone, insbesondere einer Vorbaustruktur des Kraftwagens
ausgebildet ist. Durch eine demgemäße Abstützung
der Längsträger über die jeweils zugeordneten
Karosseriebauteile kann in besonders vorteilhafter Weise die erwünschte
Verlängerung der Knautschzone des Kraftwagens erreicht
werden.
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Eine
besonders große Verlängerung der Knautschlänge
der Knautschzone kann erreicht werden, indem das Karosseriebauteil
und das Trägerprofil in einer oberen Längsträgerebene
der Knautschzone, insbesondere der Vorbaustruktur des Kraftwagens
angeordnet sind.
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Ein
besonders einfach herstellbares und sehr leicht montierbares Karosseriebauteil
ist geschaffen, wenn sich dessen Hohlkammern in Fahrzeughochrichtung
erstrecken. Als im Rahmen der Erfindung mit umfasst ist es jedoch
zu betrachten, dass sich die Hohlkammern natürlich auch
in Fahrzeugquerrichtung beziehungsweise schräg erstrecken können.
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Um
eine noch höhere Energieaufnahme des Karosseriebauteils
zu erreichen, umfasst dieses in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
zwei Deckelelemente, mit welchen die Hohlkammern abgedeckt sind.
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Die
Deckelelemente können dabei in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung nicht nur zur Erhöhung der Energieaufnahmekapazität
des Karosseriebauteils dienen, sondern darüber hinaus auch
zur Befestigung und Abstützung des jeweils zugehörigen Trägerprofils.
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Umfasst
das Karosseriebauteil einen Stützbereich, welcher in einem
Abstand zu dem zugeordneten Ende des Trägerprofils angeordnet
ist, so trifft das Trägerprofil bei einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung erst nach Zurücklegung einer bestimmten Knautschlänge
auf den Stützbereich des Karosseriebauteils auf. Hierdurch
kann eine gezielte Deformationsreihenfolge bezie hungsweise das Energieabsorptionsvermögen
der gesamten Knautschzone eingestellt werden.
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Als
weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Karosseriebauteil
einen Befestigungsbereich umfasst, welcher bezogen auf die Erstreckungsrichtung
des Trägerprofils an dessen Außenseite angeschlossen
ist. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, den obigen
Stützbereich in einem Abstand zum zugeordneten Ende des
Trägerprofils anzuordnen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Karosseriebauteil
Bauteilbereiche mit geringerem Deformationsvermögen, an
welchen beispielsweise benachbarte Fahrwerksglieder, Aggregate,
Mutterteile oder dergleichen festgelegt werden können.
Darüber hinaus kann durch derartige Bauteilbereiche mit
geringem Deformationsvermögen die Knautschcharakteristik
des Karosseriebauteils beziehungsweise der Knautschzone insgesamt
beeinflusst werden.
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Schließlich
hat es sich als vorteilhafte gezeigt, dass das Anschlussbauteil,
welches über das Karosseriebauteil mit dem Trägerprofils
der Knautschzone verbunden ist, der Sicherheitsfahrgastzelle des
Kraftwagens zugeordnet ist. Mit anderen Worten ist es somit möglich,
dass das Karosseriebauteil einerseits besonders zuverlässig
an der Sicherheitsfahrgastzelle abgestützt ist und andererseits
das Trägerprofil – beispielsweise in Form eines Längsträgers – hält.
Darüber hinaus kann bei einer demgemäßen
Ausgestaltung auf einfache Weise zunächst das Trägerprofil
und im Anschluss daran das Karosseriebauteil deformiert werden,
ohne dass hierdurch Beschädigungen der beziehungsweise
Intrusionen in die Fahrgastzelle erfolgen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
schematische Perspektivansicht auf eine sich an eine Fahrgastzelle
anschließende vordere Knautschzone einer Kraftwagenkarosserie, deren
als Längsträger einer oberen Längsträgerebene
ausgebildeten Trägerprofile über Karosseriebauteile
an einem Querträger der Fahrgastzelle abgestützt
sind;
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2 eine
schematische und ausschnittsweise Perspektivansicht auf das als
rechter Längsträger der vorderen Knautschzone
ausgebildete Trägerprofil, welches unter anderem über
das ein Strangpressprofil sowie zwei Deckelemente umfassende Karosseriebauteil
an dem ausschnittsweise erkennbaren Querträger der Fahrgastzelle
abgestützt ist; und in
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3 eine
ausschnittsweise Draufsicht auf das Strangpressprofil des Karosseriebauteils
gemäß 2, über welches das
als Längsträger ausgebildete Trägerprofil
an dem ausschnittsweise erkennbaren Querträger der Fahrgastzelle
abgestützt ist.
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In 1 ist
in einer schematischen und ausschnittsweisen Perspektivansicht eine
vordere Knautschzone beziehungsweise Vorbaustruktur 10 einer
Kraftwagenkarosserie dargestellt, welche sich nach vorne hin an
eine ausschnittsweise erkennbare Fahrgastzelle 12 des Kraftwagens
anschließt. Von der Fahrgastzelle 12 ist dabei
im Wesentlichen eine vordere Stirnwand 14 sowie diese seitlich
begrenzende Trägerwände 16 erkennbar,
welche sich nach unten hin bis zu einem unteren Querträger 18 erstrecken.
Oberhalb des sich auf Höhe eines Wagenbodens 10 in
Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Querträgers 18 verläuft
ein weiterer Querträger 22 auf Höhe einer
oberen Längsträgerebene. Innerhalb dieser oberen
Längsträgerebene verlaufen zwei im weiteren noch
näher erläuterte, als vordere Längsträger
ausgebildete Trägerprofile 24 in Fahrzeuglängsrichtung.
Die beiden Trägerprofile 24 sind über
jeweils zugehörige, im weiteren ebenfalls noch näher erläuterte
Karosseriebauteile 26 an dem oberen Querträger 22 abgestützt.
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Unterhalb
der oberen Längsträgerebene erstrecken sich zwei
weitere Längsträger 28 einer unteren
Längsträgerebene, welche mit ihren rückwärtigen
Enden am unteren Querträger 18 abgestützt sind.
An ihren vorderen Enden sind die beiden Längsträger 28 der
unteren Längsträgerebene über einen Querträger 30 miteinander
verbunden, von dem sich nach oben hin zwei seitliche Stützen 32 bis über
die Trägerprofile 24 der oberen Längsträgerebene
hinaus erstrecken. Die beiden Stützen 32 sind
dabei an ihren oberen Enden über ein weiteres Querelement 34 miteinander
verbunden. Im Befestigungsbereich der Stützen 32 an
den vorderen Enden der Trägerprofile 24 schließen
jeweils schräg verlaufende Hilfsträger 36 an,
welche sich nach hinten hin bis zur Fahrgastzelle 12 erstrecken.
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In 2 ist
in einer schematischen und ausschnittsweisen Perspektivansicht das
als rechter Längsträger ausgebildete Trägerprofil 24 dargestellt, welches
unter anderem über das Karosseriebauteil 26 an
dem Querträger 22 abgestützt ist. Darüber
hinaus ist das Trägerprofil 24 über ein
weiteres Trägerprofil 38 zur Fahrzeugmitte hin
am Querträger 22 abgestützt. Sowohl das
Trägerprofil 24 wie auch das Trägerprofil 38 sind
im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Strangpressprofile
gestaltet, deren Hohlkammern in Erstreckungsrichtung des jeweiligen
Trägerprofils 24, 38 verlaufen. Gleichfalls
wäre es natürlich auch denkbar, die Trägerprofile 24, 38 andersartig
herzustellen.
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Das
Karosseriebauteil 26 der vorliegend in Space-Frame-Bauweise
hergestellten Kraftwagenkarosserie verbindet das Trägerprofil 24 als
Knotenelement mit dem Querträger 22. In Zusammenschau mit 3,
welche ausschnittsweise das über das Karosseriebauteil 26 an
dem Querträger 22 gehaltene Trägerprofil 24 gemäß 2 darstellt,
wird die detailliertere Gestaltung des Karosseriebauteils 26 ersichtlich.
Insbesondere ist es aus 3 erkennbar, dass das Karosseriebauteil 26 als
zentrales Element ein Strangpressprofil 40 mit einer Mehrzahl
von Hohlkammern 42 umfasst, welche vorliegend in Fahrzeughochrichtung
beziehungsweise quer zur Erstreckungsrichtung des als Längsträger
ausgebildeten Trägerprofils 24 orientiert sind.
Das Strangpressprofil 40 umfasst dabei einen Stützbereich 44,
welcher in einem Abstand hinter dem zugehörigen Ende des den
jeweiligen Längsträger bildenden Trägerprofils 24 angeordnet
ist. Demgemäß kommt das Trägerprofil 24 bei
einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung bei einem Frontalaufprall
des Kraftwagens erst im Verlauf der Deformation der Knautschzone
mit dem Stützbereich 44 in Anlage.
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Weiterhin
umfasst das Strangprofil 40 des Karosseriebauteils 26 einen
Befestigungsbereich 46, welcher bezogen auf die Erstreckungsrichtung
des Trägerprofils 24 an dessen Längsseite
angeschlossen ist. Auf der dem Trägerprofil 24 abgewandten Seite
ist das Strangpressprofil 40 durch einen Stützschuh 48 im
Querschnitt erweitert, so dass eine großformatige Befestigung
am zugehörigen Querträger 22 möglich
ist. Sowohl die Befestigung des Strangpressprofils 40 am
Querträger 22 wie auch am Trägerprofil 24 kann über
eine Klebeverbindung, Schweißverbindung oder dergleichen
erfolgen.
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Das
weitere Trägerprofil 38, welches sich zwischen
dem hinteren Ende des Trägerprofils 24 und einem
mittleren Bereich des Querträgers 22 erstreckt, bildet
gemeinsam mit dem Stützbereich 44 und dem Befestigungsbereich 46 des
Strangpressprofils eine in Querschnitt U-förmige Aufnahme.
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In
Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass das Karosseriebauteil 26 zwei
Deckelelemente 50 umfasst, welche vorliegend im Wesentlichen
deckungsgleich ausgebildet sind und mit welchen die Hohlkammern 42 des
Strangpressprofils 40 abzudecken sind. Dabei ist erkennbar,
dass sich die Deckelelemente 50 über das hintere
Ende des Trägerprofils 24 hinweg bis in den Bereich
des vorderen Endes des weiteren Trägerprofils 38 erstrecken.
Hierdurch ist die durch den Stützbereich 44 und
den Befestigungsbereich 46 des Strangpressprofils 40 und durch
das weitere Trägerprofil 38 gebildete U-förmige Aufnahme
für das Trägerprofil 24 ober- und unterseitig
verschlossen. Mit anderen Worten ist das Trägerprofil 24 mit
seinem hinteren Ende im Wesentlichen formschlüssig in einer
hier etwa prismatischen beziehungsweise würfelförmigen
Aufnahme gehalten.
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Um
das Energieaufnahmevermögen des Karosseriebauteils 26 zu
erhöhen, sind die beiden Deckelelemente 50 fest
mit dem Strangpressprofil 40 verbunden. Dies kann beispielsweise über
eine Schweißverbindung oder dergleichen erfolgen.
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Schließlich
ist aus 3 erkennbar, dass die Hohlkammern 42 des
Strangpressprofils 40 unterschiedlich dimensioniert sind.
Darüber hinaus ist es möglich, unterschiedliche
Wandstärken zwischen den einzelnen Hohlkammern 42 zu
verwenden. Hierdurch kann das Absorptionsvermögen des Karosseriebauteils 26 genau
eingestellt werden. Darüber hinaus umfasst das Strangpressprofil
Befestigungsaufnahmen 52, an welchen beispielsweise Fahrwerksglieder,
Aggregate, Rohbauteile oder dergleichen festgelegt werden können.
Insbesondere nahe der Befestigungsaufnahmen 52 kann das
Strangpressprofil 40 des Karosseriebauteils 26 mit
Bauteilbereichen 54 mit geringerem Formations- beziehungsweise
Absorptionsvermögen vorgesehen sein. Hierdurch ist es beispielsweise
möglich, dass das Karosseriebauteil 26 im Bereich
der Befestigungsaufnahmen 52 nicht deformiert wird, um
beispielsweise die Verbindung zu einem benachbarten Fahrwerksglied, Aggregat,
Rohbauteil oder dergleichen aufrecht erhalten zu können.
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Insgesamt
ist aus den Fig. somit erkennbar, dass das Karosseriebauteil 26 ein
Knotenelement bildet, über welches Trägerprofile 24 mit
Anschlussbauteilen (Querträger 22) in Space-Frame-Bauweise
zu verbinden ist. Dabei sind die Knotenelemente beziehungsweise
Karosseriebauteile 26 selbst als Deformationselemente ausgebildet,
welche im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung gezielt
deformiert werden können und dementsprechend zur Verlängerung
der Knautschlänge der Knautschzone der Kraftwagenkarosserie
beitragen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0146716
A2 [0002, 0007]