WO2009077079A1 - Karosserie eines personenkraftwagens - Google Patents

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WO2009077079A1
WO2009077079A1 PCT/EP2008/010210 EP2008010210W WO2009077079A1 WO 2009077079 A1 WO2009077079 A1 WO 2009077079A1 EP 2008010210 W EP2008010210 W EP 2008010210W WO 2009077079 A1 WO2009077079 A1 WO 2009077079A1
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WO
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body according
vehicle
deformation
side skirts
transition
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Application number
PCT/EP2008/010210
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Baumann
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
Priority to US12/808,996 priority Critical patent/US20100327626A1/en
Publication of WO2009077079A1 publication Critical patent/WO2009077079A1/de

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a body of a middle front vehicle seat having a passenger car specified in the preamble of claim 1. Art.
  • a body in which a front row of vehicle seats includes a driver and driver's seat. Accordingly, the body of the motor vehicle is designed here.
  • the respective vehicle seat or seat occupant arranged on this side is in the region of the deformations.
  • the footwell area of the respective front vehicle seat is in the vicinity of the associated wheel arch.
  • a head-on collision of the passenger car with low latitude coverage is to be expected with lower limb injuries.
  • a body for a passenger car in which a middle front vehicle seat and two lateral vehicle seats arranged behind it are provided, the passenger compartment being arranged behind a front-end structure designed largely of flat plates.
  • the passenger compartment is largely made of plate elements, thereby forming a chassis.
  • Object of the present invention is therefore to provide a body of the type mentioned, in which the risk of injury to the seat occupant can be significantly reduced again.
  • the invention initially uses the central sitting position of the seat occupant of the middle front vehicle seat specifically for the design of the bodyshell or body concept such that larger total deformations are allowed for frontal offset and side collisions without the driver or the other seat occupants be endangered. Rather, for example, especially in frontal collisions with low latitude coverage a larger deformation in the passenger compartment is allowed because the front vehicle seat is positioned centrally.
  • the larger permissible deformations can significantly reduce the mean passenger cell acceleration or the force and acceleration peaks acting on the seat occupants.
  • respective deformation elements are provided on the front sides of the transition regions, which deformation elements can extend over a considerable length range in the vehicle longitudinal direction.
  • additional deformation elements or deformation zones are provided in the outer apron areas behind the front wheels, into which the front wheel loaded in each case in a frontal impact can penetrate the seat occupant of the middle front vehicle seat - usually the driver - in particular without danger.
  • the front wheel loaded in each case in a frontal impact can penetrate the seat occupant of the middle front vehicle seat - usually the driver - in particular without danger.
  • the present body also permits the middle front vehicle seat to be placed further forward, which benefits the ride behind it.
  • transition region with the associated side member forms an angle of greater than 110 °, and in particular greater than 130 °.
  • transition areas between the respective front side members and the respective side sills are thus used in the present body, which are cranked much lower compared to the prior art.
  • transitional areas are provided by the longitudinal members to the side sills in today's usual bodies, which enclose an angle of about 90 to 100 ° with the respective longitudinal members, according to the invention a far greater angle of at least greater than 110 °, in particular greater than 130 °, provided , This particular because of The fact that due to the front middle positioning of the corresponding vehicle seat a greater lateral deformation can be possible.
  • the released by the greater corrugated slope of the transition areas spaces can be used for large-scale positioning according to deformation elements, thereby consuming corresponding energy and reduce the acceleration force peaks on the seat occupant. Since no passengers are provided in the transition areas, the local deformation or intrusion of the front wheel in the event of a corresponding frontal collision is completely harmless.
  • a front foot space extends approximately to the level of the front ends of the transition areas.
  • the footwell of the center front vehicle seat can extend very far forward, so that the underlying vehicle seats also provide good and spacious legroom for the rear seat occupants.
  • the respective deformation element protrudes laterally relative to the associated side sill.
  • a front wheel which is moved backwards as a result of a frontal impact, for example, with a low latitude overlap, can be easily intercepted by the associated deformation element.
  • the deformation element has a front outside area, which projects beyond a central area to the front. As a result, a correspondingly inclined front wheel can be intercepted well in a frontal collision. In this context, it is also advantageous if the deformation element has a front outer side, which projects beyond a central region to the front.
  • the deformation element is designed to protrude upwards in relation to the associated transitional area or the associated side skirts, a front wheel which is moved rearwardly upwards as a result of a frontal collision can also be easily intercepted.
  • the transition region is formed as Abweisschräge for a respective associated vehicle wheel, so that ensures a complete consumption of the energy absorption capacity of the deformation element can be that the vehicle wheel does not penetrate excessively in the underlying area of the passenger compartment.
  • the respective transition regions are formed as length regions of an arcuate cross member, which connects the two side skirts with each other.
  • an arcuate cross member which connects the two side skirts with each other.
  • the body designed according to the invention has also proven to be advantageous.
  • the new side rail guide with the arranged at a larger angle to the associated side rails transition areas namely allows a shorter freer length of the respective side skirts, so that they have a greater load capacity. Due to the larger lateral distance of the front middle vehicle seat toward the vehicle side, it is thus possible to carry out the lateral rigidity in a stepped manner.
  • the side skirts form a respective first lateral deformation zone.
  • a second lateral deformation zone which is formed for example by at least one transverse element which is deformable at its outer regions and not deformable or rigid in a central region.
  • Fig. 1 is a fragmentary and schematic plan view of a body of a passenger car with a arranged behind a porch structure passenger compartment, in which a central front vehicle seat is provided, wherein the front structure on the inside of each vehicle wheels extending side members comprises, which in each transition area in a respectively associated Passing side skirts, wherein on the front sides of the transition regions a respective deformation element is arranged, and wherein the transition region with the side member forms an angle of greater than 110 ° and in the present case in particular greater than 130 °;
  • Fig. 2 is a schematic and partial side view of the
  • Fig. 3 is a schematic and fragmentary plan view of the body of the passenger car analogous to Figure 1, wherein the respective transitional areas between the front side rails and the soschwellem are formed as lengths of an arcuate cross member which connects the two side skirts together.
  • Fig. 4 is a fragmentary enlarged plan view of the body of the passenger car according to the embodiment in Fig. 1; and in
  • Fig. 5 is a schematic plan view of the body of the passenger car analogous to the embodiment in Fig. 1, wherein a transverse element is provided, which extends between the soschwellem, wherein through the side skirts a respective first lateral deformation zone and through outer regions of the transverse element, a respective inside from that arranged second deformation zone, and wherein the transverse element has a substantially rigid or non-deformable central region, which forms an occupant protection zone, in particular for the seat occupant of the central front vehicle seat.
  • a body for a passenger car is shown in a merely extremely schematic and partial plan view.
  • a passenger compartment 10, to which a front structure 12 forming a crumple zone adjoins the front, is particularly recognizable.
  • two longitudinal members 16 which extend in the vehicle longitudinal direction and run on the inside by respective vehicle wheels 14, can be seen, which merge into a respective associated side skirt 20 in a respective transition region 18.
  • the transition regions 18 form a respective bridging of the rear end 22 of the respective longitudinal member 16 to the front end 24 of the respective corresponding side sill 20.
  • a special feature of the present body consists in the fact that the respective transition region 18 with the corresponding side member includes a respective angle ⁇ of greater than 110 ° and in particular greater than 130 °. In the present embodiment, the angle ⁇ is about 135 °. The angle ⁇ is in this case based on a central extent region of the corresponding transition region 18, which, of course, is slightly bent-in particular in the connection region to the rear end of the longitudinal member 16 or to the front end of the side sill 20. Overall, however, the special feature is that the transition region 18 includes a much larger angle ⁇ with the associated side member 16, as is the case with conventional vehicle bodies. In the case of these, the angle ⁇ between the transition region 18 and the corresponding longitudinal member 16 is usually between 90 and 100 °.
  • a front foot space 30 thus extends as far as a front end wall 32 or approximately at the level of the front ends 34 of the transitional region 18 or the rear ends 22 of the respective longitudinal members 16.
  • an associated deformation element 36 is arranged on respective front sides 34 of the transitional regions 18.
  • the concrete contour of the deformation elements 36 can be seen in particular in conjunction with FIG. 2, which shows the body according to FIG. 1 in a schematic side view. It can be seen in conjunction with FIGS. 1 and 2 that the deformation element 36 protrudes laterally outwards relative to the respectively associated side skirts 20. In this way, in particular, it is achieved that a vehicle wheel 14 moved backwards as a result of a frontal collision is correspondingly reliably and reliably intercepted.
  • the deformation element 36 comprises a front outside area 38, which projects beyond a central area 40 to the front.
  • the central portion 40 is viewed in plan view is triangular-shaped jumping back and serves to intercept the vehicle wheel 14, when this is taken with its rear end inward. Furthermore, it can be seen from FIG.
  • the deformation element 36 projects upwards relative to the associated transitional region 18 or the associated side skirts 20.
  • a vehicle wheel 14 that is moved rearward as a result of a frontal collision can also be intercepted, in particular, when it is moved backwards relative to the vehicle body.
  • the respective deformation element 36 has a substantially triangular cross-section. This results in a large-scale support on the respective front sides 34 of the transition regions 18 and a large-scale interception surface, which faces the respective vehicle wheel 14.
  • the transition region 18 is - as can be seen in particular from Fig. 1 - also designed as Abweisschräge, so that excessive intrusion into the passenger compartment 10 can be excluded if the deformation element 36 should be completely distorted in an accidental shift back.
  • FIGS. 1 and 2 it can thus be seen from FIGS. 1 and 2 that the central seating position of the front seat occupant creates additional deformation zones due to the respectively created free spaces 26, so that the front wheel 14 loaded in a frontal collision moves back without risk for the driver or to a certain extent the passenger compartment 10 can penetrate.
  • the support structure - formed from the respective longitudinal member 16, the transition region 18 and the side skirt 20 - is more adapted to the power flow during the frontal impact and less cranked.
  • Fig. 3 shows a similar to Fig. 1 plan view of the body of the motor vehicle, wherein a slightly modified variant is shown.
  • This is characterized in particular by the fact that the respective transition regions 18 between the longitudinal members 16 and the corresponding side sills 20 are formed as a longitudinal region of an arcuate cross member 42, which connects the two side sills 20 together.
  • the frontal support area is reinforced to the effect that a better lateral connection of the longitudinal members 16 as well as the side skirts 20 can be realized by means of the cross member 42.
  • the body of the passenger car is partially enlarged in its - viewed in the forward direction - left front area shown.
  • the side skirts 20 each form a lateral deformation zone D1, which collapses after lateral entry of the accident force F and the energy absorption.
  • a respective second deformation zone D2 connects, which is realized in the present case by a cross member 50.
  • This cross member 50 includes outer portions 52 which are deformable under energy absorption.
  • the outer regions 52 are designed in the manner of a baffle or a deformation element. This would be conceivable, for example, in that the transverse element 50 configured as a cross member has corresponding material weakenings such as recesses, beads or the like.
  • the transverse element 50 which runs overall in the vehicle transverse direction, in this case adjoins the side skirts 20 on the inside.
  • a middle region 54 of the transverse element 50 has an increased rigidity and is essentially not deformable or not designed as a deformation element.
  • this central region 54 forms a rigid occupant protection zone I which is arranged in the center of the vehicle should not be substantially deformed at a correspondingly high force by the accident force F.
  • the side impact also allows the above-described side rail guide with the arranged at a larger angle ⁇ to the longitudinal members 16 transition regions 18, that results in a smaller free length X of the respective side sill 20 between the front end 24 and the support point on the cross member 50. This results in a shorter lever of the free length X, which causes the side skirts 20 have a total load capacity and a good load distribution in the event of accidental application of force.
  • the lateral stiffness is now carried out in a stepped manner, in contrast to the previous strategy, in which a maximum lateral stiffness due to the lateral arrangement of the vehicle seats was basically required. That is, the lateral rigidity of the body is now designed so that an increasing load capacity of the page is implemented.
  • the deformations D1 and D2 create respective lateral crumple zones, which can be shortened in length accordingly with energy absorption.
  • the lateral stiffness in the area of the occupant protection zone I is maximally designed only in the case of deformations endangering the occupants, so that a sufficient survival space remains. As a result, it is achieved that the registered accident force F can be better absorbed and for the seat occupants, the acceleration and force peaks can be mitigated accordingly. It is thus explicitly deviated from the current strategy of a fundamentally maximum lateral rigidity.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Karosserie eines einen mittleren vorderen Fahrzeugsitz (28) aufweisenden Personenkraftwagens mit einer Fahrgastzelle (10), welcher eine Vorbaustruktur (12) vorgeordnet ist, wobei innenseitig von jeweiligen Fahrzeugräder (14) verlaufende Längsträger (16) der Vorbaustruktur (12) in einem jeweiligen Übergangsbereich (18) in einen jeweils zugeordneten Seitenschweller (20) übergehen, wobei an den Vorderseiten (34) der Übergangsbereiche (18) ein jeweiliges Deformationselement (36) angeordnet ist.

Description

Karosserie eines Personenkraftwagens
Die Erfindung betrifft eine Karosserie eines einen mittleren vorderen Fahrzeugsitz aufweisenden Personenkraftwagens der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Bei heute üblichen Personenkraftwagen ist eine Karosserie vorgesehen, bei welcher eine vordere Fahrzeugsitzreihe einen Fahrer - und Fahrersitz umfasst. Entsprechend ist hier die Karosserie des Kraftwagens ausgelegt. Dabei befindet sich bei frontalen Kollisionen der jeweilige, auf dieser Seite angeordnete Fahrzeugsitz bzw. Sitzinsasse im Bereich der Deformationen.
Zudem ist heutzutage der Fußraumbereich des jeweiligen vorderen Fahrzeugsitzes in der Nähe des zugehörigen Radhauses. Bei großen Rückverschiebungen des Vorderrades in Folge beispielsweise einer Frontalkollision des Personenkraftwagens mit geringer Breitenüberdeckung ist mit Verletzungen der unteren Extremitäten zu rechnen.
Aus diesem Grunde müssen heute die Deformationen bzw. Intrusionen in die Fahrgastzelle - insbesondere in die vordere Stirnwand - unbedingt begrenzt werden. Weiterhin bedeutet die Anordnung von Komponenten wie beispielsweise der Lenkanlage, der Bremsanlage und der Pedalanlage gerade auf Seiten des Fahrersitzes eine hohe Blockbildung, was hinter dem Radhaus bzw. dem zugehörigen Federbeindom bei entsprechenden Deformationen eine Gefahr von Intrusionen in die Stirnwand der Fahrgastzelle bedeutet. Aus diesem Grund werden derartige Deformationen heute mit einer Vielzahl von Streben, Abweiselementen oder dergleichen begrenzt, um eine übermäßige Deformation der Karosserie im vorderen Fußraumbereich zu vermeiden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Sitzinsassen gegebenenfalls auch höheren Beschleunigungs- und Kraftspitzen ausgesetzt werden müssen. Aus der EP 0 677 002 B1 ist darüber hinaus bereits eine Karosserie für einen Personenkraftwagen als bekannt zu entnehmen, bei welcher ein mittlerer vorderer Fahrzeugsitz und zwei dahinter angeordnete seitliche Fahrzeugsitze vorgesehen sind, wobei die Fahrgastzelle hinter einen weitestgehend aus ebenen Platten gestalteten Vorbaustruktur angeordnet ist. Auch die Fahrgastzelle ist weitestgehend aus Plattenelementen gestaltet, um hierdurch ein Chassis zu bilden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Karosserie der eingangs genannten Art zuschaffen, bei welcher das Verletzungsrisiko der Sitzinsassen nochmals deutlich gesenkt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Karosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
Um eine Karosserie der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das Verletzungsrisiko für die Sitzinsassen deutlich reduziert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass innenseitig von jeweiligen Fahrzeugrädern verlaufende Längsträger der Vorbaustruktur in einem jeweiligen Übergangsbereich in einen jeweils zugeordneten Seitenschweller übergehen, wobei an den Vorderseiten der Übergangsbereiche ein jeweiliges Deformationselement angeordnet ist. Mit anderen Worten nützt die Erfindung zunächst die mittige Sitzposition des Sitzinsassen des mittleren vorderen Fahrzeugsitzes gezielt zur Auslegung des Rohbau- bzw. Karosseriekonzepts dergestalt, dass größere Gesamtdeformationen bei frontalen Offset- und auch Seitenkollisionen zugelassen werden, ohne dass hierbei der Fahrer bzw. die übrigen Sitzinsassen gefährdet werden. Vielmehr wird beispielsweise gerade bei Frontalkollisionen mit geringer Breitenüberdeckung eine größere Deformation im Bereich der Fahrgastzelle zugelassen, weil der vordere Fahrzeugsitz entsprechend mittig positioniert ist. Durch die größeren zugelassenen Deformationen können die mittlere Fahrgastzellenbeschleunigung bzw. die auf die Sitzinsassen wirkenden Kraft- und Beschleunigungsspitzen deutlich gesenkt werden.
Dabei kommt dem gesamten Konzept zugute, dass beispielsweise die Komponenten der Lenkanlage, der Bremsanlage und der Pedalerie durch die mittlere Positionierung des Fahrzeugsitzes nicht mehr im Nahbereich eines der vorderen Radhäuser angeordnet sind, sondern vielmehr in einem mittleren Bereich der Karosserie bzw. der Vorbaustruktur vor dem zugeordneten mittleren vorderen Fahrzeugsitz. Ganz besonders eignet sich dieses Konzept dabei für Fahrzeuge, deren Antriebsaggregat in einem mittleren oder hinteren Bereich der Karosserie positioniert ist.
Um die größeren Deformationen im Bereich der Fahrgastzelle zuzulassen bzw. zu ermöglichen, sind an den Vorderseiten der Übergangsbereiche jeweilige Deformationselemente vorgesehen, welche sich über einen erheblichen Längenbereich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken können. Mit anderen Worten sind in den äußeren Vorbaubereichen hinter den Vorderrädern zusätzliche Deformationselemente bzw. Deformationszonen vorgesehen, in die das jeweils bei einem Frontalaufprall belastete Vorderrad insbesondere gefahrenlos für den Sitzinsassen des mittleren vorderen Fahrzeugsitzes - üblicherweise den Fahrer - eindringen kann. Jedoch auch für weitere Sitzinsassen, welche hinter dem vorderen Sitzinsassen positioniert sind, ergibt sich durch die zugelassene größere Deformation bzw. Intrusion kein größeres Verletzungsrisiko. Ganz im Gegenteil, kann durch die in den Übergangsbereichen positionierten Deformationselemente ein größerer Verformungsweg zur Verfügung gestellt werden, so dass sich eine mittlere Fahrgastzellenbeschleunigung ergibt, welche deutlich reduziert ist. Mithin sind die auf die Sitzinsassen bei einer Frontalkollision wirkenden Kraft- bzw. Beschleunigungsspitzen deutlich reduzierbar. An dieser Stelle sei angemerkt, dass diese größeren Gesamtdeformationswerte nicht nur zum Vorteil der Sitzinsassen des Fahrzeuges selbst sind, sondern auch zum Vorteil des jeweiligen Kollisionspartners.
Schließlich erlaubt die vorliegende Karosserie - bedingt durch die Vermeidung der Blockbildung der Komponenten der Lenkanlage, Bremsanlage und der Pedalerie - zudem, dass der mittlere vordere Fahrzeugsitz weiter nach vorne platziert werden kann, was den dahinterliegenden Mitfahren zugute kommt.
Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Übergangsbereich mit dem zugehörigen Längsträger einen Winkel von größer 110°, und insbesondere von größer 130° einschließt. Mit anderen Worten werden somit bei der vorliegenden Karosserie Übergangsbereiche zwischen den jeweiligen vorderen Längsträgern und den jeweiligen Seitenschwellern eingesetzt, welche gegenüber dem bisherigen Stand der Technik weitaus geringer gekröpft sind. Während bei heute üblichen Karosserien Übergangsbereiche von den Längsträgern zu den Seitenschwellern vorgesehen sind, welche mit dem jeweils zugehörigen Längsträgern einen Winkel von etwa 90 bis 100° einschließen, wird erfindungsgemäß ein weitaus größer Winkel von zumindest größer 110°, insbesondere von größer 130°, vorgesehen. Dies insbesondere aufgrund der Tatsache, dass aufgrund der vorderen mittleren Positionierung des entsprechenden Fahrzeugsitzes eine größere seitliche Deformation möglich werden kann. Die durch die größere gewellte Neigung der Übergangsbereiche freiwerdenden Räume können dabei zur großformatigen Positionierung entsprechend Deformationselemente genutzt werden, um hierdurch entsprechend Energie zu verzehren und die Beschleunigungs-Kraftspitzen auf die Sitzinsassen zu reduzieren. Da in den Übergangsbereichen keine Passagiere vorgesehen sind, ist die dortige Deformation bzw. Intrusion des Vorderrades im Falle einer entsprechenden Frontalkollision völlig unschädlich.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft gezeigt, wenn sich ein vorderer Fußraum bis etwa auf Höhe der vorderen Enden der Übergangsbereiche erstreckt. Mit anderen Worten kann sich der Fußraum des mittleren vorderen Fahrzeugsitzes sehr weit nach vorne hin erstrecken, so dass die dahinterliegenden Fahrzeugsitze eine ebenfalls gute und großräumige Beinfreiheit für die hinteren Sitzinsassen bieten.
Zudem vorteilhaft ist es, wenn das jeweilige Deformationselement gegenüber dem zugehörigen Seitenschweller seitlich übersteht. Somit ist auf besonders zuverlässige Weise sichergestellt, dass ein in Folge eines Frontalaufpralls beispielsweise mit geringer Breitenüberdeckung nach hinten bewegtes Vorderrad gut durch das zugehörige Deformationselement abgefangen werden kann.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Deformationselement einen vorderen außenseitigen Bereich aufweist, welcher gegenüber einem mittleren Bereich nach vorne übersteht. Hierdurch kann auch ein entsprechend schräg gestelltes Vorderrad bei einer Frontalkollision gut abgefangen werden. In diesem Zusammenhang ist es zudem vorteilhaft, wenn das Deformationselement einen vorderen außenseitigen Bereich aufweist, welcher gegenüber einem mittleren Bereich nach vorne übersteht.
Ist das Deformationselement gegenüber dem zugeordneten Übergangsbereich bzw. dem zugeordneten Seitenschweller nach oben hin überstehend ausgebildet, so kann auch ein in Folge einer Frontalkollision nach hinten oben bewegtes Vorderrad gut abgefangen werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Übergangsbereich als Abweisschräge für ein jeweilig zugeordnetes Fahrzeugrad ausgebildet, so dass bei einem vollständigen Verzehr des Energieabsorptionsvermögens des Deformationselements sichergestellt werden kann, dass das Fahrzeugrad nicht übermäßig in den dahinterliegenden Bereich der Fahrgastzelle eindringt.
In einer alternativen Ausführungsform sind die jeweiligen Übergangsbereiche als Längenbereiche eines bogenförmigen Querträgers ausgebildet, welcher die beiden Seitenschweller miteinander verbindet. Durch einen derartigen bogenförmigen Querträger kann dabei insgesamt eine besonders steife und günstige Verbindung der beiden Seitenschweller erreicht werden.
Im Bezug auf einen Seitenaufprall hat sich die erfindungsgemäß ausgebildete Karosserie als zudem vorteilhaft gezeigt. Die neue Längsträgerführung mit den in einem größeren Winkel zu den zugehörigen Längsträgern angeordneten Übergangsbereichen ermöglicht nämlich eine kürzere freiere Länge der jeweiligen Seitenschweller, so dass diese eine größerer Belastbarkeit aufweisen. Durch den größeren Seitenabstand des vorderen mittleren Fahrzeugsitzes zur Fahrzeugseite hin ist es somit möglich, die Seitensteifigkeit gestuft auszuführen. Dies bedeutet insbesondere, dass im Unterschied zum bislang bekannten Stand der Technik, bei welcher die Fahrgastzelle seitlich äußerst steif gestaltet werden muss, nun gezielt seitliche Deformationszonen ausgebildet werden können, um in bestimmten Grenzen eine seitliche Knautschzone im Bereich der Fahrgastzelle zu schaffen. Das heißt, die Quersteifigkeit der Karosserie wird nun so gestaltet, dass eine zunehmende Belastbarkeit der Seite umgesetzt wird. Erst bei den Sitzinsassen gefährdenden Deformationen wird die Seitensteifigkeit maximal ausgelegt.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Seitenschweller eine jeweilige erste seitliche Deformationszone bilden. Innenseitig an die Seitenschweller kann sich dann eine zweite seitliche Deformationszone anschließen, welche beispielsweise durch wenigstens ein Querelement gebildet wird, welches an seinen äußeren Bereichen deformierbar und in einem mittleren Bereich nicht deformierbar bzw. steif gestaltet ist. Somit ist es möglich, innenseitig der ersten bzw. zweiten Deformationszone eine in der Fahrzeugmitte angeordnete steife Insassenschutzzone zu schaffen, welche bei entsprechenden die Insassen gefährdenden Deformationen für eine hinreichende Stabilität sorgt. Durch die beiden seitlich hintereinander angeordneten Deformationszonen kann hingegen erreicht werden, dass auf den Sitzinsassen im Falle eines Seitenaufpralls eine relativ geringe Beschleunigung mit den entsprechend geringen Kraft- und Beschleunigungsspitzen entsteht. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
Fig. 1 eine ausschnittsweise und schematische Draufsicht auf eine Karosserie eines Personenkraftwagens mit einer hinter einer Vorbaustruktur angeordneten Fahrgastzelle, bei welcher ein mittlerer vorderer Fahrzeugsitz vorgesehen ist, wobei die Vorbaustruktur innenseitig von jeweiligen Fahrzeugrädern verlaufende Längsträger umfasst, welche in einem jeweiligen Übergangsbereich in einen jeweils zugeordneten Seitenschweller übergehen, wobei an den Vorderseiten der Übergangsbereiche ein jeweiliges Deformationselement angeordnet ist, und wobei der Übergangsbereich mit dem Längsträger einen Winkel von größer 110° und im vorliegenden Fall insbesondere von größer 130° einschließt;
Fig. 2 eine schematische und ausschnittsweise Seitenansicht auf den
Personenkraftwagen gemäß Fig. 1 , wobei insbesondere das hinter dem zugehörigen Vorderrad angeordnete Deformationselement an der Vorderseite des zugehörigen Übergangsbereichs zwischen dem vorderen Längsträger und dem Seitenschweller erkennbar ist;
Fig. 3 eine schematische und ausschnittsweise Draufsicht auf die Karosserie des Personenkraftwagens analog zu Fig. 1 , wobei die jeweiligen Übergangsbereiche zwischen den vorderen Längsträgern und den Seitenschwellem als Längenbereiche eines bogenförmigen Querträgers ausgebildet sind, welcher die beiden Seitenschweller miteinander verbindet;
Fig. 4 eine ausschnittsweise vergrößerte Draufsicht auf die Karosserie des Personenkraftwagens gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 ; und in
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf die Karosserie des Personenkraftwagens analog zur Ausführungsform in Fig. 1 , wobei ein Querelement vorgesehen ist, welches sich zwischen den Seitenschwellem erstreckt, wobei durch die Seitenschweller einer jeweilige erste seitliche Deformationszone und durch äußere Bereiche des Querelements eine jeweilige innenseitig davon angeordnete zweite Deformationszone ausgebildet ist, und wobei das Querelement einen im Wesentlichen steifen bzw. nicht deformierbaren mittleren Bereich aufweist, welche eine Insassenschutzzone insbesondere für den Sitzinsassen des mittleren vorderen Fahrzeugsitzes bildet.
In Fig. 1 ist in einer lediglich äußerst schematischen und ausschnittsweisen Draufsicht eine Karosserie für einen Personenkraftwagen dargestellt. Insbesondere erkennbar ist dabei eine Fahrgastzelle 10, an welche sich nach vorne hin eine eine Knautschzone bildende Vorbaustruktur 12 anschließt.
Im Bereich der Vorbaustruktur 12 sind zwei sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende, innenseitig von jeweiligen Fahrzeugrädem 14 verlaufende Längsträger 16 erkennbar, die in einem jeweiligen Übergangsbereich 18 in einen jeweils zugeordneten Seitenschweller 20 übergehen. Mit anderen Worten bilden die Übergangsbereiche 18 eine jeweilige Überbrückung des hinteren Endes 22 des jeweiligen Längsträgers 16 zum vorderen Ende 24 des jeweils korrespondierenden Seitenschwellers 20.
Eine Besonderheit der vorliegenden Karosserie besteht dabei darin, dass der jeweilige Übergangsbereich 18 mit dem korrespondierenden Längsträger einen jeweiligen Winkel α von größer 110° und insbesondere von größer 130° einschließt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α etwa 135°. Der Winkel α ist dabei bezogen auf einen mittleren Erstreckungsbereich des korrespondierenden Übergangsbereichs 18, welcher insgesamt - insbesondere im Anschlussbereich zum hinteren Ende des Längsträgers 16 bzw. zum vorderen Ende des Seitenschwellers 20 - natürlich leicht gebogen ist. Insgesamt besteht die Besonderheit jedoch darin, dass der Übergangsbereich 18 einen weitaus größeren Winkel α mit dem zugehörigen Längsträger 16 einschließt, als dies bei üblichen Fahrzeug-Karosserien der Fall ist. Bei diesen beträgt nämlich üblicherweise der Winkel α zwischen dem Übergangsbereich 18 und dem korrespondierenden Längsträger 16 zwischen 90 und 100°. Es ist ersichtlich, dass sich hierdurch hinter den jeweiligen Fahrzeugrädern 14 ein weitaus größerer Freiraum 26 im Bereich der Fahrgastzelle 10 ergibt. Durch diesen Freiraum 26 kann bei einer Frontalkollision, insbesondere einer Offset-Frontalkollision, das jeweils getroffene Fahrzeugrad 14 bedenkenlos eindringen, ohne dass es hierbei zur Gefährdung eines Sitzinsassen kommen kann. Im Unterschied zu üblichen Personenkraftwagen ist nämlich vorliegend ein mittlerer vorderer Fahrzeugsitz 28 vorgesehen. Demzufolge sitzt der vordere Sitzinsasse - üblicherweise der Fahrer - zentral in der Fahrzeugmitte. Des Weiteren sind bei der vorliegenden Karosserie zwei hier nicht dargestellte hintere Fahrzeugsitze vorgesehen, und zwar nach hinten und seitlich versetzt zu dem vorderen Fahrzeugsitz 28. Der Bereich seitlich des vorderen Fahrzeugsitzes 28 dienst somit als Fußraum für die Sitzinsassen der hinteren Fahrzeugsitze.
Aufgrund der vorbeschriebenen Tatsache, dass nämlich die jeweiligen Übergangsbereiche 18 mit den zugehörigen Längsträgern 16 einen größeren Winkel α einschließen, sitzt der Sitzinsasse des vorderen Fahrzeugsitzes 28 relativ weit nach vorne verlagert. Ein vorderer Fußraum 30 erstreckt sich somit bis zu einer vorderen Stirnwand 32 bzw. bis etwa auf Höhe der vorderen Enden 34 des Übergangsbereichs 18 bzw. der hinteren Enden 22 der jeweiligen Längsträger 16.
Eine weitere Besonderheit der vorliegenden Karosserie liegt darin, dass an jeweiligen Vorderseiten 34 der Übergangsbereiche 18 jeweils ein zugehöriges Deformationselement 36 angeordnet ist.
Die konkrete Kontur der Deformationselemente 36 wird dabei insbesondere in Zusammenschau mit Fig. 2 erkennbar, welche in einer schematischen Seitenansicht die Karosserie gemäß Fig. 1 zeigt. Dabei wird in Zusammenschau der Fig. 1 und 2 erkennbar, dass das Deformationselement 36 gegenüber dem jeweils zugeordneten Seitenschweller 20 seitlich nach außen hin übersteht. Hierdurch wird insbesondere erreicht, dass ein in Folge einer Frontalkollision nach hinten bewegtes Fahrzeugrad 14 entsprechend sicher und zuverlässig abgefangen wird. Das Deformationselement 36 umfasst hierzu einen vorderen außenseitigen Bereich 38, welcher gegenüber einem mittleren Bereich 40 nach vorne übersteht. Der mittlere Bereich 40 ist in Draufsicht betrachtet dreieckförmig zurückspringend angeordnet und dient zum Abfangen des Fahrzeugrades 14, wenn diesem mit seinem hinteren Ende nach innen hin eingeschlagen ist. Weiterhin ist aus Fig. 2 erkennbar, dass das Deformationselement 36 gegenüber dem zugeordneten Übergangsbereich 18 bzw. dem zugeordneten Seitenschweller 20 nach oben hin übersteht. Hierdurch kann ein in Folge einer Frontalkollision nach hinten bewegtes Fahrzeugsrad 14 insbesondere dann auch gut abgefangen werden, wenn dieses nach hinten oben relativ zur Karosserie bewegt wird. Darüber hinaus ist insbesondere aus Fig. 1 erkennbar, dass das jeweilige Deformationselement 36 im Wesentlichen einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist. Hierdurch ergibt sich eine großformatige Abstützung an den jeweiligen Vorderseiten 34 der Übergangsbereiche 18 sowie eine großflächige Abfangfläche, welche dem jeweiligen Fahrzeugrad 14 zugewandt ist.
Der Übergangsbereich 18 ist - wie insbesondere aus Fig. 1 erkennbar ist - zudem als Abweisschräge gestaltet, so dass eine übermäßige Intrusion in die Fahrgastzelle 10 ausgeschlossen werden kann, falls das Deformationselement 36 bei einer unfallbedingten Rückverlagerung vollständig aufgezerrt werden sollte. Insgesamt ist somit aus den Fig. 1 und 2 erkennbar, dass die mittige Sitzposition des vorderen Sitzinsassen aufgrund der jeweils geschaffenen Freiräume 26 zusätzliche Deformationszonen schafft, so dass das bei einem Frontalaufprall belastete Vorderrad 14 gefahrenlos für den Fahrer rückverlagert bzw. in einem gewissen Umfang in die Fahrgastzelle 10 eindringen kann. Die Trägerstruktur - gebildet aus dem jeweiligen Längsträger 16, dem Übergangsbereich 18 und dem Seitenschweller 20 - ist dabei mehr an den Kraftfluss beim Frontalaufprall angepasst und weniger gekröpft. Somit können größerer Deformationswerte realisiert werden mit Vorteilen für die Sitzinsassen, insbesondere auch für die hinteren Sitzinsassen sowie auch für den an der Frontalkollision beteiligten Kollisionspartner. Die Fahrzeugmitte stellt dabei für den Fahrer den sichersten Platz dar. Außerdem wird aus den Fig. 1 und 2 klar, dass bei der vorliegenden Karosserie die Offset-Auslegung bewusst so gestaltet ist, dass größere Radverschiebungen möglich sind. Es findet daher keine Deformationsbegrenzung mehr durch Insassen im direkten Aufprallbereich statt. Vielmehr ergibt sich eine gezielte Belastungsreduzierung durch die mögliche große Gesamtdeformation.
Fig. 3 zeigt eine zu Fig. 1 ähnliche Draufsicht auf die Karosserie des Kraftwagens, wobei eine leicht modifizierte Variante dargestellt ist. Diese zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die jeweiligen Übergangsbereiche 18 zwischen den Längsträgern 16 und den korrespondierenden Seitenschwellern 20 als Längenbereich eines bogenförmigen Querträgers 42 ausgebildet sind, welcher die beiden Seitenschweller 20 miteinander verbindet. Hierdurch wird insbesondere der frontale Abstützungsbereich dahingehend verstärkt, dass sich mittels des Querträgers 42 eine bessere seitliche Verbindung der Längsträger 16 wie auch der Seitenschweller 20 realisieren lässt. In Fig. 4 ist die Karosserie des Personenkraftwagens ausschnittsweise vergrößert in ihrem - in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet - linken vorderen Bereich dargestellt. Insbesondere wird dabei erkennbar, dass durch die mittige Positionierung des Fahrzeugsitzes 28 - und somit die mittige Positionierung des Fahrers - der positive Effekt erreicht wird, dass Komponenten einer Bremsanlage 44, eines Bremsgerätes 46 und einer Lenkanlage 48 somit ebenfalls in der Fahrzeugmitte angeordnet sind. Während üblicherweise derartige Komponenten bei einer seitlichen Positionierung des Fahrers für eine Blockbildung sorgen, welche eine dementsprechend steife Ausgestaltung der Fahrgastzelle im vorderen Bereich erforderlich macht, können durch die mittige Anordnung der Pedalanlage 44, des Bremsgerätes 46 und der Lenkanlage 48 die seitlichen Bereiche der Fahrgastzelle 10 - wie vorbeschrieben erläutert - deformierbarer gestaltet werden. Mit anderen Worten sind diese deformationsbehindemden Elemente nunmehr in der Fahrzeugmitte angeordnet. Die Vermeidung der Druckbildung erlaub somit auch den Fahrer in der Fahrzeugmitte weiter nach vorne zu platzieren, was den dahinterliegenden Mitfahrern zugute kommt.
In Fig. 5 ist schließlich der Personenkraftwagen gemäß Fig. 1 dargestellt, wobei dessen Funktion bei einem Seitenaufprall mit einer entsprechenden Unfallkraft F erläutert werden soll.
Aus Fig. 5 ist dabei erkennbar, dass die Seitenschweller 20 jeweils eine seitliche Deformationszone D1 bilden, welche nach seitlichem Eintrag der Unfallkraft F und der Energieabsorption kollabiert. Innenseitig an die Seitenschweller 20 schließt sich eine jeweilige zweite Deformationszone D2 an, welche im vorliegenden Fall durch ein Querelement 50 realisiert wird. Dieses Querelement 50 umfasst äußere Bereiche 52, welche unter Energieabsorption deformierbar gestaltet sind. Eine denkbare Gestaltung wäre es hierbei, dass die äußeren Bereiche 52 nach Art eines Pralltopfes oder eines Deformationselements gestaltet sind. Dies wäre beispielsweise denkbar, indem das insgesamt als Querträger gestaltete Querelement 50 entsprechende Materialschwächungen wie Aussparungen, Sicken oder dergleichen aufweist. Das Querelement 50, welches insgesamt in Fahrzeugquerrichtung verläuft, schließt dabei innenseitig an die Seitenschweller 20 an. Ein mittlerer Bereich 54 des Querelements 50 weist hingegen eine erhöhte Steifigkeit auf und ist im Wesentlichen nicht deformierbar bzw. nicht als Deformationselement ausgestaltet. Demzufolge bildet dieser mittlere Bereich 54 eine in der Fahrzeugmitte angeordnete steife Insassenschutzzone I, welche bei einer entsprechend hohen Kraftbeaufschlagung durch die Unfallkraft F im Wesentlichen nicht deformiert werden soll.
Der Seitenaufprall erlaubt darüber hinaus vorbeschriebene Längsträgerführung mit den in einem größeren Winkel α zu den Längsträgern 16 angeordneten Übergangsbereichen 18, dass sich eine geringere freie Länge X des jeweiligen Seitenschwellers 20 zwischen dessen vorderen Ende 24 und der Abstützstelle an dem Querelement 50 ergibt. Es ergibt sich somit ein kürzerer Hebel der freien Länge X, welcher dazu führt, dass die Seitenschweller 20 insgesamt eine größere Belastbarkeit bzw. eine gute Lastverteilung im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung aufweisen.
Durch den großen Seitenabstand des Fahrers zur Fahrzeugseite wird die Seitensteifigkeit im Unterschied zur bisherigen Strategie, bei welcher grundsätzlich eine maximale Seitensteifigkeit aufgrund der seitlichen Anordnung der Fahrzeugsitze erforderlich war, nunmehr gestuft ausgeführt. Das heißt, die Quersteifigkeit der Karosserie wird nun so gestaltet, dass eine zunehmende Belastbarkeit der Seite umgesetzt wird. Mit anderen Worten wird durch die Deformationen D1 und D2 jeweilige seitliche Knautschzonen geschaffen, welche entsprechend unter Energieabsorption in ihrer Länge verkürzt werden können. Erst bei die Insassen gefährdenden Deformationen wird die Seitensteifigkeit im Bereich der Insassenschutzzone I maximal ausgelegt, so dass ein hinreichender Überlebensraum verbleibt. Im Ergebnis wird dadurch erreicht, dass die eingetragene Unfallkraft F besser aufgenommen werden kann und für die Sitzinsassen die Beschleunigungs- und Kraftspitzen entsprechend abgemildert werden können. Ausdrücklich wird somit von der aktuellen Strategie einer grundsätzlich maximalen Seitensteifigkeit abgewichen.

Claims

Patentansprüche
1. Karosserie eines einen mittleren vorderen Fahrzeugsitz (28) aufweisenden Personenkraftwagens mit einer Fahrgastzelle (10), welcher eine Vorbaustruktur (12) vorgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass innenseitig von jeweiligen Fahrzeugräder (14) verlaufende Längsträger (16) der Vorbaustruktur (12) in einem jeweiligen Übergangsbereich (18) in einen jeweils zugeordneten Seitenschweller (20) übergehen, wobei an den Vorderseiten (34) der Übergangsbereiche (18) ein jeweiliges Deformationselement (36) angeordnet ist.
2. Karosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (18) mit dem Längsträger (16) einen Winkel α von größer 110°, und insbesondere von größer 130°, einschließt.
3. Karosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein vorderer Fußraum (30) bis etwa auf Höhe der vorderen Enden der Übergangsbereiche (18) erstreckt.
4. Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (36) gegenüber dem zugeordneten Seitenschweller (20) seitlich übersteht.
5. Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (36) einen vorderen außenseitigen Bereich (38) aufweist, welcher gegenüber einem mittleren Bereich (40) nach vorne übersteht.
6. Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (36) gegenüber dem zugeordneten Übergangsbereich (18) bzw. dem zugeordneten Seitenschweller (20) nach oben hin übersteht.
7. Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (36) einen im Wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweist.
8. Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (18) als Abweisschräge für das jeweils zugeordnete Fahrzeugrad (14) ausgebildet ist.
9. Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Übergangsbereiche (18) als Längenbereiche eines bogenförmigen Querträgers (42) ausgebildet sind, welcher die beiden Seitenschweller (20) miteinander verbindet.
10. Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenschweller (20) eine jeweilige erste seitliche Deformationszone (D1) bilden.
11. Karosserie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die sich innenseitig an die Seitenschweller (20) eine jeweilige zweite seitliche Deformationszone (D2) anschließt.
12. Karosserie nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten seitlichen Deformationszonen (D2) durch wenigstens ein Querelement (50) gebildet sind, welches sich innenseitig an die Seitenschweller (20) anschließt.
13. Karosserie nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass innenseitig der seitlichen Deformationszone (D1 , D2) eine in der Fahrzeugmitte angeordnete steife Insassenschutzzone (I) vorgesehen ist.
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