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Dokumentenidentifikation DE102004061707A1 13.07.2006
Titel Fahrzeugkarosserie
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Anders, Michael, Dipl.-Ing.(FH), 75382 Althengstett, DE;
Linke, Stefan, 71034 Böblingen, DE
DE-Anmeldedatum 22.12.2004
DE-Aktenzeichen 102004061707
Offenlegungstag 13.07.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.07.2006
IPC-Hauptklasse B62D 21/15(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B62D 25/20(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einer unteren Längsträgerebene (1), die durch zwei parallel zueinander ausgerichtete und entlang der Fahrzeugseiten verlaufende Längsträger (2) begrenzt wird, wobei die Längsträger (2) im Falle eines Unfalls jeweils einen Lastpfad zur Übertragung von Aufprallkräften in die Fahrzeugkarosserie bilden, sowie weiteren in der unteren Längsträgerebene angeordneten Querträgern (3, 5, 6), die die beiden Längsträger miteinander verbinden. Zum Erzielen einer höheren Insassensicherheit wird vorgeschlagen, in der unteren Längsträgerebene (1) einen zusätzlichen Lastpfad zur Übertragung von Aufprallkräften vorzusehen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einer unteren Längsträgerebene gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Zur Erhöhung der Insassensicherheit werden in Fahrzeugkarosserien Träger vorgesehen, die die bei einem Unfall auftretenden Kräfte aufnehmen und gezielt in die Fahrzeugkarosserie weiterleiten. So werden seit geraumer Zeit Längsträger vorgesehen, die im Wesentlichen entlang der äußeren Seiten eines Fahrzeugs verlaufen und an definierten Stellen über Querträger miteinander in Verbindung stehen. So zeigt beispielsweise die DE 100 23 112 A1 eine Fahrzeugkarosserie mit zwei in einer unteren Längsträgerebene angeordneten Längsträgern, die über Querträger miteinander in Verbindung stehen. Aus dieser Druckschrift ist es bekannt, zur Erhöhung der Insassensicherheit und zur besseren Aufnahme von bei einem Aufprall entstehenden Kräften einen zusätzlichen Lastpfad zu generieren, in dem zwei zusätzliche Längsträger vorgesehen sind, die oberhalb der unteren Längsträgerebene angeordnet sind.

Des Weiteren ist es aus dem Stand der Technik bekannt über ein unterhalb der unteren Längsträgerebene angeordnetes Reserverad Kraft gezielt in die Fahrzeugkarosserie einzuleiten. Eine durch das Reserverad aufgenommene Kraft wird beim Unfall über ein hinteres Achsgetriebe und eine Gelenkwelle in das vordere Getriebe weitergeleitet. Bei modernen Fahrzeugen ist die Gelenkwelle jedoch teilweise teleskopierbar ausgeführt oder es wird auf das Mitführen eines Reserverades verzichtet, so dass dieser ebenfalls außerhalb der unteren Längsträgerebene angeordnete Lastpfad nicht mehr zur Verfügung steht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Fahrzeugkarosserie für einen Aufprall derart auszulegen, dass die Insassensicherheit erhöht und die Kräfte gezielt in die Fahrzeugkarosserie eingeleitet werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeugkarosserie mit einer unteren Längsträgerebene mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demnach zeichnet sich die Erfindung durch eine Fahrzeugkarosserie mit einer unteren Längsträgerebene aus, wobei die Längsträgerebene durch zwei entlang der Fahrzeugseiten verlaufende Längsträger begrenzt wird, die durch mindestens einen Querträger miteinander in Verbindung stehen. Erfindungsgemäß ist ein zusätzlicher Lastpfad vorgesehen, der innerhalb der unteren Längsträgerebene verläuft. Der zusätzliche Lastpfad dient zur Übertragung von bei einem Fahrzeugaufprall in die Fahrzeugkarosserie eingeleiteten Kräften. Damit unterstützt er die beiden bereits aus dem Stand der Technik bekannten äußeren Längsträger. Je mehr Elemente zur Aufnahme von Aufprallenergie in einem Fahrzeug vorgesehen sind, umso gleichmäßiger kann die Aufprallenergie von der Fahrzeugkarosserie aufgenommen werden und umso geringer fallen eventuelle Verletzungen von Fahrzeuginsassen aus.

Über den zusätzlichen Träger kann das Lastniveau der Aufprallkräfte auf die Karosserie angehoben werden. Dadurch wird die Aufprallenergie früher in kinetische Energie des Fahrzeugs umgewandelt. Daraus resultieren geringere Intrusionswerte im Heck, welche u.a. zum Schutz des Tankbereichs sowie zum Schutz anderer Aggregate wie z.B. Steuergeräte, Batterien dienen. Weiterhin wird dadurch auch die Sicherheit von Fahrzeuginsassen erhöht.

Die Tatsache, dass der zusätzliche Lastpfad zur Übertragung von Aufprallkräften in der unteren Längsträgerebene angeordnet ist, bringt erhebliche Vorteile bezüglich des Platzbedarfs der Fahrzeugkarosserie mit sich. In der Regel verläuft ein Kofferraumboden auf Höhe der unteren Längsträgerebene, so dass ein in dieser Ebene angeordnetes Kraftaufnahmeelement den Platz im Kofferraum nicht verkleinern würde.

Der zusätzliche Lastpfad kann beispielsweise in einer in der unteren Längsträgerebene angeordneten Platte verlaufen. Diese Platte kann sich beispielsweise zwischen zwei die Längsträger miteinander verbindenden Querträgern erstrecken. Mit anderen Worten verbindet sie beispielsweise einen hinteren Fahrzeugquerträger mit einem den Kofferraum zum Tank begrenzenden Querträger. Eine derart angeordnete Platte kann Kräfte von jenem hinteren Querträger in den weiter in Fahrzeugmitte angeordneten Querträger übertragen. Das Vorsehen einer zusätzlichen Platte, in der ein weiterer Lastpfad verläuft, bringt den Vorteil mit sich, dass sie auf Höhe des Kofferraumbodens angeordnet ist und auf Grund ihrer geometrischen Gestalt verhältnismäßig wenig Raum in Anspruch nimmt. Es ist sogar denkbar, den Kofferraumboden durch die kraftaufnehmende Platte zu bilden. Eine Platte bringt zudem den Vorteil mit sich, dass eine Aufprallkraft über die Breite des Fahrzeugs gesehen sehr gleichmäßig in die Karosserie eingeleitet wird. Die Platte kann auch mit Verstärkungen wie Einprägungen, Sicken oder Versteifungselementen versehen sein.

Bei einem Aufprall, der eher einseitig geschieht, wird die Wirkungsweise der beschrieben Platte als „Schubfeld" beschrieben. Lasten, die auf einer Seite eingetragen werden, werden somit auch auf die abgewandte Seite übertragen und in die dortigen Längsstrukturen eingeleitet. Der zusätzliche Träger kann auch dazu dienen das Lastniveau der vom Aufprallkörper aufgebrachten Kräfte auf die Karosserie anzuheben.

Es ist ebenso denkbar, den zusätzlichen Lastpfad in einem in der unteren Längsträgerebene angeordneten Träger verlaufen zu lassen, der sich zwischen zwei Querträgern der Fahrzeugkarosserie erstreckt. Bei einem Träger handelt es sich um ein einfach herzustellendes Bauteil. Dieses kann zudem über seine Materialien und seine Geometrie optimal in seiner Steifigkeit eingestellt werden. Das gilt auch für die zuvor beschriebene Platte.

Anstatt eines Trägers können auch mehrere Träger zur Bildung zusätzlicher Lastpfade vorgesehen sein. Diese können beispielsweise parallel zueinander angeordnet sein. Ebenso ist eine kreuzweise oder diagonale Anordnung der Träger denkbar. Je mehr Träger vorgesehen sind, umso gleichmäßiger kann Kraft übertragen und in andere Bereiche der Struktur eingeleitet werden.

Mehrere Träger (parallel) dienen der Lastverteilung auf die Querträger.

Durch eine kreuzweise beziehungsweise diagonale Anordnung bringt zudem den Vorteil mit sich, dass die Lasten gleichmäßiger in die Knotenpunkte der Strukturen verteilen. Kostenpunkt sind die Bereiche, in denen Träger aufeinander stoßen.

Alle zuvor beschriebenen Elemente zur Übertragung von Aufprallkräften, die neben den Längsträgern vorgesehen sind, können sich von einem hinteren Querträger zu einem den Kofferraum begrenzenden Querträger erstrecken. Es ist ebenso denkbar, dass sie sich von einem hinteren Querträger zu einem den Fahrzeuginnenraum begrenzenden Querträger erstrecken. Je nach Ausgestaltung der entsprechenden Träger beziehungsweise Platten kann Aufprallenergie gezielt in Bereiche der Fahrzeugkarosserie eingeleitet werden, die ausreichend steif sind, diese aufzunehmen beziehungsweise weiter zu übertragen.

Zur weiteren Stabilisierung der Fahrzeugkarosserie können zusätzliche Streben eingesetzt werden, die sich zwischen den Längsträgern und dem innerhalb der untern Längsträgerebene verlaufenden, zur Aufnahme des zusätzlichen Lastpfads dienenden Träger erstrecken.

Der erfindungsgemäße Träger kann hohl ausgebildet sein. In diesem Fall kann er als Behälter, Aufnahme und/oder Ablage für beispielsweise Flüssigkeiten, Elektronikkomponenten, Steuergeräte und/oder Zubehör dienen.

Der Träger bzw. die Platte können fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden, beispielsweise verklebt oder verschweißt sein. Es ist jedoch auch denkbar, Träger und/oder Platte lösbar mit der Fahrzeugkarosserie zu verbinden. Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von "lösbar" die Rede ist, so ist damit jede Verbindung zwischen dem Träger beziehungsweise der Platte und der Fahrzeugkarosserie gemeint, die sich in bestimmten Situationen lösen lässt. So können beispielsweise Scharniere vorgesehen sein, mit denen der Träger beziehungsweise die Platte weggeklappt werden können. Der Träger beziehungsweise die Platte können aber auch ganz herausgenommen werden. Auf diese Weise können der Träger beziehungsweise die Platte in bestimmten Situationen, beispielsweise zum Be- und Entladen entfernt beziehungsweise weggeklappt werden und in anderen Situationen, wie beispielsweise beim Fahren, in eine in die Fahrzeugkarosserie integrierte Funktionsstellung überführt werden.

Der Träger beziehungsweise die Platte kann aus allen Materialien bestehen, die im Fahrzeugbau üblicherweise eingesetzt werden. Über die Materialien können gezielt die Steifigkeit des Trägers sowie dessen Gewicht eingestellt werden. Selbstverständlich ist auch eine hybride Bauweise von Träger bzw. Platte denkbar.

Das Gleiche gilt für die Ausgestaltung der Form des Trägers. So ist es denkbar, dass sich der Querschnitt des erfindungsgemäßen Trägers im Bereich der Verbindungsstelle mit Querträgern verbreitert. Eine solche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Trägers bringt den Vorteil einer homogenen Kraftweiterleitung von Querträger in Längsträger und umgekehrt mit sich. Selbstverständlich sind auch andere Querschnittsverläufe denkbar.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf den Heckbereich der Karosserie eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik;

2 eine schematische Draufsicht auf den Heckbereich einer erfindungsgemäßen Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem zusätzlichen Lastpfad in Form eines Trägers;

3 einen Schnitt entlang der Linie III-III gemäß 2;

4 eine schematische Draufsicht auf den Heckbereich einer erfindungsgemäßen Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem zusätzlichen Lastpfad in Form zweier X-förmig angeordneter Träger;

5 eine schematische Draufsicht auf den Heckbereich einer erfindungsgemäßen Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem zusätzlichen Lastpfad in Form einer Platte sowie

6 eine schematische Draufsicht auf den Heckbereich einer erfindungsgemäßen Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem zusätzlichen Lastpfad in Form eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Trägers.

In 1 ist schematisch der Heckbereich einer Fahrzeugkarosserie dargestellt. Diese weist zwei in einer unteren Längsträgerebene 1 angeordnete Längsträger 2 auf. Die Längsträger 2 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander und begrenzen die Fahrzeugkarosserie an ihren äußeren Längsseiten.

Weiterhin zeichnet sich die Fahrzeugkarosserie durch mehrere Querträger aus, die sich zwischen den Längsträgern 2 erstrecken und diese miteinander verbinden. So ist am hinteren Ende des Fahrzeugs ein Stoßfänger-Querträger 3 angeordnet. Der Stoßfänger-Querträger 3 verbindet die hinteren Enden der Längsträger 2 miteinander. Er ist am äußersten Ende des Fahrzeugs angeordnet und in ihn werden von einem Stossfänger aufgenommene Aufprallkräfte über die Außenverkleidung 4 direkt eingeleitet. Parallel zu dem Stoßfänger-Querträger 3 ist ein Kofferraum-Querträger 5 vorgesehen. Er verbindet ebenfalls die Längsträger 2 miteinander. Im Bereich der Kreuzungspunkte des Kofferraum-Querträgers 5 mit den Längsträgern 2 können beispielsweise die Federbeindome angeordnet sein. Der Kofferraum-Querträger 5 ist in dem Bereich der Fahrzeugkarosserie angeordnet, in dem der Kofferraum aufhört und sich ein Tankbehälter anschließt. Parallel zu dem Kofferraum-Querträger 5 erstreckt sich ein Innenraum-Querträger 6. Er ist in dem Bereich angeordnet, in dem der Tank aufhört und ein Innenraum anfängt. Die soeben beschriebenen Träger 3, 5 und 6 sind im Wesentlichen in einer Ebene, nämlich wie die Längsträger 2 der unteren Längsträgerebene 1 angeordnet.

Im Zusammenhang mit der 2 wird im Folgenden die erfindungsgemäße Lösung beschrieben. Sie zeichnet sich durch einen zusätzlichen Träger 7 aus, der sich zwischen dem Stoßfänger-Querträger 3 und dem Kofferraum-Querträger 5 erstreckt. Durch das Vorsehen eines zusätzlichen Längsträgers 7 wird neben den beiden Längsträgern 2 ein zusätzlicher Lastpfad geschaffen. Der zusätzliche Lastpfad dient dazu, die bei einem Aufprall durch den Stoßfänger-Querträger 3 aufgenommene Aufprallenergie gezielt in die Fahrzeugkarosserie einzuleiten. Wenn die in den Stoßfänger-Querträger 3 eingeleitete Kraft über mehrere Träger 2 und 7 weitergeleitet wird, so muss jeder einzelne Träger eine geringere Kraft aufnehmen, was sich positiv auf das Deformationsverhalten der Träger auswirkt. Insgesamt wird dadurch erreicht, dass die Aufprallkraft gleichmäßiger in die Fahrzeugkarosserie eingeleitet wird.

Der Querschnitt des Trägers 7 ist in der dargestellten Ausführungsform variabel gestaltet. In Richtung auf die Verbindungsstellen mit den Querträgern 3, 5 erweitert sich der Querschnitt. Dadurch wird eine homogenere Krafteinleitung von dem Stoßfänger-Querträger 3 in den Träger 7 sowie eine homogenere Kraftweiterleitung von dem Träger 7 in den Kofferraum-Querträger 5 erreicht. Es ist selbstverständlich auch denkbar, den Querschnitt des Trägers 7 konstant zu gestalten. Ebenso ist es denkbar, den Querschnitt des Trägers 7 auf eine andere Weise verlaufen zu lassen.

In 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III durch die erfindungsgemäße Heckanordnung einer Fahrzeugkarosserie gemäß 2 dargestellt. Der Schnitt verläuft durch den Träger 7, der hohl ausgeführt ist. Der Hohlraum 8 des Trägers 7 kann beispielsweise als Aufnahmebehälter für Fahrzeugkomponenten dienen. Der Träger 7 erstreckt sich zwischen dem Stoßfänger-Querträger 3 und dem Kofferraum-Querträger 5. Ebenfalls zu erkennen ist der Innenraum-Querträger 6. Die drei Querträger 3, 5 und 6 sind in einer Ebene angeordnet. In derselben Ebene verlaufen die Längsträger 2.

In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeichnet sich dadurch aus, dass zwei Träger 7 vorgesehen sind, die sich zwischen den Querträgern 3 und 5 erstrecken. Die Träger 7 sind überkreuz angeordnet. Sie weisen ebenfalls einen Querschnitt auf, der sich im Bereich der Befestigungsstellen der Träger 7 an den Querträgern 3 und 5 erweitert. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist jeglicher Verlauf des Querschnitts der Träger 7 denkbar; er kann also auch konstant sein oder anderweitig ab- oder zunehmen.

Das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass zur Aufnahme des zusätzlichen Lastpfades anstatt eines Trägers 7 eine Platte 9 vorgesehen ist. Die Platte 9 erstreckt sich zwischen den Trägern 3 und 5. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt sie einen Teil des Raumes ein, der zwischen den Längsträgern 2 vorgesehen ist. Es ist denkbar, die Platte 9 breiter zu gestalten, so dass sie den gesamten Raum zwischen den Längsträgern 2 einnimmt. Genauso gut ist es denkbar, die Platte 9 schmaler zugestalten, so dass ein geringerer Teil des Raums zwischen den Längsträgern 2 eingenommen ist. Die Platte 9 kann sich aber auch vor bis zum Innenraum-Querträger 6 strecken.

In 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines Trägers 7 dargestellt, der sich dadurch von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen unterscheidet, dass sich der zusätzlichen Lastpfad von dem hinteren Querträger 3 bis zu dem Innenraum-Querträger 6 erstreckt. Er ist hier als Träger 7 ausgeführt. Er kann jedoch genauso als Platte und/oder als mehrere parallel zueinander angeordnete oder sich kreuzende Träger ausgeführt sein. Anstelle eines Kofferraum-Querträgers sind in dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel Streben 12 vorgesehen, die sich von den Längsträgern 2 zu dem Träger 7 erstrecken.


Anspruch[de]
  1. Fahrzeugkarosserie mit

    – einer unteren Längsträgerebene (1),

    – die durch zwei parallel zueinander ausgerichtete und entlang der Fahrzeugseiten verlaufende Längsträger (2) begrenzt wird, wobei die Längsträger (2) im Falle eines Unfalls jeweils einen Lastpfad zur Übertragung von Aufprallkräften in die Fahrzeugkarosserie bilden, sowie

    – weiteren in der unteren Längsträgerebene angeordneten Querträgern (3, 5, 6), die die beiden Längsträger miteinander verbinden,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass in der unteren Längsträgerebene (1) ein zusätzlicher Lastpfad zur Übertragung von Aufprallkräften vorgesehen ist.
  2. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Lastpfad in einer in der unteren Längsträgerebene angeordneten Platte (9) verläuft, die sich zwischen zwei Querträgern (3, 5) erstreckt.
  3. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Lastpfad in einem in der unteren Längsträgerebene (1) angeordneten Träger (7) verläuft, der sich zwischen zwei Querträgern (3, 5) erstreckt.
  4. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des zusätzlichen Lastpfades mehrere Träger (7) vorgesehen sind.
  5. Fahrzeugkarosserie nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Träger parallel zueinander ausgerichtet sind.
  6. Fahrzeugkarosserie nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zusätzliche Träger (7) von einem hinteren Querträger (3) zu einem den Kofferraum begrenzenden Querträger (5) erstreckt.
  7. Fahrzeugkarosserie nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zusätzliche Träger (11) von einem hinteren Querträger (3) zu einem den Fahrzeuginnenraum begrenzenden Querträger (6) erstreckt.
  8. Fahrzeugkarosserie nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Längsträgern (2) und dem zusätzlichen Träger (7) Stützstreben (12) angeordnet sind.
  9. Fahrzeugkarosserie nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7, 11) hohl ausgebildet ist.
  10. Fahrzeugkarosserie nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7, 11) beziehungsweise die Platte (9) fest mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
  11. Fahrzeugkarosserie nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) beziehungsweise die Platte (9) lösbar mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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