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Die Erfindung betrifft eine Frontstruktur für eine Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs, mit einer Stirnwand, welche die Fahrgastzelle frontseitig begrenzt, mit einem sich in Querrichtung der Stirnwand erstreckenden Querträger, und mit einer Abstützeinrichtung, welche mit einem in Querrichtung mittleren Bereich des Querträgers verbunden ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Frontstruktur.
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Die
DE 44 22 498 C1 beschreibt eine Aufbaustruktur eines Personenkraftwagens, bei welcher eine Stirnwand einen Fahrgastraum frontseitig begrenzt. An einer dem Fahrgastraum zugekehrten Seite der Stirnwand ist ein Querträger angeordnet, welcher durch ein profiliertes, hutförmiges Schließblech gebildet ist, das vom Fahrgastraum her auf die Stirnwand aufgesetzt ist. Der Querträger ist mit einer Tunnelverstärkung kraftübertragend verbunden, welche auf eine Oberseite eines Mitteltunnels des Personenkraftwagens aufgesetzt ist. Ein schräg verlaufender Teil der Tunnelverstärkung dient hierbei als Frontcrashstütze.
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Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass eine derartige Abstützung der Stirnwand mittels des schräg verlaufenden Teils der Tunnelverstärkung das Vorhandensein eines Mitteltunnels in dem Fahrgastraum voraussetzt.
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Insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit einem als Hochvoltspeicher ausgebildeten elektrischen Energiespeicher wie etwa Elektrofahrzeugen ist man jedoch bestrebt, auf den Mitteltunnel zu verzichten, welcher typischerweise in einem durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Kraftfahrzeug vorhanden ist. Denn durch Verzicht auf den Mitteltunnel kann ein vorteilhaft freier Fußraum zwischen einer Fahrerseite und einer Beifahrerseite der Fahrgastzelle bereitgestellt werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Frontstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine im Hinblick auf den Bauraum effiziente und zugleich wirkungsvolle Abstützung der Stirnwand erreicht ist, und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Frontstruktur anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Frontstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
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Eine erfindungsgemäße Frontstruktur für eine Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Stirnwand, welche die Fahrgastzelle frontseitig begrenzt, einen sich in Querrichtung der Stirnwand erstreckenden Querträger, und eine Abstützeinrichtung. Die Abstützeinrichtung ist mit einem in Querrichtung mittleren Bereich des Querträgers verbunden. Die Abstützeinrichtung reicht entlang wenigstens eines Luftführungskanals, welcher zum Führen von klimatisierter Luft in einen rückwärtigen Bereich der Fahrgastzelle ausgebildet ist, von dem Querträger bis zu einem weiteren Querträger. Der weitere Querträger erstreckt sich im Bereich eines Bodens der Fahrgastzelle in die Querrichtung, und die Abstützeinrichtung ist auch mit dem weiteren Querträger verbunden.
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Durch die Anbindung der Abstützeinrichtung an den sich in Querrichtung der Stirnwand erstreckenden Querträger oder Stirnwandquerträger einerseits und an den weiteren Querträger andererseits ist insbesondere im mittleren Bereich der Frontstruktur eine besonders wirkungsvolle Abstützung der Stirnwand erreicht. Des Weiteren ist diese Abstützung der Stirnwand, welche bei einem Frontalaufprall des die Frontstruktur aufweisenden Kraftfahrzeugs eine Rückverlagerung der Stirnwand in die Fahrgastzelle hinein besonders weitgehend und besonders sicher unterbindet, auch dann realisierbar, wenn das Kraftfahrzeug keinen Mitteltunnel aufweist. Folglich ist die Abstützeinrichtung auch im Hinblick auf den in der Fahrgastzelle vorhandenen Bauraum effizient.
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Zudem ist es im Hinblick auf den von der Abstützeinrichtung beanspruchten Bauraum sinnvoll, die Abstützeinrichtung im Bereich des wenigstens einen Luftführungskanals anzuordnen oder auszubilden. Denn der wenigstens eine Luftführungskanal verläuft typischerweise im mittleren Bereich der Fahrgastzelle ausgehend von der Stirnwand oberhalb des Bodens der Fahrgastzelle in Längsrichtung der Fahrgastzelle nach hinten. Indem die Abstützeinrichtung im Bereich des wenigstens einen Luftführungskanals angeordnet oder ausgebildet ist, ist folglich eine den vorhandenen Bauraum besonders effizient ausnutzende Anordnung der Abstützeinrichtung erreicht.
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Unter dem mittleren Bereich des sich in Querrichtung der Stirnwand erstreckenden Querträgers soll vorliegend ein Abschnitt des Querträgers verstanden werden, welcher zwischen jeweiligen Endbereichen des Querträgers angeordnet ist, wobei die Abstützeinrichtung bezogen auf die Länge des Querträgers nicht zwangsläufig genau mittig angeordnet zu sein braucht. Vielmehr ist auch bei einer in Querrichtung nicht genau zentralen Kopplung der Abstützeinrichtung mit dem Querträger eine Verbindung der Abstützeinrichtung mit dem Querträger in dessen mittlerem Bereich als gegeben anzusehen. Des Weiteren können auch wenigstens zwei in Querrichtung zueinander versetzt und außermittig angeordnete Abstützteile die Abstützeinrichtung bereitstellen, welche mit dem mittleren Bereich des Querträgers verbunden ist.
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Über die Abstützeinrichtung ist jedoch insbesondere eine lastübertragende Verbindung des mittleren Bereichs des sich in Querrichtung der Stirnwand erstreckenden Querträgers mit dem mittleren Bereich des weiteren Querträgers erreicht. Dadurch ist vorteilhaft eine verbesserte mittige Aufnahme von Längskräften aus einem Vorderwagen des Kraftfahrzeugs ermöglicht, sodass eine Rückverlagerung der Stirnwand in die Fahrgastzelle beziehungsweise Intrusionen in die Fahrgastzelle besonders weitgehend vermieden werden.
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Aber auch außermittig auftretende Belastungen können mittels der Abstützeinrichtung gut in den Querträger eingeleitet werden, welcher im Bereich des Bodens der Fahrgastzelle in Querrichtung verläuft. Denn vorzugsweise erstrecken sich die Querträger in Querrichtung der Fahrgastzelle über die gesamte Breite der Fahrgastzelle. Dadurch ist eine besonders weitgehende Abstützung der Stirnwand erreichbar.
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Die Abstützeinrichtung kann ein erstes Abstützteil und ein zweites Abstützteil umfassen, welche in Querrichtung voneinander beabstandet sind. Hierbei ist der wenigstens eine Luftführungskanal im Bereich der Abstützeinrichtung zwischen dem ersten Abstützteil und dem zweiten Abstützteil angeordnet. Mit anderen Worten fassen die beiden Abstützteile den wenigstens einen Luftführungskanal seitlich ein. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Abstützeinrichtung in Längsrichtung der Fahrgastzelle vorzugsweise nicht mehr Bauraum beansprucht als der wenigstens eine Luftführungskanal. Folglich ist eine derartige Anordnung des wenigstens einen Luftführungskanals zwischen den Abstützteilen im Hinblick auf die Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums vorteilhaft.
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In Querrichtung der Stirnwand beziehungsweise der Fahrgastzelle beanspruchen die beiden seitlich neben dem wenigstens einen Luftführungskanal angeordneten Abstützteile jedoch zwangsläufig einen gewissen Bauraum.
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Es kann daher vorgesehen sein, dass durch die Abstützeinrichtung zumindest ein Teilbereich des wenigstens einen Luftführungskanals gebildet ist. Dadurch ist eine im besonderen Ausmaß Bauraum einsparende Ausbildung der Abstützeinrichtung beziehungsweise eine noch weiter verbesserte Ausnutzung des Bauraums erreicht.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sowohl die Abstützteile vorgesehen sind, als auch zumindest der Teilbereich des wenigstens einen Luftführungskanals durch die Abstützeinrichtung gebildet ist. Mit anderen Worten kann die Abstützeinrichtung das erste Abstützteil und das zweite Abstützteil umfassen, welche in Querrichtung voneinander beabstandet sind, wobei der Luftführungskanal zwischen den Abstützteilen angeordnet ist, und es kann zusätzlich der wenigstens eine Luftführungskanal selber den Querträger mit dem weiteren Querträger in abstützender Weise verbinden. So ist eine besonders robuste und belastbare Abstützeinrichtung bereitgestellt.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass durch die Abstützeinrichtung ein Teil einer den wenigstens einen Luftführungskanal in Umfangsrichtung begrenzenden Wandung gebildet ist. Um den wenigstens einen Luftführungskanal bereitzustellen, kann eine derartige Wandung mit einer weiteren Wandung gekoppelt werden, welcher keine Abstützfunktion zukommt und welche daher beispielsweise aus einem für Luftführungskanäle üblichen Kunststoff gebildet sein kann.
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Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Abstützeinrichtung zumindest bereichsweise rohrförmig ausgebildet ist beziehungsweise wenigstens ein Rohr bildet, wobei durch ein derartiges Rohr zumindest ein Stück des wenigstens einen Luftführungskanals bereitgestellt ist. Durch eine derartige, rohrförmige Ausbildung zumindest eines Bereichs der Abstützeinrichtung kann der Abstützeinrichtung eine besonders hohe Steifigkeit verliehen werden.
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Vorzugsweise weist die Abstützeinrichtung einen ersten Abschnitt auf, welcher mit dem sich in Querrichtung der Stirnwand erstreckenden Querträger verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt, welcher mit dem weiteren Querträger verbunden ist. Hierbei ist durch den zweiten Abschnitt ein Teilbereich des wenigstens einen Luftführungskanals gebildet. Dadurch lässt sich der erste Abschnitt besonders gut auf die Erfordernisse der Abstützung der Stirnwand auslegen, ohne dass den Erfordernissen eines Durchleitens von klimatisierter Luft Rechnung getragen zu werden braucht.
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Dennoch wird der zweite Abschnitt der Abstützeinrichtung genutzt, um den Teilbereich des wenigstens einen Luftführungskanals zu bilden. Dies ist im Hinblick auf die Ausnutzung des für den wenigstens einen Luftführungskanal einerseits und die Abstützeinrichtung andererseits vorzusehenden Bauraum vorteilhaft.
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Vorzugsweise ist zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt wenigstens ein Lufteinlass ausgebildet, über welchen ein weiteres Teilstück des wenigstens einen Luftführungskanals mit dem zweiten Abschnitt fluidisch gekoppelt ist. Mit anderen Worten kann das weitere Teilstück des wenigstens einen Luftführungskanals an dem wenigstens einen Lufteinlass in den zweiten Abschnitt einmünden. Dadurch ist eine technisch besonders einfach zu realisierende Kopplung des zweiten Abschnitts der Abstützeinrichtung mit einer Klimaanlage oder Belüftungsanlage des Kraftfahrzeugs erreicht. Mittels der Klimaanlage oder Belüftungsanlage lässt sich die in den rückwärtigen Bereich der Fahrgastzelle einzubringende, insbesondere erwärmte oder gekühlte, Luft bereitstellen, welche durch den wenigstens einen Luftführungskanal hindurchgeleitet werden soll.
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Vorzugsweise weist die Abstützeinrichtung eine größere Steifigkeit auf als das weitere Teilstück des wenigstens einen Luftführungskanals. Insbesondere kann das weitere Teilstück aus einem Kunststoff gebildet sein, da das weitere Teilstück keine Abstützfunktion zu erfüllen braucht. Vielmehr dient das weitere Teilstück lediglich dem Führen der Luft von der Klimaanlage oder Belüftungsanlage des Kraftfahrzeugs hin zu dem zweiten Abschnitt der Abstützeinrichtung. Folglich ist es ausreichend das weitere Teilstück besonders einfach und aufwandsarm auszubilden.
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Demgegenüber sorgt die verglichen mit dem weiteren Teilstück größere Steifigkeit der Abstützeinrichtung für eine gute Aufnahme beziehungsweise Weiterleitung von in Längsrichtung und/oder Hochrichtung des Kraftfahrzeugs wirkenden Kräften über den mittleren Bereich des Querträgers hin zu dem weiteren Querträger, welcher im Bereich des Bodens der Fahrgastzelle angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist die Abstützeinrichtung aus wenigstens einem Metall gebildet. Dadurch kann die Abstützeinrichtung die dieser zugedachte Funktion des Aufnehmens und Weiterleitens von in Längsrichtung und/oder Hochrichtung der Frontstruktur beziehungsweise des Kraftfahrzeugs wirkenden Kräften besonders gut erfüllen. Es ist zusätzlich oder alternativ möglich, die Abstützeinrichtung zumindest bereichsweise aus einem anderen Material auszubilden, welches ebenfalls eine vergleichsweise hohe Steifigkeit beziehungsweise Belastbarkeit aufweist, etwa aus einem Faserverbundwerkstoff oder dergleichen.
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Insbesondere kann die Abstützeinrichtung aus einem Stahl gebildet sein. Dies geht mit einer vorteilhaften weil besonders hohen Steifigkeit der Abstützeinrichtung einher.
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Es kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Luftführungskanal in einem Bereich zwischen dem sich in Querrichtung der Stirnwand erstreckenden Querträger und dem weiteren Querträger vollständig durch die Abstützeinrichtung gebildet ist. Dadurch braucht in diesem Bereich überhaupt kein zusätzlicher Bauraum für den wenigstens einen Luftführungskanal vorgesehen zu werden. Zudem weist eine derartige, wenigstens ein Rohr bildende Abstützeinrichtung eine besonders hohe Steifigkeit auf.
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Eine gewünschte Form kann dem wenigstens einen Rohr insbesondere durch Innendruckumformen verliehen werden. Eine derartige Formgebung bringt es in vorteilhafter Weise mit sich, dass eine Oberfläche des Rohrs auf seiner im Betrieb von der Luft überströmten Innenseite besonders glatt ist. Dadurch können Verwirbelungen beim Leiten der klimatisierten Luft sehr gering gehalten werden, so dass Strömungsverluste besonders gering und Verbesserungen im Hinblick auf die Strömungsakustik erreicht sind.
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Vorzugsweise ist wenigstens ein Stützelement, welches zum unterseitigen Abstützen einer Instrumententafel des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, mit der Abstützeinrichtung verbunden. Dadurch ist eine besonders vielseitige Nutzung der Abstützeinrichtung gegeben.
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Des Weiteren ist auch dies einer erhöhten Steifigkeit der Frontstruktur zuträglich. Denn das wenigstens eine Stützelement, welches als Tragstruktur für die Instrumententafel dient, braucht sich nicht bis zum Boden der Fahrgastzelle zu erstrecken. Vielmehr weist das wenigstens einen Stützelement eine gegenüber einer derartigen Ausgestaltung verkürzte Bauform auf, welche im Hinblick auf die Steifigkeit des Stützelements vorteilhaft ist.
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Darüber hinaus ergeben sich durch diese Ausgestaltung Vorteile im Hinblick auf eine Weiterleitung von hörbaren oder spürbaren Schwingungen, sodass das NVH-Verhalten (NVH = Noise, Vibration, Harshness; Geräusch, Vibration, Rauigkeit) der Frontstruktur verbessert ist. Dies gilt auch im Hinblick auf die Vermeidung einer Übertragung derartiger Schwingungen auf weitere im Frontbereich der Fahrgastzelle angeordnete Komponenten wie etwa ein Lenkrad des Kraftfahrzeugs.
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Vorzugsweise ist der weitere Querträger mit einem Bodenblech der Frontstruktur verbunden, welches die Fahrgastzelle unterseitig begrenzt. Dies ist einer Aussteifung der Frontstruktur förderlich.
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Der Querträger kann insbesondere als Sitzquerträger ausgebildet sein und somit einer Befestigung wenigstens eines Fahrzeugsitzes des Kraftfahrzeugs in der Fahrgastzelle dienen. Ein derartiger Querträger zeichnet sich durch eine besonders große Robustheit aus. Dies ist für die Aufnahme und Weiterleitung von in Längsrichtung und/oder Hochrichtung der Fahrgastzelle beziehungsweise des Kraftfahrzeugs wirkenden Kräften beziehungsweise Lasten vorteilhaft.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine erfindungsgemäße Frontstruktur auf. Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug einen elektrischen Energiespeicher auf, mittels welchem elektrische Energie für eine zum Fortbewegen des Kraftfahrzeugs ausgebildete Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs bereitstellbar ist. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug somit als Elektrofahrzeug mit einem Hochvoltspeicher ausgebildet sein, also mit einem elektrischen Energiespeicher, welcher eine Nennspannung von mehr als 60 Volt und insbesondere von bis zu mehreren 100 Volt bereitzustellen imstande ist.
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Insbesondere bei einem als Elektrofahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeug kann nämlich vorgesehen sein, auf einen Mitteltunnel zu verzichten, wie er üblicherweise bei Kraftfahrzeugen vorgesehen ist, die als Antriebseinrichtung zum Fortbewegen des Kraftfahrzeugs einen Verbrennungsmotor aufweisen. Und bei einem derartigen Kraftfahrzeug ohne Mitteltunnel erweist sich das Vorsehen der Abstützeinrichtung, welche den sich in Querrichtung der Stirnwand erstreckenden Querträger mit dem weiteren Querträger verbindet, als besonders vorteilhaft.
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Der insbesondere als Hochvoltspeicher ausgebildete elektrischen Energiespeicher kann vorteilhaft unterhalb eines Bodenblechs der Fahrgastzelle angeordnet sein, welches die Fahrgastzelle unterseitig begrenzt. Die einzelnen Batteriezellen des Hochvoltspeichers sind dann vor einer Beschädigung gut geschützt, da eine Durchbiegung beziehungsweise ein Ausbeulen des Bodenblechs durch das Vorsehen der Abstützeinrichtung besonders weitgehend vermieden ist. Die Frontstruktur mit dem Stirnwandquerträger, der Abstützeinrichtung und dem weiteren Querträger im Bodenbereich der Fahrgastzelle stellt nämlich eine wirkungsvolle Lastabstützung beziehungsweise Lastverteilung im Bodenbereich sicher und vermeidet insbesondere hohe lokale Deformationen des Bodenblechs in vertikaler Richtung. Eine entsprechende Beaufschlagung der Batteriezellen des Hochvoltspeichers mit einer in der vertikalen Richtung wirkenden Belastung ist dadurch vermieden. Somit leistet die Frontstruktur einen Beitrag zum Crashschutz des Hochvoltspeichers, also zum Schutz des elektrischen Energiespeicher vor einer Beschädigung bei einem Aufprall, insbesondere bei einem frontalen Aufprall des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis.
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Die für die erfindungsgemäße Frontstruktur beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und umgekehrt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in einer schematischen Perspektivansicht und ausschnittsweise eine Frontstruktur beziehungsweise einen Frontbereich einer Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs, wobei Luftführungskanäle zwischen zwei Abstützteilen einer Abstützeinrichtung angeordnet sind;
- 2 in einer schematischen Perspektivansicht eine Variante der Frontstruktur, bei welcher durch eine Abstützeinrichtung ein Teil der Luftführungskanäle gebildet ist;
- 3 in einer Perspektivansicht die Abstützeinrichtung der Frontstruktur gemäß 2;
- 4 eine weitere Variante einer Frontstruktur, bei welcher vergleichsweise lange Bereiche oder Abschnitte der Luftführungskanäle durch eine Abstützeinrichtung gebildet sind; und
- 5 stark schematisiert ein als Elektrofahrzeug ausgebildetes Kraftfahrzeug, dessen Fahrgastzelle die Frontstruktur aufweist.
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In 1 ist in einer schematischen Perspektivansicht eine Frontstruktur 1 für eine Fahrgastzelle 2 beziehungsweise einen Fahrgastraum eines in 5 stark schematisiert dargestellten Kraftfahrzeugs 3 gezeigt. Die Frontstruktur 1 umfasst eine Stirnwand 4, welche die Fahrgastzelle 2 frontseitig begrenzt. Des Weiteren weist die Frontstruktur 1 einen Querträger 5 auf, welcher sich in Querrichtung der Stirnwand 4 erstreckt.
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In dem Kraftfahrzeug 3 ist diese Querrichtung der Stirnwand 4 parallel zur Fahrzeugquerachse y, welche ebenso wie die Fahrzeuglängsachse x und die Fahrzeughochachse z in einem etwa in 1 schematisch dargestellten Koordinatensystem angegeben ist. Im Bereich eines Bodens der Fahrgastzelle 2 erstreckt sich ein weiterer Querträger in die Querrichtung, welcher beispielsweise als Sitzquerträger 6 ausgebildet sein kann.
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Das Kraftfahrzeug 3 (vergleiche 5) ist vorzugsweise als Elektrofahrzeug ausgebildet. Dementsprechend weist das Kraftfahrzeug 3 einen elektrischen Energiespeicher 7 auf, welcher insbesondere als Hochvoltspeicher ausgebildet ist und elektrische Energie für eine Antriebseinrichtung wie etwa wenigstens einen Elektromotor 8 (vergleiche 5) bereitstellt. In 5 ist der elektrische Energiespeicher 7 von seiner Anordnung in dem Kraftfahrzeug 3 her nicht realitätsgetreu, sondern lediglich schematisch dargestellt.
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Tatsächlich ist der elektrische Energiespeicher 7 vorzugsweise im Bereich des Bodens des Kraftfahrzeugs 3 angeordnet. Insbesondere kann unterhalb eines Bodenblechs 15, welches die Fahrgastzelle 2 unterseitig begrenzt, ein Aufnahmeraum 25 für den elektrischen Energiespeicher 7 ausgebildet sein (vergleiche 2). Der wenigstens eine Elektromotor 8 ist zum Antreiben wenigstens eines Rads 9 des Kraftfahrzeugs 3 und somit zum Fortbewegen des Kraftfahrzeugs 3 ausgebildet.
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Bei einem derartigen Elektrofahrzeug kann auf einen Mitteltunnel verzichtet werden. Dann kann der Mitteltunnel jedoch nicht verwendet werden, um die Stirnwand 4 in Längsrichtung, also parallel zur Fahrzeuglängsachse x abzustützen.
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Vorliegend weist daher die Frontstruktur 1 eine Abstützeinrichtung 10 auf, welche einerseits mit dem in Richtung der Fahrzeughochachse z oberen Querträger 5 und andererseits mit dem Sitzquerträger 6 der Frontstruktur 1 verbunden ist.
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Bei der in 1 gezeigten Variante der Frontstruktur 1 umfasst diese Abstützeinrichtung 10 ein erstes Abstützteil 11 und ein zweites Abstützteil 12. Das jeweilige Abstützteil 11, 12 weist einen Flanschbereich 13, 14 auf, mit welchem das Abstützteil 11, 12 an dem Querträger 5, an der Stirnwand 4, an dem Bodenblech 15 eines Bodens der Fahrgastzelle 2 und an dem Sitzquerträger 6 anliegt.
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Während der Verlauf des Flanschbereichs 13 des ersten Abstützteils 11 von dem Querträger 5 bis zu dem Sitzquerträger 6 in 1 gut erkennbar ist, ist von dem Flanschbereich 14 des zweiten Abstützteils 12 in 1 nur ein kleiner Abschnitt sichtbar.
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Die Abstützteile 11, 12 sind nach Art von in Querrichtung eine dreieckförmige Kontur aufweisenden Profilteilen ausgebildet, wobei eine schmalseitige Wandung 16, 17 des jeweiligen Abstützteils 11, 12 von dem Querträger 5 schräg nach unten hin zu dem Sitzquerträger 6 verläuft. Der Querträger, insbesondere der Sitzquerträger 6, kann mit (in 1 nicht gezeigten) und in Querrichtung einander gegenüberliegenden Seitenschwellern des Kraftfahrzeugs 3 verbunden sein.
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Durch die Abstützeinrichtung 10 ist ein Strukturbauteil bereitgestellt, welches unter anderem die Funktion einer Längsabstützung der Stirnwand 4 übernimmt. Denn insbesondere in Richtung der Fahrzeuglängsachse x in die Frontstruktur 1 eingebrachte Kräfte können aufgrund der Verbindung des Querträgers 5 mit dem Sitzquerträger 6, welche durch die Abstützeinrichtung 10 realisiert ist, gut in den Sitzquerträger 6 eingeleitet werden.
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Dennoch beansprucht die in 1 gezeigte Abstützeinrichtung 10 nur unwesentlich mehr Bauraum als in 1 ebenfalls gezeigte Luftführungskanäle 18, von welchen der Einfachheit halber in 1 lediglich einige mit einem Bezugszeichen versehen sind. Diese Luftführungskanäle 18 dienen dem Führen von klimatisierter Luft in einen rückwärtigen Bereich der Fahrgastzelle 2. Dementsprechend können die Luftführungskanäle 18 auch als Klimakanäle bezeichnet werden.
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Üblicherweise sind derartige Luftführungskanäle 18 aus einem Kunststoff gebildet und leiten die klimatisierte Luft von einer (nicht gezeigten) Klimaanlage des Kraftfahrzeugs 3 her unter jeweiligen Frontsitzen des Kraftfahrzeugs 3 hindurch nach hinten. Des Weiteren kann über wenigstens einen mittleren Luftführungskanal 18 die Luft auch in einen in Richtung der Fahrzeugquerachse y mittleren Abschnitt des rückwärtigen Bereichs der Fahrgastzelle 2 eingebracht werden.
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Bei der in 1 gezeigten Variante der Frontstruktur 1 sind die Luftführungskanäle 18 in dem Bereich der Abstützeinrichtung 10 zwischen dem ersten Abstützteil 11 und dem zweiten Abstützteil 12 angeordnet. Anschließend verlaufen die Luftführungskanäle 18 beispielsweise oberhalb des Sitzquerträgers 6 in Richtung der Fahrzeuglängsachse x weiter nach hinten zu jeweiligen, vorliegend nicht näher erläuterten Auslässen.
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Aus 1 ist weiter ersichtlich, dass mit dem jeweiligen Abstützteil 11, 12 ein jeweiliges Stützelement 19, 20 verbunden ist. Beispielsweise ist das erste Stützelement 19 an dem ersten Abstützteil 11 festgelegt, und das zweite Stützelement 20 ist an dem zweiten Abstützteil 12 festgelegt. Diese Stützelemente 19, 20 dienen einem unterseitigen Abstützen einer (nicht gezeigten) Instrumententafel des Kraftfahrzeugs 3.
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Aufgrund der Anbindung der Stützelemente 19, 20 an einen oberen Bereich der Abstützteile 11, 12 braucht eine derartige Tragstruktur für die Instrumententafel nicht bis zu dem Boden der Fahrgastzelle 2 zu reichen. Durch die damit einhergehende vergleichsweise geringe Länge der Stützelemente 19, 20 in Richtung der Fahrzeughochachse z ist eine besonders steife und vibrationsarme Anbindung der Instrumententafel an Strukturbauteile des Kraftfahrzeugs 3 erreichbar.
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In 2 ist eine Variante der Frontstruktur 1 gezeigt, bei welcher die Abstützeinrichtung 10 oder Stützstruktur anders ausgebildet ist als bei der Variante der Frontstruktur 1 gemäß 1. Auch hier verbindet die Abstützeinrichtung 10 jedoch den Querträger 5, mittels welchem die Stirnwand 4 verstärkt ist, mit dem Sitzquerträger 6.
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Jedoch beansprucht die in 2 teilweise geschnitten dargestellte und in 3 in einer weiteren Perspektivansicht gezeigte Abstützeinrichtung 10 besonders wenig Bauraum in Querrichtung der Stirnwand 4 beziehungsweise in Richtung der Fahrzeugquerachse y. Denn bei der in 2 und 3 gezeigten Ausgestaltung der Abstützeinrichtung 10 weist die Abstützeinrichtung 10 einen ersten Abschnitt 21 und einen zweiten Abschnitt 22 auf.
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Der erste Abschnitt 21 ist mit dem Querträger 5 verbunden. Demgegenüber ist durch den zweiten Abschnitt 22 ein jeweiliger Teilbereich der Luftführungskanäle 18 gebildet. Dies ist insbesondere aus der Perspektivansicht in 3 gut ersichtlich.
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Gemäß 3 sind durch den zweiten Abschnitt 22 in Querrichtung nebeneinander angeordnete Teilbereiche jeweiliger Luftführungskanäle 18 ausgebildet, welche im Bereich des Sitzquerträgers 6 den Sitzquerträger 6 überqueren können. Es kann auch vorgesehen sein, dass in dem Sitzquerträger 6 wenigstens ein Durchlass ausgebildet ist, durch welchen die Luftführungskanäle 18 hindurchtreten beziehungsweise hindurchgeführt sind.
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Die jeweiligen Luftführungskanäle 18 weisen weitere Teilstücke 23 auf, welche in 2 schematisch und teilweise geschnitten gezeigt sind. Diese weiteren Teilstücke 23 der Luftführungskanäle 18 kommen von der Klimaanlage her und münden in die Abstützeinrichtung 10 ein. Dementsprechend weist die Abstützeinrichtung 10 jeweilige Lufteinlässe 24 auf, welche zwischen dem ersten Abschnitt 21 und dem zweiten Abschnitt 22 ausgebildet sind (vergleiche 3).
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In diese Lufteinlässe 24 können die Teilstücke 23 eingefädelt oder eingesteckt beziehungsweise aufgesteckt werden, um eine Weiterleitung der durch die Teilstücke 23 strömenden Luft in denjenigen Teilbereich des jeweiligen Luftführungskanals 18 zu erreichen, welcher durch den Abschnitt 22 der Abstützeinrichtung 10 gebildet ist.
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Aus 2 ist dieses Andocken der Teilstücke 23 an die Abstützeinrichtung 10 im Bereich der Lufteinlässe 24 beziehungsweise das fluidische Koppeln der Teilstücke 23 mit der Abstützeinrichtung 10 gut ersichtlich. Bei dieser Ausgestaltung übernehmen diejenigen Teilbereiche der Luftführungskanäle 18, welche durch den zweiten Abschnitt 22 der Abstützeinrichtung 10 gebildet sind, eine Abstützfunktion, sodass die Luftführungskanäle 18 oder Klimakanäle zumindest teilweise mittragend ausgebildet sind.
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Bei der in 2 und 3 gezeigten Variante der Abstützeinrichtung 10 ist der erste Abschnitt 21 von dem Querträger 5 hin zu dem Bodenblech 15 der Fahrgastzelle 2 schräg verlaufend ausgebildet. Durch diesen schrägen Verlauf des Abschnitts 21 der Abstützeinrichtung 10 lässt sich eine besonders gute Krafteinleitung in den Sitzquerträger 6 erreichen, mit welchem die Abstützeinrichtung 10 im Bereich des zweiten Abschnitts 22 verbunden ist.
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Aus 2 ist des Weiteren ersichtlich, dass im Bereich der Fahrgastzelle 2 unterhalb des Bodenblechs 15 der Aufnahmeraum 25 ausgebildet ist, welcher zum Unterbringen des elektrischen Energiespeichers 7 (vergleiche 5) in dem Kraftfahrzeug 3 genutzt werden kann.
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In 4 ist eine weitere Variante der Frontstruktur 1 gezeigt, bei welcher ebenfalls die Abstützeinrichtung 10 von dem in Richtung der Fahrzeughochachse z oberhalb des Sitzquerträgers angeordneten Querträger 5, welcher sich in Querrichtung der Stirnwand 4 erstreckt, bis zu dem Sitzquerträger 6 reicht.
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Jedoch sind bei dieser Ausgestaltung die Luftführungskanäle 18 in diesem Bereich zwischen dem Querträger 5 und dem Sitzquerträger 6 vollständig durch die Abstützeinrichtung 10 gebildet. Mit anderen Worten übernehmen hier die Luftführungskanäle 18 selber in dem gesamten Bereich zwischen dem Querträger 5 und dem Sitzquerträger 6 eine Abstützfunktion.
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Dementsprechend können über die in 4 gezeigten Teilbereiche der Luftführungskanäle 18 in Richtung der Fahrzeuglängsachse x und in Richtung der Fahrzeughochachse z eingebrachte Kräfte, wie sie beispielsweise bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs 3 auftreten, über die Abstützeinrichtung 10 beziehungsweise die Luftführungskanäle 18 selber in den Sitzquerträger 6 eingeleitet werden. Hierfür sind die Luftführungskanäle 18 in diesem Bereich zwischen dem Querträger 5 und dem Sitzquerträger 6 nicht wie sonst üblich aus Kunststoff gebildet, sondern aus wenigstens einem Metall, beispielsweise aus einem Stahl, oder aus einem sonstigen zum Weiterleiten von Lasten in den Sitzquerträger 6 geeigneten Material.
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Jedoch sorgt auch bei den mit Bezug auf 1 sowie 2 und 3 erläuterten Varianten der Frontstruktur 1 die Ausbildung der jeweiligen Abstützeinrichtung 10 aus einem hochfesten Material wie etwa Stahl für die Abstützung von Kräften in vertikaler Richtung, also in Richtung der Fahrzeughochachse z, und in horizontaler Richtung, also in Richtung der Fahrzeuglängsachse x.
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Bei der in 4 gezeigten Variante weisen die jeweiligen Luftführungskanäle 18 einen Zentralbereich 26 oder zentralen Abschnitt auf, in welchem die Luftführungskanäle 18 schräg ausgerichtet sind, also sich im Wesentlichen gradlinig von dem Querträger 5 nach unten und zugleich in Richtung der Fahrzeuglängsachse x nach hinten zu dem Sitzquerträger 6 erstrecken. In sich an diesen schräg verlaufenden Zentralbereich 26 anschließenden Bereichen können die jeweiligen Luftführungskanäle 18 gekrümmt ausgebildet sein, um ein besonders ungehindertes Durchströmtwerden derselben mit der Luft zu erreichen.
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Die im Bereich des Querträgers 5 in den jeweiligen Luftführungskanal 18 eintretende Luft kann dann also über einen gekrümmten beziehungsweise gebogenen Bereich in den schräg verlaufenden Zentralbereich 26 gelangen. In einem jeweiligen Auslassbereich 27, welcher sich an den jeweiligen Zentralbereich 26 anschließt, können die Luftführungskanäle 18 dann wieder im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsachse x verlaufen und den Sitzquerträger 6 überqueren.
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Bei der in 4 gezeigten Variante der Frontstruktur 1 wird somit die Luftführung durch ein Strukturbauteil in Form der Abstützeinrichtung 10 bewerkstelligt. Dadurch brauchen an dieser im Hinblick auf den Bauraum kritischen Stelle der Frontstruktur 1 nicht zusätzlich zu einer derartigen Abstützstruktur aus Kunststoff gebildete Luftführungskanäle vorgesehen zu werden.
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In (nicht gezeigten) Varianten der Frontstruktur 1 kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Abstützeinrichtung 10 von dem Querträger 5 bis zu einem im Bereich des Bodens der Fahrgastzelle 2 angeordneten Querträger reicht, welcher nicht als Sitzquerträger 6 ausgebildet ist, sondern als Strukturbauteil zum Festlegen des elektrischen Energiespeichers 7 (vergleiche 5) unterhalb des Bodenblechs 15.
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Auch auf diese Weise kann eine Abstützung oder Weiterleitung von in vertikaler Richtung, also in Richtung der Fahrzeughochachse z, und in horizontaler Richtung, also in Richtung der Fahrzeuglängsachse x, in die Frontstruktur 1 eingeleiteten Kräften mittels der Abstützeinrichtung 10 erreicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Frontstruktur
- 2
- Fahrgastzelle
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Stirnwand
- 5
- Querträger
- 6
- Sitzquerträger
- 7
- Energiespeicher
- 8
- Elektromotor
- 9
- Rad
- 10
- Abstützeinrichtung
- 11
- Abstützteil
- 12
- Abstützteil
- 13
- Flanschbereich
- 14
- Flanschbereich
- 15
- Bodenblech
- 16
- Wandung
- 17
- Wandung
- 18
- Luftführungskanal
- 19
- Stützelement
- 20
- Stützelement
- 21
- Abschnitt
- 22
- Abschnitt
- 23
- Teilstück
- 24
- Lufteinlass
- 25
- Aufnahmeraum
- 26
- Zentralbereich
- 27
- Auslassbereich
- x
- Fahrzeuglängsachse
- y
- Fahrzeugquersachse
- z
- Fahrzeughochachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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