DE4326270C2 - Kraftfahrzeug mit einer steifen Bodenstruktur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem vorderen und einem hinteren Stoßfänger, mit einer steifen Bodenstruktur, die in einer gemeinsamen Ebene mit den Stoßfängern angeordnet ist, sowie mit eine Fahrgastzelle seitlich begrenzenden Karosserie­ teilen.

Aus der DE 28 16 318 C2 sowie aus der DE 39 28 869 A1 ist es bekannt, in ein Kraftfahrzeug mit einer steifen Bodenstruktur zusätzlich auf der Höhe von Stoßfängern eines aufprallenden Fahrzeugs eine Querversteifungsstruktur im Bereich der Vorder­ sitze über die Breite des Kraftfahrzeugs anzuordnen. Diese Querversteifungsstruktur weist energieabsorbierende Aufprall­ elemente in den Seitentüren auf. Durch das Vorsehen einer Quer­ versteifungsstruktur zusätzlich zur steifen Bodengruppe wird das Gewicht des Kraftfahrzeugs erhöht.

Aus der DE 944 169 C ist ein Kraftfahrzeug mit einem vorderen und einem hinteren Stoßfänger und mit einer steifen Bodenstruk­ tur im Bereich der Fahrgastzelle bekannt, welche durch Seiten­ schweller und mehrere, sich in der mit den Stoßfängern gemein­ samen Ebene zwischen diesen Seitenschwellern erstreckende Quer­ träger gebildet ist. Dies hat jedoch den Nachteil, daß keine ausreichende Steifigkeit gegenüber Seitenaufprallbelastungen gewährleistet ist.

Aus der DE 23 40 245 B2 ist ein Kraftfahrzeug mit einem vorde­ ren und einem hinteren Stoßfänger bekannt, welches unabhängig von der Bodenstruktur energieabsorbierende Aufprallelemente über die Länge der Fahrgastzelle verteilt aufweist. Hierzu sind aufwendige Zusatzeinrichtungen nötig, die sowohl in der Her­ stellung als auch in der Montage Kosten verursachen.

Aus der DE 883 405 C ist ein Kraftfahrzeug mit einem vorderen und hinterem Stoßfänger und einer steifen Bodenstruktur bekannt, welche im Bereich der Fahrgastzelle durch Seiten­ schweller gebildet ist. Über die Länge der Fahrgastzelle ver­ teilt erstrecken sich Aufprallmittel auf der Höhe der Boden­ struktur, die zu einem Teil in den seitlichen Karosserieteilen integriert sind und zu einem anderen Teil über die Außenkontur des Fahrzeugs hinausragen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne aufwendige Zusatzeinrich­ tungen eine ausreichende Steifigkeit gegenüber Seitenaufprall­ belastungen aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die steife Bodenstruktur im Bereich der Fahrgastzelle durch Seitenschweller und mehrere, sich in der mit den Stoßfängern gemeinsamen Ebene zwischen diesen Seitenschwellern erstreckende Querträger gebildet ist, und daß mehrere energieabsorbierende Aufprallelemente über die Länge der Fahrgastzelle verteilt auf Höhe der Bodenstruktur in den seitlichen Karosserieteilen derart integriert sind, daß sie sich zwischen Innen- und Außenschale der Karosserieteile erstrecken. Dadurch daß die Bodenstruktur bereits auf Höhe der Stoßfänger angeordnet ist, wird eine zusätzliche Querverstei­ fung in diesem Bereich vermieden. Durch die Anordnung der seit­ lichen Aufprallelemente über die Länge der Fahrgastzelle ist das Kraftfahrzeug im gesamten Seitenbereich ausreichend gegen Seitenaufprallbelastungen geschützt. Dadurch, daß mehrere ener­ gieabsorbierende Aufprallelemente in den seitlichen Karosserie­ teilen derart integriert sind, daß sie sich zwischen Innen- und Außenschale der Karosserieteile erstrecken, sind keine aufwen­ digen Zusatzeinrichtungen notwendig und die Optik ist anschau­ lich gestaltet.

Die prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannten Vorteile lassen sich somit durch einen wesentlich reduzierten Aufwand und ohne größere Gewichtszunahme des Fahrzeugs erreichen. Denn als zusätzliche Elemente werden lediglich die energieabsorbie­ renden Aufprallelemente benötigt, deren Gewicht aufgrund ihrer Strukturierung relativ gering ist. Als Aufprallelemente werden nämlich Kunststoff- oder Aluminiumwaben, Kunststoffschäume, Aluminiumstrangpreßprofile oder Aluminium- oder Stahlblechele­ mente eingesetzt. Die erfindungsgemäße Maßnahme ist insbeson­ dere bei viertürigen Fahrzeugen von Vorteil, da die Fahrzeugin­ sassen sowohl im Bereich der Vordersitze als auch im Bereich der Rücksitze gegen Seitenaufprallbelastungen geschützt sind. Zudem werden durch die erfindungsgemäße Maßnahme bereits die US-amerikanischen Sicherheitsnormen erfüllt, für die bislang in den Seitentüren zusätzliche Versteifungsrohre erforderlich waren. Durch die Erfindung ist der eigentliche Fahrgastraum nach oben versetzt, da er nach oben an die Bodenstruktur anschließt.

In Ausgestaltung der Erfindung entspricht die Höhe der Auf­ prallelemente der Höhe der Bodenstruktur und ihre Breite etwa dem Abstand zwischen Außenhaut des jeweiligen seitlichen Karos­ serieteils und seitlicher Kante der Bodenstruktur. Dadurch er­ gibt sich bei einem Seitenaufprall sofort ein Kraftschluß zwi­ schen Aufprallelementen und Bodenstruktur, so daß seitliche Verformungen ohne entsprechende Aufnahme der Verformungsenergie nicht auftreten können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Aufprallele­ mente Teil der seitlichen Karosserieteile. Dadurch können die Aufprallelemente bereits im Rohbau der seitlichen Karosserie­ teile, beispielsweise der Seitentüren, vorgesehen werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Aufprallele­ mente als Montageteile ausgebildet, die in die seitlichen Karosserieteile einsetzbar sind. Bei der Ausgestaltung als Montageteile sind Struktur und Material der Aufprallelemente je nach der gewünschten Verformungskennlinie individuell wählbar.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeich­ nungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, bei dem beidseitig in den seitlichen Karosserieteilen mehrere energieabsorbierende Aufprallelemente ange­ ordnet sind, die über die Länge der Fahrgastzelle zwischen den Vorder- und Hinterrädern verteilt sind, und

Fig. 2 einen Schnitt durch die - in Fahrtrichtung gesehen - rechte Hälfte des Kraftfahrzeugs nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1.

Das Kraftfahrzeug nach den Fig. 1 und 2 stellt einen viertüri­ gen Kleinwagen dar, der insbesondere im Nahverkehr zum Einsatz kommt. Das Kraftfahrzeug weist eine steife Bodenstruktur (1) auf, die einen aus mehreren Längs- und Querträgern gebildeten Trägerrahmen darstellt. Ein Lenkrad (13) des Kraftfahrzeugs symbolisiert die normale Fahrtrichtung dieses Kraftfahrzeugs - in der Zeichenebene gesehen - von rechts nach links. Im Be­ reich der Fahrzeugfront weist die steife Bodenstruktur (1) einen sich über die Fahrzeugbreite erstreckenden Stoßfänger (2) auf, an den zwei sich parallel nach hinten erstreckende Längs­ träger (4) anschließen. Die beiden Längsträger (4) sind im Heckbereich des Fahrzeugs durch einen weiteren Stoßfänger (3) miteinander verbunden, der dem vorderen Stoßfänger (2) ent­ spricht und sich ebenfalls über die Fahrzeugbreite erstreckt.

Im Bereich einer Fahrgastzelle (16), die sich im wesentlichen über den Raum zwischen Vorderrädern (9) und Hinterrädern (10) erstreckt, weist die steife Bodenstruktur (1) weitere Verstei­ fungsträger (5, 6, 7, 8) auf. Diese Versteifungsträger (5, 6, 7, 8) sind in derselben Ebene wie auch die beiden Längsträger (4) und die Stoßfänger (2 und 3) angeordnet. Die Versteifungs­ träger (5, 6, 7, 8) werden durch einen vorderen Querträger (6), durch einen mittleren Querträger (7) und durch einen hinteren Querträger (8) gebildet, die quer zu den beiden Längsträgern (4) verlaufen und zu beiden Seiten nach außen über die beiden Längsträger (4) hinausragen. Stirnseitig schließen die drei Querträger (6, 7, 8) jeweils an einen Seitenschweller (5) an, der sich parallel zu dem zugeordneten Längsträger (4) zwischen dem jeweiligen Vorderrad (9) und dem jeweiligen Hinterrad (10) erstreckt. An die beiden Seitenschweller (5) schließen seitlich nach außen jeweils zwei hintereinander angeordnete Seitentüren (11) an. Die so gebildete steife Bodenstruktur (1) ist im Kraftfahrzeug in einer solchen Höhe relativ zu einer Fahrbahn (15) angeordnet, daß sie sich auf gleicher Höhe von Stoßfängern (14) anderer Kraftfahrzeuge befindet. Da die auf die Fahrbahn (15) bezogene Höhenanordnung von Stoßfängern normiert ist, ergibt sich auch für die Lage der steifen Bodenstruktur (1) relativ zur Fahrbahn (15) eine definierte Position. Die Boden­ struktur (1) bildet auch den Boden der Fahrgastzelle (16), so daß die Fahrzeugsitze oberhalb der Bodenstruktur (1) angeordnet sind.

Auf Höhe der steifen Bodenstruktur (1) und damit auf Höhe jedes Seitenschwellers (5) sind auf jeder Seite des Kraftfahrzeugs je vier energieabsorbierende Aufprallelemente (12a, 12b, 12c und 12d) angeordnet. Die Aufprallelemente (12a bis 12d) sind beim Ausführungsbeispiel in den vorderen und hinteren Seitentüren (11) verteilt. Dabei sind die Aufprallelemente (12a, 12b) in den vorderen Seitentüren (11) angeordnet, die Aufprallelemente (12c und 12d) hingegen in den hinteren Seitentüren. Beim Aus­ führungsbeispiel sind die Aufprallelemente (12a bis 12d) wür­ fel- und quaderförmig ausgebildet und aus einem Kunststoff­ schaum mit energieabsorbierenden Eigenschaften hergestellt. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung sind die Aufprallele­ mente aus wabenartigen Kunststoff- oder Aluminiumteilen, aus Aluminiumstrangpreßprofilen, oder aus Aluminium- oder Stahl­ blechelementen hergestellt. Die Aufprallelemente (12a bis 12d) erstrecken sich jeweils über die gesamte Tiefe der Seitentüren (11). Sie schließen daher einerseits bündig mit der Außenhaut (17) jeder Seitentür (11) und andererseits nach innen bündig mit dem jeweiligen Seitenschweller (5) ab. Bei einer nicht dar­ gestellten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich ledig­ lich ein energieabsorbierendes Aufprallelement über die gesamte Länge jedes Seitenschwellers (5) und ist in einem karosserie­ festen seitlichen Karosserieteil angeordnet. Bei dieser Aus­ führung schließen die Seitentüren oberhalb des Aufprallele­ mentes an.

Bei einem Seitenaufprall eines anderen Kraftfahrzeuges, der eine Aufprallbelastung auf Höhe seines Stoßfängers (14) einlei­ tet, wird durch die Aufprallelemente (12a bis 12d) sofort nach dem Aufprall Verformungsenergie abgebaut. Die Aufprallelemente (12a bis 12d) haben daher die Funktion eines Stützkernes zwi­ schen der Außenschale (17) und einer Innenschale der Seiten­ türen (11) und damit der Seitenschweller (5). Somit ergibt sich ein direkter Kraftfluß sofort nach Einleitung der Aufprallbe­ lastung. Anhand Material und Aufbau der Aufprallelemente kann die Verformungskennlinie so gewählt werden, daß sich bezüglich des Verletzungsrisikos von Fahrzeuginsassen eine geeignete Ver­ knüpfung von vertretbarer Verformungstiefe und Kontaktgeschwin­ digkeit der Fahrzeuginsassen ergibt.

Claims (5)

1. Kraftfahrzeug mit einem vorderen und einem hinteren Stoßfänger, mit einer steifen Bodenstruktur, die in einer ge­ meinsamen Ebene mit den Stoßfängern angeordnet ist, sowie mit eine Fahrgastzelle seitlich begrenzenden Karosserieteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die steife Bodenstruktur (1) im Bereich der Fahrgastzelle (16) durch Seitenschweller (5) und mehrere, sich in der mit den Stoßfängern gemeinsamen Ebene zwischen diesen Seitenschwellern (5) erstreckende Querträger (6, 7, 8) gebildet ist, und dass mehrere energieabsorbierende Aufprallelemente (12a, 12b, 12c, 12d) über die Länge der Fahrgastzelle (16) verteilt auf Höhe der Bodenstruktur (1) in den seitlichen Karosserieteilen (11) derart integriert sind, dass sie sich zwischen Innen- und Au­ ßenschale der Karosserieteile (11) erstrecken.

2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallelemente (12a, 12b, 12c, 12d) in den seitlichen Karosserieteilen (11) über eine Länge zwischen den Vorderrädern (9) und den Hinterrädern (10) verteilt sind.

3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Aufprallelemente (12a, 12b, 12c, 12d) der Höhe der Bodenstruktur (1) und ihre Breite etwa dem Abstand zwischen Außenhaut (17) des jeweiligen seitlichen Karosserieteils (11) und seitlicher Kante der Bodenstruktur (1) entsprechen.

4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallelemente Teil der seitlichen Karosserieteile (11) sind.

5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallelemente (12a, 12b, 12c, 12d) als Montageteile ausgebildet sind, die in die seitlichen Karosserieteile (11) einsetzbar sind.