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Die Erfindung betrifft eine Karosserietragstruktur
für einen
Personenkraftwagen nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche 1 bzw.
4.
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Aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 296 19 133 U1 ist
bereits eine derartige Karosserietragstruktur als bekannt zu entnehmen,
welche einen zwischen zwei A-Säulen
festgelegten Karosseriequerträger
umfasst. An diesem Querträger
ist ein Befestigungselement in Form einer von dem Karosseriequerträger abragende
mehrschenklige Strebenanordnung angeordnet, die einen vom Karosseriequerträger beabstandeten,
parallel zum Karosserieboden verlaufenden Anbindungsabschnitt für Funktionseinheiten
wie beispielsweise die Lenkeinheit, einer Klimaanlage oder ein Airbagmodul
umfasst.
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In einer Ausführungsform sind dabei der eine Schenkel
der Strebenanordnung kraftübertragend mit
dem Karosseriequerträger
und der weitere Schenkel mit der Karosserietragstruktur verbunden. In
einer anderen Ausführungsform
sind zwei Schenkel der Strebenanordnung kraftübertragend mit dem Karosseriequerträger verbunden.
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Aus der Patentschrift
DE 195 47 858 C1 ist ebenfalls
eine Karosserietragstruktur als bekannt zu entnehmen, welche einen
zwischen zwei A-Säulen festgelegten
Karosseriequerträger
aufweist. An dem Querträger
ist eine mehrschenklige Strebenanordnung angeordnet, die einen vom
Karosseriequerträger
beabstandeten, parallel zum Karosserieboden verlaufenden Anbindungsabschnitt
für eine
Mittelkonsole umfasst.
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Zwei Säulen der Strebenanordnung sind
dabei mit jeweils einem Schenkel an dem Karosseriequerträger und
mit dem jeweils anderen Schenkel an der Karosserietragstruktur festgelegt.
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Aus der Patentschrift
DE 34 19 002 C2 ist eine selbsttragende
Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Querträger unterhalb der Windschutzscheibe bekannt,
der sich zwischen den A-Säulen
erstreckt. Zur Abstützung
des Querträgers
an einem Mitteltunnel sind zwei V-förmig zueinander verlaufende
Rohrstreben vorgesehen, die in etwa spiegelbildlich zur Mittellängsebene
der Kraftfahrzeugkarosserie zwischen dem Querträger und dem Mitteltunnel festgelegt
sind. In einem mittleren Bereich sind die beiden Rohrstreben durch
eine sich in der Karosseriequerrichtung erstreckende zusätzliche
Strebe verbunden.
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Aus der Patentschrift
DE 44 10 082 C2 ist eine
Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Windschutzscheibenquerträger und
einem unterhalb diesem angeordneten Querträger zur Anbindung einer Lenksäule bekannt.
Der Querträger
ist zwischen die A-Säulen
des Kraftfahrzeuges eingepaßt
und mit diesen verbunden. Er ist über einen Halter an dem Windschutzscheibenquerträger und über eine
Stütze an
einer Bodengruppe oder einem Mitteltunnel der Kraftfahrzeugkarosserie
festgelegt.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 195 27 627 A1 ist
ein Cockpit eines Lastkraftwagens mit einem Sicherheitsträger bekannt,
der sich zwischen den A-Säulen
des Cockpits erstreckt und mit diesen verbunden ist. Der Sicherheitsträger besteht
aus einem vorderen äußeren Querträger und
einem hinteren inneren Querträger,
die über
mehrere in etwa horizontal angeordnete Streben miteinander verbunden
bzw. gegeneinander abgestützt
sind.
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Aus der Patentschrift
DE 195 13 510 C1 ist eine
Kraftfahrzeugkarosserie mit einem zwischen den A-Säulen der
Karosserie festgelegten Windschutzscheibenquerträger bekannt. An dem Windschutzscheibenquerträger ist über eine
als tragende, hutzenförmige
Schale gestaltete Verbindungsstrebe ein Hilfsquerträger befestigt,
der zur Aufhängung
einer Lenksäule
und als Träger
einer Instrumententafel dient. Der Hilfsquerträger ist zusätzlich über eine vertikal ausgerichtete,
stabförmige
Strebe am Karosserieboden abgestützt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, im
Bereich der Fahrer und/oder Beifahrerseite der Karosserietragstruktur
der eingangs genannten Art unter Beibehaltung der Möglichkeit
zum Toleranzausgleich eine schwingungsoptimierte Befestigungsmöglichkeit
für Funktionseinheiten
zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Karosserietragstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw.
4 gelöst.
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Bei der Karosserietragstruktur gemäß Anspruch
1 ist das Befestigungselement als etwa Z-förmige Strebenanordnung mit
einem an dem Karosseriequerträger
und einem an einem Mitteltunnel oder dem Karosserieboden angeordneten
Anbindungspunkt ausgeführt.
Ein derartiges Befestigungselement ist sowohl in Karosseriequerrichtung
als auch in Karosserielängsrichtung
hinreichend steif. Sein mittlerer Schenkel ist als Anbindungsabschnitt
ausführbar
und im Hinblick auf eine entsprechende Anbindung von Funktionseinheiten
ausrichtbar.
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In weiterer Ausgestaltung ist das
Befestigungselement als dreischenklige Strebenanordnung mit dem
von dem Karosseriequerträger
beabstandeten Anbindungsabschnitt gestaltet und an zwei voneinander
beabstandeten Anbindungspunkten mit dem Karosseriequerträger sowie
an einem Anbindungspunkt mit dem Karosserieboden verbunden. Ein
derartiges Befestigungselement stellt eine besonders steife Struktur
zur Anbindung von Hilfsaggregaten, Hilfsquerträgern, einer Lenksäulenanordnung
oder einer Pedalanordnung dar. Vorzugsweise ist der Anbindungspunkt
des Befestigungselementes an den Karosserieboden im Bereich eines
Mitteltunnels vorgesehen.
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In weiterer Ausgestaltung ist ein
Befestigungselement auf der Fahrerseite der Karosserietragstruktur
angeordnet, und zwischen dem Karosseriequerträger und dem Anbindungsabschnitt
des Befestigungselementes ist eine Lenksäulenanordnung hindurchgeführt und
an dem Anbindungsabschnitt gelagert. Eine derartige Anordnung weist
eine besonders geringe Neigung zu Vibrationen auf, da einerseits über die
in Karosserielängsrichtung
steife Lenksäulenanordnung
und andererseits über
das in Karosseriequerrichtung steife Befestigungselement eine starre
Anordnung ermöglicht
wird.
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Bei der Karosserietragstruktur gemäß Anspruch
4 ist ein Befestigungselement auf der Fahrerseite und ein Befestigungselement
auf der Beifahrerseite der Karosserietragstruktur angeordnet, die
Anbindungsabschnitte aufweisen, die durch einen Hilfsquerträger miteinander
verbunden sind. Ein gerader Hilfsquerträger läßt sich somit über zwei
linienförmige
Anbindungsbereiche zuverlässig
an den Befestigungselementen festlegen. Bei entsprechender Gestaltung
der Befestigungselemente ist der Hilfsquerträger unabhängig von dem Karosseriequerträger exakt
in Karosseriequerrichtung ausrichtbar.
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In weiterer Ausgestaltung hierzu
ist der Hilfsquerträger
mit einem geringen Abstand, insbesondere einem Abstand von ca. 5
bis 20 mm, zu den A-Säulen
positioniert. Dadurch ist sichergestellt, daß der Hilfsquerträger unabhängig von
Herstellungstoleranzen ohne weiteres zwischen diese A-Säulen einsetzbar
ist.
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In weiterer Ausgestaltung hierzu
ist zwischen den Befestigungselementen ein Heizungs- oder Klimaanlagenaggregat
an dem Hilfsquerträger
festgelegt. Dabei sind die Befestigungselemente vorzugsweise symmetrisch
bezüglich
der Längsmittelebene der
Karosserietragstruktur an den Karosseriequerträger angeordnet.
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Weitere Vorteile und Merkmale der
Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnungen dargestellt sind.
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1 zeigt
in einer schematisch dargestellten Ansicht in Karosserielängsrichtung
ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Karosserietragstruktur,
bei der an einem Karosseriequerträger zwischen zwei A-Säulen zwei
Befestigungselemente angeordnet sind, und
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2 in
einer schematisch dargestellten Ansicht ein zweites Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Karosserietragstruktur,
bei der ein Hilfsquerträger über zwei
Befestigungselemente mit einem Karosseriequerträger verbunden ist.
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In 1 ist
der Frontbereich einer eine Fahrgastzelle bildenden Karosserietragstruktur 1 eines Personenkraftwagens
dargestellt. Die Karosserietragstruktur umfaßt in einem Bereich zwischen
zwei A-Säulen 2, 3 einen
Karosseriequerträger 4 unterhalb
einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges, an dem zwei Befestigungselemente 5, 6 angeordnet sind.
Die als Strebenanordnungen gestalteten Befestigungselemente 5, 6 sind
jeweils als zweischenklige, in etwa U-förmige Strebenanordnung gestaltet
und jeweils an zwei voneinander beabstandeten Anbindungspunkten 5b, 5c; 6b, 6c mittels
der Stirnenden der beiden Schenkel fest mit dem Karosseriequerträger 4 verbunden.
Ein zwischen den Schenkeln liegender, mittlerer Grundabschnitt des
jeweiligen Befestigungselementes 5, 6 verläuft in etwa
parallel zu einem Karosserieboden 7 und ist jeweils als
Anbindungsabschnitt 5a, 6a für Funktionseinheiten innerhalb
des Kraftfahrzeuges gestaltet. Die Befestigungselemente 5, 6 sind
vorzugsweise aus einem Stahl- oder Leichtmetallhohl- oder -vollprofil
hergestellt und weisen insbesondere wegen der festen Anbindung an
den Karosseriequerträger 4 eine
hohe Steifigkeit in der Karosseriequerrichtung auf. An dem Anbindungsabschnitt 5a des
auf der Fahrerseite der Karosserietragstruktur 1 angeordneten
Befestigungselementes 5 ist eine Lenksäulenanordnung 8 abgestützt und
fixiert, die sich zwischen dem Anbindungsabschnitt 5a und
dem Karosseriequerträger 4 hindurch
erstreckt. An dem von dem mittleren Grundabschnitt in Form einer
Strebe des beifahrerseitig angeordneten Befestigungselementes 6 gebildeten
Anbindungsabschnitt 6a ist ein Beifahrer-Airbagmodul 9 festgelegt,
das zwischen dem Anbindungsabschnitt 6a und dem Karosseriequerträger 4 positioniert
ist.
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Die zuvor beschriebene Anordnung
jeweils eines als zweischenklige Strebenanordnung ausgeführten Befestigungselementes
auf der Fahrer- und auf der Beifahrerseite des Kraftfahrzeuges ermöglicht eine
insbesondere in Karosseriequerrichtung vibrationsarme Aufhängung der
Lenksäulenanordnung 8 auf
der Fahrerseite und des Beifahrer-Airbagmoduls 9 auf der
Beifahrerseite. Durch eine weitere, nicht dargestellte karosseriefeste
Fixierung der Lenksäulenanordnung 8 wird
diese auch in Karosserielängsrichtung
schwingungsarm festgelegt. An den Befestigungselementen 5, 6 und/oder
weiteren Befestigungselementen können
weitere Aggregate, wie eine Pedalanorndung, eine Heizung oder eine
Klimaanlage fixiert sein.
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In einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist
ein einzelnes Befestigungselement 5 auf der Fahrerseite
an dem Karosseriequerträger 4 befestigt.
In einer weiteren Modifizierung ist dieses Befestigungelement als
von dem Karosseriequerträger 4 abragende
zweischenklige Strebenanordnung mit V-förmiger Gestalt ausgeführt. Ein
derartiges Befestigungselement weist ebenfalls zwei voneinander
in Karosseriequerrichtung beabstandete Anbindungspunkte an den Karosseriequerträger 4 auf,
so daß es
ebenfalls eine in Karosseriequerrichtung schwingungsarme Aufhängung für eine Funktionseinheit,
beispielsweise die Lenksäulenanordnung 8,
bilden kann.
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In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel
ist das Befestigungselement 6 als zweischenklige Strebenanordnung
mit L-Form gestaltet,
die einen ersten Anbindungspunkt an den Karossriequerträger und
einen zweiten Anbindungspunkt an einen Mitteltunnel 7a des
Karosseriebodens 7 aufweist.
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In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel
ist das Befestigungselement 5' als dreischenklige Strebenanordnung
mit zwei über
jeweils einen Schenkelgestalteten Anbindungspunkten 5b und 5c an
dem Karosseriequerträger 4 sowie
einem über
einen weiteren Schenkel gestalteten Anbindungspunkt 5d an
dem Mitteltunnel 7a ausgeführt. Es weist genau wie das
Befestigungselement 5 einen wenigstens näherungsweise
parallel zum Karossieboden 7 verlaufenden Anbindungsabschnitt 5a auf, an
dem die Lenksäulenanordnung 8 abgestützt und fixiert
ist.
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In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel
ist ein Befestigungselement 5" vorgesehen, das als zweischenklige
Strebenanordnung mit einer in etwa Z-förmigen Gestalt ausgeführt ist. Es
weist einen Anbindungspunkt 5b an dem Karosseriequerträger 4 und
einen Anbindungspunkt 5d an dem Mitteltunnel 7a auf.
Seine wenigstens näherungsweise
parallel zum Karosserieboden verlaufende, als Grundabschnitt dienende
mittlere Strebe ist wiederum als Anbindungsabschnitt 5a für die Lenksäulenanordnung 8 ausgeführt.
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In 2 ist
eine Karosserietragstruktur 10 eines Kraftfahrzeuges mit
einem Karosseriequerträger 4 zwischen
den A-Säulen 2, 3 dargestellt,
an denen wie bei der Karosserietragstruktur 1 gemäß 1 zwei U-förmige Befestigungselemente 5, 6 angeordnet
sind. Die Befestigungselemente 5, 6 ragen nach unten
von dem Karosseriequerträger 4 ab
und befinden sich näherungsweise
in einer Ebene mit den A-Säulen 2, 3.
Die Befestigungselemente 5, 6 sind jeweils als
zweischenklige Strebenanordnung ausgeführt, wobei die jeweils mittlere
Strebe 5a, 6a als Grund- oder Anbindungsabschnitt
parallel zum Karosserieboden 7 in Karosseriequerrichtung
verläuft. Beide
Anbindungsabschnitte 5a, 6a liegen in etwa auf
einer Linie, so daß ein
Hilfsquerträger 11 über linienförmige Anbindungen
an den Befestigungselementen 5, 6 fixiert sein
kann. Der Hilfsquerträger 11 erstreckt
sich zwischen den A-Säulen 2, 3 nahezu über die
gesamte Breite der Karosserietragstruktur 10, wobei Zwischenräume zwischen
den Stirnseiten des Hilfsquerträgers
und den A-Säulen
von bis zu 20 mm vorgesehen sind. Damit ist ein ausreichendes Spiel
zum Einbau des Hilfsquerträgers 11 in
die Karosserietragstruktur 10 gegeben, das eine Abweichung
der A-Säulen
von ihrer jeweiligen Sollposition gemäß maximaler Rohbautoleranzen
zuläßt, ohne daß Probleme
beim Einbau des Hilfsquerträgers 11 auftreten.
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Der Hilfsquerträger dient zum einen als Träger für eine Funktionseinheit
in Form einer Heizungs- und Klimaanlage 12, die mittig
oberhalb des Mitteltunnels 7a an dem Hilfsquerträger fixiert
ist, und zum anderen als Querverstrebung im Fall eines Seitenaufpralls
auf die Karosserietragstruktur 10 im Bereich der A-Säulen 2, 3.
Der Hilfsquerträger 11 dient
ferner zur Befestigung von Instrumententafelbauteilen.
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Der Hilfsquerträger 11 läßt sich
mitsamt den daran befestigten Bauelementen gesondert vormontieren
und anschließend
besonders einfach an den Anbindungsabschnitten 5a, 6a der
Befestigungselemente 5, 6 fixieren, so daß die Herstellung
der Karosserietragstruktur 10 besonders einfach und kostengünstig ist.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Karosserietragstruktur
gemäß 2 lassen sich die im Zusammenhang
mit der Karosserietragstruktur 1 gemäß 1 aufgezeigten Modifikationen bei den
Befestigungelementen 5, 6 vorsehen. Darüber hinaus
können
auch mehr als zwei Befestigungselemente, die gegebenenfalls auch
in unterschiedliche Richtungen von dem Karosseriequerträger 4 abragen,
vorgesehen sein.
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Bei einem gekrümmten oder nicht genau in Karosseriequerrichtung
orientierten Karosseriequerträger 4 können die
daran befestigten Befestigungselemente dennoch so gestaltet sein,
daß ihre
Anbindungsabschnitte auf einer Linie in Karosseriequerrichtung liegen.