Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorbaustruktur für eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs mit Front-Längsträgern und Vorderachs-Integralträgern bzw. Fahrscheinein im Bereich des Motorraums des Fahrzeugs gemäß den im Oberbegriff des An¬ spruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorbaustruktur für Kraftfahrzeuge, welche hinsichtlich einer frontalen Kollision dahingehend optimiert ist, dass die innere Sicherheit der In¬ sassen weiter verbessert ist. Bei einem Frontal-Crash von Fahrzeugen besteht eine erhöhte Gefahr für die Insassen in einer Fahrgastzelle des Fahrzeuges, wenn Bereiche oder Bau¬ teile des vorderen Motorraums in die Fahrgastzelle eindringen bzw. diese stark verformen. Aus diesem Grund sind bekannter¬ maßen im Motorbereich der frontalen Karosserie Front- Längsträger vorgesehen, die zur Aufnahme und gegebenenfalls Ableitung von Kräften aufgrund der Kollision geeignet sind. Die Front-Längsträger sind hierbei derart mit der bodenseiti- gen Karosserie und deren Versteifungs-Trägern verbunden, dass auf sie wirkende frontale Kräfte unterhalb der Fahrgastzelle nach hinten hin abgeleitet werden. Für andere Elemente und Bauteile, die im Motorbereich an die Rohbau-Karosserie ange¬ fügt werden, besteht jedoch weiterhin eine Gefahr, dass diese bei einer starken Frontal-Kollision in die Fahrgastzelle durch die vordere Stirnwand der selbigen eindringen können. Dies kann zu erheblichen Verletzungen der Insassen führen.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE-Ul-81 34 227.6 ist eine Frontgruppe für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welcher zu¬ sätzlich zu den Längsseitenträgern im Motorraumbereich ein von unten her lösbar montierbarer Teilrahmen vorgesehen ist. Dieser im Wesentlichen H-förmige bodenseitige Teilrahrnen dient der Befestigung des Antriebsaggregats und weist an sei¬ nen Befestigungs- bzw. Verschraubungs-Stellen Anschlagflächen auf, die in einem vorbestimmten Abstand zu Anschlagflächen an den Längsträgern montiert sind. Der Teilrahmen nimmt so zu¬ sätzlich zu den Längsträgern bei einer Frontalkollision Kräf¬ te mit auf, sodass die eigentlichen Längsträger weniger ver¬ formungsstabil ausgebildet sein müssen und/oder die Be¬ festigungsbolzen des Teilrahmens geringer dimensioniert wer¬ den können. Während hier die Verformung im Front-Bereich durch Teilnahme des Motorträger-Teilrahmens optimiert ist, ist das andere, oben angegebene Problem eines Eindringens insbesondere der Fahrschemel der Vorderachsen in die Fahr¬ gastzelle hier nicht gelöst. Außerdem sind die Abstützflächen hier als L-fÖrmige Blechabschnitte an die Träger angefügt, die sich leicht bei starker Krafteinwirkung selbst verformen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine kollisionsoptimierte Vorbaustruktur für eine Kraftfahrzeug-Karosserie bereitzustellen, bei welcher effek¬ tiv ein mögliches Eindringen von zusätzlich montierten Integ¬ ralträgern der Vorderachse vermieden wird.

Diese Aufgabe wird mit der Vorbaustruktur mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. 005/004941

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Vorbaustruktur für eine Kraftfahrzeug-Karosserie mindestens zwei Front- Längsträger im Bereich des Motorraums zur Aufnahme und Ablei¬ tung von Kräften im Falle einer Frontalkollision sowie einen Vorderachs-Integralträger für die Vorderachsen auf. Die Vor- derachs-Integralträger oder Fahrschemel sind vorzugsweise durch Verschraubungen an der Vorbaustruktur montiert. Die er¬ findungsgemäße Vorbaustruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass die Front-Längsträger mit als Kollisions-Gegenlager wir¬ kenden, vorragenden Konsolen versehen sind, welche in einem vordefinierten Abstand zu den Vorderachs-Integralträgern oder Fahrschemel derart angeordnet sind, dass die Vorderachs- Integralträger oder Fahrschemel bei einer Frontalkollision des Fahrzeuges mit einer gegenüberliegenden Abstützfläche der Vorderachs-Integralträger oder Fahrschemel zu deren Abstüt¬ zung mit den Konsolen formschlüssig in Eingriff gelangen kön¬ nen. Unter Konsole wird vorliegend ein vorragender Abschnitt oder ein vorragendes Bauteil verstanden, welches im Verhält¬ nis zu den Front-Längsträgern mindestens eine vorragende Ab¬ stützfläche aufweist. Die Vorderachs-Integralträger oder Fahrschemel sind im Verhältnis zu den mit einer Abstützfläche versehenen Konsolen am Front-Längsträger derart angeordnet, dass sie normalerweise (im nicht verformten Zustand) in einem vordefinierten Abstand zu den Abstützflächen an den Konsolen der Längsträger positioniert sind. Lediglich bei einer Fron¬ talkollision und Verformung bis in den Bereich der Vorde¬ rachs-Integralträger oder Fahrschemel hinein wird dieser vor¬ bestimmte Abstand aufgebraucht, sodass die Vorderachs- Integralträger oder Fahrschemel formschlüssig an den vorra¬ genden Konsolen der den Motorraumbereich versteifenden Front- Längsträger in Anlage gelangen. Auf diese Weise wird ein Ein¬ dringen der Vorderachs-Integralträger oder Fahrschemel in die Fahrgastzelle wirksam vermieden. Die formschlüssige Anlage der Integralträger an der Abstützfläche der Längsträger lei¬ tet die Kollisionskräfte in die Längsträger ein und über die¬ se ab. Ein zusätzlicher Kraftfluss wird über die Vorderachs¬ integralträger oder Fahrschemel in die Längsträger aufgebaut, sodass die als separat montierten Integralträger auch an der Versteifung des vorderen Motorraums teilhaben und nicht selbst zu einer Gefahr für die Insassen des Fahrzeugs werden können. Insbesondere der Fußraum in der Fahrgastzelle für die Frontpassagiere ist dadurch zusätzlich vor hier möglicherwei¬ se eintauchenden Bauteilen geschützt. Die Vorderachs¬ integralträger bzw. -Fahrschemel erhalten einen rammbockarti- gen Gegenhalt durch die vorragenden Abstütz-Konsolen an den Längsträgern zusätzlich zu deren Verschraubung. Die gegenü¬ berliegenden Abstützflächen des Integralträgers und an der Konsole der Längsträger sind vorzugsweise im Wesentlichen in ihrer Flächenausdehnung gleich. Die Form der Abstützfläche an der Konsole entspricht im Wesentlichen derjenigen der Vorde- rachs-Integralträger, so dass eine möglichst großflächige An¬ lage im Kollisionsfall und damit eine gute Abstützung gewähr¬ leistet ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Konsolen mit den Abstützflächen der Längsträger im in Fahrt¬ richtung rückseitigen Bereich der Vorderachs-Integralträger als stufenförmig vorragende Abschnitte der Front-Längsträger selbst gebildet. Durch diese integrale Ausgestaltung von vor¬ ragenden Konsolen mit Abstützflächen an den Längsträgern ist die maximale Kraftaufnahme ohne Verformung erhöht, da die Stufenform als vorragender Körper selbst eine erhöhte Stei¬ figkeit aufweist. Im Vergleich zu blechförmig vorragenden Ab¬ schnitten ist daher die Stärke der maximalen Kraftaufnahme hierdurch erhöht. Die Realisierung der stufenförmig vorragen¬ den Konsole als Teil der Front-Längsträger kann einstückig mit diesen oder als angeschweißtes Element realisiert werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die vorragenden Konsolen der Front-Längsträger jeweils mit einer im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten stirnseitigen Abstützfläche verse¬ hen. Die Wirkung der frontalen Kollisionskräfte und damit der Bewegungskräfte von den Vorderachs-Integralträgern oder Fahr¬ schemel ist im Wesentlichen längs des Fahrzeugs gerichtet, sodass eine quer dazu ausgerichtete Abstützfläche einen opti¬ malen Gegenhalt für ein Verhindern eines Eindringens der Bau¬ teile in die Fahrgastzelle bietet. Die stirnseitige Abstütz¬ fläche kann vorzugsweise in einem nach unten gekröpften Be¬ reich der Front-Längsträger ausgebildet sein, sodass die Ab¬ leitung von Kollisionskräften, die auf die Abstützfläche auf¬ treffen, durch rückseitige Längsabschnitte des Front- Längsträgers optimal aufgenommen werden kann.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Vorderachs-Integralträger mit einer stirnseitigen Kollisions-Abstützflache an ihrem rückwärtigen Ende versehen. Die Kollisions-Abstützflache der Integralträger ist vorzugs¬ weise entsprechend der gegenüberliegenden Abstützfläche der Konsolen der Längsträger geformt. Die Größe und Abmessungen der jeweiligen Abstützflächen können aufeinander abgestimmt sein. Auf diese Weise ist der vorbestimmte Abstand zwischen den Abstützflächen gleichförmig. Das Vorsehen der Abstützflä¬ che an der rückwärtigen Stirnseite des Vorderachs¬ integralträgers oder Fahrschemel hat außerdem den Vorteil, dass die gesamte kinetische Energie des Vorderachs¬ integralträgers frontal direkt aufgefangen wird und im We¬ sentlichen keine Querkräfte dabei entstehen. Außerdem wird hierdurch eine mögliche Verformung von vorragenden Blechab¬ schnitten, die zur Abstützung vorgesehen sein können vermie- den, so dass die Wirksamkeit der Verhinderung eines Eindrin¬ gens der Integralträger in den Fußraum erhöht ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Abstützkonsolen der Längsträger in einem Bereich un¬ terhalb einer frontalen Stirnwand der Fahrgastzelle des Fahr¬ zeuges, insbesondere auf Höhe von bodenseitigen Seiten- Längsträger bzw. Türschwellen-Trägern, vorgesehen. Auf diese Art und Weise wird ein Kraftfluss unterhalb der Fahrgastzelle realisiert, sodass bei einem sehr starken Frontal-Crash den¬ noch die Verformung in einem Bereich unterhalb der Fahrgast¬ zelle liegt - außerhalb des verletzungskritischen Fußraums der Insassen. Das Eindringen in die Fahrgastzelle wird somit jederzeit vermieden. Die Anordnung der Konsole auf Höhe von bodenseitigen Seiten-Längsträgern der Fahrzeug-Karosserie hat den Vorteil, dass durch diese eine zusätzliche rückwärtige Versteifung gegeben ist. Dadurch wird das Risiko einer Ver¬ formung der Fahrgastzelle weiter verringert.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Konsolen integral mit den Front-Längsträgern rohbau¬ fest ausgebildet. Die integrale Ausbildung kann durch Ver¬ schweißen oder durch Biege- und Umformoperationen beim Her¬ stellen der Längsträger selbst hergestellt werden. Alternativ hierzu können die Konsolen auch als tiefgezogene und/oder ge¬ bogene, mehrdimensionale Strukturblechteile geformt sein und an den Front-Längsträgern durch Schweißen oder durch jedes andere, dem Fachmann bekannte Füge-Mittel angefügt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Konsolen mit den Front-Längsträgern formintegrierend verschweißt. Formintegrieren bedeutet vorliegend, dass die O- berflächen-Übergänge zwischen der Konsole und dem Front- Längsträger flächig und fließend sind - entsprechend der Form der Längsträger - und die Konsole somit nicht außen aufge¬ setzt ist, sondern formentsprechend integriert ist. Hierdurch ist die gezielte Krafteinleitung bei einer Abstützung an der Abstützfläche in die Längsträger weiter verbessert.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind der nachfol¬ genden, detaillierten Beschreibung zu entnehmen, in welcher die Erfindung mehr im Detail in Bezug auf das in der beige¬ fügten Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschrieben wird.

In Fig. 1 ist in einer Perspektivansicht schematisch ein Aus¬ führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorbaustruktur aus¬ schnittsweise dargestellt.

Die Vorbaustruktur (nur einseitig in Fig. 1 gezeigt, jedoch beidseitig jeweils im Bereich der Vorderachsen entsprechend vorgesehen) weist seitlich im Motorbereich angeordnete Längs¬ träger 1 auf, die sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Vorbaus im Motorbereich erstrecken. Die Längsträger 1 sind beispielsweise als Hohlprofil-Träger ausgebildet und dienen der Versteifung der Karosserie und zur Aufnahme und Ableitung von frontalen Kollisionskräften, die über einen Stoßfänger (nicht dargestellt) nicht abgefangen werden kön¬ nen. Die Längsträger 1 sind bei diesem Ausführungsbeispiel im rückwärtigen Bereich leicht nach unten hin abgekröpft, das heißt nach unten gebogen. Die Längsträger 1 sind gemäß der vorliegenden Erfindung jeweils mit einer Abstützkonsole 3 versehen, die mit einer Kollisions-Abstützfläche 4 versehen ist. Die Abstützkonsole 3 ist beispielsweise an dem Längsträ¬ ger 1 angeschweißt und stellt sich in diesem Beispiel als ein stufenförmiges Struktur-Blechteil dar. Der stufenförmig nach unten vorragende Abschnitt 5 der Konsole 3 bildet eine im We¬ sentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Fahrzeugs gerich- tete Abstützfläche 4 aus, die gegenüberliegend einer Kollisi- ons-Abstützfläche 6 eines Vorderachs-Integralträgers 2 oder Fahrschemel vorgesehen ist. Der Integralträger 2 oder Fahr¬ schemel dient dem Montieren der Vorderachsen der Vorderräder des Fahrzeuges (nicht dargestellt) und ist selbst als ein zu¬ sätzliches Bauteil an der Rohbau-Karosserie des Fahrzeuges angefügt. Aus diesem Grunde stellt der Vorderachs-Träger 2 im Falle einer Kollision ein Bauteil dar, das die Gefahr mit sich bringt, in das Innere der Fahrgastzelle der Karosserie eindringen zu können, und somit zu Verletzungen von Insassen führen könnte. Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß eine rückwärtige Stirnfläche des Integralträgers 2 als Kollisions- Abstützfläche 6 ausgebildet, die in einem Abstand k gegenü¬ berliegend der Abstützfläche 4 der Konsole 3 angeordnet ist. Der Abstand k, der im nicht verformten Zustand vor einer Kol¬ lision zwischen dem Vorderachs-Integralträger 2 und dem Längsträger 1 vorhanden ist, liegt vorzugsweise zwischen min¬ destens 5 mm und maximal 8 mm. Auf diese Weise ist der Vorde¬ rachs-Integralträger 2 im Normalzustand ausreichend von dem Längsträger 1 beabstandet, sodass Schwingungen nicht auf die gesamte Karosserie übertragen werden. Der Vorderachs- Integralträger 2 ist nur an seinen eigentlichen Befestigungs¬ punkten mit der Roh-Karosserie fest gekoppelt und geht einen Forrnschluss mit dem Längsträger 1 an der Abstützkonsole 3 nur im Falle einer heftigen, frontalen Kollision ein.

Dann aber wirkt die Konsole 3 mit ihrer Abstützfläche 4 als zusätzliches Gegenlager, zusätzlich zu den Befestigungspunk¬ ten bzw. Verschraubungen des Integralträgers 2. Der Form- schluss zwischen dem stellt einen zusätzlichen Kraftschluss her, der bei diesem Ausführungsbeispiel über den Längsträger 1 auch in die seitlichen Türschwellen-Längsträger 8 weiterge¬ leitet werden kann. Das Eindringen des Vorderachs- Integralträgers 2 in den Fahrzeug-Innenraum der Fahrgastzelle und insbesondere in die frontale Stirnwand 7 der Fahrgastzel¬ le wird so effektiv vermieden. An seiner Unterseite weist der Integralträger 2 eine Bohrung 9 für die Vorderachs-Montage auf. Der Vorderachs-Integralträger 2 ist hier als ein Hohl¬ profil-Integralträger mit im Wesentlichen rohrförmigen runden Querschnitten dargestellt. Lediglich in dem Abstützbereich in Richtung zur Abstützfläche 6 des Vorderachs-Integralträgers 2 ist dieser mit einem rechteckigen Querschnitt versehen und einem im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs nach hinten weisenden geraden Abschnitt - das heißt auch längs der Wirkung einer frontalen Kollisionskraft Fk bei ei¬ nem Frontal-Crash des Fahrzeugs. Dies verbessert die Eigen¬ steifigkeit des Integralträgers 2 in diesem Bereich.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die darge¬ stellte Ausführungsform beschränkt. Insbesondere kann die Po¬ sition und Lage der Abstütz-Konsolen an den Längsträgern 1 verschieden von der in diesem Beispiel dargestellten sein, je nach Form und Position des abzustützenden Integralträgers 2, der an der tragenden Rohbau-Karosserie des Fahrzeugs angefügt ist. Auch kann die Art und Weise einer Befestigung der Konso¬ le 3 an dem Längsträger 1 verschieden sein und beispielsweise durch lösbare Befestigungsmittel, wie Verschraubungen, oder auch durch Nieten realisiert sein.

Sämtliche in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen sowie in der Zeichnung dargestellten Merkmale und Elemente können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination mit¬ einander erfindungswesentlich sein.