Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der EP 1 401 685 B1 ist bereits ein Verfahren zur Schadensbegrenzung bei einer teilüberdeckten Frontalkollision und ein Kraftfahrzeug mit einer dazu dienenden Vorrichtung bekannt.

Unter einer teilüberdeckten Frontalkollision ist eine Frontalkollision zu verstehen, bei der die Fahrzeuge sich mit im Wesentlichen parallelen, aber seitlich gegeneinander versetzten Richtungsvektoren aufeinander zubewegen. Die Kollisionszone ist somit nur ein seitlicher Teil des Vorderwagens.

Bei dem aus der EP 1 401 685 B1 bekannten Fahrzeug wird bei einer

teilüberdeckten Frontalkollision zweier Kraftfahrzeuge ein Einwärtsschwenken der Vorderräder herbeigeführt, so dass die Außenseite der Felge als Schutzschild wirkt, an dem das Gegenfahrzeug bzw. dessen kollisionsseitiges Rad abgleitet.

Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen vorzusehen, um ein Vorderrad eines Kraftfahrzeuges, das sich durch einen Aufprall in Richtung auf die Fahrgastzelle bewegt, zu deformieren und zu zerstören.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine Karosserie auf, die eine Fahrgastzelle bildet. Vor der Fahrgastzelle ist ein Vorderbau vorgesehen, an dem zwei Radhäuser ausgebildet sind. Im jeweiligen Radhaus ist jeweils ein Vorderrad lenkbar angeordnet, mit einer die Fahrgastzelle nach vorne zum Vorderbau hin begrenzenden Stirnwand, wobei die Stirnwand seitlich jeweils von einer vorderen Karosseriesäule begrenzt ist, wobei an jeweils einem unteren Ende der jeweiligen vorderen Karosseriesäule ein vorderes Ende jeweils eines Schweller ausgebildet ist, wobei der jeweilige Schweller in Längsrichtung des Kraftfahrzeuges nach hinten zu einem jeweiligen hinteren Radhaus verläuft, wobei der jeweilige Schweller jeweils ein Hohlprofil bildet, wobei in einem Hohlraum des Hohlprofils mindestens ein Verstärkungsprofil angeordnet ist,

Vorteilhafterweise ist das in dem Hohlraum des Schwellers angeordnete Verstärkungsprofil mit mindestens einem zusätzlichen Verstärkungsprofil versehen. Die Anordnung, die Form, die Länge, der Werkstoff und/oder die Verbindung der Verstärkungsprofile sind so ausgelegt, dass die Stirnflächen der Verstärkungsprofile bei einer entsprechend hohen Aufprallenergie des jeweiligen Rades auf das jeweilige vordere Ende des jeweiligen Schwellers das Rad mit den dazu gehörigen Bauteilen zerstören.

Das jeweils vorhandene, zusätzliche Verstärkungsprofil erstreckt sich vorteilhafterweise von einem vorderen Ende des Schwellers über eine vorbestimmte Länge. Das jeweilige ursprünglich vorhandene Verstärkungsprofil ist mit dem jeweiligen zusätzlichen Verstärkungsprofil verbunden. Das jeweilige Verstärkungsprofil weist an seinem jeweiligen vorderen Ende in Höhe des vorderen Endes des Schwellers jeweils mindestens eine Stirnfläche auf.

In einer vorteilhaften Ausführungsform hat das in dem Hohlraum des Schwellers angeordnete, zu verstärkende Verstärkungsprofil einen hutförmigen Querschnitt.

Das jeweilige zusätzliche Verstärkungsprofil hat vorteilhafterweise einen U-förmigen Querschnitt.

Das jeweilige zusätzliche Verstärkungsprofil bildet in einer vorteilhaften Ausführungsform mit dem bereits vorhandenen Verstärkungsprofil ein geschlossenes Profil.

Vorteilhafterweise ist das jeweilige zusätzliche Verstärkungsprofil an den in Fahrzeugquerrichtung sich erstreckenden, in etwa waagrecht liegenden Längsseitenwänden des bereits vorhandenen Verstärkungsprofils über Seitenwandabschnitte verbunden. In dem Hohlraum des Schwellers ergibt sich durch die Anordnung der beiden Verstärkungsprofile in einer vorteilhaften Ausführungsform ein geschlossenes Mehrkammerprofil mit drei geschlossenen Kammern oder Profilen.

Zusätzlich zu dem an Innenflächen des zu verstärkenden Verstärkungsprofils angeordneten U-förmigen Verstärkungsprofils ist vorteilhafterweise mindestens ein weiteres Verstärkungsprofil vorgesehen, wobei das weitere Verstärkungsprofil eine Verlängerung einer in einer senkrechten Ebene stehenden Längsseitenwand des Verstärkungsprofils nach unten und/oder nach oben hin bildet, so dass sich mindestens ein Mehrkammerprofil mit mindestens vier geschlossenen Kammern ergibt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Werkstoff des Schwellers ein Metall oder ein nichtmetallischer Werkstoff wie ein faserverstärkter Kunststoff. Der Werkstoff des zu verstärkenden Verstärkungsprofils ist vorteilhafterweise ein Metall oder ein nichtmetallischer Werkstoff wie ein faserverstärkter Kunststoff ist. Der Werkstoff des ersten verstärkenden Verstärkungsprofils ist in einer vorteilhaften Ausführungsform ein Metall oder ein nichtmetallischer Werkstoff wie ein faserverstärkter Kunststoff ist. Vorteilhafterweise ist der Werkstoff des zweiten verstärkenden Verstärkungsprofils ein Metall oder ein nichtmetallischer Werkstoff wie ein faserverstärkter Kunststoff.

Eine Länge des ersten zusätzlichen Verstärkungsprofils und eine Länge des zweiten zusätzlichen Verstärkungsprofils erstrecken sich in einer vorteilhaften Ausführungsform über eine Länge, die in etwa der mittleren Breite der darüber ausgebildeten, jeweiligen A-Säule entspricht.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird Energie abgebaut und eine

Verformung der Fahrgastzelle verhindert.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines vorderen Bereichs einer linken Hälfte eines Kraftfahrzeuges in einer Blickrichtung von unten auf eine Unterseite des Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Bereiches zwischen einer Stirnwand und einem Außenschweiler sowie einer Verschiebung eines Rades bzw. einer Felge in Richtung auf den Außenschweiler bei einem Unfall,

Fig. 3 eine Seitenansicht auf einen vorderen Bereich des Kraftfahrzeuges in

Höhe einer A-Säule und des sich daran anschließenden

Außenschweilers, wobei ein vorderes Ende des Außenschweilers geschnitten ist, so dass ein einziges Zusatz-Versteifungsprofil sichtbar ist,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Außenschweiler in Blickrichtung auf die Felge des vor dem Außenschweiler befindlichen Vorderrades und

Fig. 5 eine Schnittansicht durch den Außenschweiler in Richtung auf die vor dem Schweller befindliche Felge des Vorderrades, wobei in dem Hohlraum des Schwellers zwei Zusatz-Versteifungsprofile vorgesehen sind.

Die Fig. 1 zeigt in einer Ansicht von unten einen vorderen Bereich eines Kraftfahrzeuges 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Karosserie 2 mit einer Fahrgastzelle 4 auf. Der Boden 3 der Fahrgastzelle 4 ist in der Fig. 1 dargestellt. Vor einer Stirnwand 5 der Fahrgastzelle 4 ist ein Vorderbau 6 des Kraftfahrzeuges 1 ausgebildet.

Im Vorderbau 6 des Kraftfahrzeuges 1 ist zwischen zwei in Fahrzeugquerrichtung y beabstandeten Längsträgern 7 und zwei in Fahrzeugquerrichtung y beabstandeten Motorträgern 8 (Fig. 3) ein Motor 9 sowie weitere Bauteile, wie beispielsweise ein Kühler 10, angeordnet. An jeweils einem vorderen Ende 11 des jeweiligen Längsträgers 7 ist in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ein Stoßfänger 12 angeordnet. Der Bereich zwischen den beiden Längsträgern 7 und den beiden Motorträgern 8 des Vorderbaus 6 begrenzt den Motorraum 13 in Fahrzeugquerrichtung y und in Fahrzeughochrichtung z. Ein hinteres Ende 14 des jeweiligen Längsträgers 7 ist am Boden 3 der Fahrgastzelle 4 beispielsweise in Höhe der hinteren Sitzreihe angeordnet oder verläuft zu hinteren Längsträgern, die in einem Fahrzeugheck ausgebildet sind.

Vor der Stirnwand 5 ist in der gezeigten Ausführungsform im Vorderbau 6 beidseitig jeweils ein Querträger 15 zwischen einem jeweiligen Längsträger 7 und einem vorderen Ende 17 eines jeweiligen Schwellers 16 in Höhe eines hinteren Endes eines jeweiligen Radhauses 22 angeordnet.

Zwischen einem äußeren Ende 18 des Stoßfängers 12, einer nach außen gerichteten Außenfläche 19 des Längsträgers 7 und einer zum Vorderbau 6 gerichteten Außenfläche 20 der Stirnwand 5 und einer zum Vorderbau 6 gerichteten Außenfläche 21 des Querträgers 15 ist ein vorderes, nicht weiter dargestelltes Radhaus 22 ausgebildet. Ein Radhaus 22 befindet sich jeweils auf beiden Seiten des Vorderbaus 6.

In dem vorderen Radhaus 22 ist ein (Komplett-)Rad oder Rad 23 über nicht dargestellte Lenker angeordnet. Das Rad 23 weist einen Reifen 24 auf, der auf einem Speichenrad 25 angeordnet ist. Ein derartiger Aufbau eines Speichenrades 25 ist beispielsweise aus der DE 101 30 450 A1 bekannt.

Nach dem in der DE 101 30 450 A1 beschriebenen Speichenrad besteht das Speichenrad 25 aus einer Radschüssel 26 sowie einem daran angeordneten Speichenkranz 27 und einer in der Mitte der Radschüssel 26 ausgebildeten Nabe 28. Auf der Radschüssel 26 ist eine Felge 29 angeordnet.

In der Fig. 1 befindet sich das Rad 23 parallel zu einer in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufenden Längsachse 30 des Kraftfahrzeuges 1. Eine Radlauffläche 31 des Reifens 24 befindet sich in Bezug auf die Stirnwand 5 in der Draufsicht in einem minimalen Abstand x ₅ , ₂ ,min- Das Rad 23 weist in der Fig. 1 einen funktionsfähigen Zustand 32 auf und würde bei einem Antrieb des Kraftfahrzeuges 1 nach vorne in Fahrzeuglängsrichtung x eine Geradeausfahrt bewirken.

In der Fig. 2 ist das Rad 23 in einem funktionsfähigen Zustand 32 und in einem nicht funktionsfähigen Zustand 33 dargestellt. Ferner ist in der Fig. 2 der Reifen 24 weggelassen worden. Das Rad 23 ist aus dem in der Fig. 1 gezeigten funktionsfähigen Zustand 32 in den nicht funktionsfähigen Zustand 33 der Fig. 2 beispielsweise durch einen Unfall verschoben worden, bei dem eine dem Stoßfänger 12 zugewandte Radlauffläche 31 des Reifens 24 auf ein Hindernis aufgefahren ist.

Ein von der Karosserie 2 abgewandtes Felgenhorn 34 ist auf das vordere Ende 17 des Schwellers 16 aufgetroffen. Das Felgenhorn 34 hat ein hutförmiges Verstärkungsprofil 36 beaufschlagt.

Das Verstärkungsprofil 36 weist Längsflansche 39, 40 auf, die in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt sind. Über die Längsflansche 39, 40 ist das Verstärkungsprofil 36 in einem Hohlraum 37 des Schwellers 16 an einer Seitenwand 38a des Schwellers 16 befestigt. In einer Ausführungsform ist die Seitenwand 38a des Schwellers 16 senkrecht ausgebildet und zeigt zur Fahrzeuglängsachse 30 in Richtung der Fahrgastzelle 4.

Wie aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, ist die Seitenwand 38a ein einstückiger Bestandteil eines im Wesentlichen U-förmigen Längsprofils 41. Das Längsprofil 41 weist zwei Längsflansche 43a, 43b auf. In der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform ist das Längsprofil 41 mit einem L-förmigen Längsprofil 42 verbunden. Das Längsprofil 42 weist zwei Längsflansche 44a, 44b auf. Die beiden Längsprofile 41 und 42 sind über ihre jeweiligen Längsflansche 43a, 43b und Längsflansche 44a, 44b miteinander verbunden. Der Längsflansch 43a ist an einer Seitenwand 45 des Längsprofils 41 ausgebildet.

Bei der Fig. 2 ist die untere, in einer waagrechten Ebene liegende Seitenwand 45 des Längsprofils 41 weggelassen worden. Ferner ist eine nach unten zeigende, in einer waagrechten Ebene liegende Längsseitenwand 46a des Verstärkungsprofils 36 weggelassen worden.

Durch das Weggelassen der Seitenwand 45 des Längsprofils 41 und das Weggelassen der Längsseitenwand 46a des Verstärkungsprofils 36 ist eine in einer senkrechten Ebene z-x liegende Längsseitenwand 46b des Verstärkungsprofils 36 und eine obere, in einer waagrechten Ebene y-z liegende Längsseitenwand 46c des Verstärkungsprofils 36 sichtbar.

Ferner ist eine in einer senkrechten Ebene z-x liegende äußere Längsseitenwand 42a des Längsprofils 42 des Schwellers 16 und die in der senkrechten Ebene z-x liegende innere Längsseitenwand 38a des Längsprofils 41 des Schwellers 16 und eine in einer waagrechten Ebene liegende Seitenwand 42b des Längsprofils 42 des Schwellers 16 erkennbar.

Ferner ist in der Fig. 2 die Länge x ₄₇ eines zusätzlichen Verstärkungsprofils 47 erkennbar. In der Fig. 2 ist eine untere, in einer waagrechten Ebene y-x liegende Seitenwand 48b des zusätzlichen Verstärkungsprofils 47 sichtbar. An die Seitenwand 48b des zusätzlichen Verstärkungsprofils 47 schließt sich eine senkrecht verlaufende Seitenwand 48a des Verstärkungsprofils 47 mit ihrer zur Radschüssel 26 gewandten Außenfläche 52 an.

Eine Breite y ₄₇ , ₄ 8a der Seitenwand 48b des zusätzlichen U-förmigen Verstärkungsprofils 47 und die Länge x ₇ des zusätzlichen U-förmigen Verstärkungsprofils 47 ist so bemessen, dass das durch das zusätzliche Verstärkungsprofil 47 verstärkte vordere, zum Querträger 15 zugewandte Ende 49 des Verstärkungsprofils 36 eine vorbestimmte Steifigkeit und Festigkeit aufweist.

Die vorbestimmte Steifigkeit und Festigkeit des verstärkten, vorderen Endes 49 des Verstärkungsprofils 36 ist so ausgelegt, dass die Felge 29 und die Radschüssel 26 mit dem eventuell vorhandenen Speichenkranz 27 des Speichenrades 25 bei einem Aufprall des Rades 23 bzw. des Speichenrades 25 auf das vordere Ende 17 des Schwellers 16 bzw. auf das vordere Ende 49 des Verstärkungsprofils 36 bzw. auf ein vorderes Ende 70 des Verstärkungsprofils 47 zerstört wird. In der Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht eines vorderen Bereichs des Kraftfahrzeuges 1 dargestellt, das den Vorderbau 6 mit einem Längsträger 7 und einem darüber angeordneten Motorträger 8 zeigt. Das jeweilige Rad 23 ist in Fahrzeugquerrichtung y seitlich zu dem jeweiligen Längsträger 7 und dem jeweiligen darüber angeordneten Motorträger 8 beabstandet.

Aus der Fig. 3 ist ferner die Stirnwand 5 der Fahrgastzelle 4, ein unterer Bereich einer vorderen Karosseriesäule oder einer A-Säule 50 ersichtlich. An die A-Säule 50 schließt sich der Schweller 16 an.

In der Fig. 3 ist ein vorderer Bereich der äußeren Längsseitenwand 42a des nach außen zeigenden Längsprofils 42 des Schwellers 16 und die in der senkrechten Ebene liegende Längsseitenwand 46b des Verstärkungsprofils 36 weggelassen worden, so dass die die Abmessungen, die Form und die Anordnung des zusätzlichen Verstärkungsprofils 47 sichtbar sind.

Die Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform mit einem Verstärkungsprofil 47, während in der Fig. 5 eine zweite Ausführungsform mit zwei Verstärkungsprofilen 47 und 51 dargestellt ist.

Die in den Fig. 4 und 5 gezeigten Querschnitte des Schwellers 16 verlaufen längs der Linie IV-IV in der Fig. 3 in Richtung auf das Rad 23. Wie aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, überdeckt das Verstärkungsprofil 36 mit der unteren Längsseitenwand 46a und der oberen Längsseitenwand 46c eine Querschnittsbreite y ₂ 5,26 der Radschüssel 26 des Speichenrades 25.

In den gezeigten Ausführungsformen ist eine senkrecht verlaufende Seitenwand 48a des Verstärkungsprofils 47 mit ihrer zur Radschüssel 26 gewandten Außenfläche 52 ungefähr in gleicher Höhe wie eine zur Karosserie 2 des Kraftfahrzeuges 1 gewandte Außenfläche 53 der Radschüssel 26.

Die an die senkrecht verlaufende Seitenwand 48a des Verstärkungsprofils 47 sich anschließenden, in etwa waagrecht verlaufenden Seitenwände 48b und 48c des Verstärkungsprofils 47 sind an jeweils einer Innenfläche 54a, 54c der Seitenwände 46a und 46c des Verstärkungsprofils 36 über eine geeignete Verbindungstechnik, wie Schweißen, Kleben und/oder formschlüssig über Schrauben und/oder Nieten verbunden.

Eine jeweilige Breite y ₄₇ ,4 ₈ b und y ₄ , ₄ 8c der Seitenwände 48b und 48c des Verstärkungsprofils 47 ist so bemessen, dass über die gewählte Verbindungstechnik oder Verbindungstechniken ein formstabiles, geschlossenes Profil 55 entsteht. Das geschlossene Profil 55 weist die Seitenwände 46a, 46b und 46c des Verstärkungsprofils 36 und die Seitenwand 48a des Verstärkungsprofils 47 auf.

Ein zweites geschlossenes Profil 65 weist die Seitenwände 48a, 48b und 48c des Verstärkungsprofils 47 und die Seitenwand 38a des Längsprofils 41 des Schwellers 16 auf. Ein drittes geschlossenes Profil 59 wird durch die Längsprofile 41 und 42 des Schwellers 16 gebildet. Das geschlossene Profil 59 umschließt die geschlossenen Profil 55 und 65. Das geschlossene Profil 55 umschließt das geschlossene Profil 65 zumindest an den drei Seiten der Seitenwände 48a, 48b und 48c des Verstärkungsprofils 47.

In der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ergibt sich somit ein geschlossenes Mehrkammerprofil 58 mit drei geschlossenen Kammern oder drei geschlossenen Profilen 59, 55, 65.

Die am vorderen Ende 49 des geschlossenen Profils 55 ausgebildete Stirnfläche 56 des Verstärkungsprofils 36 und die am vorderen Ende 70 des geschlossenen Profils 65 ausgebildete Stirnfläche 57 des Verstärkungsprofils 47 zeigen zu dem Speichenrad 25 des Rades 23.

Die Stirnfläche 56 des Verstärkungsprofils 36 und die Stirnfläche 57 des Verstärkungsprofils 47 liegen in der gezeigten Ausführungsform in einem Bereich zwischen einer Radmitte oder Symmetrieachse 66 der Radnabe 28 und einer oberen Hälfte des Rades 23. Die an der Seitenwand 46a ausgebildete Stirnfläche 56a des Verstärkungsprofils 36 und die an der Seitenwand 48b ausgebildete Stirnfläche 57b des Verstärkungsprofils 47 liegen in Höhe der Symmetrieachse 66 der Radnabe 28. Das geschlossene Profil 55 weist in Abhängigkeit von dem gewählten Werkstoff, der gewählten Form der Verstärkungsprofile 36 und 47, der Ausbildung zusätzlicher Verstärkungen, wie Längsrippen und/oder Querrippen, zusätzlicher Schottwände usw. eine vorbestimmte Steifigkeit auf.

Die vorbestimmte Steifigkeit des geschlossenen Profils 55 ist so ausgelegt, dass durch die am vorderen Ende 49(36), 70(47) des geschlossenen Profils 55 ausgebildete Stirnfläche 56 des Verstärkungsprofils 36 und durch die am vorderen Ende 49,70 des geschlossenen Profils 55 ausgebildete Stirnfläche 57 des Verstärkungsprofils 47 eine Zerstörung des Speichenrads 25 und dessen Bestandteile, wie die Radschüssel 26 und die Felge 29 usw., erfolgt.

Die Stirnfläche 56 des Verstärkungsprofils 36 und die Stirnfläche 57 des Verstärkungsprofils wirken beim Aufprall des Rades 23 oder des Speichenrads 25 auf das vordere Ende 17 des Schwellers 16 ähnlich wie die scharfe Kante eines Meißels.

Die in der Fig. 5 gezeigte zweite Ausführungsform entspricht der in der in der Fig. 4 gezeigten ersten Ausführungsform bis auf das zusätzliche L-förmige Verstärkungsprofil 51 , das an dem Verstärkungsprofil 36 und dem Längsprofil 41 des Schwellers 16 angeordnet ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde eine Vielzahl der Bezugszeichen der Fig. 4 in der Fig.5 wegelassen.

Das L-förmige Verstärkungsprofil 51 ist mit seinem oberen Ende 60 an der Längsseitenwand 46b des Verstärkungsprofils 36 befestigt. Das untere, abgewinkelte Ende 61 des Verstärkungsprofils 51 ist an einer Innenfläche 62 der Längsseitenwand 45 des Längsprofils 41 des Schwellers 16 befestigt.

Das zusätzliche Verstärkungsprofil 51 erstreckt sich von einem vorderen Ende 17 des Schwellers 16 über eine vorbestimmte Länge x ₅₁ , die in einer Ausführungsform der Länge X47 des Verstärkungsprofil 47 entspricht, d.h. X47 = x ₅₁ . Das Verstärkungsprofil 47 und das Verstärkungsprofil 51 weisen eine Länge x ₄₇ bzw. eine Länge x ₅₁ auf, die in etwa der mittleren Breite x ₅₀ der darüber ausgebildeten A-Säule 50 entspricht, d.h x ₄₇ = x ₅ = x ₅₀ . In der in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ergibt sich ein geschlossenes Mehrkammerprofil 63 mit vier geschlossenen Kammern 59a, 59b, 55, 65.

Das Mehrkammerprofil 63 der Fig. 5 weist im Unterschied zu der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform eine zusätzliche Stirnfläche 67 am vorderen Ende 68 des Verstärkungsprofils 51 auf.

Die Stirnfläche 67 des Verstärkungsprofils 51 wirkt zusätzlich zu den Stirnflächen 56, 57 der Verstärkungsprofile 36, 47 beim Aufprall des Rades 23 oder des Speichenrads 25 auf das vordere Ende 17 des Schwellers 16 ähnlich wie die scharfe Kante eines Meißels.