DE10060393A1

DE10060393A1 - Vehicle structure absorbing crash energy has deformation resistance of end sector of longitudinal bearer less than that of bend-resistant hook

Info

Publication number: DE10060393A1
Application number: DE2000160393
Authority: DE
Inventors: Stefan Hagen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-12-05
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2002-06-13

Abstract

The crash energy absorbing structure has two longitudinal bearers (1) with bend-resistant traction hooks on the end sectors (2). The deformation resistance of the end sector of longitudinal bearer is less than that of the bend-resistant hook, so that under force applied along the vehicle, the end section is initially plastically deformed.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kompatibilität von Kraftfahrzeugstrukturen bei Frontalkollisionen und Auffahrunfällen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur.The invention relates to the field of compatibility of motor vehicle structures Head-on collisions and rear-end collisions. In particular, the invention relates to a Crash energy absorbing vehicle part structure.

Der Vorderwagen und das Heck moderner Personenkraftwagen werden heute im Hinblick auf eine möglichst große Dissipation der bei einem Unfall (Crash) auftretenden Energie ausgelegt. Durch eine gezielte Verformung dieser Fahrzeugteilstruktur soll die Fahrgastzelle des Fahrzeugs weitgehend intakt bleiben. Zudem sollen die an den Fahrgästen auftretenden Beschleunigungen bzw. Verzögerungen möglichst gering gehalten werden. Dazu sind im Bereich der unfallgefährdeten Zonen Crashenergie absorbierende Einrichtungen vorgesehen. Beispielsweise werden die Endabschnitte der Längsträger einer Fahrzeugteilstruktur so ausgebildet, daß diese sich bei Einwirkung einer Kraft in Fahrzeuglängsrichtung in einer bestimmten Art und Weise zusammenfalten oder ausbeulen, um dadurch Crashenergie in Verformungsarbeit umzuwandeln. Die Einleitung der Kraft erfolgt dabei meist über einen Querträger, der mit den Enden der Längsträger verbunden ist.The front and rear of modern passenger cars are today in the With regard to the greatest possible dissipation of those occurring in an accident (crash) Designed for energy. By deliberately deforming this vehicle part structure, the The passenger compartment of the vehicle remains largely intact. In addition, the to Accelerations or decelerations occurring to passengers as low as possible being held. There are also crash energy in the area of the accident-prone zones absorbent devices provided. For example, the end sections of the Side members of a vehicle substructure are designed so that they act when exposed a force in the vehicle longitudinal direction fold in a certain way or bulge, thereby converting crash energy into deformation work. The The force is usually introduced via a cross member, which is connected to the ends of the Side member is connected.

Welche Verformungen bei einem Unfall auftreten hängt unter anderem stark von der Ausgestaltung der Fahrzeugteilstruktur und der Fahrzeugmasse der beteiligten Stoßpartner ab. Bei gleichartigen Stoßpartnern läßt sich eine weitgehende Aufteilung der auftretenden Crashenergie auf beide Fahrzeugteilstrukturen erreichen, die an der jeweiligen Fahrzeugteilstruktur in Verformungsarbeit umgewandelt wird. Sind die Fahrzeugteilstrukturen einander gleich oder ähnlich, wird das Verformungsvermögen der vorgesehenen Crashenergie absorbierenden Einrichtungen in der Regel besonders gut ausgenutzt. Problematisch sind jedoch alle Situationen, in denen ungleiche Unfallgegner aufeinandertreffen, beispielsweise ein Kleinwagen mit einem Oberklassefahrzeug kollidiert. Which deformations occur in an accident depends, among other things, on the Design of the vehicle substructure and the vehicle mass of those involved Impact partner. In the case of similar shock partners, a broad division of the Crash energy occurring on both vehicle substructures reach the respective vehicle part structure is converted into deformation work. Are the Vehicle substructures are identical or similar to one another, the deformability of the provided crash energy absorbing devices are usually particularly good exploited. However, all situations in which unequal opponents of the accident are problematic are problematic meet, for example a small car with a luxury vehicle collided.

Oftmals liegen die Angriffsebenen für eine optimale Absorption der Crashenergie an den beiden Stoßpartnern in einer unterschiedlichen Höhe. Bei Kollisionen zwischen solchen Stoßpartnern wird dann aufgrund der geometrischen Inkompatibilität ein Teil des möglichen Crashenergieabsorptionspotentials verschenkt. Diese Inkompatibilität ist meist in der unterschiedlichen Bodenhöhe der Längsträgerebenen begründet, so daß im Verlauf eines Unfalls das eine Fahrzeug mit seiner Längsträgerebene die Längsträgerebene des anderen Fahrzeugs überfährt und das Verformungsvermögen der Fahrzeugteilstrukturen der beiden Fahrzeuge nur ungenügend ausgenutzt wird.Often, the attack levels for optimal absorption of the crash energy are on the two shock partners at different heights. In the event of collisions between them Due to the geometric incompatibility, collision partners then become part of the possible crash energy absorption potential is given away. This incompatibility is mostly in the different floor heights of the longitudinal member levels, so that in Course of an accident the one vehicle with its longitudinal member plane Longitudinal plane of the other vehicle runs over and the deformability of the Vehicle substructures of the two vehicles are insufficiently used.

Zur Verbesserung der Unfallkompatibilität von Fahrzeugteilstrukturen mit unterschiedlicher Bodenhöhe der Längsträgerebenen ist in der DE 32 16 590 A1 vorgeschlagen worden, an der Unterseite eines vorderen Stoßfängers bzw. Querträgers nach unten gerichtete Laschen anzubringen, die mit dem Querträger starr verbunden sind. Bei einer Kollision mit einem Fahrzeug mit niedrigerliegender Längsträgerebene werden diese Laschen verformt, bevor dann anschließend eine Verformung des Querträgers und der dahinterliegenden Längsträger einsetzt. Die Laschen besitzen hier jedoch lediglich eine zusätzlich versteifende Funktion im unteren Bereich des Querträgers und sind allein nicht geeignet, Crashenergie in einem ausreichenden Maße zu absorbieren oder diese auf die Längsträger zu übertragen.To improve the accident compatibility of vehicle substructures with different floor heights of the longitudinal member levels is in DE 32 16 590 A1 have been proposed on the underside of a front bumper or cross member to attach downward-facing tabs that are rigidly connected to the crossmember are. In the event of a collision with a vehicle with a lower longitudinal member level these tabs are deformed before the deformation of the Cross member and the longitudinal member behind it. The tabs have here however only an additional stiffening function in the lower area of the Cross member and are not suitable alone, crash energy to a sufficient extent to absorb or transfer them to the side members.

Weiterhin sind im Zusammenhang mit Nutzfahrzeugen eine Vielzahl von Unterfahrschutzvorrichtungen bekannt, die bei einer Kollision mit einem Personenkraftwagen ein Überfahren des erheblich leichteren Stoßpartners verhindern sollen. Bei Nutzfahrzeugen liegt jedoch die Längsträgerebene weit über dem Boden. Zudem sind dort die Längsträger sehr steif ausgebildet. Bei einer Kollision mit einem Personenkraftwagen, einem Kleinbus oder einem Van liegt die Längsträgerebene des Nutzfahrzeuges somit deutlich über den Längsträgerebenen der letzteren. Aus diesem Grunde muß die auftretende Crashenergie, soweit sie auf Seiten des Nutzfahrzeuges absorbiert wird, von Vorrichtungen aufgenommen werden, die unterhalb der Längsträgerebene sitzen. Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung ist aus der WO 98/41423 bekannt. Bei dieser bekannten Unterfahrschutzvorrichtung ist ein Crashenergie absorbierendes Element mit einem sich über die Fahrzeugbreite erstreckenden Querbalken an den Enden der Längsträger starr befestigt. Bei einem Frontalzusammenprall mit einem Personenkraftwagen wird das Crashenergie absorbierende Element verformt. Im Falle eines sehr starken Impakts reißt das Crashenergie absorbierende Element von den Längsträgern ab, wird jedoch noch über ein zusätzliches Schwenklager gehalten. Dabei wird jedoch lediglich das Crashenergie absorbierende Element verformt, wohingegen an den Längsträgern keine wesentliche Verformung auftritt. Derartige, für Nutzfahrzeuge geeignete Unterfahrschutzvorrichtung lassen sich jedoch an Fahrzeugen mit geringerer Bodenhöhe wie Personenkraftwagen einschließlich Kleinbussen und Vans nicht anbringen.Furthermore, there are a variety of in connection with commercial vehicles Underride protection devices known in the event of a collision with a Prevent cars from running over the considerably lighter impact partner should. In commercial vehicles, however, the side member level is far above the ground. In addition, the side members are very stiff there. In the event of a collision with a Passenger cars, a minibus or a van is the longitudinal member level of the Commercial vehicle thus clearly above the longitudinal member planes of the latter. For this Basically, the crash energy must occur, insofar as it is on the commercial vehicle side is absorbed by devices that are below the Sitting side member level. An example of such a device is from WO 98/41423 known. In this known underride protection device there is a crash energy absorbent element with an extending across the vehicle width Crossbar rigidly attached to the ends of the side members. At a Head-on collision with a passenger car becomes crash energy deformed absorbent element. In the case of a very strong impact, this breaks Element absorbing crash energy from the side members, however, is still over an additional swivel bearing held. However, only the crash energy absorbent element deformed, whereas no essential on the side members Deformation occurs. Such underrun protection device suitable for commercial vehicles can be used on vehicles with a lower floor height such as passenger cars Do not attach minibuses and vans.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Unfallkompatibilität bei Frontalkollisionen und Auffahrunfällen zwischen Personenkraftwagen einschließlich Kleinbussen und Vans zu verbessern.Against this background, the invention is based on the object Accident compatibility in frontal collisions and rear-end collisions between Improve passenger cars including minibuses and vans.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur mit zwei sich im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung zu einem Fahrzeugende erstreckenden Längsträgern, an deren Endabschnitten zu dem Fahrzeugende hin jeweils ein sich nach unten erstreckender biegesteifer Zughaken vorgesehen ist, dessen freies Ende einen in Richtung des Fahrzeugendes weisenden Mitnehmer aufweist, wobei der Zughaken in Richtung der Unterseite des zugehörigen Längsträgers umlegbar ist und der Verformungswiderstand des Endabschnittes des Längsträgers gegen eine nach unten gerichtete Biegung kleiner ist, als der Verformungswiderstand des biegesteifen Zughakens, derart, daß sich bei einer Krafteinwirkung in Fahrzeuglängsrichtung auf den Mitnehmer zunächst der Endabschnitt des Längsträgers unter Zugbelastung durch den in Richtung der Unterseite geschwenkten Zughaken plastisch verformt.This object is achieved by a vehicle part structure that absorbs crash energy with two essentially in the vehicle longitudinal direction to one end of the vehicle extending side members, at their end portions towards the vehicle end, respectively a downwardly extending rigid pull hook is provided, the free End has a driver pointing in the direction of the vehicle end, the Towing hook can be folded in the direction of the underside of the associated side member and the Resistance to deformation of the end portion of the side member against one down directional bend is smaller than the deformation resistance of the rigid Towing hook, such that when a force acts on the vehicle in the longitudinal direction Carrier first the end section of the side member under tensile load by the in Drawbar pivoted towards the underside plastically deformed.

Mit der erfindungsgemäßen Fahrzeugteilstruktur wird die Gefahr eines Überfahrens einer niedrigerliegenden Längsträgerebene eines zweiten Fahrzeuges verringert und dadurch die Unfallkompatibilität zwischen einem meist größeren Fahrzeug mit einer höherliegenden Längsträgerebene und einem meist kleineren Fahrzeug mit einer niedrigerliegenden Längsträgerebene verbessert. Bei einer Kollision unterfährt das Fahrzeug mit der niedrigerliegenden Längsträgerebene zunächst die höherliegende Längsträgerebene des anderen Fahrzeugs. Dabei trifft es auf den biegesteifen Zughaken, der in Stoßrichtung mit vernachlässigbarem Widerstand umgelegt wird, ohne sich dabei selbst merklich zu verformen. Letztlich gelangt die niedrigerliegende Längsträgerebene mittels des Zughakens in Anlage gegen die Unterseiten der höherliegenden Längsträger und bildet dadurch ein Widerlager. Die dabei auf die Zughaken einwirkenden Zugkräfte verformen die Endabschnitte der höherliegenden Längsträger, deren Enden in Richtung der niedrigerliegenden Längsträgerebene gezogen werden, wodurch sich die Längsträger der beiden Fahrzeuge im weiteren Verlauf gewissermaßen ineinander einrollen. Trotz der unterschiedlichen Bodenhöhen der Längsträgerebenen wird hierdurch das Verformungsvermögen der Längsträger beider Fahrzeuge gut ausgenutzt.With the vehicle part structure according to the invention, the danger of a vehicle being run over is avoided lower lying longitudinal member level of a second vehicle and thereby the accident compatibility between a mostly larger vehicle with a higher level longitudinal member level and a mostly smaller vehicle with a lower longitudinal member level improved. In the event of a collision, this will happen Vehicle with the lower longitudinal member level first the higher one Longitudinal plane of the other vehicle. It hits the rigid Towing hook, which is thrown in the direction of impact with negligible resistance, without deforming itself noticeably. Ultimately, the lower one arrives Side member plane by means of the draw hook in contact against the undersides of the higher longitudinal beams and thereby forms an abutment. The on the Pulling forces acting on them deform the end sections of the higher ones Side members with their ends in the direction of the lower side member level are pulled, whereby the longitudinal beams of the two vehicles in the further To a certain extent, curl up the course. Despite the different floor heights the longitudinal member planes is the deformability of the longitudinal members well used of both vehicles.

Durch den vorstehend erläuterten Verformungsmechanismus bei der Längsträgerdeformation kann die axiale Steifigkeit der Längsträger bei dem in der Regel größeren Fahrzeug mit höherliegender Längsträgerebene gegenüber dem bekannten Faltenbeulmechanismus gesenkt werden. Gleichwohl wird ein ausreichendes Energieabsorptionsvermögen aufrechterhalten, jedoch die Differenz der Steifigkeiten der unterschiedlichen Stoßpartner vermindert. Hierdurch wird dann wiederum die Unfallsicherheit für den zumeist schwächeren Stoßpartner mit niedrigerliegender Längsträgerebene verbessert.By the above-described deformation mechanism in the Side member deformation can usually be the axial stiffness of the side members in the larger vehicle with a higher longitudinal member level compared to the known Wrinkle bulge mechanism can be lowered. Nonetheless, an adequate one Energy absorption capacity is maintained, however, the difference in stiffness of the different impact partners reduced. This will then in turn Accident safety for the mostly weaker shock partner with a lower one Side member level improved.

Zudem bleibt das Verformungsverhalten der Fahrzeugteilstruktur bei einem Crash gegen eine deformierbare Barriere (ODB) unverändert, da die Fangvorrichtung mit dem Zughaken ohne Rückwirkung auf das Längsträgerverhalten durch eine Umlegbewegung ausweichen kann. Bezogen auf Fahrzeug/Fahrzeug-Kollisionen ist das Verformungsverhalten bei einer Streuung von Höhenversatz und Offset besser reproduzierbar.In addition, the deformation behavior of the vehicle part structure remains in the event of a crash a deformable barrier (ODB) unchanged because the safety gear with the Towing hooks without repercussions on the side member behavior through a folding movement can dodge. This is related to vehicle / vehicle collisions Deformation behavior with a spread of height offset and offset better reproducible.

Weiterhin zeichnet sich die erfindungsgemäße Fahrzeugteilstruktur durch einen einfachen konstruktiven Aufbau auf. Diese kann sowohl an einem Fahrzeugfrontende als auch an einem Fahrzeugheck vorgesehen werden.Furthermore, the vehicle part structure according to the invention is characterized by a simple construction. This can both at a vehicle front end can also be provided on a vehicle rear.

Vorzugsweise ist der Zughaken über ein Gelenk mit dem zugehörigen Längsträger verbunden. Damit wird bei Unfallkraftbeaufschlagung des Zughakens ein definiertes, sicheres Umlegen bzw. Schwenken erreicht.The pull hook is preferably connected to the associated side member via a joint connected. This means that a defined, safely flipped or swiveled.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick- bzw. Schwenkpunkt, um den der Zughaken bei Unfallkraftbeaufschlagung drehbar ist, unterhalb der Unterseite des zugehörigen Längsträgers angeordnet. Dies ermöglicht nach einem Verschwenken des Zughakens eine besonders wirkungsvolle Krafteinleitung in das Ende des zugehörigen Längsträgers zum Zwecke der Biegung desselben nach unten in Richtung auf die niedrigerliegende Längsträgerebene des Stoßpartners.In an advantageous embodiment of the invention, the kink or pivot point is around which the towing hook can be rotated when the accident force is applied, below the underside the associated side member arranged. This enables after swiveling the pulling hook a particularly effective introduction of force into the end of the associated longitudinal beam for the purpose of bending the same downwards in the direction to the lower longitudinal member level of the impact partner.

Vorzugsweise sind die Enden der Längsträger über einen Querträger miteinander verbunden, um eine bessere Verteilung der Krafteinleitung in die Längsträger zu gewährleisten und sicherzustellen, daß nach dem Umbiegen der Längsträger mittels der Zughaken ein Druck von oben auf die Längsträger des Stoßpartners mit niedrigerliegender Längsträgerebene erzeugt wird.The ends of the side members are preferably connected to one another via a cross member connected to a better distribution of force transmission in the side members ensure and ensure that after bending the side members by means of Pulling hook with a pressure from above on the side members of the butt partner lower longitudinal member plane is generated.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an den Enden der Längsträger jeweils eine Stirnplatte vorgesehen, die über das Querschnittsprofil des zugehörigen Längsträgers hinausragt. Weiterhin ist dann an jeder Stirnplatte jeweils einer der Zughaken angelenkt. Dadurch wird eine einfache und stabile Ankopplungsmöglichkeit für die unterschiedlichen Bauelemente an die Längsträger geschaffen, die dann selbst als verhältnismäßig einfache Blechprofile ausgeführt werden können.In a further advantageous embodiment of the invention, the Longitudinal beams each have an end plate provided over the cross-sectional profile of the associated longitudinal beam protrudes. Furthermore, each end plate is then one of the tow hooks articulated. This makes it simple and stable Possibility of coupling the different components to the side members created, which are then executed themselves as relatively simple sheet metal profiles can.

Weiterhin kann der Querträger über jeweils eine plastisch verformbare Crashbox gegen die Stirnplatte und damit gegen die Stirnenden der Längsträger abgestützt werden, wobei sich der Querträger auf der Höhe der Längsträgerenden befindet. Damit wird das Energieabsorptionspotential insbesondere im Hinblick auf einen Zusammenprall gleichartiger Stoßpartner weiter verbessert. Jedoch nimmt die Crashbox auch im Fall der oben beschriebenen gleichen Stoßpartner einen Teil der Crashenergie auf und trägt folglich auch dann zu einer Verbesserung der Unfallsicherheit bei.Furthermore, the cross member can be countered by a plastically deformable crash box the face plate and thus against the front ends of the side members are supported, wherein the cross member is at the level of the longitudinal member ends. So that will be Energy absorption potential, especially with regard to a collision similar impact partner further improved. However, the crash box also takes in the case of The same impact partner described above applies and carries part of the crash energy consequently also to improve accident safety.

In einer besonders kompakten Ausführungsform ist die Höhe des Zughakens kleiner, als die Profilhöhe des Längsträgerendes.In a particularly compact embodiment, the height of the pull hook is less than the profile height of the side member end.

Weiterhin kann der Zughaken winkelförmig ausgebildet werden, so daß dieser zwei Schenkel aufweist. Der erste Schenkel schließt dann an das Gelenk an, wohingegen der zweite, abgewinkelte Schenkel den Mitnehmer ausbildet. Dabei ist der Zughaken so steif dimensioniert, daß dieser bei den zu erwartenden Unfallkräften seine Form beibehält. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, den Zughaken als einstückiges Formteil auszubilden, wodurch wiederum eine kompakte Bauweise begünstigt wird.Furthermore, the pull hook can be designed angular, so that this two Has thighs. The first leg then connects to the joint, whereas the second, angled leg forms the driver. The pull hook is so stiff dimensioned that this maintains its shape with the expected accident forces. In In this context, it is particularly advantageous to use the pull hook as a single piece Form molded part, which in turn favors a compact design.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an einem oder auch an beiden Zughaken eine Öse vorgesehen, an die im Bedarfsfall ein Abschleppseil oder eine Abschleppstange angeschlossen werden kann. Dabei soll jedoch der Zughaken nicht verschwenken. Dies läßt sich durch einen entsprechenden Widerstand in dem Gelenk verwirklichen. Vorzugsweise wird jedoch zwischen dem Zughaken und dem Längsträger ein Versteifungselement vorgesehen, das bei einem Schwenken des Zughakens in Richtung der Unterseite des Längsträgers drucknachgiebig, in Gegenrichtung hingegen zugfest ist. Damit wird verhindert, daß im Kollisionsfall das Zurückschwenken des Zughakens behindert wird. Die Anbindung des Versteifungselementes an den Längsträger erfolgt dabei so, daß dieser nicht geschwächt wird, um ein vorzeitiges Einknicken desselben zu vermeiden. Beispielsweise kann das Versteifungselement als Zugseil oder auch als vorgebogener Zug-Knickstab ausgebildet werden.In a further advantageous embodiment of the invention is on or on Both towing hooks provided an eyelet, to which a tow rope or a tow bar can be connected. However, the pull hook should do not swivel. This can be done by a corresponding resistance in the Realize joint. Preferably, however, between the pull hook and the Side member provided a stiffening element, which when the Towing hook in the direction of the underside of the side member resilient, in However, the opposite direction is tensile. This prevents that in the event of a collision Swiveling back of the draw hook is hindered. The connection of the Stiffening element on the side member is done so that it is not weakened to avoid premature buckling. For example, that Stiffening element designed as a pull rope or as a pre-bent pull buckling bar become.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inThe invention is illustrated below with the aid of one in the drawing Embodiment explained in more detail. The drawing shows in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Crashenergie absorbierenden Fahrzeugteilstruktur, von der hier lediglich der Bereich um das Ende eines Längsträgers dargestellt ist, Fig. 1 is a schematic representation of an energy absorbing crash part of the vehicle structure of which is shown here only the area around the end of a longitudinal beam,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Längsträger von zwei Stoßpartnern mit unterschiedlicher Bodenhöhe der Längsträgerebenen, wobei der rechte Längsträger entsprechend der Erfindung ausgebildet ist und die Längsträger zum Zeitpunkt des Aufpralls mit dem noch nicht verschwenkten Zughaken dargestellt sind, Fig. 2 is a side view of the longitudinal girders of two collision partners with different ground height of the longitudinal carrier levels, the right-side member is formed according to the invention and the longitudinal members are shown the time of impact with the not yet pivoted hook,

Fig. 3 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 2 zu einem Zeitpunkt, zu dem die Längsträger weiter axial gegeneinander verschoben sind, und der obenliegende Längsträger infolge der Anlage des untenliegenden Längsträgers und des Zughakens an seiner Unterseite einzuknicken beginnt, Fig. 3 is a side view corresponding to FIG. 2 to a time point at which the longitudinal beams are further displaced axially against each other, and the above-lying longitudinal support begins to buckle due to the abutment of the underlying longitudinal support and the towing hook at its underside,

Fig. 4 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 3 zu einem weiteren, späteren Zeitpunkt im Verlauf der Kollision, zu dem infolge einer Druckeinwirkung von oben der untenliegenden Längsträger an seiner Oberseite einzuknicken beginnt, Fig. 4 is a side view corresponding to Fig. 3 starts to another, later stage of the collision to the buckle due to a pressure applied from above the underlying longitudinal support on its upper side,

Fig. 5 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 4 zu einem weiteren, späteren Zeitpunkt im Verlauf der Kollision, zu dem die Längsträger ineinander einrollen, und in Fig. 5 is a side view corresponding to Fig. 4 in a further, later stage of the collision to the side members rolled up into one another, and in

Fig. 6 eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels. Fig. 6 shows a modification of the first embodiment.

Das Ausführungsbeispiel zeigt in Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Crashenergie absorbierenden Fahrzeugteilstruktur, wobei hier lediglich einer der sich in Fahrzeuglängsrichtung zu einem Fahrzeugende erstreckenden Längsträger 1 dargestellt ist. Beide Längsträger sind gleichartig ausgebildet und liegen mit ihren Endabschnitten 2 in einer gemeinsamen, im wesentlichen horizontalen Längsträgerebene. Diese Struktur ist Teil eines Vorderwagens eines Personenkraftwagens, kann jedoch auch an dessen Heck vorgesehen werden. Weiterhin ist es möglich, eine solche Struktur auch in einen Van oder einen Kleinbus einzubauen. Eine beispielhafte, detailliertere Ausgestaltung dieser Struktur ist weiterhin den Fig. 2 bis 5 auf der rechten Seite zu entnehmen.The exemplary embodiment shows in FIG. 1 a schematic view of a vehicle substructure absorbing crash energy, only one of the side members 1 extending in the vehicle longitudinal direction to a vehicle end being shown here. Both longitudinal members are of the same design and their end sections 2 lie in a common, essentially horizontal longitudinal member plane. This structure is part of a front car of a passenger car, but can also be provided at the rear. It is also possible to install such a structure in a van or a minibus. An exemplary, more detailed embodiment of this structure can also be seen in FIGS. 2 to 5 on the right-hand side.

An dem stirnseitigen Ende des Endabschnittes 2 des Längsträgers 1 ist eine Stirnplatte 3 als Anschlußadapter befestigt, die sich im wesentlichen in einer Ebene quer zu der Längserstreckungsrichtung des Längsträgers 1 erstreckt. An dem unteren Ende der Stirnplatte 3, das unter die Unterseite des Endabschnittes 2 des Längsträgers 1 hinausragt, ist ein Zughaken 4 über ein Gelenk 5 angekoppelt. Dieses Gelenk 5 erlaubt ein Verschwenken des Zughakens 4 gegen die Unterseite des Längsträgers 1, so daß der Zughaken 4 mit seiner von dem nächstliegenden Fahrzeugende abgewandten Seite gegen die Unterseite des Längsträgers 1 anschlagen kann. Im Normalzustand befindet sich der Zughaken 4 in der in Fig. 1 dargestellten Position und ist in dieser Lage gegen ein freies Pendeln gesichert. Bei einer Kraftbeaufschlagung in Fahrzeuglängsrichtung durch einen Zusammenstoß mit einem Hindernis, insbesondere einem anderen Fahrzeug, stellt die Lagesicherung jedoch keinen wesentlichen Widerstand dar.At the front end of the end section 2 of the side member 1 , an end plate 3 is attached as a connecting adapter, which extends essentially in a plane transverse to the longitudinal direction of the side member 1 . At the lower end of the end plate 3 , which projects below the underside of the end section 2 of the longitudinal beam 1 , a pull hook 4 is coupled via a joint 5 . This joint 5 allows the pulling hook 4 to be pivoted against the underside of the longitudinal member 1 , so that the pulling hook 4 can strike with its side facing away from the nearest vehicle end against the underside of the longitudinal member 1 . In the normal state, the pull hook 4 is in the position shown in FIG. 1 and is secured in this position against free swinging. However, when a force is applied in the longitudinal direction of the vehicle due to a collision with an obstacle, in particular another vehicle, the securing of the position does not represent any significant resistance.

Anstelle eines Gelenks 5 kann auch eine Sollknickstelle vorgesehen werden, die bei einer Unfallkrafteinwirkung auf den Zughaken 4 die Funktion eines Schwenkgelenks besitzt. Die Sollknickstelle kann an dem Zughaken 4, der Stirnplatte 3 oder auch an der Verbindungsstelle dieser beiden Elemente vorgesehen werdenInstead of a joint 5 , a predetermined kink can also be provided, which has the function of a swivel joint when the pulling hook 4 is acted upon by an accident. The predetermined kink can be provided on the pull hook 4 , the end plate 3 or at the junction of these two elements

Der Zughaken 4 ist winkelförmig ausgebildet. Er weist einen ersten, längeren Schenkel 6 auf, der mit seinem oberen Ende an das Gelenk 5 anschließt. Weiterhin weist der Zughaken 4 an seinem unteren Ende einen weiteren, kürzeren Schenkel 7 auf, der in Richtung zu dem Fahrzeugende hin angewinkelt ist und einen Mitnehmer ausbildet, dessen Funktion weiter unten noch erläutert wird. Der Zughaken 4 kann als Schweißkonstruktion ausgebildet werden, ist hier jedoch ein einstückiges Formteil. Wie den Fig. 2 bis 5 entnommen werden kann, ist die Höhe des Zughakens 4 kleiner als die Profilhöhe des Längsträgerendes. Zudem weist der Zughaken 4 eine hohe Biegesteifigkeit auf, so daß sich dieser bei den Kräften, die bei einem Unfall zu erwarten sind, nicht oder nicht wesentlich verformt. Auch besitzt das Gelenk 5 eine ausreichende Festigkeit, um diesen Kräften zu widerstehen und nicht auszureißen.The pull hook 4 is angular. It has a first, longer leg 6 , which connects to the joint 5 with its upper end. Furthermore, the pull hook 4 has at its lower end a further, shorter leg 7 which is angled towards the end of the vehicle and forms a driver, the function of which will be explained further below. The pull hook 4 can be designed as a welded construction, but here it is a one-piece molded part. As can be seen from FIGS. 2 to 5, the height of the pulling hook 4 is smaller than the profile height of the longitudinal beam end. In addition, the pull hook 4 has a high level of flexural rigidity, so that it does not deform or does not deform significantly under the forces that are to be expected in an accident. The joint 5 also has sufficient strength to withstand these forces and not tear out.

Bei dem in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Rückseite des Zughakens 4 und dem Längsträger 1 ein Versteifungselement 11 vorgesehen. Dieses Versteifungselement 11 ist hier als Bügel mit einer vorgebogenen Knickstelle ausgebildet und damit drucknachgiebig, um die Schwenkfunktion des Zughakens 4 bei einer Krafteinleitung infolge einer Kollision nicht zu behindern. Andererseits besitzt das Versteifungselement 11 eine ausreichende Zugfestigkeit, um ein Verschwenken des Zughakens 4 in die Gegenrichtung zu verhindern, wenn an dem Zughaken 4 mit einem Abschleppseil oder einer Abschleppstange gezogen wird. Zur besseren Befestigung des Abschleppseils oder der Abschleppstange sind an den Zughaken 4 geeignete Anschlußeinrichtungen vorgesehen. Beispielsweise wird an einem oder auch an beiden Zughaken 4 eine Öse ausgebildet. Bei der Anbindung des Versteifungselementes 11 an den Längsträger 1 ist darauf zu achten, daß letzterer hierbei an der Anbindungsstelle keine Vorschädigung erfährt, die bei einer Biegebelastung zu einem unerwünschten vorzeitigen Einknicken des Längsträgers 1 führen könnte.In the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, a stiffening element 11 is provided between the back of the pulling hook 4 and the side member 1 . This stiffening element 11 is designed here as a bracket with a pre-bent kink and is therefore flexible, so as not to impede the pivoting function of the pulling hook 4 when force is applied as a result of a collision. On the other hand, the stiffening element 11 has sufficient tensile strength to prevent the pulling hook 4 from pivoting in the opposite direction when pulling on the pulling hook 4 with a tow rope or a tow bar. For better attachment of the tow rope or the tow bar 4 suitable connection devices are provided on the pull hook. For example, an eyelet is formed on one or both pulling hooks 4 . When connecting the stiffening element 11 to the side member 1 , it must be ensured that the latter does not experience any pre-damage at the connection point, which could lead to an undesirable premature buckling of the side member 1 in the event of a bending load.

An den Stirnplatten 3 ist weiterhin ein Querträger 8 für einen Stoßfänger befestigt, der die beiden Längsträger 1 in Fahrzeugquerrichtung miteinander verbindet. Der Querträger 8 liegt dabei auf der Höhe der Längsträgerebene und ist über jeweils eine Crashbox 9 gegen die Stirnplatte 3 und damit axial gegen das Ende des zugehörigen Längsträgers 1 abgestützt. Die Crashbox 9 ist ein kastenförmiges Deformationselement zur Umwandlung von Crashenergie in Verformungsarbeit durch plastische Verformung. Dazu wird die Crashbox 9 axial zusammengeschoben. Die über das Querschnittsprofil der Crashbox 9 und des Längsträgers 1 hinausragenden Abschnitte der Stirnplatte 3 dienen dabei als Widerlager. A cross member 8 for a bumper is further fastened to the end plates 3 and connects the two longitudinal members 1 to one another in the transverse direction of the vehicle. The cross member 8 lies at the level of the longitudinal member plane and is supported in each case via a crash box 9 against the end plate 3 and thus axially against the end of the associated longitudinal member 1 . The crash box 9 is a box-shaped deformation element for converting crash energy into deformation work by plastic deformation. For this purpose, the crash box 9 is pushed together axially. The sections of the end plate 3 projecting beyond the cross-sectional profile of the crash box 9 and the side member 1 serve as abutments.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 bis 5. Um einen Pendeln oder Schwingen des Zughakens 4 zu verhindern, kann das Gelenk 5, wie oben bereits erwähnt, mit einem inneren Reibungswiderstand ausgebildet werden. In diesem Fall kann das Versteifungselement 11 weggelassen werden. FIG. 6 shows a modification of the exemplary embodiment of FIGS. 1 to 5. In order to prevent the pulling hook 4 from swinging or swinging, the joint 5 , as already mentioned above, can be designed with an internal frictional resistance. In this case, the stiffening element 11 can be omitted.

In einer weiteren Vereinfachung kann auch die Crashbox 9 in Fig. 1 oder Fig. 6 entfallen.In a further simplification, the crash box 9 in FIG. 1 or FIG. 6 can also be omitted.

Im folgenden soll nun die Wirkungsweise der Crashenergie absorbierenden Fahrzeugteilstruktur anhand der Fig. 2 bis 5 näher erläutert werden, in denen der Verlauf einer Kollision mit einem Fahrzeug dargestellt ist, dessen Längsträgerebene eine geringere Bodenhöhe aufweist. Die oben beschriebene Struktur ist in den Fig. 2 bis 5 auf der rechten Seite dargestellt. Der auf der linken Seite dargestellte Längsträger des anderen Fahrzeuges ist hier mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Wie diesen Figuren weiter entnommen werden kann, ist die Höhedifferenz der Längsträgerebenen der beiden Fahrzeuge im Vergleich zu einer Kollision mit einem Nutzfahrzeug verhältnismäßig gering.The mode of operation of the crash energy-absorbing vehicle substructure will now be explained in more detail with reference to FIGS . 2 to 5, in which the course of a collision with a vehicle is shown, the longitudinal member plane of which has a lower floor height. The structure described above is shown in Figs. 2 to 5 on the right side. The longitudinal member of the other vehicle shown on the left is provided with reference number 10 here. As can further be seen from these figures, the height difference of the longitudinal member planes of the two vehicles is relatively small compared to a collision with a commercial vehicle.

Fig. 2 zeigt einen frühen Zeitpunkt der Kollision, zu dem das linke Fahrzeug mit seinem Querträger gegen den Zughaken 4 des rechten Fahrzeugs prallt, wobei jedoch der Zughaken 4 gerade noch nicht verschwenkt ist. Im weiteren Verlauf der Kollision dringt das linke Fahrzeug mit seinem Querträger und den anschließenden Längsträgern 10 weiter in das rechte Fahrzeug vor, wodurch das Versteifungselement 11 einknickt und der Zughaken 4 gegen die Unterseite des obenliegende Längsträgers 1 geschwenkt wird, bis der Zughaken 4 gegen den Längsträger 1 anschlägt. Dabei verhindert der Mitnehmer bzw. untere Schenkel 7 des Zughakens 4 ein im wesentlichen widerstandsloses Vorbeigleiten des Querträgers des linken Fahrzeuges unter dem obenliegende Längsträger 1 hindurch. Vielmehr wird der Querträger des linken Fahrzeugs durch den Mitnehmer 7 ebenfalls gegen die Unterseite des obenliegenden Längsträgers 1 gelenkt, ohne daß sich dabei der Zughaken 4 wesentlich verformt. Gleichzeitig wird über den Zughaken 4 und das Gelenk 5 in das Ende des obenliegenden Längsträgers 1 eine Verformungskraft eingeleitet, um dessen Endabschnitt 2 zu deformieren. Dazu ist der Verformungswiderstand des Endabschnittes 2 des Längsträgers 1 gegen eine nach unten gerichtete Biegung kleiner als der Verformungswiderstand des biegesteifen Zughakens 4, so daß sich bei einer Krafteinwirkung in Fahrzeuglängsrichtung auf den Mitnehmer 7 zunächst der Endabschnitt 2 unter Zugbelastung durch den in Richtung der Unterseite geschwenkten Zughaken 4 plastisch verformen kann. FIG. 2 shows an early point in time of the collision at which the left vehicle strikes with its cross member against the tow hook 4 of the right vehicle, but the tow hook 4 has not just swiveled. In the further course of the collision, the left vehicle penetrates further into the right vehicle with its cross member and the subsequent side members 10 , as a result of which the stiffening element 11 buckles and the pulling hook 4 is pivoted against the underside of the overhead side member 1 until the pulling hook 4 against the side member 1 strikes. The driver or lower leg 7 of the pulling hook 4 prevents the cross member of the left vehicle from sliding substantially beneath the overhead longitudinal member 1 , without resistance. Rather, the cross member of the left vehicle is also steered by the driver 7 against the underside of the overhead side member 1 , without the draw hook 4 being significantly deformed. At the same time, a deformation force is introduced via the pull hook 4 and the joint 5 into the end of the overhead longitudinal member 1 in order to deform its end section 2 . For this purpose, the resistance to deformation of the end section 2 of the longitudinal beam 1 against a downward bend is smaller than the resistance to deformation of the rigid pulling hook 4 , so that when a force is exerted on the driver 7 in the longitudinal direction of the vehicle, the end section 2 is first subjected to a tensile load by the one pivoted in the direction of the underside Pull hook 4 can deform plastically.

Fig. 3 zeigt einen unmittelbar an die Beendigung des Schwenkens des Zughakens 4 anschließenden Zeitpunkt, zu dem die Unterseite des Längsträgers 1 infolge des Anschlagens einknickt. Die Anschlagstelle dient dabei als Widerlager für das an dem Ende des obenliegenden Längsträgers 1 angreifende Moment aus dem Höhenversatz der Längsträgerebenen. Dieses Moment läßt den Endabschnitt 2 des obenliegenden Längsträgers 1 und das Stoßfängersystem des zugehörigen, rechten Fahrzeugs mit der Crashbox 9 und dem Querträger 8 nach unten ausknicken. FIG. 3 shows a point in time immediately after the end of the pivoting of the pull hook 4 , at which the underside of the side member 1 buckles as a result of the striking. The stop serves as an abutment for the torque acting on the end of the overhead longitudinal beam 1 from the vertical offset of the longitudinal beam levels. This moment causes the end section 2 of the overhead side member 1 and the bumper system of the associated right-hand vehicle with the crash box 9 and the cross member 8 to buckle downward.

Im weiteren Verlauf gelangt dann der Querträger 8 des rechten Fahrzeugs in Anlage gegen die Oberseite der Längsträger 10 des linken Fahrzeugs. Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 4 dargestellt. Infolge der von oben auf die Längsträger 10 einwirkenden Druckkräfte knickt auch die Oberseite der Längsträger 10 des linken Fahrzeugs ein, wodurch die Enden der Längsträger 10 mit dem davorliegenden Stoßfängersystem stärker nach oben gegen die Unterseiten der Längsträger 1 des rechten Fahrzeugs gelenkt werden. Die Längsträger 1 und 10 der beiden Fahrzeuge rollen sich somit im weiteren Verlauf der Kollision ineinander ein, wie dies in Fig. 5 veranschaulicht ist.In the further course, the cross member 8 of the right vehicle then comes into contact with the upper side of the longitudinal member 10 of the left vehicle. This point in time is shown in FIG. 4. As a result of the compressive forces acting on the side members 10 from above, the upper side of the side members 10 of the left vehicle also buckles, as a result of which the ends of the side members 10 with the bumper system in front of them are directed more strongly upwards against the undersides of the side members 1 of the right vehicle. The longitudinal beams 1 and 10 of the two vehicles thus roll into one another in the further course of the collision, as is illustrated in FIG. 5.

Im Vergleich zu einem axialen Zusammenschieben der Längsträger 1 ergibt sich hier eine geringere axiale Steifigkeit der Vorderwagenstruktur bzw. Heckstruktur des Fahrzeugs mit höherliegender Längsträgerebene. Das bei dem vorstehend beschriebenen Rollmechanismus erzielte Energieabsorptionsvermögen ist jedoch bei Kollisionen mit einem Fahrzeug mit niedriger liegender Längsträgerebene, das in der Regel leichter ist, ausreichend. Durch den Rollmechanismus wird insbesondere eine Verminderung der Differenz der Steifigkeiten der miteinander kollidierenden Fahrzeugteilstrukturen erzielt, was sich insbesondere positiv für die Unfallsicherheit des Fahrzeugs mit niedrigerliegender Längsträgerebene auswirkt.Compared to an axial pushing together of the side members 1 , there is a lower axial stiffness of the front body structure or rear structure of the vehicle with the side member level at a higher level. However, the energy absorption capacity achieved with the rolling mechanism described above is sufficient in the event of a collision with a vehicle with a lower longitudinal member plane, which is generally lighter. The rolling mechanism in particular reduces the difference in the stiffnesses of the colliding vehicle substructures, which has a particularly positive effect on the accident safety of the vehicle with the lower longitudinal member plane.

Bei einer Kollision mit einem gleichartigen Fahrzeug wird der Rollmechanismus mit dem Steifigkeitsausgleich hingegen nicht wirksam. Vielmehr bleibt dann das Verformungsverhalten in Axialrichtung nach dem an sich bekannten Faltenbeulmechanismus erhalten, das durch den gegebenenfalls ausschwenkenden Zughaken 4 nicht beeinträchtigt wird.In the event of a collision with a similar vehicle, however, the rolling mechanism with the stiffness compensation does not take effect. Rather, the deformation behavior in the axial direction is then maintained according to the fold buckling mechanism known per se, which is not impaired by the pull hook 4 , which may swing out.

Durch die vorstehend beschriebene Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur lassen sich die Kompatibilitätsaspekte hinsichtlich Geometrie und Steifigkeit bei sehr unterschiedlichen Stoßpartnern im Fall einer Kollision verbessern. By the above-described crash energy absorbing vehicle part structure the compatibility aspects regarding geometry and rigidity can be very different shock partners in the event of a collision.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Längsträger
longitudinal beams

22

Endabschnitt des Längsträgers End section of the side member

11

33

Stirnplatte
faceplate

44

Zughaken
Hitch

55

Gelenk
joint

66

erster Schenkel des Zughakens first leg of the draw hook

44

77

zweiter Schenkel des Zughakens second leg of the draw hook

44

bzw. Mitnehmer
or driver

88th

Querträger
crossbeam

99

Crashbox
crash box

1010

Längsträger des Unfallpartners
Side member of the accident partner

1111

Versteifungselement
stiffener

Claims

1. Crash energy-absorbing vehicle substructure with two longitudinal members ( 1 ) extending essentially in the vehicle longitudinal direction to a vehicle end, at the end sections ( 2 ) of which towards the vehicle end there is provided a downwardly rigid bending hook ( 4 ), the free end of which extends into one Carrier ( 7 ) pointing in the direction of the vehicle end, the pull hook ( 4 ) being foldable in the direction of the underside of the associated side member ( 1 ) and the deformation resistance of the end section ( 2 ) of the side member ( 1 ) being less against a downward bend, than the deformation resistance of the rigid pull hook ( 4 ), such that when force is applied to the driver ( 7 ) in the longitudinal direction of the vehicle, the end section is first plastically deformed under tensile load by the pull hook ( 4 ) pivoted in the direction of the underside.

2. Crash energy-absorbing vehicle part structure according to claim 1, characterized in that the pull hook ( 4 ) is coupled via a joint ( 5 ) to the associated longitudinal member ( 1 ).

3. Crash energy-absorbing vehicle part structure according to claim 1 or 2, characterized in that the kink or pivot point about which the pull hook rotates under the influence of an accident is arranged below the underside of the associated longitudinal member ( 1 ).

4. Crash energy absorbing vehicle part structure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ends of the side members ( 1 ) are connected to one another via a cross member ( 8 ).

5. Crash energy absorbing vehicle part structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that at the ends of the side members ( 1 ) in each case an end plate ( 3 ) is provided which projects beyond the cross-sectional profile of the associated side member ( 1 ), and that at the Each end plate ( 3 ) is articulated with a pull hook ( 4 ).

6. Crash energy-absorbing vehicle part structure according to claim 5, characterized in that the cross member ( 8 ) is supported via a plastically deformable crash box ( 9 ) against the end plate ( 3 ) and thus against the front ends of the side members ( 1 ), the cross member ( 8 ) located at the level of the longitudinal beam ends.

7. crash energy absorbing vehicle part structure according to one of claims 1 to 6, characterized in that the height of the pulling hook ( 4 ) is less than the profile height of the longitudinal beam end.

8. crash energy absorbing vehicle part structure according to one of claims 1 to 7, characterized in that the pull hook ( 4 ) is angular and has two legs, the first leg ( 6 ) with the end portion ( 2 ) of the associated side member ( 1 ) and the second, angled leg ( 7 ) forms the driver.

9. crash energy absorbing vehicle part structure according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pull hook ( 4 ) is designed as a one-piece molding.

10. Crash energy absorbing vehicle part structure according to one of claims 1 to 9, characterized in that an eyelet is provided on one or both pulling hooks ( 4 ).

11. Crash energy-absorbing vehicle part structure according to one of claims 1 to 10, characterized in that between the pull hook ( 4 ) and the side member ( 1 ) a stiffening element ( 11 ) is provided which when the pull hook ( 4 ) is pivoted in the direction of the underside of the side member ( 1 ) is resilient to pressure, but is tensile in the opposite direction.