DE102004024208A1 - Passenger car, body and frame for a passenger vehicle - Google Patents
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Abstract
Rahmen für ein Personenkraftfahrzeug, mit einem Frontabschnitt und einem Heckabschnitt, bei dem der Frontabschnitt mindestens einen ersten verformbaren Rahmenabschnitt aufweist, der ausgebildet ist, entweder Energie eines ersten, in einer vom Frontabschnitt zum Heckabschnitt weisenden Längsrichtung auf den Rahmen einwirkenden Impulses oder Energie eines zweiten, in einer vom Heckabschnitt zum Frontabschnitt weisenden Längsrichtung auf den Rahmen einwirkenden Impulses oder sowohl Energie des ersten als auch Energie des zweiten Impulses durch eine Verformung zu absorbieren, bei dem der Heckabschnitt mindestens einen zweiten verformbaren Rahmenabschnitt aufweist, der ausgebildet ist, entweder Energie des ersten Impulses oder Energie des zweiten Impulses oder sowohl Energie des ersten als auch Energie des zweiten Impulses durch eine Verformung zu absorbieren, und bei dem der erste und der zweite verformbare Rahmenabschnitt durch mindestens ein Energietransferelement aneinander gekoppelt sind, welches ausgebildet ist, Energie entweder des einwirkenden ersten Impulses oder des einwirkenden zweiten Impulses oder Energie sowohl des ersten als auch des zweiten Impulses Frontabschnitt auf den zweiten Rahmenabschnitt oder vom Heckabschnitt auf den ersten Rahmenabschnitt zu übertragen.Frame for a passenger vehicle, comprising a front portion and a rear portion, wherein the front portion comprises at least a first deformable frame portion which is formed, either energy of a first, in a longitudinal direction from the front portion to the rear portion facing the frame pulse or energy of a second to absorb both the first and second energy energy of the second pulse by deformation in a longitudinal direction from the rear portion to the front portion, wherein the rear portion has at least one second deformable frame portion configured to receive either energy of the first pulse or to absorb energy of the second pulse or both energy of the first and second pulse energy by deformation, and wherein the first and second deformable frame portions are coupled together by at least one energy transfer element which is configured to transmit energy of either the acting first pulse or the applied second pulse or energy of both the first and the second pulse front portion to the second frame portion or from the rear portion to the first frame portion.
Description
Die Erfindung betrifft einen Rahmen für ein Personenkraftfahrzeug mit einem Frontabschnitt und einem Heckabschnitt, bei dem der Frontabschnitt mindestens einen ersten verformbaren Rahmenschnitt aufweist, der ausgebildet ist, Energie eines ersten, vom Frontabschnitt in Richtung des Heckabschnitts auf den Rahmen einwirkenden Impulses durch eine Verformung erster Art zu absorbieren. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug, und ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug mit einem Rahmen der genannten Art.The The invention relates to a frame for a passenger vehicle with a front portion and a rear portion where the front portion at least a first deformable frame section having formed is the power of a first, from the front section towards the stern section on the frame acting momentum by a deformation of the first Kind of absorbing. Furthermore, the invention relates to a body for a motor vehicle, and a motor vehicle, in particular a passenger vehicle with a framework of that kind.
Zur
Erhöhung
des Insassenschutzes bei Personenkraftfahrzeugen sind aus dem Stand
der Technik verschiedene Lösungen
bekannt, bei denen im Kollisionsfall kinetische Energie durch eine
Stauchung und/oder Faltung speziell hierfür vorgesehener Rahmenabschnitte
absorbiert wird. Aus der
Die
aus der
Aus
der
Es ist weiterhin bekannt, dass auch eine am Rahmen befestige Karosserie eines Kraftfahrzeugs zur Energieabsorption durch stauchende Verformung genutzt werden kann.It is also known that a body attached to the frame a motor vehicle used for energy absorption by upsetting deformation can be.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem ist es, einen Rahmen für ein Kraftfahrzeug, eine Karosserie und ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, bei dem eine Erhöhung des Insassenschutzes im Kollisionsfall erzielt wird, ohne notweniger Weise den Rahmen oder die Karosserie besonders schwer auszubilden.The The technical problem underlying the invention is a Frame for to propose a motor vehicle, a body and a motor vehicle, at which an increase the occupant protection is achieved in the event of a collision, without necessity Make the frame or the body particularly difficult.
Die erfindungsgemäße Lösung fußt auf der Erkenntnis, dass die für Fahrzeuginsassen bestehende Gefahr einer Verformung der Fahrgastzelle im Fall einer Längskollision verringert werden kann, wenn für eine Energieabsorption im Kollisionsfall nicht nur der dem Kollisionsgegner zugewandte Rahmenabschnitt oder Karosserieabschnitt genutzt wird, sondern zusätzlich auch der dem Kollisionsgegner abgewandte Rahmenabschnitt oder Karosserieabschnitt. Es versteht sich, dass nicht nur entweder der verformbare Rahmenabschnitt oder der verformbare Karosserieabschnitt zur Energieabsorption genutzt werden können, sondern bevorzugt auch beide.The Solution according to the invention is based on the knowledge that for Vehicle occupants existing risk of deformation of the passenger compartment in the case of a longitudinal collision can be reduced if for an energy absorption in the event of a collision, not only that of the collision opponent facing frame section or body section is used, but additionally also the frame section or body section facing away from the collision opponent. It is understood that not only either the deformable frame section or the deformable body section is used for energy absorption can, but also prefers both.
Bei einer Längskollision wirkt ein Impuls des Kollisionsgegners entweder unmittelbar auf den Frontabschnitt oder unmittelbar auf den Heckabschnitt des Rahmens und der Karosserie ein. Energie dieses Impulses kann durch ein geeignet ausgebildetes Energietransferelement auch in denjenigen Rahmenabschnitt und/oder Karosserieabschnitt geleitet werden, der dem Kollisionsgegner abgewandt ist, und dort einer zusätzlichen Energieabsorption unterworfen werden.at a longitudinal collision An impulse of the collision opponent acts either directly on the front section or directly on the rear section of the frame and the bodywork. Energy of this pulse can be through a suitable trained energy transfer element in those frame section and / or body section which is the collision opponent turned away, and there an additional energy absorption be subjected.
Die erfindungsgemäße Lösung betrifft in einem ersten Aspekt einen Rahmen (Anspruch 1) und ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Rahmen (Anspruch 14). In einem zweiten Aspekt betrifft sie eine Karosserie (Anspruch 22) und ein Kraftfahrzeug (Anspruch 15) mit einer solchen Karosserie. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.The inventive solution relates in a first aspect, a frame (claim 1) and a motor vehicle with a frame according to the invention (Claim 14). In a second aspect, it relates to a body (Claim 22) and a motor vehicle (claim 15) with such Body. Preferred embodiments are in the dependent claims called.
Ein erfindungsgemäßer Rahmen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder eine erfindungsgemäße Karosserie gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann entweder allein für den Fall einer Frontalkollision oder allein für den Fall einer Heckkollision oder sowohl für den Fall einer Frontalkollision als auch für den Fall einer Heckkollision ausgelegt sein. Diesen drei Alternativen, welche sich in den nachfolgend erläuterten erfindungsgemäßen Lösungen Wiederspiegeln, sind offensichtlich durch dasselbe Grundkonzept verbunden.An inventive frame according to the first aspect of the invention or a body according to the invention according to the second aspect of the invention may either alone for the case or in the event of a rear-end collision, or both in the event of a frontal collision and in the event of a rear-end collision. These three alternatives, which are reflected in the solutions according to the invention explained below, are obviously connected by the same basic concept.
Die Lösung des genannten technischen Problems bildet nach dem ersten Aspekt der Erfindung ein Rahmen für ein Personenkraftfahrzeug, mit einem Frontab schnitt und einem Heckabschnitt. Der Frontabschnitt des Rahmens weist mindestens einen ersten verformbaren Rahmenabschnitt auf, der entsprechend einer der drei Alternativen ausgebildet ist, entweder Energie eines ersten, in einer vom Frontabschnitt zum Heckabschnitt weisenden Längsrichtung auf den Rahmen einwirkenden Impulses, oder Energie eines zweiten, in einer vom Heckabschnitt zum Frontabschnitt weisenden Längsrichtung auf den Rahmen einwirkenden Impulses, oder sowohl Energie des ersten als auch Energie des zweiten Impulses durch eine Verformung zu absorbieren. Weiterhin weist der Heckabschnitt des erfindungsgemäßen Rahmens mindestens einen zweiten verformbaren Rahmenabschnitt auf, der entsprechend einer der drei Alternativen ausgebildet ist, entweder Energie des ersten Impulses oder Energie des zweiten Impulses oder sowohl Energie des ersten als auch Energie des zweiten Impulses durch eine Verformung zu absorbieren. Der erste und der zweite verformbare Rahmenabschnitt sind erfindungsgemäß an mindestens ein Energietransferelement gekoppelt. Das Energietransferelement ist entsprechend einer der drei genannten Alternativen ausgebildet, Energie entweder des einwirkenden ersten Impulses vom Frontbereich auf den zweiten verformbaren Rahmenabschnitt oder Energie des zweiten einwirkenden zweiten Impulses vom Heckabschnitt auf den ersten verformbaren Rahmenabschnitt oder Energie sowohl des ersten als auch des zweiten Impulses vom Frontabschnitt auf den zweiten Rahmenabschnitt beziehungsweise vom Heckabschnitt auf den ersten Rahmenabschnitt zu übertragen.The solution the said technical problem forms according to the first aspect The invention provides a framework for a passenger vehicle, with a front section and a tail section. The front portion of the frame has at least a first deformable Frame section, which corresponds to one of the three alternatives is formed, either energy of a first, in one of the front section towards the rear section facing the longitudinal direction impulse affecting the frame, or energy of a second, in a longitudinal direction pointing from the rear section to the front section on the frame acting impulse, or both energy of the first and to absorb energy of the second pulse by deformation. Furthermore, the rear portion of the frame according to the invention at least a second deformable frame portion, the corresponding one of the three alternatives is formed, either energy of the first pulse or energy of the second pulse or both energy of the first as well as energy of the second pulse by a deformation to absorb. The first and second deformable frame sections are according to the invention at least one Energy transfer element coupled. The energy transfer element is formed according to one of the three named alternatives, Energy of either the acting first pulse from the front area the second deformable frame portion or energy of the second acting second pulse from the rear portion to the first deformable frame portion or energy of both the first and second impulses of Front section on the second frame section or from Rear section to transfer to the first frame section.
Die Formulierung „erster Impuls" bezeichnet also einen in Rahmenlängsrichtung einwirkenden Impuls, der in Richtung vom Frontabschnitt zum Heckabschnitt weist. Die Formulierung „zweiter Impuls" bezeichnet einen in entgegengesetzter Längsrichtung einwirkenden Impuls, der also vom Heckabschnitt zum Frontabschnitt weist.The Formulation "first Impulse "means one in the frame longitudinal direction impulse acting in the direction from the front section to the stern section has. The wording "second Impulse " one in the opposite longitudinal direction acting impulse, that is from the stern section to the front section has.
Die beanspruchte Rahmenkonstruktion ist gemäß der ersten Alternative allein für die Verbesserung des Insassenschutzes bei einer frontalen Längskollision ausgelegt, indem zusätzlich zum Frontabschnitt der Heckabschnitt zur Energieabsorption beiträgt. Grundsätzlich ist es sogar denkbar, beispielsweise den Frontabschnitt hochsteif auszubilden, so dass bei einem Frontalcrash der überwiegen de Teil oder sogar alle Energie über das Energietransferelement in den Heckabschnitt übertragen wird, wo eine Energieabsorption stattfindet. Diese Variante ermöglicht einen erhöhten Schutz im Frontbereich, was die Gefahr schwerer Verletzungen an Armen und Beinen der Insassen verringert, nutzt jedoch vorwiegend oder allein den Heckbereich zur Energieabsorption, was die Kapazität zur Energieabsorption verringert.The claimed frame construction is alone according to the first alternative for the Improvement of occupant protection in frontal longitudinal collision designed by adding contributes to the front section of the rear section for energy absorption. Basically it is even conceivable, for example, to make the front section highly rigid, so that in a frontal crash the predominant de part or even all energy over the energy transfer element is transferred to the stern section where an energy absorption takes place. This variant allows an elevated one Protection in the front area, which is the risk of serious injury to arms and legs of inmates, but uses predominantly or only the rear area for energy absorption, which is the capacity for energy absorption reduced.
Die beanspruchte Rahmenkonstruktion ist gemäß der zweiten Alternative allein für die Verbesserung des Insassenschutzes bei einer heckseitigen Längskollision ausgelegt, indem zusätzlich zum Heckabschnitt der Frontabschnitt zur Energieabsorption beiträgt.The claimed frame construction is alone according to the second alternative for the Improvement of occupant protection in a rear-end longitudinal collision designed by adding contributes to the rear portion of the front portion for energy absorption.
Schließlich ist die beanspruchte Rahmenkonstruktion gemäß der dritten Alternative für die Verbesserung des Insassenschutzes sowohl für den Fall einer frontalen Längskollision als für den Fall einer heckseitigen Längskollision ausgelegt. Diese erfindungsgemäße Konstruktion hat auch bei einem Unfall Vorteile, bei dem einerseits eine frontale Kollision und andererseits, zumeist zeitlich auseinanderfallend, eine Heckkollision stattfindet.Finally is the claimed frame construction according to the third alternative for the improvement occupant protection for both the case of a frontal longitudinal collision as for the case of a rear-end longitudinal collision designed. This construction according to the invention has advantages in an accident, on the one hand a frontal Collision and on the other hand, usually temporally apart, a rear-end collision takes place.
Der erfindungsgemäße Fahrzeugrahmen weist in ein Energietransferelement auf, das ausgebildet ist, Energie eines einwirkenden Impulses vom Frontabschnitt auf den Heckabschnitt zu übertragen. Der Energietransfer findet bei einer Frontalkollision insbesondere vom Frontabschnitt auf den zweiten verformbaren Rahmenabschnitt statt. Bei einer Heckkollision erfolgt der Energietransfer vom Heckabschnitt auf den ersten verformbaren Rahmenabschnitt. Zumindest ein Teil der Energie eines auf den Frontabschnitt bzw. Heckabschnitt einwirkenden Impulses wird also durch das Energietransferelement auf den jeweils anderen Rahmenabschnitt übertragen. Wichtig ist, dass sich das Energietransferelement im Kollisionsfall in Richtung des einwirkenden Impulses relativ zur Gesamtheit des Rahmens bewegen können muss, um Energie zu übertragen. Diese Relativbewegung erfolgt gegen den Widerstand des ersten und des zweiten verformbaren Rahmenabschnitts. Der Widerstand entspricht der für die Verformung dieser Rahmenabschnitte aufzubringenden Arbeit. Durch diese Arbeit wird die durch den einwirkenden Impuls auf das Energietransferelement übertragene kinetische Energie zumindest teilweise in den verformbaren ersten und zweiten Rahmenabschnitten absorbiert.Of the inventive vehicle frame has in an energy transfer element that is formed, energy an acting impulse from the front section to the rear section transferred to. Of the Energy transfer takes place in a frontal collision, in particular from Front section on the second deformable frame section instead. In a rear-end collision, the energy transfer takes place from the stern section on the first deformable frame section. At least a part the energy of an acting on the front portion or rear portion Pulse is so by the energy transfer element on each transferred to other frame section. It is important that the energy transfer element in the event of a collision in the direction of the applied pulse relative to the entirety of the Can move frame has to transfer energy. This relative movement takes place against the resistance of the first and the second deformable frame portion. The resistance corresponds the for the deformation of these frame sections applied work. By this work will transfer the energy imparted to the energy transfer element by the impulse kinetic energy at least partially in the deformable first and second frame sections.
Es können auch mehrere erfindungsgemäße Energietransferelemente oder mehrere verformbare erste oder zweite Rahmenabschnitte vorgesehen sein. Sofern im Rahmen dieser Anmeldung von „dem Energietransferelement" oder „dem verformbaren Rahmenabschnitt" gesprochen wird, versteht sich, dass auch eine Mehrzahl von Energietransferelementen oder verformbaren Rahmenabschnitten gemeint sein kann.It is also possible to provide a plurality of energy transfer elements according to the invention or a plurality of deformable first or second frame sections. If in the context of this application of "the energy transfer element" or "the deformable It is understood that a plurality of energy transfer elements or deformable frame sections may also be meant.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass zur Absorption zusätzlicher Energie keine zusätzlichen Massen zum Rahmen hinzugefügt werden müssen. Vielmehr können bei bekannten Rahmenkonstruktionen vorhandene Rahmenteile so ausgebildet werden, dass sie zusätzlich eine Verformung zulassen. Denn bisherige Rahmenkonstruktionen berücksichtigen zumeist schon eine Stauchung oder Faltung von Rahmenabschnitten im Front- oder Heckbereich. Auch kann das Energietransferelement zugleich einen Längsträger oder einen Abschnitt eines Längsträgers des Rahmens bilden.The inventive solution the advantage that for the absorption of additional energy no additional Added masses to the frame Need to become. Rather, you can in existing frame structures existing frame parts so formed be that extra allow a deformation. Consider previous frame designs usually already a compression or folding of frame sections in the front or rear area. Also, the energy transfer element at the same time a side member or a section of a longitudinal member of the Frame.
In unterschiedlichen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Rahmens kann die Verformung im Frontabschnitt und im Heckabschnitt je nach Auslegung der verformbaren Rahmenabschnitte entweder gleicher Art oder unterschiedlicher Art sein. Zu unterscheiden ist hier zwischen einer stauchenden und einer dehnenden Verformung. Von einer stauchenden Verformung wird im Zusammenhang mit einer Verformung in Reaktion auf eine Druckbelastung der verformbaren Rahmenabschnitte in Längsrichtung gesprochen. Stauchende Verformungen sind nicht nur die Stauchung selbst, sondern beispielsweise auch eine stauchende Biegung, eine Faltung oder eine stauchende Torsion. Von einer dehnenden Verformung wird im Zusammenhang mit einer Verformung in Reaktion auf eine Zugbelastung der verformbaren Rahmenabschnitte in Längsrichtung gesprochen. Beispiele sind eine neben der Dehnung selbst eine Entfaltung, eine dehnende Biegung oder eine dehnende Torsion. Beide genannten Verformungs arten absorbieren Energie und sorgen dafür, dass die im Kollisionszeitpunkt vorhandene kinetische Energie in Verformungsarbeit an den ersten und zweiten verformbaren Rahmenabschnitten umgesetzt wird, wodurch die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs mit dem erfindungsgemäßen Rahmen von Verformungen weitgehend verschont werden kann.In different embodiments of the frame according to the invention can the deformation in the front section and the rear section depending on Design of the deformable frame sections either the same kind or different kind. To distinguish between here a compressive and a stretching deformation. From a stumping Deformation is associated with deformation in response to a compressive load of the deformable frame sections in the longitudinal direction spoken. Upset deformations are not just the compression itself, but also, for example, an upsetting bend, a fold or a twisting twist. From a stretching deformation is related to deformation in response to a tensile load of the deformable frame sections spoken in the longitudinal direction. Examples In addition to stretching itself, one is an unfolding, a stretching one Bend or a stretching twist. Both named types of deformation absorb energy and make sure that at collision time existing kinetic energy in deformation work on the first and second deformable frame sections is implemented, causing the Passenger compartment of the motor vehicle with the frame according to the invention can be largely avoided by deformations.
So ist der erfindungsgemäße Rahmen in einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, bei Einwirken des ersten Impulses sich im ersten Rahmenabschnitt stauchend zu verformen und sich im zweiten Rahmenabschnitt dehnend zu verformen. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Rahmen alternativ oder zusätzlich ausgebildet, bei Einwirken des ersten Impulses sich sowohl im ersten als auch im zweiten Rahmenabschnitt stauchend zu verformen. Ein anderer erfindungsgemäßer Rahmen ist ausgebildet, bei Einwirken des zweiten Impulses sich im zweiten Rahmenabschnitt stauchend zu verformen und sich im ersten Rahmenabschnitt dehnend zu verformen.So is the frame according to the invention in one embodiment formed on the action of the first pulse in the first frame section upsetting to deform and deform in the second frame section stretching. In another embodiment the frame is alternatively or additionally formed when exposed of the first pulse in both the first and second frame sections deforming upsetting. Another frame according to the invention is formed, upon the action of the second pulse in the second frame section deforming and stretching in the first frame section to deform.
In Ausführungsbeispielen, die im Frontabschnitt oder im Heckabschnitt eine stauchende und zusätzlich eine dehnende Verformung für ein und denselben Kollisionsfall, also beispielsweise eine Frontalkollision vorsehen, sind mehrere erste bzw. zweite verformbare Rahmenabschnitte vorhanden, von denen diesem Kollisionsfall ein Teil eine stauchende Verformung und ein anderer Teil eine dehnende Verformung erfährt. Ein solches Ausführungsbeispiel ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn das Energietransferelement heckseitig nicht am Rahmenende sondern in Richtung des Frontabschnitts verlagert ankoppelt. Hier sind im Heckabschnitt vom Ankopplungspunkt (oder von der Ankopplungsfläche) aus gesehen zum heckseitigen Rahmenende hin verformbare Rahmenabschnitte vorgesehen, die eine stauchende Verformung erfahren, während zum Frontabschnitt hin verformbare Rahmenabschnitte vorgesehen sind, die eine dehnende Verformung erfahren.In Embodiments, in the front section or in the stern section a upsetting and additionally one stretching deformation for one and the same collision case, so for example a frontal collision provide, are a plurality of first and second deformable frame sections of which this collision case is part of a upsetting one Deformation and another part undergoes a stretching deformation. One such embodiment is useful, for example, if the energy transfer element not at the end of the frame but in the direction of the front section displaced docked. Here are in the rear section of the coupling point (or from the docking area) seen to the rear frame end deformable frame sections provided that undergo a compressive deformation while to the front section deformable frame sections are provided, which is a stretching Experience deformation.
Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rahmens sind der erste oder der zweite oder der erste und der zweite Rahmenabschnitt ausgebildet, sich elastisch zu verformen, soweit die Energie des einwirkenden Impulses unterhalb eines vorbestimmten Betrags liegt. Eine elastische Verformung erspart bei vergleichsweise harmlosen Kollisionen aufwändige Reparaturen an der Rahmenkonstruktion.at an embodiment of the frame according to the invention are the first or the second or the first and the second frame section designed to elastically deform, as far as the energy of the acting pulse is below a predetermined amount. An elastic deformation saves in comparatively harmless Collisions elaborate Repairs to the frame construction.
Vorzugsweise sind der erste oder der zweite oder der erste und der zweite Rahmenabschnitt ausgebildet, sich inelastisch zu verformen, soweit die Energie des einwirkenden Impulses oberhalb eines vorbestimmten Betrags liegt. Diese Variante sichert als Alternative oder in Ergänzung zum vorstehend genannten Ausführungsbeispiel, dass Insassen bei einer schwereren Kollision unverletzt bleiben. Gleichzeitig ermöglicht diese Ausführungsform eine ausreichend steife und damit stabile Rahmenkonstruktion, bei der unerwünschte Rahmenschwingungen unterdrückt sind.Preferably are the first or the second or the first and the second frame section designed to deform inelastically, as far as the energy of the acting pulse is above a predetermined amount. This variant secures as an alternative or in addition to aforementioned embodiment, that occupants remain uninjured in a severe collision. At the same time allows this embodiment a sufficiently rigid and therefore stable frame construction, at the unwanted Frame vibrations suppressed are.
Das Energietransferelement ist vorzugsweise sowohl gegenüber einem ersten als auch gegenüber einem zweiten Impuls eines vorbestimmten Maximalbetrags formstarr. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass nicht das Energietransferelement selbst zur Energieabsorption beiträgt. Denn eine Verformung des Energietransferelementes könnte beispielsweise im Fall einer Frontalkollision dazu führen, dass die Energieabsorptionskapazität des Heckbereiches nicht voll ausgenutzt wird, wodurch eine erhöhte Gefahr für Fahrzeuginsassen bestünde.The Energy transfer element is preferably both compared to one first as well as opposite Formstarrant a second pulse of a predetermined maximum amount. In this way it is ensured that not the energy transfer element itself contributes to energy absorption. Because a deformation of the Energy transfer element could For example, in the case of a frontal collision cause the energy absorption capacity the rear area is not fully exploited, creating an increased risk for vehicle occupants existed.
Das Energietransferelement ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel im Frontabschnitt mit einem sich bei einer Stauchung oder Dehnung des ersten verformbaren Rahmenabschnitts in Richtung vom Frontabschnitt zum Heckabschnitt verschiebenden Rahmenteil verbunden. Dies kann beispielsweise ein Querträger des Rahmens sein. Auch dieses Ausführungsbeispiel erzielt einen besonders guten Energietransfer vom Frontbereich in den Heckbereich. Es ist sinnvoll, dass das Energietransferelement nicht mit solchen Rahmenteilen verbunden wird, die im Fall einer Frontalkollision weitestgehend unverformt bleiben. Mit der bei diesem Ausführungsbeispiel angesprochenen Verschiebung von Rahmenteilen ist eine Relativbewegung von Rahmenteilen zueinander gemeint. So sind typischerweise Längsträger vorgesehen, die auch in einem Kollisionsfall nur wenige verformbar oder gegen die Rahmengesamtheit verschiebbar sind.The energy transfer element is in a further embodiment in the front portion with a in compression or expansion of the first deformable frame portion in the direction connected from the front section to the rear section shifting frame part. This may for example be a cross member of the frame. Also, this embodiment achieves a particularly good energy transfer from the front to the rear. It makes sense that the energy transfer element is not connected to such frame parts, which remain largely undeformed in the event of a frontal collision. With the mentioned in this embodiment displacement of frame parts, a relative movement of frame parts to each other is meant. Thus, longitudinal members are typically provided, which are deformable in a collision case, only a few deformable or against the frame universe.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Energietransferelement im Heckabschnitt mit einem Rahmenteil verbunden, das sich bei Dehnung oder Entfaltung des zweiten verformbaren Rahmenabschnitts in Richtung vom Frontabschnitt zum Heckabschnitt verschiebt.at a further embodiment is the energy transfer element in the rear section with a frame part connected, resulting in elongation or unfolding of the second deformable Frame section in the direction of the front section to the rear section shifts.
Vorzugsweise ist das Energietransferelement im Heckabschnitt nahe dem heckseitigen Rahmenende befestigt. Auf diese Weise kann ein in Längsrichtung des Rahmens möglichst großer Teil des Heckabschnitts in eine dehnende Verformung einbezogen werden. Dadurch wird die Kapazität des Heckabschnitts zur Energieabsorption besonders hoch.Preferably is the energy transfer element in the stern section near the rear Frame end attached. In this way, a longitudinal direction the frame as possible greater Part of the tail section to be included in a stretching deformation. This will increase the capacity the rear section for energy absorption particularly high.
Das Energietransferelement ist in einem Ausführungsbeispiel zugleich ein Längsträger des Rahmens. Die Integration der beiden Funktionen in einem Rahmenteil spart Masse ein und führt so zu einer vergleichsweise leichten Rahmenkonstruktion.The Energy transfer element is in one embodiment at the same time Side member of the frame. The integration of the two functions in a frame part saves Mass and lead so a relatively lightweight frame construction.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen weist der Rahmen zwischen dem Frontabschnitt und dem Heckabschnitt einen Mittelabschnitt auf, der zum Tragen einer Fahrgastzelle ausgebildet ist. In einem solchen Ausführungsbeispiel reicht der Frontabschnitt des Rahmens bis zum frontseitigen Ende der Fahrgastzelle. Der Heckabschnitt des Rahmens reicht vom heckseitigen Ende der Fahrgastzelle bis zum heckseitigen Rahmenende. Die Bezeichnungen Frontabschnitt, Mittelabschnitt und Heckabschnitt sind jedoch nicht einschränkend allein vor dem Hintergrund eines speziellen Typs von Personenkraftwagen mit einer Karosserie zu verstehen, die im Frontbereich einen Motorraum, im Mittelbereich eine Fahrgastzelle und im Heckbereich einen Kofferraum aufweist. Die Erfindung ist vielmehr auch bei solchen Fahrzeugen anwendbar, deren Fahrgastzelle sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Rahmens vom frontseitigen Ende bis zum heckseitigen Ende erstreckt. Grade bei Kleinwagen, wie beispielsweise einem „Smart" sorgt die erfindungsgemäße Rahmenkonstruktion für eine Erhöhung der Sicherheit der Insassen der Fahrgastzelle im Fall einer Frontalkollision.In preferred embodiments has the frame between the front section and the rear section a central portion adapted to support a passenger compartment is. In such an embodiment extends the front portion of the frame to the front end the passenger compartment. The rear section of the frame extends from the rear side End of the passenger compartment to the rear end of the frame. The terms front section, However, the middle section and the rear section are not restrictive alone against the background of a special type of passenger cars to understand with a body in the front area an engine compartment, in the middle area a passenger compartment and in the rear area a trunk having. Rather, the invention is also in such vehicles applicable, the passenger compartment is substantially above the whole length the frame extends from the front end to the rear end. Grade in small cars, such as a "smart" provides the frame structure of the invention for one increase the safety of occupants of the passenger compartment in the event of a frontal collision.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung enthält einen Rahmen mit den oben beschriebenen Merkmalen.One Motor vehicle according to the invention according to the first Aspect of the invention contains a frame with the features described above.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bildet die Lösung des genannten technischen Problems eine Karosserie für ein Personenkraftfahrzeug, die einen Karosseriefrontabschnitt und einen Karosserieheckabschnitt aufweist. Der Karosseriefrontabschnitt weist mindestens einen ersten verformbaren Karosserieabschnitt auf, der ausgebildet ist, entweder Energie eines ersten, in einer vom Karosseriefrontabschnitt zum Karosserieheckabschnitt weisenden Längsrichtung auf die Karosserie einwirkenden Impulses, oder Energie eines zweiten, in einer vom Karosserieheckabschnitt zum Karosseriefrontabschnitt weisenden Längsrichtung auf den Rahmen einwirkenden Impulses, oder sowohl Energie des ersten als auch Energie des zweiten Impulses durch eine Verformung zu absorbieren. Der Karosserieheckabschnitt weist mindestens einen zweiten verformbaren Karosserieabschnitt auf, der ausgebildet ist, entweder Energie des ersten Impulses oder Energie des zweiten Impulses oder sowohl Energie des ersten als auch Energie des zweiten Impulses durch eine Verformung zu absorbieren. Weiterhin weisen der erste oder der zweite oder der erste und der zweite verformbare Karosserieabschnitt ein Kopplungselement zur Kopplung an mindestens ein Energietransferelement auf. Das Kopplungselement ist ausgebildet, Energie entweder des einwirkenden ersten Impulses oder des einwirkenden zweiten Impulses oder Energie sowohl des ersten als auch des zweiten Impulses vom Energietransferelement auf den zweiten verformbaren Karosserieabschnitt beziehungsweise vom Energietransferelement auf den ersten verformbaren Karosserieabschnitt zu übertragen.According to the second Aspect of the invention forms the solution of said technical Problems a bodywork for a passenger vehicle that has a bodywork front section and has a body rear section. The body front section has at least one first deformable body section, who is trained, either energy of a first, in one of the Body front section to the body rear end facing longitudinal direction on the body acting impulse, or energy of a second, in one of the body rear section to the body front section pointing longitudinal direction on the frame acting impulse, or both energy of the first and to absorb energy of the second pulse by deformation. The body rear section has at least one second deformable Body section formed, either energy of the first pulse or energy of the second pulse or both energy of the first as well as energy of the second pulse by a deformation to absorb. Furthermore, the first or the second or the first and second deformable body sections comprise a coupling element for coupling to at least one energy transfer element. The coupling element is formed, energy either of the acting first pulse or the acting second pulse or energy of both the first one as well as the second pulse from the energy transfer element on the second deformable body portion or the energy transfer element to transfer to the first deformable body section.
Die erfindungsgemäße Karosserie folgt im in der Anlage der verformbaren Karosseriebereiche, demselben Konzept wie der erfindungsgemäße Rahmen. Auch hier sind drei Alternativen umfasst, von denen wahlweise eine realisiert werden kann. Es steht im Rahmen der Erfindung, in einem Kraftfahrzeug eine erste Alternative des erfindungsgemäßen Rahmens mit einer beliebigen zweiten Alternative der erfindungsgemäßen Karosserie zu kombinieren.The body according to the invention follows in the plant of deformable body areas, the same Concept as the frame according to the invention. Again, there are three alternatives, one of which is optional can be realized. It is within the scope of the invention, in one Motor vehicle, a first alternative of the frame according to the invention with any second alternative of the body according to the invention to combine.
Jedoch ist in der Karosserie kein Energietransferelement vorgesehen. Dieses ist nach der Erfindung allein als Teil des Rahmens vorgesehen. Auf diese Weise wird die Fahrgastzelle geschützt.however is provided in the body no energy transfer element. This is provided according to the invention alone as part of the frame. To this Way, the passenger compartment is protected.
Ein erfindungsgemäßes Personenkraftfahrzeug umfasst in einem Ausführungsbeispiel eine an einem Rahmen, beispielsweise dem erfindungsgemäßen Rahmen befestigte erfindungsgemäße Karosserie mit einer Fahrgastzelle. Die Fahrgastzelle ist nicht, alternativ nur schwach an das Energietransferelement gekoppelt. Auf diese Weise folgt die Fahrgastzelle einer Bewegung des Energietransferelements im Kollisionsfall nicht oder nur wenig. Daher wird die Fahrgastzelle von einer Verformung ausgespart. Diese konzentriert sich auf den frontseitigen und heckseitigen Bereich des Rahmens. Als schwache Kopplung wird eine Kopplung verstanden, bei der die Fahrgastzelle der Bewegung des Energietransferelements nur in einem geringen Ausmaß folgt. Hierbei bestimmt sich das Ausmaß der möglichen Bewegung der Fahrgastzelle an dem Bewegungsspielraum der Fahrgastzelle im Kollisionsfall. Für die Dimensionierung der schwachen Kopplung maßgeblich ist der Bewegungsspielraum, der bei einem Kollisionsszenario mit vorbestimmtem Impulsübertrag entweder kein oder ein jedenfalls nicht lebensgefährliches Verletzungsrisiko für die Insassen der Fahrgastzelle durch eine Verformung des von ihr umschlossenen Innenraums bedeutet. Vorzugsweise ist die Fahrgastzelle versteift ausgebildet, derart, dass sie bei Einwirkung des ersten oder zweiten Impulses auf den Rahmen oder auf damit verbundene Karosserieteile nicht verformt wird, während die verformbaren Rahmenabschnitte verformt werden. Eine derartige besondere „Panzerung" der Fahrgastzelle kann mit an sich bekannten Mitteln erfolgen, beispielsweise mit Hilfe bekannter Materialien oder Trägerkonstruktionen.A passenger vehicle according to the invention comprises in one embodiment a Ka according to the invention attached to a frame, for example the frame according to the invention rosserie with a passenger compartment. The passenger compartment is not, alternatively, only weakly coupled to the energy transfer element. In this way, the passenger compartment does not or only slightly follows a movement of the energy transfer element in the event of a collision. Therefore, the passenger compartment is recessed from deformation. This focuses on the front and rear area of the frame. A weak coupling is a coupling in which the passenger compartment follows the movement of the energy transfer element only to a small extent. In this case, the extent of the possible movement of the passenger compartment is determined by the range of motion of the passenger compartment in the event of a collision. Decisive for the dimensioning of the weak coupling is the range of motion which, in a collision scenario with a predetermined momentum transfer, either means no or at least no life-threatening risk of injury to the occupants of the passenger compartment due to a deformation of the interior space enclosed by it. Preferably, the passenger compartment is stiffened, such that it is not deformed upon the action of the first or second pulse on the frame or on associated body panels while the deformable frame portions are deformed. Such a special "armor" of the passenger compartment can be done with known means, for example by means of known materials or support structures.
In einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die fehlende oder schwache Kopplung an das Energietransferelement nicht für die Fahrgastzelle als Ganzes, sondern lediglich für einen oder mehrere an den Rahmen gekoppelte Sitze gilt, die Insassen während der Fahrt aufnehmen. Auch hier gilt, dass das Maß der im Kollisionsfall zugelassenen Relativbewegung zwischen dem Sitz und dem Rest der Fahrgastzelle so gering bemessen sein muss, dass entweder kein oder jedenfalls ein nicht lebensgefährliches Verletzungsrisiko für die Insassen der Fahrgastzelle entsteht.In an alternative embodiment is provided that the missing or weak coupling to the Energy transfer element not for the passenger compartment as a whole, but only for one or more seats coupled to the frame, the occupants during the Take the ride. Again, the measure of the allowed in the event of a collision Relative movement between the seat and the rest of the passenger compartment must be so small that either no or at least not a lethal one Risk of injury for the occupants of the passenger compartment arise.
Zur Erhöhung der Energieabsorption im Frontabschnitt hat auch die Karosserie in einem Ausführungsbeispiel mindestens einen verformbaren Karosseriefrontabschnitt, der ausgebildet ist, Energie des ersten und des zweiten Impulses durch eine Verformung zu absorbieren. In diesem Ausführungsbeispiel wird als zusätzlich zum verformbaren ersten Rahmenabschnitt im Frontabschnitt des Rahmens im Kollisionsfall ein Karosseriefrontabschnitt verformt. Dies erhöht die Kapazität für Energieabsorption und damit die Sicherheit der Insassen. Die Art der Verformung des Karosseriefrontabschnitts entspricht der des ersten verformbaren Rahmenabschnittes im jeweiligen Kollisionsfall.to increase The energy absorption in the front section also has the bodywork in one embodiment at least one deformable body front portion, which is formed is, energy of the first and the second pulse by a deformation to absorb. In this embodiment is considered additional to the deformable first frame portion in the front portion of the frame in the event of a collision, a body front section deformed. This increases the capacity for energy absorption and thus the safety of the occupants. The type of deformation of the Body front section corresponds to that of the first deformable Frame section in each case of collision.
Entsprechend hat in einem weiteren Ausführungsbeispiel die Karosserie zusätzlich oder alternativ mindestens einen verformbaren Karosserieheckabschnitt, der ausgebildet ist, Energie des ersten und des zweiten Impulses durch eine Verformung zu absorbieren. Auch hier entspricht die Art der Verformung der des entsprechenden zweiten verformbaren Rahmenabschnittes für den jeweiligen Kollisionsfall. Im Falle einer Frontalkollision wird also der Karosserieheckabschnitt beispielsweise gedehnt.Corresponding has in a further embodiment the bodywork in addition or alternatively at least one deformable body rear section, which is formed, energy of the first and the second pulse to absorb by deformation. Again, the type corresponds the deformation of the corresponding second deformable frame portion for the respective collision case. In case of a frontal collision will So the body tail section, for example, stretched.
Eine weitere Erhöhung der Energieabsorption kann mit Hilfe von verformbaren Einbauteilen erzielt werden, die im Karosseriefrontbereich oder im Karosserieheckbereich angeordnet sind. Diese tragen vorzugsweise zusätzliche Funktionen. Es kann sich beispielsweise um den Motor oder um Teile des Motors oder um Einbauten zur Schalldämmung handeln.A further increase Energy absorption can be achieved with the help of deformable components be achieved in the body front area or in the body rear area are arranged. These preferably carry additional functions. It may be For example, the engine or parts of the engine or internals for sound insulation act.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Figuren näher erläutert. Es zeigen:following The invention will be explained in more detail with reference to two figures. Show it:
Durch die Energieaufnahme sowohl im Heck- als auch im Frontbereich gelingt es, die Fahrgastzelle weitgehend unverformt zu erhalten. Auf diese Weise werden die Insassen wirkungsvoll geschützt.By the energy absorption both in the rear and in the front area succeeds it to keep the passenger compartment largely undeformed. To this Way, the occupants are effectively protected.
Die
Figuren verzichten auf eine gesonderte Darstellung von Karosseriebereichen,
die ebenfalls zur Energieabsorption im Kollisionsfall beitragen.
Die Darstellung der
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