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Die Erfindung betrifft eine Karosseriestruktur eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine derartige Karosseriestruktur ist bei selbsttragenden Karosserien heutiger Serienkraftwagen sowohl beim Vorderbau als auch beim Heckbau üblich, um die Insassen beim Front- oder Heckaufprall des Kraftwagens durch Absorption von Stoßenergie mittels kollabierender Trägerstrukturen vor Verletzungen zu schützen. Hierbei wird der größte Teil der Stoßenergie von den seitlichen Längsträgern der Karosseriestruktur aufgenommen, die durch einen Querträger miteinander verbunden sind. Diese Längsträger weisen häufig einen Längenabschnitt auf, der sich unter Faltenbildung verformt, um einen möglichst ruckfreien Verformungsablauf ohne gefährliche Beschleunigungsspitzen sicherzustellen. Die Längsträger können aber nicht nur auf das gewünschte Crashverhalten des Kraftwagens hin konstruiert werden, sondern ihre Anordnung und ihr Verlauf im Vorder- oder Heckbau sind zusätzlich von Faktoren wie z.B. Fahrzeugkonzept, Packagebauraum, Fahrwerksbauraum, Kofferraumvolumen und Design abhängig. Hierdurch bedingt kann es konstruktiv erforderlich werden, dass die Längsträger zumindest über einen Längenabschnitt schräg zur Längsmittelebene der Karosserie verlaufen. Dadurch können in die Längsträger bei Kollisionsbeaufschlagung an ihrem aufprallzugewandten Ende neben der axialen Kraftkomponente auch hierzu schräg verlaufende Kraftkomponenten eingeleitet werden und zu einer übermäßigen Querbeanspruchung der sich unter Faltenbildung verformenden Längenabschnitte führen. Dadurch kann das Absorptionsvermögen der Längsträger durch insbesondere seitliche Ausbiegung der Längenabschnitte beeinträchtigt sein oder im Extremfall kann es auch zu einem teilweisen oder vollständigen Abriss der Längsträger in diesem Bereich führen.
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Aus der
DE 28 53 965 A1 ist eine Endstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Stoßfänger und einem wenigstens aus Längs- und Querträgern bestehenden Rahmensystem bekannt. Das offenbarte Rahmensystem besitzt auf einer ersten Seite der Mittellängsebene eine höhere Steifigkeit und eine höhere Energieaufnahmefähigkeit als auf der anderen Seite. Zudem ist die erste Seite mit einer Abgleitvorrichtung versehen. Die Endstruktur umfasst im Grundriss gesehen zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Längsträger und einen Querträger, welche in H-Form angeordnet sind, wobei der Längsträger der ersten Seite im Endbereich durch Zusatzträger abgestützt ist. Hierbei erstreckt sich ein erster Zusatzträger diagonal zwischen den beiden Längsträgern und der andere Zusatzträger weist eine Giebelform auf und bildet die Abgleitvorrichtung. Zudem sind am Längsträger der ersten Seite und an den Zusatzträgern Deformationszonen angebracht.
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Aus den Druckschriften
JP 2009-248 603 A ,
JP 2003-048 498 A ,
JP 2006-175 988 A und
JP H11-48 883 A ist jeweils eine Karosseriestruktur eines Fahrzeugs bekannt, die einen Deformationsbereich mit wenigstens einem bei Kollisionsbeaufschlagung unter Absorption von Aufprallenergie der Länge nach kollabierenden Hohlträger aufweist, dessen bei der Kollision bevorzugt kollabierender Längenabschnitt sich unter Faltenbildung verformt. Dem Längenabschnitt des Hohlträgers ist ein Führungselement zugeordnet, das beim Kollabieren des Hohlträgers stützend mit diesem zusammenwirkt.
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Aus der
DE 197 27 315 A1 ist eine gattungsgemäße Karosseriestruktur eines Fahrzeugs bekannt, die einen Deformationsbereich mit wenigstens einem bei Kollisionsbeaufschlagung unter Absorption von Aufprallenergie der Länge nach kollabierenden Hohlträger aufweist, dessen bei der Kollision bevorzugt kollabierender Längenabschnitt sich unter Faltenbildung verformt, wobei dem Längenabschnitt des Hohlträgers ein Führungselement zugeordnet ist, das beim Kollabieren des Hohlträgers stützend mit einer von der Wirkrichtung einer den Verformungsablauf störenden Kraftkomponente abgewandten Umfangsseite des Hohlträgers zusammenwirkt, und wobei die störende Kraftkomponente im sich unter Faltenbildung verformenden Längenabschnitt und quer zu dessen Längsachse wirksam ist. Das Führungselement ist in einer permanenten Überdeckungsstellung zum Längenabschnitt des Hohlträgers fest angeordnet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Karosseriestruktur eines Fahrzeugs anzugeben, die bei einfacher und kostengünstiger Konstruktion eine verbesserte Abrisssicherheit eines Hohlträgers in einem sich im Kollisionsfall unter Faltenbildung verformenden Längenbereich bieten kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch Bereitstellung einer Karosseriestruktur des Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Durch das dem Längenabschnitt des Hohlträgers zugeordnete Führungselement bekommt der Längsträger während seiner Faltung eine Führungshilfe und Führungsstütze, die es ihm ermöglicht, robust durchzufalten. Die Gefahr, dass der Hohlträger im kollabierenden Längenabschnitt quer zu dessen Längsachse stark ausweicht und dabei teilweise oder vollständig abreißt, ist hierdurch minimiert.
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Eine bekannte Anordnung des Führungselements, die nahezu unabhängig vom Ablauf der Kollision ist, lässt sich durch eine feste Anordnung des Führungselements in einer permanenten Überdeckungsstellung zum Längenabschnitt des Hohlträgers erreichen. Erfindungsgemäß ist das Führungselement in einer Bereitschaftsstellung ohne Überdeckung zum Längenabschnitt angeordnet und ist erst während der Kollision in die Überdeckungsstellung zur abzustützenden Umfangsseite des Hohlträgers gebracht. In beiden Fällen kann das Führungselement an einem dem Ende des Hohlträgers vorgelagerten Strukturteil angebracht sein, wenn der kollabierende Längenabschnitt nahe dem aufprallzugewandten Ende des Hohlträgers angeordnet ist.
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Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, den Stoßfängerträger an seinen Enden so zu gestalten, dass seine seitlichen Endbereiche in integraler Bauweise jeweils das Führungselement für den benachbarten Längsträger bilden bzw. sich das jeweilige Führungselement während des Crashs durch Deformation des korrespondierenden Endbereichs bildet und damit die Endbereiche selbst die Funktion der Führung des kollabierenden Längenabschnitts des zugeordneten Längsträgers übernehmen.
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Vorzugsweise sind im Deformationsbereich der Karosseriestruktur als Hohlträger zwei bezogen auf die Mittellängsebene des Fahrzeugs spiegelsymmetrische Längsträger angeordnet, die an ihrem aufprallzugewandten Ende über einen Querträger miteinander verbunden sind, wobei die Längsträger zumindest über einen Längenabschnitt gerade aber seitlich schräg zur Mittellängsachse des Fahrzeugs geneigt verlaufen. Über ihre gerade Länge können die Längsträger dabei auch aus Strangpressprofilen gefertigt sein, die z.B. aus einer geeigneten Aluminiumlegierung oder einem anderen Leichtbauwerkstoff bestehen können. Leichtbaulängsträger, die nahezu über ihre gesamte Länge gerade aber unter großer „Pfeilung“ verlaufen, sind insbesondere für Sportwagen geeignet, die ein möglichst geringes Leistungsgewicht aufweisen sollen.
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Damit am Querträger eine große Abstützbasis vorhanden ist, können die Längsträger des Fahrzeugs von oben gesehen einen spitzen Winkel einschließen, der sich in Richtung des ihre Enden verbindenden Querträgers erweitert. An dieser Abstützbasis können an der aufprallzugewandten Seite dann in ausreichendem seitlichen Abstand voneinander zwei Deformationsglieder angebracht sein, über welche ein Stoßfängerträger stabil am Querträger angebracht werden kann. Auf den Stoßfängerträger wirkende Kollisionskräfte werden so ausschließlich über die Deformationsglieder an den Querträger weitergegeben, so dass die Deformationsglieder problemlos als für einen Reparaturcrash des Fahrzeugs ausgelegte Crashboxen ausgebildet werden können. Bei für den Reparaturcrash ausgelegten Fahrzeugen soll möglichst sichergestellt werden, dass Kollisionen mit voller Breitenüberdeckung des Fahrzeugs bis zu einer Geschwindigkeit von 15 km/h vom Stoßfänger selbst mit Stoßfängerträger und den Crashboxen aufgenommen werden können, ohne dass in den hinter den Crashboxen liegenden Karosseriestrukturen irreversible Schäden entstehen. Somit können zur Instandsetzung von solchen leichten Karosserieschäden kostengünstige Abschnittreparaturen durchgeführt werden. Um das gewünschte Ansprechverhalten der Deformationsglieder bei Kollisionen sicherzustellen, werden diese zweckmäßig zum Ende des ihnen zugeordneten Längsträgers fluchten. Hierdurch sind zudem die Anforderungen an die Biegesteifigkeit des Querträgers deutlich geringer.
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Im einfachsten Fall steht das Führungselement vom zugeordneten Ende eines geraden Querträgers ab, wenn es ständig unter Längenüberdeckung zum Längenabschnitt des Hohlträgers gehalten ist. Jedoch sollte der Querträger in diesem Fall seitlich nur geringfügig gegenüber dem angeschlossenen Ende des Längsträgers überstehen, damit der seitliche Abstand zwischen Führungselement und Längenabschnitt des Hohlträgers für die Führungsfunktion nicht zu groß wird.
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Um das Führungselement im Zuge der Kollision selbsttätig in die Funktionsstellung zu überführen, können die seitlichen Endbereiche des Stoßfängerträgers gegenüber dem Querträger überstehen und von den überstehenden Endbereichen des Stoßfängerträgers kann jeweils ein Führungselement abstehen, das durch Kollabieren der Crashboxen und ggf. des Querträgers in seine Funktionsstellung verschoben wird.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf eine Karosseriestruktur mit parallelen Längsträgern vor und nach dem Zusammenstoß mit einer Barriere,
- 2 eine schematische Draufsicht auf eine Karosseriestruktur mit einen spitzen Winkel einschließenden Längsträgern sowie mit einem Führungselement für einen der beiden Längsträger vor und nach dem Zusammenstoß mit einer Barriere,
- 3 eine schematische Draufsicht auf eine Karosseriestruktur mit einen spitzen Winkel einschließenden Längsträgern sowie einem bei der Kollision in die Schutzstellung überführten Führungselement vor und nach dem Zusammenstoß mit einer Barriere, und
- 4 eine schematische Draufsicht auf eine Variante zur Karosseriestruktur gemäß 3 mit einen spitzen Winkel einschließenden Längsträgern sowie einem bei der Kollision in die Schutzstellung überführten Führungselement vor und nach dem Zusammenstoß mit einer Barriere.
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In 1 bis 4 ist im oberen Teil übereinstimmend jeweils eine Karosseriestruktur 10, 20, 30 bzw. 40 eines nicht dargestellten Kraftwagens vor dem Zusammenstoß mit einer nicht deformierbaren Barriere 50 gezeigt, und im korrespondierenden darunter liegenden Teil, der durch eine gestrichelte Linie vom oberen Teil getrennt ist, ist die jeweils gleiche Karosseriestruktur 10, 20, 30 bzw. 40 nach einem definierten Zusammenstoß mit der Barriere 50 gezeigt. Die Karosseriestrukturen 10, 20, 30 und 40 können dabei sowohl im vorderen als auch im hinteren Endbereich eines Kraftwagens angeordnet sein und somit für das Deformationsverhalten des Vorderbaus oder Heckbaus des zugehörigen Kraftwagens also der sogenannten Knautschzone von wesentlicher Bedeutung sein.
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Bei der in 1 gezeigten Karosseriestruktur 10 verlaufen die beiden seitlichen Längsträger 11 in gleichem Abstand zur Mittellängsachse des Kraftwagens und somit zueinander parallel. Sie weisen einen durch Umfangswände zu einem Hohlträger geschlossenen Querschnitt auf, wobei der Querschnitt je nach weiteren konstruktiven Anforderungen unterschiedlich sein kann. Um bei der Länge nach kollabierenden Hohlträgern ein maximales Absorptionsvermögen zu erzielen, können die Längsträger als Rohre hohlzylindrisch und über ihre gesamte Länge gerade ausgebildet sein. Unabhängig von ihrer Querschnittsgeometrie ist ihr Querschnitt vorzugsweise über die gesamte Länge konstant, wodurch die Längsträger 11 als Strangpressprofil in Leichtbauweise z.B. aus einer Aluminiumlegierung ausgeführt sein können. Alternativ können die Längsträger aber auch in üblicher Schalenbauweise aus hochfesten Karosserieblechen hergestellt sein. Mit ihrem aufprallabgewandten Ende sind die Längsträger 11 in nicht gezeigter aber üblicher Weise über Gabelträger oder dgl. an der tragenden Struktur einer Sicherheitsfahrgastzelle abgestützt und unlösbar befestigt.
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An ihrem entgegengesetzten, aufprallzugewandten Ende sind die Längsträger 11 über einen Querträger 12 fest miteinander verbunden. Zur Anbindung der auf der hinteren Breitseite des Querträgers 12 mit ihrer Ringstirnseite gestoßen anliegenden Längsträger 11 sind z.B. eine Schweißnaht oder auch eine entsprechende Zahl von Punktverbindungsstellen vorgesehen. Dabei stehen die Enden des Querträgers 12 gegenüber den angeschlossenen Enden der Längsträger 11 seitlich jeweils geringfügig über. Der Querträger 12 ist zweckmäßig ebenfalls als Hohlträger ausgebildet, der einen schlanken Rechteckquerschnitt hat, und kann beispielweise als stranggepresstes Hohlkammerprofil ausgeführt sein und z.B. aus einer geeigneten Aluminiumknetlegierung bestehen.
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Koaxial zu den am Querträger 12 anliegenden Enden der Längsträger 11 ist auf der gegenüberliegenden Breitseite des Querträgers 12 jeweils eine Crashbox 13 unter flächiger Auflage z.B. mit mehreren Schrauben lösbar befestigt. Diese vor dem rechten und linken Längsträger 11 angeordnete Crashbox 13 besteht aus einem Pralltopf, der sich bei Kollisionen in Fahrzeuglängsrichtung wie der Längsträger 11 auch unter Absorption von Aufprallenergie der Länge nach verformt und entsprechend gestaucht wird. Die baugleichen Crashboxen 13 müssen jedoch bereits bei geringerer Kollisionskraft kollabieren als der zugeordnete Längsträger 11 auf der gleichen Seite. Um dies zu erreichen, bestehen die Crashboxen 13 hier aus einem koaxial zum Längsträger 11 angeordneten Rohrkörper, der bei gleichem Material eine deutlich geringere Wanddicke aufweist.
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Über die Crashboxen 13 wird ein Stoßfängerträger 14 auf Abstand zum Querträger 12 gehalten, der über seine Länge etwas gekrümmt, aber bezogen auf die Längsmittelebene des Kraftwagens spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Dieser Stoßfängerträger 14 bildet in üblicher Weise die tragende Struktur für einen Stoßfänger, an der die großformatige Stoßfängerverkleidung unter Zwischenlage von Prallelementen aus dämpfendem, meist elastomerem Kunststoffmaterial oder dgl. angebracht werden können. Der Stoßfängerträger 14 kann dabei je nach Konzept lösbar oder unlösbar mit den Crashboxen 13 verbunden sein. Die beteiligten Komponenten müssen jedenfalls zu einem steifen Verbund gefügt werden.
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Aus dem unteren Teil von 1 ist ersichtlich, wie sich die Karosseriestruktur 10 nach dem Zusammenstoß mit der Barriere 50 bei definierten Crashbedingungen verformt hat, wozu die Barriere 50 unter Parallelverschiebung auf den Stoßfängerträger 12 zu bewegt wurde. Wie durch einen dicken Pfeil für die Crashkraft Fc angedeutet ist, kommt es dadurch zu einer idealen Kraftbeaufschlagung der Karosseriestruktur 10 parallel zur Mittellängsachse der Karosseriestruktur 10, durch welche die Kollisionskräfte ganz gleichmäßig auf die beiden Längsträger 11 verteilt werden. In einer ersten Aufprallphase werden hierbei der Stoßfängerträger 14 und die beiden Crashboxen 13 soweit zusammengedrückt, dass sie zu einem Block verdichtet werden. Danach sprechen bei der Kollision auch die Längsträger 11 an, die zunächst in einem unmittelbar an den Querträger 12 anschließenden Längenbereich 11.1 der Länge nach gestaucht werden und sich dabei unter Faltenbildung verformen. Die vorgesehene, wellrohrähnliche Faltung kann hierbei durch nicht gezeigte Eindrückungen am Umfang des Längenabschnitts 11.1 oder ähnliche bekannte Schwächungs- oder Verstärkungsmaßnahmen gesteuert sein.
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Da alle Verbindungsstellen zwischen den Komponenten der Karosseriestruktur 10 noch intakt sind, hätte die Karosseriestruktur 10 noch Reserven zur Absorption weiterer Aufprallenergie, wobei sich eine weitergehende Stauchung der Längsträger 11 ergäbe.
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Deutlich problematischer bezüglich der Ausnutzung der gesamten Knautschzone bei einem Crash ist die in 2 gezeigte Karosseriestruktur 20, die zur Vereinfachung der Beschreibung nur hinsichtlich der Unterschiede zu 1 näher erläutert wird. Die gleiche Bauteile bezeichnenden Komponenten der Karosseriestruktur 20 sind aber entsprechend den Bezugszeichen der Karosseriestruktur 10 jeweils unter Addition von 10 bezeichnet.
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Der wesentliche Unterschied der Ausführungen liegt nun darin, dass die Längsträger 21 nicht zueinander parallel sondern unter einem spitzen Winkel zueinander und somit auch unter spitzem Winkel zur Mittellängsebene der Karosseriestruktur 20 verlaufen. Der Winkel von hier etwa 15 Grad zur Mittellängsachse öffnet sich in Richtung des Querträgers 22, wodurch die im Übrigen über ihre gesamte Länge geraden Längsträger 21 im Anschlussbereich am Querträger 22 den größten Abstand voneinander haben. Jedoch wirkt die von der parallelverschobenen Barriere 40 erzeugte Crashkraft Fc entsprechend der Pfeilrichtung weiterhin exakt parallel zur Mittellängsachse der Karosseriestruktur 20 und somit des Kraftwagens. Dadurch entsteht aber im sich unter Faltenbildung verformenden Längenabschnitt 21.1 neben der in Längenrichtung wirkenden auch eine quer zu dessen Längsachse wirkende Kraftkomponente, die den Verformungsablauf stört, weil sie den Längenabschnitt 21.1 auf Knickung beansprucht. Diese am rechten Längsträger 21 durch einen abgebogenen Pfeil angedeutete Knick- bzw. Drehkraft Ft um ein hinteres Ende des Längsträgers 21 wirkt auf den kollabierenden Längenabschnitt 21.1, der während des Verformungsablauf nur geringe Seitenkräfte übertragen kann. Dadurch kann es im Bereich des Längenabschnitts 21.1 zu einem teilweisen oder vollständigen Abriss des Längsträgers 21 kommen, wie er vom unteren Teil in der rechten Hälfte von 2 gezeigt ist. Außerdem führen bereits geringe seitliche Ausknickungen im Längenabschnitt 21.1 zu Störungen beim Verformungsablauf im Längenabschnitt 21.1 selbst sowie auch im daran anschließenden Längenbereich des Längsträgers 21. Somit kann der Längsträger 21 nicht mehr in nennenswertem Umfang zur Absorption von Aufprallenergie herangezogen werden.
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Um ein seitliches Ausweichen des Längsträgers 21 im Längenabschnitt 21.1 weitgehend zu verhindern, ist eine Führungsplatte 25 vorgesehen, die am linken Längsträger 21 eingezeichnet ist. Die Führungsplatte 25 besteht aus hochfestem Stahl oder einem anderen beulsteifen Material und weist zwei abgebogene Plattenschenkel auf. Die Plattenschenkel der Führungsplatte 25 schließen einen stumpfen Winkel von etwa 105 Grad ein, wobei der etwas längere Plattenschenkel zwischen der Crashbox 23 und dem Querträger 22 eingefügt ist. Über den flächig an der aufprallzugewandten Breitseite des Querträgers 22 anliegenden Plattenschenkel ist die Führungsplatte 25 äußerst stabil und lagesicher befestigt. Von der Basis dieses Plattenschenkels ausgehend erstreckt sich der abgebogene Plattenschenkel der Führungsplatte 25 unmittelbar am linken Ende des Querträgers 22 vorbei in geringem seitlichem Abstand neben dem Längenabschnitt 21.1 vom Querträger 22 weg, wobei er unter einem spitzen Winkel von etwa 25 Grad zur Mittellängsachse des Längsträgers 21 verläuft. Kollabiert nun beim Crash der Längenabschnitt 21.1 durch Überschreiten der entsprechenden Ansprechschwelle, so wird der Längenabschnitt 21.1 durch Faltenbildung umgeformt, wodurch er radial aufgeweitet wird und sich nahezu an die Führungsfläche des benachbarten Plattenschenkels der Führungsplatte 25 anlegt. Vom Querträger 22 weiter entfernte Stellen des gewellten Längenabschnitts 21.1 laufen im Zuge des Stauchungsvorgangs seitlich am abstehenden Plattenschenkel auf und werden aufgrund des Schrägungswinkels desselben sanft in Richtung ihrer vorgesehenen Längserstreckung also in der Zeichnung nach rechts zurückgedrückt. Hierdurch bleibt der gewellte Längenabschnitt bis zur vollständigen Verblockung intakt und die Anbindung zum Querträger 22 zuverlässig erhalten. Es versteht sich, dass die Karosseriestruktur 20 auch am rechten Längsträger 21 eine entsprechend spiegelsymmetrisch angeordnete Führungsplatte 25 aufweisen müsste, damit auch der rechte Längenabschnitt 21.1 gegen seitliches Ausweichen geschützt bzw. unter seitlicher Abstützung in Richtung der Breitseite des Querträgers 22 geführt ist. Somit bleiben die Sicherheitsreserven der Längsträger 21 auch hier für eine weitergehende Stauchung der Längsträger 21 bei stärkeren Kollisionen des zugehörigen Kraftwagens erhalten.
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Auch die in 3 gezeigte Ausführung einer Karosseriestruktur 30 ist zur Vereinfachung der weiteren Beschreibung nur im Hinblick auf die Unterschiede zur vorher beschriebenen Karosseriestruktur 20 näher erläutert. Die funktional gleiche Bauteile bezeichnenden Komponenten der Karosseriestruktur 30 sind aber entsprechend den Bezugszeichen der Karosseriestruktur 20 jeweils unter Addition von 10 bezeichnet.
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Der wesentliche Unterschied der Karosseriestruktur 30 gegenüber der Karosseriestruktur 20 ist dadurch gegeben, dass anstelle einer Führungsplatte ein Führungskörper 35 als Führungselement vorgesehen ist, wobei der Führungskörper 35 seitlich neben dem Querträger 32 angeordnet ist und von der Rückseite des Stoßfängerträgers 34 absteht. Dieser Führungskörper 35 ist mit einer planen seitlichen Führungswand versehen, die von einer zum Ende des Querträgers 32 fluchtenden Linie auf der Rückseite des Stoßfängerträgers 34 ausgeht. Der Neigungswinkel dieser Führungswand des insgesamt annähernd quaderförmigen, vorzugsweise hohlen Führungskörpers 35 gegenüber der Mittellängsachse des Längsträgers 31 stimmt dabei etwa mit dem Neigungswinkel des abstehenden Plattenschenkels der Führungsplatte 25 gegenüber der Mittellängsachse des Längsträgers 21 überein. In seiner Bereitschaftsstellung vor dem Zusammenstoß befindet sich der Führungswand des Führungskörpers 35 seitlich beabstandet neben der zugeordneten Crashbox 33 und allenfalls das zugeordnete, hier linke Ende des Querträgers 32 ist geringfügig vom freien Ende des Führungskörpers 35 überdeckt.
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Kommt es zur Simulation der Kollision durch die Barriere 50, so werden entsprechend dem realen Kollisionsfall von der Crashkraft Fc zunächst die Crashboxen 33 und ggf. der Stoßfängerträger 34 gestaucht, wodurch der Führungskörper 35 aus seiner Bereitschaftsstellung in seine Schutzstellung verlagert wird, in der er in eine seitlichen Überdeckungsstellung zur abzustützenden Umfangsseite des Längsträgers 31 gelangt. In dem Moment, in dem beim Zusammenstoß die unter Faltenbildung erfolgende Stauchung der Längenabschnitte 31.1 beginnt, befinden sich die Führungskörper 35 somit bereits in der Überdeckungsstellung zum zugehörigen Längsträger 31, in der ihre Führungswand ähnlich positioniert ist, wie der abstehende Plattenschenkel der ständig vom Querträger 22 in der Schutzstellung gehaltenen Führungsplatte 25 bei der Karosseriestruktur 20. Im Ergebnis kann also durch einen zum gezeigten Führungskörper 35 spiegelsymmetrischen Führungskörper ein in der rechten unteren Hälfte von 3 angedeuteter Abriss des Längsträgers 31 im Längenabschnitt 31.1 infolge der Drehkraft Ft wirkungsvoll verhindert werden.
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Auch die in 4 gezeigte Ausführung einer Karosseriestruktur 40 ist zur Vereinfachung der weiteren Beschreibung nur im Hinblick auf die Unterschiede zur vorher beschriebenen Karosseriestruktur 30 näher erläutert. Die funktional gleiche Bauteile bezeichnenden Komponenten der Karosseriestruktur 40 sind aber entsprechend den Bezugszeichen der Karosseriestruktur 30 jeweils unter Addition von 10 bezeichnet.
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Der wesentliche Unterschied der Karosseriestruktur 40 gegenüber der Karosseriestruktur 30 ist dadurch gegeben, dass der Endbereich des Stoßfängerträgers 44 integral mit dem Führungselement 45 ausgebildet ist; also nicht von einem separaten Anbauteil, sondern von entsprechend geformten Profilwänden des Stoßfängerträgers 44 selbst gebildet wird. Dadurch kann die Anzahl der am Stoßfängerträger 44 zu montierenden Teile reduziert werden. Wenn es das Fahrzeugkonzept zulässt, können sogar die Endbereiche des Stoßfängerträgers 44 selbst das in Richtung des zugeordneten Längsträgers 41 abstehende Führungselement 45 bilden. Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass kein zusätzliches Material für das Führungselement 45 benötigt wird und sich ggf. auch keine Gewichterhöhung durch die Führungselemente 45 ergibt. Hierbei sind zumindest die Endbereiche des Stoßfängerträgers 44 als geschlossene Hohlprofile ausgebildet, deren der Crashbox 43 zugewandte, entsprechend schräg verlaufende Profilwand die Abweiskontur für den sich unter Faltenbildung verformenden Längenabschnitt 41.1 bildet. Die Innenumfangskontur des Stoßfängerträgers 44 geht dabei unter weicher Krümmung, also einer Krümmung unter einem nicht zu kleinen Radius, in die schräge, weitgehend gerade Abweiskontur des Führungselements 45 über, wodurch ein biegesteifer Übergang vom Stoßfängerträger 44 auf das Führungselement 45 gegeben ist. Nachdem die Crashkraft Fc wirksam geworden ist, ergibt sich nach Kollabieren der Crashboxen 43 und damit verbundener Parallelverschiebung des Stoßfängerträgers 44 die Schutzstellung des Führungselements 45 seitlich neben dem Längenabschnitt 41.1 des zugeordneten Hohlträgers 41. Hierbei darf der seitliche Abstand des Führungselements 45 vom Hohlträger 41 aber nicht zu groß gewählt werden, damit die gewünschte Schutzfunktion der Führungselemente 45 noch zum Tragen kommt.
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Wie in 2 bis 4 offensichtlich ist, können die Querträger 22, 32 und 42 ebenfalls zur Absorption von Aufprallenergie mitherangezogen werden, da sie als Hohlprofil ausgebildet sind und durch die Crashkraft Fc unter Absorption von Aufprallenergie entsprechend abgeplattet werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Karosseriestruktur
- 11
- Längsträger
- 11.1
- Längenabschnitt
- 12
- Querträger
- 13
- Crashbox
- 14
- Stoßfängerträger
- 20
- Karosseriestruktur
- 21
- Längsträger
- 21.1
- Längenabschnitt
- 22
- Querträger
- 23
- Crashbox
- 24
- Stoßfängerträger
- 25
- Führungsplatte
- 30
- Karosseriestruktur
- 31
- Längsträger
- 31.1
- Längenabschnitt
- 32
- Querträger
- 33
- Crashbox
- 34
- Stoßfängerträger
- 35
- Führungskörper
- 40
- Karosseriestruktur
- 41
- Längsträger
- 41.1
- Längenabschnitt
- 42
- Querträger
- 43
- Crashbox
- 44
- Stoßfängerträger
- 45
- Führungselement (Endbereich Stoßfängerträger)
- 50
- Barriere (nicht deformierbar)
- FC
- Crashkraft
- Ft
- Knickkraft bzw. Drehkraft
