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Die Erfindung betrifft eine Crashstruktur für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein zugehöriges Fahrzeug mit einer solchen Crashstruktur.
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Gattungsgemäße Crashstrukturen für Fahrzeuge sind in zahlreichen Variationen bekannt und werden zur Absorbierung von auftretenden Kräften bei einem Unfall verwendet. Die bekannten Crashstrukturen eines Fahrzeugs sind mit einer Überdeckung zum Unfallgegner mit 100% bzw. minimal 40% ausgelegt. Bei diesen Überdeckungen können die auftretenden Kräfte beispielsweise über den Stoßfänger und die Längsträger des beaufschlagten Fahrzeugs durch Deformation dieser Strukturen absorbiert werden. Im Fall eines Unfalls mit geringer Überdeckung, wie beispielsweise 25%, ist eine Interaktion der Längsträger ausgeschlossen. Deshalb werden die auftretenden Kräfte an der Crashstruktur vorbei, über die Felge in den Fußraum des Fahrzeugs geleitet. Für diese Fälle weisen die Crashstrukturen energieabsorbierende Bauteile auf, welche als Airbag ausgeführt sind und im aufgeblasenen Zustand auftretende Kräfte bei einem Aufprall absorbieren können.
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Aus der
DE 198 35 705 A1 ist eine Karosserie für ein Fahrzeug mit einer Fahrgastzelle und einer an der Fahrgastzelle angebundenen Tragstruktur zur Anordnung von Fahrzeugbauteilen und zur Aufnahme von auf das Fahrzeug einwirkender Stoßenergie sowie mit vorderen und hinteren Rädern bekannt, welche jeweils von einem Radhaus umgeben sind. Hierbei grenzt das jeweilige Radhaus in Fahrzeuglängsrichtung auf der einen Seite an einen Seitenschweller an und ist auf der dazu gegenüberliegenden Seite durch einen Hohlraum von einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Stoßfänger beabstandet. Bei der beschriebenen Karosserie wird der jeweilige an den Stoßfänger angrenzende Hohlraum zumindest in Höhe des Stoßfängers mit einem energieabsorbierenden Bauteil versehen. Auf der dazu gegenüberliegenden Seite ist in Höhe des Seitenschwellers und/oder eines Längsträgers ein Deformationselement angeordnet, welches soweit in einen Freiraum des Radhauses ragt, dass die Freigängigkeit des Rades gewährleistet ist. Dadurch ist es möglich, dass die Räder bei einem Crash definiert auf den jeweiligen Seitenschweller auftreffen, wodurch die Energieaufnahmefähigkeit durch den Schweller erhöht werden kann. Die Deformationselemente und/oder die energieabsorbierenden Bauteile können als Airbag oder als Stoßenergieabsorptionselemente ausgeführt werden, welche aus Kunststoff und/oder Metall, insbesondere Leichtmetall, in Form von Schaum und/oder mit einer Wabenstruktur oder mit einer geeigneten Profilausbildung gefertigt sind.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Crashstruktur für ein Fahrzeug zu schaffen, welche einen effektiven Insassenschutz bei einem seitlichen Aufprall und bei geringer Gewichtszunahme der Crashstruktur bietet.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es ein Fahrzeug mit einer Crashstruktur zu schaffen, welches einen effektiven Insassenschutz bei geringer Gewichtszunahme der Crashstruktur bietet.
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Erfindungsgemäß werden die Aufgaben durch Bereitstellung einer Crashstruktur für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch die Bereitstellung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Crashstruktur für ein Fahrzeug und ein korrespondierendes Fahrzeug mit einer solchen Crashstruktur zu schaffen, welche einen effektiven Insassenschutz, insbesondere bei einem seitlichen Aufprall, bei geringer Gewichtszunahme der Crashstruktur bieten, weist die Crashstruktur erfindungsgemäß ein Deformationselement auf, welches im aktivierten Zustand eine Ableitgruppe mit mindestens einer Ableitschräge ausbildet. Die mindestens eine Ableitschräge ist hierbei in einem vorgegebenen Winkel zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet und leitet das eindringende Objekt in diese vorgegebene Richtung ab. In vorteilhafter Weise kann diese Ableitschräge im Radhaus integriert werden. Durch das Deformationselement, welches vorzugsweise im Bereich eines Fußraumes an einem Querträger angeordnet ist, wird der Fußraum zusätzlich geschützt und ein Wegleiten des Fahrzeugs vom Kollisionsgegner ermöglicht. Des Weiteren kann das Deformationselement in vorteilhafter Weise Aufprallenergie durch Deformation absorbieren. Somit wird in vorteilhafter Weise das Verletzungsrisiko der Insassen bei seitlichen Aufprallunfällen reduziert, ohne beispielsweise zusätzliche Versteifungen im Bereich des Fußraums einzubringen, welche das Gewicht des Fahrzeugs erhöhen würden. Im deaktivierten Zustand gibt das Deformationselement die Radbewegung frei. Das bedeutet, dass das energieabsorbierende Bauteil im Normalbetrieb die Lenkbewegungen der Räder nicht beeinflusst.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann mindestens ein Crashsensor vorgesehen werden, dessen Signale von einer Auswerte- und Steuereinheit zur Ausgabe eines Steuersignals ausgewertet werden können. Hierbei kann die Auswerte- und Steuereinheit das Steuersignal zur Aktivierung des Deformationselements ausgeben, wenn durch die Auswertung ein seitlicher Aufprall eines Objekts erkannt und/oder eine seitliche Aufprallwahrscheinlichkeit eines Objekts ermittelt wird. Vorzugsweise kann die Auslösung des Deformationselements über im Fahrzeug bereits vorhandene Crashsensoren erfolgen, welche beispielsweise an der Fahrzeugfront angeordnet sind, so dass in vorteilhafter Weise keine zusätzlichen Kosten entstehen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann das Deformationselement im aktivierten Zustand ein im Radhaus angeordnetes und von der Crashenergie in Richtung des Deformationselementes bewegtes Rad über die mindestens eine Ableitschräge in eine vorgegebene Radstellung überführen. Das heißt, dass das von der Crashenergie bewegte Rad an der Ableitschräge des Deformationselements abgeleitet wird und in vorteilhafter Weise nicht in den Fußraum eindringt. In vorteilhafter Weise kann dadurch das Rad in die vorgegebene Radstellung überführt werden. Somit kann in vorteilhafter Weise eine vom Fahrzeug abgewandte Radseite eine zusätzliche Ableitfläche der Ableitgruppe ausbilden, welche ein Ableiten des Kollisionsgegners bzw. des eindringenden Objekts weg vom Fahrzeug ermöglicht. Des Weiteren kann in vorteilhafter Weise ein Blockmaß zwischen Fahrgastzelle und Kollisionsgegners bzw. des eindringenden Objekts reduziert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann die vorgegebene Radstellung das Fahrzeug vom eindringenden Objekt wegbewegen. Dadurch kann die auf den Fahrgastraum wirkende Crashenergie in vorteilhafter Weise weiter abgemildert werden, da der Aufprallwinkel und der Abstand zum eindringenden Objekt verändert werden können, wodurch die in Richtung Fahrgastraum wirkenden Kräfte reduziert werden können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann das Deformationselement als Winkelelement mit zwei Schenkeln ausgeführt werden, welche über ein Scharnier drehbeweglich an einem Ende miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist das Deformationselement kostengünstig umsetzbar. Zudem kann die äußere Form das Deformationselement in vorteilhafter Weise über das Scharnier flexibel eingestellt werden. Des Weiteren können die beiden Schenkel im deaktivierten Zustand des Deformationselements in vorteilhafter Weise an einer Wandung des Radhausen anliegen und im aktivierten Zustand die Bewegung des Rades einschränken, indem die beiden Schenkel des als Winkelelement ausgeführten Deformationselement in den Freiraum des Radhauses ragen und den Bewegungsraum für das korrespondierende Rad beschränken. Im aktivierten Zustand bilden die beiden Schenkel des Deformationselements jeweils eine Ableitschräge aus, wobei der Winkel zwischen den beiden Ableitschrägen in vorteilhafter Weise über das Scharnier vorgegeben werden kann. Durch den Winkel der beiden Ableitschrägen zueinander kann auch die Richtung vorgegeben werden, in welche die Ableitschräge das Rad und/oder das eindringende Objekt ableitet. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine baureihenabhängige Ausrichtung und Anpassung der mindestens einen Ableitschräge.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur ist ein pyrotechnisches System zur Aktivierung des Deformationselements vorgesehen, wobei das Steuersignal das pyrotechnische System zündet. In vorteilhafter Weise kann somit die Reaktionszeit zwischen dem Erkennen einer relevanten Unfallsituation und der Aktivierung der Ableitgruppe mit dem energieabsorbierenden Bauteil verringert werden. Das pyrotechnische System kann hierbei als pyrotechnischer Aktuator ausgeführt sein, welcher in vorteilhafter Weise die Ableitschräge schnell aufstellt.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
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Dabei zeigen:
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1 ein schematisches Blockschaltbild einer Auslösefunktion zur Aktivierung einer Ableitgruppe für eine erfindungsgemäße Crashstruktur für ein Fahrzeug,
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2 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Crashstruktur für ein Fahrzeug in einem deaktivierten Zustand,
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3 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Crashstruktur in einem aktivierten Zustand.
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Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, weist eine Crashstruktur 10 für ein Fahrzeug 1, im Bereich eines Radhauses 28 ein Deformationselement 22 auf, welches in einem in 2 dargestellten deaktivierten Zustand eine Radbewegung freigibt und in einem in 3 dargestellten aktivierten Zustand Crashenergie abbaut.
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Erfindungsgemäß bildet das Deformationselement 22 im aktivierten Zustand eine Ableitgruppe 20 mit mindestens einer Ableitschräge 23.1 aus, welche in einem vorgegebenen Winkel zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist und das eindringende Objekt 50 in diese vorgegebene Richtung ableitet.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, sind Crashsensoren 40 vorgesehen, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel im Frontbereich des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Signale der Crashsensoren 40 werden von einer Auswerte- und Steuereinheit 30 zur Ausgabe eines Steuersignals S ausgewertet. Hierbei gibt die Auswerte- und Steuereinheit 30 das Steuersignal S zur Aktivierung des Deformationselements 22 aus, wenn durch die Auswertung ein seitlicher Aufprall eines Objekts 50 erkannt und/oder eine seitliche Aufprallwahrscheinlichkeit eines Objekts 50 ermittelt wird. Die Crashsensoren 40 können beispielsweise als Beschleunigungssensoren ausgeführt werden. Zur Auswertung können verschiedene Schwellwerte vorgegeben werden, wobei bei einer Überschreitung und/oder einer Unterschreitung von mindestens einem Schwellwert ein seitlicher Aufprall und/oder eine seitliche Aufprallwahrscheinlichkeit erkannt werden kann, so dass die Auswerte- und Steuereinheit 30 das Steuersignal S ausgibt. Die Auswerte- und Steuereinheit 30 kann auch Bestandteil einer anderen Sicherheitseinrichtung, wie beispielsweise einem Airbagsteuersystem für den Fahrerairbag und/oder den Beifahrerairbag sein.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist das Deformationselement 22 als Winkelelement mit zwei Schenkeln 22.1, 22.2 ausgeführt, welche über ein Scharnier 22.3 beweglich an einem Ende miteinander verbunden sind. An den anderen Enden sind die beiden Schenkel 22.1, 22.2 jeweils beweglich am Radhaus 28 geführt. Das Deformationselement 22 wird von einem pyrotechnischen System 26 aktiviert, wobei das von der Auswerte- und Steuereinheit 30 ausgegebene Steuersignal S das pyrotechnische System 26 zündet. Das pyrotechnische System 26 kann hierbei als pyrotechnischer Aktuator ausgeführt sein. Durch das pyrotechnische System können die Schenkel 22.1, 22.2 des als Winkelelement ausgeführten Deformationselements 22 von einem deaktivierten Zustand in einen gestrichelt dargestellten aktivierten Zustand überführt werden.
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Wie aus 2 und 3 weiter ersichtlich ist, umfasst das Fahrzeug 1 im dargestellten Frontbereich einen Stoßfänger 2, welcher senkrecht zu einer Fahrzeuglängsrichtung verläuft und zwischen zwei Längsträgern 4 des Fahrzeugs 1 angeordnet ist. Hierbei sind die Radhäuser 28 benachbart zu den Längsträgern 4 angeordnet, wobei die Deformationselemente 22 in Höhe des Stoßfängers 2 und der Längsträger 4 im jeweiligen Radhaus 28 angeordnet sind.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, liegen in den beiden Radhäusern 28 die als Winkelelemente mit zwei Schenkeln 22.1, 22.2 ausgeführten Deformationselemente 22 im deaktivierten Zustand jeweils an zwei Wandflächen des Radhauses 28 an, welche nahezu einen rechten Winkel zueinander bilden. Dadurch, dass die Schenkel 22.1, 22.2 an den jeweiligen Wandflächen des korrespondierenden Radhauses 28 anliegen, kann eine ungewollte Beeinflussung der Lenkbewegungen der Räder 24, 25 im deaktivierten Zustand in vorteilhafter Weise verhindert werden. Die Schenkel 22.1, 22.2 sind beispielsweise in Längsöffnungen beweglich geführt, welche in die Wandflächen des Radhauses 28 eingebracht sind.
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Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, schränkt das Deformationselement 22 des rechten Radhauses 28 im aktivierten Zustand die Radbewegung des Rades 24 ein, wobei die beiden Schenkel 22.1, 22.2 im aktivierten Zustand jeweils eine Ableitschräge 23.1, 23.2 ausbilden, welche jeweils einen vorgegebenen Winkel zur Fahrzeuglängsrichtung aufweisen. Der Winkel der beiden Schenkel 22.1, 22.2 bzw. der beiden Ableitschrägen 23.1, 23.2 zueinander kann über das Scharnier 22.3 vorgegeben werden, wobei die Ableitschrägen 23.1, 23.2 durch Wegklappen der beiden Schenkel 22.1, 22.2 von der jeweiligen Wandfläche des Radhauses 28 ausgebildet werden.
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Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, kann das Deformationselement 22 im aktivierten Zustand ein im Radhaus 28 angeordnetes und von der Crashenergie in Richtung des Deformationselementes 22 bewegtes Rad 24, über die mindestens eine Ableitschräge 23.1, 23.2 in eine vorgegebene Radstellung überführen. Die mindestens eine Ableitschräge 23.1, 23.2 bewirkt hierbei ein „Herausdrehen” des Rades 24, wodurch das Blockmaß zwischen Fußraum 6 und eindringenden Objekt 50 reduziert wird. Weiterhin führt die mindestens eine Ableitschräge 22.1 ebenfalls zu einem Ableiten des in das Fahrzeuges 1 eindringenden Objekts 50.
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Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, kann das Deformationselement 22 eine Keilform annehmen, wobei das Deformationselement 22 zwischen dem Rad 24 und dem korrespondierenden Radhaus 28 angeordnet ist. Je nach Ausführung kann das Deformationselement 22 das Rad 24 in einer vorgegebenen Radstellung fixieren.
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Bei dem in 3 dargestellten Zustand, ist das Deformationselement 22 im rechten Radhaus 28 im aktivierten Zustand, wobei das Objekt 50 noch nicht eingedrungen ist und das Rad 24 noch nicht von der Crashenergie bewegt wurde. Im Falle eines Eindringens des Objekts 50 wird das Rad 24 durch die Crashenergie auf die mindestens eine Ableitschräge 23.1, 23.2 gedrückt und von dieser abgeleitet und somit in eine vorgegebene Radstellung gebracht. Die vorgegebene Radstellung kann das Fahrzeug 1 zusätzlich vom eindringenden Objekt 50 wegbewegen. Hierbei kann eine Änderung der Radstellung des ersten Rades 24 auch zu einer Änderung der Radstellung eines zweiten Rades 25 führen. Die Änderung der Radstellung kann beispielsweise über eine gemeinsame Achse erfolgen. Eine weitere Möglichkeit zur Änderung der Radstellung kann über ein elektrisches Steuersignal erfolgen, welche an eine lenkwinkelsteuernde Einrichtung übertragen wird. Ebenso wäre Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem sich die Radstellung des zweiten Rades 25 nicht verändert.
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Eine vom Fahrzeug 1 abgewandte Radseite kann eine zusätzliche Ableitfläche 24.1 der Ableitgruppe 20 ausbilden. Hierbei wird die zusätzliche Ableitfläche 24.1 von einer Felge 24.2 des Rades 24, welche in der Regel aus Metall, beispielsweise Aluminium, Stahl usw., gefertigt ist, und einem Reifenmantel 24.3 gebildet.
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Wie aus 3 weiter ersichtlich verhindert die Ableitvorrichtung 20 der erfindungsgemäßen Crashstruktur 10 bei Unfällen mit geringer Überdeckung zum Unfallgegner 50 ein Einleiten der auftretenden Kräfte über die Felge 24.2 in den Fußraum 6 des Fahrzeugs 1, ohne dass zusätzliche Versteifungen im Bereich des Fußraums 6 angebracht werden müssen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Stoßfänger
- 4
- Längsträger
- 6
- Fußraum
- 10
- Crashstruktur
- 20
- Ableitgruppe
- 22
- Deformationselement
- 22.1, 22.2
- Schenkel
- 23.1, 23.2
- Ableitschräge
- 22.3
- Scharnier
- 24, 25
- Rad
- 24.1
- Ableitfläche
- 24.2
- Felge
- 24.3
- Reifen
- 26
- pyrotechnisches System
- 28
- Radhaus
- 30
- Auswerte- und Steuereinheit
- 40
- Crashsensor
- 50
- Objekt
- S
- Steuersignal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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