DE102012014449A1

DE102012014449A1 - Protective device for protecting front collapsible zone of passenger car in frontal collision with e.g. wall, has stimulus element supported at longitudinal beam by support, which is supported at beam by resilient abutment

Info

Publication number: DE102012014449A1
Application number: DE201210014449
Authority: DE
Inventors: Bernd Palmer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-07-21
Filing date: 2012-07-21
Publication date: 2014-01-23

Abstract

The device (30) has a stimulus element (32) projecting laterally outwardly beyond a left-sided longitudinal beam (14), and arranged in a front portion of an associated vehicle wheel in a vehicle longitudinal direction. The stimulus element is connected with a front cross beam (18) by inserting the stimulus element into the cross beam. The stimulus element is supported at the longitudinal beam by a support (34), where the support is supported at the longitudinal beam by a resilient abutment (36). The abutment is selectively resiliently formed in a vehicle transverse direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für eine Knautschzone eines Personenkraftwagens.The invention relates to a protective device for a crumple zone of a passenger car.

Aus dem Serienfahrzeugbau von Personenkraftwagen ist es bekannt, dass Frontalkollisionen mit einem sich bewegenden oder stehenden Hindernis mit einer geringen Breitenüberdeckung äußerst problematisch sind, und zwar insbesondere im Hinblick auf Verletzungen der vorderen Fahrzeuginsassen.From the mass production of passenger cars, it is known that frontal collisions with a moving or stationary obstacle with a low latitude coverage are extremely problematic, especially with regard to injuries of the front vehicle occupants.

Bei derartigen Frontalkollisionen besteht nämlich das Problem, dass ein jeweiliger seitlicher, innenseitig eines korrespondierenden vorderen Fahrzeugrads angeordneter Längsträger infolge der geringen Breitenüberdeckung nicht durch das Hindernis/den Unfallpartner beaufschlagt wird und somit nicht zur Absorption von Aufprallenergie beitragen kann. Vielmehr ergibt sich bei derartigen Frontalkollisionen ein Unfallszenario, bei dem es zu einer hohen Belastung der vom Hindernis und/oder vom unfallbedingt beschleunigten Fahrzeugrad getroffenen Fahrzeugstruktur im Bereich einer vordern Stirnwand der Fahrgastzelle, einer vorderen Fahrzeugsäule und/oder einer Seitenwand kommen kann. Gegebenenfalls kann dies zu Intrusionen in die Fahrgastzelle insbesondere im Bereich des Fußraums der Fahrzeuginsassen sowie zu einer Rückverschiebung des Cockpits mit der Lenksäule und dem Lenkrad führen.In such frontal collisions, there is the problem that a respective lateral, arranged inside a corresponding front vehicle wheel side member is not acted upon by the obstacle / accident partner due to the low latitude coverage and thus can not contribute to the absorption of impact energy. On the contrary, in the case of such frontal collisions, an accident scenario results in which a high load on the vehicle structure hit by the obstacle and / or the accelerated vehicle wheel caused by the accident can occur in the region of a front end wall of the passenger compartment, a front vehicle pillar and / or a side wall. If necessary, this can lead to intrusions in the passenger compartment, in particular in the area of the footwell of the vehicle occupants and to a backward displacement of the cockpit with the steering column and the steering wheel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher sich ein verbessertes Unfallverhalten bei einem derartigen Unfallszenario realisieren lässt.Object of the present invention is therefore to provide a protective device of the type mentioned, by means of which an improved accident behavior can be realized in such an accident scenario.

Diese Aufgabe wird durch eine Schutzeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a protective device having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um bei einer Frontalkollision des Personenkraftwagens mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung ein verbessertes Unfallverhalten zu realisieren, umfasst die Schutzeinrichtung wenigstens ein in Fahrzeuglängsrichtung vor einem zugeordneten Fahrzeugrad angeordnetes und einen korrespondierenden Längsträger seitlich nach außen überragendes Anschubelement, welches mit einem vorderen Querträger verbunden und mittels einer Stütze am Längsträger abgestützt ist.In order to realize an improved accident behavior in a head-on collision of the passenger car with an obstacle with low latitude coverage, the protective device comprises at least one in the vehicle longitudinal direction in front of an associated vehicle and a corresponding longitudinal member laterally outwardly projecting thrust element which is connected to a front cross member and by means of a support is supported on the side member.

Mittels des mit dem Querträger verbundenen Anschubelements ist zunächst eine frühzeitige Aktivierung des von dem Hindernis nicht unmittelbar erfassten Lastpfades mit dem Längsträger und einem davor angeordneten Energieabsorptionselement möglich, so dass im frühen Verlauf des Unfallszenarios bereits kinetische Energie gezielt abgebaut werden kann. Im weiteren Verlauf des Unfallszenarios kann dann durch das unfallbedingte Verlagern des Anschubelements – mittels der Stütze – ein Block zwischen dem Hindernis und einer Antriebseinheit gebildet werden, wodurch diese mit einer Unfallkraft beaufschlagt und dadurch in Fahrzeugquerrichtung bewegt bzw. verschoben wird. Diese Aktivierung der Masse der Antriebseinheit weg von dem Hindernis führt zu einem frühzeitigen Abbau von Unfallenergie, so dass die Gefahr von Intrusionen in die Fahrgastzelle sehr gering ist. Das blockbildende Anschubelement kann dabei nicht nur die Antriebseinheit beaufschlagen, sondern gegebenenfalls auch weitere, vorzugsweise eine entsprechend hohe Masse aufweisende Elemente, welche herkömmlicher Weise bei einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung nicht aktiviert werden.By means of the starting element connected to the cross member, an early activation of the load path not directly covered by the obstacle with the side member and an energy absorption element arranged in front of it is initially possible, so that kinetic energy can already be deliberately dissipated in the early course of the accident scenario. In the further course of the accident scenario, a block between the obstacle and a drive unit can then be formed by the accidental displacement of the starting element - by means of the support, whereby it is acted upon by an accident force and thereby moved or displaced in the vehicle transverse direction. This activation of the mass of the drive unit away from the obstacle leads to an early reduction of accident energy, so that the risk of intrusions into the passenger compartment is very low. The block-forming starting element can not only act on the drive unit, but possibly also further, preferably a correspondingly high mass having elements which are not activated in a conventional manner in a frontal collision with low width coverage.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung besteht darin, dass nur geringe Modifikationen bisheriger Karosserien erforderlich sind. Im Wesentlichen sind lediglich entsprechend abgestimmte Anschubelemente und Stützen – vorzugsweise auf beiden Fahrzeugseiten – zu lagern. Dabei sind baureihen-, varianten- oder länderspezifische Gegebenheiten auf einfache Weise durch ein entsprechend abgestimmtes und angeordnetes Anschubelement zu berücksichtigen.Another advantage of the protective device according to the invention is that only minor modifications of previous bodies are required. Essentially, only suitably coordinated starting elements and supports are to be stored - preferably on both sides of the vehicle. In this case, model series, variant or country-specific circumstances are to be considered in a simple manner by a suitably coordinated and arranged starting element.

Die Schutzeinrichtung eignet sich prinzipiell bei allen Arten von Antriebseinheiten, die beispielsweise einen Motor, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, und ein Getriebe, welches mit dem Motor gekoppelt ist, umfassen. Durch entsprechende Ausgestaltung des Anschubelements kann die Schutzeinrichtung dabei einfach auf unterschiedliche Motor-Getriebe-Konfigurationen sowie auf alternative Antriebe, bei denen als Motor ein Elektromotor verwendet wird und das Getriebe gegebenenfalls entfällt, angepasst werden.The protective device is suitable in principle for all types of drive units, which include, for example, an engine, in particular an internal combustion engine, and a transmission, which is coupled to the engine. By appropriate design of the starting element, the protective device can be easily adapted to different engine-transmission configurations as well as to alternative drives in which an electric motor is used as the engine and the transmission may be omitted.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Stütze mittels eines gezielt nachgiebigen Widerlagers am Längsträger abgestützt. Durch die gezielte nachgiebige Anbindung der Stütze am Längsträger in Fahrzeugquerrichtung kann insbesondere erreicht werden, dass es bei einer Frontalkollision, bei welcher die Unfallpartner mit geringer oder hoher Geschwindigkeit zentral aufeinander treffen, nicht zu einer Aktivierung der Stütze mit einer damit verbundenen Verschiebung der Antriebseinrichtung in Fahrzeugquerrichtung kommt. Trifft der Querträger beispielsweise mit voller Überdeckung auf eine starre Wand auf, so biegt sich dieser durch und die Stütze weicht nach außen aus. Durch die gezielt in Fahrzeuglängsrichtung nachgiebige Anbindung der Stütze am Längsträger kann hingegen insbesondere erreicht werden, dass sich bei der Abwicklung der Schutzeinrichtung der Auftreffpunkt der Stütze auf den Längsträger in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten verschiebt. Dabei kann zudem eine Rotation der Stütze um eine Rotationsachse an dem korrespondierenden Längsträger eingestellt werden. Dies kann beispielsweise durch die Ausgestaltung und Anordnung der Antriebseinheit oder durch ein ungünstig großes, so genanntes Reifengebirge notwendig sein. Unter Reifengebirge ist dabei das Volumen des deformierten Vorderrades zu verstehen.In a further embodiment of the invention, the support is supported by means of a specifically resilient abutment on the longitudinal member. The targeted yielding connection of the support on the longitudinal member in the vehicle transverse direction can be achieved in particular in a head-on collision, in which the accident partners with low or high speed centrally meet, not to an activation of the support with an associated displacement of the drive device in the vehicle transverse direction comes. For example, if the cross member strikes a rigid wall with full coverage, it will deflect and the post will deflect outwards. On the other hand, it can be achieved, in particular, by means of the connection of the support on the side member, which is flexible in the vehicle longitudinal direction, in particular, that the point of impact of the support occurs during the unwinding of the protective device the longitudinal member in the vehicle longitudinal direction shifts to the rear. In addition, a rotation of the support about an axis of rotation on the corresponding side member can be adjusted. This may be necessary, for example, by the design and arrangement of the drive unit or by an unfavorably large, so-called tire mountains. By "Tire Mountains" is meant the volume of the deformed front wheel.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Widerlager zur Abstützung der Stütze am Längsträger einen Abschnitt aufweist, der gegenüber dem Längsträger in einem Winkel absteht. Hierdurch kann in einfacher Weise die gewünschte gezielte Nachgiebigkeit des Widerlagers in Fahrzeugquerrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung erreicht werden.A further advantageous embodiment provides that the abutment for supporting the support on the side member has a portion which projects at an angle relative to the side member. In this way, the desired targeted flexibility of the abutment in the vehicle transverse direction and in the vehicle longitudinal direction can be achieved in a simple manner.

Weiterhin vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Stütze und/oder das Anschubelement infolge einer unfallbedingten Verlagerung in Stützanlage mit dem Fahrzeugrad bewegbar ist bzw. sind, wodurch dieses in eine Ausweichposition verschwenkbar ist. Somit kann sich die Stütze und/oder das Anschubelement an dem Fahrzeugrad bzw. dessen Felge abstützen, wobei durch die von der Stütze und/oder dem Anschubelement gebildete Rampe die Verschiebung des Fahrzeugs bzw. der Antriebseinheit in Fahrzeugquerrichtung unterstützt werden kann. Je nach Ausführung des Fahrzeugrades (Breite in Fahrzeugquerrichtung und verwendete Räder-Reifen-Kombination) wird auch die Drehbewegung des Rades nach außenverstärkt. Die Last der Barriere kann somit gezielt in den Schweller oder auch am Schweller vorbei gelenkt werden. Die Kinematik des Fahrzeugrads kann also gezielt beeinflusst und beispielsweise ein Eindrehen eines vorderen Teils des Fahrzeugrads bewirkt werden, um so beispielsweise eine Blockbildung des Fahrzeugrads mit einem in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Fahrzeugrad angeordneten Seitenschweller infolge einer unfallbedingten Rückverlagerung des Fahrzeugrads in Richtung des Seitenschwellers darzustellen oder zu verhindern.Further advantageous is an embodiment in which the support and / or the starting element is movable due to an accidental displacement in support system with the vehicle or are, whereby this is pivotable in an evasive position. Thus, the support and / or the starting element can be supported on the vehicle wheel or its rim, wherein the displacement of the vehicle or the drive unit in the vehicle transverse direction can be supported by the ramp formed by the support and / or the starting element. Depending on the design of the vehicle wheel (width in the vehicle transverse direction and used wheels-tire combination) and the rotational movement of the wheel is reinforced to the outside. The load of the barrier can thus be directed targeted into the sill or on the sill. The kinematics of the vehicle wheel can therefore be selectively influenced and, for example, a screwing in of a front part of the vehicle wheel can be effected, for example in order to block or prevent blockage of the vehicle wheel with a side skirts arranged behind the vehicle wheel in the vehicle longitudinal direction as a result of an accident-related rearward displacement of the vehicle wheel in the direction of the side skirts ,

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings; these show in:

1 eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf eine Schutzeinrichtung für eine vordere Knautschzone eines Personenkraftwagens bei einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung, welche wenigstens ein in Fahrzeuglängsrichtung vor einem zugeordneten Fahrzeugrad angeordneten und einen korrespondierenden Längsträger seitlich nach außen überragendes Anschubelement umfasst, welches mit einem vorderen Querträger verbunden und mittels einer Stütze am Längsträger abgestützt ist; 1 a partial perspective view of a protective device for a front crumple zone of a passenger car in a frontal collision with an obstacle with low latitude coverage, which at least one arranged in the vehicle longitudinal direction in front of an associated vehicle and a corresponding side member laterally outwardly projecting starting element, which is connected to a front cross member and is supported by a support on the longitudinal member;

2 eine ausschnittsweise Draufsicht auf die Schutzeinrichtung gemäß 1 mit dem in den Querträger eingesteckten und mittels der Stütze am korrespondierenden Längsträger abgestützten Anschubelement; 2 a fragmentary plan view of the protective device according to 1 with the inserted into the cross member and supported by means of the support on the corresponding longitudinal member spring element;

3 eine ausschnittsweise Draufsicht auf die Schutzeinrichtung gemäß 2 bei einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung, wobei sich das Hindernis vor dem Fahrzeugrad befindet; 3 a fragmentary plan view of the protective device according to 2 in a frontal collision with an obstacle having a small latitude overlap, the obstacle being in front of the vehicle wheel;

4 eine ausschnittsweise Draufsicht auf die Schutzeinrichtung gemäß 3 im weiteren Verlauf der Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung, wobei durch die Schutzeinrichtung einerseits eine Antriebseinheit des Kraftwagens in Fahrzeugquerrichtung bewegt wird und andererseits das korrespondierende Fahrzeugrad mit seinem hinteren Bereich nach außen gedreht wird; 4 a fragmentary plan view of the protective device according to 3 in the course of the head-on collision with an obstacle with a small width overlap, whereby a drive unit of the motor vehicle is moved in the transverse direction of the vehicle by the protective device and on the other hand the corresponding vehicle wheel is turned outwards with its rear area;

5 eine schematische Draufsicht auf die Vorbaustruktur des Personenkraftwagens mit der Schutzeinrichtung gemäß den 1 bis 4, deren Unfallverhalten zu verschiedenen Zeitpunkten bei einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung angedeutet ist; 5 a schematic plan view of the front end structure of the passenger car with the protection device according to the 1 to 4 whose accident behavior is indicated at different times in a frontal collision with an obstacle with low latitude coverage;

6 eine schematische Draufsicht auf die Vorbaustruktur des Personenkraftwagens mit der Schutzeinrichtung analog zu 5, wobei deren Stütze und/oder Anschubelement infolge einer unfallbedingten Verlagerung in Stützanlage mit dem Fahrzeugrad bewegbar ist bzw. sind, wodurch dieses in eine Ausweichposition verschwenkbar ist; und in 6 a schematic plan view of the front end structure of the passenger car with the protection device analogous to 5 , Whose support and / or starting element is movable due to an accidental displacement in support system with the vehicle or are, whereby this is pivotable in an evasive position; and in

7a, b eine ausschnittsweise Draufsicht sowie eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf die Schutzeinrichtung gemäß den 1 bis 6, wobei das Unfallverhalten der Schutzeinrichtung bei einer zentralen Frontalkollision verdeutlicht ist; und in 7a , b is a fragmentary plan view and a fragmentary perspective view of the protective device according to the 1 to 6 wherein the accident behavior of the protective device is illustrated in a central frontal collision; and in

8 eine schematische Draufsicht auf die Vorbaustruktur des Personenkraftwagens mit einer Schutzeinrichtung analog zu 6, deren Unfallverhalten bei einer zentralen Frontalkollision verdeutlicht ist. 8th a schematic plan view of the front end structure of the passenger car with a protective device analogous to 6 whose accident behavior is clarified in a central frontal collision.

In 1 ist in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht eine vordere Knautschzone 10 einer Karosserie 12 eines Personenkraftwagens dargestellt. Zu erkennen ist dabei die – in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet – linke Fahrzeugseite, wobei das im Weiteren Erläuterte auch für die rechte Fahrzeugseite gilt. Die Knautschzone 10 umfasst einen linksseitigen Längsträger 14 einer Hauptlängsträgerebene, an welchen über ein Energieabsorptionselement 16 ein Biegequerträger 18 eines ansonsten nicht weiter erkennbaren Stoßfängers angebunden ist. Außenseitig des Längsträgers 14 ist ein Radhaus für ein korrespondierendes linkes Fahrzeugrad 26 vorgesehen.In 1 is a fragmentary perspective view of a front crumple zone 10 a body 12 of a passenger car. To recognize is the - viewed in the forward direction - left side of the vehicle, which also applies for the right side of the vehicle. The crumple zone 10 includes a left-side side member 14 a main longitudinal member plane, via which an energy absorption element 16 one Bending crossmember 18 an otherwise not recognizable bumper is connected. Outside of the longitudinal member 14 is a wheelhouse for a corresponding left vehicle wheel 26 intended.

Zudem erkennbar ist eine in einem Motorraum angeordnete Antriebseinheit 20 mit einem Motor 22 und einem mit diesem gekoppelten Getriebe 24. Bei dem Motor 22 handelt es sich beispielsweise um eine Verbrennungskraftmaschine, wobei es sich alternativ dazu auch um einen Elektromotor handeln kann, bei welchem gegebenenfalls das Getriebe 24 entfallen kann.Also visible is a drive unit arranged in an engine compartment 20 with a motor 22 and a coupled with this gearbox 24 , At the engine 22 it is, for example, an internal combustion engine, which may alternatively be an electric motor, in which optionally the transmission 24 can be omitted.

Um ein im Weiteren noch näher erläutertes vorteilhaftes Unfallverhalten bei einer Frontalkollision mit einem Hindernis 28 mit geringer Breitenüberdeckung zu erreichen, weist die Knautschzone 10 eine Schutzeinrichtung 30 auf, welche jeweils seitlich ein in Fahrzeuglängsrichtung vor dem zugeordneten Fahrzeugrad 26 angeordnetes und den korrespondierenden Längsträger 14 seitlich nach außen überragendes Anschubelement 32 aufweist, welches mit dem vorderen Biegequerträger 18 verbunden und mittels einer Stütze 34 am Längsträger 14 abgestützt ist. Das Anschubelement 32 ist dabei beispielsweise als Metall-Trägerelement aus einem gebogenen Strangpressprofil gestaltet, welches vorliegend den Querträger 18 eingesteckt und dort fixiert ist. Dabei wäre es auch denkbar, das Anschubelement 32 beweglich geführt am Querträger 18 zu positionieren.To an explained in more detail below advantageous accident behavior in a frontal collision with an obstacle 28 With low width coverage, the crumple zone has 10 a protective device 30 on, which in each case laterally in the vehicle longitudinal direction in front of the associated vehicle wheel 26 arranged and the corresponding side member 14 laterally outwardly superior starting element 32 having, which with the front bending cross member 18 connected and by means of a support 34 on the side member 14 is supported. The starting element 32 is designed, for example, as a metal carrier element of a bent extruded profile, which in this case the cross member 18 plugged in and fixed there. It would also be possible, the starting element 32 movably guided on the cross member 18 to position.

Die Stütze 34, die beispielsweise fest oder über ein Lager mit dem Anschubelement 32 verbunden ist, ist mittels eines im Weiteren noch näher erläuterten, gezielt nachgiebigen Widerlagers 36 am Längsträger 14 abgestützt. Das Widerlager 36 ist vorliegend als Blechgebilde gestaltet und umfasst einen plan am Längsträger 14 anliegenden ersten Abschnitt 38 sowie einen gegenüber dem Längsträger 14 bzw. dem ersten Abschnitt 38 in einem Winkel abstehenden zweiten Abschnitt 40. Über den ersten Abschnitt 38 ist das Widerlager 36 am Längsträger 14 angebunden; über den zweiten Abschnitt 40 ist die Stütze 34 mit dem Widerlager 36 verbunden.The support 34 For example, fixed or via a bearing with the starting element 32 is connected by means of a further explained in more detail, specifically yielding abutment 36 on the side member 14 supported. The abutment 36 is presently designed as sheet metal and includes a plan on the side rail 14 adjacent first section 38 and one opposite the side member 14 or the first section 38 projecting at an angle second section 40 , About the first section 38 is the abutment 36 on the side member 14 connected; over the second section 40 is the prop 34 with the abutment 36 connected.

Anhand der 2 bis 4, die jeweils in einer ausschnittsweisen Draufsicht die Schutzeinrichtung gemäß 1 zeigen, soll nun deren Funktionsweise bei einem Frontalaufprall mit dem Hindernis 28 mit geringer Breitenüberdeckung erörtert werden. Die Schutzeinrichtung 30 führt insbesondere bei Frontalkollisionen mit einer geringen Bereitenüberdeckung von beispielsweise 25% Überdeckung auf eine undeformierbare Barriere mit einem runden Barrierenkörper zu einem besonders vorteilhaften Unfallverhalten.Based on 2 to 4 , each in a fragmentary plan view of the protective device according to 1 show now their operation in a frontal collision with the obstacle 28 be discussed with low latitude coverage. The protective device 30 leads to a particularly advantageous accident behavior especially in frontal collisions with a low ready coverage of, for example, 25% coverage on an undeformable barrier with a round barrier body.

2 zeigt dabei das Hindernis 28 bzw. die Barriere vor dem Auftreffen des Kraftwagens. 3 zeigt die Schutzeinrichtung im weiteren Verlauf der Frontalkollision, wobei sich das Hindernis 28 vor dem Fahrzeugrad 26 befindet. Das als Einleger in den Querträger 18 ausgebildete Anschubelement 32 aktiviert den nicht von der Barriere bzw. dem Hindernis 28 erfassten Lastpfad der Crashbox/des Energieabsorptionselements 16 und des Längsträgers 14, so dass zu diesem frühen Zeitpunkt bereits gezielt Aufprallenergie über diesen Lastpfad aufgenommen und absorbiert werden kann. Diese frühzeitige Deformation führt somit bereits zum Abbau der kinetischen Energie des Fahrzeugs. 2 shows the obstacle 28 or the barrier before the impact of the motor vehicle. 3 shows the protective device in the course of the frontal collision, with the obstacle 28 in front of the vehicle wheel 26 located. The as insert in the cross member 18 trained starting element 32 does not activate it from the barrier or obstacle 28 detected load path of the crash box / the energy absorption element 16 and the longitudinal member 14 , so that targeted impact energy can already be absorbed and absorbed via this load path at this early point in time. This early deformation thus already leads to the reduction of the kinetic energy of the vehicle.

Die als Pendelstütze ausgebildete Stütze 34 deformiert den Längsträger 14 gemäß einem Pfeil Q in Fahrzeugquerrichtung und schiebt somit die Antriebseinheit 20 mit dem Getriebe 24 und dem Motor 22 an. Die Beschleunigung der Antriebseinheit 20 führt zu einer Ausweichbewegung des Fahrzeugs relativ zur Barriere 28, wodurch zusätzlich kinetische Energie des Fahrzeugs abgebaut wird. Dabei können die jeweiligen Abstände zwischen dem entsprechenden Längsträger 14 und der Antriebseinheit durch jeweilige blockbildende Elemente, z. B. Kunststoffprallelemente, verkleinert werden. Dadurch erfolgt zum einen die Verschiebung der Antriebseinheit 20 in Fahrzeugquerrichtung zeitlich früher und zum anderen vergrößert sich der Weg dieser Verschiebung.The trained as pendulum support 34 deforms the side member 14 according to an arrow Q in the vehicle transverse direction and thus pushes the drive unit 20 with the gearbox 24 and the engine 22 at. The acceleration of the drive unit 20 leads to an evasive movement of the vehicle relative to the barrier 28 , which additionally reduces kinetic energy of the vehicle. In this case, the respective distances between the corresponding side member 14 and the drive unit by respective block-forming elements, for. B. plastic impact elements are reduced in size. As a result, on the one hand, the displacement of the drive unit 20 in the vehicle transverse direction earlier in time and on the other, the path of this shift increases.

4 zeigt den weiteren Verlauf der Frontalkollision mit dem Hindernis 28. Der zweite Abschnitt 40 des Widerlagers 36, der als Abstützung der Stütze 34 dient, wird infolge der auf diese wirkende Kraft in Richtung des Längsträgers 14 bewegt, bis der Abschnitt 40 am Längsträger 14 anliegt. Das Widerlager 36 gibt demzufolge sowohl in Fahrzeugquerrichtung als auch in Fahrzeuglängsrichtung gezielt nach, bis der Abschnitt 40 am dem Längsträger anliegt. Bei einer größeren Barrierenintrusion schlägt die Stütze 34 um den Auftreffpunkt am Längsträger 14, also um eine Rotationsachse, um und kann sich somit am Rad 26 bzw. an dessen Felge abstützen. Durch die Schutzeinrichtung 30 wird dabei einerseits die Antriebseinheit 20 in Fahrzeugquerrichtung gemäß dem Pfeil Q in 3 bewegt und andererseits das korrespondierende Fahrzeugrad 26 mit seinem hinteren Bereich nach außen gedreht wird. An der durch die Stütze 34 bzw. durch das Anschubelement 32 gebildeten Rampe kann die Verschiebung des Fahrzeugs unterstützt werden. Je nach Ausführung (Breite in Fahrzeugquerrichtung und verwendete Räder-Reifen-Kombination) wird auch die Drehbewegung des Rades nach außen verstärkt. Die Last der Barriere kann somit gezielt in den dahinter liegenden Schweller 44 oder auch an diesem vorbei gelenkt werden. Die Beschleunigung des Fahrzeugs in Fahrzeugquerrichtung führt zu einer Ausweichbewegung relativ zur Barriere 28, wodurch zusätzlich kinetische Energie des Fahrzeugs abgebaut wird. 4 shows the further course of the frontal collision with the obstacle 28 , The second section 40 of the abutment 36 , which supports the prop 34 serves, is due to the force acting on this in the direction of the longitudinal member 14 moves until the section 40 on the side member 14 is applied. The abutment 36 Accordingly, there are targeted in both the vehicle transverse direction and in the vehicle longitudinal direction until the section 40 rests on the side member. At a larger barrier intrusion strikes the prop 34 around the point of impact on the side member 14 , so around a rotation axis, and thus can be on the wheel 26 or to be supported on the rim. Through the protective device 30 On the one hand, this is the drive unit 20 in the vehicle transverse direction according to the arrow Q in 3 moved and on the other hand, the corresponding vehicle 26 with its rear area turned outwards. At the by the prop 34 or by the starting element 32 formed ramp, the displacement of the vehicle can be supported. Depending on the version (width in the vehicle transverse direction and used wheels-tire combination) and the rotational movement of the wheel is reinforced to the outside. The load of the barrier can thus be directed into the sill behind it 44 or be steered past this. The acceleration of the vehicle in the vehicle transverse direction leads to an evasive movement relative to the barrier 28 , which additionally reduces kinetic energy of the vehicle.

Anhand von 5, die in einer Draufsicht die Vorbaustruktur 10 des Personenkraftwagens mit der Schutzeinrichtung 30 gemäß den 1 bis 4 schematisch zeigt, soll deren vorstehend dargelegtes Unfallverhalten zu verschiedenen Zeitpunkten bei einer Frontalkollision mit dem Hindernis 28 mit geringer Breitenüberdeckung nochmals erläutert bzw. gegenübergestellt werden. Die schematische Draufsicht zeigt dabei neben den bereits unter Bezugnahme auf die vorab erläuterten Fig. beschriebenen Bauelemente eine Stirnwand 42 und jeweilige Seitenschweller 44, vor welchen die Vorbaustruktur bzw. Knautschzone 10 angeordnet ist. Based on 5 , which in a plan view the porch structure 10 of the passenger car with the protection device 30 according to the 1 to 4 schematically shows, should their above-stated accident behavior at different times in a frontal collision with the obstacle 28 be again explained or contrasted with a small width coverage. The schematic plan view shows an end wall in addition to the components already described with reference to the previously explained FIG 42 and respective side skirts 44 , before which the stem structure or crumple zone 10 is arranged.

Insbesondere ist dabei mit ausgezogenen Linien das Anschubelement 32, die Stütze 34 und das Widerlager 36 zu einem Zeitpunkt 1a dargestellt, in welchem die Barriere bzw. das Hindernis 28 noch nicht aufgetroffen ist. Hierbei ist die Stütze 34 mittels des Widerlagers 36 in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung gezielt nachgiebig am Längsträger 14 abgestützt. Der Zeitpunkt 1b, welcher etwa dem in 3 gezeigten Zustand entspricht, zeigt die Abwicklung des gestrichelt angedeuteten Widerlagers 36 insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung, so dass die vorstehend beschriebene Aktivierung des noch nicht von der Barriere bzw. dem Hindernis 28 erfassten Lastpfades der Crashbox/des Energieabsorptionselements 16 und des Längsträgers 14 erfolgt, wodurch zu diesem frühen Zeitpunkt bereits gezielt Aufprallenergie über diesen Lastpfad aufgenommen und absorbiert werden kann. Dabei führt die gezielte Nachgiebigkeit des Widerlagers 36 in Fahrzeuglängsrichtung dazu, dass mittels der ebenfalls gestrichelt angedeuteten Stütze 36 noch keine Verschiebung der Antriebseinheit 20 erfolgt. Diese Verschiebung der Antriebseinheit 20 erfolgt dann zum Zeitpunkt 1c, nachdem das Widerlagers 36 in Fahrzeuglängsrichtung vollständig ausgelängt ist und dessen Abschnitt 40 dafür sorgt, dass eine Bewegung des Widerlagers 36 bzw. des Abstützpunktes der Stütze 34 in Fahrzeugquerrichtung initiiert wird, welche dann zur Verschiebung (Pfeil Q) der Antriebseinheit in Fahrzeugquerrichtung – weg von dem Hindernis 28 – führt. Das Anschubelement 32, die Stütze 34 und das Widerlager 36 sind zur Darstellung des Zeitpunkts 1c punktiert gezeigt.In particular, the starting element is here with solid lines 32 , the support 34 and the abutment 36 at a time 1a represented in which the barrier or the obstacle 28 has not yet hit. Here is the support 34 by means of the abutment 36 in the vehicle longitudinal direction and in the vehicle transverse direction selectively yielding to the longitudinal member 14 supported. Point of time 1b , which is about the in 3 shown state, shows the development of the dashed lines indicated abutment 36 especially in the vehicle longitudinal direction, so that the above-described activation of the not yet from the barrier or the obstacle 28 detected load path of the crash box / the energy absorption element 16 and the longitudinal member 14 takes place, which at this early point in time already targeted impact energy can be absorbed and absorbed via this load path. This leads to the specific flexibility of the abutment 36 in the vehicle longitudinal direction to that by means of the likewise indicated by dashed line support 36 no shift of the drive unit yet 20 he follows. This shift of the drive unit 20 then takes place at the time 1c after the abutment 36 Fully extended in the vehicle longitudinal direction and its section 40 ensures that a movement of the abutment 36 or the support point of the support 34 is initiated in the vehicle transverse direction, which then to the displacement (arrow Q) of the drive unit in the vehicle transverse direction - away from the obstacle 28 - leads. The starting element 32 , the support 34 and the abutment 36 are to represent the time 1c shown dotted.

6 zeigt in einer schematischen Draufsicht die Vorbaustruktur 10 analog zu 5, allerdings im weiteren Verlauf des Unfallszenarios, wobei die Intrusion der Barriere 28 zu einer entsprechenden Verschiebung des Anschubelements 32 und der Stütze 34 – und damit der Antriebseinheit 20 in Fahrzeugquerrichtung – geführt hat. Durch die Beaufschlagung des Widerlagers 36 ist die Abstützstelle der Stütze 34 am Längsträger 14 entsprechend in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten verlagert und die Stütze 34 um den Auftreffpunkt am Längsträger 14 rotiert. Durch diese Rotation kommt die Stütze 34 – und somit auch das Anschubelement 32 – in Stützanlage mit dem Rad 26 bzw. mit dessen Felge. Durch die Schutzeinrichtung 30 wird somit einerseits die Antriebseinheit 20 in Fahrzeugquerrichtung gemäß dem Pfeil Q bewegt und andererseits das korrespondierende Fahrzeugrad 26 mit seinem hinteren Bereich nach außen gedreht wird. Die Stütze 34 bzw. das Anschubelement 32 bilden – gegebenenfalls mit dem dahinter angeordneten Rad 26 – eine mit dem Pfeil A angedeutete Abgleitebene, entlang welcher das Hindernis 28 abgleiten kann. Die Drehung des Rades 26 gemäß dem Pfeil D kann dabei gezielt auf den dahinter liegenden Schweller 44 zu oder auch an diesem erfolgen. 6 shows a schematic plan view of the stem structure 10 analogous to 5 However, in the further course of the accident scenario, where the intrusion of the barrier 28 to a corresponding displacement of the starting element 32 and the prop 34 - And thus the drive unit 20 in vehicle transverse direction - has led. By applying the abutment 36 is the support point of the support 34 on the side member 14 shifted accordingly in the vehicle longitudinal direction to the rear and the support 34 around the point of impact on the side member 14 rotates. Through this rotation comes the support 34 - And thus also the starting element 32 - in support system with the wheel 26 or with its rim. Through the protective device 30 Thus, on the one hand, the drive unit 20 moved in the vehicle transverse direction according to the arrow Q and on the other hand, the corresponding vehicle 26 with its rear area turned outwards. The support 34 or the starting element 32 form - optionally with the wheel behind it 26 - A hinting plane indicated by the arrow A, along which the obstacle 28 can slide off. The rotation of the wheel 26 according to the arrow D can be targeted to the underlying sill 44 to or on this done.

Anhand der 7a und 7b, welche eine ausschnittsweise Draufsicht auf die Schutzeinrichtung 30 gemäß den 2 bis 4 sowie eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf die Schutzeinrichtung 30 gemäß 1 zeigen, soll nun das Unfallverhalten der Schutzeinrichtung 30 bei einer zentralen Frontalkollision verdeutlicht werden. Die mittels des Widerlagers 36 in Fahrzeugquerrichtung nachgiebige Anbindung der Stütze 34 am Längsträger 14 verringert den Zielkonflikt mit Frontalkollision mit geringer oder hoher Geschwindigkeit, d. h. bei der Aktivierung der vorhandenen Lastpfade in Fahrzeuglängsrichtung zeigt die Stütze 34 keine bzw. eine verminderte Wirkung. Trifft der Biegequerträger 18 beispielsweise mit voller Überdeckung auf eine starre Wand, biegt sich dieser durch und die Stütze 34 weicht gemäß den Strichlinien nach außen aus. Somit erfolgt keine Verschiebung der Antriebseinheit 20 in Fahrzeugquerrichtung bei einem derartigen zentralen Lastfall.Based on 7a and 7b , which is a partial plan view of the protective device 30 according to the 2 to 4 and a partial perspective view of the protective device 30 according to 1 show, now the accident behavior of the protective device 30 be clarified in a central frontal collision. The means of abutment 36 in the vehicle transverse direction yielding connection of the support 34 on the side member 14 reduces the conflict of objectives with low or high speed frontal collision, ie when activating the existing load paths in the vehicle's longitudinal direction, the prop shows 34 no or a reduced effect. Meets the bending cross member 18 for example, with full coverage on a rigid wall, this bends through and the support 34 deviates outward according to the dashed lines. Thus, there is no displacement of the drive unit 20 in the vehicle transverse direction in such a central load case.

Die Funktionsweise der Schutzeinrichtung 30 bei einer zentralen Frontalkollision ist überdies in 8 noch einmal verdeutlicht, die – analog zu 6 – eine schematische Draufsicht auf die Vorbaustruktur 10 des Personenkraftwagens zeigt. Mit ausgezogenen Linien ist dabei das Anschubelement 32, die Stütze 34 und das Widerlager 36 zu einem Zeitpunkt 4a dargestellt, in welchem der Biegequerträger 18 noch nicht zentral auf ein Hindernis, beispielsweise eine Wand, aufgetroffen ist. Hierbei ist die Stütze 34 mittels des Widerlagers 36 in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung gezielt nachgiebig am Längsträger 14 abgestützt. Nach dem Aufprall und der Rückverlagerung des Querträgers 18 erfolgt zum Zeitpunkt 4b – analog zum Zeitpunkt 1b in 5 – die Abwicklung des gestrichelt angedeuteten Widerlagers 36 in Fahrzeuglängsrichtung, so dass zwar eine Aktivierung des Lastpfades mit der Crashbox/dem Energieabsorptionselement 16 und dem Längsträger 14 erfolgt, jedoch keine Verschiebung der Antriebseinheit 20. Zum Zeitpunkt 4c ist das gepunktet angedeutete Widerlager 36 bzw. dessen zweiter Abschnitt 40 vollständig abgewickelt bzw. ausgelängt. Mit Δx ist dabei die Auslängung des Widerlagers 36 in Fahrzeuglängsrichtung und die damit verbundene Verschiebung der Abstützstelle der Stütze 34 nach hinten angedeutet. Nach der vollständigen Abwicklung bzw. Auslängung des Widerlagers 36 stützt sich der zweite Abschnitt 40 außenseitig am Längsträger 14 ab. Bis zu diesem Stadium kommt es zu einer Rückverlagerung der Abstützstelle der Stütze 34, ohne dass eine Deformation des Längsträgers 14 infolge der Rückverlagerung der Schutzeinrichtung 20 erfolgt. Danach führt eine weitere Rückverlagerung der Schutzeinrichtung 20 zu einer Verschiebung der Antriebseinheit 20 in Fahrzeugquerrichtung. Die Anbindung der Stütze 34 kann somit derart gestaltet werden, dass sich bei der Abwicklung des Widerlagers 36 eine Rotation um den Befestigungspunkt am Längsträger 14 einstellt, die den Auftreffpunkt der Stütze 34 auf den Längsträger 14 in Fahrzeuglängsrichtung zur Stirnwand 42 hin verschiebt. Dies kann z. B. durch das Package der Antriebseinheit 20 im Bereich des Längsträgers 14 oder ein ungünstiges großes Reifengebirge im bereich des Rades 26 notwendig sein. Zudem kann die Strebe 34 bezüglich Kompatibilität im Fahrzeug-Fahrzeug-Crash genutzt werden.The functioning of the protective device 30 in a central frontal collision is also in 8th once more clarified, the - analogous to 6 - A schematic plan view of the stem structure 10 of the passenger car. With solid lines is the starting element 32 , the support 34 and the abutment 36 at a time 4a shown in which the bending cross member 18 not yet centrally on an obstacle, such as a wall, has hit. Here is the support 34 by means of the abutment 36 in the vehicle longitudinal direction and in the vehicle transverse direction selectively yielding to the longitudinal member 14 supported. After the impact and the return displacement of the cross member 18 takes place at the time 4b - analogous to the time 1b in 5 - The development of the dashed lines indicated abutment 36 in the vehicle longitudinal direction, so that although an activation of the load path with the crash box / the energy absorption element 16 and the side member 14 takes place, but no displacement of the drive unit 20 , At the time 4c is the dotted indicated abutment 36 or its second section 40 completely unwound or deployed. With Δx is the extension of the abutment 36 in the vehicle longitudinal direction and the associated displacement of the support point of the support 34 indicated to the rear. After complete processing or extension of the abutment 36 the second section is supported 40 on the outside of the side member 14 from. Up to this stage, there is a shift back of the support point of the support 34 , without any deformation of the longitudinal member 14 as a result of the return movement of the protective device 20 he follows. Thereafter, a further return displacement of the protective device 20 to a displacement of the drive unit 20 in vehicle transverse direction. The connection of the support 34 can thus be designed so that in the settlement of the abutment 36 a rotation around the attachment point on the side member 14 adjusts the impact of the support 34 on the side member 14 in the vehicle longitudinal direction to the end wall 42 shifts. This can be z. B. by the package of the drive unit 20 in the area of the longitudinal member 14 or an unfavorable large tire mountain in the area of the wheel 26 to be necessary. In addition, the strut 34 regarding compatibility in vehicle-vehicle crash.

Claims

Protective device ( 30 ) for a crumple zone ( 10 ) of a passenger car in a frontal collision with an obstacle ( 28 ) with a small width overlap, with at least one in the vehicle longitudinal direction in front of an associated vehicle wheel ( 26 ) and a corresponding side member ( 14 ) laterally outwardly projecting start element ( 32 ), which with a front cross member ( 18 ) and by means of a support ( 34 ) on the side member ( 14 ) is supported.

Protective device ( 30 ) according to claim 1, characterized in that the starting element ( 32 ) in the cross member ( 18 ) is inserted.

Protective device ( 30 ) according to claim 2, characterized in that the support ( 34 ) by means of a deliberately yielding abutment ( 36 ) on the side member ( 14 ) is supported.

Protective device ( 30 ) according to claim 3, characterized in that the abutment ( 36 ) trains selectively compliant in the vehicle transverse direction.

Protective device ( 30 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the abutment ( 36 ) in the vehicle longitudinal direction deliberately compliant forms.

Protective device ( 30 ) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the abutment ( 36 ) in an accidental application of force an axis of rotation for the support ( 34 ) trains.

Protective device ( 30 ) according to one of claims 3 to 6, characterized in that the abutment ( 36 ) a section ( 40 ), which relative to the longitudinal carrier ( 14 ) protrudes at an angle.

Protective device ( 30 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the starting element ( 32 ) in the vehicle longitudinal direction in front of the drive unit ( 20 ) is arranged.

Protective device ( 30 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the support ( 34 ) and / or the starting element ( 32 ) due to an accidental shift in support system with the vehicle wheel ( 26 ) are movable, whereby this is pivotable in an evasive position.

Protective device ( 30 ) according to claim 9, characterized in that the support ( 34 ) and / or the starting element ( 32 ) as a result of an accidental displacement a sliding surface for the obstacle ( 28 ) train.