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Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung einer vorderen Knautschzone eines Personenkraftwagens.
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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.
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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 welchem das entsprechend getroffene Fahrzeugrad ggf. um die Fahrzeughochachse in Richtung der Stoßseite – also beispielsweise im Linksaufprall nach links – einlenkt. Die Lastübertragung des vorderen Fahrzeugsrads auf einen dahinter liegenden Seitenschweller bzw. die zugehörige Seitenwand wird dadurch ggf. verschlechtert bzw. gar verhindert. Stattdessen wird das vordere Fahrzeugrad in eine innenseitig des Seitenschwellers angeordnete, demgegenüber weichere Stirnwand geschoben und verursacht eine hohe Fußraumintrusion – ggf. mit Folgeerscheinungen wie dem Abreißen diverser Rohbauteile. Auch die Gesamtdeformation steigt negativ, wodurch die Pedalerie, die Lenkung, die Instrumententafel und ggf. die am Unfallszenario beteiligte Seitentür stark verformt werden.
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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 insbesondere im Hinblick auf eine übermäßige Radeindrehbewegung des beteiligten vorderen Fahrzeugrades realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schutzeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um bei einer Frontalkollision des Personenkraftwagens mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung ein verbessertes Unfallverhalten zu realisieren, umfasst die Schutzeinrichtung wenigstens ein, in Fahrzeuglängsrichtung zumindest teilweise hinter sowie in Fahrzeugquerrichtung zumindest teilweise innenseitig von einem zugeordneten Fahrzeugrad angeordnetes Abstützelement, an welchem das infolge der Frontalkollision nach hinten bewegte Fahrzeugrad gegen eine übermäßige Radeindrehbewegung abstützbar ist. Demzufolge ist erfindungsgemäß dem jeweiligen vorderen Fahrzeugrad ein Abstützelement zugeordnet, welches bei der beschriebenen Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung ein übermäßiges Einlenken bzw. Eindrehen des Vorderrades um seine Hochachse mit einem der Fahrgastzelle zugewandten rückwärtigen Bereich in Richtung zur Fahrzeugmitte hin verhindert. Ein derartiges, übermäßiges Eindrehen kann nämlich verursachen, dass das Fahrzeugrad am zugehörigen Seitenschweller vorbei in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten geschoben wird und demzufolge in die innenseitig des Seitenschwellers angeordnete, demgegenüber weichere Stirnwand eindringen kann. Demzufolge ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die Radeindrehbewegung derart zu begrenzen, dass das infolge der Frontalkollision nach hinten bewegte vordere Fahrzeugrad in jedem Fall auf dem dahinterliegenden Seitenschweller bzw. die zugehörige Seitenwand auftrifft. Somit können insbesondere Intrusionen des Fahrzeugrads in die innenseitig des Seitenschwellers angeordnete vordere Stirnwand der Fahrgastzelle vermieden werden. Da somit das vordere Fahrzeugrad durch den wesentlich steiferen Seitenschweller abgefangen wird, reduzieren sich demzufolge Fußraumintrusionen, was mit einem verbesserten Unfallverhalten des Kraftwagens insgesamt und mit einem geringeren Unfallrisiko für die Fahrzeuginsassen einhergeht. Somit wird insgesamt eine Reduktion der Fußraumintrusion, der Lenkungs-, Pedal-, und Cockpitrückverschiebung, der Türbelastung bzw. Türdeformation und des Abreißens der Stirnwand und des Bodens von der Seitenwand erreicht. Die vorliegende Schutzeinrichtung zeichnet sich dabei durch eine einfache, kostengünstige und leichte Ausgestaltung des Abstützelements aus.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; Diese zeigen in
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1 eine ausschnittsweise und schematische Draufsicht auf eine vordere Knautschzone eines Personenkraftwagens gemäß dem Stand der Technik nach einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung, bei welchem ein seitlich zugeordnetes Fahrzeugrad mit einem hinteren Ende in Richtung zur Fahrzeugmitte hin um ein Hochachse verschwenkt worden ist und demzufolge im Bereich innenseitig eines Seitenschwellers in eine Stirnwand der Fahrgastzelle des Personenkraftwagens eindringt;
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2 eine ausschnittsweise und leicht perspektivische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Schutzeinrichtung einer vorderen Knautschzone eines Personenkraftwagens bei einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung, mit wenigstens einem, in Fahrzeuglängsrichtung zumindest teilweise hinter sowie in Fahrzeugquerrichtung zumindest teilweise innenseitig von einem zugeordneten Fahrzeugrad angeordneten Abstützelement, welches sich in einem Zwischenraum zwischen einer Radhausverkleidung und der Fahrgastzelle befindet; und in
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3 eine ausschnittsweise Draufsicht der Schutzeinrichtung gemäß 2 nach der Frontalkollision mit dem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung, wobei erkennbar ist, dass sich an dem Abstützelement das zugeordnete Fahrzeugrad gegen eine übermäßige Radeindrehbewegung abstützt und demzufolge in Kontakt mit einem dahinterliegenden Seitenschweller gelangt.
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In 1 ist in einer ausschnittsweisen und schematischen Draufsicht eine vordere Knautschzone 10 bzw. Vorbaustruktur einer Karosserie eines Personenkraftwagens gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Von der Knautschzone 10 sind dabei im Wesentlichen ein – in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet – linker Längsträger 12 einer Hauptlängsträgerebene, ein Seitenschweller 14 sowie eine sich innenseitig an den Seitenschweller 14 anschließende vordere Stirnwand 16 einer Fahrgastzelle 18 dargestellt. Die Knautschzone 10 ist dabei nach einer Frontalkollision des Personenkraftwagens mit einem Hindernis 20 mit geringer Breitenüberdeckung dargestellt, bei welchem demzufolge das Hindernis 20 ohne Beaufschlagung des Längsträgers 12 in die Knautschzone 10 eingedrungen ist. Hierbei ist ein – ebenfalls in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet – linkes vorderes Fahrzeugrad 22 insbesondere infolge seiner Halterung über entsprechende Fahrwerksglieder bzw. -lenker an der Karosserie des Kraftwagens um eine Fahrzeughochachse, welche in etwa der Lenkachse entspricht, mit einem hinteren Bereich 24 in Richtung zur Fahrzeugmitte hin geschwenkt worden. Mit anderen Worten wurde vorliegend das Fahrzeugrad 22 nicht in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten geschoben, sondern in einer überlagerten Bewegung um die Hochachse – mit dem hinteren Bereich 24 zur Fahrzeugmitte hin – verschwenkt bzw. verdreht. Diese Bewegung wird üblicherweise auch als Radeindrehbewegung beschrieben und hat den großen Nachteil, dass hierdurch der hintere Bereich 24 des Fahrzeugsrads 22 nicht in gewünschter Weise auf ein vorderes Ende des Seitenschwellers 14 der zugehörigen Seitenwand auftrifft, sondern vielmehr innenseitig davon auf die demgegenüber weichere Stirnwand 16 der Fahrgastzelle 18. Dies kann zu erheblichen Intrusionen in die Stirnwand 16 führen, welche ein erheblich größeres Unfallrisiko für die vorderen Fahrzeuginsassen – im vorliegenden Fall für den Fahrzeugführer – zur Folge haben.
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Aus diesem Grund ist bei einer in 2 in einer ausschnittsweisen und leicht perspektivischen Draufsicht und in 3 in einer Draufsicht dargestellten Knautschzone 30 eine im Weiteren noch näher erläuterte Schutzeinrichtung 32 vorgesehen. In 2 ist hierzu zunächst wiederum von der Knautschzone 30 ein – in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet – linker Längsträger 34 einer Hauptlängsträgerebene erkennbar, welcher sich nach vorne hin an eine Fahrgastzelle 36 anschließt. Im Bereich der Fahrgastzelle 36 ist wiederum ein Seitenschweller 38 einer Seitenwand erkennbar, welcher außenseitig einer vorderen Stirnwand 40 verläuft, welche gegenüber einem vorderen Ende des Seitenschwellers 38 leicht zurückspringend angeordnet ist. Im vorderen Bereich des Seitenschwellers 38 ist vorliegend beispielsweise ein Energieabsorptionselement bzw. Pralltopf vorgesehen.
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Außenseitig des zugehörigen Längsträgers 34 ist von einem vorderen linken Fahrzeugrad 42 eine Felge 44 geschnitten dargestellt. Ebenso geschnitten dargestellt ist eine Bremsscheibe 46. Das Fahrzeugrad 42 ist in üblicher Weise über entsprechende Radführungsglieder bzw. -lenker 48, 50 zumindest mittelbar am Rohbau bzw. an der Karosserie des Personenkraftwagens festgelegt. Von einem Radhaus, in welchem das Fahrzeugrad 42 aufgenommen ist, ist im Wesentlichen eine hintere Radhausverkleidung 52 erkennbar.
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Während 2 die Knautschzone 30 in undeformiertem Zustand zeigt, ist in 3 die Knautschzone 30 nach einer Frontalkollision des Personenkraftwagens mit einem Hindernis 54 mit geringer Breitenüberdeckung gezeigt. Dabei ist das Hindernis 54 wiederum in die Knautschzone 30 des Personenkraftwagens eingedrungen, ohne dass der seitlich zugehörige Längsträger 34 in nennenswerter Weise beaufschlagt worden ist. Im Verlauf des Unfallszenarios ist dabei das Fahrzeugrad 42 in Richtung der Fahrgastzelle 36 bewegt worden.
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Um nun eine im Zusammenhang mit der 1 beschriebene übermäßige Radeindrehbewegung des Fahrzeugrads 42 um die Fahrzeughochachse bzw. um die Lenkachse zu vermeiden, umfasst die vorliegende Schutzeinrichtung 32 ein Abstützelement 60, welches hinter der Radhausverkleidung 52 in einem Zwischenraum 56 zwischen diesem und der vorderen Stirnwand 40 angeordnet ist. Dabei ist das Abstützelement 60 an einer Außenseite 58 des zugehörigen Längsträgers 34 befestigt. Wie insbesondere aus 2 erkennbar ist, ist das Abstützelement 60 beispielsweise als Block aus einem Metallguß, aus Kunststoff oder als Blechbauteil ausgebildet.
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Wie nun in Zusammenschau mit 3 erkennbar ist, stützt sich das infolge der Frontalkollision nach hinten bewegte Fahrzeugrad 42 mit einem inneren Felgenhorn 62 seiner Felge 44 an einer Abstützwand 64 des Abstützelements 60 ab, nachdem dieses entsprechend zurückverschoben und um einen gewissen Winkel um die Fahrzeughochachse in einem hinteren Bereich 66 zur Fahrzeugmitte hin eingedreht worden ist. Durch die Abstützwand 64 wird dabei vermieden, dass die Radeindrehbewegung mit dem hinteren Bereich 64 des Fahrzeugrads 42 zu groß ist bzw. einen gewissen Winkel überschreitet. Dabei ist die Größe und Anordnung des Abstützelements 60 so gewählt, dass das Fahrzeugrad 42 zumindest noch teilweise bzw. in einem Teilbereich auf das vordere Ende des Seitenschwellers 38 auftrifft, wenn dieses infolge der Frontalkollision nach hinten geschoben bzw. verlagert wird. Hierdurch wird erreicht, dass das Fahrzeugrad 42 gezielt in Richtung des vorderen Endes des Seitenschwellers 38 bewegt wird, und nicht etwa an diesem vorbei in den deutlich weicheren Bereich der Stirnwand 40 der Fahrgastzelle 36 gelangt, in welcher es zu übermäßigen Intrusionen in die Fahrgastzelle kommen könnte.
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Durch das hinter dem Radmittelpunkt des Fahrzeugrads 42 angeordnete Abstützelement 60 wird somit eine Begrenzung der Radeindrehbewegung des Fahrzeugrads 42 und eine Abstützung in Fahrzeugquerrichtung erreicht, so dass sich dieses unter Vermittlung des Abstützelements 60 am zugehörigen Längsträger 34 abstützen kann und gezielt bei der Rückverlagerung bzw. Rückbewegung auf das vordere Ende des Seitenschwellers 38 gelangt. Somit wird die Radeindrehbewegung so stark reduziert, dass unfallbedingte Kräfte in den steifen Seitenschweller 38 eingeleitet werden und dadurch die Fußraumintrusionen gering gehalten werden.
