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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft allgemein ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie beispielweise aus der
DE 602 11 298 T2 bekannt.
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Der Art nach im Wesentlichen vergleichbare Fahrzeuge gehen ferner aus den Druckschriften
US 2012 / 0 248 820 A1 ,
US 7 766 420 B2 ,
EP 2 353 971 A1 und
JP 2002 - 331 965 A1 hervor.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge umfassen eine gewisse Form einer Tragstruktur, wie etwa ein Fahrgestell mit einem Paar von seitlich versetzten Rahmenträgern. An einem vorderen Ende der Rahmenträger ist ein Aufprallträger angebracht und erstreckt sich häufig seitlich bordauswärts der Rahmenträger. Im Fall einer versetzten Kollision, bei der ein Objekt ein distales Ende des Aufprallträgers, das bordauswärts eines der Rahmenträger seitlich versetzt ist, kontaktiert, kann sich der Aufprallträger um das axiale Ende des Rahmenträgers biegen und um dieses einknicken und eventuell die Aufpralllast nicht auf den benachbarten Rahmenträger übertragen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, solch ein Einknicken zu reduzieren, ohne jedoch den Aufprallträger über Gebühr zu versteifen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Diese Aufgabe wird mit einem Fahrzeug gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
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Es wird auch ein Fahrgestell für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Fahrgestell umfasst eine primäre Tragstruktur, die eine Längsachse festlegt. Die primäre Tragstruktur umfasst einen ersten Rahmenträger und einen zweiten Rahmenträger, die an gegenüberliegenden Seiten der Längsachse seitlich voneinander versetzt sind. Sowohl der erste Rahmenträger als auch der zweite Rahmenträger umfassen ein vorderes axiales Ende. An dem vorderen axialen Ende sowohl des ersten Rahmenträgers als auch des zweiten Rahmenträgers ist ein Aufprallträger angebracht. Der Aufprallträger ist quer zur Längsachse angeordnet. Der Aufprallträger erstreckt sich bordauswärts des ersten Rahmenträgers relativ zur Längsachse zu einem ersten distalen Ende und bordauswärts des zweiten Rahmenträgers relativ zur Längsachse zu einem zweiten distalen Ende. An dem ersten Rahmenträger ist eine erste Karosserieblechhalterung angebracht. Die erste Karosserieblechhalterung ist von dem Aufprallträger entlang der Längsachse axial beabstandet. Die erste Karosserieblechhalterung ist relativ zur Längsachse bordauswärts des ersten Rahmenträgers angeordnet. An dem zweiten Rahmenträger ist eine zweite Karosserieblechhalterung angebracht. Die zweite Karosserieblechhalterung ist von dem Aufprallträger entlang der Längsachse axial beabstandet. Die zweite Karosserieblechhalterung ist relativ zur Längsachse bordauswärts des zweiten Rahmenträgers angeordnet. Ein erstes Lastübertragungselement umfasst ein erstes axiales Ende, das an einem von Aufprallträger und erster Karosserieblechhaltung angebracht ist, sowie ein zweites axiales Ende, das benachbart zu und bei einem Abstand von dem anderen von Aufprallträger und erster Karosserieblechhalterung angeordnet ist. Ein zweites Lastübertragungselement umfasst ein erstes axiales Ende, das an einem von Aufprallträger und zweiter Karosserieblechhalterung angebracht ist, sowie ein zweites axiales Ende, das benachbart zu und bei einem Abstand von dem anderen von Aufprallträger und zweiter Karosserieblechhalterung angeordnet ist. Das erste Lastübertragungselement erstreckt sich unter einem ersten Winkel relativ zur Längsachse zwischen dem Aufprallträger und der ersten Karosserieblechhalterung, und das zweite Lastübertragungselement erstreckt sich bei einem zweiten Winkel relativ zur Längsachse zwischen dem Aufprallträger und der zweiten Karosserieblechhalterung. Das erste Lastübertragungselement dient zum Übertragen sowohl einer Längskomponente als auch einer Lateralkomponente einer auf das erste distale Ende des Aufprallträgers ausgeübten Aufpralllast zu dem ersten Rahmenträger. Das zweite Lastübertragungselement dient zum Übertragen sowohl einer Längskomponente als auch einer Lateralkomponente einer auf das zweite distale Ende des Aufprallträgers ausgeübten Aufpralllast zu dem zweiten Rahmenträger.
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Demgemäß dienen die Lastübertragungselemente zum Übertragen einer auf ein distales bordauswärts befindliches Ende des Aufprallträgers ausgeübten Last zu einem der Rahmenträger. Im Fall einer seitlich versetzten Kollision zwischen dem Aufprallträger und einem Objekt, wobei wobei das Objekt ein distales Ende des Aufprallträgers kontaktiert, der bordauswärts eines der Rahmenträger seitlich versetzt ist, überträgt das benachbart dazu angeordnete Lastübertragungselement sowohl eine Längskomponente der Aufpralllast als auch eine Lateralkomponente der Aufpralllast auf einen der Rahmenträger, um ein Eindringen in einen Innenraum des Fahrzeugs zu beschränken. Weiterhin drängt die Lateralkomponente der Aufpralllast, die auf den Rahmenträger übertragen wird, das Fahrzeug seitlich weg von dem Objekt, während die Längskomponente der Aufpralllast, die auf den Rahmenträger übertragen wird, das Fahrzeug verlangsamt. Ferner tragen die Lastübertragungselemente dazu bei, frühzeitig während eines Aufpralls Energie zu absorbieren, und tragen dadurch dazu bei, die Heftigkeit der Abbremsung des Fahrzeugs zu reduzieren.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug, die ein Fahrgestell des Fahrzeugs zeigt.
- 2 ist eine vergrößerte unvollständige schematische Draufsicht auf das Fahrgestell, die ein erstes Lastübertragungselement zeigt.
- 3 ist eine vergrößerte unvollständige schematische Draufsicht auf das Fahrgestell, die ein erstes Lastübertragungselement zeigt.
- 4 ist eine vergrößerte unvollständige schematische Draufsicht auf das Fahrgestell, die eine Kraftverteilung während eines Kollisionsereignisses zeigt.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG
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Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass Begriffe wie „oberhalb“, „unterhalb“, „nach oben“, „nach unten“, „oben“, „unten“ etc. zur Beschreibung der Figuren verwendet werden.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren, bei denen gleiche Ziffern in den gesamten mehreren Ansichten gleiche Teile bezeichnen, ist bei 20 ein Fahrzeug allgemein gezeigt. Das Fahrzeug 20 kann eine beliebige Form, Größe und/oder ein beliebiges Modell des Fahrzeugs 20 umfassen, das ein Fahrgestell 22 umfasst, einschließlich aber nicht ausschließlich etwa eine Limousine, einen Sportgeländewagen 20, einen Lastkraftwagen, einen Kleintransporter, etc.
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Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das Fahrgestell 22 des Fahrzeugs 20 eine primäre Tragstruktur 24. Die primäre Tragstruktur 24 trägt die verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 20, einschließlich aber nicht ausschließlich etwa Antriebssystem, Räder, Achsen, Karosseriebleche, etc. Die primäre Tragstruktur 24 umfasst ein vorderes Ende 26 und ein hinteres Ende 28. Das hintere Ende 28 ist von dem vorderen Ende 26 entlang einer Längsachse 30 beabstandet. Die Längsachse 30 erstreckt sich entlang einer Längsmittellinie des Fahrzeugs 20. Die primäre Tragstruktur 24 umfasst einen ersten Rahmenträger 32 und einen zweiten Rahmenträger 34. Der zweite Rahmenträger 34 ist an gegenüberliegenden lateralen Seiten der Längsachse 30 von dem ersten Rahmenträger 32 seitlich versetzt. Sowohl der erste Rahmenträger 32 als auch der zweite Rahmenträger 34 umfassen ein vorderes axiales Ende 36, das an dem vorderen Ende 26 der primären Tragstruktur 24 angeordnet ist.
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An dem vorderen axialen Ende 36 sowohl des ersten Rahmenträgers 32 als auch des zweiten Rahmenträgers 34 ist ein Aufprallträger 38 angebracht. Der Aufprallträger 38 ist quer zur Längsachse 30 angeordnet. Der Aufprallträger 38 erstreckt sich bordauswärts des ersten Rahmenträgers 32 relativ zu der Längsachse 30 zu einem ersten distalen Ende 40. Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff „bordauswärts“ eine Stelle relativ zu einer Mitte des Fahrzeugs 20 entlang der Längsachse 30, die sich weiter weg von einer „bordeinwärts“ liegenden Stelle befindet. Somit ist relativ zu einer bordauswärts liegenden Stelle, die weiter weg von der Mitte des Fahrzeugs 20 angeordnet ist, eine bordeinwärts liegende Stelle näher zur Mitte des Fahrzeugs 20 angeordnet. Der Aufprallträger 38 erstreckt sich bordauswärts des zweiten Rahmenträgers 34 relativ zu der Längsachse 30 zu einem zweiten distalen Ende 42. Der Aufprallträger 38 kann an dem ersten Rahmenträger 32 und dem zweiten Rahmenträger 34 in beliebiger geeigneter Weise angebracht werden, einschließlich aber nicht ausschließlich einer Bolzverbindung zwischen diesen. Der Aufprallträger 38 dient zum Übertragen von Frontalaufpralllasten auf den ersten Rahmenträger 32 bzw. den zweiten Rahmenträger 34.
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Das Fahrgestell 22 umfasst weiterhin eine erste Karosserieblechhalterung 44 und eine zweite Karosserieblechhalterung 46. Die erste Karosserieblechhalterung 44 und die zweite Karosserieblechhalterung 46 werden verwendet, um verschiedene Karosseriebleche mit der Tragstruktur 24 zu verbinden. Die erste Karosserieblechhalterung 44 ist an dem ersten Rahmenträger 32 angebracht und ist von dem Aufprallträger 38 entlang der Längsachse 30 axial beabstandet. Die erste Karosserieblechhalterung 44 ist relativ zur Längsachse 30 bordauswärts des ersten Rahmenträgers 32 angeordnet. Das erste distale Ende 40 des Aufprallträgers 38 ist weiter bordauswärts relativ zur Längsachse 30 als die erste Karosserieblechhalterung 44 angeordnet. Die zweite Karosserieblechhalterung 46 ist an dem zweiten Rahmenträger 34 angebracht und ist von dem Aufprallträger 38 entlang der Längsachse 30 axial beabstandet. Die zweite Karosserieblechhalterung 46 ist relativ zur Längsachse 30 bordauswärts des zweiten Rahmenträgers 34 angeordnet. Das zweite distale Ende 42 des Aufprallträgers 38 ist weiter bordauswärts relativ zur Längsachse 30 als die zweite Karosserieblechhalterung 46 angeordnet. Sowohl die erste Karosserieblechhalterung 44 als auch die zweite Karosserieblechhalterung 46 sind bei einem Abstand 48 von dem Aufprallträger 38 entlang der Längsachse 30 beabstandet.
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Das Fahrgestell 22 umfasst weiterhin ein erstes Lastübertragungselement 50 und ein zweites Lastübertragungselement 52. Das erste Lastübertragungselement 50 und das zweite Lastübertragungselement 52 können eine beliebige geeignete Querschnittform umfassen, einschließlich aber nicht ausschließlich eine quadratische Rohrform, eine runde Rohrform, eine gewalzte Kanalform, eine massive Stange, etc. Unter Bezugnahme auf 2 umfasst das erste Lastübertragungselement 50 ein erstes axiales Ende 54, das an einem von Aufprallträger 38 und erster Karosserieblechhalterung 44 angebracht ist, sowie ein zweites axiales Ende 56, das benachbart zu und bei einem Abstand 68 von dem anderen von Aufprallträger 38 und erster Karosserieblechhalterung 44 angeordnet ist. Wie in den Figuren gezeigt ist das erste axiale Ende 54 des ersten Lastübertragungselements 50 fest an dem Aufprallträger 38 angebracht, und das zweite axiale Ende 56 des ersten Lastübertragungselements 50 ist benachbart zu, aber beabstandet von der ersten Karosserieblechhalterung 44 angeordnet. Es versteht sich aber, dass die relative Position des ersten Lastübertragungselements 50 umgekehrt sein kann, wobei das erste axiale Ende 54 des ersten Lastübertragungselements fest an der ersten Karosserieblechhalterung 44 angebracht ist und das zweite axiale Ende 54 des ersten Lastübertragungselements 50 benachbart zu, aber beabstandet von dem Aufprallträger 38 angeordnet ist. Unter Bezugnahme auf 3 umfasst das zweite Lastübertragungselement 52 ein erstes axiales Ende 58, das an einem von Aufprallträger 38 und zweiter Karosserieblechhalterung 46 angebracht ist, sowie ein zweites axiales Ende 60, das benachbart zu und bei einem Abstand 76 von dem anderen von Aufprallträger 38 und zweiter Karosserieblechhalterung 46 angeordnet ist. Wie in den Figuren gezeigt ist das erste axiale Ende 58 des zweiten Lastübertragungselements 52 fest an dem Aufprallträger 38 angebracht, und das zweite axiale Ende 60 des zweiten Lastübertragungselements 52 ist benachbart zu, aber beabstandet von der zweiten Karosserieblechhalterung 46 angeordnet. Es versteht sich aber, dass die relative Position des zweiten Lastübertragungselements 52 umgekehrt sein kann, wobei das erste axiale Ende 58 des zweiten Lastübertragungselements 52 fest an der ersten Karosserieblechhalterung 46 angebracht ist und das zweite axiale Ende 60 des zweiten Lastübertragungselements 52 benachbart zu, aber beabstandet von dem Aufprallträger 38 angeordnet ist.
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Unter Bezugnahme auf 2 und 3, wobei das erste Lastübertragungselement 50 in 2 gezeigt ist und das zweite Lastübertragungselement 52 in 3 gezeigt ist, können sowohl das erste Lastübertragungselement 50 als auch das zweite Lastübertragungselement 52 eine daran angebrachte Platte 62 umfassen. Die Platte 62 ist an dem zweiten axialen Ende 56, 60 jedes von erstem Lastübertragungselement 50 bzw. zweitem Lastübertragungselement 52 angebracht. Die Platte 62 verteilt im Fall einer versetzten Frontalkollision, die nachstehend näher beschrieben wird, eine Last zwischen dem ersten und dem zweiten Lastübertragungselement 50, 52 bzw. der ersten und der zweiten Karosserieblechhalterung 44, 46.
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Unter Bezugnahme auf 2 erstreckt sich das erste Lastübertragungselement 50 bei einem Winkel relativ zur Längsachse 30 zwischen dem Aufprallträger 38 und der ersten Karosserieblechhalterung 44. Das erste Lastübertragungselement 50 und der erste Rahmenträger 32 legen dazwischen einen Winkel 64 fest, der zwischen dem Bereich von 30° und 45° liegt. Das erste Lastübertragungselement 50 und der Aufprallträger 38 legen dazwischen einen Winkel 66 fest, der zwischen dem Bereich 45° und 60° liegt. Wie vorstehend beschrieben ist das zweite axiale Ende 56 des ersten Lastübertragungselements 50 bei einem vorab festgelegten Abstand 68 von der ersten Karosserieblechhalterung 44 beabstandet. Der vorab festgelegte Abstand 68 zwischen dem zweiten axialen Ende 56 des ersten Lastübertragungselements 50 und der ersten Karosserieblechhalterung 44 liegt zwischen dem Bereich von 3 mm und 15 mm. Weiterhin ist das zweite axiale Ende 56 des ersten Lastübertragungselements 50 bei einem Abstand 70 von dem ersten Rahmenträger 32 seitlich beabstandet, der kleiner oder gleich 50 mm ist.
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Unter Bezugnahme auf 3 erstreckt sich das zweite Lastübertragungselement 52 bei einem Winkel relativ zur Längsachse 30 zwischen dem Aufprallträger 38 und der zweiten Karosserieblechhalterung 46. Das zweite Lastübertragungselement 52 und der zweite Rahmenträger 34 legen dazwischen einen Winkel 72 fest, der zwischen dem Bereich von 30° und 45° liegt. Das zweite Lastübertragungselement 52 und der Rahmenträger 38 legen dazwischen einen Winkel 74 fest, der zwischen dem Bereich von 45° und 60° liegt. Wie vorstehend beschrieben ist das zweite axiale Ende 60 des zweiten Lastübertragungselements 52 bei einem vorab festgelegten Abstand 76 von der zweiten Karosserieblechhalterung 46 beabstandet. Der vorab festgelegte Abstand 76 zwischen dem zweiten axialen Ende 60 des zweiten Lastübertragungselements 52 und der zweiten Karosserieblechhalterung 46 liegt zwischen dem Bereich von 3 mm und 15 mm. Weiterhin ist das zweite axiale Ende 60 des zweiten Lastübertragungselements 52 bei einem Abstand 78 von dem zweiten Rahmenträger 34 seitlich beabstandet, der kleiner oder gleich 50 mm ist.
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Unter Bezugnahme auf 4 dienen im Fall einer seitlich versetzten Kollision, bei der eines von erstem distalen Ende 40 oder zweitem distalen Ende 42 des Aufprallträgers 38 ein Objekt 80 kontaktiert, das erste Lastübertragungselement 50 und das zweite Lastübertragungselement 52 dazu, sowohl eine Längskomponente 82 als auch eine Lateralkomponente 84 einer Aufprallkraft 88 auf den ersten Rahmenträger 32 bzw. den zweiten Rahmenträger 34 zu übertragen, wodurch es dem ersten Rahmenträger 32 bzw. dem zweiten Rahmenträger 34 ermöglicht wird, die Aufpralllast zu absorbieren. Während 4 nur das zweite Lastübertragungselement 52 und die Kraftverteilung dafür zeigt, versteht sich, dass das erste Lastübertragungselement 50 in ähnlicher Weise an der gegenüberliegenden lateralen Seite des Fahrzeugs 20 wirkt. Die Längskomponente 82 der Aufprallkraft 88 wird axial entlang der Längsachse 30 geleitet, um die Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs 20 zu verlangsamen. Die Lateralkomponente 84 der Aufprallkraft 88 ist relativ zur Längsachse 30 quer geleitet, d.h. in etwa senkrecht zur Längsachse 30, um das Fahrzeug 20 weg von dem Objekt 80 zu treiben.
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Im Fall einer seitlich versetzten Kollision, bei der das Fahrzeug 20 das Objekt 80 mit dem zweiten distalen Ende 42 des Aufprallträgers 38 kontaktiert, übt das Objekt 80 eine Aufprallkraft 88 auf das zweite distale Ende 42 des Aufprallträgers 38 aus, die den Aufprallträger 38 in einer ersten Drehrichtung 86 um das vordere axiale Ende 36 des zweiten Rahmenträgers 34 biegen oder einknicken lässt.
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Wenn das zweite distale Ende 42 des Aufprallträgers 38 um den zweiten Rahmenträger 34 einknickt, wird das zweite Lastübertragungselement 52 über den vorab festgelegten Abstand 76, der das zweite axiale Ende 60 des zweiten Lastübertragungselements 52 und die zweite Karosserieblechhalterung 46 trennt, bewegt und tritt mit der zweiten Karosserieblechhalterung 46 in anliegenden Eingriff. Die zweite Karosserieblechhalterung 46 tritt mit dem zweiten axialen Ende 60 des zweiten Lastübertragungselements 52 in Eingriff und lenkt das zweite axiale Ende 60 des zweiten Lastübertragungselements 52 in einer Bordeinwärtsrichtung relativ zur Längsachse 30 hin zum zweiten Rahmenträger 34. Der Eingriff zwischen dem zweiten Lastübertragungselement 52 und der zweiten Karosserieblechhalterung 46 unterbindet ein axiales Bewegen des zweiten Lastübertragungselements 52 entlang der Längsachse 30, wodurch das zweite axiale Ende 60 des zweiten Lastübertragungselements 52 bordeinwärts hin zu und in Eingriff mit dem zweiten Rahmenträger 34 getrieben wird, was den Abstand 78, der das zweite axiale Ende 60 des zweiten Lastübertragungselements 52 und den zweiten Rahmenträger 34 trennt, schließt. Da das zweite Lastübertragungselement 52 relativ zu dem zweiten Rahmenträger 34 abgewinkelt ist, überträgt das zweite Lastübertragungselement 52 sowohl die Längskomponente 82 der Aufprallkraft 88 als auch die Lateralkomponente 84 der Aufprallkraft 88 auf den zweiten Rahmenträger 34. Demgemäß versteht sich, dass die relativen Werte der Längskomponente 82 und der Lateralkomponente 84 von dem Winkel 72 abhängen, d.h. dem Winkel zwischen dem zweiten Lastübertragungselement 52 und dem zweiten Rahmenträger 34.
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Auch wenn dies nicht eigens in 4 gezeigt ist, versteht sich, dass das erste Lastübertragungselement 50 in gleicher Weise wie das vorstehend beschriebene zweite Lastübertragungselement 52 arbeitet. Im Fall einer seitlich versetzten Kollision, bei der das Fahrzeug 20 das Objekt 80 mit dem ersten distalen Ende 40 des Aufprallträgers 38 kontaktiert, übt das Objekt 80 im Einzelnen die Aufprallkraft 88 auf das erste distale Ende 40 des Aufprallträgers 38 aus, was den Aufprallträger 38 um das vordere axiale Ende 36 des ersten Rahmenträgers 32 biegen oder einknicken lässt. Wenn das erste distale Ende 40 des Aufprallträgers 38 um den ersten Rahmenträger 32 einknickt, wird das erste Lastübertragungselement 50 über den vorab festgelegten Abstand 68, der das zweite axiale Ende 56 des ersten Lastübertragungselements 50 und die erste Karosserieblechhalterung 44 trennt, bewegt und tritt mit der ersten Karosserieblechhalterung 44 in anliegenden Eingriff. Die erste Karosserieblechhalterung 44 tritt mit dem zweiten axialen Ende 56 des ersten Lastübertragungselements 50 in Eingriff und lenkt das zweite axiale Ende 56 des ersten Lastübertragungselements 50 in einer Bordeinwärtsrichtung relativ zur Längsachse 30 hin zum ersten Rahmenträger 32. Der Eingriff zwischen dem ersten Lastübertragungselement 50 und der ersten Karosserieblechhalterung 44 unterbindet ein axiales Bewegen des ersten Lastübertragungselements 50 entlang der Längsachse 30, wodurch das zweite axiale Ende 56 des ersten Lastübertragungselements 50 bordeinwärts hin zu und in Eingriff mit dem ersten Rahmenträger 32 getrieben wird, was den Abstand 70, der das zweite axiale Ende 56 des ersten Lastübertragungselements 50 und den ersten Rahmenträger 32 trennt, schließt. Da das erste Lastübertragungselement 50 relativ zu dem ersten Rahmenträger 32 abgewinkelt ist, überträgt das erste Lastübertragungselement 50 sowohl die Längskomponente 82 der Aufprallkraft 88 als auch die Lateralkomponente 84 der Aufprallkraft 88 auf den ersten Rahmenträger 32. Demgemäß versteht sich, dass die relativen Werte der Längskomponente 82 und der Lateralkomponente 84 von dem Winkel 64 abhängen, d.h. dem Winkel zwischen dem ersten Lastübertragungselement 50 und dem ersten Rahmenträger 32.
