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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem vorderen Längsträger, die insbesondere für eine Kollision mit geringer Überdeckung ausgelegt ist.
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In der
DE 10 2011 004 105 A1 ist beispielsweise eine Kraftfahrzeugkarosserie mit zwei vorderen Längsträgern gezeigt, die sich in eine Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. An den vorderen Enden der Längsträger ist jeweils eine Crashbox befestigt, an denen wiederum ein Stoßfängerquerträger befestigt ist. Der Stoßfängerquerträger überkragt die Längsträger bzw. die Crashboxen nach außen hin.
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In jüngerer Zeit gibt es Bestrebungen eine Crashfestigkeit von Kraftfahrzeugkarosserien nicht nur bei voller Überdeckung des Kraftfahrzeugs mit einem Kollisionsgegner sondern auch bei einer Frontalkollision mit geringer Überdeckung zu verbessern. Eine Frontalkollision mit geringer Überdeckung bedeutet, dass sich das Kraftfahrzeug mit dem Kollisionsgegner, der ein anderes Kraftfahrzeug oder ein festes Hindernis sein kann, nur teilweise, beispielsweise lediglich um 25%, überdeckt. Der Ausdruck ”geringe Überdeckung” bedeutet also, dass der Kollisionsgegner und das Kraftfahrzeug nicht mittig zueinander kollidieren, sondern versetzt zueinander kollidieren und insbesondere derart versetzt zueinander kollidieren, dass sich eine Überdeckung der Kollisionsgegner in einem Bereich außerhalb der Längsträger befindet, das heißt auf einer Seite des Längsträgers, auf der sich eine Radaufnahme befindet.
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Hierdurch ist eine Kollisionsenergieabsorptionsfähigkeit des Längsträgers/der Längsträger vermindert.
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Dem wird in der
DE 10 2011 004 105 A1 dahingehend begegnet, dass der Längsträger nach außen gekröpft ist, so dass bei der Kollision mit geringer Überdeckung zusätzlich Kollisionsenergie in den Längsträger eingeleitet werden kann.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem vorderen Längsträger zu schaffen, bei der bei einer Frontalkollision des Kraftfahrzeugs mit geringer Überdeckung verbessert Kollisionsenergie in den Längsträger eingeleitet werden kann und durch diesen abgebaut werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kraftfahrzeugkarosserie gelöst, die die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Kraftfahrzeugkarosserie, die einen vorderen Längsträger und einen Stoßfängerquerträger aufweist, der mittelbar oder unmittelbar an einem vorderen Ende des Längsträgers angebracht ist. Der Längsträger ist in einem Bereich vor einer Vorderachse derart nach außen gebogen, dass ein mittelbarer oder unmittelbarer Anbringungspunkt des Stoßfängerquerträgers an dem vorderen Längsträger gegenüber der seitlichen Position des Längsträgers an der Vorderachse nach außen versetzt ist.
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Mit einer mittelbaren Befestigung des Stoßfängerquerträgers an dem vorderen Ende des Längsträgers ist gemeint, dass sich ein Zwischenelement zwischen dem Stoßfängerquerträger und dem Längsträger befinden kann. Ein derartiges Zwischenelement ist im Wesentlichen fluchtend mit dem Längsträger verbunden.
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Die seitliche Position des Längsträgers an der Vorderachse ist meist durch eine Vorderradaufhängung und einen Einschlagwinkel eines lenkbaren Vorderrads bestimmt. Mit anderen Worten kann der Längsträger an der Position der Vorderachse nicht beliebig nach außen versetzt sein. Der vordere Längsträger wird bei Kraftfahrzeugen mit Frontmotor auch häufig als Motorträger bezeichnet, da an jenem der Motor befestigt ist. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat daher gefunden, wie der Längsträger trotz seiner vorbestimmten seitlichen Position an der Vorderachse bei einer Kollision mit geringer Überdeckung besser Kollisionsenergie aufnehmen und abbauen kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Längsträger derart nach außen gebogen, dass im Falle einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Kollisionsgegner mit geringer Überdeckung, die Kollisionsenergie hinreichend in einen Längsträger einleitbar ist und der Längsträger hinreichend zur Energieabsorption durch Verformung beitragen kann.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der vordere Längsträger derart gebogen, dass eine Längsachse des vorderen Endes des Längsträgers gegenüber einer Längsachse des Längsträgers an der Position der Vorderachse einen seitlichen Versatz aufweist und insbesondere die Längsachse des vorderen Endes des Längsträgers im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Längsträgers an der Position der Vorderachse ist.
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Damit weist der Längsträger zwischen seinem vorderen Ende und dem Bereich des Längsträgers an der Position der Vorderachse einen gebogenen oder gekrümmten Bereich auf, der den beschriebenen seitlichen Versatz ermöglicht. Durch den seitlichen Versatz ist es möglich, Kollisionsenergie, die lediglich mit geringer Überdeckung auf das Kraftfahrzeug wirkt, entlang der Längsrichtung des Kraftfahrzeugs in den Längsträger einzuleiten.
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Bevorzugt verläuft eine Längsachse des vorderen Endes des Längsträgers parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs. Ebenso kann eine Längsachse des Längsträgers an der Position der Vorderachse im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Kraftfahrzeugs verlaufen. Ebenso kann sowohl die Längsachse des vorderen Endes des Längsträgers als auch die Längsachse des Längsträgers an der Position der Vorderachse im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Kraftfahrzeugs verlaufen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist zwischen dem vorderen Ende des Längsträgers und dem Stoßfängerquerträger ein insbesondere austauschbares Deformationselement angeordnet, das bevorzugt mit dem vorderen Ende des Längsträgers fluchtet.
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Das Deformationselement ist bevorzugt zur Energieabsorption durch Verformung in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Ein niedriger Geschwindigkeitsbereich bedeutet eine verhältnismäßig niedrige Kollisionsenergie. Das Deformationselement ist demnach derart ausgelegt, dass es in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich Kollisionsenergie abbauen kann, ohne dass eine restliche Struktur, insbesondere der Längsträger, durch Verformung beschädigt wird.
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Der Längsträger erstreckt sich bevorzugt im Wesentlichen über einen gesamten Vorderwagen, insbesondere von dem Stoßfängerquerträger (mittelbar oder unmittelbar) zu einer Stirnwand. Eine Stirnwand ist eine Wand, die sich in Fahrzeugquerrichtung und -hochrichtung erstreckt und im Wesentlichen einen Vorderwagen von einer Fahrgastzelle trennt.
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Bevorzugt ist der Längsträger in Schalenbauweise ausgebildet. Dabei kann der Längsträger zumindest zwei Schalen aufweisen.
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Der Längsträger kann aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sein. Beispielsweise kann er aus einem Stahlwerkstoff gefertigt sein. Alternativ kann er aus einem Aluminiumwerkstoff gefertigt sein.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Längsträger derart nach außen gebogen, dass ein Einschlagwinkel eines Vorderrads nicht beeinträchtigt ist. Insbesondere ist er an einer vorbestimmten Position derart nach außen gebogen, dass ein Einschlagwinkel eines Vorderrads nicht beeinträchtigt ist.
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Die Kraftfahrzeugkarosserie kann einen linken vorderen Längsträger und einen rechten vorderen Längsträger aufweisen, die symmetrisch zueinander ausgebildet sind.
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Vorstehend aufgeführte Weiterbildungen der Erfindung können beliebig miteinander, so wert möglich, kombiniert werden.
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Es folgt eine Kurzbeschreibung der Figuren.
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1 ist eine schematische Draufsicht auf einen vorderen Teil einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine schematische Draufsicht auf einen vorderen Teil einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
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In 1 ist schematisch eine vordere linke Hälfte eines Vorderwagens eines Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Insbesondere weist eine Karosserie einen vorderen Längsträger 1 sowie einen vorderen Stoßfängerquerträger 3 auf, die über eine Crashbox 15, die ein Deformationselement der vorliegenden Erfindung ist und Teil des Längsträgers 1 ist, miteinander verbunden sind. Der Stoßfängerquerträger 3 verläuft im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung, also in die y-Richtung, wogegen der Längsträger 1 im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung, also in die x-Richtung, verläuft. Der Vorderwagen ist bis zu einer mittleren Fahrzeuglängsachse x dargestellt. Der Längsträger 1 erstreckt sich bis zu einer vorderen Stirnwand 17, die den Vorderwagen von einem Fahrgastraum trennt. Ferner weist das Kraftfahrzeug eine Vorderachse 5 auf, an der ein Vorderrad 19 befestigt ist. Das Vorderrad ist in einer Geradeausfahrposition dargestellt. Ferner sind mit gestrichelten Linien maximale Einschlagpositionen in beide Richtungen des Vorderrads 19 angedeutet. In dem Vorderwagen sind ferner ein Kühler 21 sowie eine Antriebseinheit 23 angeordnet, welche beide in 1 schematisch dargestellt sind.
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Der Längsträger 1 verläuft von dem Stoßfängerquerträger 3 bis zu der Stirnwand, wobei eine Längsachse 11 eines Vorderabschnittes des Längsträgers 1 um einen Betrag a in Richtung einer Fahrzeugquerrichtung, die gewöhnlich auch als y-Richtung bezeichnet wird, gegenüber einer Längsachse 13 eines Hinterabschnitts des Längsträgers 1 nach außen versetzt ist. Zwischen dem Vorderabschnitt des Längsträgers 1 und dem Hinterabschnitt des Längsträgers 1 hat der Längsträger 1 einen Versatzausgleichsabschnitt, der durch eine geeignete Krümmung des Längsträgers 1 den Versatz zwischen der Längsachse 11 des Vorderabschnitts des Längsträgers 1 und der Längsachse 13 des Hinterabschnitts des Längsträgers 1 ausgleicht.
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Der Versatzausgleichsabschnitt, also der gekrümmte Abschnitt, des Längsträgers 1 ist in einem Bereich vor der Vorderachse 5 derart angeordnet, dass der Vorderabschnitt des Längsträgers 1 einen Einschlagwinkel des Rads 19 nicht beeinträchtigt.
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Der Vorderabschnitt des Längsträgers 1 weist die Crashbox 15 auf, wobei die die Längsachse der Crashbox 15 gegenüber der Längsachse 13 des Hinterabschnitts des Längsträgers nach außen versetzt ist. Die Crashbox 15 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist vor dem Versatzausgleichsabschnitt des Längsträgers 1 mit dem restlichen Längsträger 1 lösbar bzw. austauschbar verbunden. Die Crashbox 15 ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel also lediglich Teil des Vorderabschnitts des Längsträgers 1.
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Durch diese Konstruktion des Längsträgers 1 mit dem Versatzausgleichsabschnitt ist der Anbindungspunkt zwischen dem Längsträger 1 und dem Stoßfängerquerträger 3 in die y-Richtung nach außen versetzt.
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Damit können Kollisionskräfte die in einem äußeren Bereich des Stoßfängerquerträgers 3 auf den Stoßfängerquerträger 3 wirken besser in den Längsträger 1 über die Crashbox 15 eingeleitet werden.
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Ferner steht in dem Bereich zwischen dem Stoßfängerquerträger 3 und der Antriebseinheit 23 in eine Breitenrichtung mehr Platz zur Verfügung, die beispielsweise für ein größeres bzw. breiteres Kühlermodul 21 oder auch für andere Zwecke genutzt werden kann.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ein vorderes Ende der Crashbox 15 nach außen gekrümmt, so dass ein Anbindungspunkt zwischen dem Stoßfängerquerträger 3 und der Crashbox 15 zusätzlich weiter nach außen versetzt ist.
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Dies ist insbesondere bei Kollisionen bei niedrigen Geschwindigkeiten von Vorteil, da diese Kollisionen häufig bei einem leicht schrägen Winkel stattfinden und die Kollisionsenergie hierdurch durch die nach außen gekrümmte Crashbox 15 besser in die Crashbox 15 eingeleitet werden kann.
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Die Konstruktion des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung hat nachstehend beschriebene Wirkung.
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Wenn das Kraftfahrzeug mit einem Kollisionsgegner 9 mit geringer Überdeckung kollidiert, kann trotz der geringen Überdeckung durch den nach außen verlagerten Anbindungspunkt zwischen dem Stoßfängerquerträger 3 und der Crashbox 15 respektive dem Längsträger 1 Kollisionsenergie in die Crashbox 15 respektive den Längsträger 1 eingeleitet werden.
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Bei Kollisionen mit niedriger Geschwindigkeit ist dabei wie aus dem Stand der Technik bekannt, vorgesehen, dass lediglich der Stoßfängerquerträger 3 zusätzlich mit der Crashbox 15 unter Abbau von Kollisionsenergie verformt wird ohne dass eine restliche Struktur des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise der restliche Abschnitt des Längsträger 1, beschädigt wird.
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Bei Kollisionen mit hoher Geschwindigkeit reicht der Kollisionsenergieabbau durch Verformung der Crashbox 15 nicht mehr aus und die Kollisionsenergie wird weiter in den Längsträger 1 eingeleitet, so dass dieser sich zum Abbau der Kollisionsenergie entsprechend verformt. Auch hier, bei der Kollision mit hohen Geschwindigkeiten, gilt, dass durch den nach außen versetzten Anbindungspunkt zwischen Stoßfängerquerträger 3 und der Crashbox 15 bzw. dem Längsträger 1 eine größere Überdeckung mit dem Kollisionsgegner 9 vorhanden ist und hierdurch besser Kollisionsenergie in den Längsträger 1 eingeleitet werden kann.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei nachstehend lediglich der Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert ist.
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Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat ein Längsträger 1 des zweiten Ausführungsbeispiels einen Vorderabschnitt, einen Versatzausgleichsabschnitt und einen Hinterabschnitt, wobei eine virtuelle Längsachse 11 der Vorderabschnitts gegenüber einer virtuellen Längsachse 13 des Hinterabschnitts verstetzt ist. Der Vorderabschnitt weist eine Crashbox 15 auf.
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Im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Crashbox 15 des zweiten Ausführungsbeispiels an ihrem vorderen Ende nicht nach außen gekrümmt sondern fluchtent im Wesentlichen mir der Längsachse 11 des Vorderabschnitts des Längsträgers.
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Der Längsträger gemäß der Erfindung und den Ausführungsbeispielen kann auch ohne Crashbox ausgeführt sein. Die Crashbox kann demontierbar bzw. ausstauschbar ausgebildet sein. Die Crashbox kann auch den Versatzausgleichsabschnitt des Längsträgers aufweisen, so dass ein Anbindungspunkt der Crashbox an dem restlichen Längsträger im Bereich des Hinterabschnitts des Längsträgers ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011004105 A1 [0002, 0005]
