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Die Erfindung betrifft eine Crashstruktur für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Crashstruktur.
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Crashstrukturen für Fahrzeuge sind in zahlreichen Variationen bekannt. Üblicherweise absorbieren diese Crashstrukturen auftretende Kräfte und Energien bei einem Aufprallunfall. Die bekannten Crashstrukturen für Fahrzeuge sind beispielsweise für einen Aufprallunfall mit einer Überdeckung zum Unfallgegner mit 100% bzw. minimal 40% ausgelegt. Bei diesen Überdeckungen können die auftretenden Kräfte beispielsweise über den Stoßfänger und die Längsträger bzw. über die Schwellerstruktur des beaufschlagten Fahrzeugs durch Deformation dieser Strukturen absorbiert werden. Im Fall eines Aufprallunfalls mit geringer Überdeckung der Unfallgegner beispielsweise bei 25% ist eine Interaktion der Längsträger bzw. der Schwellerstruktur nahezu ausgeschlossen, deshalb können die auftretenden Kräfte an der Crashstruktur vorbei, beispielsweise in einen Fußraum des Fahrzeugs geleitet werden. Des Weiteren können die Kräfte auf eine Radaufhängung übertragen werden. Um eine Einleitung der auftretenden Kräfte in den Fußraum und/oder eine Übertragung der auftretenden Kräfte auf die Radaufhängung zumindest teilweise zu unterbinden, können die Crashstrukturen mindestens ein zusätzliches Bauelement aufweisen, welches im Bereich eines Radhauses angeordnet ist. Das mindestens eine zusätzliche Bauelement kann wirkende Kräfte in einer Unfallsituation mit geringer Überdeckung zum Unfallgegner zumindest teilweise abbauen und/oder von Schwachstellen der Karosserie wegleiten.
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Aus der
DE 102 05 263 A1 ist eine Fahrerhauslagerung für ein Haubenfahrzeug bekannt. Die Fahrerhauslagerung umfasst einen Fahrzeugrahmen, welcher über mindestens drei Federn ein Fahrerhaus trägt, wobei im Frontbereich mindestens zwei Federn und in einem hinteren Endbereich des Fahrerhauses mindestens eine Feder angeordnet ist. Ein quer zum Rahmen angeordneter Stabilisator wirkt Schwankungen entgegen und verläuft im hinteren Endbereich des Fahrerhauses. Die beschriebene Fahrerhauslagerung weist eine Solldeformationsstelle auf, welche als Schelle ausgeführt ist, in welche ein Schwingungsdämpfer eingespannt ist.
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Aus der
DE 26 56 707 A1 ist ein Federbein für Radaufhängungen bekannt. Das Federbein umfasst ein Dämpfer- oder Behälterrohr, einen Federteller, welcher eine das Dämpfer- oder Behälterrohr umgebende Schraubfeder abstützt. Der Federteller ist am Dämpfer- oder Behälterrohr lösbar axial verschiebbar befestigt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Crashstruktur für ein Fahrzeug zu schaffen, welche einen verbesserten Insassenschutz bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner bietet.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es ein Fahrzeug mit einer Crashstruktur zu schaffen, welches einen verbesserten Insassenschutz bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner bietet.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung einer Crashstruktur für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit einer solchen Crashstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Crashstruktur für ein Fahrzeug, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Crashstruktur zu schaffen, welche einen verbesserten Insassenschutz bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner bieten, umschließt mindestens ein Bauelement ein im Bereich des Radhauses angeordnetes Federbein zumindest teilweise, wobei das mindestens eine Bauelement an beiden Endbereichen mit mindestens einem Karosserieelement verbunden ist. In vorteilhafter Weise kann das mindestens eine Bauelement das Federbein vor den wirkenden Kräften und/oder Energien schützen und/oder das Federbein abstützen. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein Abreißen des Federbeins unterbunden werden. In vorteilhafter Weise ist das Bauelement oberhalb eines mit dem Federbein verbundenen Rads angeordnet, so dass eine Bewegung des Rads freigegeben wird. Des Weiteren kann das Bauelement in vorteilhafter Weise platzsparend innerhalb des Radhauses angeordnet werden. Des Weiteren kann das Bauelement in vorteilhafter Weise bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner auf das Federbein übertragene Kräfte und/oder Energien direkt und/oder indirekt abbauen. Durch die Verbindung mit dem mindestens einen Karosserieelement kann das mindestens eine Bauelement die eingeleiteten Kräfte und/oder Energien auf das Karosserieelement übertragen. Somit können die Kräfte und/oder Energien in vorteilhafter Weise effektiv verteilt und von dem Federbein und/oder dem Radhaus und/oder dem Fußraum bzw. dem Fahrgastraum weggeleitet werden, wodurch die in Richtung Fahrgastraum wirkenden Kräfte und/oder Energien reduziert werden können. Somit wird in vorteilhafter Weise das Verletzungsrisiko der Insassen bei seitlichen Aufprallunfällen beziehungsweise bei Aufprallunfällen mit geringer Überdeckung der Unfallgegner reduziert werden, ohne beispielsweise zusätzliche Versteifungen im Bereich des Fußraums einzubringen, welche das Gewicht des Fahrzeugs erhöhen würden. Des Weiteren muss die Crashstruktur nicht aktiviert werden. Das bedeutet, dass das Bauelement nicht in einen vorgegebenen Zustand überführt werden muss, um effektiv wirken zu können. Im Gegensatz zu so genannten Abweisern, welche vor dem mit dem Federbein verbundenen Rad angeordnet werden können und welche üblicherweise einen Unfallgegner vom Fahrzeug wegleiten, beansprucht das mindestens eine Bauelement keinen Bauraum außerhalb des Radhauses. Dadurch kann das mindestens eine Bauelement keinen negativen Auswirkungen auf den optischen bzw. den ästhetischen Eindruck des Fahrzeugs haben.
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Unter einem Federbein wird im Folgenden eine Baugruppe verstanden, welche üblicherweise einen Radträger, ein Federelement und/oder einen hydraulischen Stoßdämpfer umfasst. Der hydraulische Stoßdämpfer kann im Zentrum eines als Schraubenfeder ausgeführten Federelements angeordnet werden, wobei die Schraubenfeder von zwei Federtellern komprimiert werden kann. Die Federteller können hierbei an einer Kolbenstange und an einem Gehäuse des Stoßdämpfers angeordnet werden. Das Federelement und der Stoßdämpfer arbeiten in derselben Bewegungsrichtung, wobei die korrespondierenden Achsen in der Regel zusammenfallen. Das Federbein kann zudem zusätzliche Federelemente aufweisen. Das Federbein gleicht üblicherweise Unebenheiten einer Fahrbahnoberfläche aus.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann das mindestens eine Bauelement als Spange ausgeführt werden. Des Weiteren kann das mindestens eine Bauelement als Zugband ausgeführt werden. Durch die um das Federbein angeordnete Spange und/oder das um das Federbein angeordnete Zugband, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Abstützwirkung auf das Federbein. Dadurch kann das Federbein in vorteilhafter Weise in einer vorgegeben Position gehalten werden und somit ein Ausweichen des Federbeins in Richtung Fahrgastraum unterbunden werden. In vorteilhafter Weise ist eine Eigensteifigkeit des mindestens einen Bauelements nicht zwingend erforderlich um das Federbein abzustützen. Das mit dem Federbein verbundene Rad kann in vorteilhafter Weise eine Barriere zwischen dem eindringenden Unfallgegner und dem Fahrgastraum ausbilden. Des Weiteren kann das als mindestens eine als Spange und/oder als Zugband ausgeführte Bauelement als separates Bauelement ausgeführt werden, welches einfach in das Radhaus eingebaut werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann das mindestens eine Bauelement mit einem als Längsträger ausgeführten Karosserieelement verbunden werden. In vorteilhafter Weise ist der Längsträger dazu ausgelegt, wirkende Kräfte und/oder Energien bei einem Aufprallunfall abzubauen und/oder abzuleiten. Durch die Verbindung des Bauelements mit dem Längsträger kann der Längsträger bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner in vorteilhafter Weise mit in einen Lastpfad einbezogen werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann das Bauelement formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Karosserieelement verbunden werden. Dadruch ist das Bauelement in vorteilhafter Weise fest und direkt mit dem Karosserieelement verbunden und kann die wirkenden Kräfte und/oder Energien zuverlässig auf das Karosserieelement übertragen. Dadurch, dass die Kräfte und/oder Energien vom Fußraum des Fahrzeugs wegegeleitet. werden können, kann der Insassenschutz verbessert werden. Da das Bauelement im Vergleich zu anderen Energie absorbierenden Maßnahmen vergleichsweise leicht ist, wird das Gewicht der Crashstruktur in vorteilhafter Weise nicht signifikant erhöht.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann ein der Fahrzeugfront zugewandter erster Endbereich des Bauelements auf Zug belastbar ausgelegt werden. Des Weiteren kann ein dem Fahrzeugeck zugewandter zweiter Endbereich des Bauelements auf Druck belastbar ausgelegt werden. In vorteilhafter kann mit einem solchen Belastungsverhalten eine Klammerfunktion des Bauelements umgesetzt werden, wodurch das Federbein in vorteilhafter Weise in der vorgegeben Position gehalten werden kann. Zudem kann das Bauelement schellenförmig ausgeführt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann das Bauelement mit dem Federbein und dem Karosserieelement einen Kraftpfad in Fahrzeugquerrichtung ausbilden. In vorteilhafter Weise kann das Fahrzeug einen Impuls in Fahrzeugquerrichtung erhalten, wodurch das Fahrzeug an dem Unfallgegner abgleiten kann. Des Weiteren kann in vorteilhafter Weise ein Aggregat, wie beispielsweise ein Antriebsaggregat, zum Energie- und/oder Kraftabbau beitragen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
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Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Frontbereichs eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Crashstruktur,
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2 eine vergrößerte Darstellung der Crashstruktur aus 1 mit einer Radaufhängung,
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3 einen perspektivische Darstellung der Crashstruktur aus 1 und 2 von oben,
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4 eine schematische Querschnittdarstellung der Crashstruktur aus 1 bis 3.
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Wie aus 1 bis 4 ersichtlich ist, umfasst ein Fahrzeug 1 im Frontbereich mindestens zwei in Fahrzeuglängsrichtung x verlaufende Längsträger 7, welche mit einem nicht dargestellten Stoßfänger verbunden sind, welcher im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung y verläuft. Hierbei sind Radhäuser 5 benachbart zu den Längsträgern 7 angeordnet. Eine Crashstruktur 10 des Fahrzeugs 1 weist den Stoßfänger, mindestens einen in Fahrzeugquerrichtung y verlaufenden Querträger 6, die beiden Längsträger 7 und/oder mindestens eine Schwellerstruktur 9 auf. Bei einem Frontalaufprall mit ausreichender Überdeckung der Unfallgegner 1, 30 werden auftretende Kräfte über den Stoßfänger und die Längsträger 7 bzw. über die Schwellerstruktur 9 des beaufschlagten Fahrzeugs 1 durch Deformation dieser Strukturen absorbiert. Um bei einem seitlich versetzten Aufprall mit geringerer Überdeckung der Unfallgegner 1, 30 Insassen zu schützen, umfasst die Crashstruktur 10 mindestens ein Bauelement 12, welches im Bereich des Radhauses 5 angeordnet ist und welches in Richtung des Fußraums des Fahrzeugs 1 wirkende Kräfte und/oder Energien zumindest teilweise abbaut.
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Erfindungsgemäß umschließt das mindestens eine Bauelement 12 ein im Bereich des Radhauses 5 angeordnetes Federbein 22 zumindest teilweise und ist an beiden Endbereichen 12.1, 12.2 mit mindestens einem Karosserieelement 7 verbunden.
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Wie aus 2 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist das Federbein 22 ein Teil einer Radaufhängung 20, welche ein Rad mit einer Karosserie des Fahrzeugs 1 koppelt.
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Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist das mindestens eine Bauelement 12 in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Crashstruktur 10 als Spange ausgeführt. Die Spange ist schellenförmig ausgeführt, wobei auch andere Geometrien vorstellbar sind. Ein der Fahrzeugfront zugewandter erster Endbereich 12.1 des Bauelements 12 ist auf Zug belastbar ausgeführt. Ein einem Fahrzeugeck zugewandter zweiter Endbereich 12.2 des Bauelements 12 ist auf Druck belastbar ausgeführt. Das dargestellte Bauelement 12 kann im Vergleich zu so genannten Abweisern eine geringe Eigensteifigkeit aufweisen. Ein Abweiser wird üblicherweise vor dem Rad des Fahrzeugs 1 angeordnet und kann direkt mit dem Unfallgegner 30 in Berührung kommen. Das als Spange ausgeführte Bauelement 12 hält und/oder stützt das Federbein 22 in einer vorgegeben Position und unterbindet ein Ausweichen des Federbeins 22 in Richtung des Fahrgastraums. Da das Rad über einen Radträger 24 mit dem Federbein 22 verbunden ist, kann durch das Bauelement 12 ein Eindringen des Rades in den Fahrgastraum unterbunden werden, ohne dass das Bauelement 12 direkt mit dem Unfallgegner 30 in Berührung kommt. Das mindestens eine Bauelement 12 ist zudem leichter ausgeführt als übliche Verstärkungselemente im Bereich des Fußraums. In einer alternativen nicht dargestellten Ausführung kann das mindestens eine Bauelement 12 als Zugband ausgeführt werden.
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Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist das mindestens eine Bauelement 12 mit einem als Längsträger ausgeführten Karosserieelement 7 verbunden. Das mindestens eine Bauelement 12 ist hierbei formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Karosserieelement 7 verbunden. Dadurch, dass das mindestens eine Bauelement 12 mit dem Längsträger 7 verbunden ist, kann der Längsträger 7 auch bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner 1, 30 zum Kraft und/oder Energieabbau beitragen, indem das mindestens eine Bauelement 12 die Kräfte und/oder Energien zumindest teilweise auf den Längsträger 7 überträgt.
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Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, wird bei dem Aufprall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner 1, 30 das Rad und/oder das Federbein 22, jedoch nicht die Längsträger 7 getroffen. Das Bauelement 12 hält das Federbein 22 in einer vorgegebenen Position und bildet mit dem Federbein 22 und dem als Längsträger ausgeführten Karosserieelement 7 einen Kraftpfad in Fahrzeugquerrichtung y aus. Dies hat zur Folge, dass das Fahrzeug 1 einen Impuls in Fahrzeugquerrichtung y erhält und an dem Unfallgegner 30 abgleiten kann. Zudem kann ein Aggregat 3 mit in den Kraftpfad einbezogen werden. Da das Aggregat 3 eine vorgegebene Masse aufweist, kann das Aggregat 3 zur Dämpfung der eingeleiteten Energien und/oder Kräfte beitragen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Crashstruktur 10 lediglich ein zusätzliches Bauelement auf. Es besteht aber auch die Möglichkeit zusätzliche Klammern und/oder Spangen und/oder Zugbänder um das Federbein 22 anzuordnen.
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Eine erfindungsgemäße Crashstruktur für ein Fahrzeug und ein korrespondierendes Fahrzeug mit einer Crashstruktur bieten einen effektiven Insassenschutz bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung der Unfallgegner.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 3
- Aggregat
- 5
- Radhaus
- 6
- Querträger
- 7
- Karosserieelement
- 9
- Schwellerstruktur
- 10
- Crashstruktur
- 12
- Bauelement
- 12.1
- erster Endbereich
- 12.2
- zweiter Endbereich
- 20
- Radaufhängung
- 22
- Federbein
- 24
- Radträger
- 30
- Unfallgegner
- x
- Fahrzeuglängsrichtung
- y
- Fahrzeugquerrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10205263 A1 [0003]
- DE 2656707 A1 [0004]
