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Die Erfindung betrifft eine Vorderwagenstruktur mit mindestens einem unteren Längsträger und einem an dem mindestens einen Längsträger fahrzeugaußenseitig angeordneten Absorber, welcher bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung einen Lastpfad zur Energieabsorption in den mindestens einen unteren Längsträger bereitstellt, wobei mindestens ein Deformationselement vorgesehen ist, das mindestens zwischen dem Absorber und einem Federbeindom angeordnet ist und mit diesen form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden ist.
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Die unteren Längsträger sind zentrale Einheiten jeder Vorderwagenstruktur und tragen als sicherheitsrelevante Baugruppen wesentlich zum Schutz der Fahrgastzelle beim Crash bei. Eine seit 2012 neue verschärfte Anforderung an den Insassenschutz ist der vom IIHS (Insurance Institute for Highway Safety) vorgestellte „Small Overlap Rigid Barrier” (SORB), bei dem ein Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 64 km/h gegen eine Barriere mit ca. 25%-Überdeckung gefahren wird. Gattungsgemäße Vorderwagenstrukturen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Aus der internationalen Patentveröffentlichung
WO 2014/042257 A1 ist eine Vorderwagenstruktur bekannt, die auf der linken und rechten Fahrzeugseite jeweils einen unteren Längsträger aufweist, die mit einem außenfahrzeugseitig angeordneten Absorber ausgestattet sind, welche bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung einen Lastpfad zur Energieabsorption in den jeweiligen unteren Längsträger bereitstellen bzw. gewährleisten. Die offenbarte Vorderwagenstruktur wird zwar den an den IIHS-Lastfall (SORB) gestellten Anforderungen gerecht, es besteht jedoch weiteres Verbesserungspotential zur Erhöhung des Insassenschutzes.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorderwagenstruktur zur Verfügung zu stellen, welche ein verbessertes Energieabsorptions- und Intrusionsverhalten aufweist.
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Die aufgezeigte Aufgabe für eine gattungsgemäße Vorderwagenstruktur wird dadurch gelöst, dass das Deformationselement ein mindestens in Fahrtrichtung angeordneten laschenartiges Element aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass es bei Absorbern, die eine in Fahrtrichtung offene Struktur aufweisen, diese zumindest bereichsweise schließt.
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Die Erfinder haben festgestellt, dass durch das Vorsehen von mindestens einem Deformationselement, das mindestens zwischen dem Absorber und dem Federbeindom angeordnet und mit diesen form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden ist, kann ein weiterer Lastpfad zur Energieabsorption bereit gestellt werden, wobei die eingebrachte Energie durch kontrolliertes Deformieren des Deformationselementes zwischen dem Absorber und dem Federbeindom umgewandelt wird und somit die Belastungen auf die Fahrgastzelle vermindert werden können. Erfindungsgemäß weist das Deformationselement ein mindestens in Fahrtrichtung angeordnetes laschenartiges Element auf, welches derart ausgebildet ist, dass es bei Absorbern, die beispielsweise eine in Fahrtrichtung offene Struktur aufweisen, diese zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig schließt. Dies hat den Vorteil, dass kein zusätzliches Schließteil verwendet werden muss. Des Weiteren kann das laschenartige Element auch vorteilhaft zur form-, kraft- und/oder stoffschlüssigen Anbindung an den Absorber genutzt werden. Des Weiteren kann das Deformationselement auch in Richtung der Fahrgastzelle ein laschenartiges Element zur form-, kraft- und/oder stoffschlüssigen Anbindung aufweisen.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung besteht das Deformationselement aus einem gebauten und/oder geschlossenen Profil. Als gebautes Profil können Schalenteile, die beispielsweise aus mindestens zwei Halbschalen insbesondere mit beliebiger Geometrie vorzugsweise durch Widerstandspunktschweißen aber auch durch Laser-, MIG-, MAG-Schweißen, Löten sowie durch Klebstoffe und/oder durch mechanische Fügeverfahren, wie beispielsweise das Hohlstanznieten und/oder deren Kombination zusammengefügt sind, verwendet werden. Ein geschlossenes Profil kann beispielsweise aus einer Platine, die beispielsweise in einem U-O-Verfahren zu einem Schlitzprofil und anschließend zu einem geschlossenen Profil verschweißt wird, hergestellt werden. Alternativ kann auch ein Rollprofil verwendet werden, das kostengünstig hergestellt werden kann.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Bauteil im oberen Bereich des Federbeindomes angebunden ist. Dies hat den Vorteil, dass das Deformationselement in der Art an den Federbeindom angebunden bzw. eingearbeitet wird, sodass das Deformationselement im oberen Bereich des Federbeindomes steifigkeitsrelevante Funktionen übernehmen kann. Dadurch können geometrische Anteile des Federbeindomes durch das Deformationselement übernommen werden und somit den Gewichtszuwachs durch den neuen Lastfall für das Gesamtfahrzeug minimieren.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Deformationselement als separates Zusatzelement ausgebildet. Unter Berücksichtigung von beispielsweise Simulations-Crash-Ergebnissen kann unter Berücksichtigung des vorhandenen Bauraumes individuell Einfluss auf die Ausgestaltung der Geometrie des Deformationselementes genommen werden. Vorzugsweise ist das Deformationselement fahrzeuginnenseitig am Federbeindom angebunden bzw. eingearbeitet und weist eine Verlängerung in Richtung der Fahrgastzelle auf, deren Ende an einem weiteren Karosserieteil beispielsweise am unter Scheibenquerträger angebunden ist. Diese Verlängerung erlaubt es, weitere Energie durch gezielte Deformationen umzuwandeln. Nach dem Federbeindom kann der Lastpfad auch auf weitere Karosserieteile verteilt werden, wodurch eine Verbesserung des Insassenschutzes durch eine gleichmäßige Verteilung der Kräfte möglich ist.
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Alternativ kann auch ein bereits vorhandenes Karosserieteil, das beispielsweise als oberer Längsträger ausgebildet ist, mit einer Verlängerung in Fahrtrichtung vorgesehen sein, die an den Absorber angebunden ist. Dies hat den Vorteil, dass auf sehr engem Bauraum im Vorderwagen eine Verlängerung des vorhandenen Lastpfades bereitgestellt werden kann, wodurch ein verbesserter Insassenschutz bei nur geringfügiger Gewichtszunahme gewährleistet werden kann.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Es zeigt
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1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorderwagenstruktur in schematischer Draufsicht,
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2: ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorderwagenstruktur in schematischer Draufsicht,
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3: ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorderwagenstruktur in schematischer Draufsicht,
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4: eine schematische Seitenansicht des Ausschnitts aus 3.
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In 1 ist in einer schematischen Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorderwagenstruktur (1) gezeigt. Der Übersichtlichkeit halber sind nur wesentliche Bauteile der Erfindung dargestellt. Dargestellt ist ein linker unterer Längsträger (2), der neben dem Schutz der Fahrgastzelle auch zur Aufnahme von beispielsweise Fahrwerk- und Hilfsrahmen-Anbindungen (hier nicht dargestellt) dient, und üblicherweise aus einer Schalenkonstruktion zusammengesetzt ist. Zur Erfüllung des SORB-Lastfalles ist fahrzeugaußenseitig ein Absorber (3) im vorderen Bereich des Längsträgers (2) angeordnet, der vorzugsweise keilförmig ausgebildet ist. Ein Federbeindom (4) ist zwischen dem oberen Längsträger (5) und dem unteren Längsträger (2) angeordnet und mit diesen üblicherweise über Widerstandpunktschweißen oder beispielsweise durch Hohlstanzniete mittels zusätzlicher Klebung verbunden. Der obere Längsträger (5) kann mit dem unteren Längsträger (2) ebenfalls verbunden sein (hier nicht dargestellt). Zur Verbesserung des Insassenschutzes ist ein Deformationselement (6), beispielsweise ein gebautes und/oder geschlossenes separates Profil vorgesehen, das zwischen dem Absorber (3) und dem Federbeindom (4) angeordnet ist und mit diesen form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden ist. Durch das Bereitstellen des Deformationselementes (6) steht ein weiterer Lastpfad zur Verfügung, der bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung einen Teil der Energie durch kontrollierte Deformation umwandelt und sich dabei in Richtung des üblicherweise massiv ausgebildeten Federbeindomes (4) abstützt. Nicht explizit dargestellt ist, dass das Deformationselement (6) im oberen Bereich des Federbeindomes (4) angebunden ist und sich in Fahrtrichtung beispielsweise bogenförmig in Richtung der unteren Längsträgerebene, um einen ausreichenden Abstand zu dem Vorderrad zu gewährleisten, erstreckt und im vorderen Bereich des Absorbers (3) angebunden ist.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorderwagenstruktur (1') in schematischer Draufsicht dargestellt. Die Ausführungen des unteren Längsträgers (2), des oberen Längsträgers (5), des Federbeindomes (4) sowie des Absorbers (3) entsprechen denen in 1, jedoch mit dem Unterschied, dass ein separates Deformationselement (6') im vorderen Bereich des Absorbers (3) angebunden ist und weiter in Richtung der nicht dargestellten Fahrgastzelle verläuft, wobei das Deformationselement (6') fahrzeuginnenseitig im vorzugsweise oberen Bereich des Federbeindomes (4) angebunden ist und eine Verlängerung (6'a) in Richtung der Fahrgastzelle aufweist, deren Ende an einem weiteren Karosserieteil beispielsweise am unter Scheibenquerträger (7) angebunden ist. Zwischen Absorber (3) und Federbeindom (4) kann das Deformationselement (6') bogenförmig, beispielsweise wie zu 1 beschrieben bzw. in 4 dargestellt, oder mit einer anderen Form ausgebildet sein, um einen ausreichenden Abstand zu dem Vorderrad zu gewährleisten. Durch das Deformationselement (6') wird bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung ein Teil der Energie auf weitere Karosserieteile (4, 7) verteilt, wodurch eine Verbesserung des Insassenschutzes durch eine gleichmäßige Verteilung der Kräfte bewirkt wird.
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In 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorderwagenstruktur (1'') in schematischer Draufsicht dargestellt. Das Deformationselement (6'') ist nicht als separates Zusatzelement, wie in den vorgenannten Ausführungsbeispielen dargestellt, ausgebildet, sondern Bestandteil des oberen Längsträgers (5), wobei der obere Längsträger (6'') mit einer Verlängerung (6''a) in Fahrtrichtung versehen ist, die bogenförmig nach unten in Richtung der unteren Längsträgerebene (4), um einen ausreichenden Abstand zu dem Vorderrad zu gewährleisten, und nach innen verläuft, um im vorderen Bereich des Absorbers (3) angebunden werden zu können. Die Verlängerung (6''a) weist ein mindestens in Fahrtrichtung angeordnetes laschenartiges Element (8) auf, welches derart ausgebildet ist, das es beispielsweise bei Absorbern, beispielsweise bei keilförmig ausgebildeten Absorbern (3), die eine in Fahrtrichtung offene Struktur (9) aufweisen, diese zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig schließt, wodurch ein zusätzliches Schließteil entfallen kann. Das laschenartige Element kann auch an den Deformationselementen (6, 6') vorgesehen sein.
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Durch die erfindungsgemäße Vorderwagenstruktur (1, 1', 1'') lässt sich ein verbessertes Energieabsorptions- und Intrusionsverhalten bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung einstellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1', 1''
- Vorderwagenstruktur
- 2
- unterer Längsträger
- 3
- Absorber
- 4
- Federbeindom
- 5
- oberer Längsträger
- 6, 6', 6''
- Deformationselement
- 6'a, 6''a
- Verlängerung
- 7
- unterer Scheibenquerträger
- 8
- laschenartiges Element
- 9
- offene Struktur
