DE102014204397A1

DE102014204397A1 - Fahrzeugrahmenstruktur

Info

Publication number: DE102014204397A1
Application number: DE102014204397.2A
Authority: DE
Inventors: Patrick M. Shafer; Brian E. Dressel; Takashi Nakano; Kishore K. Pydimarry; Brandon D. Koester; Patrick J. Ellison
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2014-09-18
Also published as: CN104044642B; US20140265450A1; JP2014172606A; CN104044642A; US8820823B1; JP6254872B2

Abstract

Eine Fahrzeugkarosseriestruktur (200) enthält einen Boden (202), der mit einer Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden ist. Die Hauptrahmenbaugruppe (204) enthält erste und zweite Längsträger (210, 212) und diese verbindende Querelemente (214, 216, 218, 220, 222). Eine in der Nähe eines vorderen Teils der Fahrzeugkarosseriestruktur angeordnete Frontrahmenstruktur (250) ist mit der Hauptrahmenbraugruppe (204) verbunden. Die Frontrahmenstruktur (250) enthält erste und zweite diagonale Elemente (280, 282) und ein sich seitlich erstreckendes Element (284). Jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) enthält einen mit der Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden vorderen Endabschnitt (286, 288) und einen mit dem sich seitlich erstreckenden Element (284) verbunden hinteren Endabschnitt (290, 292). Die hinteren Endabschnitte (290, 292) konvergieren zueinander, und das sich seitlich erstreckende Element (284) ist mit den ersten und zweiten Längsträgern (210, 212) verbunden. Die Frontrahmenstruktur (250) überträgt eine Aufpralllast, die eine leicht versetzte Frontalkollision verursacht wird, von einem der Längsträger auf den anderen Längsträger, in dem sie die Last durch die Frontrahmenstruktur (250) überträgt.

Description

Gegenwärtige Standardfrontal-Crashtests beinhalten voll-frontal oder moderat versetzt-frontal (z. B. 40% Offset). Einem Frontalaufprall mit weniger als 40% Offset und Eckaufprall wurde bisher wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Frontal-Crashtests mit kleiner Überlappung oder leichtem Versatz (z. B. 25% Offset) ist eine neu aufkommende Crashanforderung in Zuordnung zu Frontalaufprall und weniger als 40% Offset und Eckaufprall. Der Test soll zeigen was passiert, wenn die vordere Ecke eines Fahrzeugs mit einem anderen Fahrzeug oder einem Objekt wie etwa einem Baum oder einem Versorgungsmast kollidiert.
Die meisten Fahrzeuge haben Sicherheitskäfige, die den Insassenraum umschließen, und sind gebaut, um Frontalkollisionen und mäßig überlappendem Frontalaufprall mit wenig Deformation zu widerstehen. Gleichzeitig tragen Knautschzonen dazu bei, die Aufprallenergie so zu Steuern, dass die Kräfte auf den Insassenraum reduziert werden. Die Hauptknautschzonenstrukturen sind typischerweise in den mittleren 50% des vorderen Endes konzentriert. Wenn ein Aufprall diese Strukturen beinhaltet, wird der Insassenraum vor Eindringung geschützt, und die vorderen Airbags und die Sicherheitsgurte halten die Insassen zurück und schützen diese. Frontalaufprall mit kleiner Überlappung beeinflusst primär die Außenecken des Fahrzeugs, die durch die Knautschzonenstrukturen allgemein nicht gut geschützt sind. Insofern können Aufprallkräfte direkt in das Vorderrad, das Radaufhängungssystem und die Spritzwand eingeleitet werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Fahrzeugkarosseriestruktur einen Boden, der mit einer Hauptrahmenbaugruppe verbunden ist. Die Hauptrahmenbaugruppe enthält erste und zweite Längsträger, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosseriestruktur erstrecken, und eine Mehrzahl von mit Abstand von einander angeordneten Querelementen, welche die ersten und zweiten Längsträger miteinander verbinden. Eine Frontrahmenstruktur, die nahe einem vorderen Teil der Fahrzeugkarosseriestruktur angeordnet ist, ist mit der Hauptrahmenbaugruppe verbunden. Die Frontrahmenstruktur enthält erste und zweite diagonale Elemente und ein sich seitlich erstreckendes Element. Jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente enthält einen vorderen Endabschnitt, der mit der Hauptrahmenbaugruppe verbunden ist, und einen hinteren Endabschnitt, der mit dem Querelement verbunden ist. Die hinteren Endabschnitte konvergieren zueinander, und die Endabschnitte des Querelements sind mit den ersten und zweiten Längsträgern verbunden. Die Frontrahmenstruktur ist konfiguriert, um eine Aufpralllast auf die Fahrzeugkarosseriestruktur, die durch eine leicht versetzte Frontalkollision verursacht wird, von dem ersten Längsträger auf den zweiten Längsträger zu übertragen, in dem die Last durch das diagonale Element, dass sich zum ersten Längsträger erstreckt, durch das Querelement und auf den zweiten Längsträger übertragen wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist die Fahrzeugkarosseriestruktur einen Boden auf, der mit einer Hauptrahmenbaugruppe verbunden ist. Die Hauptrahmenbaugruppe enthält erste und zweite Längsträger, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie erstrecken, und eine Mehrzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Querelementen, welche die ersten und zweiten Längsträger miteinander verbinden. Ein vorderer Hilfsrahmen ist mit der Hauptrahmenbaugruppe verbunden. Eine Frontrahmenstruktur, die hinter dem vorderen Hilfsrahmen angeordnet ist, ist mit der Hauptrahmenbaugruppe verbunden. Die Frontrahmenstruktur enthält erste und zweite diagonale Elemente und ein sich quer erstreckendes Element, das mit jedem der ersten und zweiten diagonalen Elemente verbunden ist. Die ersten und zweiten diagonalen Elemente erstrecken sich von einem mittleren Abschnitt des Querelements nach vorne und auswärts zu den ersten und zweiten Längsträgern hin. Vordere Endabschnitte der ersten und zweiten diagonalen Elemente sind mit Abstand einwärts von den ersten und zweiten Längsträgern angeordnet. Die Frontrahmenstruktur ist konfiguriert, um eine Aufpralllast auf die Fahrzeugkarosseriestruktur, die durch eine leicht versetzte Frontalkollision verursacht wird, von einem der ersten und zweiten Längsträger zum anderen der ersten und zweiten Längsträger über das diagonale Element, das sich zu der Stelle der leicht versetzten Frontalkollision erstreckt, und das Querelement zu übertragen.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt weist eine Fahrzeugkarosseriestruktur einen Boden auf, der mit einer Hauptrahmenbaugruppe verbunden ist. Die Hauptrahmenbaugruppe enthält erste und zweite Längsträger die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosseriestruktur erstrecken, und eine Mehrzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Querelementen, welche die ersten und zweiten Längsträger miteinander verbinden. Ein vorderer Hilfsrahmen ist mit der Hauptrahmenbaugruppe verbunden. Eine Frontrahmenstruktur, die hinter dem vorderen Hilfsrahmen angeordnet ist, ist mit der Hauptrahmenbaugruppe verbunden. Die Frontrahmenstruktur enthält erste und zweite diagonale Elemente und ein sich seitlich erstreckendes Element, das mit jedem der ersten und zweiten diagonalen Elemente verbunden ist. Die ersten und zweiten diagonalen Elemente erstrecken sich von einem mittleren Abschnitt des Querelements zu den ersten und zweiten Längsträgern hin. Jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente enthält ein vorderes Element und ein separates hinteres Element, das mit dem vorderen Element verbunden ist. Das vordere Element ist mit einem der Querelemente verbunden und das hintere Element ist mit dem Querelement verbunden. Die Frontrahmenstruktur ist konfiguriert, um eine Aufpralllast auf die Fahrzeugkarosseriestruktur, die durch eine leicht versetzte Frontalkollision verursacht wird, von einem der ersten und zweiten Längsträger zum anderen der ersten und zweiten Längsträger über das diagonale Element, das sich zu der Stelle der leicht versetzten Frontalkollision erstreckt, und das Querelement zu übertragen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Draufsicht einer bekannten Fahrzeugkarosseriestruktur, die einen mit einer Hauptrahmenbaugruppe verbundenen Boden enthält;
2 ist eine Draufsicht einer Fahrzeugkarosseriestruktur gemäß der vorliegenden Ausführung, wobei die Fahrzeugkarosseriestruktur einen mit einer Hauptrahmen verbundenen Boden enthält, und eine beispielhafte Frontrahmenstruktur, die nahe einem vorderen Teil der Fahrzeugkarosseriestruktur angeordnet ist;
3 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, das die Fahrzeugkarosseriestruktur von 2 enthält, wobei 3 einen Lastweg zeigt, der durch eine leicht versetzte Frontalkollision verursacht wird;
4 ist eine Draufsicht des Fahrzeugs von 3, die den Lastweg zeigt, der durch eine leicht versetze Frontalkollision verursacht wird;
5 ist eine Draufsicht der Frontrahmenstruktur von 2 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführung;
6 ist eine Detailansicht eines Abschnitts der in 5 dargestellten Fahrzeugkarosseriestruktur; und
7 ist eine Draufsicht der Frontrahmenstruktur von 2 gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Ausführung.
Es versteht sich, dass die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen lediglich zur Veranschaulichung dienen, und dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen in den offenbarten Strukturen vorgenommen werden können, ohne von der vorliegenden Ausführung abzuweichen. Allgemein sind die Figuren der beispielhaften Fahrzeugrahmenstruktur nicht maßstabsgemäß. Hierin beziehen sich seitliche Richtungen quer zum Fahrzeug, d. h. Links- und Rechts-Richtungen. Ähnlich beziehen sich Längsrichtungen auf die vorderen und hinteren Richtungen des fahrenden Fahrzeugs, die die vertikalen Richtungen beziehen sich auf die Höhe, d. h. Aufwärts und Abwärtsrichtungen. Es versteht sich auch, dass die verschiedenen identifizierten Komponenten der hierin offenbarten beispielhaften Fahrzeugrahmenstruktur lediglich Fachbegriffe sind, die von einem Hersteller zum anderen variieren können, und daher die vorliegende Ausführung nicht einschränken sollen.
Nun im Bezug auf die Zeichnungen, worin in sämtlichen Ansichten gleiche Bezugszahlen gleiche Teile bezeichnen, zeigt 1 eine bekannte Bodenstruktur 100 für ein Fahrzeug. Die Bodenstruktur 100 enthält einen Boden 102, der mit einer Hauptrahmenbaugruppe 104 verbunden ist. Wie an sich bekannt, enthält die Hauptrahmenbaugruppe 104 erste und zweite Längselemente oder -träger 110, 112 mit seitlichen Querelemente 114, 116, 118, 120, 122, 124, die sich zwischen den Längsträgern 110, 112 erstrecken und diese miteinander verbinden. Der dargestellten Mini-Van-Plattform enthält der Bereich unter und hinter der vorderen Sitzreihe eine Mulde 130. Die Mulde ist durch eine im Boden 102 vorgesehene Öffnung begrenzt, um den Zugang zur Mulde zu erlauben, sowie einen Deckel 134 zum Abdecken der Öffnung. Der Deckel 134 ist an den Boden 102 und/oder den Querelementen 120, 122 angebracht. Die im Fahrzeugboden 102 vorgesehene Öffnung kann die Fähigkeit des Bodens verringern, während eines Aufpralls als selbstständiges Scherblech zu wirken. Bei einem Frontalaufprall mit geringer Überlappung (25%) kann ein großer Teil der Gesamtenergie direkt auf die A-Säule (nicht gezeigt) wirken, ohne in die primäre Frontalcrashstruktur des Fahrzeugs (nicht gezeigt) einzugreifen. Diese Last ist in hohem Maße asymmetrisch und kann ein Verknicken (d. h. Stauchen) der Bodenstruktur 100 bewirken.
2 zeigt eine beispielhafte Fahrzeugbodenstruktur gemäß der vorliegenden Ausführung. Die beispielhafte Fahrzeugrahmenstruktur 200 wird hier im Bezug auf einen Mini-Van-Plattform (siehe 3 und 4) beschrieben, obwohl dies nur zur Veranschaulichung dient, und Fachkundige erkennen werden, dass die Fahrzeugrahmenstruktur leicht auch für andere Fahrzeugplattformen angepasst werden kann, wie etwa Vans, Autos, Cross-Over-Fahrzeuge. Ähnlich der Bodenstruktur 100 enthält die Fahrzeugbodenstruktur 100 einen Boden 202, der mit einer Hauptrahmenbaugruppe 204 verbunden ist. Die Hauptrahmenbaugruppe 204 enthält erste und zweite Längselemente oder Träger 210, 212, mit seitlichen Querelementen, 214, 216, 218, 220, 222, die sich zwischen dem Längsträger 210, 212, erstrecken und diese miteinander verbinden. Jeder der ersten und zweiten Längsträger 210, 212 hat ein gemeinsames Querschnittsprofil, dass zumindest entlang einem Längsabschnitt davon konstant bleibt, und in der vorliegenden Ausführung ist jeder der ersten und zweiten Längsträger kanalförmig oder hat einen U-förmigen Querschnitt. Die seitlichen Querelemente sind ähnlich den ersten und zweiten Längselementen 210, 212 ausgebildet. In der dargestellten Mini-Van-Plattform enthält der Bereich unter und hinter der vorderen Sitzreihe eine Mulde 230. Die Mulde 230 ist durch eine Öffnung definiert, die in dem Boden 202 vorgesehen ist und Zugang zur Mulde erlaubt, und einen Deckel 234 zum Abdecken der Öffnung. Der Deckel 234 ist an dem Boden 202 und/oder einem der Querelemente angebracht.
Die beispielhafte Fahrzeugrahmenstruktur 200 enthält ferner einen vorderen Hilfsrahmen 240 (siehe 3 und 4) und eine Frontrahmenstruktur 250, die jeweils mit der Hauptrahmenbaugruppe 204 verbunden sind. Wie an sich bekannt, ist der vordere Hilfsrahmen 204 an vorderen Abschnitt der ersten und zweiten Längsträger 210, 212 über linke vordere und hintere und rechte vordere und hintere vibrationsdämpfende elastische Elemente jeweiliger vorderer und hinterer Lagerbuchsen 252, 254 aufgehängt. Wie gezeigt, enthält der vordere Hilfsrahmen 240 linke und rechte Längselemente 260, 262, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie erstrecken. Ein vorderes Querelement 264 erstreckt sich in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie zwischen vorderen und hinteren Enden dieser Längselemente 260, 262. Wie gezeigt, ist das vordere Querelement 264 hinter jeweiligen Eingriffselementen 268, 270 angeordnet, die an den linken und rechten Längselementen 260, 262 vorgesehen sind. Ein hinteres Querelement 272 erstreckt in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie zwischen hinteren Enden der linken und rechten Längselemente 260, 262.
Die Eingriffselemente 268, 270 als Teil des vorderen Hilfsrahmens 240 sind für einen leicht versetzten Aufprall ausgelegt, und zum vorderen Hilfsrahmen können eine oder mehrere innere Verstärkungen hinzugefügt werden, um die Lasttragfähigkeit des Hilfsrahmens zu erhöhen. Die Eingriffselemente 268, 270 des vorderen Hilfsrahmens 240 sind an den vorderen Enden der linken und rechten Längselemente 260, 262 angeordnet und erstrecken sich von den vorderen Enden der linken und rechten Längselemente seitlich nach außen vor das vordere Querelement 264. Wie in 4 gezeigt tritt, bei dieser Konstruktion des vorderen Hilfsrahmens 240 während einer leicht versetzen Frontalkollision eines der Eingriffselemente 268, 270 des vorderen Hilfsrahmens 240 mit einer Barriere in Eingriff, und erlaubt, dass Aufprallkräfte in den vorderen Hilfsrahmen 240 und die Frontrahmenstruktur 250 eingeleitet werden.
Wieder in Bezug auf 2, ist die Frontrahmenstruktur 250 nahe einem vorderen Teil der Fahrzeugkarosseriestruktur 200 und hinter dem vorderen Hilfsrahmen 240 angeordnet. Die Frontrahmenstruktur 250 enthält erste und zweite diagonale Elemente 280, 282 und ein sich seitlich erstreckendes Element 284. Jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente 280, 282 und das sich seitlich erstreckende Element 284 haben ein gemeinsames Querschnittsprofil, das entlang zumindest einem Längsabschnitt davon konstant bleibt. In der vorliegenden Ausführung ist jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente 280, 282 und des sich seitlich erstreckenden Elements 284 kanalförmig oder hat einen U-förmigen Querschnitt. Wie in 4 gezeigt, ist der vordere Hilfsrahmen 240 benachbart den ersten und zweiten diagonalen Elementen 280, 282 angeordnet, und ist von der Frontrahmenstruktur 250 durch ein Querelement 222 getrennt. Jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente 280, 282 enthält einen jeweiligen vorderen Endabschnitt, der mit der Hauptrahmenbaugruppe 204 verbunden ist, und einen jeweiligen hinteren Endabschnitt 290, 292 der mit dem seitlich erstreckenden Element 284 verbunden ist. Die hinteren Endabschnitte 290, 292 konvergieren zueinander. Das seitlich erstreckende Element 284 hat jeweilige Endabschnitte 296, 298, die mit den ersten und zweiten Längsträgern 210, 212 verbunden sind. Bei dem dargestellten Layout der ersten und zweiten diagonalen Elemente 280, 282 und des sich seitlich erstreckenden Elements 284 ist die Frontrahmenstruktur 250 im wesentlichen K-förmig. Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist die Frontrahmenstruktur 250 konfiguriert, um eine Aufpralllast auf die Fahrzeugkarosseriestruktur 200, die durch eine leicht versetzte Frontalkollision verursacht wird, von einem der ersten und zweiten Längsträger (in 4 dem zweiten Längsträger 212) auf den anderen der ersten und zweiten Längsträger (in 4 den ersten Längsträger 210) zu übertragen, in dem die Last durch das diagonale Element, das sich zu dem einen Längsträger hin erstreckt, (d. h. das diagonale Element 282) durch das sich seitlich erstreckende Element 284 und auf den anderen Längsträger übertragen wird. Ferner ist die Frontrahmenstruktur 250 benachbart und vor der Mulde 230 angeordnet. Mit diesem Layout wird die Mulde 230 durch eines der Querelemente (d. h. das Querelement 220) und das seitliche Element 284 der Frontrahmenstruktur flankiert, die die Aufpralllast von der Mulde 230 weg überträgt.
Wie oben angegeben, erstrecken sich die ersten und zweiten diagonalen Elemente 280, 282 von einem mittleren Abschnitt des sich seitlich erstreckenden Elements 284 zu den ersten und zweiten Längsträgern 210, 212 hin. Die vorderen Endabschnitte 286, 288 der ersten und zweiten diagonalen Elemente 280, 282 sind mit Abstand einwärts der ersten und zweiten Längsträger 210, 212 angeordnet. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführung sind, wie in 2 dargestellt, die ersten und zweiten Elemente 280, 282 einheitliche Elemente.
Gemäß einem anderen Aspekt, und wie in 5 gezeigt, enthält jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente 280, 282 der Frontrahmenstruktur 250 ein jeweiliges vorderes Element 310, 312 und ein separates jeweiliges hinteres Element 316, 318, das mit dem vorderen Element verbunden ist. In der dargestellten Ausführung ist jedes vordere Element 310, 312 kürzer als jedes hintere Element 316, 318. Die vorderen Elemente sind mit dem Querelement 222 verbunden, das, wie oben angegeben, den vorderen Hilfsrahmen 240 von der Frontrahmenstruktur 250 trennt. Die hinteren Elemente 314, 316 konvergieren zueinander und sind mit einem mittleren Abschnitt 320 des sich seitlich erstreckenden Elements 284 verbunden. Wie in 6 gezeigt, enthält die Frontrahmenstruktur 250 ferner ein Versteifungselement, das an jedem der ersten und zweiten Längsträger 210, 212 befestigt ist (es ist nur jedes Versteifungselement 322 gezeigt, das mit dem Längsträger 210 verbunden ist). Jedes Versteifungselement ist seitlich mit dem seitlich erstreckenden Element 284 der Frontrahmenstruktur 250 ausgerichtet und ist an einer Unterseite von jedem der ersten und zweiten Längsträger 210, 212 gesichert. Jedes Versteifungselement kann zumindest eine Versteifungsrippe 324 enthalten, die mit dem sich seitlich erstreckenden Element 284 ausgerichtet ist (und sich im Wesentlichen normal zu jenem der ersten und zweiten Längsträger 210, 212 erstreckt).
Die Komponenten der Frontrahmenstruktur 250 sind aus hochfestem kaltgewalztem Stahl ausgebildet. Die vorderen Elemente 310, 312 können jeweils aus hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit gleich oder größer als 590 MPa ausgebildet werden, und insbesondere verzinktem Stahl wie etwa JAC590R, dass eine Zugfestigkeit gleich oder größer als 590 MPa hat. Die hinteren Elemente 316, 318, können jeweils aus hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit von gleich oder größer als 980 MPa gebildet werden, und insbesondere einem verzinktem Stahl wie etwa JAC980YL, das eine Zugfestigkeit von gleich oder größer als 980 MPa hat. Das sich seitlich erstreckende Element 284 kann ebenfalls auch aus hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit von gleich oder größer als 980 MPa gebildet werden, wie etwa JAC980YL. Dies steht im Gegensatz zum Querelement 122, das auch hochfestem Stahl wie etwa JAC590R gebildet ist. Wie oben angegeben, wird das Querelement 122 durch das sich seitlich erstreckende Element 284 ersetzt. Schließlich kann jedes Versteifungselement 322 aus hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit von gleich oder größer als 590 MPa ausgebildet werden. Wie an sich bekannt, sind JAC590R und JAC980YL hoch zugfeste Hochleistungsstähle, die gemäß dem Japan Iron and Seal Federation Standard definiert sind. Auf diese Weise kann die vorliegende Ausführung eine erhöhte Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie und eine erhöhte Festigkeit gegen leichter Versatzkollision erreichen.
Gemäß einem noch anderem Aspekt und wie in 7 dargestellt, enthält jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente 280, 282 der Frontrahmenstruktur 250 ein jeweiliges vorderes Element 330, 332 und ein separates jeweiliges hinteres Element 336, 338, das mit dem vorderen Element verbunden ist. In der dargestellten Ausführung ist jedes vordere Element 330, 332 mit dem Querelement 222 verbunden. Die hinteren Elemente 334, 336 konvergieren zueinander und sind mit dem mittleren Abschnitt 320 des sich seitlich erstreckenden Elements 284 verbunden. Die hinteren Elemente 336, 338 der ersten und zweite diagonalen Elemente 280, 282 sind integriert ausgebildet, um ein einstückiges hinteres Element zu definieren und dieses einheitliche hintere Element kann angenähert K-förmig sein. Ähnlich der in 5 dargestellten Ausführung kann jedes vordere Element 330, 332 aus hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit von gleich oder größer als 590 MPa gebildet werden, wie etwa JAC590R. Das einheitliche hintere Element 336, 338 und das sich seitlich erstreckende Element 284 können aus hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit von gleich oder größer als 980 MPa gebildet werden wie etwa JAC980YL.
Wie aus dem vorstehenden ersichtlich, wird als Gegenmaßnahme zu einem frontalen Überlappungsaufprall die beispielhafte Frontrahmenstruktur 250 an einer vor der Mulde 230 angeordneten Stelle vorgesehen. Die Frontrahmenstruktur 250 enthält diagonale Rahmenelemente 280, 282 und das sich seitlich erstreckende Element 284, wobei die diagonalen Elemente das Querelement 222 mit dem sich seitlich erstreckenden Element 284 verbinden. In jeder der Ausführungen der Frontrahmenstruktur 250 leitet jedes der diagonalen Elemente 280, 282 einen Teil der Aufpralllast von dem vorderen Hilfsrahmen 240 auf das sich seitlich erstreckenden Element 284, wobei die Aufprallenergie auf die nicht aufprallende Seite des Fahrzeugs übertragen wird. Zusätzlich stabilisieren diagonalen Elemente 280, 282 den vorderen Abschnitt des Bodens 202, was verhindert, dass während eines Aufpralls mit leichter Überlappung der Boden knickt. Somit versteift die beispielhafte Frontrahmenstruktur 250 den vorderen Abschnitt 202 und reduziert den Stauchungseffekt. Weil ferner die diagonalen Elemente 280, 282 der Frontrahmenstruktur einen Teil der Aufpralllast auf die nicht aufprallende Seite des Fahrzeugs leiten, dient die Frontrahmenstruktur 250 als Lastübertragungsweg und Bodenstabilisator.
Eine Fahrzeugkarosseriestruktur (200) enthält einen Boden (202), der mit einer Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden ist. Die Hauptrahmenbaugruppe (204) enthält erste und zweite Längsträger (210, 212) und diese verbindende Querelemente (214, 216, 218, 220, 222). Eine in der Nähe eines vorderen Teils der Fahrzeugkarosseriestruktur angeordnete Frontrahmenstruktur (250) ist mit der Hauptrahmenbraugruppe (204) verbunden. Die Frontrahmenstruktur (250) enthält erste und zweite diagonale Elemente (280, 282) und ein sich seitlich erstreckendes Element (284). Jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) enthält einen mit der Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden vorderen Endabschnitt (286, 288) und einen mit dem sich seitlich erstreckenden Element (284) verbunden hinteren Endabschnitt (290, 292). Die hinteren Endabschnitte (290, 292) konvergieren zueinander, und das sich seitlich erstreckende Element (284) ist mit den ersten und zweiten Längsträgern (210, 212) verbunden. Die Frontrahmenstruktur (250) überträgt eine Aufpralllast, die eine leicht versetzte Frontalkollision verursacht wird, von einem der Längsträger auf den anderen Längsträger, in dem sie die Last durch die Frontrahmenstruktur (250) überträgt.

Claims

Fahrzeugkarosseriestruktur, welche aufweist: einen Boden (202), der mit einer Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden ist, wobei die Hauptrahmenbaugruppe (204) erste und zweite Längsträger (210, 212) enthält, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosseriestruktur (200) erstrecken, sowie eine Mehrzahl von mit Abstand voneinander angeordnete Querelementen (214, 216, 218, 220, 222), welche die ersten und zweiten Längsträger (210, 212) miteinander verbinden; und eine Frontrahmenstruktur (250) die nahe einem vorderen Teil der Fahrzeugkarosseriestruktur (200) angeordnet ist, und mit der Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden, wobei die Frontrahmenstruktur (250) erste und zweite diagonale Elemente (280, 282) und ein sich seitlich erstreckendes Element (284) enthält, wobei jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) einen mit der Hauptrahmenbaugruppe (204) verbundenen vorderen Endabschnitt (286, 288) und einen mit dem sich seitlich erstreckenden Element (284) verbundenen hinteren Elementabschnitt (290, 292 enthält, wobei die hinteren Endabschnitte (290, 292) auf einander zu konvergieren und das sich seitlich erstreckende Element (284) Endabschnitte (296, 298) aufweist, die mit den ersten und zweiten Längsträgern (210, 212) verbunden sind, wobei die Frontrahmenstruktur (250) konfiguriert ist, um eine Aufpralllast auf die Fahrzeugkarosseriestruktur (200), die durch eine leicht versetzte Frontalkollision verursacht wird, von einem der Längsträger (210, 212) zum anderen Längsträger (210, 212) zu übertragen, indem die Last durch das diagonale Element (280, 282), das sich zu dem einen Längsträger hin erstreckt, durch das sich seitlich erstreckende Element (284) und zu dem anderen Längsträger hin übertragen wird.
Die Fahrzeugkarosserie Struktur nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugkarosseriestruktur (200) ferner einen vorderen Hilfsrahmen (240) enthält, der in der Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden ist und benachbart den ersten und zweiten diagonalen Elementen (280, 282) der Frontrahmenstruktur (250) angeordnet ist, wobei der vordere Hilfsrahmen (240) von der Frontrahmenstruktur (250) durch eines der Querelemente getrennt ist.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 2, wobei der vordere Hilfsrahmen (240) enthält: erste und zweite Längselemente (260, 262), die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosseriestruktur (200) erstrecken; ein vorderes Querelement (264), das sich in Querrichtung der Fahrzeugkarosseriestruktur (200) zwischen vorderen Enden der ersten und zweiten Längselemente (260, 262) erstreckt; ein hinteres Querelement (272), das sich in Querrichtung der Fahrzeugkarosseriestruktur (200) zwischen hinteren Enden der ersten und zweiten Längselemente (260, 262) erstreckt; und ein Eingriffselement (260, 262), das an jedem vorderen Ende der ersten und zweiten Längselemente (260, 262) vorgesehen ist, wobei jedes Eingriffselement (260, 262) zum Eingriff mit einem zugeordneten Objekt während leicht versetzten Frontalkollision und zum Leiten der Aufpralllast in den vorderen Hilfsrahmen (240) ausgelegt ist.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Boden (202) eine durch eine Öffnung im Boden (202) definierte Mulde (230) enthält, wobei die Frontrahmenstruktur (250) benachbart und vor der Mulde (230) angeordnet ist.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 4, wobei die Mulde (230) durch eines der Querelemente (272) und das sich seitlich erstreckende Element (284) der Frontrahmenstruktur (250) flankiert ist, so dass die Aufpralllast von der Mulde (230) weg übertragen wird.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) der Frontrahmenstruktur (250) ein vorderes Element (310, 312) und ein mit dem vorderen Element verbundenes separates hinteres Element (316, 318) enthält.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 6, worin das vordere Element (310, 312) aus hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit von gleich oder größer als 590 MPa gebildet ist, und das hintere Element (316, 318) aus hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit von gleich oder größer als 980 MPa gebildet ist.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 7, worin das sich seitlich erstreckende Element (284) der Frontrahmenstruktur (250) aus hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit von gleich oder größer als 980 MPa gebildet ist.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach einem der Ansprüche 6 bis 8, die ferner ein Versteifungselement (322) enthält, wobei jedes Versteifungselement (322) seitlich mit dem sich seitlich erstreckenden Element (284) der Frontrahmenstruktur (250) ausgerichtet ist.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach einem der Ansprüche 6 bis 9, worin die hinteren Elemente (316, 318) der ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) integriert ausgebildet sind, um einstückiges hinteres Element zu definieren.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach einem der Ansprüche 6 bis 10, worin jedes der vorderen Elemente (310, 312) mit einem der Querelemente (222) verbunden ist, und jedes der hinteren Elemente (310, 380) mit einem mittleren Abschnitt des sich seitlich erstreckenden Elements (284) verbunden ist.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Frontrahmenstruktur (250) im Wesentlichen K-förmig ist.
Fahrzeugkarosseriestruktur, welche aufweist: einen Boden (202), der mit einer Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden ist, wobei die Hauptrahmenbaugruppe (204) erste und zweite Längsträger (210, 212) enthält, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosseriestruktur (200) erstrecken, sowie eine Mehrzahl von mit Abstand voneinander angeordnete Querelementen (214, 216, 218, 220, 222), welche die ersten und zweiten Längsträger 210, 212 miteinander verbinden; und einen vorderen Hilfsrahmen (240), der mit der Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden ist, und eine Frontrahmenstruktur (250), die hinter den vorderen Hilfsrahmen (240) angeordnet und mit der Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden ist, wobei die Frontrahmenstruktur (250) erste und zweite diagonale Elemente (280, 282) und ein mit jedem der ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) verbundenes sich seitlich erstreckendes Element (284) enthält, wobei sich die ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) von einem mittleren Abschnitt des sich seitlich erstreckenden Element (284) nach vorne und auswärts zu den ersten und zweiten Längsträgern (210, 212) erstrecken, wobei vordere Endabschnitte (286, 288) der ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) mit Abstand einwärts von den ersten und zweiten Längsträgern (280, 282) angeordnet sind; wobei die Frontrahmenstruktur (250) konfiguriert ist, um eine Aufpralllast auf die Fahrzeugkarosseriestruktur (200), die durch eine leicht versetzte Frontalkollision verursacht wird, von einem der ersten und zweiten Längsträger (210, 212) über das sich zur leicht versetzten Frontalkollision erstreckende diagonale Element (280, 282) und das sich seitlich erstreckende Element (284) auf den anderen der ersten und zweiten Längsträger (210, 212) zu übertragen.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 13, worin der vordere Hilfsrahmen (240) von der Frontrahmenstruktur (250) durch eines der Querelemente getrennt ist, wobei der vordere Hilfsrahmen (240) ein Eingriffselement (260, 262) als Teil des vorderen Hilfsrahmens (240) enthält, das an vorderen Enden des vorderen Hilfsrahmens (240) vorgesehen ist, wobei jedes Eingriffselement (260, 262) zum Eingriff durch ein zugeordnetes Objekt während einer leicht versetzten Frontalkollision und zum Leiten der Aufpralllast in den vorderen Hilfsrahmen (240) ausgelegt ist.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Boden (202) eine Mulde (230) enthält, wobei die Frontrahmenstruktur (250) benachbart und vor der Mulde (230) angeordnet ist, und die Mulde (230) durch eines der Querelemente und das sich seitlich erstreckende Element (284) der Frontrahmenstruktur (250) flankiert ist.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente (260, 262) der Frontrahmenstruktur (250) ein vorderes Element (310, 312) und ein mit dem vorderen Element (310, 312) verbundenes hinteres Element (316, 318) enthält, wobei das vordere Element (310, 312) mit einem der Querelemente verbunden ist und das hintere Element (316, 318) mit dem sich seitlich erstreckenden Element (284) verbunden ist.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 16, wobei die hinteren Elemente (316, 318) der ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) integriert ausgebildet sind, um einstückiges hinteres Element zu definieren.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach einem der Ansprüche 13 bis 17, die ferner ein an jedem der ersten und zweiten Längsträger (210, 212) gesichertes Versteifungselement (322) enthält, wobei jedes Versteifungselement (322) mit dem sich seitlich erstreckenden Element (284) der Frontrahmenstruktur (250) seitlich ausgerichtet ist.
Fahrzeugkarosseriestruktur, welche aufweist: einen Boden (202), der mit einer Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden ist, wobei die Hauptrahmenbaugruppe (204) erste und zweite Längsträger (210, 212) enthält, die sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosseriestruktur (200) erstrecken, sowie eine Mehrzahl von mit Abstand voneinander angeordnete Querelementen (214, 216, 218, 220, 222), welche die ersten und zweiten Längsträger 210, 212 miteinander verbinden; und einen vorderen Hilfsrahmen (240), der mit der Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden ist, und eine Frontrahmenstruktur (250), die hinter den vorderen Hilfsrahmen (240) angeordnet und mit der Hauptrahmenbaugruppe (204) verbunden ist, wobei die Frontrahmenstruktur (250) erste und zweite diagonale Elemente (280, 282) und ein mit jedem der ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) verbundenes sich seitlich erstreckendes Element (284) enthält, wobei sich die ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) von einem mittleren Abschnitt des sich seitlich erstreckenden Elements (284) zu den ersten und zweiten Längsträgern (210, 212) erstrecken, wobei jedes der ersten und zweiten diagonalen Elemente (280, 282) ein vorderes Element (310, 312) und ein mit dem vorderen Element (310, 312) verbundenes separates hinteres Element (316, 318) enthält, wobei das vordere Element (310, 312) mit einem der Querelemente (222) verbunden ist und das hintere Element (316, 318) dem sich seitlich erstreckenden Element (284) verbunden ist, wobei die Frontrahmenstruktur (250) konfiguriert ist, um eine Aufpralllast auf die Fahrzeugkarosseriestruktur (200), die durch eine leicht versetzte Frontalkollision verursacht wird, von einem der ersten und zweiten Längsträger (210, 212) über das sich zur leicht versetzten Frontalkollision erstreckende diagonale Element (280, 282) und das sich seitlich erstreckende Element (284) auf den anderen der ersten und zweiten Längsträger (210, 212) zu übertragen.
Die Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 19, wobei der Boden (202) eine Mulde (230) enthält, wobei die Frontrahmenstruktur (250) benachbart und vor der Mulde (230) angeordnet ist, und die Mulde (230) durch eines der Querelemente und das sich seitlich erstreckende Element (284) der Frontrahmenstruktur (250) flankiert ist.