DE102014210809B4

DE102014210809B4 - Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Verbinden eines Längsträgers mit einem Querträger

Info

Publication number: DE102014210809B4
Application number: DE102014210809.8A
Authority: DE
Inventors: Kathrin Schlencker
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2034-06-06
Also published as: DE102014210809A1

Abstract

Fahrzeug mit einer Vorrichtung (100; 200), die dazu ausgebildet ist, einen Längsträger (201) des Fahrzeugs mit einem Querträger des Fahrzeugs zu verbinden, wobei die Vorrichtung (100; 200) einen ersten Bereich (103) zur Verbindung mit dem Querträger und einen zweiten Bereich (104) zur Verbindung mit dem Längsträger (201) umfasst, wobei die Vorrichtung (100; 200) zwischen dem ersten Bereich (103) und dem zweiten Bereich (104) zumindest einen Deformationsbereich umfasst, in dem zumindest ein erstes Schwächungselement (101; 102) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (100; 200) einen Innenbereich aufweist, in dem zumindest ein Versteifungselement (300) angeordnet ist, wobei das Versteifungselement (300) zumindest ein zweites Schwächungselement (301) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100; 200) im ersten Bereich (103) eine größere Querschnittsfläche aufweist als im zweiten Bereich (104), wobei die Querschnittsfläche der Vorrichtung (100; 200) vom zweiten Bereich (104) hin zum ersten Bereich (103) kontinuierlich zunimmt, und wobei das zweite Schwächungselement (301) vom ersten Bereich zum zweiten Bereich gesehen auf Höhe des ersten Schwächungselements (101; 102) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Verbinden eines Längsträgers mit einem Querträger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Vorrichtungen dienen vor allem dazu, bei einer Kollision des Fahrzeugs Energie zu absorbieren. Dadurch sollen die Fahrzeuginsassen geschützt werden. Sie werden daher auch als Crashbox oder Deformationsbox bezeichnet.
Aus der gattungsbildenden DE 103 59 483 A1 ist bereits ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Ferner ist aus der DE 10 2012 019 811 A1 eine Vorrichtung bekannt, die in einem ersten Bereich mit einer ersten Trägerstruktur, nämlich dem Stoßfänger-Querträger, verbunden wird. In einem zweiten Bereich wird die Vorrichtung mit einer zweiten Trägerstruktur, nämlich einem Längsträger, verbunden. Die Vorrichtung weist im ersten Bereich eine größere Querschnittsfläche auf als im zweiten Bereich. Die besonderen Vorteile dieser Vorrichtung kommen bei einer Frontalkollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung (Small Overlap) zum tragen.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Verbinden eines Längsträgers mit einem Querträger zu schaffen, die sowohl bei einer Frontalkollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung als auch bei anderen Kollisionen des Fahrzeugs besonders viel Energie absorbiert.
Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Verbinden eines Längsträgers mit einem Querträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich zumindest einen Deformationsbereich umfasst. In dem Deformationsbereich ist zumindest ein erstes Schwächungselement angeordnet. Unter einem Schwächungselement wird hier insbesondere ein Element verstanden, das die Stabilität der Vorrichtung in einem örtlich eingeschränkten Bereich vermindert, sodass bei einer Krafteinwirkung auf die Vorrichtung die Vorrichtung zuerst an dem Schwächungselement verformt wird. Durch das Schwächungselement kann so beeinflusst werden, an welchem Ort die Deformation der Vorrichtung bei einer Kollision des Fahrzeugs beginnt. Außerdem kann beeinflusst werden, wie die Deformation der Vorrichtung abläuft.
Somit kann durch das im Deformationsbereich angeordnete Schwächungselement die Verformung der Vorrichtung bei einer Kollision so beeinflusst werden, dass besonders viel Energie absorbiert wird.
Die Vorrichtung weist einen Innenbereich auf, in dem zumindest ein Versteifungselement angeordnet ist. Dabei umfasst das Versteifungselement zumindest ein zweites Schwächungselement. Das zweite Schwächungselement ist in der Richtung vom ersten Bereich zum zweiten Bereich auf Höhe des ersten Schwächungselements angeordnet. Das zweite Schwächungselement kann beispielsweise eine Ausnehmung sein. Das zweite Schwächungselement vermindert die Stabilität des Versteifungselements in dem Bereich, in dem es angeordnet ist.
Die Vorrichtung ist dazu ausgebildet, einen Längsträger des Fahrzeugs mit einem Querträger des Fahrzeugs zu verbinden. Der Längsträger kann beispielsweise ein Motorträger sein. Der Querträger kann beispielsweise ein Stoßfängerträger sein.
Die Querschnittsfläche der Vorrichtung nimmt vom zweiten Bereich hin zum ersten Bereich kontinuierlich zu. Die Vorrichtung kann auch als fächer- oder bogenförmig bezeichnet werden. Die kontinuierliche Veränderung der Querschnittsfläche ist im Falle einer Kollision besonders vorteilhaft, um Energie zu absorbieren. Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das erste Schwächungselement eine Sicke und/oder eine Ausnehmung umfassen. An den Stellen, an denen eine Sicke und/oder eine Ausnehmung angeordnet ist, entsteht eine Schwachstelle, sodass an diesen Stellen die Verformung der Vorrichtung als erstes einsetzt.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann sich die Sicke in einer ersten Richtung von einem ersten Ende der Vorrichtung zu einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende der Vorrichtung erstrecken. Die erste Richtung kann dabei senkrecht zu einer zweiten Richtung verlaufen, die vom ersten Bereich zum zweiten Bereich verläuft.
Nach einer Ausführungsform kann die Vorrichtung im ersten Bereich, im zweiten Bereich und im Deformationsbereich die gleiche Materialdicke aufweisen. Dies ist insbesondere für eine vorhersehbare Deformation der Vorrichtung bei einer Kollision des Fahrzeugs vorteilhaft. Außerdem kann die Vorrichtung so beispielsweise aus einem einzigen Blech hergestellt werden, wodurch sich der Herstellungsaufwand verringert.
Es ist auch möglich, dass die Vorrichtung in einem Abschnitt, der zwischen dem Deformationsbereich und dem ersten Bereich angeordnet ist, eine konstante Querschnittsfläche aufweist. Dabei kann sich die Querschnittsfläche der Vorrichtung vom zweiten Bereich hin zum Deformationsbereich kontinuierlich vergrößern. Diese Form kann insbesondere vorteilhaft sein, damit sich die Vorrichtung nicht über ein Ende des Stoßfängers hinaus erstreckt. Ein Ende der Vorrichtung kann somit in der zweiten Richtung mit einem Ende des Stoßfängers fluchtend ausgerichtet sein.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Bauteile und für Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Funktionen dieselben Bezugszeichen verwendet. Darin zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung mit mehreren Sicken und Ausnehmungen;
2 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung mit mehreren Sicken, angebracht an einem Längsträger eines Fahrzeugs; und
3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung mit Versteifungselementen.

In 1 ist eine Vorrichtung 100 gezeigt, die mehrere Sicken 101 und Ausnehmungen 102 aufweist. Die Vorrichtung weist einen ersten Bereich 103 auf, der einem zweiten Bereich 104 gegenüberliegt. Die Bereiche 103 und 104 können auch als Endbereiche der Vorrichtung 100 bezeichnet werden. Im ersten Endbereich 103 kann die Vorrichtung 100 an einem Stoßfänger-Querträger eines Fahrzeugs befestigt werden. Im zweiten Endbereich 104 kann die Vorrichtung 100 an einem Längsträger des Fahrzeugs, beispielsweise einem Motor-Längsträger, befestigt werden.
Die Vorrichtung 100 dient dazu, bei einem Unfall des Fahrzeugs deformiert zu werden und Energie zu absorbieren. Die Sicken 101 und Ausnehmungen 102 sind Schwächungselemente, die an der Position, an der sie angeordnet sind, die Stabilität der Vorrichtung 100 schwächen. Durch eine geeignete Anordnung der Sicken 101 und Ausnehmungen 102 kann eine bevorzugte Deformierung der Vorrichtung 100 bei einem Unfall erreicht werden.
In 1 ist dargestellt, dass jeweils zwischen zwei sich gegenüberliegenden Sicken 101 die Ausnehmungen 102 entlang eines Kreisbogenabschnitts angeordnet sind.
Die Sicken 101 und Ausnehmungen 102 sind in einem Bereich zwischen dem ersten Bereich 103 und dem zweiten Bereich 104 angeordnet. In diesem Bereich weist die Vorrichtung 100 eine Fächerform oder Bogenform auf. Die Querschnittsfläche der Vorrichtung vergrößert sich, ausgehend vom zweiten Bereich 104 hin zum ersten Bereich 103. Bei einem Unfall wirkt üblicherweise eine Kraft auf den Stoßfänger-Querträger. Diese Kraft wird über die Vorrichtung 100 weitergeleitet. Dabei verformt sich die Vorrichtung 100 und absorbiert Energie. Durch die Vergrößerung der Querschnittsfläche hin zum ersten Bereich 103 wird eine große Kontaktfläche zwischen Stoßfänger-Querträger und Vorrichtung 100 erreicht, was vorteilhaft bei einem Unfall ist, um die Energie besonders effizient zu absorbieren.
In 2 ist eine Vorrichtung 200 abgebildet, die sich von der in 1 gezeigten Vorrichtung 100 insbesondere dadurch unterscheidet, dass keine Ausnehmungen 102 zwischen den Sicken 101 angeordnet sind. Dadurch wird eine höhere Stabilität der Vorrichtung 200 erreicht und es wird ermöglicht, mehr Energie zu absorbieren. Die Vorrichtung 200 ist im zweiten Endbereich 104 außerdem mit einem Längsträger 200 des Fahrzeugs verbunden.
In 3 ist die Vorrichtung 200 aus 2 perspektivisch dargestellt. Hier ist zu erkennen, dass im Innenraum der Vorrichtung 200 zwei Versteifungselemente 300 angeordnet sind. Diese verlaufen innerhalb der Vorrichtung 200 vom ersten Bereich 103 zum zweiten Bereich 104. Die Versteifungselemente 300 dienen dazu, die Steifigkeit der Vorrichtung 200 zu erhöhen, um mehr Energie bei einem Unfall absorbieren zu können.
Die Versteifungselemente 300 weisen Ausnehmungen 301 als Schwächungselemente auf. Diese verlaufen entlang eines Kreisbogenabschnitts zwischen den Sicken 101. Ähnlich wie die Ausnehmungen 102 dienen sie dazu, eine gewünschte Verformung der Vorrichtung bei einem Unfall zu erreichen.

Claims

Fahrzeug mit einer Vorrichtung (100; 200), die dazu ausgebildet ist, einen Längsträger (201) des Fahrzeugs mit einem Querträger des Fahrzeugs zu verbinden, wobei die Vorrichtung (100; 200) einen ersten Bereich (103) zur Verbindung mit dem Querträger und einen zweiten Bereich (104) zur Verbindung mit dem Längsträger (201) umfasst, wobei die Vorrichtung (100; 200) zwischen dem ersten Bereich (103) und dem zweiten Bereich (104) zumindest einen Deformationsbereich umfasst, in dem zumindest ein erstes Schwächungselement (101; 102) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (100; 200) einen Innenbereich aufweist, in dem zumindest ein Versteifungselement (300) angeordnet ist, wobei das Versteifungselement (300) zumindest ein zweites Schwächungselement (301) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100; 200) im ersten Bereich (103) eine größere Querschnittsfläche aufweist als im zweiten Bereich (104), wobei die Querschnittsfläche der Vorrichtung (100; 200) vom zweiten Bereich (104) hin zum ersten Bereich (103) kontinuierlich zunimmt, und wobei das zweite Schwächungselement (301) vom ersten Bereich zum zweiten Bereich gesehen auf Höhe des ersten Schwächungselements (101; 102) angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schwächungselement eine Sicke (101) und/oder eine Ausnehmung (102) umfasst.
Fahrzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sicke (101) in einer ersten Richtung von einem ersten Ende der Vorrichtung (100; 200) zu einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende der Vorrichtung (100; 200) erstreckt, wobei die erste Richtung senkrecht zu einer zweiten Richtung verläuft, und wobei die zweite Richtung vom ersten Bereich (103) zum zweiten Bereich (104) verläuft.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100; 200) im ersten Bereich (103), im zweiten Bereich (104) und im Deformationsbereich die gleiche Materialdicke aufweist.