-
Die Erfindung betrifft eine Crashstruktur in einem Fahrzeugfrontbereich gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.
-
Crashstrukturen in einem Fahrzeugfrontbereich sind in zahlreichen Variationen bekannt und werden zur Absorbierung bzw. zum Abbau von auftretenden Kräften bei einem Unfall verwendet. Die bekannten Crashstrukturen sind für eine Überdeckung zum Kollisionsgegner im Bereich zwischen ca. 100% und ca. 40% ausgelegt. Bei diesen Überdeckungen können die auftretenden Kräfte und/oder Energien beispielsweise über den Stoßfänger und die Längsträger des beaufschlagten Fahrzeugs durch Deformation dieser Strukturen absorbiert bzw. abgebaut werden. Im Fall eines Aufpralls mit geringer Überdeckung, wie beispielsweise einer Überdeckung der Kollisionsgegner von ca. 25%, ist eine Interaktion der Längsträger nahezu ausgeschlossen. Deshalb können die auftretenden Kräfte und/oder Energien an der Crashstruktur vorbei, in einen Fußraum des Fahrzeugs geleitet werden. Für diese Fälle können die Crashstrukturen energieabsorbierende Bauteile im Bereich eines Radhauses aufweisen, welche auftretende Kräfte und/oder Energien bei dem Aufprall absorbieren können. Alternativ oder zusätzlich können die Crashstrukturen Bauelemente aufweisen, welche ein in dem Radhaus angeordnetes Vorderrad in eine vorgegebene Radstellung überführen.
-
Aus der
DE 10 2012 001 014 A1 ist eine Crashstruktur in einem Fahrzeugfrontbereich mit mehreren Längsträgern bekannt, welche jeweils mehrere Abschnitte aufweisen. Ein erster Längsträgerabschnitt und ein zweiter Längsträgerabschnitt verlaufen im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung, wobei der erste Längsträgerabschnitt zum zweiten Längsträgerabschnitt versetzt und ein dritter Längsträgerabschnitt diagonal zwischen dem ersten Längsträgerabschnitt und dem zweiten Längsträgerabschnitt verläuft.
-
Aus der
US 2012/0248820 A1 ist eine Crashstruktur in einem Fahrzeugfrontbereich bekannt. Die Crashstruktur weist zwei in Fahrtrichtung verlaufende Längsträger auf, zwischen denen ein Antriebsaggregat angeordnet ist. Zudem weisen die Längsträger jeweils eine Querstruktur auf, wobei ein erstes Querstrukturelement von dem korrespondierenden Längsträger abzweigt und vom Längsträger absteht, wobei ein hinteres Ende des ersten Querstrukturelements am Längsträger angeordnet ist. Ein zweites Querstrukturelement der Querstruktur bildet eine Verlängerung eines Querträgers aus und ist mit einem vorderen Ende des ersten Querstrukturelements verbunden. In einer Aufprallsituation mit geringer Überdeckung der Kollisionsgegner stützt sich das hintere Ende des ersten Querstrukturelements auf dem Antriebsaggregat ab und bildet einen Lastpfad in Richtung des Antriebsaggregats aus, wobei wirkende Kräfte von einem Vorderrad und/oder einem Fußraum des Fahrzeugs weggeleitet werden können.
-
Aus der
DE 10 2012 222 390 A1 ist eine an einem Hilfsrahmen eines Fahrzeugfrontendes befestigte Querstruktur bekannt. Die Querstruktur dreht das Fahrzeugfrontende für den Fall, dass das Fahrzeug ein Objekt außerhalb des Hilfsrahmens berührt. Die Querstruktur weist einen Träger auf, welcher an einem außenliegenden Ende von einer Reaktionsstrebe gestützt wird. Die Reaktionsstrebe wird von einer Befestigungsstrebe unterstützt, welche in einer parallelen Orientierung an einem Teil des Unterrahmens gesichert ist.
-
Aus der nachveröffentlichen
DE 10 2013 222 911 A1 ist eine Fahrzeugkarosserie mit einem vorderen Längsträger und einem Stoßfängerquerträger bekannt, welcher mittelbar oder unmittelbar an einem vorderen Ende des Längsträgers angebracht ist. Der Längsträger ist in einem Bereich vor der Vorderachse derart nach außen gebogen, dass ein mittelbarer oder unmittelbarer Anbringungspunkt des Stoßfängerquerträgers an ein dem vorderen Längsträger gegenüber der seitlichen Position des Längsträgers an der Vorderachs nach außen versetzt ist.
-
Aus der
DE 10 2013 003 911 A1 sind ein Kraftfahrzeug mit einer an einem Längsträger fixierten Vorrichtung zur Erhöhung der passiven Sicherheit sowie eine Anordnung eines Auslegers an dem Längsträger bekannt.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Crashstruktur in einem Fahrzeugfrontbereich zu schaffen, welche einen effektiven Insassenschutz bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung der Kollisionsgegner zur Verfügung stellt.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung einer Crashstruktur in einem Fahrzeugfrontbereich mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Um eine Crashstruktur in einem Fahrzeugfrontbereich bereitzustellen, welche einen effektiven Insassenschutz bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung der Kollisionsgegner zur Verfügung stellt, weisen die Längsträger jeweils mehrere Abschnitte auf, wobei ein erster Längsträgerabschnitt und ein zweiter Längsträgerabschnitt im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung verlaufen. Hierbei verläuft der erste Längsträgerabschnitt versetzt zum zweiten Längsträgerabschnitt und ist vor einem in einem Radhaus angeordneten Vorderrad angeordnet. Zudem verläuft ein vor dem Vorderrad angeordneter dritter Längsträgerabschnitt diagonal zwischen dem ersten Längsträgerabschnitt und dem zweiten Längsträgerabschnitt, wobei eine Abkröpfung zwischen dem dritten Längsträgerabschnitt und dem zweiten Längsträgerabschnitt in einer Ausgangsstellung auf Höhe eines zwischen den Längsträgern angeordneten Aggregats angeordnet ist und sich in einer Aufprallsituation mit geringer Überdeckung beim Eindringen eines Kollisionsgegners in Richtung des Aggregats bewegt. Hierbei stützt sich die Abkröpfung zwischen dem dritten Längsträgerabschnitt und dem zweiten Längsträgerabschnitt in der Aufprallsituation mit geringer Überdeckung auf dem Aggregat ab. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Blockbildung zwischen Längsträger und Aggregat zum Abbau der Aufprallkräfte und/oder Aufprallenergien und ein Abgleiten des Fahrzeugs durch eine Auslenkung quer zur Fahrtrichtung vor dem Rad begünstigt werden. Des Weiteren kann das Aggregat in vorteilhafter Weise weitere wirkende Kräfte und/oder Energien absorbieren bzw. abbauen. Zudem können die wirkenden Kräfte und/oder Energien vom Radhaus weggeleitet werden.
-
Unter einem Aufprall mit geringer Überdeckung wird im Folgenden ein Unfall verstanden, bei welchem der Überdeckungsgrad zwischen zwei Unfallgegnern kleiner als 25% ist. Bei einem solchen Lastfall, der auch als Small-Overlap-Lastfall bezeichnet wird, können die auftretenden Kräfte und/oder Energien an der Crashstruktur vorbei, beispielsweise in einen Fußraum des Fahrzeugs geleitet werden. Dies kann durch Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Crashstruktur in vorteilhafter Weise verhindert werden.
-
Das Aggregat kann beispielsweise als Antriebsaggregat ausgeführt werden und einen Motor- und/oder Getriebeblock umfassen.
-
In vorteilhafter Weise sind der erste Längsträgerabschnitt und der dritte Längsträgerabschnitt der Crashstruktur vor dem im Radhaus angeordneten Vorderrad angeordnet und befinden sich im Bereich der äußeren 25% der Fahrzeugbreite. Durch den Versatz können der erste Längsträgerabschnitt und der dritte Längsträgerabschnitt in vorteilhafter Weise bei einem Aufprall mit geringer Überdeckung angesprochen werden und effektiv beim Aufprall wirkende Kräfte und/oder Energien zumindest teilweise absorbieren bzw. abbauen. Dadurch kann beispielsweise ein Eindringen eines Kollisionsgegners und/oder ein Eindringen des Vorderrades in einen Fußraum des Fahrzeugs unterbunden werden. Zudem stören der erste Längsträgerabschnitt und der dritte Längsträgerabschnitt in ihrer Einbaulage in vorteilhafte Weise nicht die Bewegung des jeweiligen Vorderrades. In vorteilhafter Weise kann der Bauraum zwischen einem Stoßfängerquerträger und dem Vorderrad effektiv vom ersten Längsträgerabschnitt und vom dritten Längsträgerabschnitt genutzt werden, wobei in vorteilhafter Weise das Verletzungsrisiko von Fahrzeuginsassen bei dem Aufprall mit geringer Überdeckung vermindert werden kann, ohne beispielsweise zusätzliche Versteifungen im Bereich des Radhaus und/oder des Fußraums einzubringen, welche das Gewicht des Fahrzeugs erhöhen würden. Durch die Bewegung der Abkröpfung zwischen dem dritten Längsträgerabschnitt und dem zweiten Längsträgerabschnitt in Richtung Aggregat können weitere wirkende Kräfte und/oder Energien abgebaut werden und ein Lastpfad in Richtung Aggregat ausgebildet werden, so dass die wirkenden Kräfte und Energien in vorteilhafter Weise vom Radhaus weggeleitet werden können.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann der zweite Längsträgerabschnitt in der Aufprallsituation mit geringer Überdeckung in einem vorgegebenen Knickbereich knicken. Beispielsweise kann das Knicken durch den Versatz erzielt werden. In vorteilhafter Weise kann durch das Knicken des zweiten Längsträgerabschnitts ein Auftreffen der Abkröpfung zwischen dem zweiten und dem dritten Längsträgerabschnitt in einem vorgegebenen Abstützbereich des Aggregats bei der Kollision mit dem Kollisionsgegner erzielt werden.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann der zweite Längsträgerabschnitt im vorgegebenen Knickbereich mindestens eine Sicke und/oder mindestens ein Schott und/oder mindestens einen Wandstärkesprung aufweisen, welche in der Aufprallsituation einen Knickmodus vorgeben. In vorteilhafter Weise kann durch die mindestens eine Sicke und/oder das mindestens eine Schott und/oder den mindestens einen Wandstärkesprung das Knickverhalten des zweiten Längsträgerabschnitts und der Abstützbereich am Aggregat vorgegeben werden, so dass ein Auftreffen der Abkröpfung zwischen dem zweiten Längsträgerabschnitt und dem dritten Längsträgerabschnitt auf das Aggregat und die Blockbildung zwischen Längsträger und Aggregat zum Abbau der Aufprallkräfte und/oder Aufprallenergien erleichtert und/oder verbessert werden können.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann am ersten Längsträgerabschnitt und am dritten Längsträgerabschnitt mindestens eine Querstruktur angeordnet werden, welche in der Ausgangsstellung in Fahrtrichtung vor dem Vorderrad angeordnet ist und in der Aufprallsituation mit geringer Überdeckung einen Kraftpfad in Richtung der Abkröpfung zwischen dem dritten Längsträgerabschnitt und dem zweiten Längsträgerabschnitt ausbildet. Hierbei kann die Querstruktur einen ersten Bereich aufweisen, welcher im Wesentlichen senkrecht zum ersten Längsträgerabschnitt angeordnet ist. In vorteilhafter Weise verbreitert die Querstruktur den ersten Längsträgerabschnitt, wodurch ein Aufprallbereich des Kollisionsgegners vor dem korrespondierenden Radhaus weiter vergrößert werden kann. Zudem können die wirkenden Kräfte und/oder Energien durch die Querstruktur so weitergeleitet werden, dass das Knickverhalten und das Auftreffen der Abkröpfung zwischen dem zweiten Längsträgerabschnitt und dem dritten Längsträgerabschnitt auf dem Aggregat unterstützt wird. Des Weiteren kann die Querträgerstruktur die beim Aufprall wirkenden Kräfte und/oder Energien in vorteilhafter Weise teilweise absorbieren bzw. abbauen. Zudem stört die Querstruktur in ihrer Einbaulage in vorteilhafte Weise nicht die Bewegung des jeweiligen Vorderrades. Durch die Querstruktur kann in vorteilhafter Weise der Bauraum zwischen dem Stoßfängerquerträger und dem Vorderrad effektiv genutzt werden, um den Insassenschutz in vorteilhafter Weise zu verbessern und das Verletzungsrisiko von Fahrzeuginsassen beim Aufprall mit geringer Überdeckung zu vermindern.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann die Querstruktur einen zweiten Bereich aufweisen, welcher den ersten Bereich am Längsträger abstützt. Dadurch kann die Querstruktur in vorteilhafter Weise beim Kontakt mit dem Kollisionsgegner mit dem Längsträger einen Block bilden, welcher in Richtung des Aggregats zielt und zudem das Knickverhalten des zweiten Längsträgerabschnitts verbessert.
-
In weiter vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann die Querstruktur in der Aufprallsituation mit geringer Überdeckung auf das Vorderrad auftreffen und das Vorderrad in eine vorgegebene Radstellung überführen. In vorteilhafter Weise kann das Vorderrad in der vorgegebenen Radstellung nicht über das Radhaus in den Fußraum eindringen. Zudem kann ein Abgleiten des Fahrzeugs vom Kollisionsgegner durch die vorgegebene Radstellung begünstigt werden. Des Weiteren kann das Vorderrad in der vorgegebenen Radstellung in vorteilhafter Weise eine Barriere zwischen dem Fußraum und dem Kollisionsgegner ausbilden, wobei das Vorderrad in vorteilhafter Weise weitere Energien und/Kräfte absorbieren bzw. abbauen kann. Dadurch kann das Vorderrad in der vorgegebenen Radstellung in vorteilhafter Weise das Eindringen des Kollisionsgegners und/oder des eindringenden Objekts in den Fußraum und/oder in eine Fahrgastzelle im Wesentlichen unterbinden.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Crashstruktur kann der Längsträger einteilig ausgeführt werden. Beispielsweise ist ein einteiliger gekröpfter Längsträger vorstellbar.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
-
Dabei zeigen
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Crashstruktur im Fahrzeugfrontbereich vor dem Eindringen eines Kollisionsgegners, und
- 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Crashstruktur im Fahrzeugfrontbereich aus 1 während des Eindringens des Kollisionsgegners.
-
1 und 2 zeigen jeweils einen seitlichen Abschnitt eines Fahrzeugfrontbereichs 1, wobei beispielhaft die Fahrerseite des Fahrzeugs dargestellt ist.
-
Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, weist ein Fahrzeug im Fahrzeugfrontbereich 1 eine Crashstruktur 10 mit mindestens zwei in Fahrtrichtung x verlaufenden Längsträgern 20 auf, von welchen einer dargestellt ist. Die Längsträger 20 weisen mehrere Abschnitte auf und sind im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Stoßfängerquerträger 12 verbunden, welcher im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung y verläuft. Benachbart zu den Längsträgern 20 ist jeweils ein Radhaus 4 angeordnet. In dem jeweiligen Radhaus 4 ist jeweils ein Vorderrad 4.1 angeordnet. Ein Motorraum mit mindestens einem Aggregat 2 ist zwischen den beiden Längsträgern 20 angeordnet.
-
Erfindungsgemäß verlaufen ein erster Längsträgerabschnitt 21 und ein zweiter Längsträgerabschnitt 22 im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung x, wobei der erste Längsträgerabschnitt 21 zum zweiten Längsträgerabschnitt 22 versetzt verläuft und vor dem im Radhaus 4 angeordneten Vorderrad 4.1 angeordnet ist. Ein vor dem Vorderrad 4.1 angeordneter dritter Längsträgerabschnitt 23 verläuft diagonal zwischen dem ersten Längsträgerabschnitt 21 und dem zweiten Längsträgerabschnitt 22, wobei eine Abkröpfung 23.2 zwischen dem dritten Längsträgerabschnitt 23 und dem zweiten Längsträgerabschnitt 22 in der in 1 dargestellten Ausgangsstellung auf Höhe des zwischen den Längsträgern 12 angeordneten Aggregats 2 angeordnet ist. Die Abkröpfung 23.2 zwischen dem dritten Längsträgerabschnitt 23 und dem zweiten Längsträgerabschnitt 22 bewegt sich in einer Aufprallsituation mit geringer Überdeckung beim Eindringen des Kollisionsgegners 6 aufgrund des ausgebildeten Lastpfades 8 in Richtung des Aggregats 2.
-
Der Kollisionsgegner 6 kann ein anderes Fahrzeug oder ein beliebiges Objekt sein, auf welches das Fahrzeug aufprallt.
-
Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, verläuft der zweite Längsträgerabschnitt 22 zwischen dem Aggregat 2 und dem Vorderrad 4.1. Zudem verläuft der zweite Längsträgerabschnitt 22 parallel zum Vorderrad 4.1 im nicht eingeschlagenen Zustand. Des Weiteren ist der dargestellte Längsträger 20 einteilig ausgeführt. Der Versatz zwischen dem ersten Längsträgerabschnitt 21 und dem zweiten Längsträgerabschnitt 22 kann durch Kröpfen des Längsträgers 20 erzielt werden.
-
Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, stützt sich die Abkröpfung 23.2 in der Aufprallsituation mit geringer Überdeckung auf dem Aggregat 2 ab. Zudem knickt der zweite Längsträgerabschnitt 22 in der Aufprallsituation mit geringer Überdeckung in einem vorgegebenen Knickbereich 22.1. Durch das Knicken des zweiten Längsträgerabschnitts 22 kann sich die Abkröpfung 23.2 zwischen dem dritten Längsträgerabschnitt 23 und dem zweiten Längsträgerabschnitt 22 an einem vorgegebenen Abstützbereich 2.1 des Aggregats abstützen. Der zweite Längsträgerabschnitt 22 weist mindestens eine Sicke oder mindestens ein Schott oder mindestens einen Wandstärkesprung oder eine Kombination der genannten Komponenten auf, welche in der Aufprallsituation einen Knickmodus vorgeben. Dadurch kann das Knickverhalten des zweiten Längsträgerabschnitts 22 in vorteilhafter Weise weiter optimiert werden.
-
Der dargestellte Längsträger 20 kann dadurch, dass der erste Längsträgerabschnitt 21 und der dritte Längsträgerabschnitt 23 in den äußeren Bereich der Fahrzeugbreite hinein ragen, in einer Aufprallsituation mit geringer Überdeckung zur Energieabsorption beitragen. Zudem wird durch das Knicken des zweiten Längsträgerabschnitts 22 und durch das Aufstützen der Abkröpfung 23.2 zwischen dem dritten Längsträgerabschnitt 23 und dem zweiten Längsträgerabschnitt 22 ein Lastpfads 8 in Richtung des Aggregats 2 ausgebildet. Dadurch werden wirkende Kräfte und/oder Energien von einem Fußraum des Fahrzeugs weggeleitet und ein Eindringen des Vorderrads 4.1 in den Fußraum unterbunden. Zudem kann das Aggregat wirkende Kräfte und/oder Energien abbauen.
-
Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel am ersten Längsträgerabschnitt 21 und am dritten Längsträgerabschnitt 23 zusätzlich mindestens eine Querstruktur 14 angeordnet, welche in der Ausgangsstellung in Fahrtrichtung x vor dem Vorderrad 4.1 angeordnet ist. In der Aufprallsituation mit geringer Überdeckung bildet die Querstruktur 14 einen Kraftpfad 8 in Richtung Abkröpfung 23.2 zwischen dem dritten Längsträgerabschnitt 23 und dem zweiten Längsträgerabschnitt 22 aus. Dadurch unterstützt die Querstruktur 14 das Knickverhalten des Längsträgers 20 und das Abstützen auf dem Aggregat 2.
-
Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, weist die Querstruktur 14 einen ersten Bereich 14.1 auf, welcher im Wesentlichen senkrecht zum ersten Längsträgerabschnitt 21 angeordnet ist und diesen verbreitert. Durch diese Verbreiterung wird die Auftrefffläche des Kollisionsgegners vergrößert. Zudem überdeckt der erste Bereich 14.1 das korrespondierende Radhaus 4 zumindest teilweise, wobei beim Aufprall wirkende Kräfte und/oder Energien vom ersten Bereich 14.1 teilweise absorbiert werden können. Dadurch kann beispielsweise ein Eindringen eines Kollisionsgegners 6 in einen Fußraum des Fahrzeugs unterbunden werden. Die Querstruktur 14 weist zudem einen zweiten Bereich 14.2 auf, welcher als Stützbereich wirkt und den ersten Bereich 14.1 am Längsträger 20 abstützt.
-
Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, trifft die Querstruktur 14 in der Aufprallsituation mit geringer Überdeckung auf das Vorderrad 4.1 auf und überführt das Vorderrad 4.1 in eine vorgegebene Radstellung. Hierbei bildet das Vorderrad 4.1 in der vorgegebenen Radstellung in eine Barriere zwischen dem Fußraum und dem Kollisionsgegner 6 bzw. einem eindringenden Objekt aus, wobei das Vorderrad 4.1 weitere Energien und/Kräfte absorbieren und/oder abbauen kann.
-
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, stören der erste Längsträgerbereich 21 der dritte Längsträgerbereich 23 und die Querträgerstruktur 14 in ihrer Einbaulage nicht die Bewegung des jeweiligen Vorderrades 4.1
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeugfrontbereich
- 2
- Aggregat
- 2.1
- Abstützbereich
- 4
- Radhaus
- 4.1
- Vorderrad
- 6
- Kollisionsgegners
- 8
- Lastpfad
- 10
- Crashstruktur
- 12
- Stoßfänger
- 14
- Querstruktur
- 14.1
- erster Bereich (Verbreiterung)
- 14.2
- zweiter Bereich (Stützbereich)
- 20
- Längsträger
- 21
- erster Längsträgerabschnitt
- 22
- zweiter Längsträgerabschnitt
- 22.1
- Knickbereich
- 22.2
- Sicke
- 23
- dritter Längsträgerabschnitt
- 23.2
- Abkröpfung
- X
- Fahrtrichtung
- Y
- Fahrzeugquerrichtung
