DE102015112509B4

DE102015112509B4 - Abstützeinrichtung für ein Fahrzeugrad eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015112509B4
Application number: DE102015112509.9A
Authority: DE
Inventors: Herbert Klamser; Frank Burbulla; Xuan Li
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2022-12-29
Anticipated expiration: 2035-07-31
Also published as: DE102015112509A1

Abstract

Abstützeinrichtung (9) für ein Fahrzeugrad (1) eines Kraftfahrzeugs bei einem Frontalaufprall, die zwischen einer Bremsscheibe (7) und einem Schwenklager (3) eines Radträgers oder Achsschenkels angeordnet ist und bei einem Fahrzeugaufprall das Fahrzeugrad (1) ablenkend führt,wobei die Abstützeinrichtung (9) ein mit dem Schwenklager (3) verbundenes verstärktes Abschirmblech (11) umfasst, das eine frei vorragende Ablenkstütze (12) aufweist, welche sich in Fahrtrichtung (FR) und nach innen erstreckt und unmittelbar einer Innenfläche (14) des Fahrzeugrades (1) oder einem anderen Fahrzeugbauteil oder einem Hindernis zur aktiven Positionierung einer Raddrehung beim Frontalaufprall zugerichtet ist, wobei die Abstützeinrichtung (9) derart ausgeführt ist, dass dieselbe in einem Crashfall unter Krafteinwirkung einer induzierten Raddrehung über einen Deformationsvorgang der Abstützeinrichtung (9) entgegenwirkt,wobei das Abschirmblech (11) innenseitig des Schwenklagers (3) angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet, dassdas Abschirmblech (11) schalenförmig ausgeführt ist und mit einem oberen und unteren Abschnitt (15, 16) sowie über einen mittigen Steg (17) mit dem Schwenklager (3) verschraubt ist, wobei das Abschirmblech (11) mit dem oberen und unteren Abschnitt (15, 16) das Schwenklager (3) gabelartig derart umgreift, dass die am mittigen Steg (17) angeformte Ablenkstütze (12) beabstandet zum Schwenklager (3) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abstützeinrichtung für ein Fahrzeugrad eines Kraftfahrzeugs bei einem Frontalaufprall, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2013 214 719 A1 ist eine Abstützeinrichtung am Radträger eines Kraftfahrzeugs für ein Fahrzeugrad mit einem Dorn bekannt geworden, der bei einer unfallbedingten Krafteinwirkung auf das Fahrzeug im Falle eines „Small Overlap Crash“ das am Radträger angebrachte Rad in eine vordefinierte Ablenkrichtung schwenkt, wozu der Dorn mit einer Ablenkfläche in Eingriff steht.
DE 10 2013 012 273 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Erhöhung der Fahrzeugsicherheit eines Radfahrzeugs, die mit einem Fahrwerk des Radfahrzeugs verbunden ist, um bei einem Aufprall des Radfahrzeugs auf ein Hindernis einem Eindrehen eines Rads entgegenzuwirken. Die Vorrichtung ist an einem Radträger des Radfahrzeugs angeordnet. Die Vorrichtung weist die Form einer bügelartigen Strebe auf, welche an einer Innenseite des Rads in einem in Fahrtrichtung des Radfahrzeugs liegenden Bereich eine Symmetrieachse des Rads kreisbogenförmig umläuft. Als mechanische Verstärkung weist die Vorrichtung eine wulstartig verdickte Prallfläche auf.
JP 2005- 178 543 A offenbart eine Abstützeinrichtung für ein Vorderrad eines Fahrzeugs, um bei einem Unfall einer Deformation des Rads entgegenzuwirken. JP 2005- 178 543 A offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abstützeinrichtung für ein Fahrzeugrad eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die ein definiertes Eindrehen des Fahrzeugrades bei einem partiellen Fahrzeugaufprall, bzw. bei einem „Small Overlap Crash“, gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abstützeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass das Fahrzeugrad über die Abstützeinrichtung bei einem partiellen Frontalcrash, einem sog. „Small Overlap Crash“ sicher in eine definierte Richtung und Position abgelenkt wird. Dies wird nach der Erfindung in vorteilhafter Weise erreicht, indem die Abstützeinrichtung ein bzw. eine mit dem Radträger/Schwenklager oder Bremssattel verbundenes Bauteil oder Komponente aufweist, in dem eine Ablenkstütze integriert ist, wie beispielsweise ein verstärktes Abschirmblech, das eine Ablenkstütze umfasst, welche sich in Fahrtrichtung nach innen erstreckt und unmittelbar einer Innenfläche des Fahrzeugrades oder einem anderen Fahrzeugbauteil oder Hindernis zur aktiven Positionierung einer Raddrehung beim Frontalaufprall zugerichtet ist, wobei die Abstützeinrichtung derart ausgeführt ist, dass die Höhe der induzierten Raddrehung über den Deformationsvorgang der Abstützeinrichtung steuerbar ist. Durch die Ablenkstütze am verstärkten Abschirmblech wird das Fahrzeugrad bei dem partiellen Frontalcrash vor einem zu starken Eindrehen geschützt und somit ein zu starkes Eindrehen am Schweller vermindert. Es wird erreicht, dass eine vorhersehbare Verformung am Fahrzeug erfolgen kann.
Das Abschirmblech für die Bremsscheibe wird üblicherweise in abgespeckter Ausführung im Fahrzeug zwischen der Bremsscheibe und dem Radträger/Schwenklager verwendet. Zur Verwendung als sogenanntes Stützelement für das Fahrzeugrad ist dies festigkeitsmäßig so verstärkt, dass es bei dem partiellen Frontalcrash das Fahrzeugrad entsprechend abstützt.
Nach Anspruch 1 ist vorgesehen, dass das Abschirmblech schalenförmig ausgeführt ist und am Schwenklagers oder Bremssattel angeordnet und mit einem oberen und unteren Abschnitt sowie über einen etwa mittigen Steg mit dem Schwenklager verschraubt ist. Das Abschirmblech ist mit einem oberen und unteren Endabschnitt gabelartig das Schwenklager umgreifend ausgeführt, wobei die am mittigen Steg angeformte Ablenkstütze beabstandet zum Schwenklager angeordnet ist. Durch diese Anordnung des Abschirmbleches am Schwenklager ist eine ortsfeste, stabile Anbindung gewährleistet, die bei einem Crashfall die Ablenkstütze in einer Position hält, bei der das Fahrzeugrad gezielt eindrehbar ist. Die Ablenkstütze kann auf dem Abschirmblech als zusätzliches Bauteil, z.B. als Rahmen ausgebildet sein.
Das Abschirmblech mit der Ablenkstütze kann sich in Fahrtrichtung schräg zur Radlängsmittenachse unter einem Winkel in einer Ebene zum Fahrzeuginneren hin erstrecken. Ferner kann die Ablenkstütze des Abschirmblechs innerhalb des Fahrzeugrades einem inneren Abschnitt einer Radinnenseite zugerichtet und an der Felgeninnenfläche im Crashfall abgleitend angeordnet, wobei die Ablenkstütze derart der Felgeninnenfläche zugerichtet ist, dass unter Krafteinwirkung auf das Fahrzeug eine kontrollierte Raddrehung erzielbar ist.
Durch die schräg angeordnete und dem inneren Felgenhorn zugerichtete Ablenkstütze, wird bei einem partiellen Frontalcrash erreicht, dass das verstärkte Abschirmblech bei einem vorgegebenen Kraftniveau nach innen an der Radfelge abgeleitet und somit aus der Wirkrichtung gestellt wird und dabei die Raddrehung in einer frühen Aufprallphase positiv beeinflusst werden kann. Die Drehung des Fahrzeugrades darf dabei nur so hoch sein, dass das Fahrzeugrad im Kraftfluss der Barriere (Hindernis) und dem Schweller des Fahrzeugs so lange verbleibt, bis der Energieeintrag maximal ist und die Fahrzeugstruktur nicht überbelastet wird. Bevor dies eintritt, muss das Fahrzeugrad in der weiteren Phase des Aufpralls aus dem Kraftfluss gedrängt werden und dabei weiteren Deformationsraum freigeben.
Weiterhin ist ein Abschirmblech der Abstützeinrichtung als Bauteil eines Gießverfahrens mit Verstärkungsrippen denkbar. Der Radträger/Schwenklager/Achsschenkel oder die radseitige Bremsanlage kann so ausgeformt sein, dass sich die Abstützeinrichtung vorteilhaft abstützt. Eine Verbindung zwischen dem Radträger und dem Abschirmblech/Ablenkstütze kann entsprechend umgesetzt sein.
Ferner kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass das Schwenklager und die Abstützeinrichtung derart ausgeformt sind, dass sich beide Bauelemente gegenseitig abstützen können.
Das Abstützelement der Abstützeinrichtung kann am Bremssattel verschraubt sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeugrad mit am Schwenklager gehaltener Abstützeinrichtung an einem Abschirmblech,
2 eine Seitenansicht auf das Fahrzeugrad gemäß 1,
3 eine schaubildliche Darstellung des Schwenklagers mit befestigter Abstützeinrichtung und
4 eine Draufsicht des Fahrzeugrades mit einer vorderen Barriere (Hindernis) und Abstützeinrichtung zum Fahrzeugrad in einer Vor- Crashstellung.

Eine Vorderachse eines Kraftfahrzeugs umfasst im Wesentlichen ein Fahrzeugrad 1, in welchem im Felgeninnenraum 2 eine Radaufhängung, bestehend aus einem Schwenklager 3 (Radträger oder Achsschenkel), in dem eine Spurstange 4 und Lenker 5 und 6, einzeln oder als steifer Verbund, angelenkt sind. Innerhalb des Felgeninnenraumes 2 sind zudem eine Bremsscheibe 7 sowie ein Bremssattel 8 angeordnet. Der Bremssattel 8 ist in diesem Fall hinter der Antriebswelle A vorgesehen, kann aber ebenso vor der Antriebswelle A angeordnet sein, in Bezug auf die Fahrtrichtung FR gesehen.
Mit dem Schwenklager 3 ist eine Abstützeinrichtung 9 verbunden, die unter Krafteinwirkung z. B. durch eine Barriere 10 (Hindernis) bei einem partiellen Crashfall, bzw. bei einem „Small Overlap Crash“ auf das Fahrzeugrad 1 einwirkt, indem ein Eindrehen des Fahrzeugrades 1 entgegengewirkt wird. Das Abstützelement der Abstützeinrichtung 9 kann auch am Bremssattel 8 verschraubt sein.
Durch die Abstützeinrichtung 9 wird darüber hinaus die Last auf das Schwenklager 3, die Spurstange 4 und die Lenker 5, 6 frühzeitig deutlich erhöht, sodass die Belastungsgrenze der Bauteile an einem Ort überschritten werden kann und die Achskinematik dadurch gelöst wird und sich in einer Aufprallphase das Vorderrad aus der Kraftübertragungszone, Barriere/Rad/Schweller, abgelenkt wird, bevor eine Überlast in die Karosseriestruktur eingeleitet wird und durch die Ablenkung zusätzlicher Deformationsraum freigegeben wird.
Die Abstützeinrichtung 9 umfasst ein mit dem Schwenklager 3 verbundenes Abschirmblech 11 das festigkeitsmäßig verstärkt ausgeführt ist. Es weist eine dem Felgeninnenraum 2 des Fahrzeugrades 1 zugerichtete Ablenkstütze 12 auf, welche sich in Fahrtrichtung FR erstreckt und unmittelbar mit geringem Abstand einer Innenfläche 14 bzw. einem Felgenhorn 18 des Fahrzeugrades 1 zugerichtet ist.
Das Abschirmblech 11 ist vorzugsweise schalenförmig ausgeführt und innenseitig des Schwenklagers 3 angeordnet und mit einem oberen und unteren Abschnitt 15, 16, sowie über einen etwa mittigen Steg 17 mit dem Schwenklager 3 verschraubt oder in entsprechender Weise verbunden (3).
Die Abstützeinrichtung 9 kann auch aus einer Struktur oder einem Gussbauteil mit einer Rippenstruktur oder als Rahmen oder Bügel bestehen, die oder der am Schwenklager 3 oder Abschirmblech 11 und/oder fest am Teil einer radseitigen Bremsanlage fixiert wird und sich gegebenenfalls an diesen Bauteilen abstützen kann.
Das Abschirmblech 11 umgreift mit dem oberen und unteren Abschnitt 15, 16 das Schwenklager 3 gabelartig und bildet mit dem befestigten mittigen Steg 17 die angeformte Ablenkstütze 12, die beabstandet zum Schwenklager 3 angeordnet ist. Das Abschirmblech 11 erstreckt sich in Fahrtrichtung FR unter einem Winkel α schräg zur Radlängsmittenachse L in einer Ebene x-x vorzugsweise zum Fahrzeuginneren hin (1).
Die Ablenkstütze 12 ist innerhalb des Felgeninnenraumes 2 des Fahrzeugrades einem inneren Abschnitt des Felgenhorns 18 zugerichtet (1) und an der Innenfläche 14 der Felge bei einem Crashfall abgleitend angeordnet. Die Ablenkstütze 12 ist dem Felgenhorn 18 derart zugerichtet angeordnet, dass unter Krafteinwirkung auf das Fahrzeug einer Raddrehung entgegenwirkbar ist.
Bei einem sogenannte „Small Overlap Crash“ gegen die Barriere 10 (Hindernis) wird das Abschirmblech 11 der Abstützeinrichtung 9 verformt und das Fahrzeugrad 1 weist eine geringe Raddrehung unter dem Winkel α nach außen hin auf. Bei einer weiteren Verformung ist die Raddrehung etwas größer. Das Abschirmblech 11 mit der Ablenkstütze 12 wirkt im Crashfall einer Deformation des Rades 1 entgegen, wenn es an der Barriere 10 anliegt. Somit kann bei einem vorgegebenen Kraftniveau das Abschirmblech 11 nach innen an dem Rad abgleiten und dabei die Raddrehung in einer frühen Aufprallphase positiv beeinflusst werden.

Claims

Abstützeinrichtung (9) für ein Fahrzeugrad (1) eines Kraftfahrzeugs bei einem Frontalaufprall, die zwischen einer Bremsscheibe (7) und einem Schwenklager (3) eines Radträgers oder Achsschenkels angeordnet ist und bei einem Fahrzeugaufprall das Fahrzeugrad (1) ablenkend führt, wobei die Abstützeinrichtung (9) ein mit dem Schwenklager (3) verbundenes verstärktes Abschirmblech (11) umfasst, das eine frei vorragende Ablenkstütze (12) aufweist, welche sich in Fahrtrichtung (FR) und nach innen erstreckt und unmittelbar einer Innenfläche (14) des Fahrzeugrades (1) oder einem anderen Fahrzeugbauteil oder einem Hindernis zur aktiven Positionierung einer Raddrehung beim Frontalaufprall zugerichtet ist, wobei die Abstützeinrichtung (9) derart ausgeführt ist, dass dieselbe in einem Crashfall unter Krafteinwirkung einer induzierten Raddrehung über einen Deformationsvorgang der Abstützeinrichtung (9) entgegenwirkt, wobei das Abschirmblech (11) innenseitig des Schwenklagers (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmblech (11) schalenförmig ausgeführt ist und mit einem oberen und unteren Abschnitt (15, 16) sowie über einen mittigen Steg (17) mit dem Schwenklager (3) verschraubt ist, wobei das Abschirmblech (11) mit dem oberen und unteren Abschnitt (15, 16) das Schwenklager (3) gabelartig derart umgreift, dass die am mittigen Steg (17) angeformte Ablenkstütze (12) beabstandet zum Schwenklager (3) angeordnet ist.
Abstützeinrichtung (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmblech (11) mit der Ablenkstütze (12) sich in Fahrtrichtung (FR) schräg zur Radlängsmittenachse (L) unter einem Winkel (α) in einer Ebene (x-x) zum Fahrzeuginneren hin erstreckt.
Abstützeinrichtung (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkstütze (12) des Abschirmbleches (11) innerhalb des Fahrzeugrades (1) einem inneren Abschnitt eines Felgenhorns (18) zugerichtet und an der Radinnenfläche (14) abgleitend angeordnet ist.
Abstützeinrichtung (9) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkstütze (12) derart dem Felgenhorn (18) oder dem Hindernis (10) zugerichtet ist, dass unter Krafteinwirkung auf das Fahrzeug einer Raddrehung entgegenwirkbar ist.
Abstützeinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager (3) und die Abstützeinrichtung (9) derart ausgeformt sind, dass beide Bauelemente (3, 9) gegeneinander abstützbar sind.
Abstützeinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement der Abstützeinrichtung (9) am Bremssattel (8) verschraubt ist.
Abstützeinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützeinrichtung (9) aus einer Struktur oder einem Gussbauteil mit einer Rippenstruktur oder als Rahmen oder Bügel besteht, die oder der am Schwenklager (3) oder Abschirmblech (11) und/oder fest am Teil einer radseitigen Bremsanlage fixiert ist und sich an diesen Bauteilen abstützt.