DE102015203754A1

DE102015203754A1 - Kinematische verbesserungsvorrichtung für radanordnungen

Info

Publication number: DE102015203754A1
Application number: DE102015203754.1A
Authority: DE
Inventors: James Chih Cheng; Yijung Chen; Derek Board; Xiaowei Li; Ping Chen; Mohammed Omar Faruque
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2015-03-03
Publication date: 2015-09-10
Also published as: US9403556B2; US20150251615A1; CN104890730A; RU2015107283A3; CN104890730B; MX2015002726A; RU2015107283A; MX357458B

Abstract

Ein Kraftfahrzeug enthält einen Keil, der durch Scherverbindungen an einem Konstruktionselement fixiert ist. Bei Anwendung einer nach hinten wirkenden Kraft wird der Keil abgeschert und zwischen das Konstruktionselement und eine Radanordnung bewegt, wo er rotierend einen Fahrzeugreifen verschiebt. Durch die nach hinten wirkende Kraft wird auch die Karosserie des Fahrzeugs seitlich verschoben. Der Keil ist durch eine Halteverbindung mit dem Konstruktionselement verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kinematische Verbesserungsvorrichtung für Automobilradanordnungen.
Bei einem Aufprallereignis kann es aufgrund der dabei wirkenden Kräfte zu einer Verschiebung von Automobilkomponenten kommen. Ein Kraftfahrzeug kann einen Konstruktionsrahmen und eine Karosserie enthalten, die bei einem Aufprallereignis Energie absorbieren können. Eine Radanordnung, die außerhalb eines Rahmenträgers montiert ist, kann während des Aufprallereignisses verschoben werden und die Verschiebung kann in einer Ausrichtung erfolgen, die weniger wünschenswert als Verschiebungen in andere Ausrichtungen oder Richtungen ist.
Eine Ausführungsform betrachtet ein Kraftfahrzeug. Das Fahrzeug enthält eine Karosserie mit einem Konstruktionselement. Vor einer Fahrzeugradanordnung ist an diesem Element durch eine Scherverbindung ein Keil fixiert. Der Keil ist so ausgelegt, dass er bei einem Ausgesetztsein gegenüber einer nach hinten wirkenden Kraft vom Element abgeschert wird und zwischen die Karosserie und die Radanordnung bewegt wird, um die Radanordnung von der Karosserie wegzuschieben.
Eine weitere Ausführungsform betrachtet ein Verfahren zum Ablenken einer Fahrzeugkollision. Eine nach hinten wirkende Kraft schert einen Keil von einem Konstruktionselement der Karosserie eines Kraftfahrzeugs ab. Der Keil wird nach hinten bewegt, um eine Radanordnung von der Karosserie wegzuschieben.
Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass die Radanordnung nach außerhalb der Karosserie verschoben wird, was bei einem Aufprallereignis wünschenswert sein kann.
1 ist eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs.
2 ist eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs.
3 ist eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs.
4 ist eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs.
1 enthält eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 8 mit einer Karosserie 10 und einem kinematischen Keil 12. Dargestellt ist eine rechte vordere Ecke des Fahrzeugs 8. Ein Fachmann weiß, dass der für die rechte vordere Ecke dargestellte kinematische Keil 12 auch an einer linken vorderen Ecke des Fahrzeugs 8 oder anderswo im Fahrzeug 8 enthalten sein könnte.
Der kinematische Keil 12 hat einen kurzen Abschnitt 14, einen ersten Abschnitt 16 und einen zweiten Abschnitt 18. Der erste Abschnitt 16 umfasst eine erste Oberfläche 20, und der zweite Abschnitt 18 umfasst eine zweite Oberfläche 22. Der zweite Abschnitt 18 umfasst ein Abschlussteil 24. Das Abschlussteil 24 ist eine Platte, die sich zwischen dem zweiten Abschnitt 18 und einem Konstruktionselement 26 befindet und Kräfte, die auf den Keil 12 wirken, auf das Konstruktionselement 26 verteilt. Der Keil 12 wird aus einem geeigneten Material wie Qualitätsstahl und entsprechend den für die Herstellung eines Konstruktionsrahmens für ein Kraftfahrzeug geltenden Standards hergestellt.
Der kurze Abschnitt 14 und das Abschlussteil 24 sind durch eine erste und eine zweite Scherverbindung 28 bzw. 30 am Konstruktionselement 26 fixiert. Bei der ersten Scherverbindung 28 und der zweiten Scherverbindung 30 kann es sich um jede geeignete Fixierung handeln, von der ein Fachmann weiß, dass sie eine Scherverbindung herstellt. Beispielsweise kann es sich bei der ersten Scherverbindung 28 und der zweiten Scherverbindung 30 um Schweiß- oder Schraubverbindungen handeln. Alternativ kann der Keil 12 auch nur durch die Scherverbindung 28 am Konstruktionselement 26 fixiert sein, wobei der zweite Abschnitt 18 auskragt, oder der Keil 12 kann nur durch die Scherverbindung 30 am Konstruktionselement 26 fixiert sein, wobei der kurze Abschnitt 14 und der erste Abschnitt 16 auskragen. Darüber hinaus ist der Keil 12 durch eine Halteverbindung 32 am Konstruktionselement 26 (oder an einer anderen Fahrzeugkonstruktion) fixiert. Die Halteverbindung 32 ist ein flexibles Seil, das die Bewegung von Keil 12 einschränkt, wenn die erste Verbindung 28 und die zweite Verbindung 30 abgeschert werden.
Das Konstruktionselement 26 kann Teil des Konstruktionsrahmens für das Fahrzeug 8 sein. Beispielsweise kann es sich beim Konstruktionselement 26 um einen längs verlaufenden Längsträger handeln. An einem vorderen Ende des Längsträgers kann ein seitlich verlaufender Stoßfängerträger 34 montiert sein. Alternativ zur ersten Verbindung 28 kann der Keil 12 dann durch eine Scherverbindung am Stoßfängerträger 34 fixiert sein. Der Stoßfängerträger 34 kann mit einem Stoßfängerüberhang 35 versehen sein, der außerhalb des Konstruktionselements 26 seitlich verläuft. Hinsichtlich des Absorbierens von Stoßlasten kann der Stoßfängerüberhang 35 als Nicht-Konstruktionselement betrachtet werden.
Auch eine Radanordnung 36 ist im Fahrzeug 8 enthalten. Wie dargestellt, handelt es sich bei der Radanordnung 36 um ein rechtes Vorderrad. Ein Fachmann weiß, dass die Radanordnung 36 auch für eine andere Position am Fahrzeug 8 als das rechte Vorderrad vorgesehen sein kann. Wie dargestellt, ist die Radanordnung 36 für ein Fahrzeug mit Heckantrieb vorgesehen. Ein Fachmann weiß, dass die Radanordnung 36 auch für andere Antriebsstränge vorgesehen sein kann, beispielsweise Fahrzeuge mit Front- oder Allradantrieb. Bei der Radanordnung 36 kann es sich um eine einem Fachmann bekannte, typische Radanordnung für ein Kraftfahrzeug handeln, die einen Reifen 38, ein Bein 40 sowie eine zusätzliche Aufhängungs- und Lenkanordnung 42 enthalten kann. Die zusätzliche Aufhängungs- und Lenkanordnung 42 kann die üblichen Befestigungspunkte aufweisen, die einem Fachmann für die typische Radanordnung bekannt sind. Beispielsweise kann die zusätzliche Aufhängungs- und Lenkanordnung 42 Lenkgestänge, Querlenker, Achsschenkel usw. enthalten.
Zwischen der ersten Oberfläche 20 und dem Element 26 wird ein erster stumpfer Winkel 44 gebildet. Eine seitliche Spanne 46 verläuft vom Element 26 bis über eine innen liegende Fläche 48 des Reifens 38 hinaus. Zwischen der zweiten Oberfläche 22 und dem Element 26 wird ein zweiter stumpfer Winkel 50 gebildet.
Nachfolgend wird 2 unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 2 enthält eine schematische Darstellung, in der der Keil 12 von 1 abgeschert und aufgrund eines Aufprallereignisses nach hinten zwischen das Konstruktionselement 26 und den Reifen 38 bewegt wurde.
Außerhalb des Elements 26 wurde von einem Objekt auf das Fahrzeug 8 eine nach hinten wirkende Kraft 144 ausgeübt. Die nach hinten wirkende Kraft hat den Stoßfängerüberhang 35 deformiert oder vom Stoßfängerträger 34 abgeschert (die frühere Position des Stoßfängerüberhangs 35 ist durch gestrichelte Linien dargestellt). Darüber hinaus hat die nach hinten wirkende Kraft 144 den Keil 12 von einer Vor-Aufprall-Position 12’ (mit gestrichelten Linien dargestellt) zwischen das Konstruktionselement 26 und das Rad sowie den Reifen 38 bewegt. Das Objekt, welches die nach hinten wirkende Kraft 144 verursachte, hat die erste Verbindung 28 und die zweite Verbindung 30 abgeschert, sodass der Keil 12 entlang des Konstruktionselements 26 nach hinten getrieben werden konnte. Der Keil 12 bleibt jedoch durch die Halteverbindung 32, welche nach dem Abscheren des Keils 12 dessen völlige Abtrennung vom Fahrzeug 8 verhindert, mit dem Element 26 verbunden.
Der Keil 12, der sich von der Position 12’ in die dargestellte Position zwischen dem Konstruktionselement 26 und dem Reifen 38 bewegt hat, verschiebt den Reifen 38, indem er den Reifen 38 in einer Drehrichtung 146 nach oben und von der Karosserie 10 weg dreht. Der Reifen 38 dreht sich um einen Verbindungspunkt 41 zwischen dem Bein 40 und der Karosserie 10. Durch die Drehung des Reifens 38 können Teile der zusätzlichen Aufhängung 42 abgetrennt werden.
Die nach hinten wirkende Kraft 144 kann auch die Karosserie 10 in einer seitlichen Richtung 148 verschieben. Wenn sich beispielsweise die Karosserie 10 während des Einwirkens der nach hinten wirkenden Kraft 144 in eine Vorwärtsrichtung 150 bewegt, wird nicht nur der Keil 12 nach hinten bewegt, sodass er den Reifen 38 in der Drehrichtung 146 verschiebt, sondern die nach hinten wirkende Kraft 144 kann auch die Karosserie 10 in einer seitlichen Richtung 148 verschieben.
Die seitliche Richtung 148 verläuft allgemein senkrecht zur Vorwärtsrichtung 150. Wenn andernfalls die Karosserie 10 bei Einwirkung der nach hinten wirkenden Kraft 144 nicht in die Vorwärtsrichtung 150 bewegt wird, kann die Karosserie 10 zusätzlich zur Bewegung des Keils 12 nach hinten und zusätzlich zum rotierenden Verschieben des Reifens 38 durch den Keil 12 auch in seitlicher Richtung 148 verschoben werden.
Da der erste Winkel 44 stumpf ist, hat die nach hinten wirkende Kraft 144 (die durch ein auf den Keil 12 einwirkendes Objekt verursacht wurde) Komponenten, die sowohl den Keil 12 nach hinten bewegen als auch die Karosserie 10 in seitlicher Richtung 148 verschieben. Der erste Winkel 44 kann beispielsweise von 30° betragen.
Durch die Bewegung des Keils 12 über die innen liegende Fläche 48 hinaus ist sichergestellt, dass der Keil 12 die Radanordnung 36 berührt, sodass der Keil 12 rotierend den Reifen 38 verschiebt. Durch Verkleinerung des zweiten Winkels 50 in Richtung eines rechten Winkels wird die rotierende Verschiebung der Radanordnung 36 verstärkt. Damit die Radanordnung 36 wunschgemäß rotierend verschoben wird, sollte der zweite Winkel 50 nicht spitz sein.
Durch eine kontinuierliche Anwendung der nach hinten wirkenden Kraft 144 kann der Keil 12 über die in 2 dargestellte Position hinaus bewegt werden. Wenn der Keil 12 über die in 2 dargestellte Position hinaus bewegt wird, kann das rotierende Verschieben des Reifens 38 und das seitliche Verschieben der Karosserie 10 fortgesetzt werden, sodass der Reifen 38 rotierend von der Karosserie 10 weggeschoben wird.
3 enthält eine schematisch Darstellung eines Kraftfahrzeugs 208 mit einer Karosserie 210 und einem kinematischen Keil 212. Da 3 eine Variante von 1 ist, bezeichnen ähnliche Referenznummern entsprechende Teile in den Zeichnungen, und auf eine detaillierte Beschreibung dieser Teile wird verzichtet. Der Keil 212 weist einen geraden ersten Abschnitt 216 auf, der an einem Stoßfängerträger 234 fixiert ist.
4 enthält eine schematisch Darstellung eines Kraftfahrzeugs 308 mit einer Karosserie 310 und einem kinematischen Keil 312. Da 3 eine Variante von 1 ist, bezeichnen ähnliche Referenznummern entsprechende Teile in den Zeichnungen, und auf eine detaillierte Beschreibung dieser Teile wird verzichtet. Der Keil 312 weist einen geraden ersten Abschnitt 316, der annähernd senkrecht zu einem Konstruktionselement 326 verläuft, und einen zweiten, geraden Abschnitt 318 auf.
Zwar wurden vorstehend bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben, doch werden Fachleute auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der durch die folgenden Ansprüche definierten Erfindung erkennen.

Claims

Kraftfahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Karosserie mit einem Konstruktionselement; einen Keil, der durch eine Scherverbindung vor einer Fahrzeugradanordnung an dem Element fixiert und so ausgelegt ist, dass er bei einem Ausgesetztsein gegenüber einer nach hinten wirkenden Kraft vom Element abgeschert und zwischen das Element und die Radanordnung bewegt wird, um die Radanordnung von der Karosserie wegzuschieben.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Keil durch eine Halteverbindung, die beim Abscheren der Verbindung angebracht bleibt, zusätzlich am Konstruktionselement fixiert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Keil so ausgelegt ist, dass er durch die nach hinten wirkende Kraft bei Bewegung des Keils nach hinten gegen das Element gehalten wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Keil eine erste und eine zweite Oberfläche hat, wobei die erste Oberfläche so ausgelegt ist, dass sie die nach hinten wirkende Kraft aufnimmt, und die zweite Oberfläche so ausgelegt ist, dass sie die Radanordnung verschiebt.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die erste Oberfläche mit dem Konstruktionselement einen stumpfen Winkel bildet.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei der Keil derart ausgelegt ist, dass eine Verkleinerung eines Winkels zwischen der zweiten Oberfläche und dem Konstruktionselement die seitlich nach außen wirkende Verschiebung der Radanordnung verstärkt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Element um einen längs verlaufenden Rahmenträger handelt und der Keil so ausgelegt ist, dass er sich entlang dem Träger bewegt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Element einen Stoßfängerträger enthält, an dem der Keil fixiert ist, und wobei der Keil so ausgelegt ist, dass er sich bei Abscheren vom Stoßfängerträger entlang einem Rahmenträger bewegt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Radanordnung eine Rad-und-Reifen-Anordnung umfasst, die durch ein Bein mit der Karosserie verbunden ist, und wobei der Keil so ausgelegt ist, dass er die Reifenanordnung durch deren Drehen um einen Verbindungspunkt zwischen dem Bein und der Karosserie verschiebt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Keil so ausgelegt ist, dass er die Radanordnung in einer ersten Richtung und die Karosserie in einer zweiten Richtung verschiebt.