DE102015207696B4

DE102015207696B4 - Rejection structure for a front structure of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102015207696B4
Application number: DE102015207696.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Burja; Martin Gamboni; Robert Harrison; Robert Loch
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2015-04-27
Publication date: 2020-04-16
Anticipated expiration: 2035-04-28
Also published as: DE102015207696A1

Abstract

Abweisstruktur (1) für eine Vorbaustruktur (2) eines Kraftwagens, welche oberhalb vorderer Hauptlängsträger (3) angeordnete seitliche Abweiselemente (5) umfasst, welche an ihrer jeweiligen Außenseite (14) zumindest über einen Längenbereich schräg in Fahrzeuglängsrichtung von vorne innen nach hinten außen verlaufen und welche über wenigstens ein Querelement (6, 10, 11) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweiselemente (5) in einem jeweiligen hinteren Endbereich (7) über ein einteilig mit diesen ausgebildetes Querjoch (6) miteinander verbunden sind.Deflecting structure (1) for a front structure (2) of a motor vehicle, which comprises lateral deflecting elements (5) arranged above the front main side members (3), which run obliquely on their respective outside (14) at least over a length range in the vehicle longitudinal direction from the front inside to the back outside and which are connected to one another via at least one transverse element (6, 10, 11), characterized in that the deflecting elements (5) are connected to one another in a respective rear end region (7) via a transverse yoke (6) formed in one piece with them.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abweisstruktur für eine Vorbaustruktur eines Kraftwagens. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorbaustruktur mit einer solchen Abweisstruktur.The invention relates to a deflecting structure for a front structure of a motor vehicle. The invention further relates to a stem structure with such a deflecting structure.

Gerade Frontalkollisionen eines Kraftwagens mit einem Unfallpartner oder einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung (Small-Overlap-Crash) stellen für den Rohbau des jeweiligen Kraftwagens eine große Herausforderung dar. Hierbei stellt sich bekanntermaßen die Problematik, dass der Kraftwagen im Bereich seiner Vorbaustruktur außenseitig des jeweiligen Hauptlängsträgers durch eine Unfallkraft beaufschlagt wird, wodurch beispielsweise das entsprechende Vorderrad in Richtung des Innenraums des Kraftwagens bewegt wird und entsprechend abgefangen oder abgeleitet werden muss, um eine übermäßige Intrusion in den Innenraum des Kraftwagens zu vermeiden.Frontal collisions of a motor vehicle with an accident partner or an obstacle with a small width overlap (small overlap crash) represent a major challenge for the body-in-white of the respective motor vehicle. As is well known, the problem here is that the motor vehicle in the area of its stem structure is on the outside of the respective main longitudinal member is acted upon by an accident force, whereby for example the corresponding front wheel is moved in the direction of the interior of the motor vehicle and has to be intercepted or derived accordingly in order to avoid excessive intrusion into the interior of the motor vehicle.

Bei Fahrzeugen ohne spezielle Maßnahmen muss demzufolge die gesamte kinetische Energie in Deformationsenergie der Karosserie bzw. des Rohbaus umgesetzt werden. Um hierbei eine genügende Insassensicherheit zu erreichen, muss die Karosserie bzw. der Rohbau entsprechend verstärkt werden, was Gewichts- und Energieeffizienzzielen natürlich diametral entgegensteht.In vehicles without special measures, the entire kinetic energy must therefore be converted into deformation energy of the body or the body shell. In order to achieve sufficient occupant safety, the body or bodyshell must be reinforced accordingly, which of course diametrically opposes weight and energy efficiency goals.

Aus diesem Grund ist es bereits bekannt, die Hauptlängsträger in Fahrzeugquerrichtung möglichst weit nach außen zu versetzen und gegebenenfalls mit einer so genannten Pfeilung, schräg von vorne innen nach hinten außen, anzuordnen. Dadurch wird die Barriere in einer größeren Anzahl der Fälle von einem Strukturelement der Vorbaustruktur getroffen, wodurch es zu einer erwünschten Drehung und Umlenkung des Fahrzeugs um die Barriere kommt. Dies hat nämlich den Vorteil, dass somit infolge dieser Drehung und Umlenkung nicht die gesamte kinetische Energie in Deformationsenergie des Rohbaus umgesetzt werden muss.For this reason, it is already known to move the main longitudinal beams as far out as possible in the transverse direction of the vehicle and, if necessary, to arrange them with a so-called arrow, obliquely from the front inside to the back outside. As a result, the barrier is hit by a structural element of the stem structure in a larger number of cases, which results in the desired rotation and deflection of the vehicle around the barrier. This has the advantage that, as a result of this rotation and deflection, the entire kinetic energy does not have to be converted into deformation energy of the bodyshell.

Weiterhin ist es auch bereits bekannt, am jeweiligen Hauptlängsträger eine so genannte Pfahlsperre, also ein in Fahrzeugquerrichtung von der Außenseite des jeweiligen Hauptlängsträgers abstehendes Element, einzusetzen, sodass im Falle einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung der Kraftwagen in Fahrzeugquerrichtung von der entsprechenden Barriere, beispielsweise einem Pfahl, weggelenkt wird. Auch hierdurch wird erreicht, dass zumindest ein Teil der kinetischen Energie nicht in Deformationsenergie des Rohbaus umgesetzt werden muss.Furthermore, it is also already known to use a so-called pile barrier on the respective main longitudinal member, that is to say an element projecting from the outside of the respective main longitudinal member in the transverse direction of the vehicle, so that in the event of a head-on collision with a slight width coverage of the motor vehicle in the transverse direction of the vehicle from the corresponding barrier, for example a pile is steered away. This also ensures that at least part of the kinetic energy does not have to be converted into deformation energy of the bodyshell.

Aus der DE 10 2014 203 469 A1 ist bereits eine Abweisstruktur für eine Vorbaustruktur eines Kraftwagens bekannt, welche oberhalb vorderer Hauptlängsträger angeordnete seitliche Abweiselemente umfasst.From the DE 10 2014 203 469 A1 a deflecting structure for a front structure of a motor vehicle is already known, which comprises lateral deflecting elements arranged above front main longitudinal members.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abweisstruktur sowie eine Vorbaustruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine verbesserten Insassenschutz ermöglichen und überdies besonders gewichtsgünstig ausgestaltet werden können.The object of the present invention is to provide a deflecting structure and a stem structure of the type mentioned at the outset which enable improved occupant protection and, moreover, can be designed to be particularly lightweight.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abweisstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorbaustruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by a deflector structure with the features of claim 1 and by a stem structure with the features of claim 9. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Abweisstruktur zeichnet sich zunächst dadurch aus, dass diese oberhalb der vorderen Hauptlängsträger im Bereich der Vorbaustruktur des Rohbaus des Kraftwagens angeordnet werden kann. Dabei umfasst die Abweisstruktur jeweilige trägerartige seitliche Abweiselemente, welche sich an ihrer jeweiligen Außenseite zumindest über einen Längenbereich schräg in Fahrzeuglängsrichtung von vorne innen nach hinten außen erstrecken und welche über wenigstens ein Querelement miteinander verbunden sind. Durch den zumindest partiellen Verlauf des jeweiligen Abweiselementes von vorne innen nach hinten außen kann somit auf vorteilhafte Weise die auf der entsprechenden Fahrzeugseite auftreffende Barriere in vorteilhafter Weise abgleiten, sodass nicht sämtliche kinetische Energie in Deformationsenergie im Bereich der Vorbaustruktur umgesetzt werden muss. Hierdurch wird die Belastung auf die Insassen reduziert und somit die passive Sicherheit des Kraftwagens deutlich erhöht. Durch die Verbindung der beiden Abweiselemente durch wenigstens ein Querelement wird dabei eine optimale Lastverteilung erreicht, sodass eine gewichtsgünstige Abweisstruktur geschaffen werden kann, bei welcher auch das Abweiselement, welches nicht auf der unmittelbar mit der Barriere in Kontakt kommenden Fahrzeugseite angeordnet ist, zur Kraftaufnahme und Stabilität der gesamten Abweisstruktur beiträgt. Die Abweisstruktur kann hierbei nicht nur besonders gewichtsgünstig, sondern auch als separate Baueinheit fertigungstechnisch besonders günstig und einfach hergestellt werden.The deflecting structure according to the invention is first of all distinguished by the fact that it can be arranged above the front main side members in the area of the front structure of the body shell of the motor vehicle. In this case, the deflecting structure comprises respective carrier-like lateral deflecting elements which extend obliquely on their respective outside at least over a length range in the vehicle longitudinal direction from the front inside to the outside and which are connected to one another via at least one transverse element. Due to the at least partial course of the respective deflecting element from the front inside to the rear outside, the barrier impinging on the corresponding vehicle side can thus advantageously slide off, so that not all kinetic energy has to be converted into deformation energy in the area of the stem structure. This reduces the load on the occupants and thus significantly increases the passive safety of the motor vehicle. By connecting the two deflection elements by means of at least one transverse element, an optimal load distribution is achieved, so that a low-weight deflection structure can be created, in which the deflection element, which is not arranged on the vehicle side that comes into direct contact with the barrier, for force absorption and stability of the entire rejection structure. The deflecting structure can not only be produced particularly cheaply in terms of weight, but can also be manufactured as a separate structural unit, particularly inexpensively and easily in terms of production technology.

Die erfindungsgemäße Abweisstruktur weist jedoch nicht nur die beschriebenen günstigen Eigenschaften bei einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung auf, sondern überdies wird durch die Abweisstruktur im Falle einer Frontalkollision mit Vollüberdeckung ein zusätzlicher Lastpfad bereitgestellt, welcher Unfallkräfte aufnehmen und verteilen bzw. vergleichmäßigen kann.However, the deflecting structure according to the invention not only has the described favorable properties in a frontal collision with a small width coverage, but moreover an additional load path is provided by the deflecting structure in the event of a frontal collision with full coverage, which can absorb and distribute or even equalize accident forces.

Dabei sind die Abweiselemente in einem jeweiligen hinteren Endbereich über ein einteilig mit diesen ausgebildetes Querjoch miteinander verbunden. Ein derartiges Querjoch bietet dabei insbesondere den Vorteil, dass sich eine großformatige Abstützung der Abweiselemente ergibt, wodurch beispielsweise auch auf eines der Abweiselemente wirkende Kräfte im Falle einer Frontalkollision mit Vollüberdeckung nach hinten hin in Richtung der Fahrgastzelle gut übertragen werden können. The deflecting elements are connected to one another in a respective rear end region by means of a transverse yoke formed in one piece with them. Such a transverse yoke has the particular advantage that the deflector elements are supported in a large format, which means that, for example, forces acting on one of the deflector elements in the event of a head-on collision with full overlap can also be transmitted backwards in the direction of the passenger compartment.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Abweiselemente in einem jeweiligen vorderen Endbereich und/oder in einem Mittenbereich über einen Querträger miteinander verbunden sind. Ein solcher Querträger hat dabei insbesondere günstige, lastverteilende Eigenschaften im Falle einer Frontalkollision mit Vollüberdeckung. Außerdem ergibt sich durch einen derartigen Querträger ein noch stabilerer Verbund der jeweiligen Abweiselemente an deren vorderen Enden. Ein im Mittenbereich angeordneter Querträger trägt insbesondere zur Abstützung der Abweiselemente bei, wenn diese im Falle einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung mit einer Unfallkraft von einer entsprechenden Barriere beaufschlagt werden.It is also advantageous if the deflecting elements are connected to one another in a respective front end region and / or in a central region via a cross member. Such a cross member has in particular favorable, load-distributing properties in the event of a frontal collision with full coverage. In addition, such a cross member results in an even more stable bond between the respective deflector elements at their front ends. A cross member arranged in the middle area contributes in particular to supporting the deflecting elements if, in the event of a head-on collision with a small width overlap, an appropriate force is applied to them by an appropriate barrier.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Abweiselemente zumindest über einen Längenbereich in Fahrzeughochrichtung von vorne unten nach hinten oben ansteigen. Insbesondere bei einer Frontalkollision mit einer Barriere mit Vollüberdeckung ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass die Abweisstruktur in einem gewünschten Bereich gezielt versagen kann, so dass ab einem gewünschten, definierten Zeitpunkt der durch die Abweisstruktur gebildete Lastpfad ausgeschaltet und hierdurch die negative Verzögerung, welche auf die Insassen wirkt, reduziert werden kann.In a further embodiment of the invention, it has been shown to be advantageous if the deflecting elements rise at least over a length range in the vehicle vertical direction from the front bottom to the rear top. In particular in the event of a head-on collision with a barrier with full coverage, this results in the advantage that the deflecting structure can fail in a desired area in a targeted manner, so that the load path formed by the deflecting structure is switched off from a desired, defined point in time, and thereby the negative delay which is due to the Occupants acts, can be reduced.

Eine besonders gewichtsgünstige und gleichwohl äußerst stabile Abweisstruktur kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung geschaffen werden, wenn diese als Faserverbundkunststoffteil ausgestaltet ist. Dabei kann ein einteiliger oder aber vorteilhafterweise ein mehrteiliger Aufbau, gebildet aus mehreren Schalenelementen, gewählt werden. Die Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Schalenelementen hat dabei fertigungstechnische und somit auch kostenmäßige Vorteile.A particularly low-weight and nevertheless extremely stable repellent structure can be created in a further embodiment of the invention if it is designed as a fiber composite plastic part. A one-part or advantageously a multi-part construction, formed from a plurality of shell elements, can be selected. The embodiment with a plurality of shell elements has advantages in terms of production technology and thus also in terms of cost.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass innerhalb eines Hohlraums des jeweiligen Abweiselements ein zugeordnetes, sich zumindest in einem Längenbereich und in Fahrzeughochrichtung erstreckendes Schottelement angeordnet ist. Durch ein derartiges Schottelement wird beispielsweise ein vorzeitiges Versagen des jeweiligen Abweiselementes verhindert, indem eine jeweilige Oberseite und eine jeweilige Unterseite des entsprechenden Abweiselements über das Schottelement fest miteinander verbunden sind.A further advantageous embodiment provides that an associated partition element, which extends at least in a length range and in the vehicle vertical direction, is arranged within a cavity of the respective deflecting element. Such a bulkhead element prevents, for example, premature failure of the respective deflector element, in that a respective upper side and a respective lower side of the corresponding deflector element are firmly connected to one another via the bulkhead element.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Abweiselemente jeweilige Versagensstellen aufweisen, an welchen bei Einleiten einer entsprechenden Unfallkraft die Abweiselemente gezielt versagen. Dabei können die Abweiselemente über ihren Längenverlauf beispielsweise einen so genannten Schlag, also eine bogenförmige Abwinklung oder dergleichen aufweisen, sodass bei Einleitung einer Unfallkraft im Bereich dieses Schlages bzw. dieser Abwinklung ein gezieltes Nachgeben des jeweiligen Abweiselementes erfolgt. Diese Funktion ist insbesondere bei der Frontalkollision mit Vollüberdeckung gewünscht, um den durch die Abweisstruktur gebildeten Lastpfad im Verlauf des Unfallszenarios auszuschalten und somit die Negativverzögerung, welche auf die Insassen wirkt, gezielt zu reduzieren. Die beschriebene Funktion kann insbesondere durch Maßnahmen im Bereich der Schottelemente ergänzt werden. So kann z. B. das Schottelement im Bereich dieses Schlages gezielt unterbrochen oder auf andersartige Weise geschwächt werden, um das gewünschte, gezielte Versagen des durch das jeweilige Abweiselement gebildeten Lastpfades zu unterstützen.A further advantageous embodiment provides that the deflecting elements have respective failure points at which the deflecting elements specifically fail when a corresponding accident force is initiated. The deflection elements can have, for example, a so-called impact, that is to say an arcuate bend or the like, over their length profile, so that when an accident force is introduced in the area of this impact or this bend, the respective deflection element is yielded in a targeted manner. This function is particularly desirable in the case of a frontal collision with full coverage in order to switch off the load path formed by the deflection structure in the course of the accident scenario and thus to specifically reduce the negative deceleration which affects the occupants. The function described can be supplemented in particular by measures in the area of the bulkhead elements. So z. B. the bulkhead element in the area of this impact can be specifically interrupted or weakened in some other way to support the desired, targeted failure of the load path formed by the respective deflecting element.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Abweiselemente als Stützträger einer oberen Längsträgerebene ausgebildet sind. Derartige Stützträger werden üblicherweise auch als Kotflügelbänke gezeichnet, mittels welchen Kotflügelteile und/oder Teile des Radhauses getragen sind.Finally, it has proven to be advantageous if the deflecting elements are designed as support beams of an upper longitudinal beam level. Such support beams are usually also drawn as fender benches, by means of which fender parts and / or parts of the wheel house are carried.

Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Abweisstruktur genannten Vorteile gelten in ebensolcher Weise für die Vorbaustruktur gemäß Patentanspruch 10. Diese zeichnet sich des Weiteren dadurch aus, dass sich die Hauptlängsträger und/oder ein zugehöriger Querträger, welcher am vorderen Ende der jeweiligen Hauptlängsträger - gegebenenfalls unter Vermittlung jeweiliger Energieabsorptionselemente - angeordnet ist, in Fahrzeuglängsrichtung weiter nach vorne hin erstrecken als die Abweisstruktur. Somit werden bei einer Frontalkollision mit Vollüberdeckung zunächst die Hauptlängsträger angesprochen, bevor bei entsprechend hohen Geschwindigkeiten auch die Abweisstruktur angesprochen wird. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass bei einer Frontalkollision mit Vollüberdeckung mit geringer Geschwindigkeit keine Beschädigung der Abweisstruktur erfolgt.The advantages mentioned in connection with the deflecting structure according to the invention apply in the same way to the stem structure according to claim 10. This is further characterized by the fact that the main side members and / or an associated cross member, which is located at the front end of the respective main side members - if necessary with mediation respective energy absorption elements - is arranged, extend further forward in the vehicle longitudinal direction than the deflecting structure. In the event of a head-on collision with full overlap, the main side members are first addressed before the deflection structure is also addressed at correspondingly high speeds. This has the advantage, for example, that in the event of a frontal collision with full coverage at low speed, the deflecting structure is not damaged.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn zwischen dem jeweiligen Hauptlängsträger und dem zugeordneten Abweiselement ein seitliches Strukturelement der Vorbaustruktur vorgesehen ist. Hierdurch ergibt sich beispielsweise eine optimale Abstützung der Abweisstruktur an den darunter angeordneten Hauptlängsträgern.In a further embodiment of the invention, it has proven to be advantageous if a lateral structural element of the stem structure is provided between the respective main longitudinal member and the associated deflecting element. This results, for example, in optimal support of the Deflection structure on the main side members arranged below.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Abweiselemente nach hinten hin an seitlich zugeordneten Säulenelementen abgestützt sind. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige Abstützung der Abweisstruktur.Finally, it has been shown to be advantageous if the deflecting elements are supported at the rear on laterally assigned column elements. This results in a particularly favorable support for the deflecting structure.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen.Further details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment with the associated drawings.

Dabei zeigen:

1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Abweisstruktur für eine Vorbaustruktur eines Kraftwagens,
2 eine Seitenansicht im Bereich der Vorbaustruktur,
3a-3d eine jeweilige Draufsicht auf die Abweisstruktur gemäß 1, wobei in einer Abfolge das Unfallverhalten der Abweisstruktur bei einer Frontalkollision des Kraftwagens mit einer Barriere mit geringer Breitenüberdeckung erkennbar ist,
4a, 4b eine jeweilige Seitenansicht auf die Vorbaustruktur mit der Abweisstruktur bei einer Frontalkollision des Kraftwagens mit einer Barriere mit Vollüberdeckung, wobei 4a die Vorbaustruktur in einer Anfangsphase des Unfallszenarios zeigt, bei welcher die Abweisstruktur als zusätzlicher Lastpfad dient und 4b im weiteren Verlauf des Unfallszenarios ein ungezieltes Versagen der Abweisstruktur erkennen lässt,
5 eine ausschnittsweise und perspektivische Seitenansicht auf ein Abweiselement der Abweisstruktur, wobei eine die Oberseite und die Unterseite des Abweiselementes miteinander verbindendes Schottelement erkennbar ist.

Show:

1 2 shows a plan view of a deflecting structure according to the invention for a front structure of a motor vehicle,
2nd a side view in the area of the stem structure,
3a-3d a respective plan view of the rejection structure according to 1 , in which the accident behavior of the deflecting structure in the event of a frontal collision of the motor vehicle with a barrier with a small width coverage is recognizable,
4a , 4b a respective side view of the stem structure with the deflecting structure in the event of a frontal collision of the motor vehicle with a barrier with full coverage, wherein 4a shows the stem structure in an initial phase of the accident scenario, in which the rejection structure serves as an additional load path and 4b in the further course of the accident scenario there is an untargeted failure of the rejection structure,
5 a fragmentary and perspective side view of a deflecting element of the deflecting structure, wherein a bulkhead element connecting the top and bottom of the deflecting element can be seen.

In 1 und 2 ist in einer Draufsicht bzw. einer schematischen Seitenansicht eine Abweisstruktur 1 für eine Vorbaustruktur 2 eines Personenkraftwagens erkennbar. Von der Vorbaustruktur 2 ist dabei in 2 zunächst ausschnittsweise einer von zwei Hauptlängsträgern 3 in einem vorderen Endbereich erkennbar, in welchem dieser in ein üblicherweise auch als Crashbox bezeichnetes Energieabsorptionselement 4 übergeht. Vorderseitig der beiden Energieabsorptionselemente 4 der jeweiligen Hauptlängsträgern 3 stützt sich außerdem eine in Fahrzeugquerrichtung und horizontal verlaufender Stoßfängerquerträger ab, der vorliegend nicht gezeigt ist. Nach hinten hin erstrecken sich die Hauptlängsträger 3 über die gesamte Länge der Vorbaustruktur 2 und gehen anschließend in einem innenseitigen Abstand zum jeweils seitlich zugeordneten Seitenschweller in die Bodenstruktur des Hauptbodens des Kraftwagens über. Dies ist jedoch in den Figuren nicht erkennbar.In 1 and 2nd is a top view and a schematic side view of a repellent structure 1 for a stem structure 2nd of a passenger car recognizable. From the stem structure 2nd is in 2nd First a section of one of two main side members 3rd recognizable in a front end region, in which this is in an energy absorption element, also commonly referred to as a crash box 4th transforms. On the front of the two energy absorption elements 4th of the respective main side members 3rd also supports a bumper cross member running in the vehicle transverse direction and horizontally, which is not shown here. The main side members extend towards the rear 3rd over the entire length of the stem structure 2nd and then merge into the floor structure of the main floor of the motor vehicle at an inside distance from the side skirts assigned to each side. However, this cannot be seen in the figures.

Erkennbar ist jedoch in 2, dass oberhalb der beiden vorderen Hauptlängsträger 3 die Abweisstruktur 1 angeordnet ist, welche zunächst jeweilige seitliche Abweiselemente 5 umfasst, welche im vorliegenden Fall als jeweilige Stützträger einer oberen Längsträgerebene ausgebildet sind. Diese Abweiselemente 5 bzw. Stützträger werden üblicherweise auch als Kotflügelbänke bezeichnet, an welchen unter anderem jeweilige Kotflügelteile oder andere Strukturteile der Vorbaustruktur 2 befestigt sind.However, it can be seen in 2nd that above the two front main side members 3rd the rejection structure 1 is arranged, which initially respective lateral deflection elements 5 comprises, which in the present case are designed as respective support beams of an upper longitudinal beam level. These repellent elements 5 or support beams are usually referred to as fender benches, on which, among other things, respective fender parts or other structural parts of the stem structure 2nd are attached.

Beide Abweiselemente 5 sind im vorliegenden Fall über eine Mehrzahl von Querelementen miteinander verbunden. Zunächst ist eines dieser Querelemente ein Querjoch 6, welches einstückig mit den jeweiligen Abweiselementen 5 ausgebildet ist und in einem jeweiligen hinteren Endbereich 7 an das jeweilige Abweiselement 5 anschließt. Wie insbesondere aus 2 erkennbar ist, ist die Abweisstruktur 1 im vorliegenden Fall aus einer Mehrzahl von Schalenelementen 8, 9, im vorliegenden Fall einer Oberschale und einer Unterschale, zusammengesetzt. Im vorliegenden Fall sind diese Schalenelemente 8, 9 als Faserverbundkunststoffbauteile ausgestaltet, welche entsprechend miteinander verbunden, beispielsweise verklebt, sind. Im vorliegenden Fall sind die Schalenelemente 8, 9 als CFK-Bauteile ausgebildet. In diesem Zusammenhang sei jedoch angemerkt, dass die Abweisstruktur 1 gegebenenfalls auch einstückig oder aus einem anderen Material, insbesondere einem Metall, hergestellt werden könnte. Auch eine gemischte Gestaltung unterschiedlicher Materialen ist hierbei denkbar. Die Ausgestaltung als Faserverbundkunststoffteile hat jedoch insbesondere hinsichtlich des Fahrzeuggewichts äußerst positive Effekte. Die beiden Schalenelemente 8, 9 sind dabei unter Ausbildung einer Hohlstruktur bzw. eines jeweiligen Hohlraums miteinander verbunden. Dieser kann gegebenenfalls mit einem anderen Material, beispielsweise einem energieabsorbierenden Schaum, Kunststoff oder dergleichen ausgefüllt sein.Both deflectors 5 are connected to one another in the present case via a plurality of transverse elements. First of all, one of these transverse elements is a transverse yoke 6 , which is in one piece with the respective deflector elements 5 is formed and in a respective rear end region 7 to the respective deflector element 5 connects. How especially out 2nd is recognizable is the rejection structure 1 in the present case from a plurality of shell elements 8th , 9 , in the present case an upper shell and a lower shell, put together. In the present case, these are shell elements 8th , 9 configured as fiber composite plastic components, which are connected, for example glued, accordingly. In the present case, the shell elements 8th , 9 designed as CFRP components. In this context, however, it should be noted that the rejection structure 1 possibly also in one piece or from another material, in particular a metal. A mixed design of different materials is also conceivable here. However, the design as a fiber composite plastic parts has extremely positive effects, particularly with regard to the vehicle weight. The two shell elements 8th , 9 are connected to each other to form a hollow structure or a respective cavity. This can optionally be filled with another material, for example an energy absorbing foam, plastic or the like.

Neben der U-förmigen Ausgestaltung der Abweisstruktur 1 mit den Abweiselementen 5 und dem Querjoch 6 umfasst die Abweisstruktur 1 außerdem ein Querelement in Form eines Querträgers 10, welcher jeweilige vordere Endbereiche der beiden Abweiselemente 5 miteinander verbindet. In einem Mittenbereich der Abweiselemente 5 ist ein weiterer Querträger 11 vorgesehen.In addition to the U-shaped design of the deflector structure 1 with the deflector elements 5 and the transverse yoke 6 includes the rejection structure 1 also a cross element in the form of a cross member 10th which respective front end regions of the two deflecting elements 5 connects with each other. In a central area of the deflector elements 5 is another cross member 11 intended.

Im rückwärtigen Bereich ist das Querjoch 6 an den Verlauf einer nicht erkennbaren Stirnwand angepasst, welche die Vorbaustruktur 2 von einer dahinterliegenden Fahrgastzelle des Personenkraftwagens unterteilt. Mit ihren jeweiligen hinteren Enden sind die beiden Abweiselemente 5 bzw. Stützträger an seitlich jeweils korrespondierenden Säulenelementen der A-Säule abgestützt.In the rear area is the Querjoch 6 adapted to the course of an unrecognizable front wall, which the stem structure 2nd from a passenger compartment of the Passenger car divided. With their respective rear ends are the two deflection elements 5 or support brackets supported on the respective corresponding column elements of the A-pillar.

Zwischen den einander jeweils seitlich zugeordneten Abweiselementen 5 bzw. Hauptlängsträgern 3 verläuft außerdem - sich vorliegend im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung bzw. in Fahrzeuglängsrichtung erstreckend - ein Strukturelement 12, welches in 2 lediglich ausschnittsweise erkennbar ist. Dieses Strukturelement 12 ist beispielsweise ein flächiges Wandelement, in welches entsprechende Aufnahmen für Federbeindome oder dergleichen integriert sind. Über das jeweilige Strukturelement 12 ist somit das entsprechende Abweiselement 5 an der Vorbaustruktur 2 bzw. am darunterliegenden Hauptlängsträger 3 abgestützt.Between the deflector elements assigned to each other laterally 5 or main side members 3rd In addition, a structural element extends in the present case, essentially extending in the vertical direction of the vehicle or in the longitudinal direction of the vehicle 12th which in 2nd is only recognizable in sections. This structural element 12th is, for example, a flat wall element in which corresponding receptacles for suspension strut domes or the like are integrated. About the respective structural element 12th is therefore the corresponding rejection element 5 on the stem structure 2nd or on the main longitudinal beam below 3rd supported.

In Zusammenschau von 1 und 2 ist erkennbar, dass die jeweiligen Hauptlängsträgern 3 und die seitlich jeweils zugehörigen Abweiselemente 5 zumindest in einem vorderen Bereich in Fahrzeugquerrichtung in Überdeckung zueinander verlaufen. Mit anderen Worten liegen die Hauptlängsträger 3 somit in Fahrzeughochrichtung direkt unterhalb der jeweiligen Abweiselemente 5.
In Zusammenschau von 1 und 2 mit 3a bis 3d soll nun im Weiteren das Unfallverhalten der Abweisstruktur 1 bzw. der Vorbaustruktur 2 bei einer Frontalkollision des Kraftwagens mit einem Unfallpartner - im vorliegenden Fall einer in 3a bis 3d erkennbaren Barriere 13 - erläutert werden. Eine derartige Frontalkollision wird üblicherweise auch als Small-Overlap-Crash bezeichnet und zeichnet sich dadurch aus, dass die Barriere 13 - wie dies aus 3a bis 3d erkennbar ist - bei der Frontalkollision außenseitig des jeweiligen seitlich zugeordneten Hauptlängsträgers 3 und somit auch außenseitig des jeweiligen Abweiselementes 5 im Bereich der Vorbaustruktur 2 eindringt.In summary of 1 and 2nd it can be seen that the respective main side members 3rd and the associated deflector elements on the side 5 at least in a front area in the vehicle transverse direction overlap each other. In other words, the main side members lie 3rd thus in the vehicle vertical direction directly below the respective deflector elements 5 .
In summary of 1 and 2nd With 3a to 3d is now the accident behavior of the rejection structure 1 or the stem structure 2nd in a frontal collision of the motor vehicle with an accident partner - in the present case one in 3a to 3d recognizable barrier 13 - be explained. Such a frontal collision is usually also referred to as a small overlap crash and is characterized by the fact that the barrier 13 - like this 3a to 3d is recognizable - in the case of a frontal collision on the outside of the respective side longitudinally assigned main longitudinal member 3rd and thus also on the outside of the respective deflector element 5 in the area of the stem structure 2nd penetrates.

Um nun zu erreichen, dass das Fahrzeug im Falle einer derartigen Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung zur Seite hin verschoben wird, weist das jeweilige Abweiselement 5 der Abweisstruktur 1 an seiner jeweiligen Außenseite 14 zumindest über einen Längenbereich - im vorliegenden Fall insbesondere in einem hinteren Längenbereich - einen schrägen Verlauf auf. Die entsprechende Außenseite 14 erstreckt sich demzufolge bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung schräg von vorne innen nach hinten außen und weist demzufolge eine so genannte Pfeilung auf, sodass - wie dies aus 4a und 4b erkennbar ist - ein Kontakt des jeweiligen Abweiselements 5 an seiner Außenseite 14 mit der Barriere 13 zu einer entsprechenden Kraft F führt, mittels welcher das Fahrzeug zur Seite hin verschoben wird. Durch dieses Verschieben wird nur ein geringer Teil der kinetischen Energie, welche durch den Aufprall des Kraftwagens auf die Barriere 13 entsteht, in Deformationsenergie und/oder Crashenergie im Bereich der Vorbaustruktur 2 umgesetzt, was die Belastung auf die Insassen reduziert und somit zu einer erhöhten Sicherheit führt. 4a und 4b zeigen hierbei die Funktion der Außenseite 14 des auf der entsprechenden Fahrzeugseite der Barriere 13 angeordneten Abweiselementes 5 infolge derer das Fahrzeug relativ zur Barriere 13 verschoben wird.In order to ensure that the vehicle is moved to the side in the event of such a frontal collision with a small width coverage, the respective deflecting element points 5 the rejection structure 1 on its respective outside 14 at least over a length range - in the present case in particular in a rear length range - an oblique course. The corresponding outside 14 extends obliquely with respect to the longitudinal direction of the vehicle from the front inside to the back outside and consequently has a so-called arrow, so that - like this 4a and 4b is recognizable - a contact of the respective rejection element 5 on its outside 14 with the barrier 13 to a corresponding force F leads, by means of which the vehicle is moved to the side. By this shifting only a small part of the kinetic energy, which is caused by the impact of the motor vehicle on the barrier 13 arises in deformation energy and / or crash energy in the area of the stem structure 2nd implemented, which reduces the load on the occupants and thus leads to increased safety. 4a and 4b show the function of the outside 14 on the corresponding vehicle side of the barrier 13 arranged deflector 5 as a result of which the vehicle is relative to the barrier 13 is moved.

Wird hingegen der Personenkraftwagen in eine Frontalkollision mit einer Barriere 15 mit Vollüberdeckung involviert, wie dies in 4a und 4b angedeutet ist, ergibt sich ein andersartiges Unfallverhalten der Abweisstruktur 1 und der Vorbaustruktur 2.However, the passenger car gets into a head-on collision with a barrier 15 involved with full coverage, like this in 4a and 4b is indicated, there is a different accident behavior of the rejection structure 1 and the stem structure 2nd .

Hierbei sei zunächst auf 2 verwiesen, aus der erkennbar ist, dass sich die Hauptlängsträger 3 mit den Energieabsorptionselementen 4 und dem gegebenenfalls noch davor angeordneten Stoßfängerquerträger in Fahrzeuglängsrichtung weiter nach vorne hin erstrecken als die Abweisstruktur 1, genauer gesagt, deren vorderer Querträger 10. Die Länge der Hauptlängsträger 3 mit den Energieabsorptionselementen 4 bzw. dem nicht erkennbaren Stoßfängerquerträger ist dabei so gewählt, dass bei einer Frontalkollision mit Vollüberdeckung zunächst keine Beschädigung der Abweisstruktur 1 erfolgt. Vielmehr können hierbei auch zunächst Bagatellschäden durch die Energieabsorptionselemente 4 aufgenommen werden.Here is first on 2nd from which it can be seen that the main side members 3rd with the energy absorption elements 4th and the bumper cross member, which may be arranged in front of it, extend further forward in the vehicle longitudinal direction than the deflecting structure 1 , more precisely, their front cross member 10th . The length of the main side members 3rd with the energy absorption elements 4th or the non-recognizable bumper cross member is chosen so that in the event of a frontal collision with full coverage, no damage to the deflecting structure is initially evident 1 he follows. Rather, minor damage can also be caused by the energy absorption elements 4th be included.

Wie nun aus 4a erkennbar ist, ist dort bereits eine Anfangsphase des Unfallszenarios dargestellt, bei welcher infolge eines Frontalaufpralls auf die Barriere 15 mit Vollüberdeckung sowohl der jeweilige Hauptlängsträger 3 als auch das jeweilige Abweiselement 5 der Abweisstruktur 1 mit einer unfallbedingten Kraft gemäß Pfeilen 16 bzw. 17 beaufschlagt wird. In diesem Stadium des Unfallszenarios wirkt die Abweisstruktur 1 bzw. deren Abweiselemente 5 als zusätzlicher Lastpfad zu dem jeweiligen, durch den Hauptlängsträger 3 gebildeten konventionellen Lastpfad.How now 4a an initial phase of the accident scenario is already shown, in which as a result of a frontal impact on the barrier 15 with full coverage of both the main main beam 3rd as well as the respective rejection element 5 the rejection structure 1 with an accident-related force according to arrows 16 respectively. 17th is applied. At this stage of the accident scenario, the rejection structure works 1 or their rejection elements 5 as an additional load path to the respective, through the main side member 3rd formed conventional load path.

Im weiteren Verlauf des Unfallszenarios gemäß 4b ist es dann allerdings wünschenswert, dass die Abweisstruktur 1 bzw. deren jeweiliges Abweiselement 5 gezielt versagt und somit der obere Lastpfad ausgeschaltet wird. Hierbei wird nämlich erreicht, dass negative Verzögerungen, welche auf die Insassen wirken, entsprechend reduziert werden.In the further course of the accident scenario according to 4b however, it is then desirable that the rejection structure 1 or their respective repelling element 5 deliberately fails and thus the upper load path is switched off. What is achieved here is that negative delays which act on the occupants are reduced accordingly.

Das gezielte Versagen der Abweiselemente 5 der Abweisstruktur 1 wird im vorliegenden Fall durch mehrere technische Eigenschaften der Abweiselemente 5 erreicht. Zunächst erstrecken sich die Abweiselemente 5, wie dies aus der Seitenansicht gemäß 2 und auch aus derjenigen gemäß 4b erkennbar ist, zumindest im vorderen Längenbereich in Fahrzeughochrichtung von vorne unten nach hinten oben ansteigend. Außerdem weisen die jeweiligen Abweiselemente 5 in einem Bereich 18 oberseitig bzw. vorderseitig des zugehörigen Strukturelements 12 einen so genannten Schlag auf, also beispielsweise eine bogenförmige, leichte Abwinklung, welche bei einer entsprechend hohen Kraftbeaufschlagung dafür sorgt, dass die Abweiselemente 5 gezielt brechen, knicken oder dergleichen versagen. Hierdurch wird in gewünschter Weise zum geeigneten Zeitpunkt der durch die Abweisstruktur 1 gebildete obere Lastpfad bei einer derartigen Frontalkollision mit Vollüberdeckung ausgeschaltet, um die Beschleunigungen, welche auf die Insassen des Personenkraftwagens wirken, gezielt zu reduzieren.The targeted failure of the deflector elements 5 the rejection structure 1 is in the present case due to several technical properties of the deflector elements 5 reached. First, the deflection elements extend 5 as per the side view 2nd and also from that according to 4b is recognizable, rising at least in the front length range in the vehicle vertical direction from the front bottom to the rear top. In addition, the respective repelling elements 5 in one area 18th on the top or front of the associated structural element 12th a so-called impact, for example an arcuate, slight angling, which, when subjected to a correspondingly high amount of force, ensures that the deflecting elements 5 deliberately break, kink or fail. As a result, in the desired manner at the appropriate point in time through the rejection structure 1 formed upper load path in such a frontal collision with full coverage switched off in order to specifically reduce the accelerations that act on the occupants of the passenger car.

Wie schließlich anhand von 5 erkennbar ist, welche eines der Abweiselemente 5 im Bereich 18 in einer ausschnittsweisen und vergrößerten Perspektivansicht zeigt, ist innerhalb eines Hohlraumes des jeweiligen Abweiselementes 5 ein zugeordnetes, sich zumindest über einen Längenbereich und in Fahrzeughochrichtung erstreckendes Schottelement 19 angeordnet. Dieses Schottelement 19 verbindet vorliegend die Oberseite des jeweiligen Abweiselementes 5 mit der zugehörigen Unterseite und mithin somit auch die beiden Schalenelemente 8 bzw. 9. Das Schottelement 19, welches vorliegend als leisten- bzw. streifenartige Wand ausgebildet ist, sorgt demzufolge bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des jeweiligen Abweiselementes 5 dafür, dass dieses nicht unkontrolliert aufspringt bzw. sich die jeweilige Oberseite und die zugehörige Unterseite nicht unkontrolliert voneinander entfernen.As finally based on 5 it can be seen which one of the rejection elements 5 in the area 18th shows in a fragmentary and enlarged perspective view, is inside a cavity of the respective deflector 5 an associated bulkhead element which extends at least over a length range and in the vertical direction of the vehicle 19th arranged. This bulkhead element 19th connects in the present case the top of the respective deflecting element 5 with the associated underside and therefore also the two shell elements 8th respectively. 9 . The bulkhead element 19th , which in the present case is designed as a strip-like or strip-like wall, consequently ensures that the respective deflecting element is subjected to an accident-related application of force 5 to ensure that it does not spring open in an uncontrolled manner or that the respective top side and the associated bottom side do not move away from one another in an uncontrolled manner.

Um den gewünschten Versagensfall zu unterstützen, welcher vorstehend im Zusammenhang mit 4 erläutert worden ist, kann innerhalb des Schottelements 19 außerdem eine gezielte Unterbrechung 20 oder dergleichen Schwächung vorgesehen sein, sodass das Abweiselement 5 bei einer Frontalkollision mit Vollüberdeckung im entsprechenden Verlauf des Unfallszenarios auf die gewünschte Weise versagen kann, ohne dass das Schottelement 19 einen übermäßigen Widerstand bildet.To support the desired failure, which is related to 4th has been explained, can be within the bulkhead element 19th also a targeted interruption 20th or the like weakening can be provided so that the deflector 5 in the event of a frontal collision with full coverage in the corresponding course of the accident scenario can fail in the desired manner without the bulkhead element 19th forms an excessive resistance.

Im Ergebnis ist somit erkennbar, dass vorliegend eine Abweisstruktur 1 geschaffen ist, welche positive Eigenschaften für die Vorbaustruktur 2 sowohl bei einer Frontalkollision mit geringer Breitenüberdeckung als auch bei einer Frontalkollison mit Vollüberdeckung bewirkt. Dabei ist die Abweisstruktur 1 besonders einfach und gewichtsgünstig ausgestaltet und hoch wirksam.The result is therefore recognizable that there is a rejection structure 1 is created, which positive properties for the stem structure 2nd both in a head-on collision with a small latitude coverage and in a head-on collision with full coverage. Here is the rejection structure 1 designed to be particularly simple and inexpensive and highly effective.

BezugszeichenlisteReference list

11: AbweisstrukturRepellent structure
22nd: VorbaustrukturStem structure
33rd: HauptlängsträgerMain side member
44th: EnergieabsorptionselementEnergy absorption element
55: AbweiselementDeflector
66: QuerjochTransverse yoke
77: Hinterer EndbereichRear end area
88th: SchalenelementShell element
99: SchalenelementShell element
1010th: Querträger vorneCross member in front
1111: Querträger MitteMiddle cross member
1212th: StrukturelementStructural element
1313: Barrierebarrier
1414: AußenseiteOutside
1515: Barrierebarrier
1616: Pfeilarrow
1717th: Pfeilarrow
1818th: BereichArea
1919th: SchottelementBulkhead element
2020th: UnterbrechungInterruption
FF: Kraftforce

Claims

Deflecting structure (1) for a front structure (2) of a motor vehicle, which comprises lateral deflecting elements (5) arranged above the front main side members (3), which run obliquely on their respective outside (14) at least over a length range in the vehicle longitudinal direction from the front inside to the back outside and which are connected to one another via at least one transverse element (6, 10, 11), characterized in that the deflecting elements (5) are connected to one another in a respective rear end region (7) via a transverse yoke (6) formed in one piece with them.

Rejection structure (1) Claim 1 , characterized in that the deflecting elements (5) are connected to one another in a respective front end region and / or in a central region via a respective cross member (10, 11) as a cross element.

Rejection structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the rejection elements (5) have at least one Increase length range in vehicle vertical direction from bottom front to top back.

Rejection structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the rejection structure (1) is at least partially formed from fiber composite plastic.

Rejection structure (1) Claim 4 , characterized in that the deflecting structure (1) is formed from a plurality of shell elements (9, 10).

Deflecting structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that an associated bulkhead element (19), which extends at least over a length range and in the vehicle vertical direction, is arranged within a cavity of the respective deflecting element (5).

Rejection structure (1) Claim 6 , characterized in that the deflecting elements (5) have respective failure points in areas (18) at which the deflecting elements (5) specifically fail when a corresponding accident force is initiated.

Deflecting structure (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the deflecting elements (5) are designed as support beams of an upper longitudinal beam level.

Stem structure (2) for a motor vehicle with a deflecting structure (1) according to one of the Claims 1 to 8th .

Stem structure (2) according to Claim 9 , characterized in that the main side members (2) and / or an associated cross member extend further forward in the vehicle longitudinal direction than the deflecting structure (1).

Stem structure (2) according to Claim 9 or 10th , characterized in that a structural element (12) is provided between the respective main longitudinal member (2) and the associated deflecting element (5).

Stem structure (2) according to one of the Claims 9 to 11 , characterized in that the deflecting elements (5) are supported towards the rear on laterally assigned column elements.