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Die Erfindung betrifft eine Deformationseinrichtung für einen Vorbau eines Kraftwagens, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Deformationseinrichtung ist beispielsweise bereits aus der
DE 199 11 832 C2 bekannt und umfasst eine Trägerstruktur, welche sich in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeugquerrichtung zwischen Längsträgern einer ersten Längsträgerebene und Längsträgern einer zweiten Längsträgerebene erstreckt. Durch diese Trägerstruktur sind dabei zumindest ein erstes und ein zweites Deformationselement getragen, welche sich in Fahrzeugquerrichtung jeweils zumindest zwischen den jeweiligen Längsträgern erstrecken.
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Eine weitere Deformationseinrichtung geht aus der
DE 10 2007 032 031 A1 hervor, bei welcher sich eine Trägerstruktur ebenfalls in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeugquerrichtung zwischen jeweiligen Längsträgern einer mittleren und unteren Längsträgerebene erstreckt. Auf Höhe der mittleren Längsträgerebene, der Hauptlängsträgerebene, ist vorderseitig eines Stoßfängerquerträgers ein Deformationselement angeordnet.
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Des Weiteren ist aus der
DE 10 2006 041 095 B4 eine Deformationseinrichtung bekannt, bei welcher vorderseitig jeweiliger Längsträger der ersten und zweiten Längsträgerebene eine Trägerstruktur angeordnet ist, wobei vorderseitig der ersten Längsträgerebene ein Stoßfängerquerträger abgestützt ist, welcher seinerseits ein Deformationselement trägt, welches zwei Teilbereiche unterschiedlicher Materialdichte aufweist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Deformationseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche auf verbesserte Weise an die Anforderungen bei unterschiedlichen unfallbedingten Kraftbeaufschlagungen bzw. Lastfällen angepasst ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Deformationseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Um eine Deformationseinrichtung zu schaffen, welche auf verbesserte Weise an Anforderungen verschiedener unfallbedingter Kraftbeaufschlagungen bzw. Lastfälle angepasst ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden Deformationselemente, welche sich in Fahrzeugquerrichtung jeweils zumindest zwischen den jeweiligen Längsträgern erstrecken, zumindest mittelbar an der Trägerstruktur angeordnet sind und unterschiedliche Deformationseigenschaften aufweisen. Erfindungsgemäß wird hierdurch beispielsweise ein bestehender Zielkonflikt zwischen sogenannten Pendellastfällen, bei welchen Frontalkollisionen in einem unteren bis mittleren Geschwindigkeitsniveau simuliert werden, und Fußgängerlastfällen, bei welchen ein Fußgänger im Bereich des Kraftwagenbugs mit dem Fahrzeug kollidiert, gelöst. Während nämlich bei Pendellastfällen, also bei Unfällen mit einem Hindernis bei niederer bis mittlerer Geschwindigkeit eine frühe und wenig nachgiebige Abstützung der davor angeordneten Struktur bzw. Bauteile erforderlich ist, wird hinsichtlich des Fußgängerschutzes ein entsprechend nachgiebiges Deformationselement mit einer entsprechenden Mindesteindringtiefe gefordert. Um diesem Zielkonflikt, nämlich einerseits eine Deformation mit einer möglichst frühen und wenig nachgiebigen Abstützung und andererseits eine möglichst nachgiebige Deformation mit einer Mindesteindringtiefe ermöglichen zu können, sind erfindungsgemäß in den entsprechenden Bereichen jeweils unterschiedliche Deformationselemente mit entsprechend unterschiedlichen Deformationseigenschaften vorgesehen. Um hierbei jedoch über die zumindest annähernd gesamte Fahrzeugbreite entsprechende Anforderungen erfüllen bzw. Funktionen bereitstellen zu können, erstrecken sich die beiden Deformationselemente – im Unterschied zum Stand der Technik gemäß der
DE 10 2006 041 095 B4 – jeweils für sich genommen zumindest zwischen den jeweiligen Längsträgern der jeweiligen Längsträgerebene.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Deformationseinrichtung ist es beispielsweise auch möglich, bei Fahrzeugen mit hohem Aufbau und großem Überhang vorne unter Beibehaltung des sonstigen plattformtypischen Strukturaufbaus die bereits beschriebenen Zielkonflikte zu lösen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist dabei das erste Deformationselement steifer bzw. härter ausgebildet als das zweite Deformationselement. Mit anderen Worten ergeben sich die unterschiedlichen Deformationseigenschaften vorzugsweise hinsichtlich der Härte und Steifigkeit der jeweils eingesetzten Deformationselemente, von welchen das eine zur Erfüllung entsprechender Anforderungen und Funktionen beim Fußgängerschutz relativ weich und nachgiebig und das andere hinsichtlich Anforderungen bei Pendellastfällen, also bei Kollisionen mit mittlerer bis geringer Geschwindigkeit, eine härtere Ausgestaltung mit entsprechend früherem Ansprechverhalten aufweist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Deformationselement über das erste Deformationselement an der Trägerstruktur abgestützt. Hierdurch ergibt sich eine gewünschte Deformationsreihenfolge in bestimmten Bereichen des Vorbaus.
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Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, das zweite Deformationselement unmittelbar an der Trägerstruktur abzustützen. Hierdurch kann ein entsprechend anderes Deformationsverhalten der Deformationseinrichtung eingestellt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das erste Deformationselement als Bauteilbereich der Trägerstruktur ausgebildet ist bzw. dieser Bauteilbereich der Trägerstruktur das erste Deformationselement bildet. Durch eine derartige Gestaltung ist das Deformationselement in besonders einfacher Weise herstellbar.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als weiter vorteilhaft gezeigt, wenn die Trägerstruktur eine Mehrzahl, insbesondere zwei, Bauteilbereiche aufweist, welche jeweilige erste Deformationselemente bilden. Hierdurch kann beispielsweise eine Funktionalität der ersten Deformationselemente über einen besonders großen Höhenbereich der Trägerstruktur bereitgestellt werden. So ist es insbesondere möglich, eine entsprechend steife und wenig nachgiebige Ausgestaltung der Deformationseinrichtung über einen erheblichen Höhenbereich am Vorbau zu erreichen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Trägerstruktur oberseitig über einen Stoßfängerquerträger an den Längsträgern der ersten Längsträgerebene abgestützt. Durch die Abstützung am Stoßfängerquerträger ergibt sich eine besonders günstige Lastverteilung auf die Längsträger beider Fahrzeugseiten, wenn in Folge eines Frontalaufpralls entsprechende Kräfte eingeleitet werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Trägerstruktur unterseitig über jeweilige Energieabsorptionselemente an den Längsträgern der unteren, zweiten Längsträgerebene abgestützt ist. Über die Trägerstruktur ist somit bei einer Frontalkollision eine besonders günstige Abstützung zwischen dem Stoßfängerquerträger oben und den jeweiligen Energieabsorptionselementen unten möglich.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das erste Deformationselement auf einen Frontalaufprall mit geringer Geschwindigkeit und das zweite Deformationselement auf einen Fußgängeranprall abgestimmt ist. Durch entsprechende Abstimmung der beiden Deformationselemente auf die jeweiligen unterschiedlichen Unfallszenarien ergibt sich insgesamt eine Deformationseinrichtung, welche in besonders günstiger Weise beide Lastfälle abdecken kann.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Vorderansicht auf eine Deformationseinrichtung für einen Vorbau eines Personenkraftwagens mit einer sich in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeugquerrichtung zumindest zwischen Längsträgern einer ersten Hauptlängsträgerebene und einer darunter liegenden zweiten Längsträgerebene erstreckenden Trägerstruktur, durch welches ein erste und ein zweites Deformationselement getragen sind, welche sich in Fahrzeugquerrichtung jeweils zumindest zwischen den jeweiligen Längsträgern erstrecken;
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2 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Deformationseinrichtung entlang einer durch die Linie A-A in 1 repräsentierten, in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Schnittebene, wobei die beiden Deformationselemente vorliegend jeweils unmittelbar an der Trägerstruktur angeordnet sind und jeweils unterschiedliche Deformationseigenschaften aufweisen;
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3 eine schematische Schnittansicht einer Deformationseinrichtung gemäß einer gegenüber 2 modifizierten zweiten Ausführungsform entlang einer ebenfalls durch die Linie A-A in 1 repräsentierten, in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Schnittebene, wobei das zweite Deformationselement unter Vermittlung des ersten Deformationselements an der Trägerstruktur angeordnet ist;
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4 eine weitere Schnittansicht der Deformationseinrichtung gemäß 3 in einer detaillierten Ausgestaltungsform gemäß einer durch die Linie IV-IV in 1 repräsentierten, in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Schnittebene, wobei zwei erste Deformationselemente vorgesehen sind, welche als integrale Teile bzw. Bauteilbereiche der Trägerstruktur ausgebildet sind, an welcher sich außerdem ein zweites Deformationselement abstützt und
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5 eine Perspektivansicht der Trägerstruktur gemäß 4 bei weggelassenem zweiten Deformationselement, wobei hierdurch insbesondere die beiden Bauteilbereiche der Trägerstruktur erkennbar sind, welche das jeweilige erste Deformationselement bilden.
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In 1 ist in einer schematischen Vorderansicht ein Vorbau 10 eines Personenkraftwagens mit einer Deformationseinrichtung dargestellt. Diese Deformationseinrichtung wird deutlicher erkennbar in jeweiligen schematischen Schnittansichten gemäß den 2 und 3 sowie einer etwas detaillierteren Schnittansicht gemäß 4, welche Schnitte entlang einer in 1 angedeuteten Linie A-A bzw. IV-IV entlang einer in Fahrzeughochrichtung bzw. in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Schnittebene zeigen.
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Die schematischen Darstellungen gemäß den 2 und 3 zeigen dabei zwei Ausführungsformen der Deformationseinrichtung in jeweils äußerst schematischer Form, 4 zeigt die konkrete Ausgestaltung der in 1 dargestellten, jedoch prinzipiell der Ausgestaltung nach 3 ähnlichen Ausführungsform.
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In den 2 bis 4 ist zunächst ein Längsträger 12 einer ersten Längsträgerebene L1 erkennbar. Diese Längsträgerebene L1 wird üblicherweise auch als Hauptlängsträgerebene mit entsprechenden Hauptlängsträgern 12 bezeichnet. Am vorderen Ende der Längsträger 12 ist dabei in üblicherweise ein Stoßfängerquerträger 14 abgestützt, welcher beispielsweise einem Frontendmodul zugeordnet sein kann.
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Unterhalb der ersten Längsträgerebene L1 verlaufen jeweilige Längsträger 16 einer zweiten Längsträgerebene L2, welche beispielsweise auch durch einen Hilfsrahmen bzw. Integralträger, der unterseitig an den Längsträger 12 der ersten Längsträgerebene L1 angeschraubt oder dergleichen befestigt wird, gebildet werden können. Vorderseitig der Längsträger 16 der zweiten, unteren Längsträgerebene L2 sind jeweilige Energieabsorptionselemente 18 angedeutet, welche üblicherweise auch als Crashboxen bezeichnet werden.
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Oberhalb der beiden gezeigten Längsträgerebenen L1 und L2 kann gegebenenfalls noch eine obere Längsträgerebene angeordnet sein, welche durch jeweilige Längsträger auf Höhe entsprechender Kotflügelbänke gebildet werden.
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Wie nun prinzipiell aus den 1 bis 4 erkennbar ist, umfasst die Deformationseinrichtung eine Trägerstruktur 20, welche sich in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeugquerrichtung zumindest zwischen den Längsträgern 12 der ersten Längsträgerebene L1 und den Längsträgern 16 der zweiten Längsträgerebene L2 erstreckt.
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So wird insbesondere aus 1 zunächst erkennbar, dass sich die Trägerstruktur 20 zumindest über eine solche Fahrzeugbreite in Fahrzeugquerrichtung erstreckt, dass die Trägerstruktur 20 in Überdeckung mit den jeweiligen Längsträgern 12 und 16 der beiden Längsträgerebenen L1 und L2 angeordnet ist. Wie des Weiteren aus den 2 bis 4 erkennbar ist, erstreckt sich die Trägerstruktur 20 in Fahrzeughochrichtung zumindest nach unten und nach oben hin so weit, dass die jeweiligen Längsträger 12, 16 der beiden Längsträgerebenen L1, L2 zumindest partiell überdeckt sind. Die Trägerstruktur 20 kann dabei prinzipiell verschiedene Gestaltungen haben. So ist es beispielsweise denkbar, aus Blechen eine schildartige Trägerstruktur 20 zu bilden. Gleichfalls sind natürlich auch Rahmenkonstruktionen oder Hybridbauteile denkbar, welche teilweise aus Kunststoff und teilweise aus Metallelementen bestehen. Bei der Ausführungsform gemäß 1 ist die Trägerstruktur 20 in etwa so breit ausgebildet wie der Abstand der jeweiligen Längsträger 12, 16 in Fahrzeugquerrichtung. Gleichfalls ist es jedoch denkbar, die Trägerstruktur 20 bedeutend breiter auszubilden, beispielsweise etwa so breit wie der in 1 dargestellte Stoßfängerquerträger 16.
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Wie nun des Weiteren aus den 2 und 3 erkennbar ist, ist durch die Tragstruktur 20 wenigstens ein erstes Deformationselement 22 und wenigstens ein zweites Deformationselement 24 getragen. Die beiden Deformationselemente 22, 24 weisen dabei unterschiedliche Deformationseigenschaften, insbesondere eine unterschiedliche Härte bzw. Steifigkeit auf, um bei unterschiedlichen Unfallszenarien bzw. Lastfällen die jeweiligen Anforderungen optimal zu erfüllen.
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Das erste Deformationselement 22 dient dabei für Frontalkollisionen mit niederer bis mittlerer Geschwindigkeit, wie diese beispielsweise mit Pendelversuchen simuliert werden. Bei derartigen Frontalkollisionen bzw. Pendellastfällen ist eine frühe und wenig nachgiebige Abstützung des Strukturaufbaus der Deformationseinrichtung unter Einhaltung von Grenzkräften erforderlich. Aus diesem Grund ist das erste Deformationselement 22 vorliegend härter bzw. steifer ausgebildet als das zweite Deformationselement 24.
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Dieses zweite Deformationselement 24 dient im vorliegenden Fall zur Erfüllung von Fußgängerschutzanforderungen, bei welcher ein weicher, nachgiebiger Strukturaufbau der Deformationseinrichtung unter Einhaltung von Mindesteindringtiefen von erheblicher Bedeutung ist. Aus diesem Grund ist das zweite Deformationselement 24 entsprechend weicher ausgebildet als das erste Deformationselement 22.
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Beide Deformationselemente 22, 24 erstrecken sich im vorliegenden Fall in Fahrzeugquerrichtung zumindest zwischen den jeweiligen Längsträgern 12, 16 der beiden Längsträgerebenen L1 und L2, um eine hinreichende Abstützung bei den beschriebenen Lastfällen zu ermöglichen. Der Unterschied der beiden Ausführungsformen gemäß den 2 und 3 besteht dabei insbesondere darin, dass bei der Ausführungsform gemäß 2 beide Deformationselemente 22, 24 unmittelbar an der Trägerstruktur 20 abgestützt sind, wohingegen bei der Ausführungsform gemäß 3 das zweite Deformationselement 24 unter Vermittlung des ersten Deformationselements 22 an der Trägerstruktur 20 abgestützt ist.
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Das erste Deformationselement 22 erstreckt sich bei der Ausführungsform gemäß 2 über einen unteren Teilbereich der Trägerstruktur 20, zumindest jedoch bis etwa auf halbe Höhe der Trägerstruktur 20. Bei der Ausführungsform gemäß 3 erstreckt sich das erste Deformationselement 22 hingegen über die zumindest annähernd gesamte Höhe der Trägerstruktur 20. Das zweite Deformationselement 24 hingegen ist bei beiden Ausführungsbeispielen in einem oberen Bereich der Trägerstruktur 20 angeordnet, da es vorzugsweise nahe des Eckbereichs zwischen der vorderen Stirnseite und der Oberseite des Kraftwagenbugs angeordnet sein soll, um entsprechende Funktionen hinsichtlich des Fußgängeranpralls wahrnehmen zu können.
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Bei den 2 und 3 ist eine Außenkontur einer Stoßfängerverkleidung 26 gestrichelt angedeutet, welche sich bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung an dem jeweiligen Deformationselement 22, 24 abstützt. Außerdem symbolisiert ein Pfeil 28 eine Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftwagens.
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4 zeigt gegenüber den 2 und 3 eine dahingehend konkretisierte Ausgestaltung der Deformationseinrichtung, dass diese in Hybridbauweise gestaltet ist. Wie in Zusammenschau der 1 und 4 erkennbar ist, ist die Trägerstruktur 20 im vorliegenden Fall so ausgebildet, dass diese beispielsweise zwei Bauteilbereiche 30, 32 umfasst, welche jeweilige erste Deformationselemente 22 bilden bzw. dessen jeweilige Funktion übernehmen. Die Besonderheit im vorliegenden Fall liegt nun darin, dass die ersten Deformationselemente 22 als integraler Bestandteil der Trägerstruktur 20 ausgebildet sind.
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Dies ist im Weiteren auch anhand von 5 erkennbar, welche die Trägerstruktur 20 mit den beiden Bauteilbereichen 30, 32, welche das jeweilige erste Deformationselement 22 bilden, nochmals in einer Perspektivansicht dargestellt ist. Dabei ist zudem erkennbar, dass sich die Trägerstruktur 20 mit den beiden Bauteilbereichen 30, 32, welche das jeweilige erste Deformationselement 22 bilden, sich annähernd über die gesamte Breite des Fahrzeugs bzw. des Stoßfängerquerträgers 14 erstreckt, welcher – wie dies aus 4 erkennbar ist – hinter dem oberen Bauteilbereich 30 der Trägerstruktur 20 angeordnet ist, welcher das obere erste Deformationselement 22 bildet.
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In Zusammenschau der 1, 4 und 5 wird außerdem erkennbar, dass die Trägerstruktur 20 über jeweilige Verschraubungen 34 mit dem Stoßfängerquerträger 14 verbunden ist. Demzufolge ist die Trägerstruktur 20 oberseitig über den Stoßfängerquerträger 14 mit den Längsträgern 12 der ersten Längsträgerebene L1 verbunden bzw. abgestützt. Über weitere Verschraubungen 36 ist die Trägerstruktur 20 unterseitig der jeweiligen Energieabsorptionselemente 18 befestigt und abgestützt, welche ihrerseits wiederum vorderseitig der Längsträger 16 der zweiten Längsträgerebene abgestützt sind. Somit ergibt sich eine großformatige Festlegung und Abstützung der Trägerstruktur mit den beiden ersten Deformationselementen 22 an den entsprechenden Längsträgern 12 und 16.
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Aus 4 ist des Weiteren erkennbar, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel das zweite Deformationselement 24 wiederum oberseitig in einem Eckbereich zwischen der vorderen Stirnwand und der Oberseite der Stoßfängerverkleidung 26 angeordnet ist. Das zweite Deformationselement 24 ist dabei insbesondere aus einem entsprechenden Schaumstoff oder dergleichen Kunststoff, welcher üblicherweise auch als Prallschaum bezeichnet wird, gebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19911832 C2 [0002]
- DE 102007032031 A1 [0003]
- DE 102006041095 B4 [0004, 0007]
