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HINTERGRUND
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Während eines versetzten Frontalaufpralls eines Fahrzeugs ist die Richtung des Aufpralls zu größeren Strukturkomponenten des Fahrzeugs versetzt. Versetzte Fahrzeugaufpralle können mittels eines Crashtests für einen Frontalaufprall an starrem Hindernis mit kleinem Versatz (SORB – Small Offset Rigid Barrier) simuliert werden. Beispielsweise legt das Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) einen Standard für einen SORB-Crashtest für einen Fontalaufprall fest, bei dem das Fahrzeug mit 40 Meilen/Stunde auf ein starres Hindernis aufprallt, wobei 25 % eines äußeren Teils des Fahrzeugs das starre Hindernis überlappen.
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Während des Frontalaufpralls kann das Rad so ausgerichtet sein, dass ein vorderer Teil des Rades auswärts relativ zu einem hinteren Teil des Rades positioniert ist. In dieser Position kann das Rad zwischen einer Stoßfängerstange des Fahrzeugs und einer Rückseite eines Radkastens des Fahrzeugs eingeschlossen sein. Wenn sich die Stoßfängerstange in Richtung Rückseite des Radkasten bewegt, können der Stoßfänger und/oder andere Komponenten des Fahrzeugs das Rad dazu bringen, in einen Fahrgastraum des Fahrzeugs einzudringen, z. B. durch einen Boden oder ein Armaturenbrett des Fahrzeugs. Eindringen des Rades in den Boden oder das Armaturenbrett des Fahrzeugs ist eine Metrik, die bei dem SORB-Crashtest für einen Fontalaufprall von IIHS erfasst wird. Es bleibt eine Möglichkeit, Komponenten des Fahrzeugs so zu konzipieren, dass das Rad während eines Frontalaufpralls mit Versatz am Eindringen in den Fahrgastraum gehindert wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem in gestrichelten Linien gezeigten Felgeneingriffselement in einem Radkasten des Fahrzeugs.
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines Bodens des Fahrzeugs mit dem Felgeneingriffselement, das aus einem Unterboden des Fahrzeugs auskragt.
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3 ist eine perspektivische Ansicht des Felgeneingriffselements, wenn eine Felge des Fahrzeugs während eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs anfänglich auf das Felgeneingriffselement aufprallt.
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4 ist die perspektivische Ansicht aus 3, wenn sich die Felge während des Frontalaufpralls weiter in Richtung des Unterbodens bewegt.
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5 ist die perspektivische Ansicht aus 4, wenn sich die Felge während des Frontalaufpralls weiter in Richtung des Unterbodens bewegt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Bezug nehmend auf die Figuren, wobei gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile bezeichnen, umfasst ein Fahrzeug 10 einen Schweller 12 und einen Unterboden 14, der am Schweller 12 befestigt ist. Der Schweller 12 und der Unterboden 14 definieren zumindest teilweise einen Radkasten 16. Eine Felge 18 ist in dem Radkasten 16 angeordnet. Ein Felgeneingriffselement 20 kragt aus dem Unterboden 14 aus und erstreckt sich in den Radkasten 16.
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Während eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs 10 kann die Felge 18 nach hinten in Richtung des Unterbodens 14 gedrückt werden. Die Felge 18 kann während Bewegung der Felge 18 in Richtung des Unterbodens 14 in Eingriff mit dem Felgeneingriffselement 20 kommen. In dieser Situation umfasst die Felge 18 das Felgeneingriffselement 20, und das Felgeneingriffselement 20 kann die Bewegung der Felge 18 führen, um ein Eindringen der Felge 18 in einen Boden, ein Armaturenbrett und/oder einen Fahrgastraum des Fahrzeugs 10 zu begrenzen oder zu verhindern. Das Felgeneingriffselement kann zumindest einen Teil der durch den Frontalaufprall erzeugten Kraft absorbieren. Insbesondere, wenn die Felge 18 in Eingriff mit dem Felgeneingriffselement 20 kommt, kann das Felgeneingriffselement 20 Kraft von der Felge 18 absorbieren und Kraft auf andere Komponenten von Fahrzeug 10, z. B. den Unterboden 14, den Schweller 12 usw. übertragen.
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Wie in 2 gezeigt, kann eine Karosserie 32 des Fahrzeugs den Schweller 12 und den Unterboden 14 umfassen. Die Karosserie 32 kann, beispielsweise, ein selbsttragender Aufbau sein, d. h. einen Aufbau als unitärer Körper, im Gegensatz zu einem nicht selbstragenden Aufbau. Der selbsttragende Aufbau umfasst einen unitären Körper. Der nicht selbstragende Aufbau umfasst einen separaten Rahmen, einschließlich Längsholme, an denen eine separate Karosserie befestigt ist. Mit anderen Worten, der Schweller 12 und der Unterboden 14 sind als ein unitärer Körper ausgebildet.
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Der Schweller 12 kann sich entlang einer Längsachse A erstrecken. Der Radkasten 16 kann ein Vorderradkasten sein, und der Schweller 12 kann sich von dem Radkasten 16 zum Hinterradkasten 22 erstrecken. Der Schweller 12 kann ein Ende 24 umfassen, das zum Radkasten 16 zeigt und das zumindest teilweise den Radkasten 16 definiert. Der Schweller 12 kann aus jedem geeigneten Material, z. B. Aluminium, Stahl usw. ausgebildet sein. Das Fahrzeug 10 kann ein Paar Schweller 12 umfassen, wobei einer der Schweller 12 an einer linken Seite des Fahrzeugs 10 angeordnet ist und einer der Schweller 12 an einer rechten Seite des Fahrzeugs 10 angeordnet ist.
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Die Fahrzeugkarosserie 32 kann ein Karosserieelement 26 umfassen, das vom Schweller 12 beabstandet ist und das sich entlang des Radkastens 16 erstreckt. Das Karosserieelement 26 ist eine Komponente des selbsttragenden Aufbaus, wie oben dargestellt. Das Karosserieelement 26 kann, beispielsweise, ein Träger an der Frontpartie der Fahrzeugkarosserie 32 sein, wie in 2–5 gezeigt. Der Schweller 12 kann an der Innenseite des Radkastens 16 angeordnet sein. Das Karosserieelement 26 kann vom Schweller 12 beabstandet sein, und der Unterboden 14 kann sich vom Schweller 12 zum Karosserieelement 26 erstrecken. Das Karosserieelement 26 kann aus jedem geeigneten Material, z. B. Aluminium, Stahl usw., ausgebildet sein.
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Weiterhin Bezug nehmend auf 2 kann sich der Unterboden 14 vom Schweller 12 in eine Richtung quer zur Längsachse A erstrecken. Der Unterboden 14 kann sich von einem der Schweller 12 zum anderen der Schweller 12 erstrecken.
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Der Unterboden 14 kann eine Oberfläche 28 umfassen, die zum Radkasten 16 zeigt und zumindest teilweise den Radkasten 16 definiert. Die Oberfläche 28 kann im Fahrzeug 10 ausgehend vom Karosserieelement 26 zum Schweller 12 in eine nach hinten gerichteten Richtung abgeschrägt sein. Die Oberfläche 28 stützt das Felgeneingriffselement 20. Wie oben beschrieben und in den 3–5 gezeigt, kann der Unterboden 14 während des Frontalaufpralls Kraft von der Felge 18 absorbieren.
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Beispielsweise kann das Felgeneingriffselement 20 Kraft von der Felge 18 auf den Unterboden 14 übertragen. Der Unterboden 14 kann sich verformen, um Kraft von der Felge 18 zu absorbieren. Der Unterboden 14 kann dazu ausgelegt sein, während des Frontalaufpralls durch die Felge 18 oder andere Komponenten des Fahrzeugs 10 verformt zu werden. Beispielsweise kann der Materialtyp und/oder die Form des Unterbodens 14 dazu konzipiert sein, eine solche Verformung zu begünstigen. Der Unterboden 14 kann aus jedem geeigneten Material, z. B. Stahl, Aluminium usw., ausgebildet sein.
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Der Unterboden 14 kann eine Torque Box 30, die die Oberfläche 28 präsentiert, umfassen, d. h. das Felgeneingriffselement 20 kann an der Oberfläche 28 der Torque Box 28 befestigt sein. Die Torque Box 30 kann zwischen dem Karosserieelement 26 und dem Schweller 12 angeordnet sein. Die Torque Box 30 kann an den Schweller 12 anschlagen und kann sich in einer Richtung quer zur Längsachse A erstrecken. Auf diese Weise kann die Torque Box 30 das Karosserieelement 26 mit dem Schweller 12 verbinden. Die Torque Box 30 kann zumindest teilweise den Radkasten 16 definieren.
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Die Torque Box 30 kann die Karosserie 32 gegen Kräfte, die durch Betrieb von Fahrzeug 10 erzeugt werden, wie etwa Verwindungskräfte, die durch Fahrzeug 10 während Betriebs erzeugt werden, verstärken und die Kraft auf die Fahrzeugkarosserie 32, z. B. den Unterboden 14, das Karosserieelement 26, den Schweller 12 usw. übertragen. Die Torque Box 30 kann das Felgeneingriffselement 20 stützen und kann die Kraft aus dem Frontalaufprall, die von dem Felgeneingriffselement 20 übertragen wurde, aufnehmen. Die Torque Box 30 kann die Kraft auf andere Komponenten von Fahrzeug 10, z. B. den übrigen Unterboden 14, den Schweller 12 usw. übertragen.
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Ein Rad 34 des Fahrzeugs 10 ist in dem Radkasten 16 angeordnet und kann die Felge 18 und einen auf der Felge 18 montierten Reifen 36 umfassen. Das Rad 34 kann vom Unterboden 14, vom Felgeneingriffselement 20 und vom Karosserieelement 26 beabstandet sein. Die Felge 18 kann aus jedem geeigneten Material, z. B. Stahl, Aluminium usw., ausgebildet sein.
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Die Felge 18 kann ein Paar Flansche 38 umfassen, die voneinander beabstandet sind. Insbesondere kann die Felge 18 einen mittleren Teil 40 umfassen, der sich zwischen den Flanschen 38 erstreckt. Die Flansche 38 und der mittlere Teil 40 erstrecken sich jeweils umlaufend um die Felge 18.
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Das Felgeneingriffselement 20 kann am Unterboden 14 zwischen dem Karosserieelement 26 und dem Schweller 12 angeordnet sein. Insbesondere, wie in den Figuren gezeigt, kann das Felgeneingriffselement 20 an der Torque Box 30 zwischen dem Karosserieelement 26 und dem Schweller 12 angeordnet sein. Das Felgeneingriffselement 20 ist vom Schweller 12 beabstandet, d. h. es ist von der Innenseite des Schwellers 12 beabstandet. Das Felgeneingriffselement 20 kann auch vom Karosserieelement 26 beabstandet sein.
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Das Felgeneingriffselement 20 kann sich vom Unterboden 14 aus in eine Richtung entlang der Längsachse A und zur Felge 18 hin erstrecken, d. h. beabstandet von und parallel zur Längsachse A. Das Felgeneingriffselement 20 kann eine innen liegende Seite 42 und eine außen liegende Seite 44 umfassen, die sich jeweils vom Unterboden 14 zur Felge 18 erstrecken. Sowohl die innen liegende Seite 42 als auch die außen liegende Seite 44 können jede geeignete Länge haben. Insbesondere, wie in 2–3 gezeigt, können die innen liegende Seite 42 und die außen liegende Seite 44 unterschiedliche Längen haben, sodass das Felgeneingriffselement 20 angeschrägt ist, wie nachfolgend weiter beschrieben.
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Das Felgeneingriffselement 20 kann ein Ende 46 umfassen, das dem Unterboden 14 gegenüberliegt, d. h. von diesem weg zeigt, und von der Felge 18 beabstandet ist. Das Ende 46 kann so geformt sein, dass es in Eingriff mit der Felge 18 kommt, wenn sich die Felge 18 in Richtung des Felgeneingriffselements 20 bewegt. Insbesondere kann das Ende 46 in Richtung des Schwellers 12 und/oder des Karosserieelements 26 abgeschrägt sein, d. h. das Ende 46 kann von der innen liegenden Seite 42 zur außen liegenden Seite 44 schräg zulaufen. Wie in 3 gezeigt, kann die angeschrägte Position des Endes 46 des Felgeneingriffselements 20 auf den mittleren Teil 40 ausgerichtet sein, wenn sich die Felge 18 in Richtung des Felgeneingriffselements 20 bewegt.
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Wie in 3–5 gezeigt, kann das Felgeneingriffselement 20 starr relativ zur Felge 18 sein, d. h. die Felge 18 kann flexibel relativ zum Felgeneingriffselement 20 sein. Mit anderen Worten, die Felge 18 kann sich relativ zum Felgeneingriffselement 20 verformen, wenn die Felge 18 während eines Frontalaufpralls in Kontakt mit dem Felgeneingriffselement 20 kommt. Daher kann sich das Felgeneingriffselement 20 während des Frontalaufpralls in die Felge 18 einhängen und die Bewegung der Felge 18 leiten, wie in 3–5 gezeigt.
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Das Felgeneingriffselement 20 kann am Unterboden 14 in jeder geeigneten Weise montiert sein, wie etwa durch Befestigen, Schweißen usw. Insbesondere kann das Felgeneingriffselement 20 am Unterboden 14 befestigt sein, d. h. kann sich während eines Frontalaufpralls mit dem Unterboden 14 bewegen, wie in 3–5 gezeigt. Das Felgeneingriffselement 20 kann den Unterboden 14 während des Frontalaufpralls verformen, wenn die Felge 18 in das Felgeneingriffselement 20 gedrückt wird.
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Das Felgeneingriffselement 20 kann aus jedem geeigneten Material ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Felgeneingriffselement 20 aus Metall, z. B. Borstahl, Stahl usw. ausgebildet sein. Als ein weiteres Beispiel kann das Felgeneingriffselement 20 aus einem polymeren Material, z. B. Nylon, Nylonverbund usw. ausgebildet sein.
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Wie in 3–5 gezeigt, kann das Felgeneingriffselement 20 dazu ausgelegt sein, z. B. entlang des Unterboden 14 positioniert und geformt zu sein, um zwischen Flanschen 38 in Eingriff mit der Felge 18 zu kommen. Wie in 2–5 gezeigt, bewegt sich das Rad 34 während des Frontalaufpralls in Richtung des Unterbodens 14 entlang eines gekrümmten Pfades und kommt entlang des gekrümmten Pfades mit dem Felgeneingriffselement 20 in Kontakt.
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Bezug nehmend auf 2 ist das Rad 34 während typischen Betriebs des Fahrzeugs 10 vom Felgeneingriffselement 20 beabstandet. Wie in 3 gezeigt, ist, wenn sich das Rad 34 entlang des gekrümmten Pfades bewegt, der mittlere Teil 40 der Felge 18 während des Frontalaufpralls auf das Felgeneingriffselement 20 ausgerichtet. Mit anderen Worten, die Felge 18 ist auf das Felgeneingriffselement 20 zwischen den Flanschen 38 ausgerichtet.
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Wie in 4 gezeigt, hängt sich das Felgeneingriffselement 20, während sich das Rad 34 während eines Frontalaufpralls weiter in eine im Fahrzeug 10 nach hinten gerichteten Richtung bewegt, in die Felge 18 ein, um die Bewegung der Felge 18 weg von einem Eindringen in den Boden und das Armaturenbrett des Fahrzeugs 10 zu leiten. Insbesondere kann, wenn sich das Rad 34 entlang der gekrümmten Linie bewegt, der mittlere Teil 40 der Felge 18 zuerst in Eingriff mit dem Felgeneingriffselement 20 kommen. Wenn sich das Rad 34 weiter bewegt, gleitet der mittlere Teil 40 entlang des Felgeneingriffselements 20, und das Felgeneingriffselement 20 kommt in Eingriff mit, d. h. hängt sich in ein in den Flansch 38 der Felge 18. Wenn der mittlere Teil 40 und der Flansch 38 in Eingriff mit dem Felgeneingriffselement 20 kommen, kann das Felgeneingriffselement 20 stationär relativ zur Felge 18 und zum Unterboden 14 bleiben, und die Bewegung der Felge 18 wird durch das Felgeneingriffselement 20 geführt.
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Wie in 5 gezeigt, fährt, wenn der Frontalaufprall andauert, das Felgeneingriffselement 20 fort, die Felge 18 zu führen, und überträgt Kraft von der Felge 18 auf den Unterboden 14. Der Unterboden 14 kann sich verformen, um Energie von der Felge 18 zu absorbieren und/oder die Felge 18 weg vom Eindringen in den Boden und das Armaturenbrett zu führen.
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Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Art beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie den Charakter von Worten der Beschreibung und nicht der Beschränkung aufweisen soll. Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung sind im Licht der obigen Lehren möglich und die Offenbarung kann anders als hier spezifisch beschrieben umgesetzt werden.
