DE102016217475A1

DE102016217475A1 - Crashanordnung

Info

Publication number: DE102016217475A1
Application number: DE102016217475.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Klinger; Walter Schmidt
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-09-14
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2018-03-15
Also published as: CN109689481A; US10889326B2; CN109689481B; WO2018050341A1; US20190225271A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Crashanordnung (42) mit einer Crashstrebe (56) für ein Rad (46) eines Kraftfahrzeugs, das mit einer Spurstangenanordnung, die mindestens eine Spurstangenstrebe (50, 52) aufweist, verbunden ist, wobei die mindestens eine Spurstangenstrebe (50) über mindestens ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul mit einem ersten Ende der Crashstrebe (56) verbunden ist, wobei ein zweites Ende der Crashstrebe (56) über ein karosserieseitiges Verbindungsmodul mit einer Karosserie (44) des Kraftfahrzeugs verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Crashanordnung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs.
Für einen "Small-Overlap" Crashfall eines Kraftfahrzeugs sind Maßnahmen für eine Radaufhängung bekannt, die eine Radführung aufgrund einer Beaufschlagung durch eine Crashbarriere nach außen sicherstellen sollen. Dies soll eine Bewegung des Rads, insbesondere eines Felgensterns und einer Bremsscheibe, möglichst außerhalb des Kraftfahrzeugs führen, um keinen Kraftschluss mit einem Schweller herzustellen oder sogar einen Fußraum zu gefährden.
Außerdem sind karosseriefeste Zusatzelemente vor dem Rad bekannt, die dazu führen sollen, dass ein Reifen bei einem Crash an einer günstigen Position getroffen und/oder gefasst wird oder einzelne Komponenten der Radaufhängung durchtrennt oder verbogen werden.
Nachteilig hierbei ist, dass das Rad erst sehr spät und nur in geringem Maß in eine gewünschte Stellung gebracht werden kann. Diese gewünschte Stellung kann z. B. eine Vorspur sein.
Hierbei wird versucht, dem Rad einen Lenkwinkel oder einen Radmittenversatz aufzuprägen, was allerdings erst dann möglich ist, wenn eine Crashbarriere bereits mit dem Reifen in Kontakt steht. Das Rad wird durch die Crashbarriere bereits zwangsgeführt, so dass kein nennenswerter Lenkwinkel und/oder Radmittenversatz mehr aufgeprägt werden kann. Weiterhin sind zum Durchtrennen oder Verbiegen von Komponenten der Radaufhängung sowie zum Beeinflussen der Radführung nach einem Kontakt mit der Crashbarriere große Kräfte nötig. Diese treten erst nach Überwindung einer elastischen und plastischen Verformung von Gummilagern, einem Lenker, einem Radträger und Karosserieanbindepunkten auf. Weil die Radaufhängung jedoch aus Komfortgründen generell in Längsrichtung weich ausgeführt wird, wird dieser Kraftschluss erst relativ spät aufgebaut.
Außerdem ist eine Sicherstellung einer Robustheit der Maßnahmen aufgrund einer Abhängigkeit von Kraftrichtungen, einer Einfederung und einem Lenkzustand einer Achse, aufgrund einer Materialgüte und Materialtoleranzen, bspw. von Gummilagern und eines Lenkers, und aufgrund eines Abgleitens von Kontaktflächen schwierig zu gewährleisten, weshalb zumeist keine eindeutig definierte Position des Rads im Crashfall gewährleistet werden kann.
Eine Spurstange für ein Kraftfahrzeug, die zur Veränderung ihrer Länge aus zumindest zwei teleskopartig ineinander angeordneten Spurstangenteilen besteht, ist in der Druckschrift DE 100 32 711 C2 beschrieben. Hierbei ist im Innern der Spurstange ein von einem Beschleunigungssensor angesteuerter Treib- oder Sprengsatz angeordnet, durch dessen Sprengwirkung die Längenänderung der Spurstange bewirkt wird.
In der Druckschrift DE 10 2014 211 631 A1 ist ein zweispuriges Kraftfahrzeug mit einer Karosserie, einer Radaufhängung, einem Radträger zur drehbeweglichen Aufnahme eines Rads, einer Lenkung mit einer Spurstange zum Lenken des Rads und zumindest einem Betätigungselement beschrieben, wobei mit dem zumindest einen Betätigungselement bei einem Crash und einer damit einhergehenden Deformation des Kraftfahrzeugs die Spurstange zu deformieren oder ein Lenkgetriebe der Lenkung zu verschieben und so das Rad gezielt zu lenken ist.
Die Druckschrift EP 1 748 911 B1 beschreibt eine Abweisvorrichtung bei einer teilüberdeckten Frontalkollision für ein Kraftfahrzeug, dessen Vorderwagen einen linken und einen rechten Längsträger aufweist. Die Abweisvorrichtung ist vor einem Vorderrad angeordnet und schützt das Vorderrad im Kollisionsfall, wobei die Abweisvorrichtung eine ungefähr in einer horizontalen Ebene liegende kinematische Kette bildet.
Ein Vorderbau eines Kraftfahrzeugs mit einem Querträger, der eine Lenkzahnstange unterstützt, die an jedem ihrer Enden einen Schwingarm aufweist, der schwenkbar mit einem Vorderrad des Fahrzeugs verbunden ist, ist aus der Druckschrift EP 1 780 102 B1 bekannt. Hierbei sind Führungsmittel für eine Verlagerung der Zahnstange nach hinten vorgesehen, wodurch auf die Schwingarme eingewirkt wird, was ermöglicht, die Verlagerung der Zahnstange längs einer schrägen Bahn zu führen, die nach hinten und zu der Seite des Fahrzeugs gegenüber einem Führerstand gerichtet ist, wobei sich im Fall eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs eine Rückseite eines Rads, die sich auf der Seite einer Lenksäule des Fahrzeugs befindet, in Richtung aus dem Fahrzeug verlagert.
Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, im Fall eines Crashes eines Kraftfahrzeugs eine unkontrollierte Bewegung eines Rads zu vermeiden sowie eine günstige Position des Rads im Crashfall zu erhalten.
Diese Aufgabe wird mit einer Crashanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ausführungsformen der Crashanordnung gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
Die erfindungsgemäße Crashanordnung umfasst als mindestens eine Komponente eine Crashstrebe und ist für ein Rad eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, das mit einer Spurstangenanordnung verbunden ist, die mindestens eine Spurstangenstrebe aufweist. Dabei ist die mindestens eine Spurstangenstrebe, die ebenfalls als Komponente der Crashanordnung ausgebildet sein kann, über mindestens bzw. jeweils ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul, bspw. mindestens eine spurstangenseitige Lagerstelle, die als spurstangenseitiger Lagerpunkt ausgebildet sein kann, mit einem ersten Ende der Crashstrebe verbunden. Ein zweites Ende der Crashstrebe ist über ein karosserieseitiges Verbindungsmodul, bspw. eine karosserieseitige Lagerstelle oder ein karosserieseitiges Koppelmodul, mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs unmittelbar oder mittelbar verbunden, bspw. an der Karosserie drehbar befestigt.
Hierbei ist es möglich, dass das Rad mit der Spurstangenanordnung gelenkt werden kann und die Crashanordnung für ein lenkbares Rad vorgesehen ist, dessen Rotationsachse relativ zu der Karosserie des Kraftfahrzeugs gedreht bzw. geschwenkt werden kann. Allerdings kann die Crashanordnung auch für ein in einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs nicht gelenktes Rad verwendet werden, dessen Rotationsachse im Normalbetrieb relativ zu der Karosserie starr angeordnet ist.
Alternativ oder ergänzend ist das bspw. lenkbare Rad über die Spurstangenanordnung mit einer Zahnstange einer Lenkanlage des Kraftfahrzeugs verbunden.
Die Crashanordnung ist dazu ausgebildet, Auswirkungen eines Crashes bzw. Unfalls auf das Rad zu reduzieren. Bei dem Crash kommt es zu einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einer Crashbarriere und somit mit einem Hindernis, die sich auch auf das Rad auswirken kann, wobei eine Bewegung des Rads, die aus der Kollision resultiert, durch die Crashanordnung gesteuert und/oder gelenkt wird.
Eine erste Variante der Crashanordnung ist für ein Rad vorgesehen, das über eine Spurstangenanordnung, die lediglich eine Spurstangenstrebe aufweist, mit der Zahnstange verbunden ist, wobei die eine Spurstangenstrebe einerseits mit der Zahnstange und andererseits mit dem Rad verbunden ist. Dabei ist die Crashstrebe über ein karosserieseitiges Verbindungsmodul mit der Karosserie und ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul mit der einen Spurstangenstrebe verbunden. Dabei ist mindestens eines der beiden Verbindungsmodule als ein in seiner Länge veränderbares Koppelmodul ausgebildet. Bei der ersten Variante, bei der die Crashstrebe mit der lediglich einen Spurstangenstrebe über das eine Verbindungsmodul verbunden ist, ist es möglich, dass ein erstes Ende der Crashstrebe über lediglich ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul, bspw. eine spurstangenseitige Lagerstelle oder ein spurstangenseitiges Koppelmodul, mit der einen Spurstangenstrebe verbunden ist.
Eine zweite und eine dritte Variante der Crashanordnung ist für ein Rad vorgesehen, das über eine Spurstangenanordnung, die zwei Spurstangenstreben aufweist, mit der Zahnstange verbunden ist. Dabei ist eine erste Spurstangenstrebe mit der Zahnstange und eine zweite Spurstangenstrebe mit dem Rad verbunden. Dabei ist die Crashstrebe über ein karosserieseitiges Verbindungsmodul mit der Karosserie und über mindestens ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul mit mindestens einer der Spurstangenstreben verbunden. Dabei sind diese Verbindungsmodule in der Regel als Lagerstellen ausgebildet.
Hierbei ist es bei der zweiten Variante möglich, dass das erste Ende der Crashstrebe über zwei spurstangenseitige Verbindungsmodule mit den beiden Spurstangenstreben verbunden ist. Dies bedeutet, dass das erste Ende über ein erstes Verbindungsmodul mit einer ersten Spurstangenstrebe und über ein zweites Verbindungsmodul mit einer zweiten Spurstangenstrebe verbunden ist. Die beiden Spurstangenstreben sind über das erste Ende der Crashstrebe miteinander verbunden.
Bei der dritten Variante der Crashanordnung sind die zwei Spurstangenstreben über eine spurstangenverbindende Lagerstelle miteinander verbunden. Dabei ist die Crashstrebe über ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul, bspw. eine spurstangenseitige Lagerstelle, nur mit einer der zwei Spurstangenstreben verbunden. Dabei kann die Crashstrebe entweder mit jener Spurstangenstrebe, die mit der Zahnstange verbunden ist, oder mit jener Spurstangenstrebe, die mit dem Rad verbunden ist, verbunden sein. Wie bei der ersten Variante ist bei der dritten Variante vorgesehen, dass die Crashstrebe über ein Verbindungsmodul mit lediglich einer Spurstangenstrebe verbunden ist.
Es ist bei der zweiten Variante, bei der je eine Spurstangenstrebe mit der Crashstrebe verbunden ist, jedoch auch möglich, dass das erste Ende der Crashstrebe über zwei spurstangenseitige Verbindungsmodule, die als Lagerstellen ausgebildet sind, mit jeweils einer der zwei Spurstangenstreben verbunden ist.
Bei der zweiten Variante können die zwei Spurstangenstreben über das erste Ende der Crashstrebe miteinander verbunden sein, wobei jeweils eine der zwei Spurstangenstreben über jeweils ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul, üblicherweise eine spurstangenseitige Lagerstelle, mit dem ersten Ende der Crashstrebe verbunden ist.
Das Rad kann unabhängig von einer Anzahl an Spurstangenstreben der Spurstangenanordnung mit dieser relativ zu der Karosserie gelenkt werden. Ein im Normalbetrieb nicht gelenktes Rad, dessen Rotationsachse relativ zu der Karosserie starr angeordnet ist, kann mit einer einteiligen Spurstangenanordnung oder einer zweiteiligen Spurstangenanordnung verbunden sein.
Die Crashanordnung umfasst mindestens eine Spurstangenstrebe und/oder ist für eine Spurstangenanordnung mit mindestens einer Spurstangenstrebe vorgesehen, wobei die mindestens eine Spurstangenstrebe, bspw. eine Spurstangenstrebe von zwei Spurstangenstreben, optional als ein in seiner Länge veränderbarer Aktor ausgebildet ist.
Das karosserieseitige Verbindungsmodul kann als karosserieseitige Lagerstelle ausgebildet sein, über die das zweite Ende der Crashstrebe unmittelbar bzw. direkt mit der Karosserie verbunden ist. Eine derartige karosserieseitige Lagerstelle kann für eine zweiteilige Spurstangenanordnung mit zwei Spurstangenstreben vorgesehen sein.
Alternativ hierzu kann das karosserieseitige Verbindungsmodul als Koppelmodul ausgebildet sein, über das das zweite Ende der Crashstrebe mittelbar bzw. indirekt mit der Karosserie verbunden ist.
Üblicherweise ist das mindestens eine spurstangenseitige Verbindungsmodul für eine zweiteilige Spurstangenanordnung mit zwei Spurstangenstreben als Lagerstelle ausgebildet.
Alternativ oder ergänzend ist das mindestens eine spurstangenseitige Verbindungsmodul für eine zweiteilige Spurstangenanordnung mit zwei Spurstangenstreben als Koppelmodul ausgebildet.
Ein derartiges karosserieseitiges und/oder spurstangenseitiges Koppelmodul kann für eine einteilige Spurstangenanordnung mit einer Spurstangenstrebe vorgesehen sein. Hierbei ist es möglich, dass das Koppelmodul mehrere, bspw. zwei Koppelelemente aufweist. Bei einem karosserieseitigen Koppelmodul ist ein erstes Koppelelement mit der Karosserie und ein zweites Koppelelement mit dem zweiten Ende der Crashstrebe verbunden. Bei einem spurstangenseitigen Koppelmodul ist ein erstes Koppelelement mit einer Spurstangenstrebe und ein zweites Koppelelement mit dem ersten Ende der Crashstrebe verbunden. Dabei ist eine Länge des Koppelmoduls variabel, wobei das Koppelmodul bspw. teleskopartig ausgebildet ist. In diesem Fall ist es möglich, dass beide Koppelelemente zumindest teilweise als Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet sind. Dabei ist ein erstes der beiden Rohre, das einen kleineren Durchmesser aufweist, innerhalb eines zweiten der beiden Rohre, das einen größeren Durchmesser aufweist, teleskopartig verschiebbar geführt.
In der Regel ist die mindestens eine Spurstangenstrebe der Spurstangenanordnung mit einem Radträger des Rads verbunden. Dabei kann der Radträger je nach Definition als Teil des Rads oder als ein dem Rad zugeordnetes Bauteil ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden.
Bei sämtlichen Varianten der Crashanordnung ist es möglich, dass das mindestens eine spurstangenseitige Verbindungsmodul zwischen dem karosserieseitigen Verbindungsmodul, d. h. der karosserieseitigen Lagerstelle oder dem karosserieseitigen Koppelmodul, und einem Schweller des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
Die Crashanordnung kann für jedes Rad und somit auch für ein relativ zu der Karosserie lenkbares bzw. gelenktes Rad oder für ein relativ zu der Karosserie starr angeordnetes, nicht gelenktes Rad verwendet werden. Das Rad kann an einer in der Regel lenkbaren Vorderachse des Kraftfahrzeugs angeordnet sein, wobei das karosserieseitige Verbindungsmodul, d. h. die karosserieseitige Lagerstelle oder das karosserieseitige Koppelmodul, in einer Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem mindestens einen spurstangenseitigen Verbindungsmodul angeordnet ist.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Crashanordnung für ein bspw. lenkbares Rad verwendet wird, das an einer bspw. lenkbaren Hinterachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Dabei ist das karosserieseitige Verbindungsmodul, d. h. die karosserieseitige Lagerstelle oder das karosserieseitige Koppelmodul, in einer Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs hinter dem mindestens einen spurstangenseitigen Verbindungsmodul angeordnet. Die Crashanordnung ist für ein Rad vorgesehen, das an einer Vorderachse angeordnet ist. Allerdings kann die Crashanordnung auch für ein Rad an einer Hinterachse eingesetzt werden.
Die Crashanordnung für das Rad umfasst die Crashstrebe, die eine vorne liegende bzw. in Vorwärtsfahrtrichtung vor dem Rad liegende Spurstangenanordnung, die die mindestens eine Spurstangenstrebe umfasst, mit der Karosserie verbindet. Hierbei ist es möglich, dass die mindestens eine Spurstangenstrebe vor oder hinter einer Mitte des Rads, üblicherweise über einen Radträger, mit dem Rad verbunden ist. So kann die Vorderachse oder die Hinterachse je nach Anforderung über eine hinter oder eine vor der Mitte des Rads liegende Spurstangenstrebe mit der Crashstrebe verbunden sein. So kann mit der Crashanordnung je nach Anforderung, bspw. bei einem Small-Overlap Crashfall, ein entsprechendes Nachspurlenken oder ggf. Vorspurlenken des Rads realisiert werden.
Die Spurstangenanordnung kann lediglich eine Spurstangenstrebe oder zwei Spurstangenstreben aufweisen. Die mindestens eine Spurstangenstrebe kann auch als Spurstangensegment bezeichnet werden.
Die Spurstangenanordnung ist über die zahnstangenseitige Lagerstelle mit der Zahnstange und über die radseitige Lagerstelle mit dem Rad, bspw. dem Radträger des Rads, je nach Definition direkt oder indirekt verbunden. Falls die Spurstangenanordnung nur eine Spurstangenstrebe umfasst, ist diese über die zahnstangenseitige Lagerstelle mit der Zahnstange und über die radseitige Lagerstelle mit dem Rad, bspw. über dessen Radträger, direkt oder indirekt verbunden. Falls die Spurstangenanordnung zwei Spurstangenstreben umfasst, ist eine der beiden Spurstangenstreben über die zahnstangenseitige Lagerstelle mit der Zahnstange und die andere der beiden Spurstangenstreben über die radseitige Lagerstelle mit dem Rad, bspw. über dessen Radträger, direkt oder indirekt verbunden. Die radseitige Lagerstelle ist dem Rad zugewandt und/oder zugeordnet. Dies umfasst auch die Möglichkeit, dass die radseitige Lagerstelle explizit mit dem Radträger oder einer anderen Komponente des Rads verbunden ist.
Demnach ist an der mindestens einen Spurstangenstrebe die Crashstrebe als zusätzliches Element angebracht, die an der mindestens einen Spurstangenstrebe, d. h. einer Spurstangenstrebe oder zwei Spurstangenstreben, über mindestens ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul, d. h. eine spurstangenseitige Lagerstelle oder ein spurstangenseitiges Koppelmodul oder zwei spurstangenseitige Lagerstellen, gelagert und mit der Spurstangenanordnung verbunden ist. Die Crashstrebe ist von der mindestens einen Spurstangenstrebe in Vorwärtsfahrtrichtung nach vorne zeigend über das karosserieseitige Verbindungsmodul, d. h. entweder über die karosserieseitige Lagerstelle, bspw. einen karosserieseitigen Lagerpunkt, oder über das karosserieseitige Koppelmodul, an der Karosserie angebracht bzw. mit der Karosserie verbunden.
Bei einem Crashfall wird durch die Crashstrebe zunächst bewirkt, dass das karosserieseitige Verbindungsmodul, bspw. die karosserieseitige Lagerstelle oder das karosserieseitige Koppelmodul, für ein Rad an der Vorderachse nach hinten oder für ein Rad an der Hinterachse nach vorne geschoben wird. Dadurch drückt die Crashstrebe auf die mindestens eine Spurstangenstrebe der Spurstangenanordnung, wobei sich ein Abstand zwischen der zahnstangenseitigen Lagerstelle und der radseitigen Lagerstelle verringert, wobei die zahnstangenseitige Lagerstelle, bspw. ein zahnstangenseitiger Lagerpunkt, zwischen der Zahnstange und der mindestens einen Spurstangenstrebe angeordnet ist.
Die radseitige Lagerstelle, bspw. ein radseitiger Lagerpunkt, ist zwischen der mindestens einen Spurstangenstrebe und bspw. einem Radträger des Rads angeordnet. Hierdurch wird das Rad, sofern es an der Vorderachse angeordnet ist und sich die mindestens eine Spurstangenstrebe vor der Mitte des Rads befindet, in Richtung der Vorspur gelenkt. In einer derartigen Vorspurstellung wird das Rad im Falle eines Crashes zwar von der Crashbarriere getroffen, jedoch von der Crashanordnung noch weiter nach hinten auf einen Schweller des Kraftfahrzeugs gedrückt.
Die Crashbarriere kann als ein harter Prüfbock oder Unfallgegner, bspw. ein Baum oder ein Hauseck, der mit dem Kraftfahrzeug im Crashfall kollidiert, ausgebildet sein. Beim Small-Overlap-Crash trifft die Crashbarriere mit einer geringen Überdeckung auf das Kraftahrzeug, wobei eine bei dem Crashfall entstandene Energie von der Crashanordnung aufgenommen wird, da ein primärer Energieaufnehmer, bspw. ein Längsträger bei dem Small-Overlap-Crash, nicht beaufschlagt wird. Das Kraftfahrzeug schlägt bei dem Crashfall auf die Crashbarriere auf und verformt sich. In Ausgestaltung verformt sich zunächst ein Frontmodul des Kraftfahrzeugs, bspw. ein Frontmodul der Karosserie. Anschließend gerät bzw. geraten die Crashstrebe und/oder das karosserieseitige Verbindungsmodul mit der Crashbarriere in Kontakt. Dann ist es vorgesehen, dass die Crashstrebe die mindestens eine Spurstangenstrebe, d. h. eine Spurstangenstrebe oder zwei Spurstangenstreben, verbiegt und damit das Rad in eine Lenkbewegung versetzt bevor das Rad auf die Crashbarriere aufschlägt.
Alternativ ist es möglich, dass das Rad, sofern es an der Hinterachse angeordnet ist und sich die mindestens eine Spurstangenstrebe hinter der Mitte des Rads befindet, in Richtung einer Nachspur gelenkt wird. In einer derartigen Nachspurstellung wird das Rad dann von der Crashanordnung getroffen und noch weiter nach vorne, auf den Schweller des Kraftfahrzeugs gedrückt, wobei das Rad in einer Nachspurrichtung gedreht werden kann.
Hierdurch ergibt sich eine zeitlich sehr frühe Wirkung, noch vor einem Kontakt der Crashbarriere mit dem Rad und einem Reifen, der auf das Rad aufgezogen ist, wobei diese Wirkung durch die Crashanordnung reduziert wird. Außerdem ergibt sich eine durch eine geführte Kinematik und eindeutige Krafteinleitung definierte und robuste Vorkonditionierung der Achse, an der das Rad aufgehängt ist. Die Zahnstange und das Lenkrad werden hierbei nur gering oder gar nicht beaufschlagt. Außerdem können maximale Radlenkwinkel erreicht und damit sichergestellt werden, dass sich mit dem Schweller kein Kraftschluss ergibt. Eine Robustheit der Crashanordnung ist auch bei Crashfällen außerhalb von Normbedingungen hinsichtlich eines Einfeder- und Lenkzustands, hinsichtlich verschiedener Überdeckungsgrade und Überdeckungswinkel der Crashanordnung und einer Umgebungstemperatur gegeben. Mit der Crashanordnung können Auswirkungen sämtlicher Frontalcrashes bzw. Frontalunfälle, bei denen das Rad beaufschlagt wird, bspw. bei einem Small-Overlap-Crash, reduziert werden.
Die Crashanordnung umfasst in Ausgestaltung mindestens ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul, d. h. die erste spurstangenseitige Lagerstelle oder ein spurstangenseitiges Koppelmodul und demnach ggf. auch die zwei spurstangenseitigen Lagerstellen, die etwa in der Mitte der Spurstangenanordnung, d. h. etwa in der Mitte nur einer Spurstangenstrebe oder zwischen zwei Spurstangenstreben angeordnet ist bzw. sind, sowie das karosserieseitige Verbindungsmodul, bspw. die karosserieseitige Lagerstelle oder das karosserieseitige Koppelmodul, das zu einer in Vorwärtsfahrtrichtung orientierten Mittelachse des Kraftfahrzeugs ungefähr denselben Abstand wie das mindestens eine spurstangenseitige Verbindungsmodul, das als Lagerstelle oder Koppelmodul ausgebildet sein kann, aufweist und in Vorwärtsfahrtrichtung deutlich vor dem mindestens einen spurstangenseitigen Verbindungsmodul angeordnet ist.
Falls die Spurstangenanordnung einteilig ausgebildet ist und lediglich eine Spurstangenstrebe aufweist, kann das zweite Ende der Crashstrebe über das als Koppelmodul ausgebildete und in seiner Länge veränderbare, karosserieseitige Verbindungsmodul mit der Karosserie verbunden sein. Dabei ist ein erstes Koppelelement des Koppelmoduls mit dem zweiten Ende der Crashstrebe und die Karosserie mit einem zweiten Koppelelement des Koppelmoduls verbunden. Die beiden Koppelelemente sind relativ zueinander verschiebbar, wodurch über das Koppelmodul zwischen der Crashstrebe und der Karosserie ein Längenausgleich erreichbar ist. In diesem Fall ist die Crashstrebe mittelbar mit der Karosserie verbunden. Dabei können die Crashstrebe und die Karosserie über das Koppelmodul entkoppelt sein. Bei einem Betrieb der Crashanordnung wird ein Fluss einer Kraft, die sich in einem Crashfall aufgrund einer Wirkung mit der Crashbarriere ergeben kann, von der Crashstrebe übertragen. Diese Kraft wirkt nicht auf das Rad sondern auf die mindestens eine Spurstangenstrebe, wobei die Kraft lediglich auf die eine Spurstangenstrebe einer einteiligen Spurstangenanordnung oder auf die mindestens eine Spurstangenstrebe einer zweiteiligen Spurstangenanordnung, bspw. auf eine Spurstangenstrebe oder auf beide Spurstangenstreben, wirkt. Die mindestens eine Spurstangenstrebe kann dann knicken, wodurch eine andere Kraft auf das Rad aufgebracht wird.
Das Koppelmodul weist in beispielhafter Ausgestaltung die beiden Koppelelemente auf und ist zweiteilig ausgebildet, wobei die Koppelelemente zueinander wie bei einem Teleskop verschiebbar sind. Hierbei sind beide Koppelelemente bspw. als Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet, wobei das Koppelelement mit dem kleineren Durchmesser in dem Koppelelement mit dem größeren Durchmesser verschiebbar bzw. teleskopierbar angeordnet ist. Mit diesem in seiner Länge veränderbaren Koppelmodul kann ein Abstand zwischen der Karosserie, an dem eines der beiden Koppelelemente angeordnet ist, und dem zweiten Ende der Crashstrebe, an dem das andere der beiden Koppelelemente angeordnet ist, ausgeglichen werden, wobei sich ein derartiger Abstand beim Lenken und Federn der Achse, an der das Rad angeordnet ist, auftreten kann. Bei einem Crashfall wird das teleskopierbare Koppelmodul soweit zusammengedrückt, bis die beiden relativ zueinander verschiebbaren Koppelelemente einen Anschlag erreichen. Im zusammengedrückten Zustand weist das Koppelmodul eine minimale Länge auf und kann eine Kraft der Crashstrebe auf die Spurstangenstrebe leiten. Weiterhin ist es möglich, dass die Crashstrebe derart ausgestaltet, bspw. in ihrer Länge veränderbar sein kann, dass die Kraft in das erste Ende der Crashstrebe und/oder die daran angeordnete spurstangenseitige Lagerstelle fließt, wohingegen das teleskopartige Koppelmodul selbst nicht in einen derartige Fluss der Kraft eingebunden ist, sondern nur das spurstangenseitige Ende der Crashstrebe.
Alternativ kann ein Koppelmodul, bspw. ein karosserieseitiges Koppelmodul und/oder ggf. mindestens ein spurstangenseitiges Koppelmodul, auch als einteiliges Bauteil ausgebildet sein. Dieses einteilige Koppelmodul weist eine definierte Drehachse auf und ist an der Karosserie, relativ zu der Karosserie und/oder gegenüber der Karosserie entlang der definierten Drehachse drehbar gelagert. Dieses Koppelmodul umfasst ebenfalls zwei Koppelelemente, bspw. zwei Lagerstellen, wobei ein erstes Koppelelement an der Karosserie und ein zweites Koppelelement an der Crashstrebe angeordnet ist. Dieses einteilige Koppelmodul verbindet die Crashstrebe mit der Karosserie und ist vorzugsweise so angeordnet, dass es im Crashfall nicht im Kraftfluss zwischen der Crashbarriere und Crashstrebe steht.
In einer möglichen Ausgestaltung ist es denkbar, dass auch eine Crashstrebe, deren erstes Ende über mindestens eine Spurstangenstrebe mit einer zweiteiligen Spurstangenanordnung verbunden ist, statt über eine Lagerstelle mit einem Verbindungsmodul, das als ein in seiner Länge veränderbares, bspw. teleskopierbares Koppelmodul ausgebildet sein kann, mit der Karosserie verbunden ist.
Die Crashanordnung kann für unterschiedliche Radaufhängungen und Achsen verwendet werden. Dies betrifft bspw. eine als Vorderachse ausgebildete Achse mit der Lenkanlage bzw. einer Lenkung, die in Vorwärtsfahrtrichtung vor einer Mitte des Rads angeordnet ist. Eine Lenkung hinter der Mitte des Rads wird zu einer Kürzung der Spurstangenanordnung, in der Regel der mindestens einen Spurstangenstrebe, und somit zu einem Nachspurwinkel führen. Außerdem kann die Crashanordnung für eine gelenkte oder nicht gelenkte Hinterachse verwendet werden. Für die als Hinterachse ausgebildete Achse ist ein Heckcrash der relevante Crashfall, wobei das karosserieseitige Verbindungsmodul, d. h. die karosserieseitige Lagerstelle oder das karosserieseitige Koppelmodul, in Vorwärtsfahrtrichtung deutlich hinter dem mindestens einen spurstangenseitigen Verbindungsmodul angeordnet ist.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashanordnung.
2 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashanordnung.
3 zeigt in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashanordnung.
4 zeigt in schematischer Darstellung eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashanordnung.
5 zeigt in schematischer Darstellung eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashanordnung.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleichen Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
Die erste Ausführungsform der Crashanordnung 2 ist in 1a schematisch dargestellt, wobei 1b ein Detail aus 1a zeigt. Diese erste Ausführungsform kann auch als eine erste Variante der Crashanordnung bezeichnet werden. Dabei zeigt 1a einen Teil einer Karosserie 4 eines Kraftfahrzeugs, eine Zahnstange 6 und eine Spurstangenstrebe 8 bzw. ein Spurstangensegment einer einteiligen Spurstangenanordnung einer Lenkanlage des Kraftfahrzeugs sowie ein Rad 10 des Kraftfahrzeugs, wobei dem Rad 10 ein Radträger 11 zugeordnet ist. Dabei ist die Zahnstange 6 über eine zahnstangenseitige Lagerstelle 7 mit einem ersten Ende der Spurstangenstrebe 8 verbunden. Das Rad 10, hier der Radträger 11 des Rads 10, ist über eine radseitige Lagerstelle 9 mit einem zweiten Ende der Spurstangenstrebe 8 verbunden. In 1a ist durch einen Pfeil 12 eine Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angedeutet, es handelt sich in der 1 um ein linkes, vorderes Rad 10.
Außerdem ist hier entlang der Spurstangenstrebe 8, etwa in der Mitte der Spurstangenstrebe 8 ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul, hier eine spurstangenseitige Lagerstelle 13, angeordnet, über das bzw. die ein erstes Ende einer Crashstrebe 14 mit der Spurstangenstrebe 8 verbunden ist. Ein zweites Ende der Crashstrebe 14 ist über ein karosserieseitiges Verbindungsmodul, hier über ein in seiner Länge veränderbares karosserieseitiges Koppelmodul 15 mit der Karosserie 4 verbunden. Dabei ist das karosserieseitige Koppelmodul 15 in Vorwärtsfahrtrichtung vor der spurstangenseitigen Lagerstelle 13 angeordnet. Die spurstangenseitige Lagerstelle 13 und das karosserieseitige Koppelmodul 15 an den Enden der Crashstrebe 14 weisen zu einer Mittelachse des Kraftfahrzeugs, die parallel zu der Vorwärtsfahrtrichtung orientiert ist, ungefähr denselben Abstand auf.
1b zeigt im Detail eine Lagerung des zweiten Endes der Crashstrebe 14 an der Karosserie 4 durch das Verbindungsmodul, das als karosserieseitiges Koppelmodul 15 ausgebildet ist. Mit diesem in einer Länge veränderbaren Koppelmodul 15 wird in einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs zwischen der Karosserie 4 sowie der Crashstrebe 14 und/oder der Spurstangenstrebe 8 ein Längenausgleich erreicht, weil die Crashstrebe 14 bei einem Lenken und Federn des Rads 10 bewegt wird.
Der Längenausgleich ist in 1b schematisch angedeutet, wobei das Koppelmodul drehbar und teleskopierbar ist. Das Koppelmodul 15 weist zwei Koppelelemente auf, die relativ zueinander verschiebbar sind, wobei ein erstes Koppelelement mit der Karosserie 4 und ein zweites Koppelelement mit der Crashstrebe 14 verbunden ist. In einem Crashfall fließt eine auftretende Kraft in die Crashstrebe 14, bspw. in das erste Ende der Crashstrebe 14. Dabei fließt die Kraft nicht in das Koppelmodul 15. Ein derartiger Längenausgleich kann auch über das spurstangenseitige Verbindungsmodul erreicht werden, falls es als ein in seiner Länge veränderbares Koppelmodul statt als spurstangenseitige Lagerstelle 13 ausgebildet ist.
Die in 2 schematisch dargestellte zweite Ausführungsform der Crashanordnung 16 ist für eine Lenkanlage vorgesehen, die neben einer Zahnstange 18 eine erste Spurstangenstrebe 20 und eine zweite Spurstangenstrebe 22 aufweist, die je nach Definition im Vergleich zu der einteiligen Spurstangenstrebe 8 aus 1 auch als zweiteilige Spurstangenanordnung mit zwei Spurstangenstreben 20, 22 bzw. Spurstangensegmenten ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden kann.
2 zeigt zudem einen Teil einer Karosserie 24 eines Kraftfahrzeugs. Dabei ist die Zahnstange 18 über eine zahnstangenseitige Lagerstelle 19 mit einem ersten Ende der ersten Spurstangenstrebe 20 verbunden. An einem zweiten Ende der ersten Spurstangenstrebe 20 ist eine erste spurstangenseitige Lagerstelle 21 als erstes spurstangenseitiges Verbindungsmodul angeordnet, an der die erste Spurstangenstrebe 20 mit einem ersten Ende einer Crashstrebe 26 verbunden ist. Außerdem ist an dem ersten Ende der Crashstrebe 26 eine zweite spurstangenseitige Lagerstelle 23 als zweites spurstangenseitiges Verbindungsmodul angeordnet, über die die Crashstrebe 26 mit einem ersten Ende der zweiten Spurstangenstrebe 22 verbunden ist, wohingegen ein zweites Ende der zweiten Spurstangenstrebe 22 über eine radseitige Lagerstelle 25 über einen Radträger 29 mit einem Rad 28 des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Dabei ist das Rad 28 in diesem Fall über den Radträger 29 mittelbar mit der radseitigen Lagerstelle 25 verbunden.
Hierbei sind die beiden Spurstangenstreben 20, 22 über das erste Ende der Crashstrebe 26 miteinander verbunden. Ein zweites Ende der Crashstrebe 26 ist über eine karosserieseitige Lagerstelle 27 als karosserieseitiges Verbindungsmodul mit der Karosserie 24 verbunden. Hier ist die karosserieseitige Lagerstelle 27 in einer Vorwärtsfahrtrichtung (Pfeil 30) des Kraftfahrzeugs vor beiden spurstangenseitigen Lagerstellen 21, 23 angeordnet.
Die in 3 schematisch dargestellte dritte Ausführungsform der Crashanordnung 32 ist wie im Fall der zweiten Ausführungsform für eine Lenkanlage eines Kraftfahrzeugs mit einer je nach Definition zweiteilig ausgebildeten und/oder als zweiteilig zu bezeichnenden Spurstangenanordnung vorgesehen, die zwei Spurstangenstreben 34, 36 bzw. Spurstangensegmente umfasst. Im Detail zeigt 3 eine zahnstangenseitige Lagerstelle 33, über die ein erstes Ende einer ersten Spurstangenstrebe 34 mit einer nicht weiter dargestellten Zahnstange der Lenkanlage verbunden ist. Ein zweites Ende der ersten Spurstangenstrebe 34 ist über eine erste spurstangenseitige Lagerstelle 35 als erstes spurstangenseitiges Verbindungsmodul mit einem ersten Ende einer Crashstrebe 38 verbunden. Außerdem ist an dem ersten Ende der Crashstrebe 38 eine zweite spurstangenseitige Lagerstelle 37 als zweites spurstangenseitiges Verbindungsmodul angeordnet, über die die Crashstrebe 38 mit einem ersten Ende der zweiten Spurstangenstrebe 36 verbunden ist. Dabei sind die beiden Spurstangenstreben 34, 36 bzw. Spurstangensegmente über das erste Ende der Crashstrebe 38 miteinander verbunden. Ein zweites Ende der zweiten Spurstangenstrebe 36 ist über eine radseitige Lagerstelle 39 mit einem Rad 40 des Kraftfahrzeugs verbunden.
Ein zweites Ende der Crashstrebe 38 ist über eine karosserieseitige Lagerstelle 41 als karosserieseitiges Verbindungsmodul mit einer hier nicht weiter dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden. Auch hier ist die karosserieseitige Lagerstelle 41 in einer Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor beiden spurstangenseitigen Lagerstellen 35, 37 angeordnet.
Je nach Definition können die in den 2 und 3 vorgestellten Ausführungsformen auch als zweite Varianten der Crashanordnung 16, 32 bezeichnet werden.
Die in 4 schematisch dargestellte vierte Ausführungsform der Crashanordnung 42 ist für ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie 44, einem Rad 46 und einer Lenkanlage mit einer zweiteiligen Spurstangenanordnung vorgesehen. Dabei ist dem Rad 46 ein Radträger 47 zugeordnet. Diese Lenkanlage umfasst eine Zahnstange 48, eine erste Spurstangenstrebe 50 und eine zweite Spurstangenstrebe 52 der zweiteiligen Spurstangenanordnung. Dabei ist die Zahnstange 48 über eine zahnstangenseitige Lagerstelle 49 mit einem ersten Ende der ersten Spurstangenstrebe 50 verbunden. Ein zweites Ende der ersten Spurstangenstrebe 50 ist über eine spurstangenverbindende Lagerstelle 51 mit einem ersten Ende der zweiten Spurstangenstrebe 52 verbunden. Ein zweites Ende der zweiten Spurstangenstrebe 52 ist über eine radseitige Lagerstelle 53 über den Radträger 47 mit dem Rad 46 verbunden.
Außerdem ist hier entlang der ersten Spurstangenstrebe 50, hier etwa zwischen einer Mitte der ersten Spurstangenstrebe 50 und deren zweitem Ende bzw. der spurstangenverbindenden Lagerstelle 51 eine spurstangenseitige Lagerstelle 55 als spurstangenseitiges Verbindungsmodul angeordnet, die die erste Spurstangenstrebe 50 mit einem ersten Ende einer Crashstrebe 56 verbindet. Alternativ kann die spurstangenseitige Lagerstelle 55 und somit das spurstangenseitige Verbindungsmodul auch an der zweiten Spurstangenstrebe 52 angeordnet sein. Ein zweites Ende der Crashstrebe 56 ist über eine karosserieseitige Lagerstelle 57 als karosserieseitiges Verbindungsmodul mit der Karosserie 44 verbunden. Dabei ist die karosserieseitige Lagerstelle 57 in Vorwärtsfahrtrichtung (Pfeil 58) des Kraftfahrzeugs vor der spurstangenseitigen Lagerstelle 55 angeordnet.
Die in den 5a bis 5f schematisch dargestellte fünfte Ausführungsform der Crashanordnung 60 ist für ein Kraftfahrzeug mit einer hier nicht weiter dargestellten Karosserie, einem Rad 62 und einer Lenkanlage mit einer zweiteiligen Spurstangenanordnung vorgesehen. Diese Lenkanlage umfasst eine hier nicht weiter dargestellte Zahnstange, eine erste Spurstangenstrebe 64, die auch als erstes Spurstangensegment bezeichnet werden kann, und eine zweite Spurstangenstrebe 66, die auch als zweites Spurstangensegment bezeichnet werden kann, der zweiteiligen Spurstangenanordnung.
Dabei ist die Zahnstange über eine zahnstangenseitige Lagerstelle 63 mit einem ersten Ende der ersten Spurstangenstrebe 64 verbunden. Ein zweites Ende der ersten Spurstangenstrebe 64 ist über eine spurstangenverbindende Lagerstelle 65 mit einem ersten Ende der zweiten Spurstangenstrebe 66 verbunden. Ein zweites Ende der zweiten Spurstangenstrebe 66 ist über eine radseitige Lagerstelle 67 mit dem Rad 62 verbunden.
Außerdem ist hier entlang der ersten Spurstangenstrebe 64, hier etwa zwischen einer Mitte der ersten Spurstangenstrebe 64 und deren zweitem Ende bzw. der spurstangenverbindenden Lagerstelle 65 eine spurstangenseitige Lagerstelle 69 als spurstangenseitiges Verbindungsmodul angeordnet, die die erste Spurstangenstrebe 64 mit einem ersten Ende einer Crashstrebe 70 verbindet. Ein zweites Ende der Crashstrebe 70 ist über eine karosserieseitige Lagerstelle 71 als spurstangenseitiges Verbindungsmodul mit der Karosserie verbunden.
5b zeigt die Crashanordnung 60 in einer als Grundstellung ausgebildeten Betriebsstellung von oben. 5c zeigt die Crashanordnung 60 bei einer ersten als Lenkstellung des Rads 62 ausgebildeten Betriebsstellung mit einem Inneneinschlag, wobei die Zahnstange in Richtung eines Pfeils 72 hin zu dem Rad 62 bewegt wird. Bei einer zweiten als Lenkstellung ausgebildeten Betriebsstellung mit einem Außeneinschlag, wie in 5d gezeigt, wird die Zahnstange dagegen in Richtung eines Pfeils 74 von dem Rad 62 weg bewegt. Dabei ist in allen drei anhand der 5b bis 5d dargestellten Betriebsstellungen vorgesehen, dass die karosserieseitige Lagerstelle 71 am zweiten Ende der Crashstrebe 70 eine feste unverschobene und demnach unveränderte Position aufweist.
5e zeigt die Crashanordnung 60 ebenfalls in der als Grundstellung ausgebildeten Betriebsstellung von oben. Die 5f und 5g zeigen die Crashanordnung 60 bei einer in einem Crashfall auftretenden Stellung. Die Crashstrebe schiebt bzw. zieht dabei die karosserieseitige Lagerstelle 71 nach hinten, wobei die karosserieseitige Lagerstelle 71 am zweiten Ende der Crashstrebe 70 in 5f um ca. 50 mm (Pfeil 76) und in 5g um ca. 100 mm (Pfeil 78) verschoben ist. Im Crashfall wird die Spurstangenanordnung von der Crashstrebe 70 geknickt und auf das Rad 62 ein Lenkwinkel aufgeprägt, ohne die Zahnstange zu bewegen und noch bevor eine Crashbarriere mit dem Rad 62 kollidiert. Dabei ist es möglich, dass die beiden Spurstangenstreben 64, 66 bei einem Knicken der Spurstangenanordnung zueinander verschränkt werden.
Je nach Definition können die in den 4 und 5 vorgestellten Ausführungsformen auch als dritte Varianten der Crashanordnung 42, 60 bezeichnet werden.
Mindestens eine Lagerstelle 13, 21, 23, 27, 35, 41, 55, 57, 69, 71, d. h. mindestens eine spurstangenseitigen Lagerstelle 13, 21, 35, 55, 69 oder die karosserieseitige Lagerstelle 27, 41, 57, 71 als mögliches Verbindungsmodul an jeweils einem Ende der Crashstrebe 14, 26, 38, 56, 70 einer vorgestellten Ausführungsform der Crashanordnung 2, 16, 32, 42, 60 kann als Kugelgelenk, z. B. Axialgelenk, Gleitlager, Wälzlager oder Gummimetalllager ausgebildet sein. Je nach Ausführungsform der Crashanordnung 2, 16, 32, 42, 60 kann eine Lagerstelle 13, 21, 23, 27, 35, 41, 55, 57, 69, 71 als Verbindungsmodul eine einstellbare Steifigkeit und einen einstellbaren Lagerweg aufweisen, die je nach Anforderung unterschiedlich ausgebildet sind. Falls ein Verbindungsmodul, bspw. bei der ersten Variante der Crashanordnung 2, als Koppelmodul 15 ausgebildet ist, kann dessen Länge veränderbar sein.
Bei der ersten Ausführungsform bzw. der ersten Variante der Crashanordnung 2, bei der an dem ersten Ende der Crashstrebe 14 nur ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul, bspw. eine spurstangenseitige Lagerstelle 13 angeordnet ist, ist mindestens eines der beiden Verbindungsmodule, ggf. beide Verbindungsmodule, an beiden Enden der Crashstrebe 14 als Koppelmodul 15 ausgebildet, das eine veränderbare und einstellbare Länge und somit einen veränderbaren Lagerweg aufweist. Dabei kann durch einen ersten Lagerweg des spurstangenseitigen Verbindungsmoduls eine relative Bewegung zwischen dem ersten Ende der Crashstrebe 14 und der einen Spurstangenstrebe 8 ermöglicht werden. Durch einen zweiten Lagerweg des karosserieseitigen Verbindungsmoduls, d. h. einer karosserieseitigen Lagerstelle oder des karosserieseitigen Koppelmoduls 15, ist eine relative Bewegung zwischen dem zweiten Ende der Crashstrebe 14 und der Karosserie 4 möglich, wodurch beim Federn und Lenken ein Versatz ausgeglichen wird.
Bei der vierten und fünften Ausführungsform bzw. der dritten Variante der Crashanordnung 42, 60, bei der jeweils an dem ersten Ende der Crashstrebe 55, 70 ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul, bspw. eine spurstangenseitige Lagerstelle 55, 69 angeordnet ist, ist das spurstangenseitige Verbindungsmodul als spurstangenseitige Lagerstelle 55, 69 und das karosserieseitige Verbindungsmodul als karosserieseitige Lagerstelle 57, 71 ausgebildet. Dabei ist die Crashstrebe 55, 70 einerseits über die spurstangenseitige Lagerstelle 55, 69 mit der ersten Spurstangenstrebe 50, 64 und andererseits über die karosserieseitige Lagerstelle 57, 71 mit der Karosserie 44 fest verspannt bzw. zwischen der der ersten Spurstangenstrebe 50, 64 und der Karosserie 44 fest eingespannt.
Weiterhin ist bei der vierten und fünften Ausführungsform bzw. der dritten Variante der Crashanordnung 42, 60 vorgesehen, dass das erste Ende der Crashstrebe 56, 70 nur mit einer der beiden Spurstangenstreben 50, 52, 64, 66, hier der ersten Spurstangenstrebe 50, 52, verbunden oder daran angebunden ist, die über eine zahnstangenseitige Lagerstelle 49, 63 auch mit der Zahnstange 48 verbunden ist.
Bei der zweiten und dritten Ausführungsform bzw. der zweiten Variante der Crashanordnung 16, 32, bei der jeweils an dem ersten Ende der Crashstrebe 26, 38 zwei spurstangenseitige Lagerstellen 21, 23, 35, 37 als Verbindungsmodule angeordnet sind, die die Crashstrebe 26, 38 mit zwei Spurstangenstreben 20, 22, 50, 52, verbindet, wobei die beiden Spurstangenstreben 20, 22, 50, 52 über das erste Ende der Crashstrebe 26, 38 verbunden sind, ist für die spurstangenseitigen Lagerstellen 21, 23, 35, 37 eine hohe Kardanik und somit eine hohe Steifigkeit für die im Kraftfluss der zwei Spurstangenstreben 20, 22, 50, 52 bzw. Spurstangensegmente befindlichen Lagerstellen 21, 23, 35, 37 vorgesehen, wodurch vermieden wird, dass die spurstangenseitigen Lagerstellen 21, 23, 35, 37 "hinunterfallen".
Bei der ersten Ausführungsform bzw. Variante der Crashanordnung 2 (1a, 1b), bei der die Spurstangenanordnung nur eine Spurstangenstrebe 8 bzw. ein Spurstangensegment aufweist, ergibt sich, dass die eine Spurstangenstrebe 8 bzgl. einer Steifigkeit keine oder geringe Einbußen gegenüber einer üblich ausgebildeten Achse eines Kraftfahrzeugs aufweist. Außerdem ist dadurch eine Lenkkinematik unverändert bzw. gleich. Bei dieser ersten Ausführungsform kann die Spurstangenstrebe 8 auch eine Sollbiegestelle aufweisen oder mit einer solchen versehen sein, um Kräfte zum Biegen der Spurstangenstrebe 8 gering zu halten. Allerdings wird durch die Sollbiegestelle im Vergleich zu einer Sollbruchstelle ein Brechen der Spurstangenstrebe 8 vermieden.
Bei der zweiten und dritten Ausführungsform und somit der zweiten Variante der Crashanordnung 16, 32 wird im Crashfall eine verhältnismäßig geringe Kraft zum Verkürzen mindestens einer der beiden Spurstangenstreben 20, 22, 34, 36, bspw. der ersten oder ggf. der zweiten Spurstangenstrebe 20, 34, und damit zur Verdrehung des Rads 28, 40 benötigt. Das bedeutet, dass die Zahnstange 18 durch die beiden Spurstangenstreben 20, 22, 34, 36, in der Regel durch die erste Spurstangenstrebe 20, 34 der Spurstangenanordnung, nicht beaufschlagt wird, woraus sich ergibt, dass ein mit der Zahnstange 18 verbundenes Lenkrad des Kraftfahrzeugs auch nicht oder kaum beaufschlagt wird, wodurch ein Insassenschutz erhöht wird.
Außerdem ergibt sich bei der zweiten und dritten Ausführungsform bzw. der zweiten Variante der Crashanordnung 16, 32 gegenüber der ersten Ausführungsform und somit der ersten Variante der Crashanordnung 2, dass kein Risiko eines unkontrollierten Bauteilverbiegens besteht und damit die sichere Führung des Rads 40 in eine gewünschte Stellung gewährleistet ist.
Bei der vierten und fünften Ausführungsform bzw. der dritten Variante der Crashanordnung 42, 60 ergibt sich gegenüber der zweiten und dritten Ausführungsform und somit der zweiten Variante der Crashanordnung 16, 32, dass sich lediglich eine spurstangenseitige Lagerstelle 55, 69 in einem Kraftfluss der Spurstangenanordnung, d. h. mindestens einer Spurstangenstrebe 50, 52, 64, 66, in der Regel der ersten Spurstangenstrebe 50, 64, befindet. Deshalb ist es möglich, dass mindestens eine der beiden Spurstangenstreben 50, 52, 64, 66, in der Regel die erste Spurstangenstrebe 50, 64, steifer als mindestens eine der Spurstangenstreben 20, 22, 34, 36 der zweiten oder dritten Ausführungsform der Crashanordnung 16, 32, ausgebildet sein kann, weshalb die Lenkanlage eines mit der Crashanordnung 42, 60 ausgestatteten Kraftfahrzeugs auf einen Lenkbefehl bzw. eine Lenkansprache direkter und/oder schneller reagieren kann.
Das mindestens eine spurstangenseitige Verbindungsmodul bzw. die mindestens eine spurstangenseitige Lagerstelle 13, 21, 23, 35, 37, 50, 51, 69 und/oder die Crashstrebe 14, 26, 38, 56, 70 kann bzw. können auch so ausgebildet sein, dass bspw. noch weitere Elemente einer Radaufhängung des Rads 10, 28, 40, 46, 62 des Kraftfahrzeugs gezielt getrennt und/oder in Kollision gebracht werden. So können bspw. eine Dämpferstelze, eine Gelenkwelle oder eine Felge des Rads 10, 28, 40, 46, 62 mit der mindestens einen spurstangenseitigen Lagerstelle 13, 21, 23, 35, 37, 50, 51, 69 beaufschlagt werden.
Es ist möglich, dass zumindest bei der zweiten, dritten, vierten und fünften Ausführungsform und somit bei der zweiten und dritten Variante der Crashanordnung 16, 32, 42, 60 mindestens eine Lagerstelle 19, 21, 23, 25, 33, 35, 37, 39, 49, 51, 53, 55, 63, 65, 67, 69 an mindestens einer Spurstangenstrebe 20, 22, 34, 36, 50, 52, 64, 66 bzw. an mindestens einem Spurstangensegment einer jeweiligen zweiteiligen Spurstangenanordnung als Gummimetalllager oder zweischnittiges Gelenk statt als Kugelgelenk ausgebildet ist.
Die Crashstrebe 14, 26, 38, 56, 70 jeweils einer Crashanordnung 2, 16, 32, 42, 60 ist bei üblichen Betriebszuständen, bspw. beim Federn und Lenken, freigängig. Außerdem können bei der zweiten, dritten, vierten und fünften Ausführungsform der Crashanordnung 16, 32, 42, 60 mit jeweils zweiteiliger Spurstangenanordnung eine Vorspurkurve, ein Ackermannwinkel und eine Lenkübersetzung angepasst und/oder entsprechend neu ausgelegt werden.
Weiterhin stehen u. a. hinsichtlich von Positionen der Lagerstellen 19, 21, 23, 25, 33, 35, 37, 39, 49, 51, 53, 55, 63, 65, 67, 69 neue Freiheitsgrade zur Verfügung.
Bei der ersten Ausführungsformen bzw. Variante der Crashanordnung 2 kann das karosserieseitige Koppelmodul 15 als Verbindungsmodul gegenüber der Darstellung aus 1b noch näher an der Karosserie 4 angeordnet sein und in der Regel einen geringeren Abstand zu der Mittelachse des Kraftfahrzeugs als das als spurstangenseitige Lagerstelle 13 ausgebildete Verbindungsmodul aufweisen. Es ist jedoch alternativ möglich, dass das karosserieseitige Koppelmodul 15 von der Karosserie 4 einen größeren Abstand als in 1a gezeigt, aufweist, so dass darüber ein Kraftfluss mit der Crashstrebe 14 geschlossen werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10032711 C2 [0007]
DE 102014211631 A1 [0008]
EP 1748911 B1 [0009]
EP 1780102 B1 [0010]

Claims

Crashanordnung mit einer Crashstrebe (14, 26, 38, 56, 70) für ein Rad (10, 28, 40, 46, 62) eines Kraftfahrzeugs, das mit einer Spurstangenanordnung, die mindestens eine Spurstangenstrebe (8, 20, 22, 34, 36, 50, 52, 64, 66) aufweist, verbunden ist, wobei die mindestens eine Spurstangenstrebe (8, 20, 22, 34, 36, 50, 52, 64, 66) über mindestens ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul mit einem ersten Ende der Crashstrebe (14, 26, 38, 56, 70) verbunden ist, wobei ein zweites Ende der Crashstrebe (14, 26, 38, 56, 70) über ein karosserieseitiges Verbindungsmodul mit einer Karosserie (4, 24, 44) des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
Crashanordnung nach Anspruch 1, bei der das erste Ende der Crashstrebe (14, 26, 38, 56, 70) über das spurstangenseitige Verbindungsmodul mit der mindestens einen Spurstangenstrebe (8, 20, 22, 34, 36, 50, 52, 64, 66) verbunden ist.
Crashanordnung nach Anspruch 1, bei der das erste Ende der Crashstrebe (14, 26, 38, 56, 70) über zwei spurstangenseitige Verbindungsmodule mit der mindestens einen Spurstangenstrebe (8, 20, 22, 34, 36, 50, 52, 64, 66) verbunden ist.
Crashanordnung nach Anspruch 1 oder 2 für ein Rad (10), das über eine Spurstangenanordnung, die eine Spurstangenstrebe (8) aufweist, mit einer Zahnstange (6) verbunden ist, wobei die eine Spurstangenstrebe (8) einerseits mit der Zahnstange (6) und andererseits mit dem Rad (10) verbunden ist.
Crashanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für ein Rad (28, 40, 46, 62), das über eine Spurstangenanordnung, die zwei Spurstangenstreben (20, 22, 34, 36, 50, 52, 64, 66) aufweist, mit einer Zahnstange (18, 48) verbunden ist, wobei eine erste Spurstangenstrebe (20, 22, 34, 36, 50, 52, 64, 66) mit der Zahnstange (18, 48) und eine zweite Spurstangenstrebe (20, 22, 34, 36, 50, 52, 64, 66) mit dem Rad (28, 40, 46, 62) verbunden ist.
Crashanordnung nach Anspruch 5, bei der die zwei Spurstangenstreben (50, 52, 64, 66) über eine spurstangenverbindende Lagerstelle (51, 65) miteinander verbunden sind, wobei die Crashstrebe (56, 70) über ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul nur mit einer der zwei Spurstangenstreben (50, 52, 64, 66) verbunden ist.
Crashanordnung nach Anspruch 5, bei der die zwei Spurstangenstreben (20, 22, 34, 36) über das erste Ende der Crashstrebe (26, 28) miteinander verbunden sind, wobei jeweils eine der zwei Spurstangenstreben (20, 22, 34, 36) über jeweils ein spurstangenseitiges Verbindungsmodul mit dem ersten Ende der Crashstrebe (26, 38) verbunden ist.
Crashanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der die mindestens eine Spurstangenstrebe (8, 20, 22, 34, 36, 50, 52, 64, 66) als ein in seiner Länge veränderbarer Aktor ausgebildet ist.
Crashanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der das karosserieseitige Verbindungsmodul als Lagerstelle (27, 41, 57, 71) ausgebildet ist.
Crashanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 9, bei der das karosserieseitige Verbindungsmodul als Koppelmodul (15) ausgebildet ist.
Crashanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der das mindestens eine spurstangenseitige Verbindungsmodul als Lagerstelle (13, 21, 23, 35, 55, 69) ausgebildet ist.
Crashanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der das mindestens eine spurstangenseitige Verbindungsmodul als Koppelmodul ausgebildet ist.
Crashanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der die mindestens eine Spurstangenstrebe (8, 20, 22, 34, 36, 50, 52, 64, 66) der Spurstangenanordnung mit einem Radträger (11, 29, 47) des Rads (10, 28, 40, 46, 62) verbunden ist.
Crashanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der das mindestens eine spurstangenseitige Verbindungsmodul zwischen dem karosserieseitigen Verbindungsmodul und einem Schweller des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
Crashanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche für ein Rad (10, 28, 40, 46, 62), das an einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei das karosserieseitige Verbindungsmodul in einer Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem mindestens einen spurstangenseitigen Verbindungsmodul angeordnet ist.
Crashanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 für ein Rad (10, 28, 40, 46, 62), das an einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei das karosserieseitige Verbindungsmodul in einer Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs hinter dem mindestens einen spurstangenseitigen Verbindungsmodul angeordnet ist.