-
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Versteifungsvorrichtung, welche zumindest eine, mit wenigstens einem Trägerelement des Kraftfahrzeugs verbundene Koppeleinheit und zumindest ein Strebenelement umfasst, welches einen ersten Elementbereich, an welchem das zumindest eine Strebenelement mit wenigstens einem Federbeindom des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, sowie einen zweiten Elementbereich aufweist, an welchem das zumindest eine Strebenelement mit der Koppeleinheit gekoppelt ist. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Versteifungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
-
Derartige Versteifungsvorrichtungen dienen zur Karosserieversteifung, insbesondere im Bereich des Vorderwagens, von Kraftfahrzeugen in Fahrzeuglängsrichtung, Fahrzeughochrichtung und zusätzlich oder alternativ in Fahrzeugquerrichtung. Zudem dienen solche Versteifungsvorrichtungen zur Verringerung von karosserieseitigen, durch einen Fahrzeugfahrbetrieb erzeugten Anregungen.
-
Bei einem Unfall können mittels derartiger Versteifungsvorrichtungen unfallbedingte Kräfte zwischen Federbeindom und Trägerelement des Kraftfahrzeugs übertragen werden. Um eine unzulässige Deformation, beispielsweise in Form eines Durchknickens, des Trägerelements beim Übertragen der unfallbedingten Kräfte zu vermeiden, wird das Trägerelement bei aus dem Stand der Technik bekannten Systemen zusätzlich versteift, was zu einer Gewichtszunahme infolge einer Wandstärkenvergrößerung des Trägerelements und zusätzlich oder alternativ infolge einer zusätzlichen Versteifung mittels Stützblechen in einem bezüglich der Deformation kritischen Querschnittsbereich des Trägerelements führen kann.
-
Aus der
DE 10 2016 217 638 A1 ist ein Aufbau zum Verbinden einer Domstrebe bekannt, um seitliche Steifigkeit eines Motorraums eines Fahrzeugs zu verstärken. Der Aufbau beinhaltet eine erste Domstrebe, die ein erstes an ein Armaturenbrett eines Fahrzeugs gekoppeltes Ende und ein zweites an ein Strebengehäuse gekoppeltes Ende besitzt und eine zweite Domstrebe, die ein erstes an ein Armaturenbrett gekoppeltes Ende und ein zweites an die erste Domstrebe gekoppeltes Ende besitzt, und bereitgestellt ist, um einen vorbestimmten Winkel hinsichtlich der ersten Domstrebe zu besitzen. Ferner besitzt eine Verbindungsstrebe ein an die erste Domstrebe gekoppeltes Ende und ein zweites an die zweite Domstrebe gekoppeltes Ende und verbindet die erste Domstrebe und die zweite Domstrebe, um seitliche Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie zu erhöhen, Lastwege während einer Kollision zu diversifizieren und einen Grad einzustellen, bis zudem das Armaturenbrett eingedrückt wird. Diese Druckschrift wurde zur Formulierung der Oberbegriffe der unabhängigen Patentansprüche herangezogen.
-
Aus der
DE 10 2006 008 667 A1 ist eine Domstrebe zur Aussteifung einer selbsttragenden Karosserie eines Kraftwagens bekannt, über welche tragende Karosseriebauteile von zwei einander zugeordneten Federdomen miteinander zu verbinden sind, wobei die Domstrebe über jeweils wenigstens eine Verbindungsstelle an dem tragenden Karosseriebauteil des zugeordneten Federdoms zu befestigen ist und wobei die Domstrebe als Gussbauteil und insbesondere als Druckgussbauteil ausgeführt ist.
-
Die
DE 1 680 014 betrifft Versteifungselemente für einen Karosserievorbau eines vorzugsweise mit Frontmotor ausgestatteten Kraftfahrzeugs, die von den seitlich neben dem Motor liegenden Fahrzeugbauelementen zu dem hinter dem Motor angeordneten Querverband führen, wobei die Versteifungselemente derart ausgebildet oder derart angeordnet oder derart befestigt sind, dass sie Druckkräfte nur bis zu einer begrenzten Größe übertragen.
-
Aus der
US 4,579,367 ist ein Stoßfänger-Stützsystem zur Verwendung bei Schwerlastfahrzeugen wie Bussen bekannt, bei dem entweder Abschlepp- oder Frontalaufpralllasten durch ein Paar von Verstrebungselementen so übertragen werden, dass Schäden an der Fahrzeugkarosserie und der Vorderradaufhängung minimiert werden.
-
Die
JP 2001-138 952 A befasst sich mit der Verbesserung der Sicherheit eines Insassen durch Unterdrückung des Rückzugs einer Bremsbetätigungsvorrichtung bei einem Frontalaufprall eines Fahrzeugs, wenn ein Nachlassen der Bremskraft verhindert wird, indem die Bremsbetätigungsvorrichtung über einen Hauptzylinderstopper mit einem Federbeinturm verbunden wird. So werden der Federbeinturm und ein Armaturenbrett durch ein diagonales Element miteinander verbunden, das unabhängig von der Bremsbetätigungsvorrichtung vorgesehen ist.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug sowie eine Versteifungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchen auf eine zusätzliche Versteifung des Trägerelements verzichtet und damit Gewicht eingespart werden kann.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Versteifungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
-
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Versteifungsvorrichtung, welche zumindest eine, mit wenigstens einem Trägerelement des Kraftfahrzeugs verbundene Koppeleinheit und zumindest ein Strebenelement umfasst, welches einen ersten Elementbereich, an welchem das zumindest eine Strebenelement mit wenigstens einem Federbeindom des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, sowie einen zweiten Elementbereich aufweist, an welchem das zumindest eine Strebenelement mit der Koppeleinheit gekoppelt ist. Das Strebenelement kann auch als Domstrebe bezeichnet werden.
-
Das zumindest eine Strebenelement kann an dem ersten Elementbereich beispielsweise über eine Schraubverbindung mit dem Federbeindom des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein.
-
Dabei ist vorgesehen, dass die zumindest eine Koppeleinheit wenigstens ein, mit dem wenigstens einen Trägerelement verbundenes Stützelement, sowie zumindest ein mit dem wenigstens einen Stützelement gekoppeltes und relativ zu dem wenigstens einen Stützelement um eine Drehachse drehbar gelagertes Koppelelement umfasst, an welchem die zumindest eine Koppeleinheit an dem zweiten Elementbereich mit dem zumindest einen Strebenelement gekoppelt ist. Dies ist von Vorteil, da das Strebenelement an dessen zweiten Elementbereich dadurch mittels der Koppeleinheit drehbar an dem Trägerelement abgestützt sein kann. Durch das drehbare Abstützen kann infolge unfallbedingter Kräfte eine Drehmomenteinleitung und damit ein Durchknicken bzw. Durchbiegen des Strebenelements bewirkt werden, wodurch eine unfallbedingte, übermäßige Belastung und damit eine unzulässige Deformation des Trägerelements vermieden und stattdessen ein Deformieren des Strebenelements bewirkt werden kann. Dementsprechend kann auf eine zusätzliche Versteifung des Trägerelements verzichtet und somit Gewicht eingespart werden.
-
Gemäß der Erfindung ist die Drehachse in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs orientiert. Dies ist von Vorteil, da hierdurch ein unfallbedingtes Durchknicken bzw. Durchbiegen des Strebenelements um eine parallel zur Fahrzeugquerrichtung orientierte Biegeachse erfolgen kann. Dadurch kann das unfallbedingte Durchknicken bzw. Durchbiegen des Strebenelements gezielt und damit besonders definiert in Fahrzeughochrichtung nach oben oder nach unten erfolgen.
-
Das Trägerelement kann allgemein ein Scheibenquerträger des Kraftfahrzeugs sein. Der Scheibenquerträger kann mit einander gegenüberliegenden Fahrzeugsäulen, beispielsweise sogenannten A-Säulen, verbunden sein. Dadurch ist eine besonders günstige Kraftverteilung von dem Trägerelement auf weitere Karosseriekomponenten des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass unfallbedingte Kräfte bei einer starren, drehfesten Koppelung zwischen dem Strebenelement und dem Trägerelement zu einer übermäßigen Kraftausübung zwischen dem Strebenelement und dem Trägerelement führen können. Denn eine derartige, starre, drehfeste Koppelung, beispielsweise eine Schweißverbindung, wirkt einem unfallbedingten Durchknicken bzw. Durchbiegen des Strebenelements entgegen, sodass eine zumindest im Wesentlichen lineare Krafteinleitung über das Strebenelement in das Trägerelement und damit eine besonders hohe, unfallbedingte Belastung des Trägerelements erfolgen kann.
-
Die Koppeleinheit lässt hingegen das unfallbedingte Durchknicken bzw. Durchbiegen des Strebenelements zu, sodass das Trägerelement bei einem Unfall in vorteilhafter Weise entlastet werden kann.
-
Die Koppeleinheit kann bevorzugt zwei voneinander beabstandete Stützelemente umfassen, zwischen welchen das Koppelelement angeordnet und drehbar gelagert sein kann. Dadurch ist eine besonders stabile, drehbare Lagerung des Koppelelements an den Stützelementen gegeben, sodass eine besonders günstige Kraftübertragung von unfallbedingten Kräften zwischen dem Koppelelement und den Stützelementen erzielt werden kann.
-
Das Koppelelement kann bevorzugt als Hülse ausgebildet sein und dementsprechend besonders aufwandsarm gestaltet sein. Die Koppeleinheit kann einen Bolzen umfassen, welcher zumindest bereichsweise in das Koppelelement eingeführt sein kann. Die Drehachse kann zentral durch den Bolzen verlaufen. Die Drehachse kann somit einer Symmetrieachse des Bolzens entsprechen.
-
Erfindungsgemäß weist das Strebenelement eine Mittelachse auf, welche sich zwischen dem ersten Elementbereich und dem zweiten Elementbereich erstreckt und welche zumindest an einem gemeinsamen Koppelbereich, an welchem das Koppelelement und der zweite Elementbereich miteinander gekoppelt sind, in einem Abstand zu der Drehachse verläuft. Dies ist von Vorteil, da durch den Abstand ein definierter Hebelarm gegeben ist, durch welchen das unfallbedingte Durchknicken bzw. Durchbiegen des Strebenelements gezielt in einer Erstreckungsrichtung des Abstandes erfolgen kann. Die über das Strebenelement entlang der Mittelachse in Richtung der Koppeleinheit übertragenen, unfallbedingten Kräfte führen dementsprechend zu einer gezielten, zumindest geringfügigen Drehung des zweiten Elementbereichs um die Drehachse. Dadurch wird das Strebenelement mit einem gezielten Biegemoment beaufschlagt, durch welches das unfallbedingte Durchknicken bzw. Durchbiegen des Strebenelements in eine vorbestimmte Biegerichtung bewirkt und somit das Trägerelement auf besonders günstige Weise entlastet werden kann.
-
Bevorzugt ist das Strebenelement an dessen zweitem Elementbereich starr mit dem Koppelelement verbunden. Dadurch kann eine gezielte, unfallbedingte Drehung des zweiten Elementbereichs um die Drehachse bewirkt werden.
-
Vorzugsweise ist das Strebenelement an dessen zweitem Elementbereich stoffschlüssig mit dem Koppelelement verbunden, wodurch eine besonders haltbare Verbindung geschaffen ist.
-
Erfindungsgemäß verläuft die Mittelachse zumindest an dem gemeinsamen Koppelbereich in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs oberhalb oder unterhalb der Drehachse. Dies ist von Vorteil, da hierdurch ein gezieltes Durchknicken bzw. Durchbiegen des Strebenelements in Fahrzeughochrichtung nach oben oder unten erfolgen kann. Mit anderen Worten kann die unfallbedingte Deformation des Strebenelements dadurch gezielt in Fahrzeughochrichtung nach oben oder unten ausgerichtet werden. Ein Durchknicken bzw. Durchbiegen des Strebenelements in Fahrzeughochrichtung nach oben kann zumindest weitgehend ungehindert erfolgen. Zwar kann beispielsweise eine Motorhaube des Kraftfahrzeugs einer derartigen, in Fahrzeughochrichtung nach oben gerichteten Deformation im Wege stehen, jedoch stellt die Motorhaube eine besonders aufwandsarm und damit zumindest weitgehend ungehindert verformbare Fahrzeugkomponente dar.
-
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das zumindest eine Strebenelement einen offenen Strebenelementquerschnitt auf. Dies ist von Vorteil, da durch den offenen Strebenelementquerschnitt eine besonders gezielte Ausrichtung eines unfallbedingten Durchknickens bzw. Durchbiegens des Strebenelements bewirkt werden kann.
-
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das zumindest eine Strebenelement wenigstens eine Sollbruchstelle, insbesondere eine Einkerbung, auf. Dies ist von Vorteil, da durch eine Sollbruchstelle vorgegeben werden kann, an welcher Stelle des Strebenelements das unfallbedingte Durchknicken bzw. Durchbiegen des Strebenelements erfolgen soll.
-
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Versteifungsvorrichtung wenigstens zwei Strebenelemente, welche mit dem Koppelelement verbunden sind. Dies ist von Vorteil, da durch mehrere Strebenelemente eine besonders belastungsgerechte Abstützung von unfallbedingten Kräften erfolgen kann.
-
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung schließen die wenigstens zwei Strebenelemente einen Winkel miteinander ein. Dies ist von Vorteil, da hierdurch eine Übertragung von unfallbedingten Kräften aus unterschiedlichen Richtungen auf das Koppelelement erfolgen kann.
-
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Versteifungsvorrichtung zumindest ein quer zu den wenigstens zwei Strebenelementen orientiertes und mit diesen gekoppeltes Querstrebenelement. Dies ist von Vorteil, da mittels des Querstrebenelements eine besonders gezielte, lokale Versteifung der Strebenelemente erfolgen kann.
-
Das Querstrebenelement kann sich in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs erstrecken. Dementsprechend kann mittels des Querstrebenelements ein Durchknicken bzw. Durchbiegen der Strebenelemente in einem unerwünschten Bereich in Fahrzeugquerrichtung unterbunden werden.
-
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Versteifungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest eine Koppeleinheit, welche zur Verbindung mit wenigstens einem Trägerelement des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, sowie zumindest ein Strebenelement, welches einen, zur Koppelung des zumindest einen Strebenelements mit wenigstens einem Federbeindom des Kraftfahrzeugs ausgebildeten, ersten Elementbereich sowie einen zweiten Elementbereich aufweist, an welchem das zumindest eine Strebenelement mit der Koppeleinheit gekoppelt ist und über die Koppeleinheit mit dem wenigstens einen Trägerelement des Kraftfahrzeugs verbindbar ist.
-
Dabei umfasst die zumindest eine Koppeleinheit wenigstens ein mit dem wenigstens einen Trägerelement verbindbares Stützelement, sowie zumindest ein mit dem wenigstens einen Stützelement gekoppeltes und relativ zu dem wenigstens einen Stützelement drehbar gelagertes Koppelelement, an welchem die zumindest eine Koppeleinheit an dem zweiten Elementbereich mit dem zumindest einen Strebenelement gekoppelt ist. Bei der Versteifungsvorrichtung ist ein unfallbedingtes Durchknicken bzw. Durchbiegen des zumindest einen Strebenelements erleichtert, sodass unfallbedingte Kräfte nur teilweise auf das Trägerelement übertragen werden können. Somit kann auf eine zusätzliche Versteifung des Trägerelements zur Abstützung der unfallbedingten Kräfte verzichtet und damit Gewicht eingespart werden. Gemäß der Erfindung ist die Drehachse in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs orientiert, wobei das Strebenelement eine Mittelachse aufweist, welche sich zwischen dem ersten Elementbereich und dem zweiten Elementbereich erstreckt und welche zumindest an einem gemeinsamen Koppelbereich, an welchem das Koppelelement und der zweite Elementbereich miteinander gekoppelt sind, in einem Abstand zu der Drehachse verläuft, wobei die Mittelachse zumindest an dem gemeinsamen Koppelbereich in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs oberhalb oder unterhalb der Drehachse verläuft.
-
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Versteifungsvorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Versteifungsvorrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
-
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine Perspektivansicht eines Fahrzeugvorderwagens mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Domstrebenanordnung;
- 2 eine Draufsicht auf den Fahrzeugvorderwagen und die aus dem Stand der Technik bekannte Domstrebenanordnung;
- 3 eine Perspektivansicht auf einen Teilbereich eines Vorderwagens eines Kraftfahrzeugs, in welchem eine Versteifungsvorrichtung mit einem Trägerelement des Kraftfahrzeugs verbunden ist;
- 4 eine Perspektivansicht der Versteifungsvorrichtung; und
- 5 eine Schnittansicht der Versteifungsvorrichtung.
-
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
-
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
1 und 2 zeigen jeweils verschiedene Ansichten eines Fahrzeugvorderwagens 110 mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Domstrebenanordnung 112. Die Domstrebenanordnung 112 umfasst zwei Domstreben 114, 116, welche drehfest über ein Verbindungsstück 118 mit einem Scheibenquerträger 120 verbunden sind. Das Verbindungsstück 118 kann beispielsweise mit dem Scheibenquerträger 120 verschraubt sein. Die Domstrebe 114 ist an deren, dem Scheibenquerträger 120 gegenüberliegenden Strebenende mit einem ersten Federbeindom 122 verbunden. Die Domstrebe 116 ist an deren, dem Scheibenquerträger 120 gegenüberliegenden Strebenende mit einem, dem ersten Federbeindom 122 gegenüberliegenden, zweiten Federbeindom 124 verbunden. Die Domstreben 114, 116 sind im Fahrzeugvorderwagen 116 zwischen den jeweiligen Federbeindomen 122, 124 und dem Scheibenquerträger 120 fest verschraubt und dienen dazu, die Steifigkeit des Fahrzeugvorderwagens 110 in dessen Längsrichtung, Hochrichtung und Querrichtung zu erhöhen und dadurch fahrbetriebsbedingte Karosserieanregungen, beispielsweise Vibrationen, zu reduzieren.
-
Durch die feste Verbindung der beiden Domstreben 114, 116 mit dem Scheibenquerträger 120 werden bei einem Frontalaufprall auf den Fahrzeugvorderwagen 110 auftretende Unfallkräfte über die Domstreben 114, 116 linear auf den Scheibenquerträger 120 übertragen. Um ein sicherheitskritisches Ausknicken des Scheibenquerträgers 120 in Richtung einer Fahrgastzelle zu unterbinden, ist der Scheibenquerträger 120 besonders massiv ausgebildet und weist ein dementsprechend hohes Gewicht auf.
-
In 3, 4 und 5 sind jeweils auf das Kraftfahrzeug 100 bezogene Koordinatensysteme angegeben, welche durch eine Fahrzeuglängsrichtung x, durch eine Fahrzeugquerrichtung y sowie durch eine Fahrzeughochrichtung z des Kraftfahrzeugs 100 definiert sind. Die Fahrzeuglängsrichtung x entspricht vorliegend einer Längserstreckungsrichtung der Versteifungsvorrichtung 10. Die Fahrzeugquerrichtung y entspricht vorliegend einer Quererstreckungsrichtung der Versteifungsvorrichtung 10. Die Fahrzeughochrichtung z entspricht vorliegend einer Hocherstreckungsrichtung der Versteifungsvorrichtung 10.
-
3 zeigt einen Teilbereich eines Kraftfahrzeugs 100 mit einer Versteifungsvorrichtung 10. Die Versteifungsvorrichtung 10 umfasst eine Koppeleinheit 20, welche mit einem, vorliegend als Scheibenquerträger ausgebildeten Trägerelement 80 des Kraftfahrzeugs 100 verbunden ist.
-
Die Versteifungsvorrichtung 10 umfasst ebenfalls zwei Strebenelemente 40, 60, welche einen jeweiligen ersten Elementbereich 42, 62 aufweisen, an welchem die jeweiligen Strebenelemente 40, 60 mit jeweiligen Federbeindomen 90, 92 des Kraftfahrzeugs 100 gekoppelt sind, wie in 4 anhand der vorliegend lediglich schematisch dargestellten Federbeindome 90, 92 gezeigt ist. An einem jeweiligen, zweiten Elementbereich 50, 70 der Strebenelemente 40, 60 sind diese mit der Koppeleinheit 20 gekoppelt. Die beiden Strebenelemente 40, 60 sind vorliegend als jeweilige Domstreben ausgebildet. Die Strebenelemente 40, 60 schließen einen Winkel α miteinander ein, wie in 3 und 4 erkennbar ist. Dabei sind die Strebenelemente 40, 60 entgegen der Fahrzeuglängsrichtung x in Richtung der Koppeleinheit 20 aufeinander zulaufend ausgerichtet.
-
Die Koppeleinheit 20 umfasst vorliegend zwei, mit dem Trägerelement 80 verbundene Stützelemente 22, 23, sowie ein mit den Stützelementen 22, 23 gekoppeltes und relativ zu den Stützelementen 22, 23 um eine Drehachse 24 drehbar gelagertes Koppelelement 30, an welchem die Koppeleinheit 20 an dem zweiten Elementbereich 50, 70 mit den Strebenelementen 40, 60 gekoppelt ist. Das Koppelelement 30 ist vorliegend als Hülse ausgebildet, in welche ein Bolzen 25 der Koppeleinheit 20 eingeführt ist. Das Koppelelement 30 und der Bolzen 25 bilden dabei ein Drehgelenk, wobei die Drehachse 24 vorliegend einer Mittelachse des Bolzens 25 entspricht und in Fahrzeugquerrichtung y des Kraftfahrzeugs 100 orientiert ist. Die Drehachse 24 verläuft vorliegend zumindest näherungsweise parallel zu dem Trägerelement 80 (Scheibenquerträger). Da das Trägerelement 80 - wie in 3 gezeigt - leicht in Fahrzeuglängsrichtung x gekrümmt ist, verläuft die Drehachse 24 genauer ausgedrückt parallel zu einer in Fahrzeugquerrichtung y ausgerichteten, das Trägerelement 80 berührenden Tangente, welche vorliegend jedoch nicht weiter dargestellt ist.
-
Das Koppelelement 30 ist insgesamt zwischen den beiden Stützelementen 22, 23 um die Drehachse 24 drehbar auf dem Bolzen 25 aufgenommen, wie insbesondere aus den 3 und 4 hervorgeht.
-
Das Strebenelement 40 (Domstrebe 40) ist vorliegend an dessen ersten Elementbereich 42 mit dem Federbeindom 90 verschraubt und an dessen zweiten Elementbereich 50 an einem Koppelbereich 46 stoffschlüssig mit dem Koppelelement 30 verbunden, insbesondere verschweißt. Das Strebenelement 60 (Domstrebe 60) ist vorliegend an dessen ersten Elementbereich 62 mit dem Federbeindom 92 verschraubt und an dessen zweiten Elementbereich 70 an einem Koppelbereich 66 stoffschlüssig mit dem Koppelelement 30 verbunden, insbesondere verschweißt.
-
Die beiden Strebenelemente 40, 60 weisen eine jeweilige, in 3 und 5 angedeutete Mittelachse 44, 64 auf, welche sich zwischen dem jeweiligen ersten Elementbereich 42, 62 und dem jeweiligen zweiten Elementbereich 50, 70 erstreckt. Die jeweiligen Mittelachsen 44, 64 verlaufen an den jeweiligen Koppelbereichen 46, 66 in einem Abstand A zu der Drehachse 24. Die Mittelachsen 44, 64 verlaufen zumindest an den jeweiligen Koppelbereichen 46, 66 in Fahrzeughochrichtung z oberhalb der Drehachse 24. Alternativ dazu könnten die Mittelachsen 44, 64 zumindest an den jeweiligen Koppelbereichen 46, 66 in Fahrzeughochrichtung z auch unterhalb der Drehachse 24 verlaufen, wenngleich dies hier nicht weiter gezeigt ist.
-
Bei einem Frontalaufprall in Fahrzeuglängsrichtung x auf das Kraftfahrzeug 100 kann es zu einer Übertragung von unfallbedingten Kräften F zwischen den jeweiligen Federbeindomen 90, 92, den jeweiligen Strebenelementen 40, 60, der Koppeleinheit 20 und dem Trägerelement 80 kommen. Die unfallbedingten Kräfte F sind vorliegend durch jeweilige, entlang der Mittelachsen 44, 64 orientierte Pfeile in 3 bzw. 5 angedeutet. Da das Koppelelement 30 um die Drehachse 24 drehbar auf dem Bolzen 25 aufgenommen und dementsprechend relativ zu den jeweiligen Stützelementen 22, 23 drehbar gelagert ist, kommt es infolge der unfallbedingten Kräfte F zu einer Überlagerung von Knickkräften und Biegekräften an den jeweiligen Strebenelementen 40, 60 und dementsprechend zu einem unfallbedingten Durchknicken bzw. Durchbiegen der Strebenelemente 40, 60. Die unfallbedingten Kräfte F bewirken ein Drehmoment M um die Drehachse 24 welche aufgrund der Orientierung des Abstands A in Fahrzeughochrichtung z zu einer Durchbiegung der jeweiligen Strebenelemente 40, 60 in Fahrzeughochrichtung Z nach oben führen kann. Dadurch kann eine Entlastung des Trägerelements 80 (Scheibenquerträger) bewirkt werden. Das Drehmoment M ist in 3 und 5 exemplarisch durch einen um die Drehachse 24 gebogenen Pfeil verdeutlicht.
-
Während des unfallbedingten Durchknickens bzw. Durchbiegens, also sobald die Strebenelemente 40, 60 infolge des Frontalaufpralls zumindest geringfügig verformt sind, kann eine das Ausknicken der Strebenelemente 40, 60 unterstützende, aus den unfallbedingten Kräften F bzw. dem Drehmoment M resultierende, zusätzliche Kraftkomponente F_Z wirken, welche das Durchknicken bzw. Durchbiegen der Strebenelemente 40, 60 unterstützt. Die zusätzliche Kraftkomponente F_Z ist exemplarisch in 5 angedeutet.
-
Die beiden Strebenelemente 40, 60 weisen vorliegend zumindest bereichsweise einen geschlossenen Rohrquerschnitt auf. Die Strebenelemente 40, 60 können zusätzlich oder alternativ auch jeweils wenigstens einen offenen Strebenelementquerschnitt, beispielsweise in Form eines in Fahrzeughochrichtung z nach oben hin offenen U-Profils, aufweisen, wenngleich dies vorliegend nicht weiter dargestellt ist.
-
Die beiden Strebenelemente 40, 60 können zudem wenigstens eine jeweilige Sollbruchstelle 48, 68 aufweisen, wie in 4 und 5 gezeigt ist. Die Sollbruchstellen 48, 68 sind vorliegend als jeweilige Einkerbungen ausgestaltet.
-
Die Versteifungsvorrichtung 10 umfasst zudem ein quer zu den wenigstens zwei Strebenelementen 40, 60 orientiertes und mit diesen gekoppeltes Querstrebenelement 12, welches sich in Fahrzeugquerrichtung y erstreckt.
-
Zusammenfassend sind die Strebenelemente 40, 60 derart angeordnet und konstruiert, dass die vorliegend entlang der jeweiligen Mittelachsen 44, 64 orientierten, unfallbedingten Kräfte F das Drehmoment M um die Drehachse 24 bewirken. Dabei werden die jeweiligen zweiten Elementbereiche 50, 70 der jeweiligen Strebenelemente 40, 60 zumindest geringfügig um die Drehachse 24 gedreht. Durch das aus dem Koppelelement 30 (Hülse) und dem Bolzen 25 gebildete Drehgelenk wird ein jeweiliges Biegemoment in den jeweiligen Strebenelementen 40, 60 infolge der unfallbedingten Kräfte F erzeugt. Dieses Biegemoment kann ein Ausknicken der Strebenelemente 40, 60 unter Wirkung unfallbedingter Lasten, also der unfallbedingten Kräfte F, beschleunigen und das unfallbedingte Durchknicken bzw. Durchbiegen der Strebenelemente 40, 60 bei einem niedrigeren Lastniveau bewirken, als dies bei den herkömmlich verschraubten Domstreben 114, 116 der Fall ist.
-
Die Strebenelemente 40, 60 (Domstreben) können allgemein im Bereich des Trägerelements 80 (Scheibenquerträger) mit dem quer zur Fahrtrichtung und damit in Fahrzeugquerrichtung y orientierten Koppelelement 30 (Hülse) an den jeweiligen Koppelbereichen 46, 66 beispielsweise stoffschlüssig verbunden sein. Die Hülse kann allgemein je nach Position der Strebenelemente 40, 60 in Fahrzeughochrichtung y oberhalb oder unterhalb der jeweiligen Mittelachsen 44, 64, welche jeweilige, neutrale Kraftlinien der Strebenelemente 40, 60 darstellen, positioniert sein.
-
Durch die vorliegende Versteifungsvorrichtung 10 ist im Crashfall eine Auslenkungsfunktion, also ein gezieltes Durchknicken bzw. Durchbiegen der Strebenelemente 40, 60 ermöglicht.
