DE102018120872A1

DE102018120872A1 - Deflektorschiene für Rahmenlängsträger

Info

Publication number: DE102018120872A1
Application number: DE102018120872.3A
Authority: DE
Inventors: Scott D. Thomas; Andre T. Matsumoto
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2038-08-28
Also published as: US20190061822A1; CN109421804B; DE102018120872B4; US10421494B2; CN109421804A

Abstract

Eine Trägerstruktur für ein Fahrzeug beinhaltet einen ersten Längsknoten und einen zweiten Längsknoten. Der zweite Längsknoten ist hinter dem ersten Längsknoten entlang einer Mittellängsachse des Fahrzeugs angeordnet. Der erste Längsknoten ist innerhalb des zweiten Längsknotens relativ zur Mittellängsachse angeordnet. Eine Deflektorschiene ist angrenzend an die Trägerstruktur zwischen dem ersten Längsknoten und dem zweiten Längsknoten positioniert. Die Deflektorschiene kann betrieben werden, um eine Steifigkeit der Trägerstruktur als Reaktion auf eine von der Mittellängsachse versetzte auf die Front des Fahrzeugs aufgebrachte Last zu erhöhen und die Steifigkeit der Trägerstruktur als Reaktion auf eine auf die Front des Fahrzeugs, die die Mittellängsachse beinhaltet, aufgebrachte Last nicht zu erhöhen.

Description

EINLEITUNG
Die Offenbarung betrifft allgemein eine Trägerstruktur eines Fahrzeugs.
Fahrzeuge beinhalten eine Form einer Karosserieträgerstruktur, die oftmals mindestens ein Paar seitlich versetzte, sich von einer Zwischenwand nach vorn erstreckende Rahmenlängsträger beinhaltet. Eine Stoßfängerstruktur, Kühlerspurstange oder eine andere laterale Struktur einschließlich eines lasttragenden Trägers, kann an einem Vorderende der Rahmenlängsträger befestigt sein. Im Fall einer verteilten zentralisierten frontalen aufgebrachten Last, bei der eine Last gleichmäßig auf ein Frontende des Fahrzeugs aufgebracht wird, kann die aufgebrachte Last auf die Rahmenlängsträger übertragen oder übermittelt werden, die in Reaktion auf die aufgebrachte Last zerknautschen oder zerquetschen können, um Energie zu absorbieren. Im Fall einer versetzten frontalen Lasteinwirkung, wobei eine Last auf eine Ecke einer Fahrzeugfront einwirkt, kann die aufgebrachte Last jedoch auf den daneben liegenden Rahmenlängsträger übertragen oder übermittelt werden. Als Reaktion auf die versetzte frontale Lasteinwirkung kann es wünschenswert sein, dass der Rahmenlängsträger eine ausreichende Steifigkeit aufweist, um nicht wesentlich zu quetschen oder zu knautschen, sodass der Rahmenlängsträger das Fahrzeug seitlich von der aufgebrachten Last wegführen kann.
KURZDARSTELLUNG
Ein Kraftfahrzeug wird bereitgestellt. Das Fahrzeug beinhaltet einen Rahmenlängsträger. Der Rahmenlängsträger beinhaltet einen ersten Längsknoten und einen zweiten Längsknoten. Der zweite Längsknoten ist hinter dem ersten Längsknoten entlang einer Mittellängsachse des Fahrzeugs angeordnet. Der erste Längsknoten des Rahmenlängsträgers ist seitlich von der Mittellängsachse um einen ersten Abstand versetzt. Der zweite Längsknoten des Rahmenlängsträgers ist seitlich von der Mittellängsachse um einen zweiten Abstand versetzt. Der zweite Abstand ist größer als der erste Abstand, sodass der erste Längsknoten innerhalb des zweiten Längsknotens relativ zur Mittellängsachse liegt. Eine Deflektorschiene ist angrenzend an den Rahmenlängsträger zwischen dem ersten Längsknoten des Rahmenlängsträgers und dem zweiten Längsknoten des Rahmenlängsträgers positioniert. Die Deflektorschiene kann betrieben werden, um eine Steifigkeit des Rahmenlängsträgers als Reaktion auf eine Last zu erhöhen, die auf eine Vorderseite des Rahmenlängsträgers und seitlich versetzt von der Mittellängsachse aufgebracht wird.
In einem Aspekt des Fahrzeugs verbindet eine vordere Verbindung die Deflektorschiene und den Rahmenlängsträger an dem ersten Längsknoten. In einer Ausführungsform des Fahrzeugs verbindet die vordere Verbindung die Deflektorschiene mit einer nach vorne weisenden Fläche des Rahmenlängsträgers.
In einem Aspekt des Fahrzeugs verbindet eine hintere Verbindung die Deflektorschiene und den Rahmenlängsträger an dem zweiten Längsknoten. In einer Ausführungsform ist die hintere Verbindung eine zerbrechliche Verbindung, die dazu dient, in Reaktion auf eine vordefinierte aufgebrachte Kraft zu brechen. In einem anderen Aspekt des Fahrzeugs ist die Deflektorschiene durch das Fehlen einer Verbindung zwischen der Deflektorschiene und dem Rahmenlängsträger an dem zweiten Längsknoten gekennzeichnet, d. h. keine hintere Verbindung.
In einer Ausführungsform des Fahrzeugs beinhaltet der Rahmenlängsträger eine Umformzone, die zwischen dem ersten Längsknoten und dem zweiten Längsknoten angeordnet ist. Die Umformzone beinhaltet mindestens einen Umforminitiator. Der Deflektorschiene erstreckt sich entlang einer Mittelachse hinter der Umformzone entlang der Mittellängsachse.
In einem Aspekt des Fahrzeugs beinhalten die Deflektorschiene und der Rahmenlängsträger jeweils komplementäre Querschnittsformen. Eine der Deflektorschiene und des Rahmenlängsträgers ist zumindest teilweise innerhalb der anderen der Deflektorschiene und des Rahmenlängsträgers angeordnet. In einer Ausführungsform des Fahrzeugs weist die Deflektorschiene einen Querschnitt auf, der ein konkaves Merkmal definiert, wobei der Rahmenlängsträger zumindest teilweise in das konkave Merkmal der Deflektorschiene eingesetzt ist.
In einer Ausführungsform des Fahrzeugs beinhaltet die Deflektorschiene mindestens eine Rippe, die sich axial entlang der Mittellängsachse erstreckt.
In einem Aspekt des Fahrzeugs ist die Deflektorschiene außerhalb des Rahmenlängsträgers relativ zu der Mittellängsachse angeordnet. In einem anderen Aspekt des Fahrzeugs beinhaltet das Fahrzeug ein Karosserieblech, das an dem Rahmenlängsträger angebracht ist. Die Deflektorschiene ist zwischen dem Karosserieblech und dem Rahmenlängsträger angeordnet.
In einer Ausführungsform des Fahrzeugs beinhaltet die Deflektorschiene eine krummlinige Form, beispielsweise eine „S“-Form, zwischen dem ersten Längsknoten und dem zweiten Längsknoten. Die krummlinige Form ist ersichtlich, wenn sie von oben betrachtet wird, relativ zu einer horizontalen Ebene, die durch die Mittellängsachse und eine Mittelquerachse des Fahrzeugs definiert ist.
In einer Ausführungsform des Fahrzeugs beinhaltet die Deflektorschiene eine zerbrechliche Verbindung zum Verbinden einer Komponente, wie beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Karosserieteil oder eine Fensterschiene. In einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Deflektorschiene eine Öffnung und der Rahmenlängsträger enthält eine zerbrechliche Halterung, die neben der Öffnung positioniert ist, um die Komponente an der zerbrechlichen Halterung durch die Öffnung zu befestigen.
Eine Trägerstruktur für ein Fahrzeug ist ebenfalls vorgesehen. Die Trägerstruktur beinhaltet einen Rahmenlängsträger, der sich zwischen einem Frontende und einem Heckende entlang einer Mittellängsachse erstreckt. Der Rahmenlängsträger beinhaltet einen ersten Längsknoten und einen zweiten Längsknoten. Der zweite Längsknoten ist hinter dem ersten Längsknoten entlang der Mittellängsachse angeordnet. Der erste Längsknoten ist seitlich von der Mittellängsachse um einen ersten Abstand versetzt, und der zweite Längsknoten ist seitlich von der Mittellängsachse um einen zweiten Abstand versetzt. Der zweite Abstand ist größer als der erste Abstand, sodass der erste Längsknoten innerhalb des zweiten Längsknotens relativ zur Mittellängsachse liegt. Eine Deflektorschiene ist angrenzend an und außerhalb des Rahmenlängsträgers zwischen dem ersten Längsknoten und dem zweiten Längsknoten positioniert. Eine vordere Verbindung verbindet die Deflektorschiene und die Trägerstruktur an dem ersten Längsknoten. Eine hintere Verbindung verbindet die Deflektorschiene und die Trägerstruktur an dem zweiten Längsknoten. Die hintere Verbindung ist zerbrechliche und kann in Reaktion auf eine vordefinierte aufgebrachte Kraft brechen. Die vordere Verbindung kann die Deflektorschiene sicher an dem Rahmenlängsträger befestigen, sodass die Deflektorschiene den Rahmenlängsträger gegen eine aufgebrachte Last versteift, die auf eine Vorderseite der Trägerstruktur und seitlich versetzt von der Mittellängsachse ausgeübt wird. Alternativ kann die vordere Verbindung zerbrechlich sein, um zu ermöglichen, dass sich die Deflektorschiene mit der aufgebrachten Last nach hinten bewegt. Die hintere Verbindung kann brechen, sodass die Deflektorschiene den Rahmenlängsträger nicht gegen eine auf die Vorderseite der Trägerstruktur aufgebrachte Last versteift, die nicht seitlich von der Mittellängsachse versetzt ist.
In einer Ausführungsform der Trägerstruktur verbindet die vordere Verbindung die Deflektorschiene mit einer nach vorne weisenden Fläche des Rahmenlängsträgers.
In einer Ausführungsform der Trägerstruktur beinhalten die Deflektorschiene und der Rahmenlängsträger jeweils komplementäre Querschnittsformen. Eine der Deflektorschiene und des Rahmenlängsträgers ist zumindest teilweise innerhalb der anderen der Deflektorschiene und des Rahmenlängsträgers angeordnet.
In einer Ausführungsform der Trägerstruktur beinhaltet die Deflektorschiene mindestens eine Rippe, die sich axial entlang der Mittellängsachse erstreckt.
In einer Ausführungsform der Trägerstruktur beinhaltet die Deflektorschiene eine krummlinige Form zwischen dem ersten Längsknoten und dem zweiten Längsknoten. Die krummlinige Form der Deflektorschiene dient dazu, den Rahmenlängsträger seitlich von einem Objekt wegzuführen, das eine vordere Ecke der Trägerstruktur berührt.
Dementsprechend ist die Deflektorschiene so betreibbar, dass sie den Rahmenlängsträger der Trägerstruktur in Reaktion auf eine versetzte Last verstärkt, sodass der Rahmenlängsträger eine ausreichende Steifigkeit aufweist, um das Fahrzeug von der versetzten aufgebrachten Last wegzuführen. In Reaktion auf eine verteilte zentralisierte frontale aufgebrachte Last versteift die Deflektorschiene den Rahmenlängsträger nicht wesentlich, wodurch es dem Rahmenlängsträger ermöglicht wird, sich zu verformen und Energie zu absorbieren. Der angewendete Ansatz hat eine minimale Auswirkung auf die Verformung des Rahmenlängsträgers, wenn eine zentralisierte frontale Last ausgeübt wird. Um dies zu tun, ist die hintere Verbindung, wenn sie so ausgestattet ist, in Reaktion auf die verteilte zentralisierte frontale aufgebrachte Last zerbrechlich, sodass sie brechen kann, wodurch ermöglicht wird, dass die Deflektorschiene mindestens ein Ende von dem Rahmenlängsträger entkoppelt, sodass sich der Rahmenlängsträger verformen kann.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren, lassen sich leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Durchführungsarten der Lehren ableiten, wenn diese in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen betrachtet werden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs.
2 ist eine fragmentarische schematische Querschnittsdraufsicht des Fahrzeugs.
3 ist eine fragmentarische schematische Querschnittsdraufsicht des Fahrzeugs, die in Reaktion auf eine durch eine versetzt aufgebrachte Frontallast verformt wird.
4 ist eine fragmentarische schematische Querschnittsdraufsicht des Fahrzeugs, das als Reaktion auf eine zentral angelegte Frontalbelastung verformt wird.
5 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht einer Deflektorschiene, die an einem Rahmenlängsträger des Fahrzeugs angebracht ist.
6 ist eine fragmentarische perspektivische Querschnittsansicht einer ersten alternativen Ausführungsform der Deflektorschiene und des Rahmenlängsträgers.
7 ist eine fragmentarische perspektivische Querschnittsansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform der Deflektorschiene und des Rahmenlängsträgers.
8 ist eine fragmentarische perspektivische Explosionsansicht einer dritten alternativen Ausführungsform der Deflektorschiene.
9 ist eine fragmentarische perspektivische Explosionsansicht einer vierten alternativen Ausführungsform der Deflektorschiene.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass Begriffe, wie „über“, „unter“, „nach oben“, „nach unten“, „oben“, „unten“ usw., beschreibend für die Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen des Umfangs der durch die beigefügten Patentansprüche definierten Offenbarung darstellen. Weiterhin können die Lehren hierin in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer Anzahl an Hardware, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die dazu konfiguriert sind, die spezifizierten Funktionen auszuführen.
In den Figuren, in denen die Bauteile in mehreren Ansichten nummeriert dargestellt sind, handelt es sich bei 20 im Allgemeinen um das Fahrzeug. Das Fahrzeug 20 kann alle Formen, Größen und/oder Stile einer beweglichen Plattform aufweisen, beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf ein Coupe, eine Limousine, ein Geländefahrzeug, einen Truck, einen Van, ein ATV, ein UTV usw.
Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet das Fahrzeug 20 eine Trägerstruktur 22. Die Trägerstruktur 22 trägt die verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 20, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf den Antriebsstrang, Räder, Achsen, Karosserieteilverkleidungen usw. Die Trägerstruktur 22 kann sich zwischen einer Fahrzeugfront 24 und einem Fahrzeugheck 26 des Fahrzeugs 20 erstrecken. Das Fahrzeugheck 26 ist von der Fahrzeugfront 24 entlang einer Mittellängsachse 28 beabstandet. Die Mittellängsachse 28 erstreckt sich entlang einer Längsmittellinie des Fahrzeugs 20.
Die Trägerstruktur 22 beinhaltet mindestens einen Rahmenlängsträger 30. Der Rahmenlängsträger 30 erstreckt sich zwischen einem Frontende 32 und einem Heckende 34 entlang der Mittellängsachse 28. Das Frontende 32 des Rahmenlängsträgers 30 ist an dem vorderen Ende 24 des Fahrzeugs 20 angeordnet. Während ein Rahmenlängsträger 30 hier im Einzelnen detailliert beschrieben wird, sollte erkannt werden, dass die Trägerstruktur 22 im Allgemeinen über die Mittellängsachse 28 symmetrisch ist. Somit beinhaltet die Trägerstruktur 22 zwei Rahmenlängsträger 30, die seitlich auf jeder Seite der Mittellängsachse 28 voneinander versetzt sind. Es sollte beachtet werden, dass die Beschreibung der Trägerstruktur 22 einschließlich des Rahmenlängsträgers 30 auf jede Seite der Trägerstruktur 22 relativ zu der Mittellängsachse 28 anwendbar ist. Die Trägerstruktur 22 kann auch mehr als einen Rahmenlängsträger 30 pro Seite in verschiedenen Höhen aufweisen, und die Lehren dieser Offenbarung können für mehr als einen Rahmenlängsträger 30 pro Seite gelten. Zusätzlich kann die Trägerstruktur 22, einschließlich des Rahmenlängsträgers 30, integral mit den Außenverkleidungen der Karosserie sein, wie zum Beispiel eine geformte Form in einer Karosserie-Außenverkleidungsstanzung/-layup, oder kann davon getrennt sein.
Ein Träger 36 kann an dem Frontende 32 des Rahmenlängsträgers 30 angebracht sein. Der Träger 36 ist quer zur Mittellängsachse 28 angeordnet. Der Träger 36 kann an dem Rahmenlängsträger 30 in einer geeigneten Weise angebracht sein, wie zum Beispiel, jedoch nicht darauf beschränkt, eine verschraubte, geklebte oder geschweißte Verbindung dazwischen. Der Träger 36 überträgt Lasten, die in einer axialen Richtung entlang der Mittellängsachse 28 auf den Rahmenlängsträger 30 aufgebracht werden. Der Träger 36 kann Teil eines Stoßfängersystems, einer Kühlerhalterung oder einer Motorhaubenverriegelungshalterung sein oder von diesen getrennt sein.
Bezugnehmend auf 2, beinhaltet der Rahmenlängsträger 30 einen ersten Längsknoten 38 und einen zweiten Längsknoten 40, der entlang der Mittellängsachse 28 angeordnet ist. Der erste Längsknoten 38 kann an dem oder angrenzend an das Frontende 32 des Rahmenlängsträgers 30 angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen ist der erste Längsknoten 38 hinter dem Frontende 32 des Rahmenlängsträgers 30 angeordnet, jedoch vor einer Fahrgastzellen-Trennwand des Fahrzeugs 20. Der zweite Längsknoten 40 ist hinter dem ersten Längsknoten 38 entlang einer Mittellängsachse 28 des Fahrzeugs angeordnet.
Der erste Längsknoten 38 ist seitlich von der Mittellängsachse 28 um einen ersten Abstand 42 versetzt. Der zweite Längsknoten 40 der Trägerstruktur 22 ist seitlich zur Mittellängsachse 28 um einen zweiten Abstand 44 versetzt. Der zweite Abstand 44 ist größer als der erste Abstand 42, sodass der erste Längsknoten 38 innerhalb des zweiten Längsknotens 40 relativ zur Mittellängsachse 28 liegt und der zweite Längsknoten 40 außerhalb des ersten Längsknotens 38 relativ zu der Mittellängsachse 28 liegt. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „außerhalb“ auf eine Position relativ zu einer Mitte des Fahrzeugs 20 entlang der Mittellängsachse 28, die weiter weg von einer „inneren“ Position angeordnet ist. Somit ist eine innere Position näher zu der Mitte des Fahrzeugs 20 angeordnet, relativ zu einer äußeren Position, die weiter entfernt von der Mitte des Fahrzeugs 20 angeordnet ist.
Bezugnehmend auf 2 ist eine Deflektorschiene 46 neben dem Rahmenlängsträger 30 der Trägerstruktur 22 angeordnet. Eine Deflektorschiene 46 ist entlang der Mittellängsachse 28 zwischen dem ersten Längsknoten 38 des Rahmenlängsträgers 30 und dem zweiten Längsknoten 40 des Rahmenlängsträgers 30 positioniert. Die Deflektorschiene 46 ist außerhalb des Rahmenlängsträgers 30 relativ zur Mittellängsachse 28 angeordnet. Die Deflektorschiene 46 kann ein steifes, verformungsbeständiges Material beinhalten und daraus hergestellt sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Metalle, Aluminium, Stahl, faserverstärkte Polymere usw.
Eine vordere Verbindung 48 verbindet die Deflektorschiene 46 und die Trägerstruktur 22 an dem oder in der Nähe des ersten Längsknotens 38. Die vordere Verbindung 48 kann eine mechanische Verbindung mit einem Befestigungselement, einer Schweißverbindung oder einer Klebeverbindung mit einem Klebstoff beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt. In einigen Ausführungsformen kann die vordere Verbindung 48 eine starke Verbindung beinhalten, die die Verbindung zwischen der Deflektorschiene 46 und der Trägerstruktur 22 als Reaktion auf eine signifikante aufgebrachte Last aufrechterhält. Bei anderen Ausführungsformen kann die vordere Verbindung 48 eine schwache Verbindung sein, die es der Deflektorschiene 46 ermöglicht, sich von der Trägerstruktur 22 zu trennen, möglicherweise lokal zu biegen und entlang der oder relativ zu der Trägerstruktur 22 zu gleiten. In einer Ausführungsform verbindet die vordere Verbindung 48 die Deflektorschiene 46 mit einer nach vorne weisenden Fläche 50 der Trägerstruktur 22, beispielsweise, aber ohne Einschränkung, einer nach vorne weisenden Fläche 50 des Trägers 36, sodass die vordere Verbindung 48 in Reaktion auf eine auf das vordere Ende 24 des Fahrzeugs 20 aufgebrachte Last weniger Scherkräften ausgesetzt ist. In anderen Ausführungsformen kann die vordere Verbindung 48 zu einer Seite des Rahmenlängsträgers 30 oder zu dem Träger 36 hergestellt sein.
Eine hintere Verbindung 52 kann die Deflektorschiene 46 und die Trägerstruktur 22 an dem oder in der Nähe des zweiten Längsknotens 40 verbinden. Bei einer Ausstattung mit der hinteren Verbindung 52, ist die hintere Verbindung 52 eine Verbindung 86, die dazu dient, in Reaktion auf eine vordefinierte aufgebrachte Kraft zu brechen. In einer Ausführungsform kann die Verbindung 86 so ausgelegt sein, dass sie stark genug ist, um während normaler und extremer Fahrbedingungen befestigt zu bleiben, sich jedoch unter der Einwirkung einer signifikanten Kraft auf die Vorderseite der Deflektorschiene 46 lösen kann. Die hintere Verbindung 52 kann eine mechanische Verbindung mit einem Befestigungselement, einer Schweißverbindung oder einer Klebeverbindung mit einem Klebstoff beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Die hintere Verbindung 52 ist vorzugsweise eine schwache Verbindung, die als Reaktion auf eine vordefinierte aufgebrachte Kraft bricht. In einigen Ausführungsformen verbindet die hintere Verbindung 52 die Deflektorschiene 46 und den Rahmenlängsträger 30 der Trägerstruktur 22. In anderen Ausführungsformen beinhaltet das Fahrzeug 20 nicht die hintere Verbindung 52, d. h. das Fahrzeug 20 weist keine Verbindung zwischen der Deflektorschiene 46 und der Trägerstruktur 22 an dem zweiten Längsknoten 40 auf. Ferner muss die hintere Verbindung 52 nicht am Ende der Deflektorschiene 46 angeordnet sein und kann nahe einem Mittelpunkt der Deflektorschiene 46 oder dahinter angeordnet sein.
Bezugnehmend auf 2, kann die Trägerstruktur 22 eine Umformzone 54 enthalten, die zwischen dem ersten Längsknoten 38 und dem zweiten Längsknoten 40 angeordnet ist. Die Umformzone 54 beinhaltet mindestens einen Umforminitiator 56. In der in den Figuren gezeigten exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Umformzone 54 eine Vielzahl von Umforminitiatoren 56. Die Umforminitiatoren 56 sind so ausgelegt, dass sie die Verformung des Rahmenlängsträgers 30 in Reaktion auf eine aufgebrachte Last, die axial entlang der Mittellängsachse 28 gerichtet ist, erleichtern. Die spezifische Konfiguration und der Betrieb der Umforminitiatoren 56 ist nicht relevant für die Lehren dieser Offenbarung und wird daher hierin nicht im Detail beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann die Trägerstruktur 22 optional ein inneres abgewinkeltes Element 57 aufweisen, das einen oder mehrere Umforminitiatoren 56 aufweisen kann. Diese Umforminitiatoren 56 können in die Umformzone 54 fallen oder sich darüber hinaus erstrecken. In einigen Ausführungsformen kann sich die Deflektorschiene 46 entlang der Mittellängsachse 28 vor der Umformzone 54 und hinter der Umformzone 54 erstrecken.
Die Deflektorschiene 46 kann betrieben werden, um eine Steifigkeit der Trägerstruktur 22, z. B. des Rahmenlängsträgers 30, als Reaktion auf eine Versatzlast 58, die auf den vorderen Abschnitt des Fahrzeugs 20 aufgebracht wird, zu erhöhen. Wie hierin verwendet, kann der Ausdruck „Versatzlast“ als eine Last betrachtet werden, die auf eine Position der Trägerstruktur 22 angewendet wird, die seitlich von der Mittellängsachse 28 versetzt ist. Eine aufgebrachte Last kann als eine Versatzlast betrachtet werden, wenn sie auf äußere 25 % (links oder rechts) des vorderen Endes 24 des Fahrzeugs 20, d. h. der äußersten linken 25 % des vorderen Endes 24 des Fahrzeugs 20, oder der äußersten rechten 25 % vorderen Enden 24 des Fahrzeugs 20, ausgeübt wird. Darüber hinaus beeinflusst die Deflektorschiene 46 die Steifigkeit der Trägerstruktur 22, z. B. des Rahmenlängsträgers 30, als Reaktion auf eine nicht versetzte, verteilte Last, die auf das vordere Ende 24 des Fahrzeugs 20 aufgebracht wird, nicht signifikant. Wie hierin verwendet, kann der Begriff „nicht versetzte Last“ als eine verteilte Last betrachtet werden, die an einer Stelle der Trägerstruktur 22 angewendet wird, die die Mittellängsachse 28 enthält. Eine aufgebrachte Last kann als eine nicht versetzte Last betrachtet werden, wenn sie zentrale 50 % des vorderen Endes 24 des Fahrzeugs 20 umfasst.
Die vordere Verbindung 48 befestigt die Deflektorschiene 46 sicher an dem Rahmenlängsträger 30, sodass die Deflektorschiene 46 die Trägerstruktur 22 in Reaktion auf eine Versatzlast 58 versteift, die an dem vorderen Ende 24 des Fahrzeugs 20 und seitlich versetzt von der Mittellängsachse 28 aufgebracht wird. Die hintere Verbindung 52 kann brechen (oder das Fahrzeug 20 kann nicht mit der hinteren Verbindung 52 ausgerüstet sein), sodass die Deflektorschiene 46 den Rahmenlängsträger 30 nicht gegen eine nicht versetzte Last versteift, die auf das vordere Ende 24 des Fahrzeugs 20 einwirkt, das die Mittellängsachse 28 beinhaltet.
Bezugnehmend auf 3 ist eine Reaktion der Trägerstruktur 22 auf eine Versatzlast 58 gezeigt. Die Versatzlast 58 wird an die Deflektorschiene 46 aufgebracht. Die Versatzlast 58 verleiht der Deflektorschiene 46, die zwischen der Versatzlast 58 und dem Rahmenlängsträger 30 angeordnet ist, eine Längskraftkomponente 60 und eine Querkomponente 62. In Reaktion auf die Versatzlast 58 trägt die Deflektorschiene 46 strukturell den Rahmenlängsträger 30, wodurch der Rahmenlängsträger 30 versteift wird. Zusätzlich erzeugt die Deflektorschiene 46 aufgrund des Innenwinkels oder der Ausrichtung des Rahmenlängsträgers 30 und der Deflektorschiene 46 eine reaktionäre Kraft 64, die das Fahrzeug 20 seitlich von der Versatzlast 58 wegdrängt.
Bezugnehmend auf 4 ist eine Reaktion der Trägerstruktur 22 auf eine nicht versetzte Last 66 gezeigt. Die nicht versetzte Last 66 wird auf den Träger 36 in einer Richtung axial entlang der Mittellängsachse 28 aufgebracht. Die nicht versetzte Last 66 verleiht dem Träger 36 eine Längskraftkomponente 68, die ihrerseits die Längskraftkomponente 68 auf den Rahmenlängsträger 30 überträgt. Die Umforminitiatoren 56 verformen sich als Reaktion auf die Längskraftkomponente 68, um Energie zu absorbieren. In Reaktion auf die nicht versetzte Last 66 bricht die hintere Verbindung 52 der Deflektorschiene 46, wodurch sich die Deflektorschiene 46 relativ zu dem Rahmenlängsträger 30 bewegen kann, sodass die Deflektorschiene 46 den Betrieb der Umforminitiatoren 56 und die Verformung des Trägers 36, den sie steuern, nicht stört.
Die Deflektorschiene 46 kann eine Form und/oder Konfiguration aufweisen, die betätigbar ist, um den Rahmenlängsträger 30 in Reaktion auf die Versatzlast zu versteifen, während sie die Steifigkeit des Rahmenlängsträgers 30 in Reaktion auf die nicht versetzte Last nicht signifikant beeinflusst. Exemplarische Ausführungsformen der Deflektorschiene 46 werden nachstehend unter Bezugnahme auf die entsprechenden Figuren beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die Deflektorschiene 46 eine oder mehrere der nachstehend beschriebenen und in den verschiedenen Figuren gezeigten unterschiedlichen Ausführungsformen umfassen kann.
Die Deflektorschiene 46 und die Trägerstruktur 22, z. B. der Rahmenlängsträger 30, können jeweils komplementäre Querschnittsformen aufweisen, wobei entweder die Deflektorschiene 46 oder die Trägerstruktur 22 zumindest teilweise innerhalb der anderen der Deflektorschiene 46 und der Trägerstruktur 22 angeordnet sind. So kann beispielsweise, wie in den 5 und 6 gezeigt, die Deflektorschiene 46 einen Querschnitt aufweisen, der ein konkaves Merkmal definiert, wobei die Trägerstruktur 22, z. B. der Rahmenlängsträger 30, zumindest teilweise innerhalb des konkaven Merkmals der Deflektorschiene 46 angeordnet ist. In anderen Ausführungsformen, wie in 7 gezeigt, kann die Trägerstruktur 22 einen Querschnitt aufweisen, der das konkave Merkmal definiert, wobei die Deflektorschiene 46 zumindest teilweise in dem konkaven Merkmal angeordnet ist.
Beispielsweise hat die Deflektorschiene 46, unter Bezugnahme auf 5, allgemein eine Querschnittsform, die einen Kanal 72 bildet. Der Rahmenlängsträger 30 ist allgemein mit einer Querschnittsform gezeigt, die ein Rechteck 74 mit Außenabmessungen bildet, die ungefähr gleich den Abmessungen des durch die Deflektorschiene 46 gebildeten Kanals 72 sind. Der Rahmenlängsträger 30 ist in den Kanal 72 der Deflektorschiene 46 eingesetzt.
Bezugnehmend auf 6, ist die Deflektorschiene 46 aus einer Verbundstoffherstellung gebildet, die ein Kanalelement 76 und ein rohrförmiges Element 78 beinhaltet. Das Kanalelement 76 weist eine Querschnittsform auf, die einen Kanal 72 bildet, wobei das rohrförmige Element 78 innerhalb des Kanals 72 angeordnet ist. Das Kanalelement 76 und das rohrförmige Element 78 können aneinander befestigt sein, um eine einzige Herstellungseinheit zu bilden. In anderen Ausführungsformen kann das rohrförmige Element 78 an einer Außenseite des Kanalelements 76 angebracht sein. Der Rahmenlängsträger 30 ist allgemein mit einer Querschnittsform gezeigt, die ein Rechteck 74 mit Außenabmessungen bildet, die ungefähr gleich den Abmessungen des durch das Kanalelement 76 gebildeten Kanals 72 sind. Der Rahmenlängsträger 30 ist in den Kanal 72 des Kanalelements 76 eingesetzt.
Bezugnehmend auf 7 ist die Querschnittsform des Rahmenlängsträgers 30 gezeigt, die eine im Allgemeinen rechteckige Aussparung 80 aufweist. Die Deflektorschiene 46 ist so gezeigt, dass sie eine im Allgemeinen rechteckige Querschnittsform mit Außenabmessungen aufweist, die ungefähr gleich den Abmessungen der rechteckigen Aussparung 80 sind. Die Deflektorschiene 46 ist in der Aussparung 80 des Rahmenlängsträgers 30 aufgenommen.
Bezugnehmend auf 5, kann die Deflektorschiene 46 eine oder mehrere Rippen 82 beinhalten, die sich axial entlang der Mittellängsachse 28 erstrecken. Die Rippen 82 stellen ein geometrisches Versteifungsmerkmal für die Deflektorschiene 46 bereit. Während die exemplarische Ausführungsform der in 5 gezeigten Deflektorschiene 46 zwei Rippen 82 beinhaltet, sollte beachtet werden, dass die Deflektorschiene 46 eine Rippe 82 oder mehr als die zwei gezeigten Rippen 82 beinhalten kann. In einigen Ausführungsformen können sich die Rippen 82 über die gesamte Länge der Deflektorschiene 46 zwischen dem ersten Längsknoten 38 und dem zweiten Längsknoten 40 erstrecken. In anderen Ausführungsformen können sich die Rippen 82 teilweise zwischen dem ersten Längsknoten 38 und der zweiten Längszuordnung erstrecken.
Unter Bezugnahme auf 1 kann die Deflektorschiene 46 krummlinige Form zwischen dem ersten Längsknoten 38 und dem zweiten Längsknoten 40 beinhalten. Die krummlinige Form kann als eine allgemein „S“-förmige Konfiguration definiert sein, wenn sie in einer horizontalen Ebene betrachtet wird, die durch die Mittellängsachse 28 und eine Mittelquerachse 84 des Fahrzeugs 20 definiert ist. Die krummlinige Form übergibt einen Teil der Längskraftkomponente 60 der aufgebrachten Versatzlast 58 an die Querkraftkomponente 62 der aufgebrachten Versatzlast 58, um das Fahrzeug 20 seitlich von einer Quelle der aufgebrachten Versatzlast 58 wegzubewegen oder wegzuschieben.
Eine von der Deflektorschiene 46 oder des Rahmenlängsträgers 30 kann eine Verbindung 86 (in 8 gezeigt) oder eine Halterung 88 (in 9 gezeigt) zum Anschließen einer Komponente daran aufweisen. Die Komponente kann eine Vorrichtung beinhalten, wie etwa, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Karosserieteil oder einen Fensterträger. Unter Bezugnahme auf die 8 und 9 ist das Fahrzeug 20 beispielsweise mit einem Karosserieteil 90 gezeigt. Die Deflektorschiene 46 ist zwischen dem Karosserieteil 90 und der Trägerstruktur 22, z. B. dem Rahmenlängsträger 30 angeordnet.
Bezugnehmend auf 8, beinhaltet die Deflektorschiene 46 eine Verbindung 86, die das Karosserieteil 90 und die Deflektorschiene 46 miteinander verbindet, um das Karosserieteil 90 relativ zu der Trägerstruktur 22 zu tragen. Die Verbindung 86 kann so gestaltet sein, dass sie in Reaktion auf eine vordefinierte oder konstruierte Kraft bricht, sodass die Verbindung den Betrieb der oben beschriebenen Deflektorschiene 46 nicht stört.
Bezugnehmend auf 9, beinhaltet die Deflektorschiene 46 eine Öffnung 92, und die Trägerstruktur 22, z. B. der Rahmenlängsträger 30, beinhaltet eine Halterung 88, die neben der Öffnung 92 positioniert ist. Die Halterung 88 befestigt das Karosserieteil 90 durch die Öffnung 92 in der Deflektorschiene 46 an dem Rahmenlängsträger 30. Die Halterung 88 kann so ausgelegt sein, dass sie in Reaktion auf eine vordefinierte oder konstruierte Kraft brechen kann, sodass die Verbindung den Betrieb der oben beschriebenen Deflektorschiene 46 nicht stört.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, während der Umfang der Offenbarung jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert wird. Während einige der besten Modi und andere Ausführungsformen zur Umsetzung der beanspruchten Lehren im Detail beschrieben werden, existieren verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zur Umsetzung der Offenbarung, die in den hinzugefügten Ansprüchen definiert sind.

Claims

Fahrzeug, umfassend: einen Rahmenlängsträger, die sich entlang einer Längsachse zwischen einem vorderen Ende und einem hinteren Ende erstreckt und einen ersten Längsknoten und einen zweiten Längsknoten aufweist, wobei der zweite Längsknoten hinter dem ersten Längsknoten entlang der Mittellängsachse angeordnet ist; wobei der erste Längsknoten des Rahmenlängsträgers um einen ersten Abstand von der Mittellängsachse seitlich versetzt ist und der zweite Längsknoten des Rahmenlängsträgers um einen zweiten Abstand seitlich von der Mittellängsachse versetzt ist, wobei der zweite Abstand größer ist als der ersten Abstand, sodass der erste Längsknoten innerhalb des zweiten Längsknotens relativ zur Mittellängsachse liegt; und eine Deflektorschiene, die angrenzend an den Rahmenlängsträger zwischen dem ersten Längsknoten des Rahmenlängsträgers und dem zweiten Längsknoten des Rahmenlängsträgers positioniert ist, wobei die Deflektorschiene betreibbar ist, um eine Steifigkeit des Rahmenlängsträgers in Reaktion auf eine an eine Vorderseite der Rahmenschiene und seitlich versetzt zur Mittellängsachse aufgebrachte Last zu erhöhen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend eine vordere Verbindung, die die Deflektorschiene und den Rahmenlängsträger an dem ersten Längsknoten verbindet.
Fahrzeug nach Anspruch 2, ferner umfassend eine hintere Verbindung, die die Deflektorschiene und den Rahmenlängsträger an dem zweiten Längsknoten verbindet.
Fahrzeug nach Anspruch 3, worin die hintere Verbindung eine zerbrechliche Verbindung ist, die dazu dient, in Reaktion auf eine vordefinierte aufgebrachte Kraft zu brechen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin der Rahmenlängsträger eine Umformzone beinhaltet, die zwischen dem ersten Längsknoten und dem zweiten Längsknoten angeordnet ist und mindestens einen Umforminitiator aufweist, wobei sich die Deflektorschiene entlang der Mittellängsachse hinter der Umformzone erstreckt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Deflektorschiene und der Rahmenlängsträger jeweils komplementäre Querschnittsformen aufweisen, wobei entweder die Deflektorschiene oder der Rahmenlängsträger zumindest teilweise innerhalb der anderen der Deflektorschiene und des Rahmenlängsträgers angeordnet sind.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Deflektorschiene außerhalb des Rahmenlängsträgers relativ zu der Mittellängsachse angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Deflektorschiene einen Querschnitt aufweist, der ein konkaves Merkmal definiert, wobei der Rahmenlängsträger zumindest teilweise in das konkave Merkmal der Deflektorschiene eingesetzt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Deflektorschiene eine krummlinige Form zwischen dem ersten Längsknoten und dem zweiten Längsknoten aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Karosserieteil, das an dem Rahmenlängsträger befestigt ist, wobei die Deflektorschiene zwischen dem Karosserieteil und dem Rahmenlängsträger angeordnet ist.