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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrgestell für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Kraftfahrzeug.
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Im Zusammenhang mit der Sicherheit von Kraftfahrzeugen werden diese üblicherweise verschiedenen Kollisionstestverfahren (Crash-Tests) unterzogen und müssen für ihre Zulassung bestimmten Standards genügen. Für bestimmte Sicherheitsstandards, zum Beispiel das IIHS (Insurance Institute for Highway Safety) Sicherheitsprotokoll, müssen auch Lastkraftwagen definierte Anforderungen im Zusammenhang mit Kollisionstests mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung (SORB - Small Overlap Rigid Barrier) erfüllen. Die genannten Standards werden zunehmend auch weltweit für Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen und Kleintransporter; implementiert.
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Die genannten SORB-Testanforderungen stellen für Lastkraftwagen, Transporter und Kleintransporter eine Herausforderung dar, da diese im Vergleich zu Personenkraftwagen in der Regel eine deutlich kürzere Motorhaube gemessen in Längsrichtung, also entlang einer x-Achse, von der Vorderseite des Fahrzeugs in Richtung der Rückseite bei gleichzeitig höherer Fahrzeugmasse aufweisen. Der Abstand von der Vorderseite oder Frontseite des Fahrzeugs bis zur Fahrerkabine ist mit anderen Worten deutlich kürzer als bei Personenkraftwagen. Dies führt dazu, dass bei einer Kollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung (SORB) das Fahrzeug dazu tendiert von vorn zusammengeschoben zu werden anstelle von der Barriere abzuprallen und eine Lastumlenkung von der Backup-Struktur, insbesondere der Fahrerkabine oder dem Fahrgastraum, zu bewirken. Ein direktes Weiterleiten der Kollisionslast in die Backup-Struktur erfüllt bei dieser Art von Fahrzeugen bzw. Plattformen nicht die erforderlichen Sicherheitsstandards, insbesondere bei einer Überlastung der Fahrzeugstruktur.
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Bei den genannten Fahrzeugen steht im Vergleich zu Personenkraftwagen zum einen weniger Platz zur Verfügung, um Aufprallenergie aufzunehmen oder umzulenken. Darüber hinaus sind diese Fahrzeuge schwerer als Personenkraftwagen, was zur Folge hat, dass eine höhere Aufprallenergie von der Fahrzeugstruktur aufzunehmen oder abzulenken ist. Weiterhin sind diese Fahrzeuge üblicherweise breiter, also in y-Richtung bzw. Querrichtung oder lateraler Richtung länger als Personenkraftwagen mit der Folge, dass der relativ definierte y-Überlapp des SORB-Hindernisses von beispielsweise 25% in Bezug auf die Fahrzeugbreite ebenfalls größer ist. Um ein Abprallen zu erreichen, muss das Fahrzeug daher eine größere Strecke bzw. einen längeren Weg in y-Richtung zur Seite bewegt werden, um ein Abprallen oder Abgleiten zu erreichen.
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Bei Personenkraftwagen werden üblicherweise zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen im Zusammenhang mit Kollisionen mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung Frontstoßstangen vorgesehen, die lateral über den Längsträger des Fahrgestells hinausragen. In Längsrichtung bzw. x-Richtung hinter dem hinausragenden Bereich der Stoßstange sind üblicherweise Vorrichtungen an dem Längsträger angebracht, zum Beispiel Blöcke, gegen die der hinausragende Bereich der Stoßstange im Fall einer Kollision gedrückt wird. Beispiele hierfür sind in Dokumenten
DE 10 2013 012 769 A1 ,
US 2014/0062129 A1 und
US 9,180,828 B2 offenbart. Weiterer Stand der Technik ist in
US 9,242,675 B2 ,
US 2014/0361559 A1 ,
DE 10 2015 012 140A1 ,
DE 10 2011 116 448 A1 ,
DE 10 2011 004 105 A1 ,
US 8,807,632 B2 und
JP 2012-166743 A offenbart.
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Vor dem beschriebenen Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrgestell für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Lastkraftwagen, Transporter oder Kleintransporter zur Verfügung zu stellen, welches das Abprallverhalten im Zusammenhang mit SORB-Tests verbessert. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein entsprechendes Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgaben werden durch ein Fahrgestell für ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Das erfindungsgemäße Fahrgestell für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Längsachse, mindestens einen Längsträger und eine an dem Längsträger befestigte Frontstoßstange. Die Frontstoßstange umfasst einen in lateraler Richtung bzw. in Querrichtung über den Längsträger hinausragenden Bereich. Das Fahrgestell umfasst einen Träger. Der Träger weist einen Querschenkel bzw. lateralen Schenkel und einen Längsschenkel bzw. longitudinalen Schenkel auf. Der Längsträger weist eine Außenseite auf. Der Träger ist an der Außenseite des Längsträgers befestigt. Der Träger ist an dem Querschenkel an der Außenseite des Längsträgers befestigt. Der Querschenkel erstreckt sich lateral bzw. quer zur Außenseite. Der Längsschenkel des Trägers schließt sich lateral außen an den Querschenkel an und erstreckt sich in Längsrichtung in von der Frontstoßstange abgewandter Richtung. Bevorzugt erstreckt sich der Längsschenkel parallel zum Längsträger nach hinten.
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Der Träger ist mit dem Querschenkel an der Außenseite des Längsträgers in einem Abstand zu der Frontstoßstange befestigt. Der Abstand ist so festgelegt bzw. bemessen, dass der in lateraler Richtung über den Längsträger hinausragende Bereich der Frontstoßstange im Fall einer Kollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung (SORB) gegen den Träger geschoben wird und der Träger mit seinem Längsschenkel gegen die Außenseite des Längsträgers geschoben wird.
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Der über den Längsträger hinausragende Bereich kann insbesondere eine Länge von 100 Millimetern bis 200 Millimetern, zum Beispiel eine Länge von 150 Millimetern, aufweisen. Der Abstand zwischen dem Querschenkel und der Frontstoßstange kann zwischen 190 Millimetern und 210 Millimetern, zum Beispiel 200 Millimeter betragen. Der Querschenkel kann insbesondere eine Länge von 100 Millimetern bis 200 Millimetern, zum Beispiel eine Länge von 150 Millimetern, aufweisen. Der Längsschenkel kann insbesondere eine Länge von 90 Millimetern bis 120 Millimetern, zum Beispiel eine Länge von 105 Millimetern, aufweisen.
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Vorzugsweise umfasst das Fahrgestell zwei Längsträger, zum Beispiel einen entlang der rechten Seite des Fahrzeugs verlaufenden und einen entlang der linken Seite des Fahrzeugs verlaufenden Längsträger. Vorteilhafterweise ist an beiden Längsträgern jeweils an der Außenseite ein beschriebener Träger befestigt.
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Das erfindungsgemäße Fahrgestell hat den Vorteil, dass es auf einfache Weise die durch eine Kollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung auftretende Last umlenkt und das Abprallverhalten deutlich verbessert. Insbesondere wird eine Lastaufnahme durch den Längsträger verstärkt. Dies ermöglicht ein Abprallen auch bei Fahrzeugen mit hohem Gewicht und einem geringen Abstand zwischen Frontstoßstange und Fahrgastraum bzw. Fahrerkabine.
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Der Träger ist in Bezug auf den Längsträger auch in vertikaler Richtung, also in z-Richtung, so angeordnet, dass sich der Längsschenkel in Höhe der Außenseite des Längsträgers befindet. In einer bevorzugten Variante weist der Querschenkel eine Stirnseite auf, die an der Außenseite des Längsträgers anliegt. Beispielsweise kann die Stirnseite unmittelbar an der Außenseite des Längsträgers befestigt sein.
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Der Träger ist vorzugsweise L-förmig ausgestaltet. Insbesondere kann der Längsschenkel senkrecht zum Querschenkel angeordnet sein. In einer weiteren vorteilhaften Variante ist der Querschenkel länger als der Längsschenkel. Weiterhin kann der Längsschenkel eine Stirnseite aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass im Falle einer Kollision der Längsschenkel mit der Stirnseite in einem für die Lastübertragung günstigen Winkel, zum Beispiel 45 Grad (45°), gegen die Außenseite des Längsträgers geschoben wird.
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In einer weiteren Variante ist der Querschenkel des Trägers in Bezug auf seine longitudinale Position, insbesondere Position in x-Richtung, an dem Längsträger so angeordnet, dass er an der Vorderlinie einer Position für einen Antriebsstrang ausgerichtet ist. Mit anderen Worten kann der Querschenkel eine Vorderseite umfassen, die an der gleichen longitudinalen Position wie eine Vorderseite des Antriebsstrangs angeordnet ist. Auf diese Weise wird der Antriebsstrang im Fall einer Kollision einerseits geschützt und wirkt andererseits selbst stabilisierend. Zudem wird der Längsträger in diesem Bereich stabilisiert.
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Vorteilhafterweise ist der Träger so ausgestaltet, insbesondere in Bezug auf sein Material und/oder seine Steifheit und/oder seine Form, dass im Fall einer Kollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung (25% der Fahrzeugbreite) der Querschenkel deformiert wird. Vorzugsweise wird der Querschenkel im Falle einer Kollision um eine vertikale Achse (z-Achse) gebogen. Dabei verläuft die vertikale Achse (z-Achse) senkrecht zur Längsachse (x-Achse) und senkrecht zu einer Querachse (y-Achse), wobei die Längsachse (x-Achse) und die Querachse (y-Achse) in einer horizontalen Ebene senkrecht zueinander verlaufen.
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Der Träger kann an dem Längsträger durch Kleben und/oder Schweißen und/oder Schrauben oder auf andere Weise befestigt sein.
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Das Fahrgestell kann auch als selbsttragende Karosserie ausgestaltet sein.
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Das erfindungsgemäße Fahrgestell bildet im Fall einer Kollision eine feste mehrlagige Abprall-Fläche, aus der Frontstoßstange, dem Längsschenkel und dem Längsträger. Dabei wird die Frontstoßstange durch den Längsschenkel des Trägers unterstützt, der wiederum durch den Längsträger und durch den Antriebsstrang gestützt wird. Diese Abprall-Fläche ermöglicht auch für schwere Lasten ein Abprallen und ein Zur-Seite-Schieben des Fahrzeugs an dem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung. Dadurch wird verhindert, dass das Hindernis in die Fahrerkabine oder den Fahrgastraum oder die Backup-Struktur eindringt. Die durch das Hindernis hauptsächlich in Längsrichtung bzw. longitudinaler Richtung oder x-Richtung auf das Fahrzeug einwirkende Kraft wird auf diese Weise in Querrichtung bzw. lateraler Richtung oder y-Richtung umgelenkt, wobei das Ausmaß von dem Abprallwinkel abhängt, so dass ein Abprallen und eine Lastumlenkung erreicht werden kann.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Fahrgestell. Es hat dieselben Vorteile wie das oben beschriebene erfindungsgemäße Fahrgestell. Es zeichnet sich insbesondere durch verbesserte Testergebnisse im Zusammenhang mit Kollisionen mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung aus. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um einen Lastkraftwagen, einen Transporter, einen Kleintransporter oder einen Personenkraftwagen handeln.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert:
- 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Fahrgestells in einer Ansicht von unten.
- 2 zeigt schematisch das in der 1 gezeigte Fahrgestell nach einer Kollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung.
- 3 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer Ansicht von unten.
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Das in der 1 gezeigte erfindungsgemäße Fahrgestell 1 umfasst eine Längsachse 14. Parallel zu dieser Längsachse 14 ist die x-Richtung definiert. Senkrecht zur x-Richtung und quer zur Längsachse 14 verläuft horizontal die y-Richtung. Das Fahrgestell umfasst vorzugsweise zwei Längsträger 2. An dem Längsträger 2 ist eine Frontstoßstange 3 befestigt. Die Frontstoßstange 3 verläuft lateral bzw. quer zur Längsachse 14 und zu dem Längsträger 2. Die Frontstoßstange 3 umfasst einen in laterale Richtung bzw. y-Richtung über den Längsträger 2 hinausragenden Bereich 4, welcher zum Beispiel eine Länge von 150 Millimetern (150 mm) aufweist, also um 150 Millimeter über den Längsträger 2 hinausragt. Das Fahrgestell 1 umfasst zudem einen Träger 5. Der Träger 5 umfasst einen Querschenkel 6 und einen Längsschenkel 7.
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Der Längsträger 2 weist eine Außenseite 11 auf. Der Träger 5 ist an dem Querschenkel 6 an der Außenseite 11 des Längsträgers 2 befestigt. In der gezeigten Variante weist der Querschenkel 6 eine Stirnseite 8 auf. Die Stirnseite 8 liegt an der Außenseite 11 an. Die Stirnseite 8 kann an der Außenseite 11 unmittelbar befestigt sein. Es sind aber auch andere Befestigungsmöglichkeiten möglich. Der Querschenkel kann zum Beispiel an den Längsträger 2 angeklebt und/oder angeschraubt und/oder angeschweißt sein.
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Der Querschenkel 6 erstreckt sich in Querrichtung, also y-Richtung, nach außen. Er steht mit anderen Worten lateral von der Außenseite 11 nach außen ab. Der sich lateral außen an den Querschenkel 6 anschließende Längsschenkel 7 erstreckt sich in Längsrichtung, also x-Richtung, in von der Frontstoßstange 3 abgewandter Richtung. Mit anderen Worten erstreckt sich der Längsschenkel 7 parallel zum Längsträger 2 nach hinten.
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Bevorzugt ist der Träger 5 L-förmig ausgestaltet, wobei der Querschenkel 6 länger ist als der Längsschenkel 7. In der gezeigten Variante weist der Querschenkel eine Länge 12, zum Beispiel 150 Millimeter (150 mm), und der Längsschenkel eine Länge 13, zum Beispiel 105 Millimeter (105 mm), auf. Die Länge 12 ist vorzugsweise größer als die Länge 13.
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Der Querschenkel 6 weist zudem eine Vorderseite 9 auf. Der Träger 5 ist mit dem Querschenkel an der Außenseite 11 des Längsträgers 2 mit einem Abstand 15, zum Beispiel 200 Millimeter (200 mm), zu der Frontstoßstange befestigt. In der gezeigten Variante wird der Abstand 15 von der Vorderseite des Querschenkels zur Frontstoßstange 3 gemessen. Der Abstand ist so festgelegt, dass der in lateraler Richtung über den Längsträger hinausragende Bereich 4 der Frontstoßstange 3 im Fall einer Kollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung gegen den Träger 5 geschoben wird und der Träger 5 mit seinem Längsschenkel 7 gegen die Außenseite 11 des Längsträgers 2 geschoben wird. In einer vorteilhaften Variante weist der Längsschenkel 7 eine Stirnseite 10 auf, wobei die Stirnseite 10 im Fall einer Kollision gegen die Außenseite 11 des Längsträgers 2 geschoben wird. Dies ermöglicht eine effiziente Lastumlenkung.
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In der 2 ist der in der 1 gezeigte Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Fahrgestells nach einer Kollision schematisch gezeigt. Durch die Kollision mit einem Hindernis 19 mit geringer Breitenüberdeckung wurde der Längsträger 2 deformiert. In der gezeigten Situation wurde auch der Querschenkel 6 deformiert. Er wurde insbesondere um eine vertikale Achse, also z-Achse, gebogen. Das Aneinanderschieben des über den Längsträger hinausragenden Bereichs 4 der Frontstoßstange, des Querschenkels 6 abgestützt durch den Längsschenkel 7 und des Längsträgers 2 erzeugt eine stabile Struktur, die die Last durch den Aufprall umlenkt und das Fahrzeug zur Seite schiebt.
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In der 3 ist ein Ausschnitt eines Kraftfahrzeugs in einer Ansicht von unten gezeigt. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um einen Lastkraftwagen, einen Transporter, einen Kleintransporter oder einen Personenkraftwagen handeln. Das Kraftfahrzeug 20 umfasst eine Anzahl Räder 21, einen Antriebsstrang 22, eine Backup-Struktur 16, die insbesondere eine Fahrerkabine oder einen Fahrgastraum umfasst, und ein erfindungsgemäßes Fahrgestell 1. In der gezeigten Variante weist das Fahrgestell 1 eine Position zum Befestigen des Antriebsstrangs 22 auf, durch die eine Vorderlinie 23 definiert wird. In der gezeigten Variante ist die Vorderseite 9 des Querschenkels 6 des Trägers 5 an der Vorderlinie 23 der Position für den Antriebsstrang 22 ausgerichtet. Das für einen Kollisionstest verwendete Hindernis ist mit der Bezugsziffer 19 gekennzeichnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrgestell
- 2
- Längsträger
- 3
- Frontstoßstange
- 4
- über den Längsträger hinausragender Bereich
- 5
- Träger
- 6
- Querschenkel
- 7
- Längsschenkel
- 8
- Stirnseite
- 9
- Vorderseite
- 10
- Stirnseite
- 11
- Außenseite
- 12
- Länge (y Bracket)
- 13
- Länge (x Bracket)
- 14
- Längsachse
- 15
- Abstand zwischen Frontstoßstange und Vorderseite
- 16
- Backup-Struktur
- 19
- Hindernis
- 20
- Kraftfahrzeug
- 21
- Rad
- 22
- Antriebsstrang
- 23
- Vorderlinie
