DE102019112913A1

DE102019112913A1 - Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102019112913A1
Application number: DE102019112913.3A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2020-11-19
Anticipated expiration: 2039-05-17
Also published as: DE102019112913B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vorderwagen (15) eines Kraftfahrzeugs (1), mit einem Querträger (10), der Triggerstellen (11,12) aufweist, die bei einem Frontalcrash eine gewünschte Verformung des Querträgers (10) bewirken.Um den Vorderwagen (15) eines Kraftfahrzeugs (1), insbesondere im Hinblick auf unterschiedliche Lastfälle bei einem Frontalcrash des Kraftfahrzeugs (1), funktionell zu verbessern, weist der Querträger (10) mindestens zwei erste Triggerstellen (11,12), die bei einem mittigen Frontalcrash mit einem Crashpartner ein verformungsbedingtes Abstützen des Querträgers (10) an dem Crashpartner bewirken, und mindestens zwei zweite Triggerstellen auf, die bei einem seitlich verlagerten Frontalcrash eine gewünschte Querträgerverformung bewirken, die sich signifikant von der Querträgerverformung bei einem mittigen Frontalcrash unterscheidet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs, mit einem Querträger, der Triggerstellen aufweist, die bei einem Frontalcrash eine gewünschte Verformung des Querträgers bewirken. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Vorderwagen.
Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 2008/069717 A1 ist ein Stoßfängerträger mit einem offenen Hutträgerprofil bekannt, der einen zentralen Flansch, zwei Stege und zwei Seitenflansche umfasst, wobei der Stoßfängerträger zwei Befestigungsabschnitte aufweist, in denen der zentrale Flansch liegt und Querausnehmungen aufweist, die sich entlang der Stege für maximal vierzig Prozent der Ausdehnung der Stege in Querrichtung fortsetzen, wobei die Querausnehmungen das Profil verstärken und für eine kontrollierte Verformung als Reaktion auf eine Kollisionsbelastung sorgen. Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 2008/057025 A1 ist ein Stoßfängerträger bekannt, der im allgemeinen eine U-Form mit einem Mittelflansch und zwei Stegen aufweist, wobei der Mittelflansch im Längsmittelabschnitt des Trägers von einem Fahrzeug nach außen zeigt und eine Längskonkavität aufweist, die sich zu den Endabschnitten des Balkens hin progressiv vertieft. Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 2014/142733 A1 ist ein Stoßfängerträger mit einem hutförmigen Profil und mit einer Abdeckung bekannt, die in das hutförmige Profil eingelassen ist und an den Seiten des hutförmigen Profils innerhalb des hutförmigen Profils angeschweißt ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 09 636 A1 ist ein Karosserieträger mit einer den Verformungsverlauf bei einem Aufprall beeinflussenden Nebenform bekannt, wobei der Karosserieträger ein langgestrecktes Profilteil ist, das mehrere Außenflächen aufweist, wobei die Nebenform eine Querrille ist, die quer auf dem langgestreckten Profilteil angebracht ist und sich über die gesamte Breite einer ersten Außenfläche des Profilteils erstreckt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs, mit einem Querträger, der Triggerstellen aufweist, die bei einem Frontalcrash eine gewünschte Verformung des Querträgers bewirken, insbesondere im Hinblick auf unterschiedliche Lastfälle bei einem Frontalcrash des Kraftfahrzeugs, funktionell zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs, mit einem Querträger, der Triggerstellen aufweist, die bei einem Frontalcrash eine gewünschte Verformung des Querträgers bewirken, dadurch gelöst, dass der Querträger mindestens zwei erste Triggerstellen, die bei einem mittigen Frontalcrash mit einem Crashpartner ein verformungsbedingtes Abstützen des Querträgers an dem Crashpartner bewirken, und mindestens zwei zweite Triggerstellen aufweist, die bei einem seitlich verlagerten Frontalcrash eine gewünschte Querträgerverformung bewirken, die sich signifikant von der Querträgerverformung bei einem mittigen Frontalcrash unterscheidet. Der Begriff mittig bezieht sich auf den Querträger. Bei dem Frontalcrash ist der Crashpartner zum Beispiel ein Pfahl. Bei dem mittigen Frontalcrash verformt sich der Querträger zwischen den ersten Triggerstellen, wobei der Querträger zwischen den ersten Triggerstellen im Wesentlichen senkrecht zu einer Fahrzeuglängsrichtung angeordnet bleibt. Im Gegensatz dazu verformt sich der Querträger bei einem seitlichen Frontalcrash so, dass der Querträger zwischen den zweiten Triggerstellen etwas schräg steht. Dadurch wird bei einem seitlichen Frontalcrash die Homogenität einer mobilen Barriere verbessert, die bei dem seitlichen Frontalcrash den Crashpartner darstellt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vorderwagens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerstellen als Sollknickstellen ausgeführt sind. Die ersten Sollknickstellen, die den ersten Triggerstellen entsprechen, bewirken eine gewünschte Sollknickung des Querträgers an zwei Stellen, so dass sich der Querträger gewünscht in normaler Richtung an dem Crashpartner, insbesondere an dem Pfahl, abstützen kann. Dadurch wird eine höhere Energieaufnahme beziehungsweise Kraftaufnahme bei einem mittigen Frontalcrash erreicht. Beim seitlichen Frontalcrash bewirken die zweiten Sollknickstellen, die den zweiten Triggerstellen entsprechen, dass sich der Querträger gezielt knicken beziehungsweise schrägstellen kann. Dadurch wird die Homogenität in der Barriere verbessert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vorderwagens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerstellen als Triggersicken ausgeführt sind. Der Querträger ist zum Beispiel aus einem Metallblechmaterial, insbesondere aus einem Stahlblechmaterial, gebildet. Die Triggersicken sind zum Beispiel als Vertiefungen in dem Metallblechmaterial ausgeführt. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein gewünschtes Knicken des Querträgers im Crashfall herbeigeführt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vorderwagens ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Triggerstellen an einer Vorderseite des Querträgers vorgesehen sind. Als Vorderseite wird eine in einer Fahrzeuglängsrichtung beziehungsweise Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vorne angeordnete Seite bezeichnet. Durch die Triggerstellen an der Vorderseite des Querträgers wird ein gewünschter Sollknickverlauf des Querträgers im Crashfall sichergestellt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vorderwagens ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Triggerstellen an einer Hinterseite des Querträgers vorgesehen sind. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ein gewünschter Knickverlauf beim seitlichen Frontalcrash erreicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vorderwagens ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Triggerstellen, bezogen auf eine Fahrzeuglängsachse, symmetrisch an dem Querträger angeordnet sind. Die Fahrzeuglängsachse wird auch als x-Achse bezeichnet. Analog wird eine Fahrzeugquerrichtung oder Fahrzeugquerachse auch als y-Richtung oder y-Achse bezeichnet. Der Querträger erstreckt sich im Wesentlichen in y-Richtung. An dem Querträger, insbesondere an der Vorderseite des Querträgers, kann eine Stoßfängerverkleidung angebracht sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vorderwagens ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Triggerstellen nicht so weit voneinander beabstandet sind wie die zweiten Triggerstellen. Diese Anordnung hat sich im Hinblick auf die unterschiedlichen Lastfälle bei einem Frontalcrash als besonders vorteilhaft erwiesen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Vorderwagens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger an zwei Stützstellen, die seitlich nach außen versetzt von den Triggerstellen angeordnet sind, unter Zwischenschaltung von Deformationseinrichtungen an einer Tragstruktur abgestützt ist. Seitlich nach außen versetzt bedeutet im Hinblick auf die Stützstellen, dass die Stützstellen weiter außen an dem Querträger vorgesehen sind als die Triggerstellen. Bei der Tragstruktur handelt es sich zum Beispiel um zwei Längsträger, an deren vorderen Enden der Querträger unter Zwischenschaltung der Deformationseinrichtungen in Längsrichtung abgestützt ist. Die Deformationseinrichtungen sind zum Beispiel als Crashboxen ausgeführt, die dazu dienen, Energie beziehungsweise Kräfte beim Frontalcrash aufzunehmen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einem vorab beschriebenen Vorderwagen. Durch den vorab beschriebenen Vorderwagen kann das Crashmanagementsystem für das Kraftfahrzeug wirksam verbessert werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Querträger für einen vorab beschriebenen Vorderwagen. Der Querträger ist separat handelbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

1 einen Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs mit einem Querträger, der zwei erste Triggerstellen und zwei zweite Triggerstellen aufweist, in der Draufsicht;
2 eine schematische Darstellung des Vorderwagens aus 1 bei einem mittigen Frontalcrash; und
3 den Vorderwagen aus 2 bei einem seitlich verlagerten Frontalcrash.

In 1 ist ein Vorderwagen 15 eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer Tragstruktur 2 in der Draufsicht dargestellt. Die Tragstruktur 2 umfasst zwei Längsträger 3, 4, von denen in 1 nur ihre vorderen Enden dargestellt sind. Die Längsträger 3, 4 erstrecken sich parallel zu einer Fahrzeuglängsachse 13. Durch einen Pfeil 9 ist in 1 eine Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 angedeutet.
An die vorderen Enden der Längsträger 3, 4 ist unter Zwischenschaltung zweier Deformationseinrichtungen 5, 6 ein Querträger 10 angebunden. Die Deformationseinrichtungen 5, 6 sind als Crashboxen 7, 8 ausgeführt. Die Crashboxen 7, 8 sind, bezogen auf die Fahrzeuglängsachse 13, symmetrisch angeordnet.
Der Querträger 10 weist an seiner Vorderseite, also in 1 links, zwei erste Triggerstellen 11, 12 auf. Die ersten Triggerstellen 11, 12 sind, bezogen auf die Fahrzeuglängsachse 13, symmetrisch an der Vorderseite des Querträgers 10 angeordnet.
An seiner Hinterseite, also in 1 rechts, weist der Querträger 10 zwei zweite Triggerstellen 21, 22 auf. Die zweiten Triggerstellen 21, 22 sind, bezogen auf die Fahrzeuglängsachse 13, symmetrisch an der Hinterseite des Querträgers 10 angeordnet.
Die zweiten Triggerstellen 21, 22 sind nicht so weit voneinander beabstandet wie die zweiten Triggerstellen 21, 22. Die zweite Triggerstelle 21 ist, bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung oder y-Richtung, etwa in der Mitte zwischen der ersten Triggerstelle 11 und der Crashbox 7 angeordnet. Analog ist die zweite Triggerstelle 22 in Fahrzeugquerrichtung oder y-Richtung etwa in der Mitte zwischen der ersten Triggerstelle 12 und der Crashbox 8 angeordnet.
In den 2 und 3 ist veranschaulicht, wie sich der Querträger 10 bei einem Frontalcrash in unterschiedlichen Lastfällen verhält. In 2 ist der Lastfall eines mittigen Frontalcrashs veranschaulicht. In 3 ist der Lastfall eines seitlich verlagerten Frontalcrashs veranschaulicht.
In 2 ist durch einen Kreis 20 ein Pfahl angedeutet, mit dem der Querträger 10 bei einem mittigen Frontalcrash zusammenstößt. Die ersten Triggerstellen 11, 12 sind als Triggersicken ausgeführt, die ein gewünschtes Sollknickverhalten des Querträgers 10 bei dem mittigen Frontalcrash bewirken.
Das in 2 dargestellte Sollknickverhalten des Querträgers 10 an den Sollknickstellen, die durch die ersten Triggerstellen 11, 12 dargestellt werden, stellt sicher, dass sich der Querträger 10 gezielt in normaler Richtungen an dem Pfahl 20 abstützen kann.
In 3 ist gezeigt, wie sich der Querträger 10 bei einem seitlich verlagerten Frontalcrash verformt. Bei dem seitlich verlagerten Frontalcrash bewirken die Sollknickstellen, die durch die zweiten Triggerstellen 21, 22 dargestellt werden, ein Schrägstellen des Querträgers 10 zwischen den zweiten Triggerstellen 21, 22. Durch den gewünschten Sollknickverlauf kann eine bessere Homogenität in der Barriere erreicht werden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Tragstruktur
3: Längsträger
4: Längsträger
5: Deformationseinrichtung
6: Deformationseinrichtung
7: Crashbox
8: Crashbox
9: Pfeil
10: Querträger
11: erste Triggerstelle
12: erste Triggerstelle
13: Fahrzeuglängsachse
14
15: Vorderwagen
16
17
18
19
20: Pfahl
21: zweite Triggerstelle
22: zweite Triggerstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2008/069717 A1 [0002]
WO 2008/057025 A1 [0002]
WO 2014/142733 A1 [0002]
DE 10309636 A1 [0002]

Claims

Vorderwagen (15) eines Kraftfahrzeugs (1), mit einem Querträger (10), der Triggerstellen (11,12) aufweist, die bei einem Frontalcrash eine gewünschte Verformung des Querträgers (10) bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (10) mindestens zwei erste Triggerstellen (11,12), die bei einem mittigen Frontalcrash mit einem Crashpartner ein verformungsbedingtes Abstützen des Querträgers (10) an dem Crashpartner bewirken, und mindestens zwei zweite Triggerstellen (21,22) aufweist, die bei einem seitlich verlagerten Frontalcrash eine gewünschte Querträgerverformung (3) bewirken, die sich signifikant von der Querträgerverformung (2) bei einem mittigen Frontalcrash unterscheidet.
Vorderwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerstellen (11,12;21,22) als Sollknickstellen ausgeführt sind.
Vorderwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerstellen (11,12;21,22) als Triggersicken ausgeführt sind.
Vorderwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Triggerstellen (11,12) an einer Vorderseite des Querträgers (10) vorgesehen sind.
Vorderwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Triggerstellen (21,22) an einer Hinterseite des Querträgers (10) vorgesehen sind.
Vorderwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten (11,12) und die zweiten (21,22) Triggerstellen, bezogen auf eine Fahrzeuglängsachse (13), symmetrisch an dem Querträger (10) angeordnet sind.
Vorderwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Triggerstellen (11,12) nicht so weit voneinander beabstandet sind wie die zweiten Triggerstellen (21,22).
Vorderwagen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (10) an zwei Stützstellen, die seitlich nach außen versetzt von den Triggerstellen (11,12;21,22) angeordnet sind, unter Zwischenschaltung von Deformationseinrichtungen (5,6) an einer Tragstruktur (2) abgestützt ist.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Vorderwagen (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Querträger (10) für einen Vorderwagen (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.