DE102019115047A1 - Energieeffizienter ablenker für einen kleinen überlappungsaufprall - Google Patents

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DE102019115047A1
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Amlanjyoti Barman
Andre T. Matsumoto
Zohir Molhem
Andrew W. White
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Abstract

Ein Fahrzeugkarosseriestruktur-Ablenker für einen kleinen Überlappungsfrontalaufprall beinhaltet einen ersten Stoßdämpfer und einen zweiten Stoßdämpfer. Zwischen dem ersten Stoßdämpfer und dem zweiten Stoßdämpfer ist ein Querträger angeordnet. Ein erster Deflektor ist mit dem ersten Stoßdämpfer und ein zweiter Deflektor mit dem zweiten Stoßdämpfer verbunden. Wenn der erste Deflektor oder der zweite Deflektor während der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs durch eine Sperre kontaktiert wird, wird ein Teil einer Energie des Aufpralls mit der Sperre durch den ersten Pufferschenkel oder den zweiten Stoßdämpfer durch den Querträger und in den anderen Stoßdämpfer übertragen. Der Teil der Energie des Aufpralls mit der Sperre erzeugt eine seitliche Fahrzeugverschiebung, um den Teil der Aufprallenergie abzuleiten.

Description

  • EINLEITUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Fahrzeugstrukturkonstruktionen, die für eine kleine Überlappungsfrontaufprallbelastung angepasst sind.
  • Kraftfahrzeuge werden mit einem kleinen Überlappungs-Aufpralltest getestet, um die strukturelle Integrität des Fahrzeugs zu bestimmen und Werte der Aufprallbelastung zu identifizieren, die auf den Fahrzeuginnenraum übertragen werden. Konventionelle Fahrzeugstrukturen sind so konstruiert, dass sie Aufprallenergie durch Kollabieren und Zusammenführen der Strukturen absorbieren, dies kann jedoch eine erhebliche Aufprallbelastung für den Fahrgastraum bedeuten.
  • Während die derzeitigen Karosseriestrukturen ihren Zweck erfüllen, besteht daher ein Bedarf an einem neuen und verbesserten System und Verfahren zum Verwalten der Fahrzeugaufprallbelastung durch die Fahrzeugstruktur.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Gemäß mehreren Aspekten beinhaltet ein Fahrzeug-Karosseriestruktur-Ablenker einen ersten Stoßdämpfer und einen zweiten Stoßdämpfer eines Fahrzeugs. Zwischen dem ersten Stoßdämpfer und dem zweiten Stoßdämpfer ist ein Querträger angeordnet. Ein erster Deflektor ist mit dem ersten Stoßdämpfer verbunden. Der erste Deflektor ist winkelmäßig so ausgerichtet, dass er während der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs durch eine Sperre kontaktiert wird und einen Teil der Energie des Aufpralls durch den ersten Stoßdämpfer, durch den Querträger und in den zweiten Stoßdämpfer überträgt.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung erzeugt der Teil der Energie des Aufpralls mit der Sperre eine seitliche Fahrzeugverschiebung.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung tritt eine Fahrzeugsverschiebungsrichtung im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Querträgers auf.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der erste Deflektor eine Kontaktfläche, die von der Sperre kontaktiert wird, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des ersten Deflektors ausgerichtet ist.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der erste Deflektor eine Kontaktfläche, die durch die Sperre in einem Winkel Gamma in Bezug auf eine Längsachse des ersten Deflektors kontaktiert wird, wobei der Winkel Gamma im Bereich von etwa 70 Grad bis etwa 120 Grad in Bezug auf die Längsachse liegt.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der erste Deflektor eine Längsachse, wobei die Längsachse in einem Winkel zu einer Ebene orientiert ist, die sich durch eine Mitte des ersten Stoßdämpfers erstreckt, die parallel zu einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der erste Deflektor einen ersten Flansch, der zum Montieren und Befestigen des ersten Deflektors an einem ersten Ende an einer Außenwand des ersten Stoßdämpfers verwendet wird.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der erste Deflektor ferner: einen zweiten Flansch, der zum Montieren und Befestigen des ersten Deflektors an einem ersten Bauteil verwendet wird; einen dritten Flansch, der eine Verbindungswand definiert, die den ersten Deflektor zwischen dem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil überführt; und einen vierten Flansch, der verwendet wird, um den ersten Deflektor am zweiten Bauteil zu montieren und zu befestigen.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Mittellinie des Querträgers koaxial zu einer gemeinsamen Mittelachse ausgerichtet, die sich durch den ersten Pufferschenkel und den zweiten Stoßdämpfer erstreckt.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Längsachse des Querträgers von einer gemeinsamen Mittelachse verschoben, die sich durch eine Mitte des ersten Stoßdämpfers und eine Mitte des zweiten Stoßdämpfers erstreckt. Ein erstes Koppelglied ist zwischen dem ersten Stoßdämpfer und dem Querträger verbunden, um eine Aufprallbelastung zu tragen, die am ersten Deflektor durch den ersten Stoßraum und durch das erste Koppelelement in den Querträger aufgenommen wird.
  • Gemäß mehreren Aspekten beinhaltet ein Fahrzeug-Karosseriestruktur-Ablenker einen ersten Stoßdämpfer und einen zweiten Stoßdämpfer eines Fahrzeugs. Zwischen dem ersten Stoßdämpfer und dem zweiten Stoßdämpfer ist ein Querträger angeordnet. Ein erster Deflektor ist mit dem ersten Stoßdämpfer und ein zweiter Deflektor mit dem zweiten Stoßdämpfer verbunden. Wenn der erste Deflektor oder der zweite Deflektor während der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs durch eine Sperre kontaktiert wird, wird ein Teil der Energie des Aufpralls mit der Sperre durch den ersten Pufferschenkel oder den zweiten Stoßdämpfer durch den Querträger und in den anderen des ersten Stoßdämpfers oder zweiten Stoßdämpfers übertragen. Der Teil der Energie des Aufpralls mit der Sperre erzeugt eine seitliche Fahrzeugverschiebung, um den Teil der Aufprallenergie abzuleiten.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Querträger direkt mit jedem der ersten Stoßdämpfer und dem zweiten Stoßdämpfer verbunden, wobei eine Längsachse des Querträgers koaxial mit einer Mitte von jedem der ersten Pufferschenkel und dem zweiten Stoßdämpfer ausgerichtet ist.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind der erste Deflektor und der zweite Deflektor winklig ausgerichtet, und der erste Deflektor und der zweite Deflektor beinhalten jeweils eine Längsachse, wobei die Längsachse in einem Winkel zu einer Ebene ausgerichtet ist, die sich durch eine Mitte des ersten Stoßdämpfers oder des zweiten Stoßdämpfers erstreckt, der parallel zu einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein erster Koppelstab zwischen dem ersten Stoßdämpfer und dem Querträger verbunden, um eine Aufprallbelastung zu tragen, die am ersten Abweiser durch den ersten Stoßraum und durch das erste Koppelelement in den Querträger aufgenommen wird. Ein zweites Koppelelement ist zwischen dem zweiten Stoßdämpfer und dem Querträger verbunden, um eine Aufprallbelastung zu tragen, die am zweiten Deflektor durch den zweiten Stoßdämpfer und durch das zweite Koppelelement in den Querträger aufgenommen wird.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhalten der erste Deflektor und der zweite Deflektor jeweils einen erhöhten zentralen Bereich, der sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des ersten Deflektors und des zweiten Deflektors erstreckt und eine Längs- und seitliche Versteifung bereitstellt, um Aufpralllasten durch den ersten Abweiser und den zweiten Deflektor zu übertragen.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind der erste Deflektor und der zweite Deflektor jeweils mit einem planaren ersten Strukturelement und einem planaren zweiten Strukturelement verbunden, und jeder beinhaltet einen Flansch, der eine Fügewand definiert, die den Höhenunterschied zwischen dem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil ausgleicht.
  • Gemäß mehreren Aspekten beinhaltet ein Fahrzeug-Karosseriestruktur-Ablenker einen ersten Stoßdämpfer und einen zweiten Stoßdämpfer eines Fahrzeugs. Zwischen dem ersten Stoßdämpfer und dem zweiten Stoßdämpfer ist ein Querträger angeordnet. Ein erster Deflektor ist mit dem ersten Stoßdämpfer und ein zweiter Deflektor mit dem zweiten Stoßdämpfer verbunden. Wenn der erste Deflektor oder der zweite Deflektor während der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs durch eine Sperre kontaktiert wird, wird ein Teil der Energie des Aufpralls mit der Sperre durch den ersten Pufferschenkel oder den zweiten Stoßdämpfer durch den Querträger und in den anderen der ersten Stoßdämpfer oder zweiten Stoßdämpfer übertragen. Der Teil der Energie des Aufpralls mit der Sperre erzeugt eine seitliche Fahrzeugverschiebung von mindestens 19 % einer Fahrzeugbreite, um den Teil der Energie des Aufpralls abzuleiten.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Längsachse des Querträgers von einer gemeinsamen Mittelachse verschoben, die sich durch die Mitte des ersten Stoßdämpfers und die Mitte des zweiten Stoßdämpfers erstreckt. Ein erstes Koppelelement ist zwischen dem ersten Stoßdämpfer und dem Querträger verbunden, um eine Aufprallbelastung, die am ersten Deflektor durch den ersten Stoßraum und durch das erste Koppelglied in den Querträger aufgenommen wird, in axialer Ausrichtung mit dem ersten Abweiser in den Querträger zu tragen.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Längsachse des Querträgers von einer gemeinsamen Mittelachse verschoben, die sich durch eine Mitte des ersten Stoßdämpfers und die Mitte des zweiten Stoßdämpfers erstreckt. Ein erstes Koppelelement ist zwischen dem ersten Stoßdämpfer und dem Querträger verbunden, um eine Aufprallbelastung zu tragen, die am ersten Deflektor durch den ersten Stoßraum und durch das erste Koppelelement in den Querträger aufgenommen wird. Das erste Koppelelement befindet sich nicht in koaxialer Ausrichtung mit dem ersten Deflektor.
  • Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
  • Figurenliste
  • Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
    • 1 ist eine Draufsicht auf einen vorderen Abschnitt eines Fahrzeugs mit einem Karosseriestruktur-Ablenker gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
    • 2 ist eine Draufsicht auf die Draufsicht von 1 während des Kontakts mit einer Sperre;
    • 3 ist eine Draufsicht auf die Draufsicht von 2, die eine weitere Verschiebung des Fahrzeugs nach dem Kontakt mit der Sperre zeigt;
    • 4 ist eine Draufsicht auf den Bereich 4 von 1;
    • 5 ist eine Draufsicht auf den Bereich 5 von 4;
    • 6 ist eine Draufsicht auf einen vorderen Abschnitt eines Fahrzeugs mit einem Karosseriestruktur-Ablenker gemäß einem weiteren Aspekt;
    • 7 ist eine vordere linke perspektivische Ansicht des Bereichs 7 von 6;
    • 8 ist eine Draufsicht auf einen vorderen Abschnitt eines Fahrzeugs mit einem Karosseriestruktur-Ablenker gemäß einem weiteren Aspekt;
    • 9 ist ein Diagramm, das die Seitenverschiebung des Fahrzeugs über die Zeit für ein Fahrzeug mit dem Karosseriestruktur-Ablenker von 1 im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrzeug darstellt.; und
    • 10 ist ein Diagramm, das die Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs über die Zeit für ein Fahrzeug mit dem Karosseriestruktur-Ablenker von 1 im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrzeug darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht begrenzen.
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug-Karosseriestruktur-Ablenker 10 für ein Kraftfahrzeug 12 vorgesehen. Das Fahrzeug 12 ist für einen kleinen Überlappungsaufprall mit einem Gegenstand, wie etwa einer starren Sperre 14, bei einer Geschwindigkeit von etwa 64 Stundenkilometern in einer Vorwärtsrichtung 16 ausgelegt. Die Sperre 14 berührt zunächst eine Stoßfängerstruktur 18 außerhalb eines Strukturelements 20, die mit der Stoßfängerstruktur 18 verbunden ist, wodurch die Stoßfängerstruktur 18 und das Strukturelement 20 vorausgefahren und abgelenkt werden können, was ferner ermöglicht, dass die starre Sperre 14 eine vordere Fahrzeugraumstruktur 22 berührt und auszulenkt, die ein linkes Rad 24 und ein rechtes Rad 24' unterstützt. Es ist wünschenswert, die Aufprallbelastung auf einen Fahrgastraum 26 des Fahrzeugs 12 während des Aufprallereignisses mit der Sperre 14 zu minimieren.
  • Anstatt die Frontkonstruktion 22 zu so konstruieren, dass die gesamte Aufprallenergie der Sperre 14 zu kollabiert und absorbiert wird oder die Aufprallenergie in den Fahrgastraum 26 abgeleitet, enthält das Karosseriestruktur-Ablenker 10 einen ersten Deflektor 28, der mit einem ersten Stoßdämpfer 30 verbunden ist. Der erste Stoßdämpfer 30 ist über einen Querträger 32 starr an einen zweiten Stoßdämpfer 34 angrenzend mit dem rechten Rad 24' verbunden. Der erste Deflektor 28 ist winkelmäßig so ausgerichtet, dass er durch die Sperre 14 berührt wird und einen Teil der Energie des Stoßes 14 durch die Struktur des Stoßdämpfers 30 durch den Querträger 32 in den zweiten Stoßdämpfer 34 überträgt. Es wird darauf hingewiesen, dass auch ein zweiter Deflektor (in dieser Ansicht nicht dargestellt, dargestellt und beschrieben in 5 und 6) auch mit dem zweiten Pufferschenkel 34 ausgestattet ist, der gegenüber dem ersten Deflektor 28 konfiguriert ist, jedoch ähnlich konstruiert und verbunden ist, weshalb die folgende Abhandlung des ersten Deflektors 28 gleichermaßen für den zweiten Deflektor gilt.
  • Wie in 2 und wieder in 1 dargestellt, ist der anfängliche Aufprall zwischen einer Stirnseite 36 des ersten Deflektors 28 mit der Sperre 14 dargestellt, wobei sich das Fahrzeug 12 in Vorwärtsrichtung 16 bewegt. Die vordere Fahrzeugraumstruktur 22 ist nachgiebig und das linke Rad 24 verlagert sich sowohl in einer Rückwärtsrichtung 38 als auch in einer hinteren Richtung 38, die sich durch den Aufprall auf die Sperre 14 zusammensetzt, jedoch gibt es im Wesentlichen keine seitliche Verschiebung des Fahrzeugs 12 in einer Richtung 40, die durch den Aufprall mit der Sperre 14 verursacht wird.
  • Wie in 3 und wieder in 1 und 2 dargestellt, ist die vordere Fahrzeugraumstruktur 22 nach dem Aufprall mit der Sperre 14 im Wesentlichen eingebrochen und das linke Rad 24 ist im Wesentlichen eingebrochen und wird in der Rückwärtsrichtung 38 verschoben. Während sich das Fahrzeug 12 weiterhin in Vorwärtsrichtung 16 bewegt, und nachdem die Sperre 14 die Stirnseite 36 des ersten Deflektors 28 berührt, wird, wie oben erwähnt, ein Teil der Aufprallenergie durch den ersten Abweiser 28 durch die Struktur des Stoßdämpfers 30 durch den Querträger 32 und in den zweiten Stoßdämpfer 34 übertragen. Diese Energieübertragung bewirkt eine seitliche Verschiebung des Fahrzeugs 12 in Richtung 40, die ungefähr senkrecht zur Vorwärtsrichtung 16 ist. Durch Ableiten der Kontaktenergie mit der Sperre 14 durch Fahrzeugverschiebung wird die Übertragung der Aufprallenergie in den Fahrgastraum 26 reduziert.
  • Während des Aufprallereignisses zwischen der Sperre 14 und dem ersten Deflektor 28 kann der erste Deflektor 28 und damit der erste Pufferschenkel 30 in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn 42 vorlaufen und sich drehen, bis der erste Abweiser 28 ungefähr parallel zur ursprünglichen Ausrichtung des Querträgers 32 wie dargestellt ausgerichtet ist. Der erste Stoßdämpfer 30 und seine Verbindung mit dem Querträger 32 können auch in der Rückwärtsrichtung 38 ablenken, um einen Teil der Aufprallenergie der Sperre 14 weiter zu absorbieren und wenn sich das Fahrzeug 12 in Richtung 40 verschiebt.
  • Bezugnehmend auf 4 und wieder auf 1 bis 3 ist in einer eingebauten, Voraufprallkonfiguration der erste Deflektor 28 befestigt, beispielsweise durch Schweißen, Befestigen, Kleben oder ein ähnliches Verfahren oder eine Kombination von Verfahren mit dem ersten Stoßdämpfer 30. Der Querträger 32 ist auch am ersten Stoßdämpfer 30 befestigt, beispielsweise durch Befestigung oder Schweißen. Der erste Deflektor 28 ist winkelmäßig so ausgerichtet, dass eine Längsachse 44 des ersten Deflektors 28 in einem Winkel Beta (β) bezüglich einer Ebene 46 orientiert ist, die sich durch eine Mitte des ersten Stoßdämpfers 30 erstreckt, der parallel zur Vorwärtsrichtung 16 ausgerichtet ist. Gemäß mehreren Aspekten beträgt der Winkel β etwa 45 Grad, jedoch kann der Winkel β von etwa 20 Grad bis etwa 80 Grad reichen, um der verfügbaren Geometrie des Fahrzeugs 12 zu entsprechen.
  • Bezugnehmend auf 5 und wieder auf 1 bis 4 ist die Stirnseite 36 des ersten Deflektors 28 in einem nominellen Zustand im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 44 ausgerichtet. Gemäß weiteren Aspekten ist die Stirnseite 36 zunächst in einem Winkel Gamma (γ) bezüglich der Längsachse 44 ausgerichtet, wobei der Winkel γ im Bereich von etwa 70 Grad bis etwa 120 Grad in Bezug auf die Längsachse 44 liegt. Der Winkel γ kann je nach Ausrichtung der Längsachse 44 und einer Konfiguration der anderen Komponenten und Strukturen im vorderen Abteil des Fahrzeugs 12 variiert werden.
  • Wie in 6 und wieder in 1 bis 5 dargestellt wird ein Karosseriestruktur-Ablenksystem 48 gemäß mehreren Aspekten von dem Karosseriestruktur-Ablenker 10 für ein Fahrzeug 50 modifiziert und stellt einen ersten Stoßdämpfer 54 in struktureller Verbindung mit einem zweiten Stoßdämpfer 56 bereit. Der erste Pufferschenkel 54 und der zweite Pufferschenkel 56 sind auf einer gemeinsamen Mittelachse 58 positioniert, die sich durch eine erste Mitte 60 des ersten Stoßdämpfers 54 und durch eine zweite Mitte 62 des zweiten Stoßdämpfers 56 erstreckt. Die gemeinsame Mittelachse 58 ist räumlich von einer Längsachse 64 eines Querträgers 66 versetzt, der den ersten Stoßdämpfer 54 mit dem zweiten Stoßdämpfer 56 durch eine Verschiebungsabmessung 63 verbindet, wodurch der erste Pufferschenkel 54 und der zweite Pufferschenkel 56 nicht direkt mit dem Querträger 66 verbunden sind.
  • Das Karosseriestruktur-Ablenksystem 48 stellt einen ersten Deflektor 68 bereit, der an jedem der ersten Strukturelemente 70 und einem zweiten Strukturelement 72 auf einer linken Vorderradseite des Fahrzeugs 50 befestigt ist. Gemäß mehreren Aspekten ist das erste Bauteil 70 über dem zweiten Strukturelement 72 angehoben, daher ist der erste Deflektor 68 unter Verwendung unterschiedlicher, weiter unten erörterter Flansche konfiguriert, wie in 7 dargestellt, um jeweils das erste Bauteil 70 und das zweite Bauteil 72 zu kontaktieren. Da die Längsachse 64 des Querträgers 66 nicht koaxial mit der gemeinsamen Achse 58 ausgerichtet ist, ist ein erstes Koppelelement 74 zwischen dem ersten Stoßdämpfer 54 und dem Querträger 66 verbunden, um eine Aufprallbelastung zu tragen, die am ersten Deflektor 68 durch den ersten Stoßdämpfer 54 in den Querträger 66 aufgenommen wird. Gemäß mehreren Aspekten ist eine Längsachse 76 des ersten Deflektors 68 koaxial zu einer Längsachse 78 des ersten Koppelstabs 74 ausgerichtet.
  • Gemäß mehreren Aspekten ist ein zweiter Deflektor 80 ähnlich mit jedem der dritten Strukturelemente 82 und einem vierten Strukturelement 84 und mit dem zweiten Stoßdämpfer 56 auf einer rechten Vorderradseite des Fahrzeugs 50 verbunden. Ein zweites Koppelelement 86, das an jedem der zweiten Stoßdämpfer 56 und dem Querträger 66 befestigt ist, ist koaxial am zweiten Deflektor 80 ausgerichtet und funktioniert daher ähnlich dem ersten Koppelstab 74, um Aufpralllasten vom zweiten Deflektor 80 durch den zweiten Stoßdämpfer 56 in den Querträger 66 zu tragen.
  • Wie in 7 und wiederum in 6 dargestellt gilt die folgende Abhandlung des zweiten Deflektors 80 und des zweiten Koppelstabs 86 gleichermaßen für den ersten Deflektor 68 und das erste Koppelelement 74. Der zweite Deflektor 80 beinhaltet einen ersten Flansch 88, der zum Befestigen und Fixieren (zum Beispiel durch Schweißen, Befestigen, Kleben oder eine Kombination dieser) des zweiten Deflektors 80 an einem ersten Ende mit einer Außenwand 90 des zweiten Stoßdämpfers 56 verwendet wird. Ein zweiter Flansch 92 wird verwendet, um den zweiten Deflektor 80 am dritten Strukturelement 82 zu montieren und zu befestigen, der wie dargestellt eben sein kann. Ein dritter Flansch 94 definiert eine Fügewand, die den zweiten Deflektor 80 in der Höhe zwischen dem höher erhöhten dritten Strukturelement 82 und dem unteren erhöhten vierten Strukturelement 84 überführt. Ein vierter Flansch 96 wird verwendet, um den zweiten Deflektor 80 am vierten Strukturelement 84 zu befestigen und zu fixieren, der auch eben sein kann, wie dargestellt. Ein fünfter Flansch 98, der ähnlich der Stirnseite 36 des ersten Deflektors 28 arbeitet, wird verwendet, um den zweiten Deflektor 80 an einem zweiten oder distalen Ende an einer Außenwand 100 des vierten Bauteils 84 zu montieren und zu befestigen. Der fünfte Flansch 98 führt die gleiche Funktion wie die Stirnseite 36 des ersten Deflektors 28 durch, wie in 2 beschrieben ist, wenn sie durch die Sperre 14 kontaktiert wird. Der zweite Deflektor 80 beinhaltet ferner einen erhöhten zentralen Bereich 102, der sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des zweiten Deflektors 80 zwischen dem fünften Flansch 98 und dem ersten Flansch 88 erstreckt und eine Längs- und seitliche Versteifung bereitstellt, um Aufpralllasten durch den zweiten Deflektor 80 zu übertragen.
  • Das zweite Koppelelement 86 beinhaltet einen ersten Endflansch 106, der zum Befestigen und Fixieren (zum Beispiel durch Schweißen, Befestigen, Kleben oder eine Kombination dieser Verfahren) des zweiten Koppelstabs 86 an einem ersten Ende mit der Außenwand 90 des zweiten Stoßdämpfers 56 verwendet wird. Das zweite Koppelelement 86 beinhaltet ferner einen zweiten Endflansch 108, der zum Befestigen und Fixieren des zweiten Koppelstabs 86 am zweiten Ende an der Außenwand des Querträgers 66 verwendet wird.
  • Wie in 8 und wiederum in 6 und 7 dargestellt, kann das Karosseriestruktur-Ablenksystem 48 auch modifiziert werden, um Koppelelemente bereitzustellen, die nicht in koaxialer Ausrichtung mit ihren jeweiligen Deflektoren stehen. So ist beispielsweise ein erstes Koppelglied 110, das mit dem ersten Stoßdämpfer 54 und dem Querträger 66 verbunden ist, nicht in koaxialer Ausrichtung mit dem ersten Deflektor 68. Desgleichen ist ein zweites Koppelglied 112, das mit dem zweiten Stoßdämpfer 56 und dem Querträger 66 verbunden ist, nicht in koaxialer Ausrichtung mit dem zweiten Deflektor 80. Da die Lastpfade durch die ersten und zweiten Koppelelemente 110, 112 zum Querträger 66 sich von den Lastpfaden durch das erste Koppelglied 74 und das zweite Koppelelement 86 unterscheiden, können das erste und das zweite Koppelelement 110, 112 im Vergleich zm ersten Koppelstab 74 und dem zweiten Koppelstab 86 zusätzlich strukturell verstärkt werden, beispielsweise unter Verwendung einer erhöhten Materialwanddicke, einer größeren Breite, zusätzlicher Aussteifungsmerkmale und dergleichen.
  • Wie in 9 und wiederum in 1 dargestellt, zeigt ein Diagramm 114 Fahrzeugseitenverschiebungen, bei denen eine seitliche Verschiebung des Fahrzeugs 116 in Millimetern (mm) über eine Zeit 118 in Millisekunden (ms) verglichen wird. Eine seitliche Verschiebungskurve 120 eines Fahrzeugs mit den Deflektoren des Karosseriestruktur-Ablenker-Systems 10 wird mit einer seitlichen Verschiebungskurve 122 für ein herkömmliches Fahrzeug, das die Deflektoren der vorliegenden Offenbarung fehlt, verglichen. Es ist für die konventionelle Fahrzeugstrukturkonstruktion ersichtlich, bei der durch die seitliche Verschiebungskurve 122 angezeigte Deflektoren fehlen, dass die seitliche Verschiebung des Fahrzeugs nicht etwa 270 mm bei 120 ms überschreitet, was eine Aufprallbelastung im Fahrgastraum 26 ermöglicht. An einem Punkt 124 der seitlichen Verschiebungskurve 120, der das Fahrzeug mit Deflektoren der vorliegenden Offenbarung darstellt, tritt eine seitliche Verschiebung von etwa 19 % einer Fahrzeugbreite 126 auf, wenn das Fahrzeug die Sperre 14 passiert, während das Fahrzeug die Sperre 14 passiert, um die Aufprallbelastung zum Fahrgastraum 26 abzuschwächen.
  • Wie in 10 und wieder in 1 und 9 dargestellt, zeigt ein Diagramm 128 eine Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs, die eine Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs 130 in Kilosekunden pro Stunde über eine Zeit 132 in Millisekunden vergleicht. Eine Quergeschwindigkeitskurve 134 eines Fahrzeugs mit den Deflektoren des Karosseriestruktur-Ablenker-Systems 10 wird mit einer Quergeschwindigkeitskurve 136 für ein herkömmliches Fahrzeug, das die Deflektoren der vorliegenden Offenbarung fehlt, verglichen. Es ist für die konventionelle Fahrzeugstrukturkonstruktion ersichtlich, bei die durch die Quergeschwindigkeitskurve 136 angezeigte Deflektoren fehlen, dass die Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs maximal 11 km/h bei etwa 85 ms erreicht. An einem Punkt 138 der Quergeschwindigkeitskurve 134, der das Fahrzeug mit Deflektoren der vorliegenden Offenbarung darstellt, erreicht eine Quergeschwindigkeit etwa 13,5 km/h und überschreitet danach ein Quergeschwindigkeitsminimum 140 von 13,5 km/h, wenn das Fahrzeug die Sperre 14 passiert, was das Fahrzeug ausreichend verdrängt, um die Aufprallbelastung zum Fahrgastraum 26 abzuschwächen.
  • Ein Verfahren und System der vorliegenden Offenbarung bietet diverse Vorteile. Diese beinhalten die Entwicklung eines Aufprall-Energie-Lastwegs, der einen frühen Eingriff des Stoßdämpferelements ermöglicht und den Stoßdämpferinnenversatz und die nachfolgende Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs fördert. Die seitliche Auslenkung des Fahrzeugs wird bei geringen Überlappungen verbessert, was zu einer Verringerung der Energie führt, die von der Struktur verwaltet werden muss, um eine Massenreduzierung und Kostenvermeidung zu ermöglichen.
  • Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist nur als Beispiel zu verstehen und Variationen, die sich nicht vom Kern der Erfindung entfernen, werden als im Rahmen der Erfindung befindlich vorausgesetzt. Solche Varianten sollen nicht als eine Abweichung vom Sinn und Umfang der Erfindung betrachtet werden.

Claims (10)

  1. Fahrzeugkarosseriestruktur-Ablenker, umfassend: einen ersten Stoßdämpfer und einen zweiten Stoßdämpfer eines Fahrzeugs; einen Querträger, der zwischen dem ersten Stoßdämpfer und dem zweitem Stoßdämpfer positioniert ist; und einen ersten Deflektor, der mit dem ersten Stoßdämpfer verbunden ist; worin der erste Deflektor winklig ausgerichtet ist, um durch eine Sperre während der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs kontaktiert zu werden, sodass ein Teil der Energie des Aufpralls durch den ersten Stoßdämpfer durch den Querträger und in den zweiten Stoßdämpfer übertragen wird.
  2. Fahrzeugkarosseriestruktur-Ablenker nach Anspruch 1, worin der Teil der Energie des Aufpralls mit der Sperre eine seitliche Fahrzeugverschiebung erzeugt.
  3. Fahrzeug-Karosseriestruktur-Ablenker nach Anspruch 2, worin eine seitliche Fahrzeugverschiebung im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Querträgers verläuft.
  4. Fahrzeug-Karosseriestruktur-Ablenker nach Anspruch 1, worin der erste Deflektor eine Kontaktfläche beinhaltet, die von der Sperre kontaktiert wird, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des ersten Deflektors ausgerichtet ist.
  5. Fahrzeug-Karosseriestruktur-Ablenker nach Anspruch 1, worin der erste Deflektor eine Kontaktfläche beinhaltet, die mit der Sperre in Kontakt steht, die in einem Winkel Gamma bezüglich einer Längsachse des ersten Deflektors ausgerichtet ist.
  6. Fahrzeugkarosseriestruktur-Ablenker nach Anspruch 5, worin der Winkel Gamma in Bezug auf die Längsachse von etwa 70 Grad bis etwa 120 Grad reicht.
  7. Fahrzeug-Karosseriestruktur-Ablenker nach Anspruch 1, worin der erste Deflektor eine Längsachse beinhaltet, wobei die Längsachse in einem Winkel zu einer Ebene ausgerichtet ist, die sich durch eine Mitte des ersten Stoßdämpfers erstreckt, die parallel zu einer Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist.
  8. Fahrzeug-Karosseriestruktur-Ablenker nach Anspruch 1, worin der erste Deflektor einen ersten Flansch beinhaltet, der zum Befestigen und Fixieren des ersten Deflektors an einem ersten Ende an einer Außenwand des ersten Stoßdämpfers verwendet wird.
  9. Fahrzeugkarosseriestruktur-Ablenker nach Anspruch 8, worin der erste Deflektor ferner Folgendes beinhaltet: einen zweiten Flansch, der verwendet wird, um den ersten Deflektor an einem ersten Bauteil zu befestigen; einen dritten Flansch, der eine Verbindungswand definiert, die durch den ersten Ablenker zwischen dem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil verläuft; und einen vierten Flansch, der verwendet wird, um den ersten Deflektor am zweiten Bauteil zu befestigen.
  10. Fahrzeugkarosseriestruktur-Ablenker nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Längsachse des Querträgers, verschoben von einer gemeinsame Mittelachse, die sich durch eine Mitte des ersten Stoßdämpfers und eine Mitte des zweiten Stoßdämpfers erstreckt; und ein erstes Koppelglied, das zwischen dem ersten Stoßdämpfer und dem Querträger verbunden ist, um eine Aufprallbelastung zu tragen, die am ersten Deflektor durch den ersten Stoßraum und durch das erste Koppelelement in den Querträger aufgenommen wird.
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