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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rahmenbauteil für ein Frontendmodul eines Fahrzeugs, ein Frontendmodul mit dem Rahmenbauteil und ein Fahrzeug mit dem Frontendmodul.
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Bei modernen Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, sind im Frontbereich verschiedene Fahrassistenzsysteme verbaut. Im Falle eines Crashs bzw. einer Kollision mit geringer Geschwindigkeit, wie beispielsweise eine Prüfgeschwindigkeit bei US Part 581 von ca. 2,41 km/h, muss sichergestellt werden, dass diese Fahrassistenzsysteme nicht beschädigt und wieder auf deren ursprüngliche bzw. initiale Position rückgestellt werden, sodass diese auch nach dem Crash weiterhin funktionsfähig sind.
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Die Fähigkeit des Fahrzeugs solche Einwirkungen bei geringen Geschwindigkeiten zu kompensieren, wird im Rahmen einer Homologation, z.B. im Rahmen einer Prüfung nach US Part 581, mittels eines Pendelschlagversuchs geprüft, bei dem ein Impaktor auf den Frontbereich des Fahrzeugs einwirkt.
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Herkömmlich werden, um eine Intrusion des Impaktors zu minimieren bzw. die Fähigkeit zu erhöhen, die Fahrassistenzsystem im Frontbereich zu schützen, Bauräume des Fahrzeugs mit vergleichsweise sehr steifen Bauteilen ausgefüllt, d.h. es werden zusätzliche Bauteile zur Versteifung im Frontbereich des Fahrzeugs vorgesehen.
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Durch Vorsehen dieser zusätzlichen steifen Bauteile, die auch als Pendelstopper bezeichnet werden können, wird eine Kraft des einwirkenden Impaktors, insbesondere direkt, in ein Crashmanagementsystem des Fahrzeugs eingeleitet und so die Intrusion minimiert. Das Crashmanagementsystem wird meist im Wesentlichen von einem Querträger im Frontbereich des Fahrzeugs gebildet.
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Damit kann eine Beschädigung des Fahrzeugs im Kollisionsfall bei geringen Geschwindigkeiten, beispielsweise beim Ein- oder Ausparken, vermindert werden.
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Diese steifen Bauteile können beispielsweise zusätzlich vorgesehene Hartschaumklötze sein, die in einem Fußgängerschutzschaum integriert sind, und/oder aus einem Aluminiumstrangpressprofil hergestellt sein, das an einem Fahrzeugträger befestigt ist.
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Nachteil am Vorsehen der zusätzlichen steifen Bauteile ist, dass diese herkömmlich als separate Bauteile ausgeführt sind, welche insbesondere im Werk in einem zusätzlichen Montageschritt bei der Fahrzeugherstellung verbaut bzw. montiert werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher unter anderem diesen Nachteil aus dem Stand der Technik zu überwinden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Danach wird die Aufgabe gelöst durch ein Rahmenbauteil für ein Frontendmodul eines Fahrzeugs. Das Rahmenbauteil weist ein daran angebrachtes Blockierelement zur Lasteinleitung in einen Querträger des Fahrzeugs im Crashfall auf.
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Das heißt, das Blockierelement, welches im Crashfall eine Last in den Querträger bzw. in ein Crashmanagement-System des Fahrzeugs einleitet und eine Intrusion bzw. ein Eindringen von Fremdkörper, wie beispielsweise des Impaktors beim Pendelschlag, minimiert, ist im Rahmenbauteil selbst integriert.
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Es ist zumindest ein Blockierelement am Rahmenbauteil angebracht bzw. fixiert. Denkbar ist aber, dass mehrere Blockierelemente verteilt über die Fahrzeugbreitenrichtung am Rahmenbauteil angebracht sind.
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Das Blockierelement kann innen am Rahmenbauteil angeordnet sein, d.h. in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Rahmenbauteil und dem Querträger.
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Das Rahmenbauteil kann weiterhin ein Ziergitter aufnehmen und entsprechende Aussparungen für einen Sensor, wie beispielsweise einen LIDAR (engl. light detection and ranging) Sensor, des Fahrzeugs aufweisen.
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Das Rahmenbauteil kann auch als Multifunktionsrahmen bezeichnet werden. Das Rahmenbauteil kann ein Rahmen für eine Luftklappensteuerung des Fahrzeugs sein. Das Rahmenbauteil kann dann Luftklappen aufnehmen, falls dies durch die Art der Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs nötig ist, beispielsweise bei einem Verbrennungsmotor. Denkbar ist auch, dass das Rahmenbauteil keine Luftklappen aufnimmt, wenn dies durch die Art der Antriebsvorrichtung nicht nötig ist, beispielsweise bei einem Elektromotor.
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Das Rahmenbauteil wird durch die Integration des Blockierelements zum kraftleitenden System zwischen Impaktor und dem Querträger, vermindert somit die Intrusion von Fremdkörpern bei eingangs beschriebenen Parkremplern und verhindert eine Beschädigung von im Frontbereich des Fahrzeugs verbauten Fahrassistenzsystemen.
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Durch Vorsehen des Blockierelements als integraler Bestandteil des Rahmenbauteils muss dieses nicht mehr als separates Bauteil bei der Fahrzeugherstellung, insbesondere im Werk des Fahrzeugherstellers, am Querträger montiert werden, sondern kann vormontiert am Rahmenbauteil angeliefert und in einem Montageschritt zusammen mit dem Rahmenbauteil verbaut werden.
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Das Blockierelement kann auch als Blockelement oder Pendelstopper bezeichnet werden. Im Vergleich zum restlichen Rahmenbauteil weist das Blockierelement eine höhere Steifigkeit und Festigkeit auf.
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Das Rahmenbauteil und das Blockierelement können einteilig ausgeführt sein. Einteilig bedeutet vorliegend, dass das Rahmenbauteil und das Blockierelement aus einem Stück bzw. Teil bestehen. Insbesondere können das Rahmenbauteil und das Blockierelement als ein Spritzgussteil ausgeführt sein.
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Das Blockierelement kann als ein separates Bauteil am Rahmenbauteil, insbesondere mittels einer Schweißverbindung, einer Clip-Verbindung und/oder einer Klebeverbindung, angebracht sein.
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Ferner wird ein Frontendmodul eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Frontendmodul weist das oben beschriebene Rahmenbauteil und einen Querträger auf. Das am Rahmenbauteil angebrachte Blockierelement ist ausgestaltet, im Crashfall eine Last in den Querträger einzuleiten.
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Das oben zum Rahmenbauteil Beschriebene gilt analog auch für das Frontendmodul und umgekehrt.
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Das Frontendmodul kann auch als Frontbereich oder Vorderwagenstruktur eines Fahrzeugs bezeichnet werden. Das Frontendmodul ist vorliegend ein Bereich des Fahrzeugs, der in Fahrzeuglängsrichtung vor einer A-Säule des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Bei dem Frontendmodul kann am Querträger ein Stoßabsorber angeordnet sein. Der Stoßabsorber kann in Fahrzeuglängsrichtung X zwischen dem Querträger und dem Blockierelement angeordnet sein.
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Der Stoßabsorber ist ausgestaltet, durch eine elastische und/oder plastische Deformation eine Energie des am Rahmenbauteil befestigten Blockierelements im Crashfall aufzunehmen und in den Querträger einzuleiten.
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Bei dem Frontendmodul kann in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Querträger und dem Rahmenbauteil zumindest ein Teil eines Fahrassistenzsystems angeordnet sein.
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Bei dem Fahrassistenzsystem kann es sich beispielsweise um eine Kamera, einen Sensor, insbesondere einen Radarsensor und/oder einen LIDAR Sensor, für ein Fahrassistenzsystem oder einen Sensor, insbesondere einen Ultraschallsensor, eines Parkassistenten handeln.
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Ferner wird ein Fahrzeug mit dem Frontendmodul bereitgestellt. Bei dem Fahrzeug kann es sich um einen Personenkraftwagen handeln.
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Das oben zum Rahmenbauteil und zum Frontendmodul Beschriebene gilt analog auch für das Fahrzeug und umgekehrt.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform mit Bezug zu 1 bis 3 beschrieben.
- 1 zeigt eine Prinzipskizze eines herkömmlichen Rahmenbauteils.
- 2 zeigt eine Prinzipskizze eines Rahmenbauteils gemäß der Ausführungsform.
- 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Rahmenbauteils aus 2.
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In 1 ist ein Frontendmodul 1 eines Fahrzeugs mit einem herkömmlichen Rahmenbauteil 2 dargestellt.
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Ferner ist in 1 ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt, wobei X die Fahrzeuglängsrichtung, Y die Fahrzeugbreitenrichtung und Z die Fahrzeughöhenrichtung angibt.
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Das Frontendmodul 1 weist einen Querträger 5 auf. Am Querträger 5 ist in Fahrzeuglängsrichtung X zwischen dem Querträger 5 und dem Rahmenbauteil 2 ein Blockierelement 4 angebracht bzw. befestigt.
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Am Blockierelement 4 ist in Fahrzeuglängsrichtung X zwischen dem Blockierelement 4 und dem Rahmenbauteil 2 ein Stoßabsorber 3 angebracht bzw. befestigt.
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Das Blockierelement 4 ist dabei ausgestaltet, eine Intrusion, d.h. ein Eindringen eines Impaktors 6, hier als ein steifes Hindernis 6 dargestellt, in Fahrzeuglängsrichtung X zu begrenzen.
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Nachteil an diesem herkömmlichen Aufbau ist jedoch, wie eingangs beschrieben, dass das Blockierelement 4 als separates Bauteil ausgeführt ist, welches insbesondere im Werk in einem zusätzlichen Montageschritt bei der Fahrzeugherstellung verbaut werden muss.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist daher das Blockierelement 4 nicht am Querträger 5 befestigt, wie 2 zu entnehmen ist.
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In 2 ist ein Frontendmodul 1.1 eines Fahrzeugs mit einem Rahmenbauteil 2.1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
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Ferner ist in 2, wie auch in 1, ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt, wobei X die Fahrzeuglängsrichtung, Y die Fahrzeugbreitenrichtung und Z die Fahrzeughöhenrichtung angibt.
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Das erfindungsgemäße Frontendmodul 1.1 weist einen Querträger 5.1 auf. Am Querträger 5.1 ist in Fahrzeuglängsrichtung X zwischen einem Blockierelement 4.1 und dem Rahmenbauteil 2.1 ein Stoßabsorber 3.1 angebracht bzw. befestigt.
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Im Gegensatz zum herkömmlichen Aufbau, der oben mit Bezug zu 1 beschrieben wurde, ist das Blockierelement 4.1 am Rahmenbauteil 2.1 angebracht bzw. in dieses integriert.
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Bei dem Frontendmodul 1.1 ist in Fahrzeuglängsrichtung X zwischen dem Querträger 5.1 und dem Rahmenbauteil 2.1 zumindest ein Teil eines Fahrassistenzsystem (nicht dargestellt) angeordnet.
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Schlägt das Hindernis 6.1, wie durch den Pfeil in 2 dargestellt, nun auf das Rahmenbauteil 2.1 auf bzw. fährt das Fahrzeug gegen das Hindernis 6.1 und wird dessen Intrusion, d.h. dessen Eindringtiefe in Fahrzeuglängsrichtung X, nicht minimiert, kommt es zu einer Beschädigung des Fahrassistenzsystems.
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Die Fähigkeit des Fahrzeugs solche Einwirkungen bei geringen Geschwindigkeiten zu kompensieren, wird auch im Rahmen einer Homologation, z.B. im Rahmen einer Prüfung nach US Part 581, mittels eines Pendelschlagversuchs geprüft, bei dem ein Impaktor auf den Frontbereich des Fahrzeugs, d.h. hier das Rahmenbauteil 2.1, einwirkt.
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Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist das Blockierelement 4.1 vorgesehen. Das Blockierelement 4.1 ist dabei ausgestaltet, die Intrusion, d.h. das Eindringen des Hindernisses 6.1 in Fahrzeuglängsrichtung X zu begrenzen.
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Das Blockierelement 4.1 ist also zur Lasteinleitung in den Querträger 5.1 des Fahrzeugs im Crashfall vorgesehen.
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Durch Vorsehen des Blockierelements 4.1 als integraler Bestandteil des Rahmenbauteils 2.1 muss dieses jedoch nicht mehr als separates Bauteil bei der Fahrzeugherstellung, insbesondere im Werk des Fahrzeugherstellers, am Querträger 5.1 montiert werden, sondern kann vormontiert am Rahmenbauteil 2.1 angeliefert und in einem Montageschritt zusammen mit dem Rahmenbauteil 2.1 verbaut werden.
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Das Rahmenbauteil 2.1 und das Blockierelement 4.1 können dabei einteilig ausgeführt sein, insbesondere als ein einziges Spritzgussteil, oder das Blockierelement 4.1 kann als ein separates Bauteil am Rahmenbauteil 2.1, insbesondere mittels einer Schweißverbindung, einer Clip-Verbindung und/oder einer Klebeverbindung, angebracht sein.
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Wie 3 zu entnehmen ist, die eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Rahmenbauteils 2.1 aus 2 darstellt, ist die Anzahl der Blockierelemente 4.1 dabei nicht auf eines beschränkt.
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In 3 ist, wie auch in 1 und 2, ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt, wobei X die Fahrzeuglängsrichtung, Y die Fahrzeugbreitenrichtung und Z die Fahrzeughöhenrichtung angibt.
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Vielmehr können mehrere Blockierelemente 4.1, vorliegend zwei, über die Fahrzeugbreitenrichtung Y am Rahmenbauteil 2.1 verteilt angeordnet sein. Denkbar ist auch, dass zusätzlich oder alternativ ein Blockierelement 4.1 in einem Zentralbereich des Rahmenbauteils 2.1 angeordnet ist, d.h. in einem in Fahrzeugbreitenrichtung Y und/oder Fahrzeughöhenrichtung Z mittig am Rahmenbauteil 2.1 angeordneten Bereich.
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Wie ferner aus 3 hervorgeht, weist das Rahmenbauteil 2.1 zwei Ausnehmungen bzw. Löcher 7.1 auf, um so eine oder mehrere Luftklappen oder eine Blende aufzunehmen, je nachdem ob ein Kühlluftstrom in einen Motorraum des Fahrzeugs geleitet werden muss oder nicht. Das heißt, das Rahmenbauteil 2.1. kann unabhängig von einer Antriebsart des Fahrzeugs verbaut werden, z.B. sowohl bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor als auch mit Elektromotor.
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Vorliegend sind die Blockierelemente 4.1 jeweils in Fahrzeughöhenrichtung Z unterhalb der Ausnehmungen 7.1 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Frontendmodul
- 2
- Rahmenbauteil für das Frontendmodul
- 3
- Stoßabsorber
- 4
- Blockierelement
- 5
- Querträger
- 6
- Hindernis
- 1.1
- Frontendmodul
- 2.1
- Rahmenbauteil für das Frontendmodul
- 3.1
- Stoßabsorber
- 4.1
- Blockierelement
- 5.1
- Querträger
- 6.1
- Hindernis
- 7.1
- Ausnehmung für Luftklappen bzw. Blende
- X
- Fahrzeuglängsrichtung,
- Y
- Fahrzeugbreitenrichtung
- Z
- Fahrzeughöhenrichtung
