DE102020113627A1 - Front end structure for a passenger car as well as passenger cars - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorderwagenstruktur (7) für einen Personenkraftwagen (1), mit zwei in Fahrzeugquerrichtung (10) voneinander beabstandeten Längsträgern (8, 9), und mit zwei zusätzlich zu den Längsträgern (8, 9) vorgesehenen Streben (15, 16), welche ausgehend von ihren jeweiligen, in Fahrzeuglängsrichtung (11) vorderen Verbindungsbereichen (V1, V2), über welche die Streben an die Längsträger (8, 9) angebunden sind, in Fahrzeuglängsrichtung (11) nach hinten aufeinander zu verlaufen, wobei die Streben (15, 16) über einen den Streben (15, 16) gemeinsamen, in Fahrzeuglängsrichtung (11) hinter den vorderen Verbindungsbereichen (V1, V2) angeordneten Anbindungsbereich (A) der Streben (15, 16) an einem in Fahrzeugquerrichtung (10) zwischen den Längsträgern (8, 9) angeordneten Strukturelement (18) gehalten und in Fahrzeugquerrichtung (10) nach außen steifer als in Fahrzeuglängsrichtung (11) nach hinten an dem Strukturelement (18) abgestützt sind. The invention relates to a front end structure (7) for a passenger vehicle (1), with two longitudinal members (8, 9) spaced apart from one another in the transverse direction (10) of the vehicle, and with two struts (15, 16) provided in addition to the longitudinal members (8, 9). which, starting from their respective connecting areas (V1, V2) at the front in the vehicle longitudinal direction (11), via which the struts are connected to the longitudinal members (8, 9), run towards one another in the vehicle longitudinal direction (11), the struts ( 15, 16) via a connection area (A) of the struts (15, 16), which is common to the struts (15, 16) and is arranged in the vehicle longitudinal direction (11) behind the front connecting areas (V1, V2), to a connection area (A) of the struts (15, 16) in the vehicle transverse direction (10) between the Longitudinal supports (8, 9) arranged structural element (18) are held and in the vehicle transverse direction (10) to the outside more rigid than in the vehicle longitudinal direction (11) to the rear on the structural element (18).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorderwagenstruktur für einen Personenkraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Personenkraftwagen mit einer solchen Vorderwagenstruktur.The invention relates to a front car structure for a passenger car according to the preamble of
Der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorderwagenstruktur für einen Personenkraftwagen und einen Personenkraftwagen mit einer solchen Vorderwagenstruktur zu schaffen, so dass ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten des Personenkraftwagens realisiert werden kann.The object of the present invention is to create a front end structure for a passenger car and a passenger car with such a front end structure, so that a particularly advantageous accident behavior of the passenger car can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorderwagenstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Personenkraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung lassen den übrigen Ansprüchen entnehmen.According to the invention, this object is achieved by a front vehicle structure with the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorderwagenstruktur für einen Personenkraftwagen. Die Vorderwagenstruktur weist zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete und sich beispielsweise zumindest im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Längsträger auf, welche beispielsweise Bestandteile einer auch als Rohbau bezeichneten, selbsttragenden Karosserie des Personenkraftwagens sein können. Dabei begrenzt die selbsttragende Karosserie den auch als Fahrgastraum oder Fahrgastzelle bezeichneten Innenraum des Personenkraftwagens. Die Längsträger sind somit beispielsweise in vollständig hergestelltem Zustand der Karosserie beziehungsweise des Personenkraftwagens in einem vorderen Bereich der Karosserie, insbesondere an deren Front, angeordnet.A first aspect of the invention relates to a front end structure for a passenger car. The front-end structure has two longitudinal members that are spaced apart from one another in the transverse direction of the vehicle and extend, for example, at least substantially in the longitudinal direction of the vehicle, which can be, for example, components of a self-supporting body of the passenger vehicle, also referred to as a bodyshell. The self-supporting body thereby delimits the interior space of the passenger vehicle, which is also referred to as the passenger compartment or passenger cell. The side members are thus arranged, for example, in the completely manufactured state of the body or of the passenger car, in a front region of the body, in particular on its front.
Die Vorderwagenstruktur umfasst außerdem zwei zusätzlich zu den Längsträgern vorgesehene Streben, welche beispielsweise separat von den Längsträgern und separat von der Karosserie ausgebildet und zumindest mittelbar an der Karosserie gehalten sein können. Somit sind die Streben beispielsweise keine Bestandteile der Karosserie, sondern zumindest mittelbar an der Karosserie gehaltene Anbauteile. Die Streben verlaufen ausgehend von ihren jeweiligen, in Fahrzeuglängsrichtung vorderen Verbindungsbereichen in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten aufeinander zu. Dies bedeutet, dass die jeweilige Strebe, welche beispielsweise an sich eine Längserstreckung aufweist, schräg zur Fahrzeuglängsrichtung und schräg zur Fahrzeugquerrichtung verläuft derart, dass die Streben schräg oder senkrecht zueinander verlaufen. In ihren oder über ihre Verbindungsbereiche sind die Streben an die Längsträger angebunden. Dies bedeutet, dass eine erste der Streben einen ersten Verbindungsbereiche aufweist und über den ersten Verbindungsbereich an einen ersten der Längsträger angebunden ist. Die zweite Strebe weist den zweiten Verbindungsbereich auf und ist über den zweiten Verbindungsbereich an den zweiten Längsträger angebunden, so dass die Verbindungsbereiche in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet sind. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Verbindungsbereiche in Fahrzeuglängsrichtung auf gleicher Höhe angeordnet sind, so dass nicht etwa einer der Verbindungsbereich in Fahrzeuglängsrichtung weiter hinten oder weiter vorne angeordnet ist als der jeweils andere Verbindungsbereich. Da die Streben in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten aufeinander zu verlaufen, sind die Streben zumindest im Wesentlichen V-förmig angeordnet beziehungsweise die Streben verlaufen zumindest im Wesentlichen V-förmig zueinander. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt bilden die Streben beispielsweise eine V-Form, welche in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin offen und in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten geschlossen ist.The front-end structure also includes two struts which are provided in addition to the side members, which struts can, for example, be formed separately from the side members and separately from the body and can be held at least indirectly on the body. Thus, for example, the struts are not part of the body, but rather add-on parts held at least indirectly on the body. Starting from their respective connection regions which are front in the vehicle longitudinal direction, the struts run toward one another in the vehicle longitudinal direction towards the rear. This means that the respective strut, which, for example, has a longitudinal extension per se, runs obliquely to the longitudinal direction of the vehicle and obliquely to the transverse direction of the vehicle in such a way that the braces extend obliquely or perpendicular to one another. The struts are connected to the longitudinal members in their connection areas or via their connection areas. This means that a first of the struts has a first connection area and is connected to a first of the longitudinal members via the first connection area. The second strut has the second connection area and is connected to the second longitudinal member via the second connection area, so that the connection areas are spaced apart from one another in the transverse direction of the vehicle. It is provided in particular that the connection areas are arranged at the same height in the vehicle longitudinal direction, so that one of the connection areas is not arranged further back or further forward in the vehicle longitudinal direction than the respective other connection area. Since the struts run towards one another towards the rear in the longitudinal direction of the vehicle, the struts are arranged at least essentially in a V-shape or the struts run at least essentially in a V-shape to one another. In other words, the struts form, for example, a V-shape which is open towards the front in the longitudinal direction of the vehicle and closed towards the rear in the longitudinal direction of the vehicle.
Um nun ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten des Personenkraftwagens realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Streben über einen den Streben gemeinsamen, in Fahrzeuglängsrichtung hinter den vorderen Verbindungsbereichen angeordneten Anbindungsbereich der Streben an einem in Fahrzeugquerrichtung zwischen den Längsträgern angeordneten Strukturelement gehalten und in Fahrzeugquerrichtung nach außen steifer als in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten an dem Strukturelement abgestützt sind. Das Strukturelement ist beispielsweise separat von der Karosserie ausgebildet und zumindest, insbesondere direkt, an der Karosserie gehalten, insbesondere an der Karosserie festgelegt, so dass auch das Strukturelement ein Anbauteil sein kann. Ferner ist es denkbar, dass das Strukturelement ein Bestandteil der auch als Rohbau bezeichneten Karosserie ist. Unter dem Merkmal, dass der Anbindungsbereich ein den Streben gemeinsamer Anbindungsbereich ist, kann insbesondere verstanden werden, dass sich die Streben ausgehend von ihren jeweiligen Verbindungsbereichen in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten aufeinander zu erstrecken und sich dabei in oder an dem gemeinsamen Anbindungsbereich treffen, beziehungsweise an oder in dem gemeinsamen Anbindungsbereich münden oder den gemeinsamen Anbindungsbereich bilden, da sich beispielsweise die Streben in dem Anbindungsbereich gegenseitig überkreuzen oder an beziehungsweise in dem Anbindungsbereich enden. In letzterem Fall umfasst der Anbindungsbereich beispielsweise ein jeweiliges, in Fahrzeuglängsrichtung hinteres Ende der Streben. Insbesondere kann somit der Anbindungsbereich ein in Fahrzeuglängsrichtung hinteres Ende der V-Form sein.In order to be able to realize a particularly advantageous accident behavior of the passenger car, it is provided according to the invention that the struts are held on a structural element arranged in the vehicle transverse direction between the longitudinal members via a connection area of the struts which is common to the struts and which is arranged in the vehicle longitudinal direction behind the front connecting areas, and in the vehicle transverse direction are supported more rigidly on the outside than in the vehicle longitudinal direction to the rear on the structural element. The structural element is, for example, formed separately from the body and at least, in particular directly, held on the body, in particular fixed on the body, so that the structural element can also be an add-on part. Furthermore, it is conceivable that the structural element is part of the body, which is also referred to as a body shell. The feature that the connection area is a connection area common to the struts can in particular be understood to mean that the struts, starting from their respective connection areas, extend towards the rear in the vehicle longitudinal direction and meet in or on the common connection area, or at or in open into the common connection area or form the common connection area, since, for example, the struts in the connection area cross one another or end at or in the connection area. In the latter case, the Connection area, for example, a respective rear end of the struts in the vehicle longitudinal direction. In particular, the connection area can thus be a rear end of the V-shape in the longitudinal direction of the vehicle.
Des Weiteren kann unter dem Merkmal, dass die Streben in Fahrzeugquerrichtung nach außen steifer als in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten an dem Strukturelement abgestützt sind, insbesondere Folgendes verstanden werden: Die Streben sind über den Anbindungsbereich in Fahrzeugquerrichtung nach außen steifer als in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten an dem Strukturelement abgestützt, so dass der Anbindungsbereich selbst in Fahrzeugquerrichtung nach außer steifer als in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten an dem Strukturelement abgestützt ist. Wirkt beispielsweise unfallbedingt eine erste Kraft auf den Anbindungsbereich, wobei die erste Kraft parallel zur Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten auf den Anbindungsbereich wirkt, so kommt es dann beispielsweise zu einer durch die erste Kraft bewirkten, unfallbedingten Rückverlagerung des Anbindungsbereichs und somit der Streben. Unter der unfallbedingten Rückverlagerung des Anbindungsbereichs beziehungsweise der Streben ist insbesondere zu verstehen, dass der Anbindungsbereich beziehungsweise die Streben unfallbedingt in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten, insbesondere relativ zu wenigstens einem Teil des Strukturelements und/oder des jeweiligen Längsträgers bewegt, das heißt verlagert werden. Wirkt jedoch beispielsweise unfallbedingt eine zweite Kraft auf den Anbindungsbereich, wobei die zweite Kraft parallel zur Fahrzeugquerrichtung und dabei beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung nach außen wirkt, wobei die erste Kraft und die zweite Kraft betrags- beziehungsweise wertemäßig gleich sind, so unterbleibt eine durch die zweite Kraft bewirkte und beispielsweise relativ zu dem genannten Teil des Strukturelements beziehungsweise des jeweiligen Längsträgers erfolgende, unfallbedingte Verlagerung des Anbindungsbereichs beziehungsweise der Streben, da der Anbindungsbereich in Fahrzeugquerrichtung nach außen steifer als in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten an dem Strukturelement abgestützt ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt stellt das Strukturelement dem Anbindungsbereich im Hinblick auf eine in Fahrzeugquerrichtung, insbesondere nach außen, erfolgende, unfallbedingte Verlagerung eine größere Steifigkeit beispielsweise eine größere Gegenkraft entgegen als im Hinblick auf eine in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten erfolgende, unfallbedingte Rückverlagerung. Dadurch weist der Personenkraftwagen sowohl bei einem Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung als auch bei einem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten auf, so dass sich im Fahrgastraum aufhaltende Insassen besonders gut geschützt werden können. Unter einem Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung ist ein solcher, auch auf als Frontalkollision bezeichneter Frontalaufprall zu verstehen, bei welchem ein Unfallgegner oder eine Barriere, der beziehungsweise die weniger als die in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Breite des Personenkraftwagens überdeckt oder überlappt, in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten auf beziehungsweise gegen den Personenkraftwagen und dabei insbesondere beziehungsweise gegen die Vorderwagenstruktur prallt. Unter einem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung ist ein solcher, auch als Frontalkollision bezeichneter Frontalaufprall zu verstehen, bei dem beispielsweise ein Unfallgegner oder eine Barriere, der beziehungsweise die die gesamte in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Breite des Personenkraftwagens überlappt beziehungsweise überdeckt, in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten auf beziehungsweise gegen den Personenkraftwagen und somit die Vorderwagenstruktur prallt. Der Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung wird auch als Offset-Frontal-Crash bezeichnet, wobei der Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung auch als Full-Width-Frontal-Crash bezeichnet wird.The feature that the struts are supported more rigidly on the structural element in the transverse direction of the vehicle than to the rear in the longitudinal direction of the vehicle can also be understood to mean, in particular, the following: the struts are more rigid outward over the connection area in the transverse direction of the vehicle than towards the rear in the longitudinal direction of the structural element supported so that the connection area itself is supported more rigidly in the vehicle transverse direction than in the vehicle longitudinal direction to the rear on the structural element. For example, if a first force acts on the connection area as a result of an accident, the first force acting on the connection area parallel to the longitudinal direction of the vehicle and from front to back in the longitudinal direction of the vehicle, then, for example, the connection area and thus the struts will be shifted back due to the accident and caused by the first force . The rearward displacement of the connection area or the struts as a result of the accident is to be understood in particular to mean that the connection area or the struts, as a result of the accident, are moved backwards in the longitudinal direction of the vehicle, in particular relative to at least part of the structural element and / or the respective longitudinal member, that is, are displaced. However, if a second force acts on the connection area due to an accident, for example, the second force acting parallel to the transverse direction of the vehicle and, for example, outward in the transverse direction of the vehicle, with the first force and the second force being equal in terms of amount or value, there is no effect caused by the second force and, for example, accident-related displacement of the connection area or the struts relative to said part of the structural element or the respective longitudinal member, since the connection area is supported more rigidly on the structural element in the transverse direction of the vehicle than outward in the longitudinal direction of the vehicle. In other words, the structural element provides the connection area with greater rigidity, for example a greater counterforce, with regard to an accident-related displacement occurring in the transverse direction of the vehicle, in particular outwards, than with regard to an accident-related rearward displacement occurring in the longitudinal direction of the vehicle. As a result, the passenger vehicle exhibits particularly advantageous accident behavior in the event of a frontal impact with a small width coverage as well as a frontal impact with a full width coverage, so that occupants staying in the passenger compartment can be particularly well protected. A frontal impact with a small width coverage is to be understood as a frontal impact, also referred to as a frontal collision, in which an opposing party or a barrier that covers or overlaps the width of the passenger vehicle that is less than the transverse direction of the vehicle, from front to back in the longitudinal direction of the vehicle or against the passenger car and thereby in particular or against the structure of the front vehicle. A frontal impact with full width coverage is to be understood as such a frontal impact, also known as a frontal collision, in which, for example, an opponent in the accident or a barrier that overlaps or covers the entire width of the passenger vehicle running in the transverse direction of the vehicle, in the longitudinal direction of the vehicle from front to back collides against the passenger car and thus the structure of the front end. The frontal impact with a small width coverage is also referred to as an offset frontal crash, the frontal impact with a full width coverage also being referred to as a full-width frontal crash.
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Bei einem Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung werden üblicherweise unfallbedingte Lasten von solchen Elementen der Karosserie beziehungsweise der Vorderwagenstruktur aufgenommen, die auf der Seite angeordnet sind, auf der der Unfallgegner beziehungsweise die Barriere gegen den Personenkraftwagen prallt. Um dabei übermäßige Intrusionen zu vermeiden, sollte jede Seite der Struktur sehr steif sein. Bei einem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung jedoch können beide Seiten der Vorderwagenstruktur insbesondere zu gleichen Teilen unfallbedingte Lasten beziehungsweise unfallbedingte Kräfte aufnehmen, so dass für einen solchen Frontalaufprall mit volle Breitenüberdeckung die jeweilige Steifigkeit der jeweiligen Seite geringer als für einen Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung sein kann. Im Hinblick auf einen Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung ist eine geringe Steifigkeit der jeweiligen Seite von Vorteil, da dadurch Beschleunigungen, die beispielsweise auf sich im Innenraum aufhaltende Personen wirken, besonders gering gehalten werden können. Üblicherweise besteht somit ein Zielkonflikt zwischen dem Wunsch, die jeweilige Seite der Vorderwagenstruktur für einen Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung besonders steif auszugestalten, und dem Wunsch, für einen Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung die jeweilige Steifigkeit der jeweiligen Seite der Vorderwagenstruktur hinreichend gering zu halten. Dieser Zielkonflikt kann nun durch die Erfindung gelöst werden. Die Streben und das Strukturelement stellen beispielsweise eine Zusatzstruktur dar, die in einem Vorderwagenbereich, insbesondere Karosserie, anordenbar oder angeordnet ist. Da der hintere Anbindungsbereich und somit die Streben in Fahrzeugquerrichtung nach außen steifer als in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten an dem Strukturelement abgestützt sind, weist die Zusatzstruktur eine variable Steifigkeit auf beziehungsweise es kann je nachdem, ob es zu einem Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung oder zu einem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung kommt, eine variable Steifigkeit der Vorderwagenstruktur realisiert werden. Aufgrund der beschriebenen Abstützung des Anbindungsbereichs und somit der Streben an dem Strukturelement agiert die jeweilige Seite der Vorderwagenstruktur steifer, wenn sie beispielsweise im Rahmen eines Frontalaufpralls mit geringer Breitenüberdeckung alleine beziehungsweise stärker deformiert wird und somit im Vergleich zur jeweils anderen Seite größere unfallbedingte Lasten aufnehmen muss als wenn beide, in Fahrzeugquerrichtung an einander gegenüberliegenden Seite der Vorderwagenstruktur im Rahmen eines Frontalaufpralls mit voller Breitenüberdeckung gleichzeitig deformiert werden. Dies bedeutet, dass sich die jeweilige Seite der Vorderwagenstruktur bei einem Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung vorteilhaft steif verhält, so dass übermäßige Intrusionen, insbesondere in die Fahrgastzelle, vermieden werden können. Bei einem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung jedoch verhält sich die jeweilige Seite an sich nicht übermäßig steif, sondern hinreichend weich, so dass übermäßige, beispielsweise auf sich im Innenraum des Personenkraftwagens aufhaltende Personen wirkende Beschleunigungen vermieden werden können. Zusammen betrachtet jedoch können die Seiten der Vorderwagenstruktur bei einem Frontalaufprall bei voller Breitenüberdeckung besonders vorteilhaft Aufprallenergie absorbieren, so dass Personen besonders gut geschützt werden können. Die Zusatzstruktur ermöglicht es dabei insbesondere, bei einem Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung wirkende Unfallkräfte vorteilhaft zu verteilen, um übermäßige Intrusionen zu vermeiden. Aus einer übermäßig hohen Steifigkeit der jeweiligen Seite der Vorderwagenstruktur resultierende, unerwünschte Nebenwirkungen, insbesondere im Hinblick auf eine maximale Beschleunigung bei einem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung, können somit vermieden werden.The invention is based in particular on the following findings: In the event of a frontal impact with little width coverage, accident-related loads are usually absorbed by those elements of the body or the front-end structure that are arranged on the side on which the other party involved in the accident or the barrier hits the passenger car. To avoid excessive intrusion, each side of the structure should be very stiff. In the case of a frontal impact with full width coverage, however, both sides of the front end structure can in particular absorb equally parts of accident-related loads or accident-related forces, so that for such a frontal impact with full width coverage the respective stiffness of the respective side can be lower than for a frontal impact with less width coverage. With regard to a frontal impact with full width coverage, a low stiffness of the respective side is advantageous, since accelerations which, for example, act on people in the interior can be kept particularly low. There is usually a trade-off between the desire to make the respective side of the front end structure particularly stiff for a frontal impact with a small width coverage and the desire to keep the respective stiffness of the respective side of the front end structure sufficiently low for a frontal impact with full width coverage. This conflict of objectives can now be resolved by the invention. The struts and the structural element represent, for example, an additional structure that can be or is arranged. Since the rear connection area and thus the struts are supported more rigidly on the structural element in the transverse direction of the vehicle than to the rear in the longitudinal direction of the vehicle, the additional structure has a variable rigidity or, depending on whether it is a frontal impact with a small width overlap or a frontal impact full width coverage, a variable stiffness of the front end structure can be realized. Due to the described support of the connection area and thus the struts on the structural element, the respective side of the front end structure acts more rigidly if, for example, it is deformed on its own or to a greater extent in the context of a frontal impact with little width coverage and thus has to absorb greater accident-related loads than the respective other side if both, in the transverse direction of the vehicle, on opposite sides of the front end structure in the context of a frontal impact with full width coverage, are simultaneously deformed. This means that the respective side of the front-end structure behaves in an advantageous stiff manner in the event of a frontal impact with a small width overlap, so that excessive intrusions, in particular into the passenger cell, can be avoided. In the event of a frontal impact with full width coverage, however, the respective side does not behave excessively stiff, but rather sufficiently soft, so that excessive accelerations, for example acting on people in the interior of the passenger vehicle, can be avoided. Viewed together, however, the sides of the front-end structure can particularly advantageously absorb impact energy in the event of a frontal impact with full width coverage, so that people can be protected particularly well. The additional structure makes it possible, in particular, in the event of a frontal collision with a small width coverage, to advantageously distribute the accident forces acting in order to avoid excessive intrusions. Undesired side effects resulting from an excessively high rigidity of the respective side of the front end structure, in particular with regard to maximum acceleration in the event of a frontal impact with full width coverage, can thus be avoided.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Strukturelement eine parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Führung auf, über welche der in Folge einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung entlang der Führung in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten verlagerbare und dadurch zumindest relativ zu dem vorgenannten Teil des Strukturelements beziehungsweise des jeweiligen Längsträgers bewegbare Anbindungsbereich und dadurch die Streben an dem Strukturelement gehalten sind. Die Führung ermöglicht es, die Abschnitte des Anbindungsbereichs in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten hin hinreichend weich, das heißt hinreichend wenig steif zu gestalten und gleichzeitig eine hinreichend steife Abstützung des Anbindungsbereichs in Fahrzeugquerrichtung nach außen zu realisieren.In an advantageous embodiment of the invention, the structural element has a guide running parallel to the longitudinal direction of the vehicle, via which the connection area can be displaced backwards along the guide in the longitudinal direction of the vehicle as a result of an accident-related application of force and thereby at least movable relative to the aforementioned part of the structural element or the respective longitudinal member and thereby the struts are held on the structural element. The guide makes it possible to make the sections of the connection area sufficiently soft towards the rear in the longitudinal direction of the vehicle, that is to say not sufficiently rigid, and at the same time to realize a sufficiently rigid support of the connection area to the outside in the transverse direction of the vehicle.
Um ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Führung als eine eine Längserstreckung aufweisende Ausnehmung des Strukturelements gebildet ist. Die Längserstreckung der auch als Aussparung bezeichneten Ausnehmung verläuft dabei parallel zur Fahrzeuglängsrichtung. Die Ausnehmung ist somit beispielsweise eine Führungskulisse, die in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin durch jeweilige, seitliche, erste Wandungen des Strukturelements begrenzt ist, insbesondere derart, dass die Wandungen jeweils direkt an dem Anbindungsbereich anliegen. In Fahrzeuglängsrichtung nach hinten ist die Führungskulisse durch eine zweite Wandung des Strukturelements begrenzt, wobei die zweite Wandung beispielsweise einstückig mit den ersten Wandungen ausgebildet sein kann. Bei der Ausnehmung ist es vorgesehen, dass die zweite Wandung nicht direkt an dem Anbindungsbereich anliegt, sondern die zweite Wandung ist in Fahrzeuglängsrichtung von dem Anbindungsbereich beabstandet, insbesondere derart, dass in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Anbindungsbereich und der zweiten Wandung ein insbesondere mit Luft gefüllter Zwischenraum, in welchem vorzugsweise keine weiteren Bauelemente angeordnet sind, angeordnet ist. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Anbindungsbereich in Fahrzeugquerrichtung nach außen beidseitig durch die ersten Wandungen und in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten durch die zweiten Wandung überlappt beziehungsweise überdeckt ist. Dadurch kann eine besonders steife Abstützung des Anbindungsbereichs in Fahrzeugquerrichtung nach außen realisiert werden. Beispielsweise bei einem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung lässt das Strukturelement eine unfallbedingte Rückverlagerung des Anbindungsbereichs und somit der Streben in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten zu, so dass eine übermäßige Steifigkeit der Vorderwagenstruktur bei einem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung vermieden werden kann.In order to achieve particularly advantageous accident behavior, it is provided in a further embodiment of the invention that the guide is formed as a recess of the structural element having a longitudinal extension. The longitudinal extent of the recess, also referred to as a recess, runs parallel to the longitudinal direction of the vehicle. The recess is thus, for example, a guide slot that is delimited outward in the transverse direction of the vehicle by respective, lateral, first walls of the structural element, in particular such that the walls each bear directly on the connection area. In the longitudinal direction of the vehicle to the rear, the guide link is delimited by a second wall of the structural element, the second wall being able to be formed in one piece with the first walls, for example. In the case of the recess, it is provided that the second wall does not bear directly on the connection area, but rather the second wall is spaced from the connection area in the longitudinal direction of the vehicle, in particular in such a way that, in the longitudinal direction of the vehicle, between the connection area and the second wall there is an air-filled space, in which preferably no further components are arranged, is arranged. It is preferably provided that the connection area is overlapped or covered on both sides in the transverse direction of the vehicle by the first walls and in the longitudinal direction of the vehicle to the rear by the second wall. In this way, a particularly rigid support of the connection area in the transverse direction of the vehicle to the outside can be realized. For example, in the event of a frontal impact with full width coverage, the structural element allows the connection area and thus the struts to be rearranged to the rear in the vehicle's longitudinal direction as a result of an accident, so that excessive rigidity of the front end structure can be avoided in a frontal impact with full width coverage.
Um unfallbedingte Kräfte besonders vorteilhaft verteilen und abstützen zu können, so dass einerseits bei einem Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung eine hinreichend hohe Steifigkeit der jeweiligen Seite der Vorderwagenstruktur realisiert, jedoch bei einem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung eine übermäßig hohe Steifigkeit der jeweiligen Seite an sich vermieden werden kann, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der hintere Anbindungsbereich der Streben in die Ausnehmung eingreift, mithin in der Ausnehmung angeordnet ist.In order to be able to distribute and support accident-related forces in a particularly advantageous manner, so that, on the one hand, in the event of a frontal impact with a small width coverage, a sufficiently high rigidity of the respective side of the front end structure is achieved, but in a frontal impact with a full width coverage, an excessively high rigidity of the respective side can be avoided , it is provided in a further embodiment of the invention that the rear connection area of the struts engages in the recess, and is therefore arranged in the recess.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Anbindungsbereich an dem Strukturelement festgelegt ist. Dabei weist das Strukturelement einen sich in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten direkt an den Anbindungsbereich anschließenden und an dem Anbindungsbereich direkt anliegenden ersten Wandungsbereich auf, wobei sich in Fahrzeugquerrichtung nach außen beidseitig des Anbindungsbereichs ein jeweiliger, direkt an dem Anbindungsbereich anliegender, zweiter Wandungsbereich des Strukturelements direkt anschließt.Another embodiment of the invention provides that the connection area is fixed on the structural element. The structural element has a first wall area directly adjoining the connection area to the rear in the longitudinal direction of the vehicle and directly adjacent to the connection area, with a respective second wall area of the structural element directly adjoining the connection area on both sides of the connection area in the transverse direction of the vehicle.
Dabei weist der erste Wandungsbereich eine geringere Steifigkeit als der jeweilige zweite Wandungsbereich auf, so dass der erste Wandungsbereich beispielsweise bereits durch die zuvor genannte, erste Kraft deformierbar ist oder deformiert wird, während eine durch die zuvor genannte, zweite Kraft bewirkte Deformation des jeweiligen zweiten Wandungsbereichs unterbleibt. Hierdurch kann eine für einen Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung hinreichend steife Anbindung des Anbindungsbereichs an das Strukturelement gewährleistet werden, so dass die jeweilige Seite bei einem Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung hinreichend steif agieren kann. Für einen Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung jedoch ist die Anbindung des Anbindungsbereichs an das Strukturelement hinreichend weich, so dass dann übermäßige Steifigkeiten der Seiten an sich vermieden werden können.The first wall area has a lower rigidity than the respective second wall area, so that the first wall area can already be deformed or is deformed by the aforementioned first force, while a deformation of the respective second wall area caused by the aforementioned second force is omitted. In this way, a connection of the connection area to the structural element that is sufficiently rigid for a frontal impact with a small width overlap can be ensured, so that the respective side can act sufficiently rigidly in a frontal impact with a small width overlap. For a frontal impact with full width coverage, however, the connection of the connection area to the structural element is sufficiently soft, so that excessive rigidity of the sides themselves can then be avoided.
Um unfallbedingte Kräfte besonders vorteilhaft aufnehmen und führen zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die vorderen Verbindungsbereiche durch vordere Enden der Streben gebildet sind. Somit sind die Streben über ihre vordere Enden an den Längsträger angebunden. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind die vorderen, an sich freien Enden der Streben an die Längsträger angebunden.In order to be able to absorb and guide forces caused by an accident in a particularly advantageous manner, a further embodiment of the invention provides that the front connecting areas are formed by front ends of the struts. The struts are thus connected to the longitudinal beam via their front ends. Expressed again in other words, the front, free ends of the struts are connected to the longitudinal beams.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der hintere Anbindungsbereich ein jeweiliges hinteres Ende der Streben umfasst. Somit sind die Streben beispielsweise über ein jeweiliges, hinteres Ende an dem Strukturelement gehalten. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist das jeweilige hintere Ende der Streben auf die beschriebene Weise an dem Strukturelement gehalten. Hierdurch können unfallbedingte Kräfte besonders vorteilhaft geführt werden, so dass ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten darstellbar ist.Another embodiment is characterized in that the rear connection area comprises a respective rear end of the struts. Thus, the struts are held on the structural element, for example, via a respective rear end. Expressed again in other words, the respective rear end of the struts is held on the structural element in the manner described. In this way, accident-related forces can be guided particularly advantageously, so that particularly advantageous accident behavior can be represented.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Vorderwagenstruktur eine in Fahrzeuglängsrichtung hinter den Längsträgern und hinter dem Strukturelement angeordnete Stirnwand auf, an welcher das Strukturelement, insbesondere direkt, festgelegt ist. Somit erstrecken sich beispielsweise die Längsträger in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin von der Stirnwand weg. Durch die auch als Spritzwand bezeichnete Stirnwand ist beispielsweise der Innenraum in Fahrzeuglängsrichtung von einem in Fahrzeuglängsrichtung vor der Stirnwand angeordneten Bereich unterteilt beziehungsweise getrennt. Dabei begrenzt beispielsweise die Stirnwand den Innenraum in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend. Durch die Festlegung des Strukturelements an der Stirnwand können unfallbedingte Lasten, die beispielsweise bei einem Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung oder mit voller Breitenüberdeckung von den auch als Versteifungsstreben bezeichneten Streben auf das Strukturelement übertragen werden, besonders gut von dem Strukturelement auf die Stirnwand übertragen und somit abgestützt werden, so dass ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten darstellbar ist.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the front end structure has an end wall which is arranged in the longitudinal direction of the vehicle behind the side members and behind the structural element and to which the structural element is fixed, in particular directly. Thus, for example, the side members extend in the vehicle longitudinal direction towards the front away from the front wall. By means of the front wall, also referred to as a bulkhead, the interior space is, for example, subdivided or separated in the longitudinal direction of the vehicle from an area arranged in front of the front wall in the longitudinal direction of the vehicle. In this case, for example, the front wall delimits the interior space at least partially, in particular at least predominantly, towards the front in the longitudinal direction of the vehicle. By fixing the structural element on the front wall, accident-related loads, which, for example, in a frontal impact with a small width coverage or with full width coverage from the struts, also known as stiffening struts, can be transferred particularly well from the structural element to the front wall and thus supported , so that a particularly advantageous accident behavior can be represented.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn eine zum Antreiben des Personenkraftwagens ausgebildete und beispielsweise als elektrische Maschine ausgebildete Antriebsmaschine in Fahrzeughochrichtung nach oben hin zumindest teilweise durch die Streben und das Strukturelement überlappt ist. Hierdurch kann ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten dargestellt werden. Beispielsweise kann die elektrische Maschine, welche optional vorgesehen ist, eine Vorderachse des Personenkraftwagens antreiben.Finally, it has been shown to be particularly advantageous if a drive machine designed for driving the passenger vehicle and designed, for example, as an electrical machine, is at least partially overlapped upward in the vertical direction of the vehicle by the struts and the structural element. This enables particularly advantageous accident behavior to be represented. For example, the electrical machine, which is optionally provided, can drive a front axle of the passenger vehicle.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen, mit einer Vorderwagenstruktur gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a passenger car with a front vehicle structure according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich im Weiteren anhand der Figurenbeschreibung sowie der Zeichnungen. Hierbei zeigt:
-
1 eine schematische Draufsicht eines erfindungsgemäßen Personenkraftwagens bei einem Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung; -
2 eine schematische Draufsicht einer Personenkraftwagens bei einem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung; -
3 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Vorderwagenstruktur des Personenkraftwagens gemäß einer ersten Ausführungsform; -
4 eine schematische Draufsicht der Vorderwagenstruktur gemäß der ersten Ausführungsform bei dem Frontalaufprall mit geringer Breitenüberdeckung; -
5 eine schematische Draufsicht der Vorderwagenstruktur gemäß der ersten Ausführungsform bei dem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung; und -
6 eine schematische Draufsicht der Vorderwagenstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform.
-
1 a schematic plan view of a passenger car according to the invention in a frontal collision with a small width coverage; -
2 a schematic plan view of a passenger car in a frontal collision with full width coverage; -
3 a schematic perspective view of an inventive front structure of the passenger car according to a first embodiment; -
4th a schematic plan view of the front end structure according to the first embodiment in the frontal impact with small width coverage; -
5 a schematic plan view of the front end structure according to the first embodiment in the frontal impact with full width coverage; and -
6th a schematic plan view of the front end structure according to a second embodiment.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols.
Die Vorderwagenstruktur
Ferner ist es denkbar, dass die Streben
Die Karosseriedome
Um nun ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten des Personenkraftwagens
Bei der ersten Ausführungsform weist das Strukturelement
Bei dem Frontalaufprall mit voller Breitenüberdeckung werden die Seiten
Schließlich zeigt
Bei der zweiten Ausführungsform ist der Anbindungsbereich
Außerdem weist der Personenkraftwagen
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- PersonenkraftwagenPassenger cars
- 22
- UnfallbarriereAccident barrier
- 33
- Frontfront
- 44th
- Karosseriebody
- 55
- Innenrauminner space
- 66th
- UnfallbarriereAccident barrier
- 77th
- VorderwagenstrukturFront end structure
- 88th
- LängsträgerSide member
- 99
- LängsträgerSide member
- 1010
- DoppelpfeilDouble arrow
- 1111
- DoppelpfeilDouble arrow
- 1212th
- Bodenfloor
- 1313th
- KarosseriedomBody dome
- 1414th
- KarosseriedomBody dome
- 1515th
- Strebestrut
- 1616
- Strebestrut
- 1717th
- StirnwandFront wall
- 1818th
- StrukturelementStructural element
- 1919th
- ZusatzstrukturAdditional structure
- 2020th
- Führungguide
- 2121
- AusnehmungRecess
- 2222nd
- DoppelpfeilDouble arrow
- 2323
- Pfeilarrow
- 2424
- DoppelpfeilDouble arrow
- 2525th
- Pfeilarrow
- 2626th
- Pfeilarrow
- 2727
- AntriebsmaschinePrime mover
- AA.
- AnbindungsbereichConnection area
- E1E1
- Endeend
- E2E2
- Endeend
- F1, F1'F1, F1 '
- KraftpfeilPower arrow
- F2, F2'F2, F2 '
- KraftpfeilPower arrow
- F3F3
- KraftpfeilPower arrow
- S1S1
- Seitepage
- S2S2
- Seitepage
- V1V1
- VerbindungsbereichConnection area
- V2V2
- VerbindungsbereichConnection area
- W1W1
- WandungsbereichWall area
- W2W2
- WandungsbereichWall area
- W3W3
- WandungsbereichWall area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 1498343 A2 [0002]EP 1498343 A2 [0002]
- DE 102011004057 A1 [0002]DE 102011004057 A1 [0002]
- DE 102011084334 A1 [0002]DE 102011084334 A1 [0002]
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-
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