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Die Erfindung betrifft einen Vorderwagen für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug umfassend einen solchen Vorderwagen.
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Aus dem Stand der Technik sind elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge bekannt. Solche Kraftfahrzeuge umfassen in der Regel einen Vorderwagen, der zwei Längsträger aufweist, zwischen welchen zumindest teilweise ungenutzter Bauraum vorhanden ist. So zeigt die Druckschrift
DE 10 2019 100 906 B4 einen Vorderwagen eines elektrisch betriebenen Kraftfahrzeuges.
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Aufgrund des Bestrebens nach einer kompakten Verkehrsfläche (geringes Gewicht, geringer Platzbedarf im Stadtverkehr) und einem großzügigen Passagierraum wird der Vorderwagen bei solchen elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen meist relativ kurz ausgebildet. Dieser kurze Vorderwagen bildet jedoch die Knautschzone des Kraftfahrzeuges, weshalb hohe Anforderungen an das Crashverhalten des Vorderwagens gestellt werden.
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Ist ein solches elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug ferner ein Schmalspurfahrzeug, sind besonders hohe Anforderungen an das Crashverhalten des Vorderwagens zu stellen. Denn aufgrund der verringerten Spurbreite sind klassische Längsträger des Vorderwagens unmittelbar nebeneinander angeordnet und würden bei einem Crashfall dazu tendieren, zu knicken, anstatt sich definiert zusammen zu falten. Solche Schmalspurfahrzeuge erfahren aufgrund einer verbesserten CO2 Effizienz besonderer Beliebtheit.
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Neben sicherem Crashverhalten in einem Frontcrash mit Vollüberdeckung (z.B. USNCAP) wird ein sicheres Verhalten bei einem sogenannten Crashtest mit einer teilweisen Überdeckung, insbesondere mit einer geringen Überdeckung (Small Overlap Test) angestrebt, wobei der Crashtest mit geringer Überdeckung (Small Overlap Test) die Grenze bildet, da nur eine sehr geringe Überdeckung abgebildet wird. Dazu sollte das Kraftfahrzeug im Crashfall von einer 25 % überdeckten Barriere abgeleitet werden, ohne eine Stirnwandintrusion der Barriere als Folge zu haben.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vorderwagen für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, der sich durch eine kompakte Bauweise auszeichnet und hohe Anforderungen an einen Crashfall erfüllt.
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Diese Aufgabe wird durch einen Vorderwagen nach Anspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 9 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Vorderwagen umfasst eine Stirnwand, wenigstens einen Stoßfänger, zwei gegenüberliegend zwischen Stirnwand und Stoßfänger angeordnete Wandabschnitte und einen die zwei Wandabschnitte verbindenden Verbindungsabschnitt. Die Wandabschnitte erstrecken sich erfindungsgemäß in einer Kraftfahrzeughöhenrichtung von einem unteren Stirnwandabschnitt zu einem oberen Stirnwandabschnitt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Vorderwagens lassen sich eine kompakte Bauweise des Kraftfahrzeugs und eine hohe Crashstabilität erzielen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung liegen die Wandabschnitte zwischen dem unteren Stirnwandabschnitt und dem oberen Stirnwandabschnitt in Kraftfahrzeughöhenrichtung durchgängig an der Stirnwand an.
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Durch diese Ausgestaltung lässt sich die Crashstabilität des Kraftfahrzeuges erhöhen. Ferner lassen sich von außen auf eine Kraftfahrzeugfront wirkende Kräfte durch die Wandabschnitte in einfacher Weise absorbieren.
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Vorzugsweise liegt der Verbindungsabschnitt über seine gesamte Bauhöhe in Kraftfahrzeughöhenrichtung durchgängig an den Wandabschnitten an.
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Durch diese Ausgestaltung lässt sich die Crashstabilität des Kraftfahrzeuges erhöhen. Ferner lassen sich von außen auf eine Kraftfahrzeugfront wirkende Kräfte durch die Wandabschnitte in effektiver Weise absorbieren.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Verbindungsabschnitt einen sich in einer Kraftfahrzeugquerrichtung erstreckenden Querträger, der zwischen den Wandabschnitten verläuft, wobei vorzugsweise der Querträger mit dem Stoßfänger verbunden ist.
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Durch diese Ausgestaltung lässt sich die Crashstabilität des Kraftfahrzeuges erhöhen.
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Vorzugsweise umfassen die Wandabschnitte jeweils eine Unterschale und wenigstens ein an der Unterschale angeordnetes Profil.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Wandabschnitte im Wesentlichen V-förmig angeordnet.
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Vorzugsweise umfasst der Vorderwagen ferner eine die Wandabschnitte miteinander verbindende Stützvorrichtung, die wenigstens ein erstes Stützelement umfasst, das sich im Wesentlichen in einer Ebene erstreckt, die parallel zu einer Kraftfahrzeugquerrichtung verläuft.
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Durch diese Ausgestaltung lässt sich die Crashstabilität des Kraftfahrzeuges erhöhen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Stützvorrichtung ferner ein zweites Stützelement, das sich im Wesentlichen in einer Ebene erstreckt, die die Kraftfahrzeugquerrichtung schneidet.
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Durch diese Ausgestaltung lässt sich die Crashstabilität des Kraftfahrzeuges, insbesondere bei einem sogenannten Crashtest mit einer geringen Überdeckung, erhöhen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, umfassend einen erfindungsgemäßen Vorderwagen.
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Einzelheiten und weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Vorderwagens und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges werden anhand zweier nachfolgend beschriebener Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei veranschaulichen im Einzelnen:
- 1: eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Vorderwagens nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2: eine Draufsicht des Vorderwagens nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
- 3: eine Vorderansicht des Vorderwagens nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
- 4: eine weitere Vorderansicht des Vorderwagens nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
- 5: eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Vorderwagens nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 6: eine weitere perspektivische Ansicht des Vorderwagens nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 7: eine Draufsicht des Vorderwagens nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, welche einen Crashfall veranschaulicht; und
- 8: eine weitere Draufsicht des Vorderwagens nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, welche den Crashfall veranschaulicht.
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Die Anmeldung betrifft einen Vorderwagen 20 für ein Kraftfahrzeug 100, insbesondere für ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, umfassend eine Stirnwand 30, wenigstens einen Stoßfänger 40, zwei gegenüberliegend zwischen Stirnwand 30 und Stoßfänger 40 angeordnete Wandabschnitte 50 und einen die zwei Wandabschnitte 50 verbindenden Verbindungsabschnitt 70. Anmeldungsgemäß erstrecken sich die Wandabschnitte 50 in einer Kraftfahrzeughöhenrichtung Z von einem unteren Stirnwandabschnitt 32 zu einem oberen Stirnwandabschnitt 34.
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Die Anmeldung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug 100, insbesondere elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, umfassend einen anmeldungsgemäßen Vorderwagen 20.
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Der Vorderwagen 20 und/oder das Kraftfahrzeug 100 weisen neben der Kraftfahrzeughöhenrichtung Z, die einer Vertikalrichtung entspricht, eine Kraftfahrzeuglängsrichtung X, die einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges 100 entspricht, und eine Kraftfahrzeugquerrichtung Y. Die Kraftfahrzeughöhenrichtung Z, die Kraftfahrzeuglängsrichtung X und die Kraftfahrzeugquerrichtung Y verlaufen jeweils orthogonal zueinander.
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Jeder der Wandabschnitte 50 kann mit einer Öffnung 51 versehen sein, durch welche hindurch Federbeinstützen 53 verlaufen können.
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Die Wandabschnitte 50 können zwischen dem unteren Stirnwandabschnitt 32 und dem oberen Stirnwandabschnitt 34 in Kraftfahrzeughöhenrichtung Z durchgängig an der Stirnwand 30 anliegen.
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Der untere Stirnwandabschnitt 32 kann in Kraftfahrzeughöhenrichtung Z annähernd in derselben Höhe angeordnet sein wie eine Achse des Kraftfahrzeuges 100, insbesondere eine Vorderachse des Kraftfahrzeuges 100. Der obere Stirnwandabschnitt 34 kann in Kraftfahrzeughöhenrichtung Z oberhalb des unteren Stirnwandabschnitts 32 und oberhalb zweier Radkästen 22 des Vorderwagens 20 angeordnet sein.
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Der Verbindungsabschnitt 70 kann über seine gesamte Bauhöhe in Kraftfahrzeughöhenrichtung Z durchgängig an den Wandabschnitten 50 anliegen. Dies ist insbesondere in den 1, 3 und 6 dargestellt.
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Der Verbindungsabschnitt 70 kann einen sich in einer Kraftfahrzeugquerrichtung Y erstreckenden Querträger 72 umfassen, der zwischen den Wandabschnitten 50 verläuft, wobei vorzugsweise der Querträger 72 mit dem Stoßfänger 40 verbunden ist. Dabei kann sich der Stoßfänger 40 zumindest abschnittsweise ebenfalls in Kraftfahrzeugquerrichtung Y erstrecken und/oder abschnittsweise an dem Querträger 72 anliegen.
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In einer Draufsicht des Vorderwagens 20 in einer Blickrichtung parallel zur Kraftfahrzeughöhenrichtung Z können die Wandabschnitte 50 und/oder der Verbindungsabschnitt 70 einen Umriss aufweisen, der annähernd einem Paraboloid entspricht. Diese Ausgestaltung ist insbesondere in 2 wiedergegeben.
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Die Wandabschnitte 50 können jeweils eine Unterschale 52 und wenigstens ein an der Unterschale 52 angeordnetes Profil 54, 56, 58 umfassen. Nach den beiden Ausführungsbeispielen des anmeldungsgemäßen Vorderwagens 10 weisen die beiden Wandabschnitte 50 jeweils drei Profile 54, 56, 58 auf.
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Die Profile 54, 56, 58 können in einem quer zur Kraftfahrzeuglängsrichtung X erfolgenden Schnitt im Wesentlichen C-förmig ausgebildet sein. Die Profile 54, 56, 58 und/oder die Unterschale 52 kann/können mit einer gleichbleibenden Wandstärke ausgebildet sein.
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Die Profile 54, 56, 58 und/oder die Unterschale 52 kann/können mit Schwächungen 55 und/oder Verstärkungen versehen sein, um eine gleichmäßige Deformation der Profile 54, 56, 58 und/oder der Unterschale 52 im Crashfall zu ermöglichen.
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Die Profile 54, 56, 58 und/oder die Unterschale 52 kann/können mit dem Verbindungsabschnitt 70 und/oder der Stirnwand 30 verschweißt und/oder verklebt sein.
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Die Wandabschnitte 50, und/oder die Unterschale 52 und/oder die Profile 54, 56, 58 kann/können in Kraftfahrzeuglängsrichtung X einen annähernd gleichbleibenden Querschnitt aufweisen.
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Die Wandabschnitte 50, d.h. die Profile 54, 56, 58 und/oder die Unterschale 52, sowie der Verbindungsabschnitt 70 bilden einen Lastpfad in Kraftfahrzeuglängsrichtung X zur Absorption von Kräften und/oder zur Einleitung von Kräften in die Stirnwand 30.
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Die Wandabschnitte 50 können im Wesentlichen V-förmig und/oder hyperbelförmig am Vorderwagen 20 angeordnet sein, insbesondere in einer parallel zur Kraftfahrzeuglängsrichtung X verlaufenden Blickrichtung.
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In analoger Weise kann der Verbindungsabschnitt 70 ebenfalls eine im Wesentlichen V-förmige und/oder hyperbelförmige Ausgestaltung aufweisen, insbesondere in einer parallel zur Kraftfahrzeuglängsrichtung X verlaufenden Blickrichtung.
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Der Vorderwagen 20 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, das in den 5 bis 8 wiedergegeben ist, kann eine die Wandabschnitte 50 miteinander verbindende Stützvorrichtung 80 umfassen, die wenigstens ein erstes Stützelement 82 umfasst, das sich im Wesentlichen in einer Ebene erstreckt, die parallel zu einer Kraftfahrzeugquerrichtung Y verläuft. Alternativ oder zusätzlich kann sich das erste Stützelement 82 im Wesentlichen in einer Ebene erstrecken, die die Kraftfahrzeuglängsrichtung X und/oder die Kraftfahrzeughöhenrichtung Z schneidet. Das erste Stützelement 82 ist insbesondere geeignet, Kräfte in Kraftfahrzeugquerrichtung Y aufzunehmen. Das erste Stützelement 82 kann, wie insbesondere die 5 und 6 zu erkennen geben, leicht nach vorne (zur Kraftfahrzeugfront hin) geneigt sein.
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Die Stützvorrichtung 80 kann ferner wenigstens ein zweites Stützelement 84 umfassen, das sich im Wesentlichen in einer Ebene erstreckt, die die Kraftfahrzeugquerrichtung Y und/oder die Kraftfahrzeuglängsrichtung X und/oder die Kraftfahrzeughöhenrichtung Z schneidet. Der Vorderwagen 20 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst eine Stützvorrichtung 80 mit zwei zweiten Stützelement 84, die zu beiden Seiten des ersten Stützelement 82 angeordnet sein können. Die zweiten Stützelemente 84 können seitliche Kräfte im Crashfall aufnehmen und mit Vollüberdeckung falten. Koplanar mit den zweiten Stützelementen 84 können zusätzlich Schottbleche 85 angeordnet sein.
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In den 7 und 8 wird ein sogenannter Crashtest mit einer geringen Überdeckung (Small Overlap Test) veranschaulicht. Die zweiten Stützelemente 84 können seitliche Kräfte im Falle eines Crashs aufnehmen und können im Falle eines Crashs mit Vollüberdeckung falten. Die Schottbleche 85 können dazu dienen, Kräfte in Kraftfahrzeugquerrichtung Y aufzunehmen und gleichzeitig in Kraftfahrzeuglängsrichtung X zu kollabieren. Wie insbesondere in 8 dargestellt ist, wird das Hindernis H bei einem Crash mit einer geringen Überdeckung ohne lokale massive Materialeinsätze schräg abgeleitet. Die verwendeten Strukturen, insbesondere die Wandabschnitte 50 erfüllen gleichzeitig die Funktionen im Frontalzusammenprall.
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Dringt in einem Crashfall ein Hindernis H mit geringer Überdeckung in den Vorderwagen 20 ein, so entsteht ein hoher Anfangsimpuls in Kraftfahrzeughöhenrichtung Y, der weiterhin ansteigt je weiter das Hindernis H in den Vorderwagen 20 eindringt.
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Durch den anmeldungsgemäßen Vorderwagen 20 lässt sich eine gleichmäßige Deformation des Vorderwagens 20 in einem Crashfall erzielen. Der anmeldungsgemäße Vorderwagen 20 ermöglicht eine bestmögliche Nutzung des Bauraums. Durch die anmeldungsgemäße Ausgestaltung des Vorderwagens 20 lassen sich auch die Fahrsicherheitsanforderungen bei einem Crashtest mit geringer Überdeckung erzielen. Der anmeldungsgemäße Vorderwagen 20 ist einfach und kostengünstig im Zusammenbau.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019100906 B4 [0002]
