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Die Erfindung betrifft eine vordere Rahmenstruktur eines Elektrofahrzeuges mit einem Aufprallschutz, umfassend zwei sich in einer Ebene in Längsrichtung des Elektrofahrzeuges erstreckende Längsträger, die mit einem Querträger verbunden sind.
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Aus der
DE 10 2019 201 375 A1 ist ein vorderer Aufprallschutz für ein Chassis eines Elektrofahrzeuges bekannt, welches zwei Längsträger, wenigstens einen Querträger, der die beiden Längsträger miteinander verbindet und eine Aufprallstruktur umfasst. Die Aufprallstruktur weist eine vor dem Querträger angeordnete Querstrebe und zwei Seitenstreben auf, wobei die Seitenstreben derart zwischen der Querstrebe und den Längsträgern angeordnet sind, dass auf die Querstrebe wirkende Kräfte direkt auf die Längsträger übertragen werden.
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Die
DE 10 2019 205 169 A1 offenbart eine vordere Rahmenstruktur für ein Kraftfahrzeug mit Aufprallstruktur mit einem Verstärkungselement, welche zwei Längsträger und einen mit den Längsträgern verbundenen Hilfsrahmen zur Anbringung eines Fahrwerks aufweist. In Längsrichtung des Fahrzeuges ist vor den Längsträgern die Aufprallstruktur mit einem Stoßfängerquerträger angeordnet. Die Aufprallstruktur weist wenigstens ein Verstärkungselement auf, dass mit dem Stoßfängerquerträger und dem Hilfsrahmen verbunden ist und einen Kühlerträger in Längsrichtung kreuzt und/oder durchquert.
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Eine Vorderwagenstruktur für ein Elektrofahrzeug ist in der
DE 10 2017 101 561 A1 gezeigt, die in Kraftfahrzeuglängsrichtung orientierte Längsträger aufweist, die an ein Chassis angebunden sind. Dabei ist je ein Längsträger, insbesondere außenseitig, auf einer mittleren Strukturebene angeordnet, wobei weitere Längsträger je an einen Seitenschweller des Elektrofahrzeuges angebunden sind und auf einer darunter befindlichen unteren Strukturebene mindestens ein weiterer Längsträgerteil angeordnet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine vordere Rahmenstruktur eines Elektrofahrzeuges mit einem Aufprallschutz anzugeben, welche trotz eines geringen Gewichtes zuverlässige Lastpfade zur Energieaufnahme bei einem Crash des Elektrofahrzeuges bereitstellt.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe ist mit der eingangs beschriebenen vorderen Rahmenstruktur dadurch gelöst, dass sich zwischen den beiden Längsträgern in derselben Ebene ein verkürzter Längsträger erstreckt, der über aus einem Leichtmetall gebildete Zugstreben mit den beiden außenliegenden Längsträgern verbunden ist. Durch die Verwendung von mehreren ein geringes Gewicht aufweisenden Zugstreben wird ein neuer Lastpfad bereitgestellt, welcher mehr Kräfte aufnehmen kann und die bei einem Frontal- oder Seiten-Crash auftretenden Kräfte großflächig auf die Längsträger verteilt. Gleichzeitig wird der im Elektrofahrzeug zur Verfügung stehende Bauraum optimal genutzt.
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Vorteilhafterweise verlaufen die Zugstreben quer und/oder diagonal über den verkürzten Längsträger und sind mit ihren Enden an den jeweiligen äußeren Längsträgern befestigt. Dadurch wird eine besonders günstige Energieaufnahme bei einem Crash mit halbseitiger Überdeckung oder im Small Overlap (schräger Aufprall mit verminderter Überdeckung) ermöglicht.
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In einer Ausgestaltung bestehen die Zugstreben aus Titan. Titan weist trotz seines geringen Gewichts eine besonders hohe Festigkeit auf. Außerdem werden Korrosionserscheinungen unterbunden.
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In einer Variante sind die Zugstreben, insbesondere zur Ausbildung von Durchgangsöffnungen zur Fixierung an den Längsträgern, geschmiedet. Dadurch wird die Stabilität der Rahmenstruktur erhöht.
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In einer Ausführungsform ist in jede Durchgangsöffnung eine Gewindehülse zur Fixierung der Zugstreben an den aus einem Aluminiumstrangpressprofil bestehenden Längsträgern eingeschweißt. Somit wird eine zuverlässige Befestigung der Zugstreben an den Längsträgern ermöglicht, welche auch im Crashfall bestehen bleibt.
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Es ist von Vorteil, wenn an einem, dem Querträger zugewandten Bereich der Längsträger eine Zugstrebe unterhalb und eine weitere Zugstrebe oberhalb quer zu den Längsträgern an diesen befestigt sind. Da in diesen Bereich bei einem Seitenaufprall die größten Kräfte auftreten, werden diese durch die beiden Zugstreben zuverlässig auf die Längsträger verteilt.
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Vorteilhafterweise sind mindestens eine weitere Zugstrebe und eine Diagonalstrebe unterhalb der Längsträger befestigt. Mittels der weiteren weiter hinten an den Längsträgern sich quer erstreckenden Zugstrebe werden geringere Kräfte direkt im hinteren Bereich auf die Längsträger verteilt. Die Diagonalstrebe verbessert bei einem seitlichen Aufprall je nach Baurichtung die Abstützung eines außenliegenden Längsträgers.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind ein dem Querträger abgewandtes Ende der verkürzten Zugstrebe mit den beidseitig an dem Längsträgern ausgebildeten Seitenschwellern fest über Y-ähnlich angeordnete Aluminiumstrangpressprofile verbunden, welche in an dem verkürzten Längsträger und den beiden außenliegenden Längsträgern ausgebildete Befestigungselementen angreifen. Dadurch wird eine Crashfeste Befestigung des verkürzten Längsträgers im Elektrofahrzeug ermöglicht.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen vorderen Rahmenstruktur in einer Ansicht von oben für einen Linkslenker im Rechtsverkehr,
- 2 eine Seitenansicht eines Längsträgers gemäß der Rahmenstruktur in 1,
- 3 ein Ausführungsbeispiel einer Zugstrebe gemäß der Rahmenstruktur in 1
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen vorderen Rahmenstruktur in einer Ansicht von unten dargestellt, wie diese in einem Elektrofahrzeug zur Anwendung kommt. Die Rahmenstruktur 1 weist zwei in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckende Längsträger 3, 5 auf, die mit ihren vorderen Enden 7, 9 an einen als Biegeträger ausgebildeten Querträger 11 angebunden sind. Zwischen den beiden außenliegenden Längsträgern 3, 5 ist ein verkürzter Längsträger 13 angeordnet, dessen oberes Ende 15, beabstandet zu dem Querträger 11, auf einer Höhe mit den vorderen Enden 7, 9 der Längsträger 3, 5 liegt.
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Quer über die drei Längsträger 3, 5,13 erstrecken sich zwei aus Titan bestehende Zugstreben 17, 19, wobei eine erste Zugstrebe 17 im vorderen Abschnitt der Längsträger 3, 5, 13 befestigt ist, während eine zweite Zugstrebe 19 in einem mittleren Abschnitt der Längsträger 3, 5,13 fixiert ist. Darüber hinaus erstreckt sich eine Diagonalstrebe 21 über die drei Längsträger 3, 5, 13. Im dargestellten Fall verstärkt die Diagonalstrebe 21 im Rechtsverkehr den linken außenliegenden Längsträger 5. Grundsätzlich kann aber auch eine weitere Diagonalstrebe für den Linksverkehr verbaut werden.
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Zur Anbindung der Zugstreben 17, 19, 21 an die Längsträger 3, 5, 13 weist jede Zugstrebe 15, 17, 21 drei Durchgangsöffnungen 23, 25, 27 auf, die so auf den Zugstreben 15, 17, 21 verteilt sind, dass je eine Durchgangsöffnung 23, 25, 27 über je einem der Längsträger 3, 5, 13 zum Liegen kommt und mit je einer Gewindehülse 29 verschweißt wird und mit den aus einem Aluminium - Strangpressprofil bestehenden Längsträgern 3, 5, 13 verbunden wird (2).
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An dem, dem Querträger abgewandten Ende 31 des verkürzten Längsträgers 13 und an den Bereichen, an welchen die außenliegenden Längsträger 3, 5 in die Seitenschweller 33, 35 des Elektrofahrzeuges übergehen, sind aus Aluminiumguss gefertigte Befestigungselemente 37, 39, 41 positioniert, wobei das Befestigungselement 37 des verkürzten Längsträgers 13 über je ein Aluminiumstrangpressprofil 43, 45 mit den an den Seitenschwellern 33, 35 fixierten Befestigungselementen 39, 41 verbunden ist.
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Vorteilhafterweise ist zur Verstärkung der Rahmenstruktur 1 in dem, den Querträger 11 gegenüberliegenden vorderen Abschnitt auf der oberen Seite der Längsträger 3, 5, 13 noch eine weitere Zugstrebe 47 quer angebunden, wie es in 2 gezeigt ist.
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In 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Details einer Zugstrebe 3 gezeigt, die aus Titan geschmiedet ist und welche einstückig ausgebildet ist. 3a zeigt dabei eine Draufsicht auf die Zugstrebe 3, während 3b einen Querschnitt der mit dem verkürzten Längsträger 13 verbundenen Zugstrebe 3 zeigt. Die Zugstrebe 3 weist dabei die Durchgangsöffnungen 25, 27 auf, wobei durch die Durchgangsöffnung 25 eine Gewindehülse 29 eingelegt ist, die mit dem verkürzten Längsträger 13 verschweißt ist.
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Die beschriebene Lösung ist eine Rahmenstruktur 1 für einen Linkslenker im Rechtsverkehr von oben gezeigt. Prinzipiell ist es aber egal, ob die Zugstreben 17, 19, 21, 47 oben oder unten an den Längsträgern 3, 5, 13, befestigt sind. In jedem Fall übernehmen die eingeschweißten Gewindehülsen 29 die Krafteinleitung in die Längsträger 3, 5, 13, was von oben oder unten funktioniert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019201375 A1 [0002]
- DE 102019205169 A1 [0003]
- DE 102017101561 A1 [0004]
