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Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für einen Rohbau eines Personenkraftwagens.
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Der
DE 198 39 519 B4 ist eine Fahrgastzelle einer Fahrzeugkarosserie als bekannt zu entnehmen, mit einem Karosserieboden und mindestens zwei in beiden Karosserieseiten integrierten Fahrzeugtüren. Des Weiteren offenbart die
DE 60 2004 003 877 T2 eine Fahrzeug-Stoßfängervorrichtung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schutzeinrichtung für einen Rohbau eines Personenkraftwagens zu schaffen, sodass ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten realisiert werden kann, insbesondere im Hinblick auf einen Seitenaufprall des Personenkraftwagens.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schutzeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für einen auch als Karosserie bezeichneten und vorzugsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildeten Rohbau eines Personenkraftwagens, dessen auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum bezeichneter Innenraum durch den Rohbau, mithin durch die Karosserie, gebildet oder begrenzt ist. Die Schutzeinrichtung weist mehrere, in Längserstreckungsrichtung eines Seitenschwellers des Rohbaus aufeinanderfolgend angeordnete und zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Seitenschweller befestigte Prallrohre auf. Die Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers fällt mit der Fahrzeuglängsrichtung des auch als Fahrzeug bezeichneten Personenkraftwagens und somit des Rohbaus zusammen. Das jeweilige Prallrohr, dessen jeweilige Längserstreckungsrichtung beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung und somit senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung und insbesondere auch senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers verläuft, weist wenigstens oder genau zwei teleskopartig ineinander angeordnete Rohrteile auf, die vor und/oder bei einem Seitenaufprall des Personenkraftwagens in Fahrzeugquerrichtung und dadurch senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers teleskopartig auseinanderschiebbar sind. Hierzu umfasst die Schutzeinrichtung beispielsweise einen insbesondere pyrotechnischen Aktor, mittels welchem vor und/oder bei dem Seitenaufprall die jeweiligen Rohrteile des jeweiligen Prallrohrs in Fahrzeugquerrichtung auseinanderschiebbar sind, insbesondere unter in Fahrzeugquerrichtung verlaufender Verlängerung, mithin Längenzunahme, des jeweiligen Prallrohrs. Eines der jeweiligen Rohrteile des jeweiligen Prallrohrs ist ein erstes Rohrteil oder wird auch als erstes Rohrteil bezeichnet, und das andere Rohrteil des jeweiligen Prallrohrs wird auch als zweites Rohrteil bezeichnet oder ist ein zweites Rohrteil. Beispielsweise ist das jeweilige Prallrohr über dessen jeweiliges, erstes Rohrteil an dem Seitenschweller befestigt, insbesondere dadurch, dass das jeweilige, erste Rohrteil an dem Seitenschweller befestigt ist.
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Die Schutzeinrichtung weist auch ein den Prallrohren, insbesondere den zweiten Rohrteilen der Prallrohre, gemeinsames Übertragungselement auf, welches auch als Verteilungselement bezeichnet wird und beispielsweise als ein Gehäuse ausgebildet ist. Das Übertragungselement, dessen Längserstreckungsrichtung vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung verläuft und somit parallel zur Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers verläuft, ist mit den zweiten Rohrteilen der Prallrohre verbunden und hierdurch durch das Auseinanderschieben der Rohrteile in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin von dem Seitenschweller wegbewegbar. Mit anderen Worten, werden die Rohrteile teleskopartig auseinander geschoben, wodurch eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Länge der Prallrohre zunimmt, so wird hierdurch das Übertragungselement vor und/oder bei dem Seitenaufprall in Fahrzeugquerrichtung nach außen bewegt und hierdurch von dem Seitenschweller wegbewegt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt werden die Prallrohre und somit das Übertragungselement ausgefahren. In der Folge kann das Übertragungselement bei dem Seitenaufprall wirkende, unfallbedingte Lasten besonders vorteilhaft und insbesondere frühzeitig aufnehmen und beispielsweise auf die Prallrohre übertragen, über welche die unfallbedingten Lasten schließlich auf den Seitenschweller und/oder eine in Fahrzeugquerrichtung innenseitig der Prallrohre angeordnete Struktur des Rohbaus übertragen werden können. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Seitenaufprallschutz realisiert werden.
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Durch das Ausfahren der Prallrohre und des Übertragungselements kann im Falle des Seitenaufpralls eine unfalloptimierte Wegverlängerung realisiert werden, wodurch ein besonders vorteilhafter Seitenaufprallschutz darstellbar ist. Durch die Vergrößerung der in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Länge der Prallrohre steht ein vorteilhaft großer, auch als Crashweg oder Unfallweg bezeichneter Weg zur Verfügung, um Unfallenergie insbesondere für sich im Innenraum aufhaltende Insassen besonders sanft abzubauen und/oder eine besonders hohe Menge an Unfallenergie zu absorbieren. Zum Abbauen beziehungsweise Absorbieren der Unfallenergie werden die Prallrohre durch den Seitenaufprall deformiert und/oder zerstört.
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Die Prallrohre sind Energieabsorptionselemente, welche auch als unfallenergieabsorbierende Elemente bezeichnet werden. Beispielsweise sind die Rohrteile aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet. Kommt es zu dem Seitenaufprall, bei dem die zuvor genannten, unfallbedingten Lasten beziehungsweise die Unfallenergie in Fahrzeugquerrichtung nach innen über das Übertragungselement auf die Prallrohre wirken beziehungsweise wirkt, so werden die Prallrohre deformiert, insbesondere gefaltet und/oder zerstört, insbesondere pulverisiert, wodurch die Unfallenergie besonders vorteilhaft absorbiert werden kann. Insbesondere kommt es zu einer Deformation und/oder Zerstörung einer Metallstruktur und/oder einer Faserstruktur der Prallrohre, insbesondere quer zu dem auch als Längsträger bezeichneten oder als Längsträger ausgebildeten Seitenschweller, wodurch ein besonders vorteilhafter Seitenaufprallschutz darstellbar ist.
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Das Übertragungselement kann ein zusätzlich zu dem Seitenschweller vorgesehener, weiterer Längsträger sein, welcher dadurch, dass er in Fahrzeugquerrichtung nach außen weg von dem Seitenschweller bewegbar, mithin ausfahrbar, ist, ein adaptiver, ausfahrbarer Längsträger ist. Die auch als Crashrohre oder Unfallrohre bezeichneten Prallrohre bilden dabei einen Schiebemechanismus oder Ausziehmechanismus, da die Prallrohre vor und/oder bei dem Seitenaufprall teleskopartig auseinander geschoben, insbesondere auseinander gezogen, werden, um hierdurch das Übertragungselement auszufahren.
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Beispielsweise wird das jeweilige Prallrohr durch das jeweilige, in Fahrzeugquerrichtung erfolgende Auseinanderschieben der jeweiligen Rohrteile des jeweiligen Prallrohrs aus einer Ausgangsstellung in eine Schutzstellung überführt, in welcher die in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Länge des jeweiligen Prallrohrs länger als in der Ausgangsstellung ist. Vorzugsweise kann dabei eine Verriegelung des jeweiligen, sich in der Schutzstellung befindenden Prallrohrs vorgesehen sein, um beispielsweise ein übermäßig leichtes, insbesondere aus dem Seitenaufprall resultierendes, teleskopartiges Ineinanderschieben der jeweiligen Rohrteile des jeweiligen Prallrohrs zu vermeiden. Die Verriegelung erfolgt beispielsweise über ein Verdrehkonzept und/oder über ein Verschiebekonzept zur insbesondere gegenseitigen Arretierung der Rohrteile in der Schutzstellung.
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Die Schutzeinrichtung kann es ferner ermöglichen, einen besonders großen Bauraum für einen beispielsweise als Batterie ausgebildeten, elektrischen Energiespeicher des Personenkraftwagens zu schaffen. Da die Prallrohre und das Übertragungselement in Fahrzeugquerrichtung ausfahrbar sind, wodurch ein besonders großer Weg geschaffen werden kann, über welchen Unfall- oder Aufprallenergie absorbiert werden kann, kann beispielsweise der zuvor genannte, elektrische Energiespeicher in einer besonders großen, in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Breite ausgeführt werden, da der Energiespeicher beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung besonders weit nach außen geführt werden kann. Dadurch können eine besonders große Speicherkapazität des Energiespeichers und somit eine besonders große elektrische Reichweite des Personenkraftwagens dargestellt werden. Durch die Ausfahrbarkeit der Prallrohre und des Übertragungselements können außerdem übermäßige, auf sich im Innenraum aufhaltende Insassen wirkende Lasten vermieden werden. Außerdem kann beispielsweise der Energiespeicher vorteilhaft geschützt werden. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Prallrohre und das Übertragungselement in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin betrachtet zumindest teilweise durch den elektrischen Energiespeicher überlappt sind. Außerdem kann durch die Erfindung eine Entschlankung des Rohbaus realisiert werden, insbesondere im Hinblick auf Unfallschutzmaßnahmen für den Energiespeicher und dabei insbesondere im Bereich des Seitenschwellers, beispielsweise dadurch, dass ein Schutzrahmen zum Schutz des beispielsweise als Batterie ausgebildeten, elektrischen Energiespeichers vermieden oder besonders filigran ausgestaltet werden kann. In der Folge kann zusätzlicher Bauraum für den Energiespeicher geschaffen werden, welcher in dem zusätzlichen Bauraum angeordnet werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Perspektivansicht einer Schutzeinrichtung für einen Rohbau eines Personenkraftwagens;
- 2 eine schematische und geschnittene Perspektivansicht der Schutzeinrichtung;
- 3 eine schematische Schnittansicht der Schutzeinrichtung;
- 4 eine weitere schematische Perspektivansicht der Schutzeinrichtung;
- 5 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Rohbaus; und
- 6 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht der Schutzeinrichtung.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine Schutzeinrichtung 10 für einen in 1, 2 und 3 ausschnittsweise erkennbaren und auch als Karosserie bezeichneten Rohbau 12 eines Personenkraftwagens. Der vorzugsweise als selbsttragende Karosserie ausgebildete Rohbau 12 ist auch in 5 ausschnittsweise erkennbar. Die Schutzeinrichtung 10 umfasst einen aus 3 erkennbaren Seitenschweller 14 des Rohbaus 12, dessen Seitenschweller 14 ein Rohbauteil und dabei ein seitlicher Längsträger ist. Wie aus 3 erkennbar ist, ist der Seitenschweller 14 durch eine Seitenschwellerverkleidung 16 in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin überdeckt und dadurch verkleidet, wobei in 3 die Fahrzeugquerrichtung durch einen Doppelpfeil 18 veranschaulicht ist. Aus 3 erkennbar ist auch ein Rohbauteil 20 eines beispielsweise als Batterie ausgebildeten, elektrischen Energiespeichers des Personenkraftwagens. Das Rohbauteil 20 ist beispielsweise ein Teil eines einfach auch als Rahmen bezeichneten Schutzrahmens der Batterie, die über ihren Rahmen und somit beispielsweise über das Rohbauteil 20 an den Rohbau 12, insbesondere an den Seitenschweller 14, angebunden ist.
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Die Schutzeinrichtung 10 weist mehrere, in Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers 14 des Rohbaus 12 aufeinanderfolgend angeordnete und voneinander beabstandete Prallrohre 22 auf, die zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Seitenschweller 14 befestigt sind. Beispielsweise sind die Prallrohre 22 an dem Rohbauteil 20 und unter Vermittlung des Rohbauteils 20 an dem Seitenschweller 14 befestigt, sodass das Rohbauteil 20 Bestandteil der Schutzeinrichtung 10 sein kann. Wie besonders gut aus 2 und 6 erkennbar ist, weist das jeweilige Prallrohr 22 ein jeweiliges, inneres, erstes Rohrteil 24 und ein jeweiliges, zweites, äußeres Rohrteil 26 auf. Das Rohrteil 24 wird auch als erstes Rohrteil bezeichnet, und das Rohrteil 26 wird auch als zweites Rohrteil bezeichnet. Die jeweiligen Rohrteile 24 und 26 des jeweiligen Prallrohrs 22 sind teleskopartig ineinander angeordnet. Das jeweilige Prallrohr 22 ist insbesondere derart an dem Seitenschweller 14 zumindest mittelbar und dabei beispielsweise über das Rohbauteil 20, insbesondere direkt, befestigt, dass das jeweilige Rohrteil 24 des jeweiligen Prallrohrs 22 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Seitenschweller 14 befestigt ist. Beispielsweise ist das jeweilige Rohrteil 24 an dem Rohbauteil 20 und somit unter Vermittlung des Rohbauteils 20 an dem Seitenschweller 14 befestigt.
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Die Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers 14 ist durch einen Doppelpfeil 28 veranschaulicht. Außerdem veranschaulicht der Doppelpfeil 28 die Fahrzeuglängsrichtung des auch als Fahrzeug bezeichneten Personenkraftwagens. Wie in 1, 2 und 4 durch Pfeile veranschaulicht ist, ist das jeweilige Prallrohr 22 vor und/oder bei einem Seitenaufprall in Fahrzeugquerrichtung und dadurch senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung und somit senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Seitenschwellers 14 teleskopartig verlängerbar, derart, dass vor und/oder bei dem Seitenaufprall die jeweiligen Rohrteile 24 und 26 des jeweiligen Prallrohrs 22 in Fahrzeugquerrichtung teleskopartig auseinander schiebbar sind. Hierzu ist beispielsweise das jeweilige Rohrteil 26 des jeweiligen Prallrohrs 22 in Fahrzeugquerrichtung nach außen teleskopartig relativ zu dem jeweiligen Rohrteil 24 des jeweiligen Prallrohrs 22 verschiebbar, mithin ausfahrbar.
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Die Schutzeinrichtung 10 umfasst außerdem ein den Prallrohren 22 gemeinsames Übertragungselement 30, welches auch als Verteilungselement bezeichnet wird. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Übertragungselement 30 ein Gehäuse, in welchem die Rohrteile 26 zumindest teilweise angeordnet sind. Das Übertragungselement 30 ist mit den Rohrteilen 26 verbunden und somit mit den Rohrteilen 26 in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin relativ zu den Rohrteilen 24 verschiebbar, mithin ausfahrbar. Dies bedeutet, dass das Übertragungselement 30 durch das in Fahrzeugquerrichtung erfolgende Auseinanderschieben der jeweiligen Rohrteile 24 und 26 in Fahrzeugquerrichtung nach außen hin von dem Seitenschweller 14 und auch von dem Rohbauteil 20 weg bewegbar, mithin ausfahrbar ist. Das Übertragungselement 30 wird beispielsweise verwendet, um bei dem Seitenaufprall, bei welchem in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin unfallbedingte Lasten und somit Unfallenergie auf die Schutzeinrichtung 10 wirken, die Unfallenergie zumindest im Wesentlichen homogen auf die Prallrohre 22 zu übertragen und/oder zu verteilen. Bei dem Seitenaufprall werden die Prallrohre 22 als Energieabsorptionselemente verwendet, welche auch als Crashelemente bezeichnet werden. Durch den oder bei dem Seitenaufprall werden die Prallrohre 22 deformiert und/oder zerstört, wodurch die Unfallenergie in Verformungsenergie umgewandelt, mithin absorbiert wird. Da die Prallrohre 22 vor und/oder bei dem Seitenaufprall in Fahrzeugquerrichtung betrachtet verlängert werden, steht eine besonders große, auch als Crashlänge, Crashweg oder Unfallweg bezeichnete Länge zur Verfügung, über welche die Unfallenergie absorbiert werden kann. Beispielsweise werden die Rohrteile 26 vor und/oder bei dem Seitenaufprall pneumatisch in Fahrzeugquerrichtung nach außen relativ zu dem Rohrteilen 24 verschoben, mithin ausgefahren.
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Unter dem Merkmal, dass die jeweiligen Rohrteile 24 und 26 des jeweiligen Prallrohrs 22 vor dem Seitenaufprall teleskopartig auseinander geschoben werden können, ist zu verstehen, dass beispielsweise mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Personenkraftwagens ein Wahrscheinlichkeitswert ermittelt wird. Der Wahrscheinlichkeitswert charakterisiert beispielsweise eine Wahrscheinlichkeit, mit welcher ein Seitenaufprall stattfinden wird. Überschreitet beispielsweise der Wahrscheinlichkeitswert einen vorgegebenen oder vorgebbaren Grenzwert, so wird der Seitenaufprall als mit hoher Wahrscheinlichkeit oder mit Sicherheit eintretend eingeschätzt, und in der Folge wird das Übertragungselement 30 ausgefahren oder mit dem Ausfahren des Übertragungselements 30 kann begonnen werden, bevor der Seitenaufprall tatsächlich beginnt. Dadurch steht bereits zu Beginn des Seitenaufpralls eine vorteilhaft große, in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Unfalllänge zur Verfügung, über welche Unfallenergie insbesondere durch Verformung und/oder Zerstörung der Prallrohre 22 vorteilhaft absorbiert werden kann.
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Besonders gut aus 5 ist erkennbar, dass beispielsweise das Übertragungselement 30 in seiner auch als eingefahrene Stellung bezeichneten Ausgangsstellung in Fahrzeughochrichtung unterhalb der Seitenschwellerverkleidung 16 angeordnet ist. Die Seitenschwellerverkleidung 16 wird auch als Längsträgerverkleidung bezeichnet, da der Seitenschweller 14 ein seitlicher Längsträger des Rohbaus 12 ist.
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Aus 6 ist erkennbar, dass die Prallrohre 22 und das Übertragungselement 30 in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Seitenschwellers 14 angeordnet sein können. Ferner ist aus 6 erkennbar, dass die in 6 ausschnittsweise erkennbare und mit 32 bezeichnete Batterie derart angeordnet sein kann, dass die Prallrohre 22 in Fahrzeugquerrichtung nach innen hin zumindest teilweise durch die Batterie 32 überlappt sind. Dadurch kann auch die Batterie 32 mittels der Schutzeinrichtung 10 bei dem Seitenaufprall besonders vorteilhaft geschützt werden, insbesondere davor, dass übermäßig große, unfallbedingte Lasten auf die Batterie 32 wirken. Außerdem ist in 6 ausschnittsweise eine Unterbodenverkleidung 34 erkennbar, wobei beispielsweise der Rohbau 12 und die Batterie 32 in Fahrzeughochrichtung nach unten hin zumindest teilweise durch die Unterbodenverkleidung 34 (UBV) überdeck und somit verkleidet sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19839519 B4 [0002]
- DE 602004003877 T2 [0002]
