DE19856980A1 - Fahrzeug mit einem Stoßfänger - Google Patents

Abstract

Bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug (1) ist oberhalb eines Stoßfängers (5) eine energieaufnehmende Einrichtung (13) vorgesehen, durch die bei einem Fahrzeugaufprall zusätzlich eine Krafteinleitung in einer horizontalen Ebene etwa durch den Massenschwerpunkt des Aufbaus (3) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Stoßfänger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Fahrzeugen schließt sich an den vorder- und/oder rückseitigen Stoß­ fänger eine Längsträgerstruktur an, die bei einem Fahrzeugcrash durch plastische Verformung Energie aufnimmt. Zusätzlich können in diesem Krafteinleitungsweg diskrete Energieabsorptionselemente vorgesehen sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Einleitung der bei einem Fahrzeugcrash auftreten­ den Kräfte zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, indem ein zweiter Krafteinleitungspfad oberhalb der Ebene des Stoßfängers vorgesehen ist, über die bei einem Fahrzeugcrash gezielt Kräfte in das Fahrzeug eingebracht werden. Neben der verbesserten Krafteinleitung durch die Aufteilung in zwei horizontal übereinander liegende Pfade ist zudem ein Unterfahrschutz gegeben, wenn das Fahrzeug mit einem solchen Fahrzeug oder feststehenden Hindernis kollidiert, das ausschließlich eine Kontaktfläche oberhalb konventioneller Stoßfänger aufweist, wie dies bei­ spielsweise bei Aufbauten von Lastkraftwagen oder deren Anhängern der Fall ist.

Die Erfindung ist im Sinn eines Unterfahrschutzes vor allem für Fahrzeuge mit einem im Heck angeordneten Antriebsaggregat von besonderem Vorteil (siehe auch An­ spruch 6).

Die energieaufnehmende Einrichtung ist bevorzugt als diskretes Bauteil ausgeführt, das im Unterschied zu den Außenhaut- oder Strukturbauteilen bekannter selbsttra­ gender Karosserien gezielt als Energieabsorptionselement gestaltet ist. Gegenüber bekannten Front- oder Heckklappen, denen nur zu einem sehr geringen Anteil die Aufgabe zukommt, Crashenergie abzubauen, ist die energieaufnehmende Einrich­ tung äußerst steif in den Fahrzeugaufbau eingebunden.

Die energieaufnehmende Einrichtung befindet sich gemäß Anspruch 2 in einer Ebene, die wenig unterhalb des unteren Endabschnittes einer Front- oder Heck­ scheibe endet und ist damit im Sinne eines Unterfahrschutzes mit maximalem Ab­ stand zum Stoßfänger und der Längsträgerstruktur angeordnet.

Die Ansprüche 3 bis 5 beschreiben mögliche Ausführungsformen flächig ausgebil­ deter energieaufnehmender Einrichtungen.

Insbesondere bei einer Anordnung des Antriebsaggregates im Heck des Fahrzeu­ ges (Anspruch 6) erstreckt sich die energieaufnehmende Einrichtung gemäß An­ spruch 7 vom vorderen Endabschnitt des Fahrzeuges bis hin zur Stirnwand unter­ halb der Windschutzscheibe. Durch die großflächige Ausbildung der energieauf­ nehmenden Einrichtung wird ein möglichst hohes Energeiaufnahmevermögen er­ reicht.

Besondere Bedeutung erlangt die Erfindung bei solchen Fahrzeugen, deren Kon­ zept gemäß Anspruch 8 eine klare Funktionstrennung zwischen einem Rahmen für das Antriebsaggregat und/oder das Fahrwerk sowie einem Fahrzeugaufbau zur Aufnahme der Fahrzeuginsassen vorsieht. Bei einem derartigen Fahrzeugkonzept erfolgt die Krafteinleitung in den Rahmen über die Ebene des Stoßfängers, während für den Fahrzeugaufbau ein separater Krafteinleitungspfad in einer darüber ange­ ordneten Ebene vorgesehen ist.

Bei bekannten Fahrzeugen mit einer Einleitung von Crashkräften über konventio­ nelle Stoßfänger befindet sich der Gesamtschwerpunkt des Fahrzeugs deutlich oberhalb der Ebene der sich an den Stoßfänger anschließenden Längsträger. Aus diesem Grund ist bei diesen Fahrzeugen die tragende Struktur so auszulegen, daß die Struktur auch die aus dem Höhenversatz resultierenden Biegemomente auf­ nehmen kann.

Erfolgt jedoch die Krafteinleitung gemäß Anspruch 9 etwa in Höhe des Massen­ schwerpunktes des Fahrzeugaufbaus, so muß der Rahmen des Fahrzeuges keine vom Aufbau hervorgerufenen Biegekräfte aufnehmen. Vielmehr stützen sich Aufbau und Rahmen getrennt über die energieaufnehmende Einrichtung bzw. den Stoßfän­ ger jeweils in ihren Schwerpunkten ab.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Rahmen und einem separaten Aufbau und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittverlaufslinie II-II in Fig. 1.

Ein in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnetes Fahrzeug setzt sich aus einem Rahmen 2 sowie einem Fahrzeugaufbau 3 zusammen. Der Rahmen 2 nimmt das Fahrwerk und das Antriebsaggregat (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 1 auf, während der Auf­ bau 3 der Aufnahme von Fahrzeuginsassen und Gepäck dient. Der Aufbau 3 ist über vier Koppelelemente 4 mit dem Rahmen 2 verbunden.

Bei einem Frontalaufprall werden die Crashkräfte F über einen vorderen Stoßfänger 5 und vordere Längsträger 6 in den Rahmen 2 eingeleitet. Durch die Verformung der Längsträger 6 wird hierbei Energie abgebaut. Die Weiterleitung der Crashkräfte F in Schweller 9 erfolgt über die nach außen gebogenen Längsträger 6 sowie zu­ sätzliche Träger 8. Analog werden bei einer Heckkollision über einen hinteren Stoßfänger 10 und hintere Längsträger 11 Kräfte in die Schweller 9 eingeleitet. Das im Heck des Fahrzeuges 1 angeordnete Antriebsaggregat wird über einen mittig verlaufenden Längsträger 12 nach vorne abgestützt.

Erfindungsgemäß ist in einer horizontalen Ebene über dem Stoßfänger 5 und den Längsträgern 6 eine energieaufnehmende Einrichtung 13 angeordnet. Die platten­ förmige Einrichtung 13 ist über Verbindungselemente 14 an die Längsträger 6 an­ gebunden und erstreckt sich von der Fahrzeugvorderkante bis an eine Stirnwand 17 unterhalb eines Windlaufes 18, der eine Windschutzscheibe 19 unterseitig einfaßt. Die Kraftweiterleitung in den Aufbau 3 erfolgt einerseits über A-Säulen 20 in den Bereich des Daches 21 und andererseits über die Stirnwand 17 in schwellerähnliche Längsträger 22 und in den Bodenbereich 23 mit seinem mittleren Längsträger 24.

Durch die Erfindung erfolgt bei einem Frontalcrash also eine Krafteinleitung in das Fahrzeug zum einen über einen tiefliegenden Pfad (Längsträger 6) in den Rahmen 2 und zum anderen über einen höher gelegenen Pfad (energieaufnehmende Einrich­ tung 13) in den Aufbau 3.

Die energieaufnehmende Einrichtung 13 ist näherungsweise in derjenigen horizon­ talen Ebene angeordnet, in der sich auch der Massenschwerpunkt des Fahrzeug­ aufbaus 3 befindet. Durch diese Auslegung wird bei einem Fahrzeugcrash der Auf­ bau 3 zusammen mit seiner Innenausstattung, den Insassen und der Beladung auf Höhe seines Schwerpunktes abgestützt.

In der Darstellung der Fig. 1 ist die energieaufnehmende Einrichtung 13 teilweise freigeschnitten, so daß eine Verlängerung 15 des mittleren Längsträgers 12 sichtbar wird. Die Verlängerung 15 des mittleren Längsträgers 12 verläuft entgegen der Fahrtrichtung FR konisch, um ein über der Längserstreckung der Verlängerung 15 gleichmäßiges Biegewiderstandsmoment gegenüber Querkräften, wie sie insbeson­ dere bei einem Crash mit nur teilweiser Überdeckung auftreten, zu erreichen. Die Verlängerung 15 endet mit Abstand zum Stoßfänger 5, um ein Kühler- und Konden­ satorpaket (nicht dargestellt) hinter dem Stoßfänger 5 anordnen zu können. Bei ent­ sprechend großen Kräften in Fahrzeuglängsrichtung und damit verbundener Stau­ chung der Längsträger 6 kommt die Innenseite des Stoßfängers 5 zur Anlage an der Verlängerung 15. Wird der Stoßfänger 5 ausreichend steif ausgebildet, so erfolgt selbst bei einem versetzten Fahrzeugaufprall mit einer nur teilweisen Überdeckung noch in nennenswertem Maße eine Krafteinleitung auf die mittige Verlängerung 15.

Über den mittleren Längsträger 12 und die Verlängerung 15 wird bei einem Frontral­ crash zusätzlich das hintenliegende Antriebsaggregat, z. B. eine Motor- IGetriebeeinheit, abgestützt. Damit wird verhindert, daß Trägheitskräfte des An­ triebsaggregates als Biegemomente in den Rahmen 2 eingeleitet werden.

Abgesehen von der getrennten Krafteinleitung bei einem Crash in Rahmen 2 und Aufbau 3 erfolgt zusätzlich eine Übertragung der Längskräfte auch über den Rah­ men 2 in den Aufbau 3, indem der untere Endabschnitt 16 der Stirnwand 17 an der Innenseite der abgebogenen Längsträger 6 zur Anlage kommt.

Fig. 2 zeigt die energieaufnehmende Einrichtung 13 im Querschnitt, wobei nur die bis zur Längsmittelebene M reichende linke Hälfte der Einrichtung 13 dargestellt ist. Die Einrichtung 13 setzt sich aus einer Oberschale 25 und einer Unterschale 26 mit jeweils aufeinander zuweisenden rinnenförmigen Vertiefungen 25a bzw. 26a zu­ sammen. Die beiden Schalen 25 und 26 sind an den abgeflachten Endabschnitten der Vertiefungen 25 und 26 durch Punktschweißen, Nieten, Stanznieten, Kleben etc. verbunden, so daß langgestreckte Hohlkammern 27 mit einem sechseckförmigen Querschnitt entstehen. Außenseitig ist die Einrichtung 13 durch Abschlußbleche 28 eingefaßt, die zusätzlich der Anbindung der Verbindungselemente 14 dienen.

Die Stoßfänger 5 und 10 und/oder die Träger 6, 8, 9, 11, 12, 15 und/oder die ener­ gieaufnehmende Einrichtung 13 sind beispielsweise in Blechschalenbauweise aus Stahl oder Leichtmetall hergestellt. Die genannten Bauteile können jedoch ebenso von Strangprofilen gebildet werden.

Die energieaufnehmende Einrichtung 13 eignet sich nicht nur für Fahrzeuge mit der oben beschriebenen Funktionstrennung in Rahmen 2 und Aufbau 3, sondern auch für Fahrzeuge mit einer selbsttragenden Karosserie, vor allem für Fahrzeug ohne Frontmotor. Bei derartigen Fahrzeugen wird durch die Erfindung ein Unterfahrschutz für solche Hindernisse bereitgestellt, die erst oberhalb der Ebene des Stoßfängers 5 beginnen.

Claims (9)

1. Fahrzeug mit einem Stoßfänger, der im wesentlichen in einer horizontalen Ebene mit Längsträgern der Struktur des Fahrzeugs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der horizontalen Ebene eine Einrich­ tung (13) vorgesehen ist, die bei einem Fahrzeugcrash gezielt Energie auf­ nimmt.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die energieaufnehmende Einrichtung (13) im wesentlichen in einer etwa horizontalen Ebene befindet, die unmittelbar unterhalb einer Frontscheibe (19) oder einer Heckscheibe des Fahrzeugs verläuft.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die energieaufnehmende Einrichtung (13) plat­ tenförmig ist, mit wenigstens zwei in Hochrichtung des Fahrzeugs zueinander beabstandeten Wandbereichen.

4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die energieaufnehmende Einrichtung (13) aus einer Ober- und einer Unterschale (25 bzw. 26) mit aufeinander zuweisenden, abstandserzeugenden Vertiefungen (25a bzw. 26a) besteht, wobei die beiden Schalen (25, 26) entlang der Vertiefungen (25a, 26a) miteinander verbunden sind.

5. Fahrzeug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die energieaufnehmende Einrichtung (13) von wenigstens einem Strangprofil gebildet wird.

6. Fahrzeug einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Aggregat zum Antrieb des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat im Heck des Fahrzeugs (1) angeordnet ist.

7. Fahrzeug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die energieaufnehmende Einrichtung (13) vom vorderen Endabschnitt des Fahrzeugs (1) bis zu einer Stirnwand (17) des Fahrzeugs (1) erstreckt.

8. Fahrzeug nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Rahmen einerseits, der das Antriebsaggregat und/oder das Fahrwerk des Fahrzeugs (1) aufnimmt und einen Aufbau (3) an­ dererseits zur Aufnahme der Fahrzeuginsassen und von Transportgut, wobei Rahmen (2) und Aufbau (3) über Koppelelemente (4) miteinander verbunden sind.

9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die energieaufnehmende Einrichtung (13) in einer horizontalen Ebene etwa durch den Schwerpunkt des Aufbaus (3) ange­ ordnet ist.