DE19856980A1 - Motor vehicle with bumper, has device provided above horizontal plane to absorb energy in event of crash and is located in approximate horizontal plane extending directly below front or rear windscreen of vehicle - Google Patents
Motor vehicle with bumper, has device provided above horizontal plane to absorb energy in event of crash and is located in approximate horizontal plane extending directly below front or rear windscreen of vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Stoßfänger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a vehicle with a bumper according to the preamble of Claim 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.In known vehicles, the front and / or rear shock joins begin a side member structure, which in a vehicle crash through plastic Deformation absorbs energy. In addition, this force transmission path Discrete energy absorption elements can be provided.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Einleitung der bei einem Fahrzeugcrash auftreten den Kräfte zu verbessern.The object of the invention is to initiate the occurrence of a vehicle crash to improve the powers.
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. This object is solved by the features of claim 1 by a second Force introduction path is provided above the level of the bumper, over the in the event of a vehicle crash, forces are specifically introduced into the vehicle. Next the improved application of force through the division into two horizontally one above the other Underrun protection is also given when the vehicle is on such a vehicle or fixed obstacle that only collides has a contact surface above conventional bumpers, as in for example in the case of superstructures of trucks or their trailers.
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).The invention is in the sense of an underride protection, especially for vehicles with one Drive unit arranged in the rear is particularly advantageous (see also An Proverb 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.The energy-absorbing device is preferably designed as a discrete component, that in contrast to the outer skin or structural components of known self-adhesive gender bodies is specifically designed as an energy absorption element. Across from known front or tailgates, which only a very small proportion The task of reducing crash energy is the energy-absorbing device extremely rigidly integrated into the vehicle body.
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.The energy-absorbing device is according to claim 2 in one Level a little below the lower end portion of a front or rear disc ends and is therefore in the sense of an underride protection with maximum down stood to the bumper and the side member structure.
Die Ansprüche 3 bis 5 beschreiben mögliche Ausführungsformen flächig ausgebil deter energieaufnehmender Einrichtungen.Claims 3 to 5 describe possible embodiments with a large area deter energy absorbing facilities.
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.In particular with an arrangement of the drive unit in the rear of the vehicle ges (claim 6) extends the energy-absorbing device according to An Say 7 from the front end portion of the vehicle to the front wall below half of the windshield. Through the large-scale training of energieauf institution will have the highest possible energy absorption capacity enough.
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.The invention attains particular importance in such vehicles, the con zept according to claim 8 a clear separation of functions between a frame for the drive unit and / or the chassis and a vehicle body Provides admission of vehicle occupants. With such a vehicle concept the force is introduced into the frame over the level of the bumper while for the vehicle body, a separate force introduction path is provided in an above ordered level is provided.
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.In known vehicles with an introduction of crash forces via konventio bumpers, the overall center of gravity of the vehicle is clear above the level of the side members adjoining the bumper. Out For this reason, the supporting structure of these vehicles is to be designed in such a way that the structure also the bending moments resulting from the height offset can take.
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.However, the application of force takes place approximately in the amount of the mass focus of the vehicle body, the frame of the vehicle does not have to absorb bending forces caused by the structure. Rather, construction is based and frame separately via the energy absorbing device or the bumper each in their areas of focus.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:A possible embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. It shows:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Rahmen und einem separaten Aufbau und Fig. 1 is a perspective view of a vehicle according to the invention with a frame and a separate structure and
Fig. 2 eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittverlaufslinie II-II in Fig. 1. Fig. 2 is a sectional view along the section line 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.A vehicle designated as a whole by 1 is composed of a frame 2 and a vehicle body 3 . The frame 2 accommodates the chassis and the drive unit (not shown) of the vehicle 1 , while the construction 3 serves to accommodate vehicle occupants and luggage. The structure 3 is connected to the frame 2 via four coupling elements 4 .
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.In the event of a frontal impact, the crash forces F are introduced into the frame 2 via a front bumper 5 and front side members 6 . Due to the deformation of the longitudinal beams 6 , energy is dissipated. The forwarding of the crash forces F in sill 9 takes place via the outwardly bent longitudinal beams 6 and additional beams 8 . Similarly, in a rear-end collision, forces are introduced into the sills 9 via a rear bumper 10 and rear side members 11 . The drive unit arranged in the rear of the vehicle 1 is supported to the front by means of a central longitudinal beam 12 .
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.According to the invention, an energy-absorbing device 13 is arranged in a horizontal plane above the bumper 5 and the side members 6 . The plate-shaped device 13 is connected via connecting elements 14 to the side members 6 and extends from the front edge of the vehicle to an end wall 17 below a cowl 18 which surrounds a windshield 19 on the underside. The transmission of force into the structure 3 takes place on the one hand via A-pillars 20 in the area of the roof 21 and on the other hand via the end wall 17 into sill-like side members 22 and into the floor area 23 with its central side member 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.By the invention, in the event of a frontal crash, force is introduced into the vehicle on the one hand via a low-lying path (longitudinal member 6 ) in the frame 2 and on the other via a higher path (energy-absorbing device 13 ) into the body 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.The energy absorbing device 13 is arranged approximately in that horizon tal plane in which the center of gravity of the vehicle body 3 is located. With this design, in the event of a vehicle crash, construction 3 is supported together with its interior, the occupants and the load at the level of its center of gravity.
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.In the illustration of FIG. 1, the energy absorbing device 13 is cut in part, so that an extension 15 of the center sill is visible 12th The extension 15 of the central longitudinal member 12 runs conically against the direction of travel FR in order to achieve a bending moment of resistance which is uniform over the longitudinal extent of the extension 15 against transverse forces, such as occur in particular in a crash with only partial overlap. The extension 15 ends at a distance to the bumper 5, a cooler and condensate sator packet (not shown) behind the bumper 5 to be able to arrange. With accordingly large forces in the longitudinal direction of the vehicle and the associated congestion of the side members 6 , the inside of the bumper 5 comes to rest on the extension 15 . If the bumper 5 is designed to be sufficiently rigid, even in the event of a staggered vehicle impact with only a partial overlap, force is applied to the central extension 15 to an appreciable extent.
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.Over the central longitudinal beam 12 and the extension 15 is in a crash, the additionally Frontral lying behind drive unit, z. B. a motor-IGear unit supported. This prevents the inertial forces of the drive unit from being introduced as bending moments in the frame 2 .
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.Apart from the separate application of force in the event of a crash in frame 2 and body 3 , the longitudinal forces are also transmitted via frame 2 in body 3 by the lower end section 16 of end wall 17 on the inside of bent longitudinal member 6 .
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. Fig. 2 shows the energy absorbing device 13 in cross-section, wherein only the to the longitudinal center plane M-reaching left half of the device 13 is shown. The device 13 is composed of an upper shell 25 and a lower shell 26 , each with mutually facing groove-shaped depressions 25 a and 26 a. The two shells 25 and 26 are connected at the flattened end sections of the depressions 25 and 26 by spot welding, rivets, punch rivets, gluing, etc., so that elongated hollow chambers 27 with a hexagonal cross section are formed. On the outside, the device 13 is bordered by end plates 28 , which additionally serve to connect the connecting elements 14 .
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.The bumpers 5 and 10 and / or the supports 6 , 8 , 9 , 11 , 12 , 15 and / or the energy-absorbing device 13 are produced, for example, in sheet metal shell construction from steel or light metal. However, the components mentioned can also be formed from extruded profiles.
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.The energy-absorbing device 13 is suitable not only for vehicles with the above-described functional separation in frame 2 and body 3 , but also for vehicles with a self-supporting body, especially for vehicles without a front engine. In vehicles of this type, the invention provides an underride guard for obstacles that only start above the level of the bumper 5 .
Claims (9)
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Legal Events
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