WO2007012401A1 - Vorderwagenstruktur für ein nutzfahrzeug - Google Patents

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Mario List
Wolfgang Pedrotti
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Daimlerchrysler Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions

Definitions

  • the invention relates to a front-end structure for a commercial vehicle, with a front crash region in the vehicle longitudinal direction and with a rear crash region.
  • the front crash area includes a bumper and two crash box parts.
  • the rear crash area comprises two longitudinal members which are part of the frame structure of a commercial vehicle.
  • the connection between the crash areas is made by a plurality of substantially in the vehicle longitudinal direction extending connection carrier, wherein in each case a connection carrier is provided for connection between a crash box part and a longitudinal member.
  • the front crash area has a bumper and two cantilevers.
  • the cantilever beams are connected via corner plates to the vehicle frame.
  • the vehicle frame has side members and is stiffened transversely.
  • the rear crash area is designed as a support structure with two hollow profile beams.
  • the front crash area is formed by a crash element, which extends between the two hollow profile beams and this is partially upstream.
  • a frame for motor vehicles is known in which the front crash area is formed by a cross member.
  • the rear crash area is formed by two longitudinal members of the vehicle frame. Each of these longitudinal members is connected via V-shaped forwardly guided support members with the cross member of the front crash area.
  • the present invention has the object to provide a front end structure for a commercial vehicle, which allows the front and the rear crash area largely independent, d. H. to construct according to your own criteria.
  • front and rear crash areas are connected to one another via an intermediate structure that extends substantially transversely to the vehicle longitudinal direction so that a force introduced into the front crash area can be transmitted via the intermediate structure into the rear crash area.
  • a crash area is understood to be a spatial structure formed from at least one component which is at least partially deformable in the vehicle longitudinal direction in order to be able to dissipate energy through the deformation. Due to the intermediate structure arranged between the crash areas, the front crash area can be constructed largely independently of the rear crash area. currency In the structures known from the prior art, the crash structures of the front and rear crash areas each adjoin one another directly, according to the invention, the front and rear crash areas are decoupled from one another by an intermediate structure extending essentially transversely to the vehicle longitudinal direction.
  • the front structure according to the invention makes it possible to construct the front crash area according to other conditions than the rear crash area.
  • the front crash area can be comparatively easily deformable in order to give this accident opponent a higher protection in the event of an accident with a weaker accident opponent, for example with a passenger car or with a pedestrian, than with a stiffer front crash area.
  • the rear crash area can be deformed, which can be designed much stiffer than the front crash area.
  • the longitudinally deformable elements of the front crash region and the rear crash region are each connected to the intermediate structure.
  • a force introduced into the front crash area is not transmitted directly into the rear crash area, but with the interposition of the intermediate structure.
  • the crash elements of the front and of the rear crash region can be offset from one another in the vehicle transverse direction. It is thus no longer necessary that the crash elements in the vehicle longitudinal direction, as known from the prior art, aligned.
  • the intermediate structure is integrally formed.
  • a buffer may, for example, be formed by a cross member.
  • the cross member serves to decouple the front and the rear crash area from each other. Furthermore, can a stiffening of the vehicle structure can be achieved with the cross member.
  • the front crash area has crash elements designed as crash boxes.
  • crash boxes are usually relatively easily deformable compared to the vehicle frame structure in order to reduce energy by deformation can.
  • a too rigid design of the crash boxes would lead to higher acceleration values of both accident opponents in an accident.
  • the front crash area can be used to arrange easily deformable units, in particular a cooler.
  • an energy reduction can be done not only by specially trained crash elements, but also by other aggregates, which are located in the front of a commercial vehicle.
  • the utility vehicle can be repaired by removing the front crash area from the intermediate structure and replacing it with a new front crash area.
  • the rear crash area has crash structures that are formed by chassis elements of the commercial vehicle, forces introduced into the front crash area can be introduced via the intermediate structure into a crash area that is more easily deformable compared to the frame of a commercial vehicle. In this way, occurring in an accident peak accelerations can be minimized.
  • the crash elements of the front crash region and / or the crash structures of the rear crash region can be arranged parallel to one another in the vehicle longitudinal direction. As a result, the impact forces resulting from a frontal impact can be optimally reduced. It is further proposed that the deformation resistance of the front crash region is lower than the deformation resistance of the rear crash region. In this way the partner protection for the accident opponent can be improved.
  • the deformation resistance of the intermediate structure is higher than the deformation resistance of the front crash region, it is ensured that the deformation of the rear crash region only starts when the front crash region is completely deformed. In this way, a repair-friendly front end structure can be formed.
  • the front crash area can be arranged in relation to the vehicle height in a lower region, which corresponds to the impact height of an accident opponent designed as a passenger car.
  • the partner protection of comparatively weaker accident opponents can be improved.
  • the front crash area relative to the vehicle height can also be arranged in an upper area which corresponds to the impact height of an accident opponent designed as a utility vehicle. As a result, impact energy can be gradually reduced even in the event of a collision with another commercial vehicle or with a bus.
  • the single figure shows the substructure of a front end structure for a commercial vehicle in a plan view.
  • the front end structure designated overall by the reference numeral 2 is formed substantially symmetrically to the vehicle longitudinal direction 4.
  • the front end structure 2 has a front crash area 6 in the vehicle longitudinal direction 4 and a rear crash area 8. Between the crash areas 6 and 8, an intermediate structure 10 is arranged, which is designed as a cross member and extends substantially transversely to the vehicle longitudinal direction 4.
  • the front crash area 6 has a bumper 12, which is arranged essentially transversely to the vehicle longitudinal direction 4 and at its rear side a crash box 14 is connected in the direction of travel on the left hand and right hand.
  • Each crash box 14 is connected to the intermediate structure 10 via a connecting element 16.
  • an easily deformable cooler 17 is also arranged.
  • the rear crash area 8 is formed by chassis elements 18, which has two arms 20 oriented in the vehicle longitudinal direction 4 in the direction of the front crash area 6. These arms 20 are each connected via connecting elements 22 with the intermediate structure 10.
  • the chassis elements 18 also serve to support the front wheels 24 of the commercial vehicle, not shown.
  • the chassis elements 18 are connected at their rear end to longitudinal members 26 of a vehicle frame. Between the longitudinal members 26 of the engine 28 of the utility vehicle is added.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorderwagenstruktur (2) für ein Nutzfahrzeug, mit einem in Fahrzeuglängsrichtung (4) vorderen Crashbereich (6) und mit einem hinteren Crashbereich (8), wobei der vordere Crashbereich (6) und der hintere Crashbereich (8) über eine räumlich zwischengeschaltete, sich im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung (4) erstreckende Zwischenstruktur (10) so miteinander verbunden sind, dass eine in den vorderen Crashbereich (6) eingeleitete Kraft über die Zwischenstruktur (10) in den hinteren Crashbereich (8) übertragbar ist.

Description

DaimlerChrysler AG
Vorderwagenstruktur für ein Nutzfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Vorderwagenstruktur für ein Nutzfahrzeug, mit einem in Fahrzeuglängsrichtung vorderen Crashbereich und mit einem hinteren Crashbereich.
Eine solche Vorderwagenstruktur ist bspw. aus der DE 102 54 693 Al bekannt. Der vordere Crashbereich umfasst einen Stoßfänger und zwei Crashboxteile. Der hintere Crashbereich umfasst zwei Längsträger, die Teil der Rahmenstruktur eines Nutzfahrzeugs sind. Die Verbindung zwischen den Crashbereichen erfolgt durch mehrere, sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Verbindungsträger, wobei jeweils ein Verbindungsträger zur Verbindung zwischen einem Crashboxteil und einem Längsträger vorgesehen ist.
Aus der DE 101 30 637 Al ist ein Unterfahrschutz für Lastkraftwagen und Omnibusse bekannt. Der vordere Crashbereich weist einen Stoßfänger und zwei Kragträger auf. Die Kragträger sind über Eckbleche mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Der Fahrzeugrahmen weist Längsträger auf und ist quer versteift.
Aus der DE 103 36 200 Al ist ein Fahrerhaus für ein Nutzfahrzeug bekannt, dessen hinterer Crashbereich als Tragstruktur mit zwei Hohlprofilträgern ausgebildet ist. Der vordere Crashbereich ist durch ein Crashelement gebildet, das sich zwischen den beiden Hohlprofilträgern erstreckt und diesen teilweise vorgelagert ist. Aus der DE 38 27 923 Al ist ein Rahmen für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem der vordere Crashbereich durch einen Querträger gebildet ist. Der hintere Crashbereich ist durch zwei Längsträger des Fahrzeugrahmens gebildet. Jeder dieser Längsträger ist über V-förmig nach vorne geführte Trägerteile mit dem Querträger des vorderen Crashbereichs verbunden.
Mit den bekannten Vorderwagenstrukturen können bei einem Unfall auftretende Aufprallkräfte in den vorderen Crashbereich eingeleitet werden. Bei hohen Aufprallkräften wird nicht nur der vordere Crashbereich, sondern auch der hintere Crashbereich deformiert. Dabei sind die deformierbaren Bauteile eines Crashbereichs jeweils mit den deformierbaren Bauteilen des anderen Crashbereichs verbunden.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorderwagenstruktur für ein Nutzfahrzeug zu schaffen, die es erlaubt, den vorderen und den hintern Crashbereich weitestgehend unabhängig, d. h. nach jeweils eigenen Kriterien konstruieren zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der vordere und der hintere Crashbereich über eine räumlich zwischengeschaltete, sich im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Zwischenstruktur so miteinander verbunden sind, dass eine in den vorderen Crashbereich eingeleitete Kraft über die Zwischenstruktur in den hinteren Crashbereich übertragbar ist.
Im Rahmen dieser Erfindung wird unter Crashbereich eine aus mindestens einem Bauteil gebildete räumliche Struktur verstanden, die zumindest teilweise in Fahrzeuglängsrichtung deformierbar ist, um durch die Deformation Energie abbauen zu können. Durch die zwischen den Crashbereichen angeordnete Zwischenstruktur kann der vordere Crashbereich weitestgehend unabhängig vom hinteren Crashbereich konstruiert sein. Wäh- rend bei den aus dem Stand der Technik bekannten Strukturen sich die Crashstrukturen des vorderen und des hinteren Crashbereichs jeweils direkt aneinander anschließen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die vorderen und hinteren Crashbereiche durch eine sich im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Zwischenstruktur voneinander entkoppelt sind.
Die erfindungsgemäße Vorderwagenstruktur erlaubt es, den vorderen Crashbereich nach anderen Bedingungen zu konstruieren als den hinteren Crashbereich. So kann der vordere Crashbereich vergleichsweise leicht deformierbar sein, um bei einem Unfall mit einem schwächeren Unfallgegner, bspw. mit einem Personenkraftwagen oder mit einem Fußgänger, diesem Unfallgegner einen höheren Schutz einzuräumen als mit einem steiferen vorderen Crashbereich. Zur Aufnahme von hohen Aufprallenergien, bspw. bei einem Zusammenstoß mit einem anderen Nutzfahrzeug, kann der hintere Crashbereich deformiert werden, der wesentlich steifer als der vordere Crashbereich ausgelegt sein kann.
Die in Längsrichtung deformierbaren Elemente des vorderen Crashbereichs und des hinteren Crashbereichs sind jeweils mit der Zwischenstruktur verbunden. Somit wird eine in den vorderen Crashbereich eingeleitete Kraft nicht direkt in den hinteren Crashbereich übertragen, sondern unter Zwischenschaltung der Zwischenstruktur. Dabei können die Crashelemente des vorderen und des hinteren Crashbereichs in Fahrzeugquerrichtung zueinander versetzt sein. Es ist somit nicht mehr notwendig, dass die Crashelemente in Fahrzeuglängsrichtung, wie aus dem Stand der Technik bekannt, miteinander fluchten.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Zwischenstruktur einteilig ausgebildet. Eine solche Zwischenspeicher kann bspw. durch einen Querträger gebildet sein. Der Querträger dient dazu, den vorderen und den hinteren Crashbereich voneinander zu entkoppeln. Weiterhin kann mit dem Querträger eine Versteifung der Fahrzeugstruktur erreicht werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der vordere Crashbereich als Crashboxen ausgebildete Crashelemente auf. Solche Crashboxen sind üblicherweise verglichen mit der Fahrzeugrahmenstruktur vergleichsweise leicht deformierbar, um durch Verformung Energie abbauen zu können. Eine zu steife Auslegung der Crashboxen würde bei einem Unfall zu höheren Beschleunigungswerten beider Unfallgegner führen.
Der vordere Crashbereich kann zur Anordnung leicht deformierbare Aggregate, insbesondere eines Kühlers dienen. Somit kann ein Energieabbau nicht nur durch speziell ausgebildete Crashelemente erfolgen, sondern auch durch weitere Aggregate, die im vorderen Bereich eines Nutzfahrzeugs angeordnet sind.
Wenn der vordere Crashbereich lösbar mit der Zwischenstruktur verbunden ist, lässt sich nach einem Unfall mit geringen Aufprallkräften das Nutzfahrzeug reparieren, indem der vordere Crashbereich von der Zwischenstruktur entfernt und durch einen neuen vorderen Crashbereich ersetzt wird.
Wenn der hintere Crashbereich Crashstrukturen aufweist, die durch Fahrwerkelemente des Nutzfahrzeugs gebildet sind, können in den vorderen Crashbereich eingeleitete Kräfte über die Zwischenstruktur in einen Crashbereich eingeleitet werden, der im Vergleich zum Rahmen eines Nutzfahrzeugs leichter deformierbar ist. Auf diese Weise können bei einem Unfall auftretende Spitzenbeschleunigungen minimiert werden.
Die Crashelemente des vorderen Crashbereichs und/oder die Crashstrukturen des hinteren Crashbereichs können in Fahrzeuglängsrichtung parallel zueinander angeordnet sein. Hierdurch können die bei einem Frontaufprall entstehenden Aufprallkräfte in optimaler Weise abgebaut werden. Es wird ferner vorgeschlagen, dass der Verformungswiderstand des vorderen Crashbereichs niedriger ist als der Verformungswiderstand des hinteren Crashbereichs. Auf diese Weise kann der Partnerschutz für den Unfallgegner verbessert werden.
Wenn der Verformungswiderstand der Zwischenstruktur höher ist als der Verformungswiderstand des vorderen Crashbereichs ist sichergestellt, dass die Verformung des hinteren Crashbereichs erst dann einsetzt, wenn der vordere Crashbereich vollständig deformiert ist. Hierdurch kann eine reparaturfreundliche Vorderwagenstruktur gebildet werden.
Der vordere Crashbereich kann bezogen auf die Fahrzeughöhe in einem unteren Bereich angeordnet sein, der der Aufprallhöhe eines als Personenkraftwagen ausgebildeten Unfallgegners entspricht. Somit kann der Partnerschutz von vergleichsweise schwächeren Unfallgegnern verbessert werden.
Zusätzlich oder optional kann der vordere Crashbereich bezogen auf die Fahrzeughöhe auch in einem oberen Bereich angeordnet sein, der der Aufprallhöhe eines als Nutzfahrzeug ausgebildeten Unfallgegners entspricht. Hierdurch kann auch bei einem Zusammenstoß mit einem anderen Nutzfahrzeug oder mit einem Omnibus Aufprallenergie stufenweise abgebaut werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.
Dabei zeigt die einzige Figur den Unterbau einer Vorderwagenstruktur für ein Nutzfahrzeug in einer Draufsicht.
Die insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete Vorderwagenstruktur ist im Wesentlichen symmetrisch zur Fahrzeuglängsrichtung 4 ausgebildet. Die Vorderwagenstruktur 2 weist einen in Fahrzeuglängsrichtung 4 vorderen Crashbereich 6 und einen hinteren Crashbereich 8 auf. Zwischen den Crashbereichen 6 und 8 ist eine Zwischenstruktur 10 angeordnet, die als Querträger ausgebildet ist und sich im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung 4 erstreckt.
Der vordere Crashbereich 6 weist einen im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung 4 angeordneten Stoßfänger 12 auf, an dessen Rückseite sich in Fahrtrichtung linker Hand und rechter Hand jeweils eine Crashbox 14 anschließt. Jede Crashbox 14 ist über ein Verbindungselement 16 mit der Zwischenstruktur 10 verbunden.
In dem vorderen Crashbereich 6 ist außerdem ein leicht verformbarer Kühler 17 angeordnet.
Der hintere Crashbereich 8 ist durch Fahrwerkelemente 18 gebildet, die zwei in Fahrzeuglängsrichtung 4 nach vorne in Richtung auf den vorderen Crashbereich 6 orientierte Arme 20 aufweist. Diese Arme 20 sind jeweils über Verbindungselemente 22 mit der Zwischenstruktur 10 verbunden.
Die Fahrwerkelemente 18 dienen auch zur Lagerung der Vorderräder 24 des nicht weiter dargestellten Nutzfahrzeugs.
Die Fahrwerkelemente 18 sind an ihrem rückwärtigen Ende mit Längsträgern 26 eines Fahrzeugrahmens verbunden. Zwischen den Längsträgern 26 ist der Motor 28 des Nutzfahrzeugs aufgenommen .
Bei einem Unfall mit geringen Aufprallkräften wird eine Kraft in den Stoßfänger 12 und in die sich anschließenden Crashboxen 14 eingeleitet. Diese werden deformiert und stützen sich dabei über die Verbindungselemente 16 an der Zwischenstruktur 10 ab. Bei einem Unfall mit höheren Aufprallkräften schließt sich an die Deformation des vorderen Crashbereichs 6 die Deformation des hinteren Crashbereichs 8 an. Dabei werden die Arme 20 nach und nach gestaucht. Dabei stützt sich der hintere Crashbereich 8 an den Längsträgern 26 des Fahrzeugrahmens ab. Bei sehr hohen Aufprallkräften schließt sich an die Deformation des hinteren Crashbereichs 8 eine Deformation der Längsträger 26 und des Motors 28 an.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
1. Vorderwagenstruktur (2) für ein Nutzfahrzeug, mit einem in Fahrzeuglängsrichtung (4) vorderen Crashbereich (6) und mit einem hinteren Crashbereich (8), dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Crashbereich (6) und der hintere Crashbereich (8) über eine räumlich zwischengeschaltete, sich im Wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung (4) erstreckende Zwischenstruktur (10) so miteinander verbunden sind, dass eine in den vorderen Crashbereich (6) eingeleitete Kraft über die Zwischenstruktur (10) in den hinteren Crashbereich (8) übertragbar ist.
2. Vorderwagenstruktur (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstruktur (10) einteilig ausgebildet ist.
3. Vorderwagenstruktur (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstruktur (10) durch einen Querträger gebildet ist.
4. Vorderwagenstruktur (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Crashbereich (6) als Crashboxen (14) ausgebildete Crashelemente aufweist.
5. Vorderwagenstruktur (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Crashbereich (6) zur Anordnung leicht deformierbarer Aggregate, insbesondere eines Kühlers (17), dient .
6. Vorderwagenstruktur (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Crashbereich (6) lösbar mit der Zwischenstruktur (10) verbunden ist.
7. Vorderwagenstruktur (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Crashbereich (8) Crashstrukturen aufweist, die durch Fahrwerkelemente (18) des Nutzfahrzeugs gebildet sind.
8. Vorderwagenstruktur (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Crashbereich (8) mit einem Fahrzeugrahmen verbunden ist.
9. Vorderwagenstruktur (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashelemente (14) des vorderen Crashbereichs (6) und/oder die Crashstrukturen (18) des hinteren Crashbe- reichs (8) in Fahrzeuglängsrichtung (4) parallel zueinander angeordnet sind.
10. Vorderwagenstruktur (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungswiderstand des vorderen Crashbereichs (6) niedriger ist als der Verformungswiderstand des hinteren Crashbereichs (8) .
11. Vorderwagenstruktur (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungswiderstand der Zwischenstruktur (10) höher ist als der Verformungswiderstand des vorderen Crashbereichs ( 6) .
12. Vorderwagenstruktur (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Crashbereich (6) bezogen auf die Fahrzeughöhe in einem unteren Bereich angeordnet ist, der der Aufprallhöhe eines als Personenkraftwagen ausgebildeten Unfallgegners entspricht.
13. Vorderwagenstruktur (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Crashbereich (6) bezogen auf die Fahrzeughöhe in einem oberen Bereich angeordnet ist, der der Aufprallhöhe eines als Nutzfahrzeug ausgebildeten Unfallgegners entspricht .
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