DE10121354A1 - Vorderwagen für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Vorderwagen für ein KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Vorderwagen für ein Kraftfahrzeug mit einer einen Stoßfängerträger aufweisenden Stoßfängeranordnung zur Aufnahme von Aufprallenergie bei einem Aufprall eines anderen Kraftfahrzeugs und seitlichen Längsträgern mit Längsträgerköpfen, welche jeweils mit den Stoßfängerträgern verbunden sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens einem Längsträger zumindest ein Aufnehmer zur Aufnahme von Aufprallenergie außerhalb der Längsträgerebene zugeordnet ist und dass der Aufnehmer mit einem Wirkmittel zur mittelbaren Übertragung von wenigstens einem Teil der Aufprallenergie auf eine Längsseite des zugeordneten Längsträgers versehen ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Vorderwagen für ein Kraftfahrzeug mit einer einen
Stoßfänger aufweisenden Stoßfängeranordnung zur Aufnahme von Aufprallenergie bei
einem Aufprall eines anderen Kraftfahrzeugs und seitlichen Längsträgern mit
Längsträgerköpfen, welche jeweils mit den Stoßfängerträgern verbunden sind.
Kraftfahrzeuge unterschiedlichen Typs weisen in der Regel unterschiedliche Höhen der
Stoßfängeranordnungen auf. Bei Unfällen, bei denen der Frontbereich des
Kraftfahrzeugs in den Unfallgegner eindringt, tritt daher häufig der Effekt auf, dass die
durch die Trägerkonstruktion der beiden Kraftfahrzeuge mögliche Deformationskapazität
unvollständig genutzt wird und die damit verbundene Umwandlung von Aufprallenergie
nicht in den dafür vorgesehenen Bauteilen erfolgt. Dadurch wird die Fahrgastzelle in
erheblichem Maße mit Aufprallenergie beaufschlagt, so dass bereits bei der Herstellung
des Kraftfahrzeugs der Fahrgastraum unter entsprechenden zusätzlichen Aufwendungen
für größere Belastungen im Crashfall auszulegen ist.
Um den Fahrgastraum zu schützen wird in der EP 0 235 635 ein in zellen- oder
modulbauweise aufgebautes Fahrwerk für Personenkraftwagen vorgeschlagen. Bei
diesem Fahrwerk sind die Längsträger des an die Stirnwand der formsteifen Mittelzelle
angeschlossenen Hilfsrahmens mit vorbestimmten Sollknickstellen ausgestattet. Die
Sollknickstellen sind dabei so an den Längsträgern angeordnet, dass nach Erschöpfung
eines gewissen Verformungsweges des Vorderwagens durch die Verformung des
Hilfsrahmens entlang der Sollknickstellen das Antriebsaggregat in die Verformung
einbezogen wird und die Deformationskapazität vergrößert wird.
Nachteil dieser Anordnung ist, dass bei dem Aufprall von Kraftfahrzeugen mit
unterschiedlich hohen Längsträgerebenen die Verformung der dafür vorgesehenen
Bauteile, wie beispielsweise den Längsträgern und des Hilfsrahmens, erst dann erfolgt,
wenn das Antriebsaggregat mit Aufprallenergie beaufschlagt worden ist. Dabei wird die
Aufprallenergie ausschließlich über die Befestigungsmittel des Antriebsaggregats auf die
Trägerkonstruktion übertragen.
In der DE 30 26 749 A1 wird daher vorgeschlagen, am Vorderwagen wenigstens ein
Abstützglied vorzusehen, welches eine Anschlagfläche aufweist und das einem
Längsträger zugeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Aufprallenergie auf die für
die Deformation vorgesehenen Bauteile geleitet wird.
Nachteil dieser Anordnung ist jedoch, dass die Anschlagfläche ausschließlich in
Längsträgernähe wirksam ist und während des gesamten Deformationsvorgangs die
Übertragung der Deformationsenergie zu gewährleisten ist.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die Längsträgerebene während des
Deformationsvorganges im wesentlichen unverändert bleibt, so dass bei großen
Aufprallenergien das Abstützglied abgerissen oder deformiert werden kann
beziehungsweise sich die Anschlagfläche über oder unter die Längsträgerebene des
beteiligten Unfallgegners schieben kann und damit im wesentlichen unwirksam bliebe.
Bei allen vorbeschriebenen Konstruktionen des Standes der Technik ist von Nachteil,
dass Sollknickstellen bereits bei der Herstellung des Kraftfahrzeugs an den
vorgesehenen Stellen angebracht werden müssen, wodurch die Steifigkeit der damit
versehenen Bauteile reduziert ist und somit die gesamte Trägerkonstruktion verminderte
Steifigkeit aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und
insbesondere zu gewährleisten, dass die Aufprallenergie der beteiligten Unfallfahrzeuge
auch bei Kraftfahrzeugen mit konstruktiv inkompatiblen Fahrwerken frühzeitig von den für
die Deformation vorgesehenen Bauteilen aufgenommen wird.
Eine Lösung wird dadurch bereitgestellt, dass wenigstens einem Längsträger zumindest
ein Aufnehmer zur Aufnahme von Aufprallenergie außerhalb der Längsträgerebene
zugeordnet ist und dass der Aufnehmer mit einem Wirkmittel zur mittelbaren
Übertragung von wenigstens einem Teil der Aufprallenergie auf eine Längsträgerseite
des zugeordneten Längsträgers versehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass die
Aufprallenergie in Form von Stoßenergie über das Wirkmittel auf die Längsseite des
zugeordneten Längsträgers übertragen wird. Dort wird die Stoßenergie in
Deformationsenergie umgewandelt. Der Längsträger wird somit an der Stoßstelle des
Wirkmittels mit einer Vorschädigung versehen, so dass er an dieser Stelle knickt.
Vorteilhaft wirkt sich weiterhin aus, dass die axiale Steifigkeit des Längsträgers in diesem
Falle gesenkt werden kann und somit Differenzen der Vorderwagensteifigkeiten der am
Unfall beteiligten Kraftfahrzeuge ausgeglichen werden können, ohne die Steifigkeit des
Längsträgers durch Sollknickstellen bereits bei der Herstellung senken zu müssen. Beim
Knicken des Längsträgers wird erreicht, dass die Längsträgerebenen der am Unfall
beteiligten Kraftfahrzeuge sich verändern.
Es hat sich gezeigt, dass die Längsträger jeweils aufgrund der bewirkten
Vorschädigungen kollabieren. Bei dem so bewirkten Biegekollaps wird auf beiden Seiten
der Unfallgegner Aufprallenergie in Deformationsenergie umgewandelt. Es hat sich des
Weiteren erwiesen, dass sich durch die erfindungsgemäße Anordnung das
Strukturverhalten der Längsträger durch Streuung der aufgenommenen Energie beim
Biegekollaps günstig auswirkt. Die Deformationsmodi des Faltenbeulens bleiben wegen
der hohen Steifigkeit der Längsträger beim Frontalaufprall mit einem starren Hindernis
unbeeinträchtigt, da sich hierbei das Wirkmittel zusammen mit dem Faltenblock parallel
in Richtung der Längsträgermittellinie verschiebt, weil der Aufnehmer nicht deformiert
wird. Dies wird insbesondere dadurch begünstigt, dass auf Sollknickstellen zur
Veränderung der Längsträgerebene beim Crash verzichtet werden kann.
Durch die Vorschädigung des Längsträgerkopfes wird darüber hinaus bei größeren
Fahrzeugen die Steifigkeit des Vorderwagens reduziert, was bei Kollisionen zweier
Fahrzeuge mit unterschiedlicher Steifigkeit des Fahrwerks zu einem günstigeren
Deformationsverhalten gegenüber dem schwächeren Unfallgegner führt, wohingegen bei
Alleinunfällen durch die herstellungsbedingte Steifigkeit beim Faltenbeulprozess das
ungeminderte Energieaufnahmevermögen zur Verfügung steht.
Die erfindungsgemäße Anordnung lässt sich darüber hinaus in vorteilhafter Weise durch
einen einfachen konstruktiven Aufbau realisieren.
Eine erfindungsgemäße Weiterbildung wird dadurch bereitgestellt, dass der Aufnehmer
mit dem Längsträgerkopf des zugeordneten Längsträgers verbunden ist und/oder dem
Längsträgerkopf nachgeordnet am Längsträger befestigt ist. Es ist damit möglich, je
nach Ausgestaltung der Vorderwagenstruktur den Aufnehmer vor dem Längsträger am
Längsträgerkopf anzuordnen, womit erreicht wird, dass beim Aufprall bereits frühzeitig
die Vorschädigung erzeugt und somit der Längsträger deformiert wird. Im Bedarfsfall
kann der Aufnehmer erfindungsgemäß dem Längsträgerkopf nachgeordnet am
Längsträger angeordnet sein.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass das Wirkmittel oberhalb und/oder
unterhalb der Längsträgerebene des Vorderwagens angeordnet ist. Je nach der
konstruktiv vorgesehenen Höhe der Längsträgerebene ist es somit möglich, die
erfindungsgemäße Wirkung bei Unfallgegnern zu erreichen, welche Längsträgerebenen
aufweisen, die über bzw. unter der eigenen Längsträgerebene liegen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Aufnehmer im wesentlichen plattenförmig
ausgebildet ist. Es wird damit gewährleistet, dass das Wirkmittel in vorgesehener Weise
auf die Längsseite des zugeordneten Längsträgers wirkt, da der Aufnehmer somit in
einer vorbestimmten Weise einknickt und das Wirkmittel auf die dafür vorgesehene
Stoßstelle auf der Längsseite des Längsträgers führt. Hierzu ist des Weiteren
vorgesehen, dass der Aufnehmer im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des
zugeordneten Längsträgers angeordnet ist.
In einfacher Weise kann die Anordnung dadurch hergestellt werden, dass das Wirkmittel
vorzugsweise einstückig mit dem Aufnehmer verbunden ist. Es hat sich dabei als
vorteilhaft erwiesen, dass das Wirkmittel biegesteif und in einem Eindringwinkel zur
Längsseite des Längsträgers angeordnet ist und bei Beaufschlagung des Aufnehmers
mit Aufprallenergie in den Längsträger eindringt. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen,
dass das Wirkmittel beim Eindringen formstabil ist, das heißt seine Gestalt im
wesentlichen beibehält.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung wird dadurch erreicht, dass das
Wirkmittel einen vorbestimmten Abstand zur Längsseite des Längsträgers aufweist.
Hierdurch wird vermieden, dass bereits Unfälle mit geringer Aufprallenergie zu einer
Deformation der Längsträger führt beziehungsweise bereits einfache Stöße einen hohen
Schaden am Kraftfahrzeug erzeugen.
Erfindungsgemäß ist des Weiteren vorgesehen, dass das Wirkmittel plattenförmig
ausgebildet ist. In vorteilhafter Weise wird damit erreicht, dass auch seitliche
Einwirkungen auf den Aufnehmer dazu führen, dass das Wirkmittel auf eine Längsseite
des zugeordneten Längsträgers wirkt. Von der Erfindung selbstverständlich umfaßt, ist
auch eine Ausgestaltung des Wirkmittels als Strebe oder in sonstiger Form, welche im
Crashfalle die erfindungsgemäße Wirkung erzeugt.
Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass die Kompatibilität der
Vorderwagengeometrien verbessert werden kann und die Vorderwagensteifigkeit bei
diesbezüglich verschiedenen Unfallgegnern ausgleichbar ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Stoßfängeranordnung mit Längsträger und der erfindungsgemäßen
Aufnehmeranordnung im nicht deformierten Zustand;
Fig. 2 Stoßfängeranordnungen zweier Unfallgegner mit Längsträgern, wobei ein
Kraftfahrzeug die erfindungsgemäße Aufnehmeranordnung im deformierten
Zustand aufweist.
In Fig. 1 ist eine Stoßfängeranordnung 1 mit einem Aufnehmer 2 und einem
Stoßfängerquerträger 3 im nicht deformierten Zustand dargestellt. Zwischen dem
Aufnehmer 2 und dem Stoßfängerquerträger 3 ist die Crashbox 4 angeordnet. Der
Aufnehmer 2 ist am Längsträgerkopf 5 mit dem Längsträger 6 verbunden und weist ein
als biegefesten Haken ausgebildetes Wirkmittel 7 auf, welches in der Zeichnung in einem
Winkel zur unteren Längsträgerseite 8 angeordnet ist. Von der Erfindung ist
selbstverständlich auch eine Anordnung umfaßt, bei welcher das Wirkmittel 7 in einem
Winkel zu einer anderen Längsträgerseite 8 des Längsträgers 6 angeordnet ist,
beziehungsweise auch eine Anordnung mit mehreren Aufnehmern 2 mit jeweils einem
Wirkmittel 7, welche jeweils auf eine Längsträgerseite 8 gerichtet sind.
Im nicht deformierten Zustand weist die Spitze des Wirkmittels 7 einen Abstand von der
Längsträgerseite 8 des Längsträgers auf, so dass bei einem Aufprall zweier
Kraftfahrzeuge mit im wesentlichen kompatiblen Trägergeometrie, eine Schädigung des
Längsträgers 6 bei dessen Deformation in Längsträgerebene, welche in der Zeichnung
senkrecht zur Zeichenebene liegt, vermieden wird.
Bei einem Aufprall eines anderen Kraftfahrzeugs mit im wesentlichen gleicher
Trägergeometrie hinsichtlich der Höhe der Längsträgerebene wird der Aufnehmer 2 und
das Wirkmittel 7 weitgehend parallel zur Längsträgerebene verschoben und die
Längsträger 6, 6' verformen sich in vorgesehener Weise, wobei die Aufprallenergie in
Deformationsenergie umgewandelt wird.
In Fig. 2 ist eine Aufprallsituation mit zwei Kraftfahrzeugen 9, 9' dargestellt, wobei die
Stoßfängeranordnungen 1, 1' der Unfallgegner mit Längsträgern 6, 6' unterschiedliche
Trägergeometrien hinsichtlich der Höhe der Längsträgerebenen aufweisen. Dies wird in
der Zeichnung durch unterschiedliche Höhen der Längsträger 6, 6' dargestellt. Dabei
weist das Kraftfahrzeug 9 die erfindungsgemäße Aufnehmeranordnung 7 auf, welche im
deformierten Zustand gezeigt ist. Der Längsträger 6' des anderen Kraftfahrzeugs 9' hat
sich bei dem Aufprall unter den Längsträger 6 des mit der erfindungsgemäßen
Aufnehmeranordnung 7 versehenen Kraftfahrzeugs 9 geschoben. Der Aufnehmer 2 ist
vom Stoßfängerquerträgers 3' des Unfallgegners in der Weise deformiert worden, dass
das Wirkmittel 7 in die Längsseite 8 des Längsträgers 6 eingedrungen ist und eine
Vorschädigung 10 erzeugt hat.
Sobald nun die Deformation weiter fortschreitet und weitere Aufprallenergie auf den
Längsträger 6 mit dem Aufnehmer 2 einwirkt, wird der Längsträger 6 an der Stelle der
Vorschädigung 10 einknicken und im Folgenden kollabieren. Dabei senkt sich der
Längsträgerkopf 4 und die Crashbox 4 mit dem Stoßfängerquerträger 4 in Richtung des
Längsträgers 6' des Unfallgegners. Im günstigsten Fall verkeilen sich die
Längsträgerköpfe 4, 4' beim Aufprall ineinander, so dass sie sich beim weiteren Verlauf
der Deformation ineinander wickeln.
Im weiteren Verlauf der Deformation wirken die Kräfte unmittelbar auf die für die
Deformation vorgesehenen Längsträger 6, 6', wobei die Unterschiede bezüglich der
Höhen der Längsträgerebenen ausgeglichen sind.
1
,
1
' Stoßfängeranordnung
2
Aufnehmer
3
,
3
' Stoßfängerquerträger
4
,
4
' Crashbox
5
Längsträgerkopf
6
,
6
' Längsträger
7
Wirkmittel
8
Längsträgerseite
9
,
9
' Kraftfahrzeug
10
Vorschädigung
Claims (9)
1. Vorderwagen für ein Kraftfahrzeug mit einer einen Stoßfängerträger aufweisenden
Stoßfängeranordnung zur Aufnahme von Aufprallenergie bei einem Aufprall eines
anderen Kraftfahrzeugs und seitlichen Längsträgern mit Längsträgerköpfen, welche
jeweils mit den Stoßfängerträgern verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens einem Längsträger zumindest ein Aufnehmer zur Aufnahme von
Aufprallenergie außerhalb der Längsträgerebene zugeordnet ist und dass der
Aufnehmer mit einem Wirkmittel zur mittelbaren Übertragung von wenigstens einem
Teil der Aufprallenergie auf eine Längsseite des zugeordneten Längsträger
versehen ist.
2. Vorderwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnehmer mit
dem Längsträgerkopf des zugeordneten Längsträgers verbunden ist und/oder dem
Längsträgerkopf nachgeordnet am Längsträger befestigt ist.
3. Vorderwagen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Wirkmittel oberhalb und/oder unterhalb der Längsträgerebene des
Vorderwagens angeordnet ist.
4. Vorderwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der Aufnehmer im wesentlichen plattenförmig ausgebildet ist.
5. Vorderwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Aufnehmer im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des zugeordneten
Längsträgers angeordnet ist.
6. Vorderwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
das Wirkmittel vorzugsweise einstückig mit dem Aufnehmer verbunden ist.
7. Vorderwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
das Wirkmittel biegesteif und/oder formstabil in einem Eindringwinkel zu einer
Längsseite des Längsträgers angeordnet ist und bei Beaufschlagung des
Aufnehmers mit Aufprallenergie in den Längsträger eindringt.
8. Vorderwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das Wirkmittel einen vorbestimmten Abstand zur Längsseite des Längsträgers
aufweist.
9. Vorderwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
das Wirkmittel plattenförmig ausgebildet ist.
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