DE102006023550A1

DE102006023550A1 - Karosserievorderbau für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006023550A1
Application number: DE200610023550
Authority: DE
Inventors: Thomas Enderich; Dirk Strehl
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2008-01-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Karosserievorderbau für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bauteil (6), das auf Höhe eines Vorderrads (8, 14) angeordnet und bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung vor diesem positioniert ist, wobei das Bauteil a) einen ersten Abschnitt (10) hat, der bei einem Frontalzusammenstoß des Kraftfahrzeugs, bei dem dieses mit dem Stoßpartner eine seitliche Strukturüberdeckung von weniger als 30% hat, deformationsbedingt in Richtung eines auf dem dem Vorderrad montierten Reifens (14) verlagerbar und dabei hinreichend scharf ausgebildet ist, um in den Reifen einzudringen, b) einen nach hinten gerichteten und abragenden zweiten Abschnitt (11) aufweist, der bei dem besagten Frontalzusammenstoß deformationsbedingt an die Innenseite des dem Vorderrad zugeordneten Felgenhorns (12) verlagerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Karosserievorderbau für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Personenkraftfahrzeug, sowie ein mit dem Karosserievorderbau ausgestattetes Kraftfahrzeug.
Bei der Entwicklung neuer Kraftfahrzeuge ist der Gesichtspunkt der Insassensicherheit von herausragender Bedeutung. Fahrzeugkarosserien werden aus diesem Grund kontinuierlich hinsichtlich ihres Verhaltens bei einem Frontal- oder Seitenaufprall verbessert.
Im europäischen Bereich wird der erreichte Insassenschutz für den Fall eines Frontal- oder Seitenaufpralls durch Kollisionstests nach EuroNCAP (European New Car Assessment Programme) überprüft. Hierbei werden bei den aktuellen Prüfbedingungen bei einem Frontalzusammenstoß des Fahrzeugs Intrusionen für den Fall gemessen, dass ein Fahrzeug mit 64 km/h gegen eine ruhende Barriere fährt. Der Aufprall erfolgt hierbei frontal mit 40 % Strukturüberdeckung, das heißt 40 % der Breite des brei testen Teils des Kraftfahrzeugs stoßen nominell gegen die Barriere. Bei einem „realen" Verkehrsunfall würde das Kraftfahrzeug somit nicht mit der gesamten Frontseite gegen den Unfallgegner stoßen, sondern nur vorne links oder rechts. Insofern kann man bei den EuroNCAP-Tests auch davon sprechen, dass diese Kollisionstests bei einer seitlichen Strukturüberdeckung von 40 % durchgeführt werden.
Es ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der Erfindung einen Karosserievorderbau und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, der bzw. das eine verbesserte Sicherheit bei einem Frontalzusammenstoß bietet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche wiedergegeben.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird ein Karosserievorderbau für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das ein Bauteil besitzt, das auf Höhe eines Vorderrads angeordnet und bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung vor diesem positioniert ist. Das Bauteil besitzt hierbei einen ersten und zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt des Bauteils ist bei einem Frontalzusammenstoß des Kraftfahrzeugs, bei dem dieses mit einem Stoßpartner eine Strukturüberdeckung von weniger als 30 % hat, deformationsbedingt in Richtung eines auf dem Vorderrad montierten Reifens verlagerbar und dabei hinreichend scharf ausgebildet, um den Reifen aufzuschlitzen. Der zweite Abschnitt des Bauteils, der vom Bauteil abragt und nach hinten gerichtet angeordnet ist, ist bei dem besagten Frontalzusammenstoß deformationsbedingt in Richtung der dem Vor derrad zugeordneten Felge verlagerbar und stützt sich in diesem Fall an der Felgenhorninnenseite des Vorderrads ab.
Die genannte Ausführungsform bietet einen verbesserten Insassenschutz bei einem Frontalzusammenstoß des Kraftfahrzeugs bei einer im Vergleich zum Anforderungsprofil nach EuroNCAP geringeren Strukturüberdeckung, das heißt bei einer Strukturüberdeckung von weniger als 30 %, bevorzugt zwischen 10 % und 20 %. Bei einem realen Verkehrsunfall würde somit nur ein äußerer linker oder rechter Teil des Kraftfahrzeugs frontal mit dem Unfallgegner zusammenstoßen. Der besagte Bereich würde grob im Bereich des Scheinwerfers liegen.
In einem Fall mit geringer Strukturüberdeckung können die meisten Karosserievorderbauten des Standes der Technik keine oder nur wenig Bewegungsenergie aufnehmen, da die für die Energieabsorption erforderlichen Lastpfade nicht zur Verfügung stehen. Es kommt dann im Stand der Technik bedingt durch die Aufhängung des Vorderrads zu einer Drehung des Rads nach links. Dies gilt, wenn man von oben auf das Fahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung sieht und sich die Barriere auf der linken Fahrzeugseite befindet. Für einen Zusammenstoß auf der rechten Fahrzeugseite gelten die hier genannten Maßnahmen und Auswirkungen entsprechend spiegelverkehrt. Im Beispielfall bewegt sich also bei dieser Drehung das Vorderrad wie bei Linkskurve. Diese Raddrehung führt dazu, dass das Rad im weiteren Verlauf des Zusammenstoßes in Richtung des Fußbereichs des Fahrzeuginnenraums geschoben wird, was zu einer Verletzung der Insassen führen kann.
Das genannte Bauteil befindet sich knapp außerhalb der Radeinhüllkurve, wird im Fall eines Frontalzusammenstoßes mit geringer (d.h. weniger als 30 %) Strukturüberdeckung in Richtung des Vorderrads verlagert und stößt auf den Vorderreifen. Der erste Abschnitt des Bauteils schlitzt dann den Reifen auf oder stößt durch den Reifen durch. Der erste Abschnitt kann hierzu eine hinreichend scharfe Kante oder eine eher punktförmige scharfe Stelle sein. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass die gewählte Kontur des ersten Abschnitts weitgehend frei gewählt werden kann, da die verbleibende Drehung des Reifens das Aufschlitzen unterstützt und selbst ein Stahlgürtelreifen mühelos zerstört werden kann.
In einer zweiten Phase des Frontalzusammenstoßes wird das Bauteil nach dem Durchschlitzen des Reifens in Richtung der Felge verlagert bzw. bewegt und stützt sich dort mit seinem zweiten Abschnitt an der Felgenhorninnenseite ab. Durch das Abstützen wird zunächst die oben genannte Drehung des Rads nach links verhindert. Weiterhin wird sogar eine Drehung nach rechts eingeleitet. Dies hat zur Folge, dass das Vorderrad, welches ein sehr steifes Strukturteil ist und sich kaum verformt, für den Stoßpartner eine Art Rampe bildet, auf der er zur Fahrzeugaußenseite hin ableiten kann. Zusätzlich bedingt dies, dass die hinter dem Rad liegenden Teile geschützt werden und es damit in diesem Bereich zu geringeren Intrusionen kommt.
In einer Ausführungsform ist das Bauteil auf Höhe der Vorderradachse angeordnet. Dies erleichtert eine Aufnahme der kollisionsbedingt auf das Rad einwirkenden Drehmomente und verhindert ein Abrutschen nach unten oder oben. Es versteht sich hierbei von selbst, dass in der Regel jedem Vorderrad ein derartiges Bauteil zugeordnet sit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Bauteil im vorderen Karosserievorderbaubereich an der dort nach unten gezogenen Radeinbaustrebe befestigt. Alternativ oder kumulativ kann das besagte Bauteil an einem die Radeinbaustrebe mit dem Vorderrahmen verbindenden Verbindungselement befestigt werden. Das Verbindungselement ist aus dem Stand der Technik bekannt und dient dazu, die bei einem Frontalzusammenstoß auftretenden Kräfte im Aufprallbereich zu vergleichmäßigen und ein Abknicken der Radeinbaustrebe zu verhindern.
Ferner sind Ausführungsformen vorgesehen, bei denen der abragende zweite Abschnitt stegförmig, angeschrägt oder keilförmig ausgebildet ist. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass er bei der Formgebung des Bauteils einen großen Spielraum hat und lediglich gewährleisten muss, dass der der Felge zugewandte Teil des Bauteils bzw. der zweite Abschnitt sich an der Felgenhorninnenseite abstützen kann. Dementsprechend muss die Kontur dieses zweiten Abschnitts an die Krümmung des Felgenhorns angepasst sein.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Bauteil eine Nut besitzt und der zweite Abschnitt Teil der Nut ist. In diesem Fall wird im Kollisionsfall das Bauteil mit der Nut in Richtung des Felgenhorns verlagert und das Felgenhorn von der Nut mittig aufgenommen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einem Karosserievorderbau wie oben offenbart. Dieses Kraftfahrzeug bietet, wie oben erwähnt, eine verbesserte Insassensicherheit im Falle eines Frontalzusammenstoßes mit einer Strukturüberdeckung von weniger als 30 %, bevorzugt zwischen 10 % und 20 %.
Weitere Merkmale und Vorteile der beanspruchten Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar, die nachfolgend als nicht beschränkende Beispiele angegeben sind. Hierbei soll die Benutzung von Bezugszeichen in den Figuren nicht dahingehend verstanden werden, dass die Bezugszeichen den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung einschränken sollen. Es zeigt:
1 eine perspektivische Seitenansicht eines Karosserievorderbaus,
2 den Einbaubereich des Bauteils bei einer Draufsicht von unten auf den Karosserievorderbau,
3 eine Kraftfahrzeugfelge mit einem Bauteil, das eine Nut besitzt,
4 eine Felge mit einem angeschrägten Bauteil, Figuren 5a-5f den Einbaubereich des Bauteils bei einer Draufsicht von unten, gezeigt für den Zusammenstoß mit einer Barriere in der Form einer Zeitsequenz.
1 zeigt einen Karosserievorderbau 1 in einer perspektivischen Seitenansicht. Dieser Teil des Fahrzeugs befindet sich wie üblich bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung, die mit dem Pfeil P angedeutet ist, vor der Stirnwand 2 und umfasst unter anderem einen Längsträger 3 und eine Radeinbaustrebe 4. Nach vorne wird der Karosserievorderbau mit dem Stoßfänger 5 abgeschlossen.
Im vorderen Karosserievorderbaubereich ist an der nach unten gezogenen Radeinbaustrebe 4 ein Bauteil 6 befestigt. Dieses Bauteil 6 befindet sich bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung P vor der Felge 8, und zwar in etwa auf Höhe der Radachse 7. Das Bauteil 6 befindet sich somit knapp vor der Radeinhüllkurve des Vorderrads.
Fahrzeugzusammenstöße simulierende Computerprogramme des Anmelders zeigen, dass bei einem Frontalzusammenstoß des Kraftfahrzeugs, der mit einer Strukturüberdeckung von weniger als 30 % einhergeht, das Bauteil 6 in Richtung der Felge 8 verlagert wird. Wo das Bauteil in Relation zum Vorderrad exakt anzuordnen ist, hängt von einer Vielzahl von Parametern und dem Aufbau des Karosserievorderbaus ab und lässt sich mit derartigen Computersimulationen, deren Einsatz bei Automobilherstellern Standard ist, problemlos berechnen.
Während in der 1 das Bauteil 6 an der Radeinbaustrebe 4 befestigt ist und das den Längsträger 3 und die Radeinbaustrebe 4 verbindende Verbindungselement 9 lediglich seitlich angrenzend ist, ist in der 2 das Bauteil 6 direkt mit dem Verbindungselement 9 verbun den. Die 2 zeigt den Karosserievorderbau 1 mit Blick senkrecht nach oben, d.h. in einer Draufsicht von unten. In der gezeichneten Ausführungsform sind das Verbindungselement 9 und das Bauteil 6 zweistückig ausgebildet. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, dass eine einstückige Ausbildung gewählt wird.
Das Bauteil 6 besitzt, wie in dieser Draufsicht auf den Karosserievorderbau 1 ersichtlich, eine Nut 13 mit einem ersten Abschnitt 10 und einem zweiten Abschnitt 11. Bei dem ersten Abschnitt 10 handelt es sich um eine scharfe Kante, wobei es selbstverständlich auch genügen würde, dass das Bauteil 6 lediglich eine spitze Stelle hat, die im Kollisionsfall auf den Reifen 14 drücken und diesen aufschlitzen würde.
Nach dem genannten Aufschlitzen des Reifens 14 kommt der zweite Abschnitt 11 auf der Felgenhorninnenseite 12 zu liegen. Bei der Ausführungsform der 2 wird nämlich nach Computersimulationen das Bauteil 6 bei einem Frontalzusammenstoß nicht nur parallel zur Längsachse P verschoben. Vielmehr wird das Bauteil 6 mit seinen der Felge zugewandten ersten und zweiten Abschnitten 10 bzw. 11 in Richtung Fahrzeugmitte hin bewegt. Der zweite Abschnitt 11 stützt sich damit im Falle eines Frontalzusammenstoßes etwa im Bereich B an der Felgenhorninnenseite 12 ab. Damit wird auch die Radvorderkante bzw. der besagte Bereich B in Richtung Fahrzeugmitte bewegt. Dem Stoßpartner zugewandt ist dann eine Schräge in Gestalt der Felgenaußenseite 15, auf der er abgleiten kann.
3 zeigt eine Felge 8 mit einem Bauteil 6, das eine Nut 13 besitzt. Beim ersten Abschnitt 11 zum Aufschlitzen des Reifens 14 handelt es sich um eine Kante des Bauteils 6. Im Kollisionsfall schlitzt die Kante den Reifen 14 auf und das Felgenhorn wird von der Nut 13 mittig aufgenommen. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich die Vorderkante der Felge 8 im Bereich B nach außen bewegt. Im Gegensatz hierzu verursacht das Bauteil 6 eine entgegengesetzte Bewegung des Felgenbereichs B nach innen.
Die 4 zeigt eine Felge 8 mit einem Bauteil 6, wobei das Bauteil 6 einen zweiten Abschnitt 12 hat, der angeschrägt ist. Im Kollisionsfall stützt sich der zweite Abschnitt 12 in der Form eines Schraubenziehers an der Felgenhorninnenseite 12 ab. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass das Bauteil bzw. der erste und zweite Abschnitt des Bauteils, vielgestaltig ausgebildet sein können, und es lediglich darauf ankommt, dass zum einen das Bauteil 6 den Reifen 14 aufzuschlitzen vermag und sich zum anderen sich ein Teil bzw. (zweiter) Abschnitt des Bauteils 6 der Felgenhorninnenseite 12 abzustützen vermag. Ggf. reicht hierzu auch ein einziger Abschnitt aus anstelle zweier Abschnitte wie oben beschrieben.
Die 5a-5f zeigen die Ansicht der 2 in einer zeitlichen Abfolge für den Fall eines Zusammenstoßes mit einer starren Barriere 16 wie beim Test nach EuroNCAP. 5a zeigt die zeitlich erste Aufnahme und 5f die zeitlich letzte Aufnahme der Bildsequenz einer Computersimulation, bei der das Fahrzeug mit 64 km/h gegen die starre Barriere 16 stößt. Die in Fahrzeugquerrichtung gemessene Strecke s von der Felgenaußenseite 15 bis zum Ende der Barriere 16 ist dabei etwa 20 % der Fahr zeugbreite, d.h. die Strukturüberdeckung beträgt 20 %.
In der Teilfolge der 5a bis 5f erkennt man, dass der Zusammenstoß zunächst dazu führt, dass sich der Abstand des knapp außerhalb der Radeinhüllkurve befindlichen Bauteils 6 zur Felge 8 verkleinert. In 5c stützt sich bereits das Bauteil 6 an der Vorderkante der Felge 8 ab und erzwingt, dass der Abstützbereich B, vgl. hierzu 2, in Richtung zur Fahrzeugmitte hin verlagert wird. Dies führt zu einer Drehung der linken vorderen Felge 8 nach rechts, bzw. in der Darstellung der 5c im Gegenuhrzeigersinn.
In der sich zeitlich anschließenden Teilfolge der 5d bis 5f schreitet die Rechtsdrehung der Felge 8 voran. Die Felgenaußenseite 15 der Felge 8 stellt dann für die Barriere 16 eine Fläche dar auf der sie abgleiten kann.

1: Karosserievorderbau
2: Stirnwand
3: Längsträger
4: Radeinbaustrebe
5: Stoßfänger
6: Bauteil
7: Vorderradachse
8: Felge
9: Verbindungselement
10: erster Abschnitt
11: zweiter Abschnitt
12: Felgenhorninnenseite
13: Nut
14: Reifen
15: Felgenaußenseite
16: Barriere
P: Längsrichtung
B: Bereich

Claims

Karosserievorderbau für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bauteil (6), das auf Höhe eines Vorderrads (8, 14) angeordnet und bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung vor diesem positioniert ist, wobei das Bauteil a) einen ersten Abschnitt (10) hat, der bei einem Frontalzusammenstoß des Kraftfahrzeugs, bei dem dieses mit dem Stoßpartner eine Strukturüberdeckung von weniger als 30 % hat, deformationsbedingt in Richtung eines auf dem dem Vorderrad montierten Reifens (14) verlagerbar und dabei hinreichend scharf ausgebildet ist, um in den Reifen einzudringen, b) einen nach hinten gerichteten und abragenden zweiten Abschnitt (11) aufweist, der bei dem besagten Frontalzusammenstoß deformationsbedingt an die Innenseite des dem Vorderrad zugeordneten Felgenhorns (12) verlagerbar ist.
Karosserievorderbau nach Anspruch 1, bei dem das Bauteil in etwa auf der Höhe der Vorderradachse (7) angeordnet ist.
Karosserievorderbau nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Bauteil im vorderen Karosserievorderbaubereich mit der dort nach unten gezogenen Radeinbaustrebe (4) befestigt ist.
Karosserievorderbau nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Bauteil mit einem die Radeinbaustrebe mit einem Längsträger (3) verbindenden Verbindungselement (9) befestigt ist.
Karosserievorderbau nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Bauteil im Bereich des zweiten Abschnitts stegförmig, angeschrägt oder keilförmig ist.
Karosserievorderbau nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Bauteil eine Nut hat.