-
Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung eines elektrisch antreibbaren Personenkraftwagens für eine Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Aus dem Stand der Technik sind bereits elektrisch antreibbare Personenkraftwagen bekannt, bei welchen zwischen jeweiligen, hinter einem jeweils zugeordneten vorderen Fahrzeugrad angeordneten Seitenschwellern wenigstens eine elektrische Speichereinrichtung in form einer Batterie positioniert ist, welche über wenigstens ein jeweiliges Halteelement am zugeordneten Seitenschweller gehalten ist.
-
Derartige Unterfluranordnungen der Speichereinrichtungen bzw. Batterien sind äußerst bauraumgünstig, werfen jedoch bei Unfällen zusätzliche Probleme auf. Aus diesem Grund ist es aus der
DE 10 2010 050 826 A1 bereits bekannt, Speichereinrichtungen bzw. Batterien durch Schutzeinrichtungen im Bereich der Seitenschweller vor einem Seitenanprall, insbesondere einem so genannten Pfahlanprall, zu schützen. Für Frontalkollisionen mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung bietet die bekannte Schutzeinrichtung jedoch keine Lösung an.
-
Gerade derartige Frontalkollisionen mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung sind jedoch sehr problematisch, insbesondere wenn das Fahrzeug mit Batterien versehen ist. Dies hängt insbesondere damit zusammen, dass die relativ schweren elektrischen Speichereinrichtungen zusätzlich die Robbaustruktur des Fahrzeugs in einem solchen Kollisionsfall belasten. Im Extremfall kann dies dazu führen, dass das jeweilige vordere Fahrzeugrad in unerwünschter Weise in die vordere Stirnwand der Fahrgastzelle eindringt, oder aber dass Rohbauteile wie beispielsweise der Seitenschweller oder ein Anschlussbereich eines vorderen Längsträgers am Seitenschweller überlastet werden.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche ein verbessertes Unfallverhalten des elektrisch antreibbaren Personenkraftwagens bewirkt.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schutzeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
-
Um eine Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher sich ein verbessertes Unfallverhalten des elektrisch antreibbaren Personenkraftwagens realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das jeweilige Halteelement, mittels welchem die elektrische Speichereinrichtung am jeweils zugeordneten Seitenschweller befestigt ist, zumindest im Wesentlichen bis zu dessen vorderem Ende verlängert ist und einen Abstützbereich aufweist, an welchem das zugeordnete vordere Fahrzeugrad bei einer unfallbedingten Rückbewegung infolge einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung abstützbar ist. Mit anderen Worten werden bei der Schutzeinrichtung die ohnehin vorhandenen Halteelemente zur Festlegung der elektrischen Speichereinrichtung/Batterie am jeweils zugeordneten Seitenschweller nunmehr derart verlängert, dass sich diese zumindest im Wesentlichen bis zum jeweiligen vorderen Ende des zugehörigen Seitenschwellers – oder gegebenenfalls ein Stück darüber hinaus – erstrecken. Durch das jeweilige Halteelement ist somit am vorderen Ende ein Abstützbereich bereitgestellt, an welchem sich das jeweilige vordere Fahrzeugrad nach einer unfallbedingten Rückverschiebung infolge einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung abstützen kann. Somit kann auf einfache Weise bei elektrisch antreibbaren Personenkraftwagen eine Intrusion des jeweils nach hinten bewegten vorderen Fahrzeugrads in die Fahrgastzelle hinein oder eine örtliche Überlastung der Rohbaustruktur des Personenkraftwagens vermieden werden.
-
Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die elektrische Speichereinrichtung bei einer unfallbedingten Rückbewegung des entsprechenden vorderen Fahrzeugrades infolge einer entsprechenden Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung unter Vermittlung des jeweiligen Halteelements am Fahrzeugrad abstützbar ist. Somit wirkt die Masse der Batterie nicht mehr auf die Rohbaustruktur des Kraftwagens, sondern direkt über das jeweilige Halteelement auf das zugehörige vordere Fahrzeugrad. Die durch die Masse der Batterie bewirkte Kraft kann darüber hinaus auch zum gezielten Deformieren des vorderen Fahrzeugsrades und zur Beeinflussung der Radkinematik im weiteren Verlauf des Unfallszenariums benutzt werden.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das jeweilige Halteelement an einem vorderen Ende eine Abweisschräge aufweist. Hierdurch kann entweder ein Abweis- oder aber ein Verhakungseffekt für die aufprallende Felge des vorderen Fahrzeugsrades erzeugt werden.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass ein innenseitig des zugeordneten Fahrzeugrads verlaufender Längsträger mit dem zugehörigen Seitenschweller über einen Anschlussträger verbunden ist, der eine Verstärkung aufweist. Durch diese Verstärkung des Anschlussträgers kann ein örtliches Versagen der Rohbaustruktur beim Auftreffen des infolge einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung rückverlagerten vorderen Fahrzeugrades verhindert werden.
-
Bei der Verstärkung kann es sich dabei vorzugsweise um ein Stützelement in Form eines Schottblechs oder einer Stützstrebe handeln, welches über Eck den Anschlussträger an einem vorderen Ende der Fahrgastzelle, insbesondere einen Querträger, abstützt. Dabei kann eine mittelbare oder unmittelbare Abstützung der Stützstrebe nach hinten an der Speichereinrichtung vorteilhaft sein. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann als Verstärkung eine Aussteifung, insbesondere eine Ausschäumung, innerhalb des Anschlussträgers vorgesehen sein, um ein lokales Kollabieren dieses Trägerteils zu vermeiden.
-
Zur Erfüllung einer weiteren Funktion hat es sich darüber hinaus in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn das jeweilige Halteelement außerdem als Seitenaufprallschutzelement ausgebildet ist.
-
Schließlich hast es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das jeweilige Halteelement als über die zumindest im Wesentlichen gesamte Länge der elektrischen Speichereinrichtung verlaufendes Leistenelement ausgebildet ist. Ein derartiges Leistenelement ist besonders einfach und kostengünstig, beispielsweise als Profil, herzustellen und besonders gut geeignet, die Speichereinrichtung am vorderen Fahrzeugrad abzustützen, falls eine Frontalkollision mit einer geringen Breitenüberdeckung erfolgt.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
-
1 eine ausschnittsweise Unteransicht auf einen elektrisch antreibbaren Personenkraftwagen, bei welchem zwischen jeweiligen, hinter einem jeweils zugeordneten vorderen Fahrzeugrad angeordneten Seitenschwellern wenigstens eine elektrische Speichereinrichtung in Form einer Batterie angeordnet ist, welche über wenigstens ein jeweiliges Halteelement am zugeordneten Seitenschweller gehalten ist, wobei vorliegend ein gezeigtes Halteelement zumindest im Wesentlichen zu einem vorderen Ende des zugeordneten Seitenschwellers verlängert ist und einen Abstützbereich aufweist, an welchem das zugehörige vordere Fahrzeugrad bei einer unfallbedingten Rückbewegung infolge einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung abstützbar ist;
-
2 eine ausschnittsweise und perspektivische Vorderansicht auf die Anordnung der elektrischen Speichereinrichtung in Form der Batterie zwischen den jeweiligen Seitenschwellern;
-
3 eine Seitenansicht auf den Personenkraftwagen gemäß 1, wobei unterhalb des Seitenschwellers das bis zu dessen vorderen Ende verlängerte Halteelement der Schutzeinrichtung erkennbar ist; und in den
-
4a, 4b jeweils eine ausschnittsweise Unteransicht des Personenkraftwagens analog zu 1, wobei 4a die Schutzeinrichtung vor und 4b die Schutzeinrichtung nach einer unfallbedingten Rückbewegung des vorderen Fahrzeugrades infolge einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung zeigt.
-
In 1 ist in einer ausschnittsweisen Unteransicht ein elektrisch antreibbarer Personenkraftwagen – beispielsweise ein Elektro- oder Hybridfahrzeug – dargestellt, der im Weiteren in 2 ausschnittsweise in einer Perspektivansicht von schräg unten und in 3 in einer Seitenansicht dargestellt ist. Insbesondere aus 3 wird dabei erkennbar, dass es sich vorliegend um einen Kleinwagen in Einvolumenform handelt, welcher lediglich eine Fahrzeugsitzreihe aufweist. Die vorliegende Schutzeinrichtung ist jedoch auch bei anderen Bauarten einsetzbar.
-
Unterhalb einer Fahrgastzelle 10 sind vorliegend jeweilige Seitenschweller 12 erkennbar, welche jeweils zugeordnete Seitenwände 14 des Kraftwagens nach unten hin begrenzen. Die Seitenschweller 12 erstrecken sich dabei zwischen jeweils zugeordneten vorderen Fahrzeugrädern 16 bzw. hinteren Fahrzeugrädern 18. Insbesondere aus 1 ist erkennbar, dass innseitig des jeweiligen vorderen Fahrzeugrads 16 ein jeweiliger Längsträger 20 einer Hauptlängsträgerebene verläuft, welcher über einen jeweils zugeordneten Anschlussträger 22 in den jeweils zugehörigen Seitenschweller 12 übergeht bzw. mit diesen verbunden ist. Unterseitig der Längsträger 20 ist ein Achsträger 24 der Vorderachse sowie ein jeweiliger Querlenker 26 erkennbar, über welche die zugehörigen vorderen Fahrzeugräder 16 abgestützt sind.
-
In Zusammenschau der 1 und 2 ist weiterhin erkennbar, dass unterhalt eines Fahrzeugbodens 28 eine elektrische Speichereinrichtung 30 in Form einer mit einem Gehäuse versehenen Batterie vorgesehen ist, welche sich über vorliegend die gesamte Breite des Fahrzeugs zwischen den beiden Seitenschwellern 12 erstreckt. Nach unten hin schließt die Speichereinrichtung 30 dabei etwa auf Höhe des unteren Endes des jeweiligen Seitenschwellers 12 ab. Zur Halterung der elektrischen Speichereinrichtung 30 an der Rohbaustruktur des Personenkraftwagens dienen zwei jeweilige Halteelemente 32, wobei in den 1 und 2 lediglich ein Halteelement 32, nämlich das dem – in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet – linken Seitenschweller 12 zugeordnete Bauteil gezeigt ist. Dieses Halteelement 32 ist vorliegend als Leistenelement beispielsweise aus einem Strangpressprofil oder dergleichen gestaltet, welches sich über die gesamte Länge der elektrischen Speichereinrichtung 30 erstreckt und unterseitig des korrespondierenden Seitenschwellers 12 festgelegt ist. Das Haltelement 32 dient dabei im vorliegenden Fall nicht nur zur Festlegung der Speichereinrichtung 30 unterseitig des Personenkraftwagens bzw. am jeweils zugehörigen Seitenschweller 12, sondern auch als jeweiliges Seitenaufprallschutzelement, um beispielsweise bei einem so genannten Pfahlanprall als Sicherung zu dienen.
-
Die Besonderheit des jeweiligen Halteelements 32, von welchen vorliegend lediglich eines der beiden Bauteile dargestellt ist, liegt nun darin, dass sich dieses zumindest im Wesentlichen bis zu einem vorderen Ende 34 des Seitenschwellers 12, welches im Nahbereich hinter dem jeweils zugehörigen vorderen Fahrzeugrad 16 angeordnet ist, erstreckt. Mit anderen Worten ist das jeweilige Halteelement 32 nicht nur über die gesamte Länge der elektrischen Speichereinrichtung 30 vorgesehen, sondern darüber hinaus bis zum vorderen Ende 34 des jeweiligen Seitenschwellers 12 verlängert. Das jeweilige Halteelement 32 weist dabei einen Abstützbereich 36 auf, an welchem das zugeordnete vordere Fahrzeugrades 16 bei einer unfallbedingten Rückbewegung infolge einer Frontalkollision mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung abstützbar ist.
-
Derartige Frontalkollisionen mit einem Hindernis mit geringer Breitenüberdeckung, welche üblicherweise auch als Offset-Crash bezeichnet werden, werfen die Problematik auf, dass das Hindernis bzw. der Unfallpartner derart im Bereich der vorderen Knautschzone auf den Personenkraftwagen auftrifft, das zwar das jeweilige vordere Fahrzeugrad 16 zurückverschoben wird, nicht jedoch der innenseitig des jeweiligen Fahrzeugrads 16 angeordnete Längsträger 20 zur Absorption von Aufprallenergie beaufschlagt wird. Demzufolge wird das jeweilig getroffene vordere Fahrzeugrad 16 mit äußerst großer Wucht in Richtung der Fahrgastzelle 10 beschleunigt, was gegebenenfalls – ohne vorkehrende Maßnahmen – zu erheblichen Intrusionen in die Fahrgastzelle 10 oder zu einer Überlastung der Rohbaustruktur rund um das Fahrzeugrad 16 führen kann. Da im vorliegenden Fall außerdem die elektrische Speichereinrichtung 30 vorgesehen ist, ist die Schutzeinrichtung mit den beiden Halteelementen 32 von erheblicher Bedeutung.
-
Diese Schutzeinrichtung bzw. das jeweilige Halteelement 32 sorgt nämlich dafür, dass sich das jeweils vordere Fahrzeugrad 16, welches unfallbedingt nach hinten verschoben wird, zusätzlich am entsprechenden Halteelement 32 abstützen kann. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass im vorliegenden Fall die elektrische Speichereinrichtung 30 unter Vermittlung des entsprechenden Halteelements 32 direkt am rückverlagerten vorderen Fahrzeugrad 16 abgestützt werden kann. Hierdurch wird die Karosseriestruktur erheblich entlastet, weil dadurch die durch die Masse der Speichereinrichtung 30 erzeugte Kraft nicht mehr auf die Rohbaustruktur wirkt, sondern vielmehr über das verlängerte Halteelement 32 direkt am vorderen Fahrzeugrad 16 abgestützt wird. Diese Kraft kann auch zum gezielten Deformieren des vorderen Fahrzeugrads 16 und zur Beeinflussung der Radkinematik genutzt werden.
-
Wie insbesondere aus 1 erkennbar ist, weist das jeweilige Halteelement 32 im Abstützbereich 36 eine Abweisschräge 38 auf, welche sich von vorne innen nach hinten außen erstreckt. Hierdurch kann die Radkinematik zudem beeinflusst werden, wenn das vordere Fahrzeugrad 16 auf das Halteelement 32 auftrifft.
-
Anhand der 4a und 4b ist die Stützeinrichtung mit dem jeweiligen Halteelement 32 in einer jeweiligen ausschnittsweisen Unteransicht analog zu 1 erkennbar, wobei 4a die Schutzeinrichtung vor und 4b die Schutzeinrichtung nach einer unfallbedingten Rückverlagerung des vorliegend – in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet – linken vorderen Fahrzeugrads 16 zeigt. Aus 4a ist dabei insbesondere erkennbar, dass das Halteelement 32 gegenüber dem zugehörigen vorderen Ende des Seitenschwellers 12 übersteht bzw. auf dessen Höhe endet. Im Bereich des vorderen Endes 34 des zugehörigen Seitenschwellers 12 schließt auch der zugehörige Längsträger 20 unter Vermittlung des Anschlussträgers 22 innenseitig an den Seitenschweller 12 an.
-
Als zusätzliche Maßnahme zur Aussteifung der Rohbaustruktur ist vorliegend eine Verstärkung 40 des Anschlussträgers 22 vorgesehen. Konkret handelt es sich vorliegend bei der Verstärkung einerseits um ein Stützelement 42 in Form eines Schottblechs, mittels welchem der Anschlussträger 22 über Eck an einem vorderen Ende der Fahrgastzelle insbesondere einem Querträger 44, abgestützt ist. Dabei kann zudem eine mittelbare oder unmittelbare Abstützung an der Speichereinrichtung 30 vorgesehen sein.
-
Neben dem Stützelement 42 ist als weitere Verstärkung 40 vorliegende eine Aussteifung in Form einer Ausschäumung 46 innerhalb des Anschlussträgers 22 vorgesehen, um diesen entsprechend gegen einen Aufprall des vorderen Fahrzeugrads 16 zu verstärken.
-
Wie er aus 4b erkennbar ist, wird durch das Halteelement 32 die gestrichelt angedeutete Radkinematik des vorderen Fahrzeugrads 16 entsprechend beeinflusst, sodass das vordere Fahrzeugrad 16 beispielsweise mit seinem vorderen Ende aus dem Radhaus herausgewiesen wird, um hierdurch eine Verblockung zu vermeiden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102010050826 A1 [0003]
