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Die Erfindung betrifft einen Frontendträger für einen Personenkraftwagen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein solcher Frontendträger ist beispielsweise aus der
DE 10 2010 054 917 A1 bekannt und weist ein Querträgerelement und wenigstens zwei seitliche Strebenelemente auf, welche über das Querträgerelement miteinander verbunden sind und sich in Fahrzeughochrichtung nach unten von dem Querträgerelement weg erstrecken. Über die Strebenelemente ist der Frontendträger an einer unteren Längsträgerebene des Personenkraftwagens abstützbar. Mit anderen Worten verlaufen unter dem Frontendträger seitliche Längsträger einer sich darunter erstreckenden Längsträgerebene, an denen der Frontendträger über die Strebenelemente abgestützt ist. Oberhalb der unteren Längsträgerebene erstrecken sich weitere seitliche Längsträger einer oberen Längsträgerebene auf Höhe jeweiliger Kotflügelbänke.
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Ferner offenbart die
DE 10 2013 012 875 A1 eine Knautschzone eines Kraftwagens, mit jeweiligen Längsträgern einer ersten Längsträgerebene und wenigstens einer weiteren Längsträgerebene, an welchen jeweilige Energieabsorptionselemente abgestützt sind. Dabei ist es vorgesehen, dass an den einander seitlich zugeordneten Längsträgern ein jeweiliges Energieabsorptionselement zumindest mittelbar abgestützt ist, welches sich über die zumindest zwei Längsträgerebenen erstreckt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Frontendträger der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem sich ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Frontendträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindungen sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um einen Frontendträger der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem sich insbesondere im Falle einer Frontalkollision ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in wenigstens eines der Strebenelemente ein Energieabsorptionselement integriert ist. Durch diese Integration eines Energieabsorptionselements kann oberhalb der unteren Längsträgerebene ein zusätzlicher oberer Lastpfad geschaffen werden, über welchen bei einer Frontalkollision eine frühzeitige, großflächige sowie insbesondere zumindest im Wesentlichen homogene Aufnahme von Unfallenergie realisierbar ist. Somit wird durch die Integration des jeweiligen Energieabsorptionselements in das wenigstens eine zugeordnete Strebenelement das Energieabsorptionselement besonders frühzeitig mit Unfallenergie beaufschlagt und kann somit besonders frühzeitig Unfallenergie aufnehmen. Kommt es beispielsweise zu einer Frontalkollision mit einer geringen Geschwindigkeit, einem sogenannten Reparaturcrash, der durch Austausch entsprechender Bauteile behebbar ist, so werden das wenigstens eine Strebenelement und somit auch das in das wenigstens eine Strebenelement integrierte Energieabsorptionselement besonders frühzeitig unter Energieverzehrung aktiviert, so dass in der Folge demgegenüber hintere, steifere Bereiche des Personenkraftwagens nicht beschädigt werden. Somit lässt sich beispielsweise durch einfachen und kostengünstigen Austausch entsprechender Bauteile des Frontendträgers der Personenkraftwagen reparieren, ohne dass große und kostenaufwendige strukturelle Schäden entstanden sind.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind das wenigstens eine Strebenelement und das Energieabsorptionselement durch ein gemeinsames Gussteil, insbesondere Spritzgussteil, gebildet. Dabei kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Strebenelement und das Energieabsorptionselement durch ein gemeinsames Kunststoffteil gebildet sind. Bei der Ausführung als Spritzgussteil ist es möglich, zusätzliche Energieabsorptionselemente auf kostengünstige Weise zu integrieren.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das wenigstens eine Strebenelement und das Energieabsorptionselement durch Gießen, insbesondere Spritzgießen und vorzugsweise Kunststoff-Spritzgießen, gebildet sind, so dass das wenigstens eine Strebenelement mit dem Energieabsorptionselement besonders kostengünstig hergestellt werden kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Energieabsorptionselement wenigstens einen sich an das Energieabsorptionselement anschließenden Teilbereich des wenigstens einen Strebenelements in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten überragt. Dadurch kann das Energieabsorptionselement beispielsweise gezielt an wenigstens einem in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Energieabsorptionselement angeordneten Strukturbauteil abgestützt werden, so dass das Energieabsorptionselement gezielt aktiviert und in der Folge unter Energieverzehrung deformiert werden kann.
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Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Energieabsorptionselement einen Abstützbereich aufweist, über welchen das Energieabsorptionselement an wenigstens einem dahinter anordenbaren Strukturbauteil des Personenkraftwagens abstützbar ist. In Folge dieser Abstützung beziehungsweise Abstützbarkeit kann das Energieabsorptionselement gezielt mit Unfallenergie beaufschlagt und unter Energieverzehrung deformiert werden, so dass oberhalb der unteren Längsträger- und somit Lastebene wenigstens ein zusätzlicher Lastpfad gezielt ausgebildet werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht auf einen Frontendträger für einen Personenkraftwagen mit wenigstens einem Querträgerelement und mit wenigstens zwei seitlichen, über das Querträgerelement miteinander verbundenen und sich in Fahrzeughochrichtung nach unten von dem Querträgerelement weg erstreckenden Strebenelementen, über welche der Frontendträger an einer unteren Längsträgerebene des Personenkraftwagens abstützbar ist, wobei 1 zur Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung dient;
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2 eine weitere schematische Seitenansicht auf den Frontendträger gemäß 1, mit einem separat von den Strebenelementen ausgebildeten Energieabsorptionselement, wobei auch 2 zur Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung dient;
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3 eine weitere schematische Seitenansicht auf den Frontendträger, wobei in wenigstens eines der Strebenelemente ein Energieabsorptionselement integriert ist und
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4 ausschnittsweise eine schematische Rückansicht auf den Frontendträger gemäß 3.
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Frontendträger 10 für einen Personenkraftwagen, der in Fahrzeuglängsrichtung vor einer Vorbaustruktur 12 des Personenkraftwagens angeordnet ist. Die Vorbaustruktur 12 umfasst ein Querträgerelement 14 sowie seitliche, hintere Strebenelemente, von denen in 2 ein hinteres Strebenelement 16 erkennbar ist. Die folgenden Ausführungen zum hinteren Strebenelement 16 sind ohne weiteres auf das in 2 nicht erkennbare, rechte hintere Strebenelement übertragbar. Das hintere Strebenelement 16 erstreckt sich in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) nach unten von dem Querträgerelement 14 weg und wird auch als hintere Z-Strebe bezeichnet, die unter anderem rohbaufest montiert sein kann.
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Aus 2 ist besonders gut erkennbar, dass der separat von der Vorbaustruktur 12 ausgebildete und an der Vorbaustruktur befestigbare beziehungsweise befestigte Frontendträger 10 ein Querträgerelement 18 umfasst, welches beispielsweise als Kühlerbrücke ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass im fertig hergestellten Zustand des Personenkraftwagens ein Kühlmodul am Querträgerelement 18 (Kühlerbrücke) befestigt ist. Ferner umfasst der Frontendträger 10 zwei seitliche, vordere Strebenelemente, von denen in 1 und 2 ein linkes vorderes Strebenelement 20 erkennbar ist. Die folgenden Ausführungen zum linken vorderen Strebenelement 20 sind ohne weiteres auch auf das vordere rechte Strebenelement des Frontendträgers 10 übertragbar. Dabei sind die vorderen Strebenelemente des Frontendträgers 10 über das Querträgerelement 18 miteinander verbunden und erstrecken sich in Fahrzeughochrichtung nach unten von dem Querträgerelement 18 weg, sodass die vorderen Strebenelemente des Frontendträgers 10 auch als vordere Z-Streben bezeichnet werden.
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Aus 2 ist auch ein Mittelbereich 22 des Frontendträgers 10 erkennbar, über den beispielsweise ein Fanghaken für eine Fronthaube des Personenkraftwagens befestigt ist. Ferner dient der Mittelbereich 22 zum Halten wenigstens eines Sensors wie beispielsweise eines Abstandssensors des Personenkraftwagens. Schließlich umfasst der Frontendträger 10 eine Strebenanordnung 24 mit in diesem hier dargestellten Ausführungsbeispiel V-förmig zueinander verlaufenden Streben, von denen eine linke Strebe 26 in 2 erkennbar ist. Die jeweiligen Streben der Strebenanordnung 24 erstrecken sich dabei von dem jeweiligen Bereich der vorderen Z-Streben in Richtung des Mittelbereichs 22 und dienen zur Realisierung einer hohen Steifigkeit des Frontendträgers 10, sodass dieser ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten aufweist, was auch als NVH-Verhalten bezeichnet wird (NVH – Noise Vibration Harshness).
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Aus 1 ist erkennbar, dass in Fahrzeughochrichtung unterhalb des Frontendträgers 10 eine untere Längsträgerebene 28 angeordnet ist, in welcher zwei in 1 nicht erkennbare, seitliche Längsträger sowie zugehörige Energieabsorptionselemente 31 angeordnet sind, welche auch als Crashboxen bezeichnet werden. Die Crashboxen (Energieabsorptionselemente 31) der unteren Längsträgerebene 28 sind zumindest mittelbar mit einem sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Biegequerträger 32 eines Stoßfängers des Personenkraftwagens verbunden. Dadurch kann sich beispielsweise bei einer Frontalkollision des Personenkraftwagens ein erster Lastpfad ausbilden, welcher in 1 durch einen Kraftpfeil F1 veranschaulicht ist. Über diesen ersten Lastpfad können unfallbedingte Lasten, das heißt Unfallenergie aufgenommen und absorbiert werden.
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Aus 1 ist erkennbar, dass der Frontendträger 10 über die vorderen Z-Streben an der unteren beziehungsweise darunter angeordneten Längsträgerebene 28 abgestützt ist. Unterhalb der Längsträgerebene 28, welche eine erste Lastebene darstellt, ist eine weitere Längsträgerebene 30 und somit eine weitere Lastebene angeordnet, über welche sich ein zweiter Lastpfad ausbilden kann, welcher in 1 durch einen Kraftpfeil F2 veranschaulicht ist. Auch über die zweite Längsträgerebene 30 können unfallbedingte Lasten aufgenommen und abgestützt werden. Zu solchen unfallbedingten Lasten kommt es beispielsweise bei einer Frontalkollision mit einer geringen Geschwindigkeit, das heißt einem sogenannten Reparaturcrash, dessen Unfallebene in 1 mit 34 bezeichnet ist.
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Zur Realisierung einer dritten Lastebene 36 kommen am Frontendträger 10 gemäß 1 und 2 seitliche Energieabsorptionselemente zum Einsatz, von denen in 1 und 2 ein mit 38 bezeichnetes, linkes Energieabsorptionselement erkennbar ist. Die folgenden Ausführungen zum linken Energieabsorptionselement 38 können auch auf das in 1 und 2 nicht erkennbare, rechte Energieabsorptionselement übertragen werden. Über die dritte Lastebene 36 kann sich bei einer Frontalkollision ein dritter Kraftpfad ausbilden, welcher durch einen Kraftpfeil F3 veranschaulicht ist.
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Das Energieabsorptionselement 38 wird auch als Deformationselement oder Crashabsorber bezeichnet, da es bei einer Frontalkollision mit Unfallenergie beaufschlagt und dadurch unter Energieverzehrung verformt wird. Gemäß 1 und 2 ist das jeweilige Energieabsorptionselement der dritten Lastebene 36 separat von den vorderen Z-Streben (Strebenelement 20) ausgebildet und mit diesen verbunden. Dabei ist das Energieabsorptionselement 38 beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff und vorliegend als Strangpressprofil ausgebildet. Durch diese separate Ausgestaltung des Energieabsorptionselements 38 vom korrespondierenden, vorderen Strebenelement 20 wird das Energieabsorptionselement 38 jedoch nur sehr spät bei einer Frontalkollision mit Unfallenergie beaufschlagt und aktiviert.
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3 und 4 zeigen nun den Frontendträger 10, mittels welchem sich ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten insbesondere bei einer Frontalkollision realisieren lässt. Bei 3 und 4 ist in das Strebenelement 20, das heißt in die jeweilige vordere Z-Strebe, ein Energieabsorptionselement 40 integriert. Dies bedeutet, dass das Strebenelement 20 und das Energieabsorptionselement 40 durch ein gemeinsames Bauteil, beispielsweise ein gemeinsames Spritzgussteil oder Gussteil, gebildet sind. Dadurch lässt sich eine besonders großflächige und frühzeitige Energieaufnahme bei einer Frontalkollision realisieren. Mit anderen Worten kann das Energieabsorptionselement 40 bei einer Frontalkollision besonders frühzeitig Unfallenergie aufnehmen und insbesondere durch Verformung absorbieren.
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Unter der Integration des Energieabsorptionselements 40 und das Strebenelement 20 ist zu verstehen, dass das Strebenelement 20 (vordere Z-Strebe) und das Energieabsorptionselement 40 (Crashabsorber) zu einem gemeinsamen Teil verbunden, das heißt insbesondere einstückig miteinander ausgebildet sind. Hierdurch kann zusätzlich zu den Längsträgerebenen 28 und 30 ein zusätzlicher, oberer Lastpfad geschaffen werden, über welchen besonders frühzeitig und großflächig sowie insbesondere zumindest im Wesentlichen homogen Unfallenergie aufgenommen werden kann. Insbesondere ist es möglich, das vordere Strebenelement 20 für eine besonders für Aktivierung des Energieabsorptionselements 31 zu nutzen, sodass insgesamt über die Längsträgerebene 28 und 30 und die Lastebene 36 eine großflächige Energieaufnahme darstellbar ist.
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Aus 4 ist besonders gut erkennbar, dass sich eine besonders große Höhe h und eine besonders große Breite b des Energieabsorptionselements 40 realisieren lassen, sodass mittels des Energieabsorptionselements 40 besonders gut Unfallenergie aufgenommen und in Verformungsenergie umgewandelt werden kann. Zur Realisierung einer besonders einfachen und kostengünstigen Herstellung ist es beispielsweise vorgesehen, dass das Strebenelement und das Energieabsorptionselement 40 durch Gießen, insbesondere Spritzgießen und vorzugsweise Kunststoff-Spritzgießen, gebildet sind.
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Aus 3 ist besonders gut erkennbar, dass das Energieabsorptionselement 40 wenigstens einen sich an das Energieabsorptionselement 40 anschließenden Teilbereich 42 des Strebenelements 20 in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten überragt und dabei einen Abstützbereich 44 aufweist, über welchen das Energieabsorptionselement 40 an dem dahinter angeordneten Strebenelement 16 abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Dadurch kann das Energieabsorptionselement 40 bei einer Frontalkollision gezielt und unter Energieverzehrung deformiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010054917 A1 [0002]
- DE 102013012875 A1 [0003]
