DE102019006731A1 - Stem body structure of a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird eine Vorbaukarosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs (4), mit einer Anordnung von Streben (28, 30, 36, 38, 40, 42, 44, 46) zur Versteifung eines Vorbaus (2) des Kraftfahrzeugs (4) sowie zur Energieabsorption im Falle eines Frontalzusammenstoßes, wobei Crashstreben (28, 30, 36, 38) vorgesehen sind, die auf einer linken Seite und einer rechten Seite im Vorbau (2) im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (x) angeordnet sind, wobei sich die Crashstreben (28, 30, 36, 38) von einem vorderen Endbereich des Vorbaus (2) über je einen Federbeindom (18, 20) zu einer Stirnwand (8) erstrecken und dort festgelegt sind, wobei die Crashstreben (28, 30, 36, 38) wenigstens eine Sollbruchstelle (32, 34) aufweisen, wobei weiterhin Versteifungsstreben (40, 42, 44, 46) vorgesehen sind, die schräg zur Fahrzeuglängsrichtung (x) verlaufen, wobei die Versteifungsstreben (40, 42, 44, 46) einerseits an der Stirnwand (8) und andererseits an je einem Federbeindom (18, 20) festgelegt sind.Beschrieben wird des Weiteren ein Kraftfahrzeug (4).A stem structure of a motor vehicle (4) is described, with an arrangement of struts (28, 30, 36, 38, 40, 42, 44, 46) for stiffening a stem (2) of the motor vehicle (4) and for energy absorption in the case of a Head-on collision, whereby crash struts (28, 30, 36, 38) are provided, which are arranged on a left side and a right side in the stem (2) essentially in the vehicle longitudinal direction (x), the crash struts (28, 30, 36 , 38) extend from a front end region of the stem (2) via a spring strut dome (18, 20) to an end wall (8) and are fixed there, the crash struts (28, 30, 36, 38) having at least one predetermined breaking point (32 , 34), stiffening struts (40, 42, 44, 46) are also provided, which run obliquely to the vehicle longitudinal direction (x), the stiffening struts (40, 42, 44, 46) on the one hand on the end wall (8) and on the other are fixed to each strut tower (18, 20) also becomes a motor vehicle (4).
Description
Beschrieben werden eine Vorbaukarosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges sowie ein Kraftfahrzeug.A front-end body structure of a motor vehicle and a motor vehicle are described.
Vorbaukarosseriestrukturen von Kraftfahrzeugen sowie Kraftfahrzeuge sind im Stand der Technik bekannt.Front-end body structures of motor vehicles and motor vehicles are known in the prior art.
Kraftfahrzeuge werden hinsichtlich des Komforts und der Sicherheit immer weiter optimiert. Insbesondere die gebotene aktive wie passive Sicherheit eines Kraftfahrzeuges ist sehr wichtig. Eine der am häufigsten vorkommenden Unfallsituationen ist ein Frontalzusammenstoß zweier Kraftfahrzeuge, weswegen Vorbauten von Kraftfahrzeugen - der Bereich vor einer Fahrgastzelle, an dem üblicherweise eine Vorderachse aufgehängt ist - so ausgelegt werden, dass sie möglichst viel der beim Unfall abzubauenden kinetischen Energie in Deformationsarbeit umwandeln. Dazu ist es bekannt, sogenannte Crashstreben vorzusehen, die die freiwerdende Energie absorbieren und damit die Integrität der Fahrgastzelle und in der Folge die darin befindlichen Insassen schützen.Motor vehicles are continually being optimized in terms of comfort and safety. In particular, the active and passive safety of a motor vehicle is very important. One of the most common accident situations is a head-on collision between two motor vehicles, which is why the front end of a motor vehicle - the area in front of a passenger compartment on which a front axle is usually suspended - is designed in such a way that it converts as much of the kinetic energy to be reduced in the accident as deformation work. For this purpose, it is known to provide so-called crash struts which absorb the energy released and thus protect the integrity of the passenger compartment and, consequently, the occupants located therein.
Es ist bekannt, einen sogenannten unteren Crashlastpfad mithilfe von Längsträgern vorzusehen, die sich in Fahrzeuglängsrichtung zur Fahrzeugfront erstrecken und dort meist mit einem Querträger verbunden sind. Im oberen Bereich des Vorderbaus ist es notwendig, eine weitere energieabsorbierende Struktur vorzusehen.It is known to provide a so-called lower crash load path with the help of longitudinal beams, which extend in the longitudinal direction of the vehicle to the front of the vehicle and are usually connected there to a cross member. In the upper area of the front building, it is necessary to provide a further energy-absorbing structure.
Zur Erhöhung der aktiven Fahrsicherheit und Verbesserung des Geräuschverhaltens (NVH-Verhalten), das durch Luft- und Körperschall hervorgerufen wird, ist es des Weiteren bekannt, im Vorbau Streben vorzusehen, die den Vorbau versteifen und somit zur Reduktion von geräuschverursachenden Vibrationen beitragen.To increase active driving safety and improve noise behavior (NVH behavior) caused by airborne and structure-borne noise, it is also known to provide struts in the stem that stiffen the stem and thus contribute to reducing noise-causing vibrations.
Im oberen Bereich sind kombinierte Strukturen bekannt, die gleichzeitig Crashstrebe und Versteifungsstrebe darstellen.Combined structures are known in the upper region, which simultaneously represent crash struts and stiffening struts.
Aus der
Nachteilig an den bekannten kombinierten Strukturen ist, dass die Anforderungen für Crashfälle und für eine Optimierung des NVH-Verhaltens nur teilweise überlappen. Bekannte Strukturen sind daher weder für den Crashfall noch für das NVH-Verhalten optimal ausgelegt, sodass sie entsprechend überdimensioniert werden müssen. Dies erhöht Gewicht und Platzbedarf.A disadvantage of the known combined structures is that the requirements for crashes and for optimizing the NVH behavior only partially overlap. Known structures are therefore not optimally designed for either a crash or NVH behavior, so that they have to be oversized accordingly. This increases weight and space requirements.
Somit stellt sich die Aufgabe, aus dem Stand der Technik bekannte Vorbaukarosseriestrukturen von Kraftfahrzeugen sowie Kraftfahrzeuge dahingehend weiterzubilden, dass ein optimiertes Crashverhalten mit einem optimierten Geräuschverhalten bei geringem Gewicht und Platzoptimierung kombiniert werden kann.Thus, the task arises to further develop stem body structures of motor vehicles and motor vehicles known from the prior art in such a way that an optimized crash behavior can be combined with an optimized noise behavior with low weight and space optimization.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorbaukarosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges gemäß Anspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10. Weiterführende Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is achieved by a front-end body structure of a motor vehicle according to claim 1 and a motor vehicle according to the
Beschrieben wird eine Vorbaukarosseriestruktur eines Kraftfahrzeugs, mit einer Anordnung von Streben zur Versteifung des Vorbaus des Kraftfahrzeugs sowie zur Energieabsorption im Falle eines Frontalzusammenstoßes, wobei Crashstreben vorgesehen sind, die auf einer linken und einer rechten Seite im Vorbau im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind, wobei sich die Crashstreben von einem vorderen Endbereich des Vorbaus über je einen Federbeindom zu einer Stirnwand erstrecken und dort festgelegt sind, wobei die Crashstreben wenigstens eine Sollbruchstelle aufweisen, wobei weiterhin Versteifungsstreben vorgesehen sind, die schräg zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, wobei die Versteifungsstreben einerseits an der Stirnwand und andererseits an je einem Federbeindom oder an den Crashstreben festgelegt sind.A stem body structure of a motor vehicle is described, with an arrangement of struts for stiffening the stem of the motor vehicle and for energy absorption in the event of a frontal collision, crash struts being provided which are arranged on a left and a right side in the stem essentially in the longitudinal direction of the vehicle the crash struts extend from a front end region of the stem to a front wall and are fixed there, wherein the crash struts have at least one predetermined breaking point, stiffening struts are also provided which run obliquely to the vehicle longitudinal direction, the stiffening struts on the one hand on the front wall and on the other hand are fixed to a strut tower or to the crash struts.
Dadurch, dass zur Versteifung und zur Energieabsorption jeweils separate Streben verwendet werden, können die jeweiligen Streben optimal dimensioniert werden, was den Materialeinsatz und Bauraum sowie die Wirksamkeit optimiert. Die Crashstreben sind optimal für Frontalzusammenstöße des Kraftfahrzeugs mit einem anderen Objekt ausgerichtet und können im Falle eines Frontalzusammenstoßes ein Maximum an Energie aufnehmen und sich verformen.Because separate struts are used for stiffening and energy absorption, the respective struts can be optimally dimensioned, which optimizes the use of material and installation space as well as the effectiveness. The crash struts are optimally aligned for head-on collisions of the motor vehicle with another object and can absorb a maximum of energy and deform in the event of a head-on collision.
Dadurch, dass die Crashstreben wenigstens eine Sollbruchstelle aufweisen, kann erreicht werden, dass die Crashstreben kontrolliert und definiert nachgeben, wodurch die Energieaufnahme optimiert wird. The fact that the crash struts have at least one predetermined breaking point means that the crash struts yield in a controlled and defined manner, as a result of which the energy consumption is optimized.
Die Stirnwand trennt Vorbau und Fahrgastzelle. Die Stirnwand kann eine oder mehrere Querstreben zur Versteifung aufweisen. Crashstreben und/oder Versteifungsstreben können in einer weiterführenden Ausführungsform an einer solchen Querstrebe festgelegt sein.The front wall separates the stem and the passenger compartment. The end wall can have one or more cross struts for stiffening. In a further embodiment, crash struts and / or stiffening struts can be attached to such a cross strut.
In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Crashstreben sich in einem Winkel von ± 45°, insbesondere ± 15°, zur Fahrzeuglängsrichtung erstrecken.In a first further embodiment it can be provided that the crash struts extend at an angle of ± 45 °, in particular ± 15 °, to the longitudinal direction of the vehicle.
Hierdurch wird ein auf das jeweilige Kraftfahrzeug hin optimiertes Platz- und sicherheitoptimiertes Anordnen der Crashstreben ermöglicht.This enables a space and safety-optimized arrangement of the crash struts that is optimized for the respective motor vehicle.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Sollbruchstellen je im Bereich von 25 bis 75 % der Gesamtlänge der Crashstreben angeordnet sind.In a further development, it can be provided that the predetermined breaking points are each arranged in the range from 25 to 75% of the total length of the crash struts.
Es hat sich herausgestellt, dass in diesem Bereich eine Sollbruchstelle die bestmögliche Wirkung entfalten kann.It has been found that a predetermined breaking point can have the best possible effect in this area.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Sollbruchstellen je durch eine Querschnittsänderung der Crashstreben bestimmt sind.In a further development, it can be provided that the predetermined breaking points are each determined by a change in cross-section of the crash struts.
Die Sollbruchstelle kann beispielsweise durch eine Einschnürung während der Herstellung der Crashstreben vorgesehen werden. Die Einschnürung kann beispielsweise während eines Urform- oder Umformprozesses eingebracht werden. Hierdurch kann die Lage der Sollbruchstelle genau definiert werden.The predetermined breaking point can be provided, for example, by a constriction during the manufacture of the crash struts. The constriction can be introduced, for example, during a master shaping or forming process. In this way, the position of the predetermined breaking point can be precisely defined.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Crashstreben jeweils zweiteilig ausgebildet sind, wobei jeweils eine vordere Strebe vorgesehen ist, die sich jeweils vom vordere Ende des Vorbaus zum Federbeindom erstreckt, wobei jeweils eine hintere Strebe sich vom Federbeindom zur Stirnwand erstreckt.In a further development, it can be provided that the crash struts are each formed in two parts, a front strut being provided in each case, which extends from the front end of the stem to the strut dome, with a rear strut extending from the strut dome to the front wall.
Der Federbeindom kann dabei strukturell versteifend eingebunden werden, was sowohl die Steifigkeit der Federbeindomaufhängung optimiert als auch den Platzbedarf der Crashstreben reduziert.The strut dome can be structurally stiffened, which optimizes the stiffness of the strut dome suspension and reduces the space required for the crash struts.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Sollbruchstelle jeweils in der vorderen Strebe vorgesehen ist.In a further development, it can be provided that the predetermined breaking point is provided in the front strut.
Hierdurch wird die Energie zunächst vor dem Federbeindom absorbiert, wodurch der Bereich hinter dem Federbeindom erst bei höheren Aufprallenergien deformierend zum Einsatz kommt.As a result, the energy is initially absorbed in front of the strut dome, so that the area behind the strut dome is only used in a deforming manner at higher impact energies.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Crashstreben für einen oberen Crashlastpfad vorgesehen sind.In a further development, it can be provided that the crash struts are provided for an upper crash load path.
Für einen unteren Crashlastpfad können dann wie herkömmlich bekannte Längsstreben zum Einsatz kommen.A conventional crash strut can then be used for a lower crash load path.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass pro Federbeindom zwei Versteifungsstreben vorgesehen sind, die sich überkreuzen.In a further development, it can be provided that two stiffening struts are provided per suspension strut dome, which cross each other.
Hierdurch kann das Karosseriegefüge im Vorderbau für unterschiedliche Belastungen und Vibrationen optimal versteift werden.As a result, the body structure in the front section can be optimally stiffened for different loads and vibrations.
In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Crashstreben und/oder die Versteifungsstreben aus Stahl, Aluminium, GFK und/oder aus CFK bestehen.In a further development, it can be provided that the crash struts and / or the stiffening struts consist of steel, aluminum, GRP and / or CFRP.
Entsprechende Materialien erlauben die Herstellung von leichten und steifen Streben. Auch Sandwichkonstruktionen sind denkbar.Appropriate materials allow the production of light and stiff struts. Sandwich constructions are also conceivable.
Ein erster unabhängiger Gegenstand betrifft ein Kraftfahrzeug mit eine Vorbaukarosseriestruktur der zuvor beschriebenen Art.A first independent object relates to a motor vehicle with a front-end body structure of the type described above.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details result from the following description, in which - if necessary with reference to the drawing - at least one exemplary embodiment is described in detail. Identical, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference symbols.
Es zeigen schematisch:
-
1 eine Draufsicht auf einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs.
-
1 a plan view of a stem of a motor vehicle.
In dem Vorbau
Der Vorbau
Der Vorbau
Querstrebe
An den Seitenwänden
Auf die Federbeindome
Ein unterer Crashlastpfad wird durch (gestrichelt dargestellt) untere auf einer linken Seite und einer rechten Seite angeordnete Längsstreben
Für einen oberen Crashlastpfad sind vordere Crashstreben
Die vorderen Crashstreben
Jeweils zwischen den Federbeinen
In einem Winkel von jeweils ca. 45° relativ zur Kraftfahrzeuglängsrichtung
Die Versteifungsstrebe an
In alternativen Ausführungsformen können die Versteifungsstreben
Sämtliche Streben
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been illustrated and explained in more detail by means of preferred exemplary embodiments, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention. It is therefore clear that there are a variety of possible variations. It is also clear that exemplary embodiments are only examples that are not to be interpreted in any way as a limitation of the scope, the possible applications or the configuration of the invention. Rather, the preceding description and the description of the figures enable the person skilled in the art to specifically implement the exemplary embodiments, the person skilled in the art being able to make various changes in knowledge of the disclosed inventive concept, for example with regard to the function or the arrangement of individual elements mentioned in an exemplary embodiment, without departing from the scope defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanation in the description.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102011102434 A1 [0007]DE 102011102434 A1 [0007]
Claims (10)
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DE102019006731.2A DE102019006731A1 (en) | 2019-09-26 | 2019-09-26 | Stem body structure of a motor vehicle and motor vehicle |
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DE (1) | DE102019006731A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4049918A1 (en) * | 2021-02-26 | 2022-08-31 | Mazda Motor Corporation | Front body structure of vehicle |
DE102022004641A1 (en) | 2022-12-12 | 2023-02-16 | Mercedes-Benz Group AG | Crossbeam for a bulkhead of a vehicle and vehicle, delimiting a passenger cell in the direction of travel |
DE102022004666A1 (en) | 2022-12-12 | 2023-03-02 | Mercedes-Benz Group AG | Connection arrangement in a front section of a vehicle body |
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2019
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Cited By (3)
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