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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorderwagenstruktur für ein Fahrzeug.
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Eine solche weist einen Türeinstieg auf. Der Türeinstieg befindet sich im Seitenbereich des Fahrzeugs und ermöglicht dem Fahrer, Beifahrer und/oder weiteren Fahrzeuginsassen ein Ein- und Aussteigen.
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Ein für einen Kollisions- bzw. Crashfall optimierter Lastpfad der Vorderwagenstruktur verläuft über einen zu einem Radhaus eines Vorderrads verbundenen Stützträger und einen Schweller des Fahrzeugs, die ein Widerlager bilden. Dabei ist ein möglichst flacher Einlauf der Last in den Schweller über den Stützträger vorteilhaft, um eine homogene Lasteinleitung in den Schweller und eine Abstützfunktion bei einem Vorderwagenaufsteigen zu erzielen.
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An einen Teil dieses Widerlagers, genauer gesagt in dem Bereich, in dem der Stützträger mit dem Schweller verbunden ist, grenzt in Fahrzeuglängsrichtung hinten der Türeinstieg. Der Türeinstieg weist in diesem Bereich einen Verbindungsabschnitt auf, der einen Einstiegs- bzw. Türflansch und eine A-Säule des Fahrzeugs verbindet.
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Herkömmlich verläuft die A-Säule oberhalb des Verbindungsabschnitts parallel zur Fahrzeughöhenrichtung und der Türflansch verläuft in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Verbindungsabschnitt parallel zur Fahrzeuglängsrichtung. Herkömmlich ist der Verbindungsabschnitt, d.h. der in Fahrzeughöhenrichtung unten und in Fahrzeuglängsrichtung vorn angeordnete Teil des Einstiegsbereichs der vorderen Tür des Fahrzeugs, mit einer Rundung ausgebildet.
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Durch den flachen Einlauf der Last über den Stützträger in den Schweller wird jedoch ein zur Verfügung stehender Raum im Einstiegsbereich in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten verkleinert.
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Um eine Einstiegsergonomie zu verbessern sollte die Rundung des Türflansches in Fahrzeuglängsrichtung jedoch soweit wie möglich in Fahrzeuglängsrichtung vorne angeordnet sein. Eine Vorverlagerung der Rundung führt aber zu einem steileren Verlauf des Stützträgers und damit zu einer verschlechterten Lasteinleitung in den Schweller.
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Dieses Problem verschärft sich bei einem Fahrzeug mit einem alternativem Antriebskonzept (z.B. einem Elektromotor). Durch einen Entfall eines vergleichsweise großen Verbrennungsmotors und dessen benötigte Mechanik kann sich eine Fahrgastzelle bei einem Fahrzeug mit Elektromotor in Fahrzeuglängsrichtung weiter nach vorne erstrecken.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher unter anderem diesen Nachteil aus dem Stand der Technik zu überwinden, d.h. eine verbesserte Einstiegsergonomie bei guten Crasheigenschaften der A-Säule bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Danach wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorderwagenstruktur für ein Fahrzeug. Die Vorderwagenstruktur weist ein Radhaus, einen Schweller, einen zu dem Radhaus und dem Schweller verbundenen, schräg verlaufenden Stützträger, eine A-Säule, einen Türflansch, und einen die A-Säule mit dem Türflansch verbindenden Verbindungsabschnitt auf. Der Verbindungsabschnitt verläuft zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zum Stützträger.
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Das Fahrzeug kann ein Personenkraftwagen sein. Das Fahrzeug kann einen Elektromotor aufweisen.
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Die Vorderwagenstruktur kann der Teil des Fahrzeugs sein, der in Fahrzeuglängsrichtung vor (der A-Säule und) einer B-Säule angeordnet ist. Die Vorderwagenstruktur kann neben den oben beschriebenen Bauteilen Räder, eine Motorhaube, eine Frontscheibe, eine Radaufhängung usw. aufweisen.
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Das Radhaus kann der Teil der Vorderwagenstruktur sein, der in Fahrzeughöhenrichtung oberhalb eines vorderen Rads des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Der Schweller kann ein Bereich einer (selbsttragenden) Karosserie eines Fahrzeugs sein. Der Schweller kann längs unterhalb eines Türeinstieges, insbesondere des Türflansches, in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Radkästen bzw. Radhäusern angeordnet sein. Der Türflansch kann auch als unterer Teil des Türeinstiegs bezeichnet werden.
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Der Stützträger kann so angeordnet sein, dass er mit dem im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Schweller einen stumpfen Winkel so einschließt, dass er sich ausgehend vom Schweller in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne und in Fahrzeughöhenrichtung nach oben erstreckt.
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Die A-Säule kann die in Fahrzeuglängsrichtung vorderste tragende Fahrzeugsäule sein, die einen Dachbereich des Fahrzeugs mit einem Karosserieunterbau des Fahrzeugs, insbesondere dem Schweller, verbindet.
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Der Verbindungsabschnitt kann der in Fahrzeughöhenrichtung unten und in Fahrzeuglängsrichtung vorn angeordnete Teil des Einstiegsbereichs der vorderen Tür des Fahrzeugs sein.
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Bei einer Kollision, insbesondere einem Frontalcrash, kann ein Lastpfad vom dem Radhaus über den Stützträger in den Schweller verlaufen, d.h. von diesen Teilen gebildet werden.
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Durch die oben beschriebene Vorderwagenstruktur kann ein dem Fuß eines Fahrzeuginsassen zumindest teilweise folgender Einstiegsbereich bereitgestellt werden, welcher die Einstiegsergonomie bei Fahrzeugen, insbesondere bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen, verbessert.
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Der Verbindungsabschnitt kann insbesondere eine Länge von mindestens 1 mm aufweisen. Bereits eine solche Länge führt zu einer nennenswerten Verbesserung der Einstiegsergonomie.
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Die Vorderwagenstruktur kann ein unteres Türscharnier aufweisen. Das untere Türscharnier kann in Fahrzeuglängsrichtung auf Höhe des Stützträgers angebracht sein. Das Türscharnier kann ein um eine Achse, insbesondere die parallel zur Fahrzeughöhenrichtung verlaufende Achse, drehbares Gelenk (Freiheitsgrad f=1) sein, das dazu ausgestaltet ist, die vordere Fahrzeugtür schwenkbar zu tragen. Das untere Türscharnier kann in Fahrzeughöhenrichtung unterhalb des Verbindungsabschnitts angeordnet sein.
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Durch eine solche Positionierung des unteren Türscharniers kann eine Vorverlagerung desselbigen in Fahrzeuglängsrichtung vermieden werden, selbst wenn die A-Säule im Vergleich zu herkömmlichen Türeinstigen in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne verlagert wird.
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Genauer gesagt kann die A-Säule durch die oben beschriebene Vorderwagenstruktur im Vergleich zu herkömmlichen Vorderwagenstrukturen in Fahrzeuglängsrichtung weiter vorne angeordnet werden, sodass ein Abstand der A-Säule von der B-Säule größer wird.
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Wird das untere Türscharnier nun im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen nach unten verlagert, d.h. an der oben beschriebenen Positionen verortet, bleibt jedoch der Abstand in Fahrzeuglängsrichtung von unterem Türscharnier zu B-Säule und damit der Hebel der Tür auf das Türscharnier im Wesentlichen derselbe.
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Damit bleibt auch eine durch die an dem unteren Türscharnier anbringbare Tür hervorgerufene Belastung des unteren Türscharniers trotz verbesserte Einstiegsergonomie dieselbe.
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Ferner kann durch die oben beschriebene Positionierung des unteren Türscharniers ein Tausch mit der Lage bzw. Position eines Crashabstützblechs erfolgen und so die Einstiegsergonomie weiter verbessert werden.
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Die Vorderwagenstruktur kann ein oberes Türscharnier aufweisen. Das obere Türscharnier kann in Fahrzeuglängsrichtung auf derselben Höhe wie das untere Türscharnier angebracht sein. Das obere Türscharnier kann in Fahrzeughöhenrichtung oberhalb des Verbindungsabschnitts angeordnet sein.
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Durch eine solche Positionierung des oberen Türscharniers kann ein Abstand zwischen oberem und unterem Türscharnier trotz Vorverlagerung der A-Säule vergleichsweise groß bleiben und so eine stabile Anbindung einer Fahrzeugtüre über die Scharniere erreicht werden.
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Die A-Säule kann in Fahrzeughöhenrichtung oberhalb des Verbindungsabschnitts eine Ausbauchung in Fahrzeuglängsrichtung zur B-Säule hin aufweisen.
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Damit kann trotz Vorverlagerung der A-Säule ein Abstand von Instrumententafel zu B-Säule in Fahrzeuglängsrichtung im Wesentlichen konstant bleiben, sodass in bzw. an der Instrumententafel angeordneten Armaturen und Instrumente in der Nähe des Fahrers- und/oder Beifahrers bleiben.
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Zusammengefasst: Wenn der Innenraum nach vorne verschoben wird, wird der Türflansch der A-Säule herkömmlich auch nach vorne verschoben bis die Rundung mit dem gewünschtem Stützträger kollidiert. Die erfindungsgemäß eingebaute Schräge im Flanschverlauf (anstelle der herkömmlichen Rundung) verhindert beim weiteren Verschieben der A-Säule die Kollision, ermöglicht ferner einen ergonomisch besseren Einstieg durch die weiter vorne liegende A-Säule und führt zudem zu einer besseren Kraftweiterleitung vom Stützträger in den Schweller. Die Crashlast wird so gut in den Schweller übertragen. Ferner wird durch den Tausch der Lage der Crashabstützung mit der Lage des unteren Scharniers (durch die Verschiebung des unteren Scharniers nach unten und der Verbesserung der Türabstützbasis) die Einstiegsergonomie weiter verbessert.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform mit Bezug zu 1 beschrieben.
- 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorderwagenstruktur gemäß der Ausführungsform.
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In 1 ist eine Vorderwagenstruktur 1 eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Ferner ist ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt, wobei die Fahrzeuglängsrichtung mit X, die Fahrzeugbreitenrichtung mit Y und die Fahrzeughöhenrichtung mit Z bezeichnet ist.
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Die Vorderwagenstruktur 1 weist ein Radhaus 2 und einen Schweller 3 auf, die jeweils parallel zur Fahrzeuglängsrichtung X verlaufen. Ein Stützträger 4 verbindet das Radhaus 2 und den Schweller 3 miteinander. Der Schweller 4 verläuft in einer YZ-Ebene schräg zur Fahrzeuglängsrichtung X. Mit gestrichelter Linie dargestellte Pfeile geben einen Lastpfad im Crashfall an, wobei der Lastpfad vom Radhaus 2 über den Stützträger 4 in den Schweller 3 verläuft.
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Ferner weist die Vorderwagenstruktur 1 einen Türeinstieg auf, der wiederum eine A-Säule 5, einen Türflansch 6, einen Verbindungsabschnitt 7 und eine B-Säule 10 aufweist.
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Die A-Säule 5 begrenzt den Türeinstieg in Fahrzeuglängsrichtung X nach vorne und die B-Säule 10 begrenzt den Türeinstieg in Fahrzeuglängsrichtung X nach hinten. Der Türflansch 6 begrenzt den Türeinstieg in Fahrzeughöhenrichtung Z nach unten (und ein Dachbereich den Türeinstieg in Fahrzeughöhenrichtung Z nach oben). Der Verbindungsabschnitt 7 verbindet die A-Säule 5 mit dem Türflansch 6.
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Der Verbindungsabschnitt 7 und der Stützträger 4 verlaufen parallel. Sie schließen mit der Fahrzeuglängsrichtung X jeweils den gleichen stumpfen Winkel α ein. Genauer gesagt schließt der Stützträger 4 mit dem Schweller 3 den Winkel α ein und der Verbindungsabschnitt 7 schließt mit dem Türflansch 6 ebenfalls den Winkel α ein.
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Um eine Verbesserung der Einstiegsergonomie zu erreichen, kann es ausreichend sein, dass der Verbindungsabschnitt 7 eine Länge L von 1 mm oder mehr aufweist.
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In der Fahrzeuglängsrichtung X ist auf Höhe des Stützträgers 4 ein unteres Türscharnier 81 für eine nicht dargestellte (vordere) Fahrzeugtür angebracht. Das untere Türscharnier 81 ist in Fahrzeughöhenrichtung Z unterhalb des Verbindungsabschnitts 7 angeordnet.
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In Fahrzeughöhenrichtung Z oberhalb des unteren Türscharniers 81 und des Verbindungsabschnitts 7 ist das obere Türscharnier 82 angeordnet. Das obere Türscharnier 82 ist bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ferner in Fahrzeuglängsrichtung X auf derselben Höhe wie das untere Türscharnier 81 angebracht. Das heiß, eine parallel zur Fahrzeughöhenrichtung Z verlaufende Gerade schneidet zwingend das obere Türscharnier 82, wenn sie das untere Türscharnier 81 schneidet, und umgekehrt.
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Die A-Säule 5 verläuft in dem an den Verbindungsabschnitt 7 angrenzenden Abschnitt parallel zur Fahrzeughöhenrichtung Z. Daran anschließend weist die A-Säule 5 eine Ausbauchung 51. Die Ausbauchung 51 ist in Fahrzeughöhenrichtung Z oberhalb des Verbindungsabschnitts 7 angeordnet. Die Ausbauchung 51 erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung X zur B-Säule 10 hin. Im Bereich der Ausbauchung kann eine Instrumententafel 9 angeordnet werden.
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Oben wurde die Vorderwagenstruktur 1 mit Bezug zu 1 beschrieben, welche eine Ansicht einer Vorderwagenstruktur 1 gemäß der Ausführungsform von einer Seite aus der Fahrzeugbreitenrichtung Y ist. Festgestellt wird, dass die in Fahrzeugbreitenrichtung Y gegenüberliegende Seite der Vorderwagenstruktur 1 die gleiche Konfiguration aufweisen kann und das oben beschriebene analog für diese Seite gilt.
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Durch diese Vorderwagenstruktur 1 kann ein einem in 1 schematisch dargestellten Fuß 11 eines Fahrzeuginsassen folgender Einstiegsbereich bereitgestellt werden, welcher die Einstiegsergonomie bei Fahrzeugen verbessert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorderwagenstruktur
- 2
- Radhaus
- 3
- Schweller
- 4
- Stützträger
- 5
- A-Säule
- 51
- Ausbauchung
- 6
- Türflansch
- 7
- Verbindungsabschnitt
- 81
- unteres Türscharnier
- 82
- oberes Türscharnier
- 9
- Instrumententafel
- 10
- B-Säule
- 11
- Fuß
- L
- Länge Verbindungsabschnitt
- α
- stumpfer Winkel
- X
- Fahrzeuglängsrichtung
- Y
- Fahrzeugbreitenrichtung
- Z
- Fahrzeughöhenrichtung
