DE202015106802U1

DE202015106802U1 - Strukturstrebe der oberen Fahrzeugkarosserie

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Publication number: DE202015106802U1
Application number: DE202015106802.6U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-02-29
Anticipated expiration: 2025-12-16
Also published as: CN205292800U; RU2015153155A; US9296431B1; MX2015017476A

Abstract

Anordnung, die Folgendes umfasst:
eine Strebenkomponente mit einem ersten Träger mit einem ersten Ende in einem oberen Teil eines hinteren Bereichs eines Fahrzeugs, und einem zweiten und dritten Träger, die jeweils mit einem zweiten Ende des ersten Trägers gekoppelt sind, einer unteren Unibodystrukturkomponente des Fahrzeugs unterhalb eines Insassenbereichs des Fahrzeugs und
einer oberen Unibodystrukturkomponente des Fahrzeugs oberhalb des Insassenbereichs des Fahrzeugs,
wobei der zweite und dritte Träger an die untere bzw. obere
Unibodystrukturkomponente des Fahrzeugs gekoppelt sind, und
wobei die Strebenkomponente und die untere und obere Unibodystrukturkomponente des Fahrzeugs einen oberen Übertragungsweg für eine Heckaufprallkraft definieren, der derart ausgebildet ist, dass Heckaufprallkräfte um den Insassenbereich und einen Tankeinfüllbereich des Fahrzeugs herum geleitet werden.

Description

HINTERGRUND
Es ist wünschenswert, die auf das Fahrzeug einwirkenden Kräfte, z. B. bei einem Heckaufprall, zu leiten, um bestimmte Fahrzeugkomponenten, wie die mit dem Kraftstoffsystem verbundenen sowie diejenigen in der Nähe und innerhalb des Fahrzeuginsassenraums des Fahrzeugs, zu vermeiden. Platznutzungsbeschränkungen und andere Entwurfsüberlegungen, wie etwa gewichtsparende Bauweisen zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs, begrenzen den Konzeptraum und den Gebrauch herkömmlicher Verstärkungen. Dementsprechend ist die Verbesserung der Energieverwaltung innerhalb des gegebenen Konzeptraums und der Leistungsparameter wünschenswert, aber derzeit schwierig.
ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht eines Teils einer beispielhaften Unibodyfahrzeugstruktur.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer beispielhaften Strukturstrebenkomponente der oberen Fahrzeugkarosserie.
3 ist eine Seitenansicht des beispielhaften Unibodyfahrzeugstrukturteils von 1 und der beispielhaften schematisch dargestellten Lastwege von Heckaufprallkräften.
4 ist eine Seitenansicht des beispielhaften Unibodyfahrzeugstrukturteils von 2, der unter den schematisch dargestellten Heckaufprallkräften teilweise verformt worden ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 ist eine Seitenansicht eines Teils einer beispielhaften Unibodystruktur für ein Fahrzeug 10, wie z. B. einen Personenkraftwagen. Es versteht sich, dass eine Oberkarosseriestrukturstrebe eines Fahrzeugs gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung in eine Vielzahl von Fahrzeugen eingebaut werden kann. Das beispielhafte Fahrzeug 10 beinhaltet eine Unibodystrukturanordnung 12, einen hinteren Fahrgastraum 14 und einen hinteren Seitenwandbereich 16. Die Unibodystrukturanordnung 12 beinhaltet eine Unterbodenteilbaugruppe 30 mit einem Heckstoßfänger 32, einer unteren Rahmenkomponente 34 und einem Radkasten 36. Die Unibodystrukturanordnung 12 beinhaltet ferner einen Dachholm 40. Die untere Rahmenkomponente 34 und der Dachholm 40 erstrecken sich jeweils unterhalb und oberhalb des hinteren Fahrgastraums 14.
Ebenfalls auf 2 Bezug nehmend, beinhaltet die Unibodystrukturanordnung 12 ferner eine Oberkarosseriestrukturstrebe 50. Die Oberkarosseriestrukturstrebe 50 weist einen ersten, zweiten und dritten Träger 52, 54, 56 auf. Der erste Träger 52 weist ein erstes oder äußeres Ende 58 in einem Heckbereich 60 des Fahrzeugs 10 auf. Der Heckbereich 60 ist vertikal zwischen dem Heckstoßfänger 32 und dem Dachholm 40 des Fahrzeugs 10 angeordnet. Der zweite und dritte Träger 54, 56 sind jeweils mit einem zweiten oder inneren Ende 62 des ersten Trägers 52 gekoppelt. Der zweite Träger 54 weist ein äußeres Ende 64 auf, das an einer unteren Radkastenkomponente 65 befestigt ist, und der dritte Träger 56 weist ein äußeres Ende 66 auf, das am Dachholm 40 befestigt ist. Dementsprechend koppelt die Oberkarosseriestrukturstrebe 50 das erste Ende 58 des ersten Trägers 52 mechanisch sowohl mit dem Dachholm 40 als auch mit der unteren Rahmenkomponente 34. Insbesondere, mit weiterer Bezugnahme auf 3, übertragen der erste, zweite und dritte Träger 52, 54, 56 Kräfte, wie z. B. die Aufprallkraft FA, die im Heckbereich 60 auf das Fahrzeug 10 ausgeübt wird, vom ersten Ende 58 des ersten Trägers 52 auf die untere Rahmenkomponente 34 und den Dachholm 40.
In einem hinteren Teil 70 des hinteren Fahrgastraums 14 des Fahrzeugs 10 wird eine Türöffnung 72 von der Unibodystrukturanordnung 12 definiert. In einem vorderen Teil 80 des Seitenblechbereichs 16 des Fahrzeugs 10 stützt die Unibodystrukturanordnung 12 eine Einfüllstutzenanordnung 82 für das Fahrzeug 10. Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung kann die Oberkarosseriestrukturstrebe 50 Aufprallkräfte daran hindern, die Türöffnung 72 und die Einfüllstutzenanordnung 82 übermäßig zu belasten, zu verformen oder sich sonst wie negativ auszuwirken. Das heißt, wenn der erste, zweite und dritte Träger 52, 54, 56 Kräfte, wie z. B. die Aufprallkraft FA auf die untere Rahmenkomponente 34 und den Dachholm 40 übertragen, werden solche Kräfte um bestimmte Innenraumbereiche oder Teile des Fahrzeugs 10, wie z. B. den hinteren Teil 70 des hinteren Fahrgastraums 14 und den vorderen Teil 80 des Seitenblechbereichs 16, herum geleitet, so dass die Konfiguration der sich dort hinein erstreckenden Komponenten, wie z. B. die Türöffnung 72 und die Einfüllstutzenanordnung 82, innerhalb akzeptabler Verformungs- und Belastungsgrade erhalten bleiben können. Zum Beispiel liegt in bestimmten Anwendungen und unter bestimmten Bedingungen des Fahrzeugs 10, die eine Energieabsorption erfordern, z. B. bei einem Aufprall mit einem anderen Fahrzeug am Heck des Fahrzeugs 10, eine Zielvorgabe für die Verformung der Türöffnung 72 innerhalb von 1 Zoll (25 mm). In einem anderen Beispiel können Zielvorgaben in bestimmten Anwendungen und unter bestimmten Bedingungen des Fahrzeugs 10, die eine Energieabsorption erfordern, z. B. bei einem Aufprall mit einem anderen Fahrzeug am Heck des Fahrzeugs 10, darin bestehen, dass die Einfüllstutzenanordnung 82 überhaupt nicht verformt und keiner größeren Belastung als 10% ausgesetzt wird.
Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung hat die Unibodystrukturanordnung 12, einschließlich der Oberkarosseriestrukturstrebe 50, bei einem Heckaufprall auf das Fahrzeug 10, bei dem die Aufprallkräfte FA und FB ausgeübt werden, die Wirkung, im Wesentlichen 60% der Aufprallkräfte FA und FB auf die untere Rahmenkomponente 34 zu übertragen. Auf 4 Bezug nehmend, wird der Rest der Energie auf die Dachholme, z. B. den Dachholm 40, übertragen oder durch Verformung, wie etwa in einem verformten Bereich 90 des Fahrzeugs 10, absorbiert, während die Konfiguration der Türöffnung 72 und der Einfüllstutzenanordnung 82 mit akzeptablen Verformungs- und/oder Belastungsschwellen erhalten bleibt. Es versteht sich, dass auf der Basis der speziellen Konstruktion und Konfiguration eines Fahrzeugs, die Innenraumbereiche oder -komponenten, um die solche Aufprallkräfte durch eine Oberkarosseriestrukturstrebe gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung herum geleitet werden, unterschiedlich ausfallen können.
Es versteht sich, dass die Unibodystrukturanordnung 12 des Fahrzeugs 10 weitere Komponenten in einer im Wesentlichen spiegelbildlichen Konfiguration auf der gegenüberliegenden lateralen Seite desselben (nicht gezeigt) beinhalten kann. Das heißt, während eine erste Seite des Fahrzeugs 10 in den 1, 3 und 4 dargestellt ist, können auf einer zweiten Seite des Fahrzeugs ein weiterer Dachholm, eine weitere untere Rahmenkomponente und eine weitere Oberkarosseriestrukturstrebenkomponente vorhanden sein. Dementsprechend ist zu verstehen, dass die Beschreibung der Komponenten der ersten Seite des Fahrzeugs 10 gleichermaßen auf die Komponenten einer zweiten Seite desselben zutrifft. Zum Beispiel kann, wie die hier beschriebene Oberkarosseriestrukturstrebe 50, solch eine zweite Oberkarosseriestrukturstrebe Kräfte, wie z. B. die auf ein erstes Ende eines ersten Trägers derselben ausgeübte Aufprallkraft FA von diesem ersten Ende um die Innenraumbereiche des Fahrzeugs 10, wie z. B. den hinteren Teil 70 des hinteren Fahrgastraums 14 und den vorderen Teil 80 des Seitenblechbereichs 16 herum sowie zur unteren Rahmenkomponente 34 und zum zusätzlichen Dachholm übertragen. Von daher ist eine sich wiederholende Offenbarung in Bezug auf solche Komponenten hier nicht enthalten.
In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Referenznummern die gleichen Elemente. Des Weiteren könnten einige dieser oder alle diese Elemente geändert werden. Dementsprechend versteht es sich, dass die obige Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Viele von den gegebenen Beispielen abweichende Ausführungsformen und Anwendungen würden für einen Fachmann beim Lesen der obigen Beschreibung ersichtlich werden. Der Umfang der Erfindung sollte nicht mit Bezug auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern stattdessen mit Bezug auf die beiliegenden Ansprüche zusammen mit dem vollständigen Umfang von sich aus diesen Ansprüchen ergebenden Äquivalenten bestimmt werden. Es versteht sich, dass die Benennung beispielhaft, so wie sie hier verwendet wird, sich auf als Darstellung oder Muster dienend, veranschaulichend oder typisch bezieht. Es ist zu erwarten und beabsichtigt, dass bei den hier besprochenen Fachgebieten zukünftige Entwicklungen stattfinden werden, und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solchen zukünftigen Ausführungsformen integriert werden. Zusammengenommen sollte verstanden werden, dass die Erfindung tauglich für Modifizierungen und Variationen ist und nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt wird.
Alle in den Ansprüchen verwendeten Begriffe sollen in ihrer breitesten vernünftigen Auslegung und in ihren üblichen Bedeutungen wie von Fachleuten verstanden werden, sofern hier nicht explizit eine gegenteilige Angabe gemacht wird. Insbesondere ist die Verwendung von Artikeln im Singular, wie beispielsweise „ein/e/er“, „der, die, das“, „jene/r/s“ usw., so zu verstehen, dass eines oder mehrere der aufgezeigten Elemente gemeint sein könnten, sofern nicht in einem Anspruch eine explizite gegenteilige Einschränkung angeführt wird.

Claims

Anordnung, die Folgendes umfasst: eine Strebenkomponente mit einem ersten Träger mit einem ersten Ende in einem oberen Teil eines hinteren Bereichs eines Fahrzeugs, und einem zweiten und dritten Träger, die jeweils mit einem zweiten Ende des ersten Trägers gekoppelt sind, einer unteren Unibodystrukturkomponente des Fahrzeugs unterhalb eines Insassenbereichs des Fahrzeugs und einer oberen Unibodystrukturkomponente des Fahrzeugs oberhalb des Insassenbereichs des Fahrzeugs, wobei der zweite und dritte Träger an die untere bzw. obere Unibodystrukturkomponente des Fahrzeugs gekoppelt sind, und wobei die Strebenkomponente und die untere und obere Unibodystrukturkomponente des Fahrzeugs einen oberen Übertragungsweg für eine Heckaufprallkraft definieren, der derart ausgebildet ist, dass Heckaufprallkräfte um den Insassenbereich und einen Tankeinfüllbereich des Fahrzeugs herum geleitet werden.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Tankeinfüllbereich einen vorderen Teil einer hinteren Seitenwandanordnung des Fahrzeugs darstellt.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei eine Einfüllstutzenanordnung für das Fahrzeug innerhalb des vorderen Teils der hinteren Seitenanordnung des Fahrzeugs abgestützt wird.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Insassenbereich einen hinteren Teil eines hinteren Fahrgastraums des Fahrzeugs darstellt.
Anordnung nach Anspruch 4, wobei eine Mitfahrertüröffnung zwischen der Strebenkomponente und der unteren und oberen Unibodystrukturkomponente gebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die untere Fahrzeugrahmenkomponente ein Teil einer Unterboden- Unteranordnung des Fahrzeugs ist, und die obere Unibodystrukturkomponente des Fahrzeugs einen Dachholm des Fahrzeugs darstellt.
Anordnung nach Anspruch 6, wobei der hintere Bereich vertikal zwischen der oberen Unibodystrukturkomponente des Fahrzeugs und einem Heckstoßfänger des Fahrzeugs angeordnet ist die Unterboden-Unteranordnung einen Heckstoßfänger, eine Radkastenkomponente für ein Hinterrad und eine Bodenrahmenkomponente aufweist und die untere Fahrzeugrahmenkomponente die Bodenrahmenkomponente ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der erste und dritte Träger integral geformt sind.
Anordnung nach Anspruch 8, wobei der erste, zweite und dritte Träger integral geformt sind.
Anordnung nach Anspruch 8, wobei der erste, zweite und dritte Träger aus Stahl geformt sind.
Anordnung, die Folgendes umfasst: einen Dachholm oberhalb eines Insassenbereichs eines Fahrzeugs; eine Unterboden-Unteranordnung mit einem Heckstoßfänger, einer Radkastenkomponente für ein Hinterrad und einer unteren Rahmenkomponente; einer oberen Karosseriestrukturstrebe mit einem ersten Träger mit einem ersten Ende in einem hinteren Bereich des Fahrzeugs oberhalb des Heckstoßfängers, wobei die obere Karosseriestrebe weiter einen zweiten und dritten Träger, die jeweils mit einem zweiten Ende des ersten Trägers gekoppelt sind, aufweist und wobei der zweite und dritte Träger jeweils die untere Rahmenkomponente und den Dachholm koppeln und der Heckbereich des Fahrzeugs einen Einfüllstutzenbereich zwischen der Unterboden-Unteranordnung und der oberen Karosseriestrukturstrebe aufweist, wobei die Anordnung derart ausgebildet ist, dass Heckaufprallkräfte um den Insassenbereich und den Einfüllstutzenbereich herum durch einen unteren und einen oberen Kraftübertragungspfad für Heckaufprallereignsse geleitet werden, von denen der untere Kraftübertragungspfad für einen Heckaufprall zwischen dem Heckstoßfänger und der unteren Rahmenkomponente und der obere Kraftübertragungspfad für einen Heckaufprall von dem ersten Ende des ersten Trägers durch die obere Karosseriestrukturstrebe zu der unteren Rahmenkomponente und zu dem Dachholm verläuft.
Anordnung nach Anspruch 11, wobei der Einfüllstutzenbereich einen vorderen Teil einer hinteren Seitenwandanordnung des Fahrzeugs darstellt.
Anordnung nach Anspruch 12, wobei eine Einfüllstutzenanordnung für das Fahrzeug innerhalb des Einfüllstutzenbereichs abgestützt wird.
Anordnung nach Anspruch 11, wobei eine Türöffnung für den Insassenbereich zwischen dem Dachholm, der oberen Karosseriestrukturstrebe, der Radkastenkomponente für das Hinterrad und der Bodenrahmenkomponente gebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 14, wobei die Radkastenkomponente für das Hinterrad in Reihe zwischen der Bodenrahmenkomponente und dem zweiten Träger der oberen Karosseriestrukturstrebe gekoppelt ist.
Anordnung nach Anspruch 15, wobei der zweite Träger der oberen Karosseriestrukturstrebe direkt an der Radkastenkomponente für das Hinterrad angreift.
Anordnung nach Anspruch 11, wobei der erste und dritte Träger integral geformt sind.
Anordnung nach Anspruch 17, wobei der erste, zweite und dritte Träger integral geformt sind.
Anordnung, die Folgendes umfasst: einen ersten Dachholm oberhalb eines Insassenbereichs auf einer ersten Seite eines Fahrzeugs; eine Unterboden-Unteranordnung mit einer ersten unteren Rahmenkomponente unterhalb des Insassenbereichs auf der ersten Seite des Fahrzeugs; eine erste Oberkarosseriestrukturstrebe, die einen ersten Träger mit einem ersten Ende in einem hinteren Bereich des Fahrzeugs auf der ersten Seite des Fahrzeugs aufweist, wobei die erste Oberkarosseriestrukturstrebe ferner einen zweiten und dritten Träger aufweist, die jeweils mit einem zweiten Ende des ersten Trägers gekoppelt sind, wobei der zweite und dritte Träger jeweils die erste untere Rahmenkomponente und den ersten Dachholm koppeln und der Heckbereich des Fahrzeugs einen Einfüllstutzenbereich auf der ersten Seite des Fahrzeugs zwischen der Unterboden-Unteranordnung und der ersten oberen Karosseriestrukturstrebe aufweist; wobei die Anordnung derart ausgebildet ist, dass Heckaufprallkräfte um den Insassenbereich und den Einfüllstutzenbereich herum durch einen unteren und einen oberen Kraftübertragungspfad für Heckaufprallereignisse auf der ersten Seite geleitet werden, von denen der untere Kraftübertragungspfad für einen Heckaufprall auf der ersten Seite zwischen dem Heckstoßfänger und der ersten Bodenrahmenkomponente und der obere Kraftübertragungspfad für einen Heckaufprall auf der ersten Seite von dem ersten Ende des ersten Trägers durch die erste obere Karosseriestrukturstrebe zu der ersten unteren Rahmenkomponente und zu dem ersten Dachholm verläuft.
Anordnung nach Anspruch 19, die ferner Folgendes umfasst: einen zweiten Dachholm oberhalb des Insassenbereichs auf einer zweiten Seite des Fahrzeugs; eine zweite untere Rahmenkomponente unterhalb des Insassenbereichs auf der zweiten Seite des Fahrzeugs; eine zweite Oberkarosseriestrukturstrebe, die einen ersten Träger mit einem ersten Ende in dem hinteren Bereich des Fahrzeugs auf der zweiten Seite des Fahrzeugs aufweist, wobei die zweite Oberkarosseriestrukturstrebe ferner einen zweiten und dritten Träger aufweist, die jeweils mit einem zweiten Ende des ersten Trägers gekoppelt sind, wobei der zweite und dritte Träger jeweils die zweite untere Rahmenkomponente und den zweiten Dachholm koppeln; wobei die Anordnung derart ausgebildet ist, dass Heckaufprallkräfte durch einen unteren und einen oberen Kraftübertragungspfad für Heckaufprallereignisse auf der zweiten Seite geleitet werden, von denen der untere Kraftübertragungspfad für einen Heckaufprall auf der zweiten Seite zwischen dem Heckstoßfänger und der zweiten unteren Rahmenkomponente und der obere Kraftübertragungspfad für einen Heckaufprall auf der zweiten Seite von dem ersten Ende des ersten Trägers durch die obere Karosseriestrukturstrebe zu der zweiten unteren Rahmenkomponente und zu dem zweiten Dachholm verläuft.