WO2004071851A1 - Tragstruktur für einen kraftwagen - Google Patents

Tragstruktur für einen kraftwagen Download PDF

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WO2004071851A1
WO2004071851A1 PCT/EP2003/014682 EP0314682W WO2004071851A1 WO 2004071851 A1 WO2004071851 A1 WO 2004071851A1 EP 0314682 W EP0314682 W EP 0314682W WO 2004071851 A1 WO2004071851 A1 WO 2004071851A1
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wheel
impact element
crumple zone
crash
support ramp
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PCT/EP2003/014682
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Baumann
Uwe Krempels
Jochen Ruf
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152—Front or rear frames

Definitions

  • the invention relates to a support structure for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Such a support structure is disclosed, for example, in EP 1044863 AI, where there is a deflecting surface that runs obliquely downward from the direction of travel, in each case for an assigned wheel of a motor vehicle, the corresponding wheel being countered by the crash-induced deformation of the crumple zone of the motor vehicle support structure described there the deflecting surface is moved and, as a result of the further movement when the crumple zone is deformed, is guided along the deflecting surface in the direction of a safety passenger cell of the motor vehicle support structure and is lowered under a floor of this structure.
  • German utility model 9312073.7 shows a destructively deformable deformation zone provided between a tire and a passenger cabin in order to provide a relatively stiff passenger cabin with simultaneously improved absorption of impact energy.
  • a support structure for a motor vehicle which is provided at a front end of a safety passenger compartment with a front car with a crumple zone and two wheel arches arranged laterally in the region of the crumple zone, in each of which a wheel consisting of an air-filled wheel tire and a relatively rigid wheel rim , is arranged.
  • the support structure according to the invention for a motor vehicle has an inclined downward wheel support ramp, by means of which the respective wheel, which is moved against the wheel support ramp as a result of a crash-related deformation of the crumple zone, can be guided downward in the direction of the safety passenger cell.
  • an additional wheel impact element is also provided for each wheel, which can be deformed by the respective wheel moved as a result of the deformation of the crumple zone due to the crash, in order to absorb additional energy, in particular the energy required to deform the relatively rigid wheel rim.
  • both a wheel support ramp and an additional wheel impact element Due to the provision of both a wheel support ramp and an additional wheel impact element according to the invention, it is thus possible, on the one hand, to provide both a sufficiently stable and safe wheel guide which prevents the front of the vehicle from immersing and thus the risk of the occupants bumping their heads against the inside of the safety passenger compartment certain areas, such as the A pillar of the passenger compartment, prevented.
  • This interaction according to the invention thus additionally increases the safety for the vehicle occupants in a special way.
  • the force or deceleration which acts on the wheel support ramp due to the movement as a result of the crash-related deformation of the crumple zone of the respective wheel is via a suitable design parameter of the wheel support ramp and / or of the respective wheel impact element with a force or a deceleration tunable, which acts on the respective wheel impact element due to the movement as a result of the crash-induced deformation of the crumple zone of the respective wheel.
  • This coordination of the wheel support ramp with the respective wheel impact element makes it particularly easy to control the interaction between the force or deceleration curve and the vehicle kinematics (vehicle inclination, lowering of the vehicle front end) via the corresponding design parameters of the wheel support ramp and / or the respective wheel impact element.
  • a sudden increase in the force or deceleration values that act on the occupants, particularly in a later impact phase can be avoided in a particularly reliable manner.
  • the deceleration and thus the energy absorption as well as the kinematics of the vehicle can be influenced via the suitable, adjustable construction parameters of the wheel support ramp and / or the respective wheel impact element.
  • the vehicle can be steerable in a certain direction during a collision by suitable selection of the respective construction parameters, in particular immersion of the front end while the deformation zone is still available is prevented by the wheel impact element.
  • suitable construction parameters are the material properties of the wheel support ramp and / or the respective wheel impact element, the material properties in particular the strength and rigidity of the wheel support ramp and the respective wheel impact element can play a special role.
  • the deformation paths of the wheel support ramp and / or the respective wheel impact element can also be used alone or in combination with the other construction parameters as suitable parameters for coordinating the wheel support ramp and / or the respective wheel impact element.
  • the geometry of the wheel support ramp and / or of the respective wheel impact element is also preferred as a suitable design parameter, by itself or in combination with the construction parameters already mentioned, with respect to the geometry of the wheel support ramp in particular the angle o and / or the structurally predetermined distance of the wheel from the wheel impact element can be suitable geometry parameters. It is particularly preferred if the wheel impact element lies essentially at the level of the axis of the respective wheel in the event of a crash, in order to ensure the most reliable possible additional energy consumption by appropriate deformation of the respective wheel impact element.
  • a configuration of a motor vehicle support structure which is preferred according to the invention is particularly simple to implement, in which the respective wheel impact element is designed as an extension of a respective sill of the safety passenger cell in the direction of the respective wheel.
  • the correspondingly constructed respective wheel impact element can be deformed particularly easily and reliably by the respective wheel in the event of a crash.
  • the essential structural elements of the support structure according to the invention can preferably consist of suitable light metal materials or correspondingly suitable steel sheets, with a suitable choice of materials depending on because it is possible to constructively adjust the stiffness and deformability values.
  • FIGS. La-d show five schematic side views of the front crumple zone and the front region of the safety passenger cell of a support structure of a motor vehicle that follows it, wherein the four representations show chronologically successive stages of a frontal impact of a corresponding motor vehicle on an obstacle are and
  • Fig. 2 schematically illustrates force and movement directions of individual structural elements of the support structure according to a preferred embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 1 shows five schematic side views of the region of the front vehicle of a motor vehicle with a support structure according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the same design features are denoted by the same reference numerals.
  • Fig. La shows a front part of a support structure of a motor vehicle before impact with a solid obstacle 9.
  • the support structure according to the invention is formed by a Si Safety passenger compartment 1 with a front end having a crumple zone 2, which deforms in the impact to absorb energy, the support structure according to the invention being provided with two wheel arches arranged laterally in the region of the crumple zone, in each of which a wheel 3, consisting of a wheel tire 4, which is usually by a commercially available tubeless air tire is formed, and a wheel rim 5, usually made of stainless steel or aluminum, is arranged.
  • the supporting structure according to the invention has a downward-running wheel support ramp 6 in the front area of the safety passenger compartment 1, through which the respective wheel 3 moved against the wheel support ramp 6 as a result of a crash-related deformation of the crumple zone 2 in the direction of the safety passenger compartment 1 downward the area of the floor of the safety passenger compartment 1 is feasible.
  • the support structure according to the invention has an additional wheel impact element 7, which can be deformed by the respective wheel 3, which is moved as a result of a deformation of the crumple zone 2 due to a crash, for the corresponding additional energy absorption, in particular for absorbing further deformation energy due to the wheel rim 5.
  • the structural elements of the support structure according to the invention can be formed by suitable steel or aluminum materials, which are well known in automotive engineering and are therefore not described further here.
  • Fig. Lb shows the support structure of a motor vehicle according to the invention at the moment the corresponding motor vehicle hits the obstacle 9, the crash-related deformation of the front crumple zone 2 just beginning here.
  • the wheel impact element 7 is designed as an extension of a sill 8 of the safety passenger compartment 1 in the direction of the wheel 3.
  • the corresponding wheel 3 is guided downward along the inclined surface of the wheel support ramp 6 into the region of the bottom of the support structure according to the invention. This is due to the further crash-related forward movement of the entire support structure of the motor vehicle.
  • a deformation of the additional wheel impact element 7 for corresponding additional energy absorption is shown in FIG , according to the invention, the additional wheel impact element 7 is preferably located approximately at the level of the axis of the wheel 3 at this late impact point.
  • FIG. 2 schematically shows the directions of movement and force which result in a preferred embodiment of the present invention according to FIG. 1.
  • the arrow pointing obliquely upward in FIG. 2 indicates the relative movement of the wheel support ramp 6 with respect to the wheel 3, which can be guided downwards (viewed from the direction of travel) by the wheel support ramp.
  • FIG. 2 on the one hand indicates the force level F1 and the corresponding direction of force as well as the deformation path ⁇ sl of the additional wheel impact element 7 provided according to the invention under the influence of the movement of the wheel 3 caused by the crash.
  • the arrow from bottom left to top right in FIG. 2 indicates the force level F2, the corresponding force direction and the deformation path ⁇ s2 of the wheel 3 moved as a result of the crash.
  • FIG. 2 a large part of the force occurring due to the crash due to the movement of the wheel 3 is absorbed by the corresponding additional wheel impact element 7 (long horizontal arrow in FIG.
  • the force profiles F1, F2 and the deformation paths ⁇ sl, ⁇ s2 can be coordinated via corresponding construction parameters of the support structure according to the invention, in particular also via the flexibility the wheel impact element 7 (force level Fl, deformation path ⁇ sl) and its position in relation to the wheel (see FIG. 1d) and the compliance, the position and the angle of inclination ⁇ ; the wheel support ramp 6 in cooperation with the crash-induced movement of the wheel 3 (force level F2, deformation path ⁇ s2).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur für einen Kraftwagen, die an einem vorderen Ende einer Sicherheitsfahrgastzelle (1) mit einem Vorderwagen mit einer Knautschzone (2) und zwei im Bereich der Knautschzone (2) seitlich angeordneten Radläufen versehen ist, in denen jeweils ein Rad (3) , bestehend aus einem Radreifen (4) und einer Radfelge (5), angeordnet ist, wobei aus der Fahrtrichtung gesehen eine schräg nach unten verlaufende Radabstützrampe (6) ausgebildet ist, durch welche das infolge einer crashbedingten Verformung der Knautschzone (2) gegen die Radabstützrampe (6) bewegte jeweilige Rad (3) in Richtung der Sicherheitsfahrgastzelle (1) nach unten fährbar ist, wobei für jedes Rad (3) jeweils ein zusätzliches Radprallelement (7) vorgesehen ist, welches durch das infolge der crashbedingten Verformung der Knautschzone (2) bewegte jeweilige Rad (3) zur entsprechenden zusätzlichen Energieaufnahme verformbar ist.

Description

Tragstruktur für einen Kraftwagen
Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Tragstruktur ist beispielsweise in EP 1044863 AI offenbart, wobei dort eine aus der Fahrtrichtung gesehen schräg nach unten verlaufende Abweisfläche jeweils für ein zugeordnetes Rad eines Kraftwagens vorgesehen ist, wobei das entsprechende Rad infolge einer crashbedingten Verformung der Knautschzone der dort beschriebenen Kraftwagen-Tragstruktur gegen die Abweisfläche bewegt wird und infolge der weiteren Bewegung bei Verformung der Knautschzone entlang der Abweis- fläche in Richtung einer Sicherheitsfahrgastzelle der Kraftwagen-Tragstruktur unter einen Boden dieser Struktur absenkend geführt wird. Durch die in der genannten Druckschrift beschriebene Kraftwagen-Tragstruktur soll erreicht werden, dass selbst bei vollständig deformierter Knautschzone aufgrund der Abweisfunktion für die Räder diese die Abweisfläche und die Sicherheitsfahrgastzelle möglichst nicht verformen, um so eine Öffnungsfähigkeit der Seitentüren der Sicherheitsfahrgastzelle auch nach einem Crash sicherstellen zu können. Eine besondere Reduzierung crashbedingt auftretender Verzögerungskräfte auf Personen im Innern der Sicherheitsfahrgast- zelle, insbesondere durch Auftreffen des relativ steifen Radfelgenkörpers auf die entsprechende Abweisfläche, ist dort jedoch nicht vorgesehen. Das deutsche Gebrauchsmuster 9312073.7 zeigt eine zwischen einem Reifen und einer Fahrgastkabine vorgesehene destruktiv verformbare Deformationszone, um eine relativ steife Fahrgastkabine bei gleichzeitig verbessert absorbierter Aufprallenergie vorzusehen. Kinematische Probleme, welche sich beispielsweise durch das crashbedingte sogenannte "Eintauchen" des Vorderwagens eines Fahrzeugs hinsichtlich der Kraft- einwirkung auf die Fahrzeuginsassen ergeben, insbesondere auch hinsichtlich eventuellen möglichen Verletzungen aufgrund Kontakt mit entsprechenden Innenflächen der Fahrgastkabine, werden in dem genannten Gebrauchsmuster jedoch nicht behandelt.
Generell besteht beim Deformationsablauf im Zuge eines Frontalaufpralls eines Kraftfahrzeugs das Problem, dass es hinsichtlich der zur Deformation der Felgen der Vorderräder notwendigen Kräfte zu einem sprunghaften Anstieg der auf die Fahrzeuginsassen wirkenden Verzogerungs- bzw. Kraftwerte in einer relativ späten Aufprallphase nach bereits erfolgter weitestgehender Deformation der Knautschzone der Kraftwagen- Tragstruktur kommt .
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile von Kraftwagen-Tragstrukturen des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere eine Tragstruktur für einen Kraftwagen vorzusehen, bei welcher ein sprunghafter Anstieg der Verzogerungs- und Kraftwerte, welche in der Aufprallphase auf die Insassen wirken, vermieden wird. Ferner soll erfindungsgemäß eine ungünstige Insassen-Kinematik, das heißt insbesondere ein Anschlagen besonders des Kopfbereichs von Insassen an der Innenseite einer Sicherheitsfahrgastzelle eines Fahrzeugs, verhindert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Tragstruktur für einen Kraftwagen gemäß Anspruch 1 gelöst . Weitere bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Tragstruktur sind in den Unteransprüchen definiert.
Erfindungsgemäß vorgesehen ist eine Tragstruktur für einen Kraftwagen, die an einem vorderen Ende einer Sicherheitsfahrgastzelle mit einem Vorderwagen mit einer Knautschzone und zwei im Bereich der Knautschzone seitlich angeordneten Radläufen versehen ist, in denen jeweils ein Rad, bestehend aus einem luftgefüllten Radreifen und einer relativ steifen Radfelge, angeordnet ist. Aus der Fahrtrichtung gesehen weist die erfindungsgemäße Tragstruktur für einen Kraftwagen eine schräg nach unten verlaufende Radabstützrampe auf, durch welche das jeweilige Rad, das infolge einer crashbedingten Verformung der Knautschzone gegen die Radabstützrampe bewegt wird, in Richtung der Sicherheitsfahrgastzelle nach unten führbar ist. Erfindungsgemäß ist des Weiteren für jedes Rad jeweils ein zusätzliches Radprallelement vorgesehen, welches durch das infolge der crashbedingten Verformung der Knautschzone bewegte jeweilige Rad zur entsprechenden zusätzlichen E- nergieaufnähme, insbesondere der Energie, welche zur Verformung der relativ steifen Radfelge benötigt wird, verformbar ist.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Vorsehens sowohl einer Radabstützrampe als auch eines zusätzlichen Radprallelements ist es somit zum einen möglich, sowohl eine ausreichend stabile und sichere Radführung vorzusehen, welche das Eintauchen des Vorderwagens und somit die Gefahr eines Anstoßens von Insassen mit dem Kopf gegen die Innenseite der Sicherheitsfahrgastzelle in bestimmten Bereichen, beispielsweise der A- Säule der Fahrgastzelle, verhindert. Zum andern wird zusätzlich ein durch die stabile Radführung eigentlich auftretender sprunghafter Anstieg des Kraftniveaus bzw. der Verzδgerungs- werte, welches/welche auf die Insassen insbesondere in der späteren Aufprallphase nach bereits weitgehender Verformung der Knautschzone aufgrund der Verformung insbesondere der Radfelge wirkt/wirken, durch das jeweilige zusätzliche Rad- prallelement vermieden. Durch dieses erfindungsgemäße Zusammenwirken wird somit die Sicherheit für die Fahrzeuginsassen in besonderer Weise zusätzlich erhöht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kraft bzw. die Verzögerung, welche aufgrund der Bewegung infolge der crashbedingten Verformung der Knautschzone des jeweiligen Rades auf die Radabstützrampe wirkt, über geeignete Konstruktionsparameter der Radabstützrampe und/oder des jeweiligen Radprallelements mit einer Kraft bzw. einer Verzögerung abstimmbar, welche aufgrund der Bewegung infolge der crashbedingten Verformung der Knautschzone des jeweiligen Rades auf das jeweilige Radprallelement wirkt.
Durch diese Abstimmung der Radabstützrampe mit dem jeweiligen Radprallelement lässt sich das Zusammenspiel zwischen dem Kraft- bzw. Verzögerungsverlauf und der Fahrzeug-Kinematik (Fahrzeugneigung, Absinken des Fahrzeug-Vorderwagens) über die entsprechenden Konstruktionsparameter der Radabstützrampe und/oder des jeweiligen Radprallelements besonders einfach steuern. Dadurch ist auf besonders zuverlässige Weise ein sprunghafter Anstieg der Kraft- bzw. Verzögerungswerte, die auf die Insassen wirken, insbesondere in einer späteren Aufprallphase, besonders sicher vermeidbar. Insbesondere können über die geeigneten abstimmbaren Konstruktionsparameter der Radabstützrampe und/oder des jeweiligen Radprallelements sowohl die Verzögerung und damit die Energieabsorption als auch die Kinematik des Fahrzeugs beeinflussbar sein. So kann durch geeignete Auswahl der jeweiligen Konstruktionsparameter das Fahrzeug während eines Aufpralls in eine bestimmte Richtung lenkbar sein, wobei insbesondere ein Eintauchen des Vorderwagens bei dennoch gleichzeitig zur Verfügung stehender Deformationszone durch das Radprallelement verhinderbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind geeignete Konstruktionsparameter die Materialeigenschaften der Radabstützrampe und/oder des jeweiligen Radpral1elements, wobei als Materialeigenschaften insbesondere die Festigkeit und Steifigkeit der Radabstützrampe und des jeweiligen Radprallelements eine besondere Rolle spielen können. Auch die Deformationswege der Radabstützrampe und/oder des jeweiligen Radprallelements können alleine oder in Kombination mit den anderen Konstruktionsparametern als geeignete Parameter zur Abstimmung von Radabstützrampe und/oder jeweiligem Radprallelement dienen. Bevorzugt ist als geeigneter Konstruktions- parameter für sich oder in Kombination mit den bereits genannten Konstruktionsparametern des Weiteren auch die Geometrie der Radabstützrampe und/oder des jeweiligen Radprall- elements, wobei bezüglich der Geometrie der Radabstützrampe insbesondere der Winkel o. der schräg nach unten verlaufenden Radabstützrampe und/oder der konstruktiv vorgegebene Abstand des Rades vom Radprallelement geeignete Geometrie-Parameter sein können. Bevorzugt ist insbesondere, falls das Radprall- element im Fall eines Crashs im Wesentlichen auf Höhe der Achse des jeweiligen Rades liegt, um so eine möglichst zuverlässige zusätzliche Energieaufnahme durch entsprechende Verformung des jeweiligen Radprallelements sicherzustellen.
Besonders einfach ist eine erfindungsgemäß bevorzugte Gestaltung einer Kraftfahrzeug-Tragstruktur zu realisieren, bei welcher das jeweilige Radprallelement als Verlängerung eines jeweiligen Schwellers der Sicherheitsfahrgastzelle in Richtung des jeweiligen Rads ausgebildet ist. Somit ist das entsprechend konstruierte jeweilige Radprallelement besonders einfach und zuverlässig durch das jeweilige Rad im Crashfall verformbar.
Es sei angemerkt, dass die wesentlichen Konstruktionselemente der erfindungsgemäßen Tragstruktur, wie die Sicherheits- fahrgastzelle, die Knautschzone, die Radabstützrampe und das jeweilige Radprallelement, bevorzugt aus geeigneten Leichtmetallmaterialien oder entsprechend geeigneten Stahlblechen bestehen können, wobei durch geeignete Materialauswahl je- weils Abstimmungen hinsichtlich der geforderten Steifigkeits- und Verformbarkeitswerte konstruktiv einstellbar sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, wobei
Fig. la-d fünf schematische Seitenansichten auf die vordere Knautschzone und den sich dahinter anschließenden vorderen Bereich der Sicherheitsfahrgastzelle einer Tragstruktur eines Kraftwagens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigen, wobei in den vier Darstellungen zeitlich aufeinanderfolgende Stadien eines Frontalaufpralls eines entsprechenden Kraftwagens auf ein Hindernis gezeigt sind, und
Fig. 2 schematisch Kraft- und Bewegungsrichtungen einzelner konstruktiver Elemente der Tragstruktur gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Fig. 1 verdeutlicht .
In Fig. 1 sind fünf schematische Seitenansichten des Bereichs des Vorderwagens eines Kraftwagens mit einer Tragstruktur gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche Konstruktionsmerkmale sind dabei mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet .
Fig. la zeigt einen Vorderteil einer Tragstruktur eines Kraftwagens vor dem Aufprall auf ein festes Hindernis 9. Die erfindungsgemäße Tragstruktur wird gebildet durch eine Si- cherheitsfahrgastzelle 1 mit einem Vorderwagen mit einer Knautschzone 2, welche sich beim Aufprall zur Energieaufnahme verformt, wobei die erfindungsgemäße Tragstruktur mit zwei im Bereich der Knautschzone seitlich angeordneten Radläufen versehen ist, in denen jeweils ein Rad 3, bestehend aus einem Radreifen 4, welcher üblicherweise durch einen handelsüblichen schlauchlosen Luft-Reifen gebildet ist, und einer Radfelge 5, üblicherweise aus Edelstahl oder Aluminium, angeordnet ist. Aus der Fahrtrichtung von vorne gesehen weist die erfindungsgemäße Tragstruktur eine nach unten verlaufende Radabstützrampe 6 im vorderen Bereich der Sicherheitsfahrgastzelle 1 auf, durch welche das infolge einer crashbedingten Verformung der Knautschzone 2 gegen die Radabstützrampe 6 bewegte jeweilige Rad 3 in Richtung der Sicherheitsfahrgastzelle 1 nach unten in den Bereich des Bodens der Sicherheitsfahrgastzelle 1 führbar ist. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Tragstruktur ein zusätzliches Radprallelement 7 auf, welches durch das infolge einer crashbedingten Verformung der Knautschzone 2 bewegte jeweilige Rad 3 zur entsprechenden zusätzlichen Energieaufnahme, insbesondere zur Aufnahme von weiterer Verformungsenergie aufgrund der Radfelge 5, verformbar ist. Generell können die konstruktiven Elemente der erfindungsgemäßen Tragstruktur durch geeignete Stahl- oder Aluminiummaterialien, welche im Automobilbau gut bekannt sind und daher hier nicht weiter beschrieben werden, ausgebildet sein.
Fig. lb zeigt die erfindungsgemäße Tragstruktur eines Kraftwagens im Moment des Auftreffens des entsprechenden Kraftwagens auf das Hindernis 9, wobei hier die crashbedingte Verformung der vorderen Knautschzone 2 gerade beginnt. Wie bereits in Fig. la dargestellt, ist das Radprallelement 7 als Verlängerung eines Schwellers 8 der Sicherheitsfahrgastzelle 1 in Richtung des Rades 3 ausgebildet.
Fig. lc zeigt den weiteren Verlauf des Aufpralls, wobei die Knautschzone 2 nun weitestgehend zur Aufnahme der Energie des crashbedingten Aufpralls verformt ist. Nun erfolgt eine Verformung des Rades 3, wobei dieses bereits gegen die Radabstützrampe 6 und gleichzeitig bereits in Richtung des zusätzlichen entsprechenden Radprallelements 7 geschoben ist. Der luftgefüllte Radreifen 4 hat sich dabei bereits entsprechend verformt .
Im Übergang zwischen der Darstellung der Fig. lc zu Darstellung der Fig. ld zeigt sich, dass das entsprechende Rad 3 entlang der schrägen Fläche der Radabstützrampe 6 nach unten in den Bereich des Bodens der erfindungsgemäßen Tragstruktur geführt wird. Dies erfolgt aufgrund der weiteren crashbedingten Vorwärtsbewegung der gesamten Tragstruktur des Kraftwagens. Zur Aufnahme der zusätzlich auftretenden Energie, welche sich aus der Bewegung des Rades 3, insbesondere der relativ steifen Radfelge 5 des Rades, in diesem weiteren Crashverlauf ergibt, ist in Fig. ld durch entsprechende Zacken eine Verformung des zusätzlichen Radprallelements 7 zur entsprechenden zusätzlichen Energieaufnahme dargestellt. Erfindungsgemäß bevorzugt befindet sich zu diesem späten Aufprall- Zeitpunkt das zusätzliche Radprallelement 7 ungefähr auf Höhe der Achse des Rades 3.
Wie aus den schematischen Darstellungen der Fig. 1 ersichtlich, erfolgt durch entsprechendes Zusammenwirken der Radabstützrampe 6 mit dem zusätzlichen Radprallelement 7 einerseits eine sichere Führung des crashbedingt bewegten Rades 3, andererseits wird durch das zusätzliche Radprallelement 7 die auftretende Energie, welche durch Kontakt des Rades 3 mit der Radabstützrampe 6 und dem Radprallelement 7 erfolgt, durch entsprechende Verformung des Radprallelements 7 von diesem weitgehend aufgenommen, ohne die sichere Führung durch die Radabstützrampe 6 zu behindern. Insbesondere kann durch diese erfindungsgemäße Gestaltung der Tragstruktur die Energie, welche sich aus der entsprechenden Bewegung und/oder Verformung des Rades 3 zu einem späteren Zeitpunkt des Aufpralls ergibt, besonders sicher durch entsprechende Verformung des Radprallelements 7 aufgenommen sein.
Fig. 2 zeigt schematisch die Bewegungs- und Kraftrichtungen, welche sich bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 1 ergeben. Der von rechts unten nach links oben weisende Pfeil der Fig. 2, welcher einen Winkel o. gegen die Waagrechte einnimmt, gibt die Richtung wieder, in der die Radabstützrampe 6 konstruktiv in einem Winkel schräg nach unten verlaufend (aus der Fahrtrichtung gesehen) verläuft. Der in Fig. 2 schräg nach oben gerichtete Pfeil gibt dabei die Relativbewegung der Radabstützrampe 6 bezüglich des Rades 3 an, welches ja entsprechend durch die Radabstützrampe nach unten (aus der Fahrtrichtung gesehen) führbar ist. Der waagrechte Pfeil in Fig. 2 gibt zum einen das Kraftniveau Fl und die entsprechende Kraftrichtung sowie den Deformationsweg δsl des erfindungsgemäß vorgesehenen zusätzlichen Radprallelements 7 unter Einfluss der Bewegung des crashbedingt bewegten Rades 3 an. Der von links unten nach rechts oben gerichtete Pfeil in Fig. 2 gibt das Kraftniveau F2 , die entsprechende Kraftrichtung und den Deformationsweg δs2 des infolge des Crashs bewegten Rades 3 an. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird ein Großteil der crashbedingt auftretenden Kraft aufgrund der Bewegung des Rades 3 durch das entsprechende zusätzliche Radprallelement 7 aufgenommen (waagrechter langer Pfeil in Fig. 2) , während aufgrund des entsprechenden Zusammenwirkens nur ein geringer Teil der Kraft aufgrund der crashbedingten Bewegung des Rades 3 auf die Radabstützrampe 6 wirkt (nach schräg rechts oben verlaufender Pfeil δs2, F2 der Fig. 2). Die Relativbewegung des Rades 3 und der Radabstützrampe 6 ist durch den im Winkel o. nach oben verlaufenden Pfeil in Fig. 2 angegeben.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann eine Abstimmung der Kraftverläufe Fl, F2 und der Deformationswege δsl, δs2 über entsprechende Konstruktionsparameter der erfindungsgemäßen Tragstruktur erfolgen, insbesondere auch über die Nachgiebigkeit des Radprallelements 7 (Kraftniveau Fl, Deformationsweg δsl) sowie dessen Position in Bezug zum Rad (siehe Fig. ld) und der Nachgiebigkeit, der Position und des Neigungswinkels α; der Radabstützrampe 6 im Zusammenwirken mit der crashbedingten Bewegung des Rades 3 (Kraftniveau F2 , Deformationsweg δs2) .

Claims

Patentansprüche
Tragstruktur für einen Kraftwagen, die an einem vorderen Ende einer Sicherheitsfahrgastzelle (1) mit einem Vorderwagen mit einer Knautschzone (2) und zwei im Bereich der Knautschzone seitlich angeordneten Radläufen versehen ist, in denen jeweils ein Rad (3) , bestehend aus einem Radreifen (4) und einer Radfelge (5), angeordnet ist, wobei aus der Fahrtrichtung gesehen eine schräg nach unten verlaufende Radabstützrampe (6) ausgebildet ist, durch welche das infolge einer crashbedingten Verformung der Knautschzone (2) gegen die Radabstützrampe (6) bewegte jeweilige Rad (3) in Richtung der Sicherheitsfahrgastzelle (1) nach unten führbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für jedes Rad (3) jeweils ein zusätzliches Radprallelement (7) vorgesehen ist, welches durch das infolge der crashbedingten Verformung der Knautschzone (2) bewegte jeweilige Rad (3) zur entsprechenden zusätzlichen Energieauf ahme verformbar ist .
Tragstruktur nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Kraft, welche aufgrund der Bewegung infolge der crashbedingten Verformung der Knautschzone (2) des jeweiligen Rades (3) auf die Radabstützrampe (3) wirkt, über geeignete Konstruktionsparameter der Radabstützrampe (6) und/oder des jeweiligen Radprallelements (7) mit einer Kraft abstimmbar ist, welche aufgrund der Bewegung infol- ge der crashbedingten Verformung der Knautschzone (2) des jeweiligen Rades (3) auf das jeweilige Radprallelement (7) wirkt.
Tragstruktur nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass geeignete Konstruktionsparameter Materialeigenschaften, insbesondere Festigkeit und Steifigkeit, der Radabstützrampe (6) und/oder des jeweiligen Radprallelements (7) und/oder Deformationswege der Radabstützrampe (6) und/oder des jeweiligen Radprallelements (7) und/oder der Geometrie der Radabstützrampe (6) , insbesondere ein Winkel (c) der schräg nach unten verlaufenden Radabstützrampe (6) und/oder des jeweiligen Radprall- elements (7) , insbesondere ein konstruktiv vorgegebener Abstand des Rades (3) vom Radprallelement (7) , sind.
Tragstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das jeweilige Radprallelement (7) als Verlängerung eines jeweiligen Schwellers (8) der Sicherheitsfahrgastzelle (1) in Richtung des jeweiligen Rades (3) ausgebildet ist.
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