DE10060393A1

DE10060393A1 - Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur

Info

Publication number: DE10060393A1
Application number: DE2000160393
Authority: DE
Inventors: Stefan Hagen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-12-05
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2002-06-13

Abstract

Eine Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur weist zwei sich im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung zu einem Fahrzeugende erstreckende Längsträger (1) auf, an deren Endabschnitten (2) zu dem Fahrzeugende hin jeweils ein sich nach unten erstreckender biegesteifer Zughaken (4) verbunden ist. Das freie Ende des Zughakens (4) besitzt einen in Richtung des Fahrzeugendes weisenden Mitnehmer (7). Weiterhin ist der Zughaken (4) in Richtung der Unterseite des zugehörigen Längsträgers (1) umlegbar. Der Verformungswiderstand des Endabschnittes (2) des Längsträgers (1) gegen eine nach unten gerichtete Biegung ist kleiner als der Verformungswiderstand des biegesteifen Zughakens (4), so daß sich bei einer Krafteinwirkung in Fahrzeuglängsrichtung auf den Mitnehmer (7) zunächst der Endabschnitt unter Zugbelastung durch den in Richtung der Unterseite geschwenkten Zughaken (4) plastisch verformt. Dadurch läßt sich die Unfallkompatibilität bei Stoßpartnern mit unterschiedlicher Bodenhöhe der Längsträgerebenen im Fall einer Kollision verbessern.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kompatibilität von Kraftfahrzeugstrukturen bei Frontalkollisionen und Auffahrunfällen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur.

Der Vorderwagen und das Heck moderner Personenkraftwagen werden heute im Hinblick auf eine möglichst große Dissipation der bei einem Unfall (Crash) auftretenden Energie ausgelegt. Durch eine gezielte Verformung dieser Fahrzeugteilstruktur soll die Fahrgastzelle des Fahrzeugs weitgehend intakt bleiben. Zudem sollen die an den Fahrgästen auftretenden Beschleunigungen bzw. Verzögerungen möglichst gering gehalten werden. Dazu sind im Bereich der unfallgefährdeten Zonen Crashenergie absorbierende Einrichtungen vorgesehen. Beispielsweise werden die Endabschnitte der Längsträger einer Fahrzeugteilstruktur so ausgebildet, daß diese sich bei Einwirkung einer Kraft in Fahrzeuglängsrichtung in einer bestimmten Art und Weise zusammenfalten oder ausbeulen, um dadurch Crashenergie in Verformungsarbeit umzuwandeln. Die Einleitung der Kraft erfolgt dabei meist über einen Querträger, der mit den Enden der Längsträger verbunden ist.

Welche Verformungen bei einem Unfall auftreten hängt unter anderem stark von der Ausgestaltung der Fahrzeugteilstruktur und der Fahrzeugmasse der beteiligten Stoßpartner ab. Bei gleichartigen Stoßpartnern läßt sich eine weitgehende Aufteilung der auftretenden Crashenergie auf beide Fahrzeugteilstrukturen erreichen, die an der jeweiligen Fahrzeugteilstruktur in Verformungsarbeit umgewandelt wird. Sind die Fahrzeugteilstrukturen einander gleich oder ähnlich, wird das Verformungsvermögen der vorgesehenen Crashenergie absorbierenden Einrichtungen in der Regel besonders gut ausgenutzt. Problematisch sind jedoch alle Situationen, in denen ungleiche Unfallgegner aufeinandertreffen, beispielsweise ein Kleinwagen mit einem Oberklassefahrzeug kollidiert.

Oftmals liegen die Angriffsebenen für eine optimale Absorption der Crashenergie an den beiden Stoßpartnern in einer unterschiedlichen Höhe. Bei Kollisionen zwischen solchen Stoßpartnern wird dann aufgrund der geometrischen Inkompatibilität ein Teil des möglichen Crashenergieabsorptionspotentials verschenkt. Diese Inkompatibilität ist meist in der unterschiedlichen Bodenhöhe der Längsträgerebenen begründet, so daß im Verlauf eines Unfalls das eine Fahrzeug mit seiner Längsträgerebene die Längsträgerebene des anderen Fahrzeugs überfährt und das Verformungsvermögen der Fahrzeugteilstrukturen der beiden Fahrzeuge nur ungenügend ausgenutzt wird.

Zur Verbesserung der Unfallkompatibilität von Fahrzeugteilstrukturen mit unterschiedlicher Bodenhöhe der Längsträgerebenen ist in der DE 32 16 590 A1 vorgeschlagen worden, an der Unterseite eines vorderen Stoßfängers bzw. Querträgers nach unten gerichtete Laschen anzubringen, die mit dem Querträger starr verbunden sind. Bei einer Kollision mit einem Fahrzeug mit niedrigerliegender Längsträgerebene werden diese Laschen verformt, bevor dann anschließend eine Verformung des Querträgers und der dahinterliegenden Längsträger einsetzt. Die Laschen besitzen hier jedoch lediglich eine zusätzlich versteifende Funktion im unteren Bereich des Querträgers und sind allein nicht geeignet, Crashenergie in einem ausreichenden Maße zu absorbieren oder diese auf die Längsträger zu übertragen.

Weiterhin sind im Zusammenhang mit Nutzfahrzeugen eine Vielzahl von Unterfahrschutzvorrichtungen bekannt, die bei einer Kollision mit einem Personenkraftwagen ein Überfahren des erheblich leichteren Stoßpartners verhindern sollen. Bei Nutzfahrzeugen liegt jedoch die Längsträgerebene weit über dem Boden. Zudem sind dort die Längsträger sehr steif ausgebildet. Bei einer Kollision mit einem Personenkraftwagen, einem Kleinbus oder einem Van liegt die Längsträgerebene des Nutzfahrzeuges somit deutlich über den Längsträgerebenen der letzteren. Aus diesem Grunde muß die auftretende Crashenergie, soweit sie auf Seiten des Nutzfahrzeuges absorbiert wird, von Vorrichtungen aufgenommen werden, die unterhalb der Längsträgerebene sitzen. Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung ist aus der WO 98/41423 bekannt. Bei dieser bekannten Unterfahrschutzvorrichtung ist ein Crashenergie absorbierendes Element mit einem sich über die Fahrzeugbreite erstreckenden Querbalken an den Enden der Längsträger starr befestigt. Bei einem Frontalzusammenprall mit einem Personenkraftwagen wird das Crashenergie absorbierende Element verformt. Im Falle eines sehr starken Impakts reißt das Crashenergie absorbierende Element von den Längsträgern ab, wird jedoch noch über ein zusätzliches Schwenklager gehalten. Dabei wird jedoch lediglich das Crashenergie absorbierende Element verformt, wohingegen an den Längsträgern keine wesentliche Verformung auftritt. Derartige, für Nutzfahrzeuge geeignete Unterfahrschutzvorrichtung lassen sich jedoch an Fahrzeugen mit geringerer Bodenhöhe wie Personenkraftwagen einschließlich Kleinbussen und Vans nicht anbringen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Unfallkompatibilität bei Frontalkollisionen und Auffahrunfällen zwischen Personenkraftwagen einschließlich Kleinbussen und Vans zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur mit zwei sich im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung zu einem Fahrzeugende erstreckenden Längsträgern, an deren Endabschnitten zu dem Fahrzeugende hin jeweils ein sich nach unten erstreckender biegesteifer Zughaken vorgesehen ist, dessen freies Ende einen in Richtung des Fahrzeugendes weisenden Mitnehmer aufweist, wobei der Zughaken in Richtung der Unterseite des zugehörigen Längsträgers umlegbar ist und der Verformungswiderstand des Endabschnittes des Längsträgers gegen eine nach unten gerichtete Biegung kleiner ist, als der Verformungswiderstand des biegesteifen Zughakens, derart, daß sich bei einer Krafteinwirkung in Fahrzeuglängsrichtung auf den Mitnehmer zunächst der Endabschnitt des Längsträgers unter Zugbelastung durch den in Richtung der Unterseite geschwenkten Zughaken plastisch verformt.

Mit der erfindungsgemäßen Fahrzeugteilstruktur wird die Gefahr eines Überfahrens einer niedrigerliegenden Längsträgerebene eines zweiten Fahrzeuges verringert und dadurch die Unfallkompatibilität zwischen einem meist größeren Fahrzeug mit einer höherliegenden Längsträgerebene und einem meist kleineren Fahrzeug mit einer niedrigerliegenden Längsträgerebene verbessert. Bei einer Kollision unterfährt das Fahrzeug mit der niedrigerliegenden Längsträgerebene zunächst die höherliegende Längsträgerebene des anderen Fahrzeugs. Dabei trifft es auf den biegesteifen Zughaken, der in Stoßrichtung mit vernachlässigbarem Widerstand umgelegt wird, ohne sich dabei selbst merklich zu verformen. Letztlich gelangt die niedrigerliegende Längsträgerebene mittels des Zughakens in Anlage gegen die Unterseiten der höherliegenden Längsträger und bildet dadurch ein Widerlager. Die dabei auf die Zughaken einwirkenden Zugkräfte verformen die Endabschnitte der höherliegenden Längsträger, deren Enden in Richtung der niedrigerliegenden Längsträgerebene gezogen werden, wodurch sich die Längsträger der beiden Fahrzeuge im weiteren Verlauf gewissermaßen ineinander einrollen. Trotz der unterschiedlichen Bodenhöhen der Längsträgerebenen wird hierdurch das Verformungsvermögen der Längsträger beider Fahrzeuge gut ausgenutzt.

Durch den vorstehend erläuterten Verformungsmechanismus bei der Längsträgerdeformation kann die axiale Steifigkeit der Längsträger bei dem in der Regel größeren Fahrzeug mit höherliegender Längsträgerebene gegenüber dem bekannten Faltenbeulmechanismus gesenkt werden. Gleichwohl wird ein ausreichendes Energieabsorptionsvermögen aufrechterhalten, jedoch die Differenz der Steifigkeiten der unterschiedlichen Stoßpartner vermindert. Hierdurch wird dann wiederum die Unfallsicherheit für den zumeist schwächeren Stoßpartner mit niedrigerliegender Längsträgerebene verbessert.

Zudem bleibt das Verformungsverhalten der Fahrzeugteilstruktur bei einem Crash gegen eine deformierbare Barriere (ODB) unverändert, da die Fangvorrichtung mit dem Zughaken ohne Rückwirkung auf das Längsträgerverhalten durch eine Umlegbewegung ausweichen kann. Bezogen auf Fahrzeug/Fahrzeug-Kollisionen ist das Verformungsverhalten bei einer Streuung von Höhenversatz und Offset besser reproduzierbar.

Weiterhin zeichnet sich die erfindungsgemäße Fahrzeugteilstruktur durch einen einfachen konstruktiven Aufbau auf. Diese kann sowohl an einem Fahrzeugfrontende als auch an einem Fahrzeugheck vorgesehen werden.

Vorzugsweise ist der Zughaken über ein Gelenk mit dem zugehörigen Längsträger verbunden. Damit wird bei Unfallkraftbeaufschlagung des Zughakens ein definiertes, sicheres Umlegen bzw. Schwenken erreicht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Knick- bzw. Schwenkpunkt, um den der Zughaken bei Unfallkraftbeaufschlagung drehbar ist, unterhalb der Unterseite des zugehörigen Längsträgers angeordnet. Dies ermöglicht nach einem Verschwenken des Zughakens eine besonders wirkungsvolle Krafteinleitung in das Ende des zugehörigen Längsträgers zum Zwecke der Biegung desselben nach unten in Richtung auf die niedrigerliegende Längsträgerebene des Stoßpartners.

Vorzugsweise sind die Enden der Längsträger über einen Querträger miteinander verbunden, um eine bessere Verteilung der Krafteinleitung in die Längsträger zu gewährleisten und sicherzustellen, daß nach dem Umbiegen der Längsträger mittels der Zughaken ein Druck von oben auf die Längsträger des Stoßpartners mit niedrigerliegender Längsträgerebene erzeugt wird.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an den Enden der Längsträger jeweils eine Stirnplatte vorgesehen, die über das Querschnittsprofil des zugehörigen Längsträgers hinausragt. Weiterhin ist dann an jeder Stirnplatte jeweils einer der Zughaken angelenkt. Dadurch wird eine einfache und stabile Ankopplungsmöglichkeit für die unterschiedlichen Bauelemente an die Längsträger geschaffen, die dann selbst als verhältnismäßig einfache Blechprofile ausgeführt werden können.

Weiterhin kann der Querträger über jeweils eine plastisch verformbare Crashbox gegen die Stirnplatte und damit gegen die Stirnenden der Längsträger abgestützt werden, wobei sich der Querträger auf der Höhe der Längsträgerenden befindet. Damit wird das Energieabsorptionspotential insbesondere im Hinblick auf einen Zusammenprall gleichartiger Stoßpartner weiter verbessert. Jedoch nimmt die Crashbox auch im Fall der oben beschriebenen gleichen Stoßpartner einen Teil der Crashenergie auf und trägt folglich auch dann zu einer Verbesserung der Unfallsicherheit bei.

In einer besonders kompakten Ausführungsform ist die Höhe des Zughakens kleiner, als die Profilhöhe des Längsträgerendes.

Weiterhin kann der Zughaken winkelförmig ausgebildet werden, so daß dieser zwei Schenkel aufweist. Der erste Schenkel schließt dann an das Gelenk an, wohingegen der zweite, abgewinkelte Schenkel den Mitnehmer ausbildet. Dabei ist der Zughaken so steif dimensioniert, daß dieser bei den zu erwartenden Unfallkräften seine Form beibehält. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, den Zughaken als einstückiges Formteil auszubilden, wodurch wiederum eine kompakte Bauweise begünstigt wird.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an einem oder auch an beiden Zughaken eine Öse vorgesehen, an die im Bedarfsfall ein Abschleppseil oder eine Abschleppstange angeschlossen werden kann. Dabei soll jedoch der Zughaken nicht verschwenken. Dies läßt sich durch einen entsprechenden Widerstand in dem Gelenk verwirklichen. Vorzugsweise wird jedoch zwischen dem Zughaken und dem Längsträger ein Versteifungselement vorgesehen, das bei einem Schwenken des Zughakens in Richtung der Unterseite des Längsträgers drucknachgiebig, in Gegenrichtung hingegen zugfest ist. Damit wird verhindert, daß im Kollisionsfall das Zurückschwenken des Zughakens behindert wird. Die Anbindung des Versteifungselementes an den Längsträger erfolgt dabei so, daß dieser nicht geschwächt wird, um ein vorzeitiges Einknicken desselben zu vermeiden. Beispielsweise kann das Versteifungselement als Zugseil oder auch als vorgebogener Zug-Knickstab ausgebildet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Crashenergie absorbierenden Fahrzeugteilstruktur, von der hier lediglich der Bereich um das Ende eines Längsträgers dargestellt ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Längsträger von zwei Stoßpartnern mit unterschiedlicher Bodenhöhe der Längsträgerebenen, wobei der rechte Längsträger entsprechend der Erfindung ausgebildet ist und die Längsträger zum Zeitpunkt des Aufpralls mit dem noch nicht verschwenkten Zughaken dargestellt sind,

Fig. 3 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 2 zu einem Zeitpunkt, zu dem die Längsträger weiter axial gegeneinander verschoben sind, und der obenliegende Längsträger infolge der Anlage des untenliegenden Längsträgers und des Zughakens an seiner Unterseite einzuknicken beginnt,

Fig. 4 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 3 zu einem weiteren, späteren Zeitpunkt im Verlauf der Kollision, zu dem infolge einer Druckeinwirkung von oben der untenliegenden Längsträger an seiner Oberseite einzuknicken beginnt,

Fig. 5 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 4 zu einem weiteren, späteren Zeitpunkt im Verlauf der Kollision, zu dem die Längsträger ineinander einrollen, und in

Fig. 6 eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels.

Das Ausführungsbeispiel zeigt in Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Crashenergie absorbierenden Fahrzeugteilstruktur, wobei hier lediglich einer der sich in Fahrzeuglängsrichtung zu einem Fahrzeugende erstreckenden Längsträger 1 dargestellt ist. Beide Längsträger sind gleichartig ausgebildet und liegen mit ihren Endabschnitten 2 in einer gemeinsamen, im wesentlichen horizontalen Längsträgerebene. Diese Struktur ist Teil eines Vorderwagens eines Personenkraftwagens, kann jedoch auch an dessen Heck vorgesehen werden. Weiterhin ist es möglich, eine solche Struktur auch in einen Van oder einen Kleinbus einzubauen. Eine beispielhafte, detailliertere Ausgestaltung dieser Struktur ist weiterhin den Fig. 2 bis 5 auf der rechten Seite zu entnehmen.

An dem stirnseitigen Ende des Endabschnittes 2 des Längsträgers 1 ist eine Stirnplatte 3 als Anschlußadapter befestigt, die sich im wesentlichen in einer Ebene quer zu der Längserstreckungsrichtung des Längsträgers 1 erstreckt. An dem unteren Ende der Stirnplatte 3, das unter die Unterseite des Endabschnittes 2 des Längsträgers 1 hinausragt, ist ein Zughaken 4 über ein Gelenk 5 angekoppelt. Dieses Gelenk 5 erlaubt ein Verschwenken des Zughakens 4 gegen die Unterseite des Längsträgers 1, so daß der Zughaken 4 mit seiner von dem nächstliegenden Fahrzeugende abgewandten Seite gegen die Unterseite des Längsträgers 1 anschlagen kann. Im Normalzustand befindet sich der Zughaken 4 in der in Fig. 1 dargestellten Position und ist in dieser Lage gegen ein freies Pendeln gesichert. Bei einer Kraftbeaufschlagung in Fahrzeuglängsrichtung durch einen Zusammenstoß mit einem Hindernis, insbesondere einem anderen Fahrzeug, stellt die Lagesicherung jedoch keinen wesentlichen Widerstand dar.

Anstelle eines Gelenks 5 kann auch eine Sollknickstelle vorgesehen werden, die bei einer Unfallkrafteinwirkung auf den Zughaken 4 die Funktion eines Schwenkgelenks besitzt. Die Sollknickstelle kann an dem Zughaken 4, der Stirnplatte 3 oder auch an der Verbindungsstelle dieser beiden Elemente vorgesehen werden

Der Zughaken 4 ist winkelförmig ausgebildet. Er weist einen ersten, längeren Schenkel 6 auf, der mit seinem oberen Ende an das Gelenk 5 anschließt. Weiterhin weist der Zughaken 4 an seinem unteren Ende einen weiteren, kürzeren Schenkel 7 auf, der in Richtung zu dem Fahrzeugende hin angewinkelt ist und einen Mitnehmer ausbildet, dessen Funktion weiter unten noch erläutert wird. Der Zughaken 4 kann als Schweißkonstruktion ausgebildet werden, ist hier jedoch ein einstückiges Formteil. Wie den Fig. 2 bis 5 entnommen werden kann, ist die Höhe des Zughakens 4 kleiner als die Profilhöhe des Längsträgerendes. Zudem weist der Zughaken 4 eine hohe Biegesteifigkeit auf, so daß sich dieser bei den Kräften, die bei einem Unfall zu erwarten sind, nicht oder nicht wesentlich verformt. Auch besitzt das Gelenk 5 eine ausreichende Festigkeit, um diesen Kräften zu widerstehen und nicht auszureißen.

Bei dem in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Rückseite des Zughakens 4 und dem Längsträger 1 ein Versteifungselement 11 vorgesehen. Dieses Versteifungselement 11 ist hier als Bügel mit einer vorgebogenen Knickstelle ausgebildet und damit drucknachgiebig, um die Schwenkfunktion des Zughakens 4 bei einer Krafteinleitung infolge einer Kollision nicht zu behindern. Andererseits besitzt das Versteifungselement 11 eine ausreichende Zugfestigkeit, um ein Verschwenken des Zughakens 4 in die Gegenrichtung zu verhindern, wenn an dem Zughaken 4 mit einem Abschleppseil oder einer Abschleppstange gezogen wird. Zur besseren Befestigung des Abschleppseils oder der Abschleppstange sind an den Zughaken 4 geeignete Anschlußeinrichtungen vorgesehen. Beispielsweise wird an einem oder auch an beiden Zughaken 4 eine Öse ausgebildet. Bei der Anbindung des Versteifungselementes 11 an den Längsträger 1 ist darauf zu achten, daß letzterer hierbei an der Anbindungsstelle keine Vorschädigung erfährt, die bei einer Biegebelastung zu einem unerwünschten vorzeitigen Einknicken des Längsträgers 1 führen könnte.

An den Stirnplatten 3 ist weiterhin ein Querträger 8 für einen Stoßfänger befestigt, der die beiden Längsträger 1 in Fahrzeugquerrichtung miteinander verbindet. Der Querträger 8 liegt dabei auf der Höhe der Längsträgerebene und ist über jeweils eine Crashbox 9 gegen die Stirnplatte 3 und damit axial gegen das Ende des zugehörigen Längsträgers 1 abgestützt. Die Crashbox 9 ist ein kastenförmiges Deformationselement zur Umwandlung von Crashenergie in Verformungsarbeit durch plastische Verformung. Dazu wird die Crashbox 9 axial zusammengeschoben. Die über das Querschnittsprofil der Crashbox 9 und des Längsträgers 1 hinausragenden Abschnitte der Stirnplatte 3 dienen dabei als Widerlager.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 bis 5. Um einen Pendeln oder Schwingen des Zughakens 4 zu verhindern, kann das Gelenk 5, wie oben bereits erwähnt, mit einem inneren Reibungswiderstand ausgebildet werden. In diesem Fall kann das Versteifungselement 11 weggelassen werden.

In einer weiteren Vereinfachung kann auch die Crashbox 9 in Fig. 1 oder Fig. 6 entfallen.

Im folgenden soll nun die Wirkungsweise der Crashenergie absorbierenden Fahrzeugteilstruktur anhand der Fig. 2 bis 5 näher erläutert werden, in denen der Verlauf einer Kollision mit einem Fahrzeug dargestellt ist, dessen Längsträgerebene eine geringere Bodenhöhe aufweist. Die oben beschriebene Struktur ist in den Fig. 2 bis 5 auf der rechten Seite dargestellt. Der auf der linken Seite dargestellte Längsträger des anderen Fahrzeuges ist hier mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Wie diesen Figuren weiter entnommen werden kann, ist die Höhedifferenz der Längsträgerebenen der beiden Fahrzeuge im Vergleich zu einer Kollision mit einem Nutzfahrzeug verhältnismäßig gering.

Fig. 2 zeigt einen frühen Zeitpunkt der Kollision, zu dem das linke Fahrzeug mit seinem Querträger gegen den Zughaken 4 des rechten Fahrzeugs prallt, wobei jedoch der Zughaken 4 gerade noch nicht verschwenkt ist. Im weiteren Verlauf der Kollision dringt das linke Fahrzeug mit seinem Querträger und den anschließenden Längsträgern 10 weiter in das rechte Fahrzeug vor, wodurch das Versteifungselement 11 einknickt und der Zughaken 4 gegen die Unterseite des obenliegende Längsträgers 1 geschwenkt wird, bis der Zughaken 4 gegen den Längsträger 1 anschlägt. Dabei verhindert der Mitnehmer bzw. untere Schenkel 7 des Zughakens 4 ein im wesentlichen widerstandsloses Vorbeigleiten des Querträgers des linken Fahrzeuges unter dem obenliegende Längsträger 1 hindurch. Vielmehr wird der Querträger des linken Fahrzeugs durch den Mitnehmer 7 ebenfalls gegen die Unterseite des obenliegenden Längsträgers 1 gelenkt, ohne daß sich dabei der Zughaken 4 wesentlich verformt. Gleichzeitig wird über den Zughaken 4 und das Gelenk 5 in das Ende des obenliegenden Längsträgers 1 eine Verformungskraft eingeleitet, um dessen Endabschnitt 2 zu deformieren. Dazu ist der Verformungswiderstand des Endabschnittes 2 des Längsträgers 1 gegen eine nach unten gerichtete Biegung kleiner als der Verformungswiderstand des biegesteifen Zughakens 4, so daß sich bei einer Krafteinwirkung in Fahrzeuglängsrichtung auf den Mitnehmer 7 zunächst der Endabschnitt 2 unter Zugbelastung durch den in Richtung der Unterseite geschwenkten Zughaken 4 plastisch verformen kann.

Fig. 3 zeigt einen unmittelbar an die Beendigung des Schwenkens des Zughakens 4 anschließenden Zeitpunkt, zu dem die Unterseite des Längsträgers 1 infolge des Anschlagens einknickt. Die Anschlagstelle dient dabei als Widerlager für das an dem Ende des obenliegenden Längsträgers 1 angreifende Moment aus dem Höhenversatz der Längsträgerebenen. Dieses Moment läßt den Endabschnitt 2 des obenliegenden Längsträgers 1 und das Stoßfängersystem des zugehörigen, rechten Fahrzeugs mit der Crashbox 9 und dem Querträger 8 nach unten ausknicken.

Im weiteren Verlauf gelangt dann der Querträger 8 des rechten Fahrzeugs in Anlage gegen die Oberseite der Längsträger 10 des linken Fahrzeugs. Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 4 dargestellt. Infolge der von oben auf die Längsträger 10 einwirkenden Druckkräfte knickt auch die Oberseite der Längsträger 10 des linken Fahrzeugs ein, wodurch die Enden der Längsträger 10 mit dem davorliegenden Stoßfängersystem stärker nach oben gegen die Unterseiten der Längsträger 1 des rechten Fahrzeugs gelenkt werden. Die Längsträger 1 und 10 der beiden Fahrzeuge rollen sich somit im weiteren Verlauf der Kollision ineinander ein, wie dies in Fig. 5 veranschaulicht ist.

Im Vergleich zu einem axialen Zusammenschieben der Längsträger 1 ergibt sich hier eine geringere axiale Steifigkeit der Vorderwagenstruktur bzw. Heckstruktur des Fahrzeugs mit höherliegender Längsträgerebene. Das bei dem vorstehend beschriebenen Rollmechanismus erzielte Energieabsorptionsvermögen ist jedoch bei Kollisionen mit einem Fahrzeug mit niedriger liegender Längsträgerebene, das in der Regel leichter ist, ausreichend. Durch den Rollmechanismus wird insbesondere eine Verminderung der Differenz der Steifigkeiten der miteinander kollidierenden Fahrzeugteilstrukturen erzielt, was sich insbesondere positiv für die Unfallsicherheit des Fahrzeugs mit niedrigerliegender Längsträgerebene auswirkt.

Bei einer Kollision mit einem gleichartigen Fahrzeug wird der Rollmechanismus mit dem Steifigkeitsausgleich hingegen nicht wirksam. Vielmehr bleibt dann das Verformungsverhalten in Axialrichtung nach dem an sich bekannten Faltenbeulmechanismus erhalten, das durch den gegebenenfalls ausschwenkenden Zughaken 4 nicht beeinträchtigt wird.

Durch die vorstehend beschriebene Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur lassen sich die Kompatibilitätsaspekte hinsichtlich Geometrie und Steifigkeit bei sehr unterschiedlichen Stoßpartnern im Fall einer Kollision verbessern.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Längsträger

2

Endabschnitt des Längsträgers

1

3

Stirnplatte

4

Zughaken

5

Gelenk

6

erster Schenkel des Zughakens

4

7

zweiter Schenkel des Zughakens

4

bzw. Mitnehmer

8

Querträger

9

Crashbox

10

Längsträger des Unfallpartners

11

Versteifungselement

Claims

1. Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur mit zwei sich im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung zu einem Fahrzeugende erstreckenden Längsträgern (1), an deren Endabschnitten (2) zu dem Fahrzeugende hin jeweils ein sich nach unten erstreckender biegesteifer Zughaken (4) vorgesehen ist, dessen freies Ende einen in Richtung des Fahrzeugendes weisenden Mitnehmer (7) aufweist, wobei der Zughaken (4) in Richtung der Unterseite des zugehörigen Längsträgers (1) umlegbar ist und der Verformungswiderstand des Endabschnittes (2) des Längsträgers (1) gegen eine nach unten gerichtete Biegung kleiner ist, als der Verformungswiderstand des biegesteifen Zughakens (4), derart, daß sich bei einer Krafteinwirkung in Fahrzeuglängsrichtung auf den Mitnehmer (7) zunächst der Endabschnitt unter Zugbelastung durch den in Richtung der Unterseite geschwenkten Zughaken (4) plastisch verformt.

2. Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zughaken (4) über ein Gelenk (5) mit dem zugehörigen Längsträger (1) gekoppelt ist.

3. Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Knick- oder Schwenkpunkt, um den der Zughaken bei Unfallkrafteinwirkung dreht, unterhalb der Unterseite des zugehörigen Längsträgers (1) angeordnet ist.

4. Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Längsträger (1) über einen Querträger (8) miteinander verbunden sind.

5. Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Längsträger (1) jeweils eine Stirnplatte (3) vorgesehen ist, die über das Querschnittsprofil des zugehörigen Längsträgers (1) hinausragt, und daß an der Stirnplatte (3) jeweils ein Zughaken (4) angelenkt ist.

6. Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (8) über jeweils eine plastisch verformbare Crashbox (9) gegen die Stirnplatte (3) und damit gegen die Stirnenden der Längsträger (1) abgestützt ist, wobei sich der Querträger (8) auf der Höhe der Längsträgerenden befindet.

7. Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Zughakens (4) kleiner ist als die Profilhöhe des Längsträgerendes.

8. Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zughaken (4) winkelförmig ausgebildet ist und zwei Schenkel aufweist, wobei der erste Schenkel (6) mit dem Endabschnitt (2) des zugehörigen Längsträgers (1) verbunden ist und der zweite, abgewinkelte Schenkel (7) den Mitnehmer ausbildet.

9. Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zughaken (4) als einstückiges Formteil ausgebildet ist.

10. Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an einem oder beiden Zughaken (4) eine Öse vorgesehen ist.

11. Crashenergie absorbierende Fahrzeugteilstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zughaken (4) und dem Längsträger (1) ein Versteifungselement (11) vorgesehen ist, das bei einem Schwenken des Zughakens (4) in Richtung der Unterseite des Längsträgers (1) drucknachgiebig, in Gegenrichtung hingegen zugfest ist.