DE102005035997A1

DE102005035997A1 - Motor vehicle front structure, has sub frame comprising longitudinal chassis beams that are arranged parallel to longitudinal chassis beams of body part, and rods guided from middle area of cross beams to middle area of beams of sub frame

Info

Publication number: DE102005035997A1
Application number: DE200510035997
Authority: DE
Inventors: Willi Elsenheimer; Mathias Poklitar; Bert Wrobel
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2007-02-08

Abstract

The structure (1) has a sub frame provided with longitudinal chassis beams that are arranged parallel to longitudinal chassis beams of a body part of a motor vehicle. Cross beams (7, 10) are arranged transverse to the beams (6, 6`, 9, 9`). Rods (11, 11`) are guided from a middle area of the cross beams to a middle area of the beams (9, 9`). The beams (9, 9`) are provided with flanges for connecting the rods, and mountings are arranged at the beams (9, 9`).

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorderbau für ein Kraftfahrzeug mit in Fahrtrichtung weisenden Längsträgern und mit einem in Fahrtrichtung gesehen vorderen und quer zu den Längsträgern angeordneten Bauteil.The The invention relates to a front structure for a motor vehicle with in Direction of travel facing side rails and with a front seen in the direction of travel and arranged transversely to the longitudinal members component.

Vorderbauten heutiger Kraftfahrzeuge weisen in der Regel ein rahmenartiges, auch als Hilfsrahmen/Motorrahmen oder als Subframe bezeichnetes Subframe auf, welches beispielsweise aus der De 199 23 693 A1 bekannt ist. Das Subframe haltert die Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges und die Radaufhängung mit dem Lenkungsstabilisator. Das Subframe des bekannten Vorderbaus weist über Querträger verbundene Längsträger auf und ist zwischen Längsträgern des Vorderbaus gehalten. Bei einem sogenannten Offset-Crash, bei dem Kräfte nur auf einer Seite des Vorderbaus eingeleitet werden, nehmen im Wesentlichen ein Längsträger einer Kraftfahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeuges und ein Längsträger des Subframes die Kräfte auf und verformen sich dabei. Bei einem Frontalmaueraufprall werden die Kräfte in beide Längsträger, jeweils der Kraftfahrzeugkarosserie und des Subframes, eingeleitet und führen zu deren Verformung. Diese Verformun gen dienen der Energieabsorption zum Schutz der Insassen des Kraftfahrzeuges.Vorderbauten today's motor vehicles generally have a frame-like, also referred to as a subframe / engine frame or subframe subframe, which for example from the De 199 23 693 A1 is known. The subframe holds the engine of the motor vehicle and the suspension with the steering stabilizer. The subframe of the known front construction has cross member connected longitudinal members and is held between longitudinal members of the front end. In a so-called offset crash, in which forces are introduced only on one side of the front structure, essentially a longitudinal member of a motor vehicle body of the motor vehicle and a side member of the subframe absorb the forces and thereby deform. In a frontal wall collision, the forces are introduced into both longitudinal members, in each case the motor vehicle body and the subframe, and lead to their deformation. These deformations are used for energy absorption to protect the occupants of the motor vehicle.

Nachteilig bei den bekannten Vorderbauten ist daher, dass mit zunehmender Überdeckung bei einem Frontalaufprall zwangsläufig eine steigende Anzahl an Bauteilen des Vorderbaus, beispielsweise der Kraftfahrzeugkarosserie und des Subframes belastet wird. Damit nimmt die Steifigkeit des bekannten Vorderbaus mit steigender Überdeckung zu. Dies führt zu einem Zielkonflikt, die Energieabsorption des bekannten Vorderbaus gleichermaßen bei geringer Überdeckung bei einem Offset-Frontalaufprall und hoher Überdeckung bei einem Frontalaufprall so zu optimieren, dass die Insassen des Kraftfahrzeuges weitgehend bei unterschiedlichen Crashs gleichermaßen geschützt sind.adversely in the known front structures is therefore that with increasing coverage in a frontal collision inevitably an increasing number on components of the front end, for example, the vehicle body and the subframe is loaded. This decreases the rigidity of the known front end with increasing coverage too. This leads to a Target conflict, the energy absorption of the known front end equally low coverage with an offset frontal impact and high coverage in a frontal impact to optimize so that the occupants of the motor vehicle largely are equally protected in different crashes.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Vorderbau der eingangs genannten Art so auszubilden, dass er bei Frontalaufprallereignissen mit unterschiedlicher Überdeckung einen hohen Schutz der Insassen des Kraftfahrzeuges gewährleistet.Of the Invention is based on the problem, a front of the above be designed so that it in frontal impact events with different coverage ensures a high level of protection of the occupants of the motor vehicle.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeweils eine Strebe von einem mittleren Bereich des quer zu den Längsträgern angeordneten Bauteils bis zu den Längsträgern in einem von deren freien, in Fahrtrichtung weisenden Enden entfernten, mittigen Bereich geführt ist.This Problem is inventively characterized solved, that each one strut from a middle area of the cross too arranged the longitudinal beams Component up to the longitudinal members in one of their free, pointing in the direction of travel ends, led central area is.

Durch diese Gestaltung werden bei einem Offset-Frontalaufprall mit geringer Überdeckung, wie bei dem bekannten Vorderbau, nur Längsträger auf einer Seite belastet und verformt. Der erfindungsgemäße Vorderbau lässt sich daher für den Offset-Frontalaufprall mit einer vorgesehenen hohen Steifigkeit fertigen. Bei einem Frontal aufprall mit hoher Überdeckung werden seitlich in die jeweiligen Subframe- und Karosserie-Längsträger von den Streben Kräfte eingeleitet, die zu deren Knicken nach außen führen. Hierdurch wird verhindert, dass die Längsträger auf beiden Seiten das Kraftfahrzeug des erfindungsgemäßen Vorderbaus beim Frontalaufprall eine unerwünscht hohe Steifigkeit und daraus resultierenden hohen Verzögerung während des Aufpralls erzeugen. Damit bildet der Vorderbau die Grundlage für einen besonders hohen Schutz der Insassen des Kraftfahrzeuges bei Crashs mit unterschiedlicher Überdeckung.By this design is used in an offset frontal impact with low coverage, as in the known front, only longitudinal beams loaded on one side and deformed. The front construction according to the invention let yourself therefore for manufacture the offset frontal impact with a high rigidity. In a frontal collision with high coverage become laterally into the respective subframe and body side members initiated by the struts forces, to their wrinkles to the outside to lead. hereby prevents the side members on both Pages the motor vehicle of the front end according to the invention in frontal impact an undesirable high rigidity and resulting high deceleration during the Create impact. Thus, the front building forms the basis for a Particularly high protection of the occupants of the vehicle in crashes with different coverage.

Die beim Frontalaufprall entstehenden Kräfte werden besonders gleichmäßig in den erfindungsgemäßen Vorderbau eingeleitet, wenn das quer zu den Längsträgern angeordnete Bauteil ein Querträger ist. Weiterhin wird durch die Gestaltung des Bauteils als Querträger vermieden, dass der erfindungsgemäße Vorderbau neben nachgiebigen Bereichen Knoten mit einer besonders hohen Steifigkeit aufweist. Der Verformungsverlauf des erfindungsgemäßen Vorderbaus beim Frontalaufprall wird durch die Anbindung der Streben an den Querträger vergleichmäßigtThe In frontal impact forces are particularly even in the front construction according to the invention initiated when the arranged transversely to the longitudinal members component crossbeam is. Furthermore, it is avoided by the design of the component as a cross member, that the front of the invention in addition to yielding areas knots with a particularly high rigidity having. The deformation course of the front construction according to the invention in the frontal impact is by the connection of the struts to the crossbeam evens

Ein frühzeitiges Abknicken der Längsträger lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn der Querträger Teil eines eine Antriebseinrichtung halternden Subframes ist. Durch diese Gestaltung kann zunächst die Kraftfahrzeugkarosserie die bei dem Frontalaufprall entstehenden Kräfte aufnehmen. Erst wenn diese Kräfte so stark werden, dass der Subframe verformt wird, führen die Streben zu dem Abknicken der Längsträger.One early Kinking the side members can be according to a simply avoid another advantageous development of the invention if the cross member Part of a subframe holding a drive device. By This design can initially the vehicle body resulting from the frontal impact personnel take up. Only when these forces so strong that the subframe is deformed, the lead Striving to kink the side members.

Ein Abstützen der Streben an Längsträgern der Kraftfahrzeugkarosserie könnte bei einem sehr starken Frontalaufprall zu einem unerwünscht starken Abfall der Steifigkeit des gesamten Vorderbaus führen. Ein starker Abfall der Steifigkeit des gesamten erfindungsgemäßen Vorderbaus beim Frontalaufprall lässt sich jedoch einfach vermeiden, wenn die Längsträger Teil des die Antriebseinrichtung halternden Subframes ist. Durch diese Gestaltung wird beim Crash mit einer großen Überdeckung die durch den Subframe erzeugte zusätzliche Steifigkeit des Vorderbaus vermindert, während die Kraftfahrzeugkarosserie die volle Steifigkeit aufweist.One support the struts on side members of the Motor vehicle body could in a very strong frontal impact to an undesirably strong Waste of stiffness of the entire front structure lead. A strong drop in the Stiffness of the entire frontal structure according to the invention in frontal impact let yourself However, simply avoid when the side members part of the drive device holding subframes. This design is in the crash with a big overlap the additional rigidity of the front structure generated by the subframe diminished while the vehicle body has the full rigidity.

Zur Erhöhung der passiven Fahrzeugsicherheit des erfindungsgemäßen Vorderbaus trägt es bei, wenn die Streben nahe an Halterungen des Subframes an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt sind. Hierdurch lässt sich beispielsweise erreichen, dass zunächst die Längsträger des Subframes abknicken und erst bei einem besonders starken Frontalaufprall die Längsträger der Kraftfahrzeugkarosserie über die Streben belastet werden.To increase the passive vehicle safety unit of the invention contributes, when the struts are mounted close to brackets of the subframe to the vehicle body. As a result, it is possible, for example, to first of all bend the side members of the subframe and load the side members of the motor vehicle body via the struts only in the case of a particularly strong frontal impact.

Der erfindungsgemäße Vorderbau lässt sich besonders einfach montieren und erfordert eine besonders geringe Anzahl an Bauteilen, wenn die Halterungen und die Streben jeweils einen gemeinsamen Flansch zur Anbindung an dem Subframe aufweisen. Hierdurch gestaltet sich der erfindungsgemäße Vorderbau besonders kostengünstig.Of the Front construction according to the invention can be special easy to assemble and requires a very small number of Components, when the brackets and the struts each have a common Have flange for connection to the subframe. Designed by this the front of the invention especially inexpensive.

Zur weiteren Vereinfachung der Montage des erfindungsgemäßen Vorderbaus trägt es bei, wenn die Streben jeweils an einem gemeinsamen Flansch des quer zu den Längsträgern angeordneten Bauteils befestigt sind. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass bei einem Frontalaufprall beide Längsträger gleichermaßen über die Streben belastet werden, und die Kräfte damit symmetrisch in den erfindungsgemäßen Vorderbau eingeleitet werden.to further simplification of the assembly of the front structure according to the invention wear it when the struts are each at a common flange of the transverse to the longitudinal members arranged component are attached. Another advantage of this design is that in a frontal impact both side rails alike on the Struts are loaded, and the forces are symmetrical in the front construction according to the invention be initiated.

Der erfindungsgemäße Vorderbau gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn die Streben in einem Winkel von 45° bis 60° zur Fahrzeuglängsachse geneigt sind.Of the Front construction according to the invention constructively turns out to be particularly easy when the struts in an angle of 45 ° to 60 ° to the vehicle longitudinal axis are inclined.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt inThe Invention leaves different embodiments to. To further clarify its basic principle is one of them shown in the drawing and will be described below. The Drawing shows in

1 ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Vorderbau, 1 a motor vehicle with a front construction according to the invention,

2 schematisch eine Schnittdarstellung durch den Vorderbau aus 1 entlang der Linie II-II bei einem Offset-Crash, 2 schematically a sectional view through the front of 1 along the line II-II in an offset crash,

3 schematisch eine Schnittdarstellung durch den Vorderbau aus 1 bei einem Frontalcrash. 3 schematically a sectional view through the front of 1 in a frontal crash.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einem in Fahrtrichtung weisenden Vorderbau 1 und einer Antriebseinrichtung 2. Der Vorderbau 1 wird in Fahrtrichtung von einem Stoßfänger 3 begrenzt. 1 shows a motor vehicle with pointing in the direction of travel front 1 and a drive device 2 , The front building 1 is in the direction of travel of a bumper 3 limited.

2 zeigt den Vorderbau 1 aus 1 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie II-II bei einem Offset-Frontalaufprall. Solche Crashs zeichnen sich dadurch aus, dass der Vorderbau 1 mit geringer Überdeckung auf ein Hindernis 4 aufprallt. Der Vorderbau 1 weist ein Karosserieteil 5 einer Kraftfahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeuges aus 1 mit seitlich neben der Antriebseinrichtung 2 angeordneten Längsträgern 6, 6' der Karosserie auf. Die freien Enden der Längsträger 6, 6' sind über einen Querträger 7 verbunden. Weiterhin hat der Vorderbau 1 einen die Antriebseinrichtung 2 und eine nicht dargestellte Radaufhängung halternden Subframe 8 mit parallel zu den Längsträgern 6, 6' des Karosserieteils 5 angeordneten Längsträgern 9, 9' auf. Der Subframe 8 umschließt die Antriebseinrichtung 2 rahmenartig und besteht aus Längsträgern 9, 9' und Querträgern 10, 10'. Die Längsträger 9, 9' verbinden die Querträger 10, 10'. Weiterhin hat der Vorderbau 1 von einem mittleren Bereich des vorderen Querträgers 10 des Subframes 8 bis in einen mittleren Bereich der Längsträger 9, 9' des Subframes 8 angeordnete Streben 11, 11'. Der vordere Querträger 10 des Subframes 8 hat einen Flansch 12 zur Anbindung der beiden Streben 11, 11'. Die Längsträger 9, 9' des Subframes 8 weisen ebenfalls Flansche 13, 13' zur Anbindung der Streben 11 auf. An den Flanschen 13, 13' der Längsträger 9, 9' des Subframes 8 sind zudem Halterungen 14, 14' zur Verbindung mit den Längsträgern 6, 6' der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet. 2 shows the front building 1 out 1 in a sectional view taken along the line II-II in an offset frontal impact. Such crashes are characterized by the fact that the front 1 with little overlap on an obstacle 4 impacts. The front building 1 has a body part 5 a motor vehicle body of the motor vehicle 1 with laterally next to the drive device 2 arranged side rails 6 . 6 ' the bodywork. The free ends of the side members 6 . 6 ' are over a crossbeam 7 connected. Furthermore, the front has 1 a drive device 2 and a not shown suspension suspending subframe 8th with parallel to the side rails 6 . 6 ' of the body part 5 arranged side rails 9 . 9 ' on. The subframe 8th encloses the drive device 2 frame-like and consists of side rails 9 . 9 ' and crossbeams 10 . 10 ' , The side members 9 . 9 ' connect the crossbeams 10 . 10 ' , Furthermore, the front has 1 from a central area of the front cross member 10 of the subframe 8th into a middle region of the longitudinal members 9 . 9 ' of the subframe 8th arranged struts 11 . 11 ' , The front cross member 10 of the subframe 8th has a flange 12 for connecting the two struts 11 . 11 ' , The side members 9 . 9 ' of the subframe 8th also have flanges 13 . 13 ' for connecting the struts 11 on. At the flanges 13 . 13 ' the side member 9 . 9 ' of the subframe 8th are also brackets 14 . 14 ' for connection to the side rails 6 . 6 ' the vehicle body arranged.

Bei dem dargestellten Offset-Frontalaufprall trifft das Hindernis 4 auf einer Seite des Vorderbaus 1 zunächst auf den Stoßfänger 3 und anschließend auf den vorderen Querträger 7 der Kraftfahrzeugkarosserie auf. Anschließend werden die Kräfte in die auf dieser Seite angeordneten Längsträger 6 der Karosserie eingeleitet. Die in vorderen Querträger 7, 10 der Kraftfahrzeugkarosserie und des Subframes 8 werden dabei auch auf Biegung beansprucht. Die Steifigkeit der auf der Seite des Hindernisses angeordneten Längsträger 6, 9 werden bei diesem Crash axial gestaucht und bestimmen damit im Wesentlichen die Steifheit des Vorderbaus 1. Zur Verdeutlichung sind die Kräfte, die das Hindernis 4 in die Kraftfahrzeugkarosserie einleitet mit Pfeilen gekennzeichnet. Die Streben 11 werden dabei wenig belastet.In the illustrated offset frontal impact hits the obstacle 4 on one side of the front building 1 first on the bumper 3 and then on the front cross member 7 the vehicle body. Subsequently, the forces in the side members arranged on this side 6 initiated the body. The in front cross member 7 . 10 the automobile body and the subframe 8th are also claimed to bending. The rigidity of the side members arranged on the side of the obstacle 6 . 9 are axially compressed in this crash and thus essentially determine the stiffness of the front end 1 , To clarify, the forces are the obstacle 4 in the vehicle body initiates marked with arrows. The aspiration 11 are charged little.

3 zeigt eine Schnittdarstellung des Vorderbaus 1 des Kraftfahrzeuges bei einem Frontalaufprall, bei dem der Vorderbau 1 mit der gesamten Breite des Stoßfängers 3 auf ein Hindernis 4' aufprallt. Hierbei werden die Kräfte über den vorderen Querträger 7 der Kraftfahrzeugkarosserie in beide Längsträger 6, 6' der Kraftfahrzeugkarosserie und bei einer starken Verformung dieses Querträgers 7 auch in den Subframe 8 eingeleitet. Da sich jedoch der mittlere Bereich des vorderen Querträgers 10 des Subframes 8 über die Streben 11 seitlich an den Längsträgern 9, 9' des Subframes 8 abstützt, werden die Längsträger 9, 9' des Subframes 8 nach außen hin abgeknickt. Ein besonders starker Frontalaufprall führt zudem zu einem weiteren Abknicken der Längsträger 6, 6' der Kraftfahrzeugkarosserie, da die Streben 11, 11' nahe der Halterung 14, 14' des Subframes 8 an dem Karosserieteil 5 angelenkt sind. Damit vermeiden die Streben 11, 11' eine unzulässig hohe Steifigkeit des Vorderbaus 1. Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung die Richtungen der durch die Streben 11, 11' geführten Kräfte mit Pfeilen gekennzeichnet. 3 shows a sectional view of the front building 1 the motor vehicle in a frontal impact, wherein the front 1 with the entire width of the bumper 3 on an obstacle 4 ' impacts. Here are the forces on the front cross member 7 the vehicle body in both side members 6 . 6 ' the vehicle body and a strong deformation of this cross member 7 also in the subframe 8th initiated. However, since the middle area of the front cross member 10 of the subframe 8th about the struts 11 on the side of the side rails 9 . 9 ' of the subframe 8th supported, the side members are 9 . 9 ' of the subframe 8th bent to the outside. A particularly strong frontal impact also leads to a further kinking of the side members 6 . 6 ' the vehicle body, as the struts 11 . 11 ' near the bracket 14 . 14 ' of the subframe 8th on the body part 5 are articulated. To avoid the struts 11 . 11 ' an inadmissibly high stiffness of the front building 1 , For clarity, in the drawing, the directions of the struts 11 . 11 ' guided forces marked with arrows.

11: Vorderbaufront end
22: Antriebseinrichtungdriving means
33: Stoßfängerbumper
44: Hindernisobstacle
55: Karosserieteilbody part
66: Längsträger der KarosserieSide member of the body
77: Querträger der Karosserie (Bumperquerträger)Cross member of the Body (bumper cross member)
88th: Subframesubframe
99: Längsträger des SubframesSide member of the subframes
1010: Querträger des SubframesCross member of the subframes
1111: Strebestrut
12, 1312 13: Flanschflange
1414: Halterungbracket

Claims

Front building ( 1 ) for a motor vehicle with longitudinal members of the body facing in the direction of travel ( 6 . 6 ' ) and side members of the subframe ( 9 . 9 ' ) and seen in the direction of travel front and transverse to the longitudinal members ( 6 . 6 ' . 9 . 9 ' ) arranged component, characterized in that in each case a strut ( 11 . 11 ' ) from a central region of the transverse to the longitudinal beams ( 6 . 6 ' . 9 . 9 ' ) arranged component up to the longitudinal members ( 6 . 6 ' . 9 . 9 ' ) is guided in one of the free ends pointing in the direction of travel remote, central area.

Front building ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the transverse to the longitudinal beams ( 6 . 6 ' . 9 . 9 ' ) arranged component a cross member ( 7 . 10 ).

Front building ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the cross member ( 10 ) Part of a drive device ( 2 ) supporting subframes ( 8th ).

Front building ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal members ( 9 . 9 ' ) Part of the drive device ( 2 ) supporting subframes ( 8th ).

Front building ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the struts ( 11 . 11 ' ) close to brackets ( 14 . 14 ' ) of the subframe ( 8th ) are attached to a motor vehicle body of the motor vehicle.

Front building ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the holders ( 14 . 14 ' ) and the aspiration ( 11 . 11 ' ) each have a common flange ( 13 . 13 ' ) for connection to the subframe ( 8th ) exhibit.

Front building ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the struts ( 11 . 11 ' ) each at a common flange ( 12 ) of the transverse to the longitudinal beams ( 6 . 6 ' . 9 . 9 ' ) arranged component are attached.

Front building ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the struts ( 11 . 11 ' ) are inclined at an angle of 45 ° to 60 ° to the vehicle longitudinal axis.