DE102020006166A1

DE102020006166A1 - Vorbau eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102020006166A1
Application number: DE102020006166.4A
Authority: DE
Inventors: Tobias Hiermer; Giovanni La Placa
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-10-07
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2020-11-19

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vorbau (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend zwei Längsträger (2) und eine quer zu den Längsträgern (2) angeordnete Prallplatte (3), wobei die Prallplatte (3) mittels einer Anzahl von drehbar gelagerten Streben (5) mit beiden Längsträgern (2) verbunden ist, wobei die Prallplatte (3) an einer Aufnahmestrebe (4) starr befestigt ist, die im Wesentlichen parallel zu den Längsträgern (2) angeordnet und parallel zu den Längsträgern (2) geführt und verschiebbar ist, wobei die Streben (5) an Befestigungspunkten zur Aufnahmestrebe (4) und zu den Längsträgern (2) drehbar gelagert sind, wobei das Kraftfahrzeug als ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1.
Elektrofahrzeuge benötigen in Ihrem Vorbau weniger Raum für Aggregate als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren. Der freie Raum kann vorteilhafterweise zusätzlich als sogenannter „Frunk“ (Front Trunk = Kofferraum unter der Motorhaube) verwendet werden. Das Crashverhalten eines reinen Elektrofahrzeugs weicht durch die fehlende konventionelle Motor-Getriebe-Einheit von dem eines konventionellen Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor ab.
Die DE 10 2005 035 997 A1 offenbart einen Vorderbau für ein Kraftfahrzeug, das zwei zur Fahrzeuglängsachse geneigt angeordnete Streben aufweist, welche einen mittleren Bereich eines vorderen Querträgers an Längsträgern eines Subframes abstützen. Bei einem Offset-Frontalaufprall übertragen die Streben keine Kräfte, während bei einem Frontalmaueraufprall die Streben zu einem Aufknicken der Längsträger nach außen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten Vorbau eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Vorbau mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß umfasst ein Vorbau eines Kraftfahrzeugs zwei Längsträger und eine quer zu den Längsträgern angeordnete Prallplatte, wobei die Prallplatte mittels einer Anzahl von drehbar gelagerten Streben mit beiden Längsträgern verbunden ist. Erfindungsgemäß ist die Prallplatte an einer Aufnahmestrebe starr befestigt, die im Wesentlichen parallel zu den Längsträgern angeordnet und parallel zu den Längsträgern geführt und verschiebbar ist, wobei die Streben an Befestigungspunkten zur Aufnahmestrebe und zu den Längsträgern drehbar gelagert sind, wobei das Kraftfahrzeug als ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist.
Die so gebildete reaktive Struktur dient der Optimierung des Abbaus von Energie und der Krafteinleitung in tragende Strukturen eines Elektrofahrzeugs.
Auf diese Weise wird die Crashsicherheit bei Elektrofahrzeugen mit vorderem Kofferraum, sogenanntem „Frunk“, erhöht. Der vordere Kofferraum steht somit als zusätzlicher Nutzraum zu Verfügung. Außerdem erhöht sich die Steifigkeit des Vorbaus und ermöglicht damit eine bessere Fahrdynamik.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Vorbaus eines Elektrofahrzeugs,
2 eine weitere schematische Ansicht des Vorbaus des Elektrofahrzeugs,
3 eine schematische Ansicht eines Längsträgers mit einer Kofferraumwanne, und
4 eine schematische Detailansicht der Kofferraumwanne.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 und 2 sind schematische Ansichten eines Vorbaus 1 eines Elektrofahrzeugs, umfassend zwei Längsträger 2 und eine quer zu den Längsträgern 2 angeordnete Prallplatte 3, die an einer Aufnahmestrebe 4 starr befestigt ist, die im Wesentlichen parallel zu den Längsträgern 2 angeordnet und in einer Längsrichtung X ist, das heißt im Wesentlichen parallel zu den Längsträgern 2, geführt und verschiebbar ist.
Die Aufnahmestrebe 4 ist mittels einer Anzahl von drehbar gelagerten Streben 5 mit beiden Längsträgern 2 verbunden. In der gezeigten Ausführungsform sind zwei Streben 5 zur Verbindung mit einem der Längsträger 2 und zwei Streben 5 zur Verbindung mit dem anderen Längsträger 2 vorgesehen. Alternativ kann eine andere Anzahl vorgesehen sein. Die Streben 5 sind an Befestigungspunkten zur Aufnahmestrebe 4 und zu den Längsträgern 2 drehbar gelagert.
Die Streben 5 können beispielsweise aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) gebildet sein.
Bei einem Aufprall, insbesondere einem Frontalaufprall, wird die Prallplatte 3, die beispielsweise eine Wabenstruktur aufweisen kann, und damit auch die Aufnahmestrebe 4 in einer Längsrichtung X nach hinten geschoben. Durch die Streben 5 wird die eingeleitete Kraft somit seitlich in die Längsträger 2 umgeleitet. Eine Kraftrichtung F zeigt dabei jeweils hauptsächlich nach außen. Dadurch kann oberhalb der durch die Streben 5 und die Aufnahmestrebe 4 gebildeten reaktiven Struktur ein vorderer Kofferraum, ein sogenannter „Frunk“, zum Einsatz kommen. Die reaktive Struktur dient dabei als Crash-Struktur.
Zusätzlich zur dieser reaktiven Struktur kann der vordere Kofferraum wie folgt aufgebaut sein:

3 ist eine schematische Ansicht eines Längsträgers 2 mit einer Kofferraumwanne 6.
4 ist eine schematische Detailansicht der Kofferraumwanne 6.

Die Kofferraumwanne 6 umfasst eine äußere Wanne 6.1 und eine darin angeordnete innere Wanne 6.2, die als thermoplastische glasfaserverstärkte Wannen, beispielsweise aramidfaserverstärkt oder carbonfaserverstärkt, ausgebildet sein können. Zwischen den Wannen 6.1, 6.2 ist eine Schicht 6.3 aus absorbierendem Polymerhartschaum, beispielsweise Polyurethan-Schaum, eingebracht. Die Kofferraumwanne 6 ist damit gleichzeitig stabil um Gepäck aufzunehmen und stützt und/oder versteift den gesamten Vorbau 1 ohne viel Gewicht einzubringen. Bei einem Aufprall kann die Struktur zudem Energie aufnehmen. Weiterhin können Absorptionselemente 7, beispielsweise aus thermoplastischen Wabenstrukturen, zwischen der Kofferraumwanne 6 und einer Stirnwand 8 des Fahrzeugs angeordnet sein. Die Kofferraumwanne 6 kann so angeordnet sein, dass sie auf den Längsträgern 2, insbesondere vorne unten mit Krafteinleitung in die Karosseriestruktur, gestützt ist, beispielsweise mittels eines jeweiligen an der Kofferraumwanne 6 angebrachten seitlichen Rahmens 9, der auf dem Längsträger 2 aufliegt und daran befestigt, beispielsweise angeschraubt, sein kann. Der Rahmen 9 kann beispielsweise aus CFK gebildet sein.
In einer Ausführungsform können die äußere Wanne 6.1 aus GFK und die innere Wanne 6.2 aus CFK gebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005035997 A1 [0003]

Claims

Vorbau (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend zwei Längsträger (2) und eine quer zu den Längsträgern (2) angeordnete Prallplatte (3), wobei die Prallplatte (3) mittels einer Anzahl von drehbar gelagerten Streben (5) mit beiden Längsträgern (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatte (3) an einer Aufnahmestrebe (4) starr befestigt ist, die im Wesentlichen parallel zu den Längsträgern (2) angeordnet und parallel zu den Längsträgern (2) geführt und verschiebbar ist, wobei die Streben (5) an Befestigungspunkten zur Aufnahmestrebe (4) und zu den Längsträgern (2) drehbar gelagert sind, wobei das Kraftfahrzeug als ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist.
Vorbau (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Streben (5) zur Verbindung mit einem der Längsträger (2) und zwei Streben (5) zur Verbindung mit dem anderen Längsträger (2) vorgesehen
Vorbau (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Streben (5) beispielsweise aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) gebildet sein können
Vorbau (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb einer durch die Streben (5) und die Aufnahmestrebe (4) gebildeten reaktiven Struktur ein vorderer Kofferraum ausgebildet ist.
Vorbau (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im vorderen Kofferraum eine Kofferraumwanne (6) angeordnet ist, die eine äußere Wanne (6.1) und eine darin angeordnete innere Wanne (6.2) umfasst, die als thermoplastische glasfaserverstärkte Wannen ausgebildet sind, wobei zwischen den Wannen (6.1, 6.2) eine Schicht (6.3) aus absorbierendem Polymerhartschaum angeordnet ist, wobei die Kofferraumwanne (6) mittels eines jeweiligen an der Kofferraumwanne (6) angebrachten seitlichen Rahmens (9), der auf dem Längsträger (2) aufliegt und daran befestigt ist, auf den Längsträgern (2) gestützt ist.
Vorbau (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Wanne (6.1) und/oder die innere Wanne (6.2) als aramidfaserverstärkte oder carbonfaserverstärkte Wanne ausgebildet sind/ist.
Vorbau (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymerhartschaum ein Polyurethan-Schaum ist.
Vorbau (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Absorptionselemente (7) zwischen der Kofferraumwanne (6) und einer Stirnwand (8) des Fahrzeugs angeordnet sind.
Vorbau (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionselemente (7) aus thermoplastischen Wabenstrukturen gebildet sind.
Vorbau (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (9) aus CFK gebildet ist.