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Die
Erfindung betrifft ein Aufprallschutzelement zur Anordnung an einer
Karosserie eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch eine Karosserie
mit einem derartigen Aufprallschutzelement.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung eine Karosserie für ein
Fahrzeug, mit einem Querträger und zumindest einem Deformationselement.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung eine Karosserie für ein
Fahrzeug, mit einer ersten und einer zweiten Längsträgerebene.
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Aufprallschutzelemente
für Fahrzeuge, insbesondere im Hinblick auf einen Fußgängerschutz, sind
bekannt. Darüber hinaus sind Karosserien für ein
Fahrzeug bekannt, an denen symmetrisch zur Längsachse der
Karosserie bzw. des Fahrzeugs ein Querträger angeordnet
ist, und welche Karosserie zumindest zwei Deformationselementen
bzw. Crashboxen symmetrisch angeordnet zu dieser Längsachse
aufweist. Im Allgemeinen sind dabei Karosserien bekannt, bei denen
an einem endseitigen Querträger, an den auch Längsträger
unmittelbar oder über ein Anbindungselement angebracht
sind, diese Deformationselemente befestigt sind.
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Aus
der
EP 1 361 140 A2 ist
eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug bekannt, welche eine
erste untere Längsträgerebene und eine zweite
obere Längsträgerebene umfasst.
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Aufprallschutzelemente
müssen verschiedensten Anforderungen genügen.
Insbesondere wenn sie im Vorderwagen einer Karosserie angeordnet
sind, muss ein ausreichender Schutz bei einem Aufprall eines Fußgängers
gewährleistet werden. Die Aufprallschutzelemente sollen
dabei die Wucht des Aufpralls verhindern und die Verletzungsgefahr
des Verkehrsteilnehmers reduzieren. Darüber hinaus müssen
sie gesetzlichen Anforderungen, wie beispielsweise einem so genannten
Eckpendelschlag, genügen. Nicht zuletzt soll durch diese
Elemente auch ein relativ hoher Energieabbau bei einem relativ geringen
Deformationsweg erzielt werden können.
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Darüber
hinaus ist bei bekannten Fahrzeugkarosserien der Energieabbau infolge
eines Crashs zu verbessern.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufprallschutzelement
zu schaffen, welches verschiedensten Anforderungen in verbesserter Weise
gerecht werden kann. Insbesondere soll dieses Aufprallschutzelement
einen verbesserten Fußgängerschutz und darüber
hinaus weiteren gesetzlichen Anforderungen besser genügen.
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Darüber
hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine Karosserie für
ein Fahrzeug zu schaffen, bei der im Falle eines Crashs die Energie
verbessert absorbiert werden kann. Insbesondere soll eine Karosserie geschaffen
werden, welche einen sehr hohen Energieabbau durch einen verringerten
Deformationsweg und ein verbessertes Deformationsverhalten ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Aufprallschutzelement, welches die Merkmale
nach Patentanspruch 1 aufweist, und eine Fahrzeugkarosserie, welche
die Merkmale nach Patentanspruch 11 aufweist, gelöst.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Karosserie für ein Fahrzeug, welches
die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.
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Ein
erfindungsgemäßes Aufprallschutzelement ist zur
Anordnung an einer Karosserie eines Fahrzeugs ausgebildet. Das Aufprallschutzelement umfasst
einen ersten Teilbereich, welcher ein Material mit einer ersten
Dichte aufweist und zumindest einen zweiten Teilbereich, welcher
ein Material mit einer zweiten Dichte aufweist. Das Aufprallschutzelement
ist dadurch zumindest in zwei Teilbereiche unterteilt, welche im
Hinblick auf ihre Materialeigenschaften und den Dichten zu unterschiedlichen
Deformationseigenschaften und unterschiedlichen Energieabsorptionen
ausgebildet sind. Dadurch kann durch ein einziges Aufprallschutzelement
sowohl den Anforderungen im Hinblick auf einen Fußgängerschutz,
insbesondere bei einem Beinaufprall, und andererseits weiteren gesetzlichen
Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf einen so genannten Eckpendelschlag,
genüge getan werden. Nicht nur die Bauteilreduzierung,
sondern auch die flexiblere Verwendbarkeit und die aufwandsärmere
Herstellung kann durch dieses Aufprallschutzelement ermöglicht werden.
Darüber hinaus kann auch die Montage schneller und einfacher
erfolgen.
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Bevorzugt
sind die beiden Teilbereich aus einem gleichen Material ausgebildet,
welches in den Teilbereichen mit unterschiedlichen Dichten ausgebildet
ist. Die Zugrundelegung eines einzigen Materials ermöglicht
eine besonders exakte Ausbildung der Teilbereiche mit unterschiedlichen
Dichten. Relativ einfach kann dadurch bei der Herstellung des Aufprallschutzelements
der jeweilige Teilbereich mit individuellen Dichteanforderungen
realisiert werden. Auch sehr komplexe Formgebungen können
dadurch hergestellt werden.
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Bevorzugt
ist zumindest ein Teilbereich, insbesondere beide Teilbereiche,
aus einem geschäumten Kunststoff ausgebildet. Dadurch kann
besonders bevorzugten Anforderungen an einen Fußgängerschutz
und anderen gesetzlichen Anforderungen genüge getan werden.
Abhängig von der Anordnung des Aufprallschutzelements kann
dann die individuelle Größe und Ausgestaltung
der Teilbereiche exakt durchgeführt werden und die Teilbereiche
mit unterschiedlichen Dichten positionsgenau gefertigt werden. Durch
die Ausgestaltung mit einem geschäumten Kunststoff kann
das Aufprallschutzelement einerseits relativ leicht und dennoch
stabil ausgebildet werden. Darüber hinaus können
die unterschiedlichen Dichten sehr präzise eingestellt
werden, wodurch auch die jeweilig erforderliche Verformbarkeit der
Teilbereiche präzise eingestellt werden kann.
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Es
sind bevorzugt zumindest zwei zweite Teilbereiche ausgebildet, welche
an gegenüberliegenden Endbereichen des Aufprallschutzelements angeordnet
sind. Bevorzugt weist der zweite Teilbereich eine höhere
Dichte als der erste Teilbereich auf. Der zweite Teilbereich ist
dadurch härter ausgebildet und weist dadurch eine geringere
Deformation als der erste Teilbereich bei einer gleichen Krafteinwirkung
auf. Bevorzugt sind die beiden zweiten Teilbereiche flügelartig
an dem ersten Teilbereich angeformt.
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Es
kann vorgesehen sein, dass das Aufprallschutzelement länglich
ausgebildet ist. Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn dieses
balkenartig ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung kann ein längliches
Element geschaffen werden, welches an gegenüberliegenden
Endbereichen jeweils einen zweiten Teilbereich aufweist, zwischen
denen ein erster Teilbereich ange ordnet ist. Eine symmetrische Ausbildung
des Aufprallschutzelements kann dadurch erreicht werden. Dies ist
insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Aufprallschutzelement sich quer
zur Längsachse der Karosserie erstreckt und somit symmetrisch
zur Längsachse beidseits den gleichen Anforderungen genügen
muss. Insbesondere dadurch kann bei einer quer orientierten Anordnung
eines balkenartigen Aufprallschutzelements mittig ein erster relativ
weicher Teilbereich geschaffen werden, welcher den Anforderung im
Hinblick auf einen Beinaufprall und somit einem ausreichenden Fußgängerschutz
genügt. Die seitlichen zweiten Teilbereiche, welche härter
ausgebildet sind, ermöglichen dadurch den Anforderungen
beispielsweise im Hinblick auf einen Eckpendelschlag und einer Scheinwerferbeschädigungsfreiheit
zu genügen.
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Bevorzugt
ist das Aufprallschutzelement zumindest bereichsweise gekrümmt
ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Aufprallschutzelement
stetig gekrümmt ausgebildet ist. Eine bogenförmige
Ausgestaltung des Aufprallschutz ermöglicht eine endseitige
Anordnung des Aufprallschutz an einer Karosserie in Querrichtung,
so dass der weiter nach vorne ragende erste Teilbereich optimal
für einen Fußgängerschutz angeordnet
ist und die nach hinten gekrümmten zweiten Teilbereiche
optimal für einen Eckpendelschlag positioniert sind.
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Bevorzugt
ist der zweite Teilbereich mit einer geringeren Tiefe als der erste
Teilbereich ausgebildet und in den dadurch gebildeten Freiraum hinter
dem zweiten Teilbereich ist ein weiteres Element, insbesondere ein
Sicherheitselement des Fahrzeugs, insbesondere eine Crashbox, positionierbar.
Die an dem einen oder beiden zweiten Teilbereichen relativ dünne
Ausbildung des Aufprallschutzelements ermöglicht somit
eine Ausgestaltung einer rückseitigen Aussparung, in der
ein weiteres Sicherheitselement positioniert werden kann. Dadurch
kann eine bauraumoptimierte und kompakte Ausgestaltung und Anordnung
einer Mehrzahl von Komponenten zueinander gewährleistet
werden und insbesondere dann, wenn ein Crashbox in dieser Aussparung
angeordnet ist, auch die Sicherheit des Fahrzeugs, insbesondere im
Crashfalle, nochmals erhöht werden.
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Bevorzugt
ist das Aufprallschutzelement einstückig ausgebildet. Durch
ein einziges Element, in dem die verschiedenen Teilbereiche integral
angeordnet und ineinander übergehend positioniert sind, kann
ein besonders kompaktes und stabiles Element geschaffen werden.
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Ein
weiterer Aspekt betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einem erfindungsgemäßen
Aufprallschutzelement oder einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses
Aufprallschutzelements. Das Aufprallschutzelement ist endseitig
an einem Querträger des Fahrzeugs angeordnet.
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Der
Querträger kann als vorderer Stoßfänger-Querträger
ausgebildet sein. Das Aufprallschutzelement kann dann bevorzugt
unmittelbar hinter diesem Stoßfänger angeordnet
sein und ist somit zwischen dem Stoßfänger und
dem Querträger positioniert.
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Bevorzugt
erstreckt sich das Aufprallschutzelement im Wesentlichen über
die gesamte Länge des Querträgers. Dadurch kann
im Wesentlichen über die gesamte Querlänge ein
ausreichender Aufprallschutz gewährleistet werden, welcher
aufgrund seiner unterschiedlichen Teilbereiche und seiner Positionierung
an unterschiedlichen Orten verschiedensten Anforderungen genügt.
Bevorzugt ist das Aufprallschutzelement und der Querträger
somit in einem Vorderwagen der Karosserie angeordnet.
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Das
Aufprallschutzelement, insbesondere die beiden Teilbereiche, sind
so ausgebildet, das sich bis zu einem gewissen Schwellwert im Hinblick
auf eine Krafteinwirkung elastisch verformen. Dies ist insbesondere
bei dem ersten Teilbereich dann gegeben, wenn ein Aufprall mit einem
anderen Verkehrsteilnehmer, insbesondere einem Fußgänger
oder Radfahrer, bei einem normalen Anstoß vorliegt. Bei Krafteinwirkungen über
dieser Kraftschwelle, wie sie beispielsweise bei einem Crash mit
einem anderen Fahrzeug bei relativ hoher Geschwindigkeit auftreten können,
verformt sich das Aufprallschutzelement in beiden Teilbereichen
auch plastisch.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Karosserie für
ein Fahrzeug. Eine erfindungsgemäße Karosserie
für ein Fahrzeug umfasst einen Querträger und
Deformationselemente. Der Querträger umfasst eine Vorderseite
und eine Rückseite und ein erstes Deformationselement ist
an einer Vorderseite des Querträgers und ein zweites Deformationselement
ist an der Rückseite des Querträgers angeordnet.
Durch diese Ausgestaltung kann eine Karosserie geschaffen werden,
mit der ein verbessertes Deformationsverhalten und eine höhere
Energieabsorption im Crashfalle des Fahrzeugs erreicht werden kann.
Durch die geschachtelte Anordnung, bei der der Querträger zwischen
zwei Deformationselementen angeordnet ist, kann ein relativ hoher
Energieabbau bei einem relativ geringen Deformationsweg erzielt
werden.
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Die
beiden Deformationselemente sind in Längsrichtung der Karosserie
und somit auch des Fahrzeugs hintereinander angeordnet. Das erste
Deformationselement ist somit in Längsrichtung in Verlängerung
des zweiten Deformationselements an der Vorderseite des Querträgers
positioniert. Das Deformationsverhalten kann dadurch verbessert
werden.
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Das
erste und das zweite Deformationselement bilden zusammen eine U-Form.
Bevorzugt ist die U-Form zur Längsachse des Fahrzeugs orientiert angeordnet.
Die U-förmige Ausgestaltung ist bevorzugt in der horizontalen
Ebene liegend angeordnet.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass das erste und das zweite Deformationselement
zur Ausbildung der U-Form durch eine verlängerte Seitenwand
eines der beiden Deformationselemente, insbesondere des vorderen
ersten Deformationselements, miteinander verbunden sind. Indem lediglich
eine relativ schmale Seitenwand den Verbindungssteg zwischen den
Deformationselementen herstellt, kann die Anordnung relativ klein
und kompakt ausgebildet werden. Die Verbindung zwischen den Deformationselementen kann
dadurch durch ein relativ kleines Element gewährleistet
werden, welches dennoch eine stabilisierende Verbindung ermöglicht.
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Bevorzugt
ist das erste und das zweite Deformationselement so angeordnet,
dass ein Endbereich des Querträgers zwischen diesen angeordnet ist,
insbesondere durch die U-Form, umgeben ist. Der Endbereich des Querträgers
ist in die U-Form eingesteckt bzw. darin angeordnet. Die U-Form
der beiden Deformationselemente umgreift somit einen Endbereich
des Querträgers. Auch dadurch lässt sich einerseits
eine bauraumoptimierte Ausgestaltung schaffen, welche darüber
hinaus auch eine Anordnung gewährleistet, welche im Crashfalle
eine hohe Energieabsorption bei gleichzeitig geringem Deformationsweg
ermöglicht.
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Bevorzugt
ist das erste Deformationselement und somit das Deformationselement,
welches an der Vorderseite des Querträgers angeordnet ist, kleiner
ausgebildet als das zweite Deformationselement. Insbesondere der
relativ knappe Bereich vor dem Querträger, insbesondere
wenn dieser als endseitiger Querträger positioniert ist,
wird dadurch nur unwesentlich eingeschränkt, wobei dennoch
eine sehr hohe Energieabsorption gewährleistet werden kann.
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Bevorzugt
weist zumindest eines der Deformationselemente, insbesondere beide
Deformationselemente, eine Mehrfach-Hohlkammerstruktur auf. Diese
ist insbesondere im Querschnitt wabenförmig ausgebildet.
Bevorzugt sind die Deformationselemente als Strangpressprofilteile
ausgebildet. Diese Hohlkammerstrukturierung, insbesondere in Wabenstruktur,
gewährleistet ein sehr hohes Energieabsorptionsvermögen.
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Bevorzugt
sind die Hohlkammern des ersten und des zweiten Deformationselements
im Wesentlichen vertikal orientiert. Auch dadurch kann der Bauraum
und die Ausmaße der Deformationselemente, insbesondere
in Längsrichtung des Fahrzeugs minimiert werden.
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Bevorzugt
ist das erste und das zweite Deformationselement an einem ersten
Endbereich des Querträgers angeordnet und ein drittes Deformationselement,
welches analog zum ersten Deformationselement ausgebildet ist, ist
an der Vorderseite des Querträgers an einem dem ersten
Endbereich gegenüberliegenden zweiten Endbereich des Querträgers
angeordnet. Des Weiteren ist ein viertes Deformationselement analog
zum zweiten Deformationselement ausgebildet und an der Rückseite
des Querträgers an dessen zweiten Endbereich angeordnet. In
symmetrischer Ausgestaltung zur Längsachse der Karosserie
sind somit beidseitig jeweils zwei Deformationselemente so angeordnet,
dass sie sowohl ein an der Vorderseite und ein an der Rückseite
angeordnetes Deformationselement umfassen.
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Bevorzugt
kann die Karosserie des Fahrzeugs zumindest zwei Längsträgerebenen,
eine untere und eine obere Längsträgerebene, umfassen. Bei
einer derartigen Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn die Anordnung
des ersten und des zweiten, und insbesondere auch des dritten und
des vierten Deformationselements, in der oberen Längsträgerebene
vorgesehen ist.
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Darüber
hinaus kann vorgesehen sein, dass auch in der unteren Längsträgerebene
ein zweiter Querträger vorgesehen ist, welcher bevorzugt
einseitig angeordnet ist und im Wesentlichen unterhalb des ersten
Querträgers positioniert ist. An diesem zweiten Querträger
können ebenfalls weitere Deformationselemente angeordnet
sein. Bevorzugt ist dann vorgesehen, dass lediglich an der Vorderseite
dieses unteren Querträgers weitere Deformations elemente bzw.
Crashboxen angeordnet sind. Diese sind bevorzugt in Formgebung und/oder
Ausgestaltung, insbesondere in der inneren Struktur, unterschiedlich
zu den ersten vier Deformationselementen konstruiert. Bevorzugt
weisen die unteren Deformationselemente, welche bevorzugt an gegenüberliegenden
Endseiten symmetrisch zur Längsachse an dem unteren Querträger
an dessen Vorderseite angeordnet sind, ebenfalls ein Hohlkammerprofil,
insbesondere ein Mehrfach-Hohlkammerprofil, auf. Auch diese unteren Deformationselemente
können als Strangpressprofilteile ausgebildet sein.
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Bevorzugt
sind diese in der unteren Längsträgerebene angeordneten
Deformationselemente so orientiert, dass sich Ihre Hohlkammern in
Längsrichtung der Karosserie erstrecken. Bevorzugt sind somit
die Hohlkammern der ersten vier Deformationselemente im Wesentlichen
senkrecht zu der Orientierung der Hohlkammern der Deformationselemente
in der unteren Längsträgerebene angeordnet.
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Darüber
hinaus kann vorgesehen sein, dass an zumindest einem Deformationselement,
welches in der unteren Längsträgerebene angeordnet
ist, ein Führungselement für einen Zughaken, insbesondere einen
Abschlepphaken, integriert ist. Durch dieses Führungselement
kann der Zughaken geführt sein und in dem unteren Querträger
rückseitig befestigt, insbesondere verschraubt, sein. Das
Führungselement kann U-förmig ausgebildet sein
und an zumindest zwei Außenseiten des Deformationselements angeordnet
sein. Bevorzugt ist dieses daran unlösbar befestigt, insbesondere
verschweißt.
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Ein
weitere Aspekt der Erfindung betrifft eine Karosserie für
ein Fahrzeug. Eine erfindungsgemäße Karosserie
für ein Fahrzeug umfasst eine erste und zweite Längsträgerebene.
Sowohl in der ersten Längsträgerebene als auch
in der zweiten Längsträgerebene sind jeweils zumindest
zwei Deformationselemente symmetrisch zur Längsachse der
Karosserie angeordnet. Durch diese Ausgestaltung kann ein Deformationselementsystem
geschaffen werden, welches eine deutlich verbesserte Energieabsorption im
Crashfalle gewährleistet. Insbesondere bei Fahrzeugen,
welche mehrere Längsträgerebenen aufweisen, werden
zumindest zwei Längsträgerebenen genutzt, um daran
jeweils Deformationselemente positionieren zu können. Durch
die Erhöhung der Anzahl an Deformationselementen können
diese auch relativ klein ausgebildet werden, wodurch eine relativ Platz
sparende Ausgestaltung rea lisiert werden kann, welche dennoch einen
erhöhten Energieabbau gewährleistet.
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Die
Deformationselemente können jeweils unmittelbar an den
Längsträgern der jeweiligen Längsträgerebenen
angeordnet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass in jeder
Längsträgerebene ein Querträger angeordnet
ist, an dem die jeweiligen Deformationselemente befestigt sind.
So kann vorgesehen sein, dass ein erster Querträger in
der ersten Längsträgerebene angeordnet ist und
zur Anbringung der zumindest zwei Deformationselemente in der ersten
Längsträgerebene vorgesehen ist. Darüber
hinaus kann ein zweiter Querträger in der zweiten Längsträgerebene
vorgesehen sein, welcher ebenfalls zu Anbringung von zumindest zwei
in der zweiten Längsträgerebene angeordneten Deformationselementen
vorgesehen ist.
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Die
jeweiligen Querträger können ebenfalls unmittelbar
an den Längsträgern der jeweiligen Längsträgerebene
angebracht sein. Es kann jedoch auch bevorzugt vorgesehen sein,
dass ein Verbindungselement angeordnet ist, an dem einerseits die Längsträger
einer Längsträgerebene angebracht sind und andererseits
der Querträger dieser Längsträgerebene
befestigt ist.
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Bevorzugt
ist ein in der ersten Längsträgerebene angeordnetes
Deformationselement in Verlängerung zu einem ersten Längsträger
und ein in der ersten Längsträgerebene angeordnetes
zweites Deformationselement in Verlängerung zu einem zweiten Längsträger
angeordnet. Die Deformationselemente bilden somit unmittelbar Verlängerungen
der jeweiligen Längsträger.
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Bevorzugt
ist ein in der zweiten Längsträgerebene angeordnetes
drittes Deformationselement in Verlängerung zu einem dritten
Längsträger und ein in der zweiten Längsträgerebene
angeordnetes viertes Deformationselement in Verlängerung
zu einem vierten Längsträger angeordnet.
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Bevorzugt
ist das erste Deformationselement in der ersten Längsträgerebene
im Wesentlichen vertikal über dem dritten Deformationselement, welches
in der zweiten Längsträgerebene angeordnet ist,
positioniert. Darüber hinaus ist in vorteilhafter Weise
das zweite Deformationselement, welches in der ersten Längsträgerebene
angeordnet ist, im Wesentlichen vertikal über dem vierten
Deformationselement, welches in der zweiten Längsträgerebene positioniert
ist, angeordnet. Durch diese Anordnung kann symmetrisch zur Längsachse
der Karosserie jeweils ein paarweises Übereinanderanordnen
der jeweiligen Deformationselemente erreicht werden. Die Energieabsorptionswirkung
im Crashfalle kann dadurch verbessert werden.
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Die
Deformationselemente der ersten Längsträgerebene
können im Hinblick auf ihr Absorptionsverhalten von Energie
im Crashfalle unterschiedlich zu den Deformationselementen der zweiten
Längsträgerebene ausgebildet sein. Dazu können
unterschiedliche Formgebungen und/oder Ausmaße und/oder
Innenstrukturierungen vorgesehen sein. Auch dadurch kann in spezifischer
Weise der Energieabbau optimiert werden. Insbesondere kann im Hinblick
auf eine bauraumoptimierte Ausgestaltung eine Kombination der Deformationselemente ausgebildet
werden, welche neben der kompakten Anordnung ein bestmögliches
Energieabsorptionsverhalten gewährleistet.
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Bevorzugt
sind die Deformationselemente in den jeweiligen Längsträgerebenen
im Wesentlichen in die gleiche Richtung orientiert.
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Bevorzugt
sind die beiden Deformationselemente der zweiten Längsträgerebene,
welche der oberen Längsträgerebene entspricht,
jeweils zweigeteilt und erstrecken sich jeweils sowohl an einer
Vorderseite als auch an einer Rückseite des zweiten Querträgers,
welcher ebenfalls in der oberen Längsträgerebene
angeordnet ist. Durch diese umgreifende Anordnung der Deformationselemente
in der zweiten Längsträgerebene kann die kompakte
Bauweise nochmals begünstigt werden und darüber
hinaus das Energieabsorptionsverhalten verbessert werden.
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Bevorzugt
sind diese beiden Deformationselemente jeweils U-förmig
ausgebildet. Die beiden Deformationselemente in der zweiten Längsträgerebene,
welche jeweils zweiteilig ausgebildet sind, sind jeweils so angeordnet,
dass jeweils ein Endbereich des Querträgers zwischen einem
U-förmigen Deformationselement angeordnet ist. Ein Deformationselement
umgreift somit einen Endbereich des Querträgers.
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Bevorzugt
ist zumindest ein Deformationselement mit einer Mehrfach-Hohlkammerstruktur
ausgebildet. Diese ist bevorzugt wabenförmig konstruiert.
Bevorzugt sind die Deformationselemente in der zweiten Längsträgerebene
so angeordnet, dass ihre Hohlkammern im Wesentlichen vertikal orientiert sind.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Teilbereichs einer Karosserie
eines Fahrzeugs;
-
2 eine
Draufsicht auf eine Karosserie gemäß 1;
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3 eine
weitere perspektivische Darstellung einer Karosserie gemäß 1;
-
4 eine
Draufsicht auf einen Teilbereich der Darstellung gemäß 3:
und
-
5 eine
perspektivische Darstellung eines Teilbereichs der Darstellung gemäß 3.
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In
den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
eine perspektivische Darstellung eines Teilbereichs einer Karosserie
eines Fahrzeugs gezeigt. Die Darstellung zeigt die für
die Erfindung wesentlichen Teile eines Vorderwagens 1 der
Karosserie. Der Vorderwagen 1 umfasst eine erste Längsträgerebene,
welche als untere Längsträgerebene 2 ausgebildet
ist. Diese umfasst zwei Längsträger 21 und 22 sowie
einen ersten Querträger 4. Dieser untere Querträger 4 ist
ebenso wie die beiden Längsträger 21 und 22 dieser
unteren Längsträgerebene 2 mit Verbindungselementen 11 und 12 verbunden.
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Des
Weiteren weist der Vorderwagen 1 eine zweite Längsträgerebene
auf, welche als obere Längsträgerebene 3 ausgebildet
ist. Diese Längsträgerebene 3 weist ebenfalls
zwei Längsträger 31 und 32 sowie
einen zweiten Querträger 5 auf. Die Längsträger 31 und 32 sind
mit den Verbindungselementen 11 und 12 verbunden.
Der Längsträger 31 ist in vertikaler
Richtung betrachtet im Wesentlichen über dem Längsträger 21 und
der Längsträger 32 ist im Wesentlichen über
dem Längsträger 22 angeordnet. Darüber
hinaus sind die beiden Querträger 4 und 5 als
vordere endseitige Querträger angeordnet.
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Der
untere Querträger 4 erstreckt sich im Wesentlichen
geradlinig zwischen den unteren Längsträgern 21 und 22.
Der darüber angeordnete obere Querträger 5 ist
gekrümmt ausgebildet und weist eine im Wesentlichen stetig
ausgebildete bogenförmige Struktur auf.
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An
dem oberen Querträger 5 ist an dessen Vorderseite 51 ein
Aufprallschutzelement 6 angeordnet. Dieses Aufprallschutzelement 6 ist
einstückig ausgebildet und weist ebenfalls eine bogenförmige Formgebung
auf, wobei das Aufprallschutzelement 6 balkenartig ausgebildet
ist. Das Aufprallschutzelement 6 ist im Ausführungsbeispiel
aus einem geschäumten Kunststoff ausgebildet. Das einstückige Aufprallschutzelement 6 weist
einen ersten Teilbereich 61 auf, welcher sich im Wesentlichen
mittig befindet. An den beiden gegenüberliegenden Enden dieses
ersten Teilbereichs 61 ist jeweils ein zweiter Teilbereich 62 bzw. 63 angeordnet.
Das gesamte Aufprallschutzelement 6 ist aus einem gleichen
Material ausgebildet, wobei jedoch der erste Teilbereich 61 eine
geringere Dichte als die beiden zweiten Teilbereiche 62 und 63 aufweist.
Wie zu erkennen ist, sind die beiden Teilbereiche 62 und 63 flügelartig
an dem ersten Teilbereich 61 angeformt. An der dem zweiten Querträger 5 abgewandten
Vorderseite des Aufprallschutzelements 6 weist der erste
Teilbereich 61 mehrere erhabene Strukturbereiche 61a auf.
Darüber hinaus sind die an den äußeren
Enden ausgebildeten erhabenen Bereiche 61a mit einem gestuften
Profil 61b ausgebildet. Eine entsprechende gestufte Randformung
weisen die beiden zweiten Teilbereiche 62 und 63 an
den diesen Bereichen 61a zugewandten Rändern auf.
Darüber hinaus sind die beiden zweiten Teilbereiche 62 und 63 nach
außen hin verjüngt (Dicke d2 nimmt nach außen
hin ab) ausgebildet.
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Indem
der mittlere erste Teilbereich 61 weicher ausgebildet ist
als die beiden äußeren zweiten Teilbereiche 62 und 63,
kann den Anforderungen an einen Fußgängeraufprallschutz
einerseits und einem so genannten Eckpendelerfordernis andererseits
genüge getan werden.
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Des
Weiteren ist der erste Teilbereich 61 mit einer Tiefe bzw.
einer Dicke d1 ausgebildet, welche größer als
die Tiefe bzw. die Dicke d2 der Teilbereiche 62 und 63 ist.
Dadurch sind an den rückseitigen Bereichen der Teilbereiche 62 und 63 Freiräume
bzw. Aussparungen 64 und 65 ausgebildet.
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In
der Aussparung 64 ist zwischen dem zweiten Teilbereich 62 und
dem Querträger 5 ein erstes Deformationselement 7 angeordnet.
Unter einem Deformationselement wird eine Komponente der Karosserie
verstanden, welche in Anordnung und Ausgestaltung vordergründig
so konstruiert und gestaltet ist, dass sie im Crashfalle des Fahrzeugs
durch eine Verformung in einer durch ihre Struktur gegebenen Vorzugsrichtung
bewusst verformt wird und dadurch Crashenergie absorbiert.
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Dieses
erste Deformationselement 7 ist der zweiten Längsträgerebene 3 zugeordnet
und somit an der Vorderseite 51 des Querträgers 5 angeordnet. Wie
aus 1 zu erkennen ist, weist dieses erste Deformationselement 7 eine
Mehrfach-Hohlkammerstruktur auf, welche wabenartig strukturiert
ist. Das erste Deformationselement 7 ist so angeordnet,
dass sich die Hohlkammern im Wesentlichen vertikal erstrecken.
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Darüber
hinaus ist in dieser oberen Längsträgerebene 3 ein
zweites Deformationselement 8 an der Rückseite 52 des
Querträgers 5 angeordnet. Die beiden Deformationselemente 7 und 8 sind
somit an gegenüberliegenden Seiten des Querträgers 5 positioniert.
Wie aus der Darstellung in 1 zu entnehmen
ist, sind diese beiden Deformationselemente 7 und 8 an
einem äußeren Randbereich bzw. einem ersten Endbereich 53 des
Querträgers 5 positioniert und in Verlängerung
der Längserstreckung des Längsträgers 31 angeordnet.
Darüber hinaus sind die beiden Deformationselemente 7 und 8 an
dem außen liegenden Randbereich durch eine verlängerte
Seitenwand des ersten Deformationselements 7 miteinander
verbunden und bilden dadurch eine U-Form. Der erste Endbereich 53 erstreckt
sich somit in diese U-Form, welche durch diese beiden verbundenen
Deformationselemente 7 und 9 gebildet wird, hinein.
Die U-Form ist horizontal liegend orientiert und darüber
hinaus zur Längsachse A der Karosserie zeigend angeordnet.
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An
dem gegenüberliegenden Endbereich 54 des Querträgers 5 ist
in der oberen Längsträgerebene 3 ein
weiteres erstes Deformationselement 9, nachfolgend als
drittes Deformationselement 9 bezeichnet, in der Aussparung 65 zwischen
dem zweiten Teilbereich 63 des Aufprallschutzelements 6 und dem
Querträger 5 angeordnet. Dieses dritte Deformationselement 9 ist
analog zum ersten Deformationselement 7 ausgebildet und
angeordnet. Darüber hinaus ist an der Rückseite 52 auch
an diesem Endbereich 54 ein weiteres zweites Deformationselement 10,
nachfolgend als viertes Deformationselement 10 bezeichnet,
angeordnet. Das vierte Deformationselement 10 ist in Ausgestaltung
und Orientierung entsprechend dem zweiten Deformationselement 8 konzipiert.
Die beiden Deformationselemente 9 und 10 sind
in Ver längerung der Längserstreckung des oberen
Längsträgers 32 angeordnet. Auch diese beiden
Deformationselemente 9 und 10 sind durch eine
verlängerte Seitenwand 95 (4) des dritten Deformationselements 9 miteinander
verbunden und bilden ebenfalls eine U-Form, in welche sich der zweite
Endbereich 54 passgenau erstreckt.
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Darüber
hinaus sind auch in der unteren Längsträgerebene 2 ein
erstes Deformationselement 13 und ein zweites Deformationselement 14 angeordnet.
Das erste Deformationselement 13 der unteren Längsträgerebene 2 ist
im Wesentlichen vertikal unterhalb der Deformationselemente 9 und 10 der ersten
Längsträgerebene 2 angeordnet. Entsprechend
ist das zweite Deformationselement 14 der unteren Längsträgerebene 2 im
Wesentlichen vertikal unter den Deformationselementen 7 und 8 der
oberen Längsträgerebene 3 angeordnet.
Auch diese beiden Deformationselemente 13 und 14 sind
jeweils in Verlängerung der unteren Längsträger 21 und 22 angeordnet.
Alle Deformationselemente 7, 8, 9, 10, 13 und 14 weisen
somit im Wesentlichen eine gleiche Orientierungsrichtung auf. Auch
im Hinblick auf die Längserstreckung weisen die Deformationselemente 13 und 14 der
unteren Längsträgerebene 2 im Wesentlichen
eine Längserstreckung auf, welche den Längserstreckungen
der Deformationselemente 7 und 8 einerseits und
den Deformationselementen 9 und 10 andererseits
entspricht. Die Länge und Ausgestaltung der Deformationselemente
in den beiden Längsträgerebenen 2 und 3 ist
relativ kurz ausgebildet und ermöglicht durch die Mehrzahl
und durch die Anordnung in beiden Längsträgerebenen 2 und 3 einen
verbesserten Energieabbau im Crashfalle bei relativ kurzem Deformationsweg.
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Die
beiden Deformationselemente 13 und 14 der unteren
Längsträgerebene 2 sind ebenfalls mit
einer Mehrfach-Hohlkammerstruktur im inneren ausgebildet. Diese
Mehrfach-Hohlkammern sind jedoch in Richtung der Längsachse
A und somit im Wesentlichen horizontal orientiert. Sie stehen daher
im Wesentlichen vertikal zu den Orientierungen der Hohlkammern der
Deformationselemente 7 bis 10 der oberen Längsträgerebene 3.
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Diese
spezifische Ausgestaltung und Anordnung der Deformationselemente 7 bis 10 sowie 13 und 14 ermöglicht
einen deutlich verbesserten Energieabbau. Gerade bei einem Fahrzeug
mit zwei Längsträgerebenen 2 und 3 kann
durch diese Anordnung und Formgestaltung der Deformationselemente 7 bis 10 sowie 13 und 14 ein äußerst
effizientes Deformationsverhalten erwirkt werden und dadurch die Sicherheit
im Crashfalle wesentlich erhöht werden.
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Des
Weiteren ist in 1 zu erkennen, dass an dem zweiten
Deformationselement 14 der unteren Längsträgerebene 2 ein
Führungselement 15 integral angeordnet ist. Dieses
Führungselement 15 ist zur Aufnahme und Halterung
eines Zughakens, insbesondere eines Abschlepphakens, vorgesehen.
Dieser Zughaken kann durch dieses Führungselement 15 hindurchgeführt
sein und rückwärtig an dem unteren Querträger 4 befestigt,
insbesondere verschraubt sein. Die Anordnung des Aufprallschutzelements 6 an
dem oberen Querträger 5 sowie die Positionierung der
Deformationselemente 7 und 9 ermöglicht
eine besonders kompakte und bauraumoptimierte sowie hocheffiziente
Vorrichtung im Falle eines Aufpralls. In Ergänzung mit
den Deformationselementen 9 und 10 können
diese vorteilhaften Attribute nochmals verbessert werden.
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In 2 ist
eine Draufsicht auf einen Teilbereich der Darstellung gemäß 1 gezeigt.
In Ergänzung zu dieser Darstellung sind schematisch zwei Frontscheinwerfer 16 und 17 gezeigt.
Darüber hinaus ist in dieser 2 die kompakte
Anordnung der oberen Längsträgerebene 3 im
Bereich des Querträgers 5, des Aufprallschutzelements 6 und
der Deformationselemente 7 und 9 zu erkennen.
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Die
flügelartig angeformten zweiten Teilbereiche 62 und 63 des
Aufprallschutzelements 6 laufen nach außen hin
keilförmig zu bzw. sind verjüngt nach außen
hin ausgebildet.
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In 3 ist
eine weitere perspektivische Darstellung des Vorderwagens 1 gezeigt,
wobei im Unterschied zur Darstellung gemäß 1 das
Aufprallschutzelement 6 nicht gezeigt ist. In dieser Darstellung
ist die Anordnung der Deformationselemente 7 bis 10 in
der oberen Längsträgerebene 3 zu erkennen.
Es ist gezeigt, dass sich die Deformationselemente 7 bis 10 in
vertikaler Richtung über eine Höhe erstrecken,
welche der Höhe des Querträgers 5 entspricht.
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Darüber
hinaus ist das Führungselement 15 an dem ersten
Deformationselement 13 in der unteren Längsträgerebene 2 gezeigt.
Wie zu erkennen ist, erstreckt sich das Führungselement 15 im
Wesentlichen quer und somit auch im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse
B (5) des ersten Deformationselements 13.
Dieses Führungselement 15 ist U-förmig
ausgebildet und liegt mit seinen Schenkeln an zumindest zwei gegenüberliegenden
Außen seiten des Deformationselements 13 an. Im
Ausführungsbeispiel ist das Führungselement 15 unlösbar an
dem Deformationselement 13 befestigt, insbesondere daran
angeschweißt. Ein Zughaken, insbesondere ein Abschlepphaken,
kann durch die Öse 154 (5) von vorne
hindurchgeführt werden und rückwärtig
an einer entsprechenden Befestigung 41 (5)
des unteren Querträgers 4 verschraubt werden.
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In 4 ist
eine Draufsicht auf einen Teilausschnitt der Darstellung gemäß 3 gezeigt.
In dieser 4 ist der Querträger 5 an
seinem zweiten Endbereich 54 dargestellt. Es ist zu erkennen,
dass der Endbereich 54 im Wesentlichen passgenau in die U-Form
des Deformationssystems, welches durch die beiden Deformationselemente 9 und 10 gebildet ist,
angeordnet ist.
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Das
an der Vorderseite 51 angeordnete dritte Deformationselement 9 ist
in seiner Formgebung und seinen Ausmaßen kleiner ausgebildet
als das hintere vierte Deformationselement 10. In entsprechender Weise
gilt dies für die Ausmaße und Formgebungen der
Deformationselemente 7 und 8 an der gegenüberliegenden
Seite bzw. dem gegenüberliegenden Endbereich 53 des
Querträgers 5.
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Das
dritte Deformationselement 9 weist eine Dreifach-Hohlkammerstruktur
auf und umfasst Wände 91, 92, 93, 94 und
eine äußere Seitenwand 95. Mit einer
Wand 96 liegt das Deformationselement 9 unmittelbar
an der Vorderseite 51 an. Das Deformationselement 9 ist
an seiner dem ersten Endbereich 53 zugewandten Seite und
somit der Wand 91 abgeschrägt ausgebildet. Die äußere
Seitenwand 95 erstreckt sich in Längsrichtung
bis zum vierten Deformationselement 10 und ist dort mit
diesem verbunden. Die U-Form wird somit durch ein sehr dünnes plattenartiges
Element, der äußeren Seitenwand 95, gebildet.
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Auch
das vierte Deformationselement 10 weist eine Mehrzahl von
Seitenwänden 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108 und 109 auf.
Die Wände sind so zueinander angeordnet, dass ein Sechs-Fach-Hohlkammergebilde
ausgestaltet wird. Auch hier ist die innen liegende Seitenwand 101 schräg
gestellt angeordnet. Mit der Wand 108 liegt das vierte
Deformationselement 10 unmittelbar an der Rückseite 52 des
Querträgers 5 an. Mit der Wand 109 ist
das vierte Deformationselement 10 an dem Verbindungselement 12 anliegend
angeordnet.
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In 5 ist
eine perspektivische Darstellung eines Teilausschnitts gemäß 3 gezeigt.
In dieser ist einerseits die Struktur und Anordnung der Deformationselemente 7 und 8 der
oberen Längsträgerebene 3 zu erkennen,
und andererseits die Anordnung des Führungselements 15 gezeigt.
Es ist zu erkennen, dass das Führungselement 15 quer
zur Längsachse B des Deformationselements 13 angeordnet ist
und in etwa mittig in Längsrichtung des Deformationselements 13 betrachtet
an diesem angeschweißt ist. Die U-Form des Führungselements 15 ist
mit einem ersten Schenkel 151 an einer Oberseite und mit
einem zweiten Schenkel 152 an einer Unterseite des Deformationselements 13 anliegend
befestigt. In einer Ausformung 153 ist die Öse 154 als
Bohrung in dem Führungselement 15 ausgebildet.
Ein von vorne eingeführter Zughaken kann in dem Befestigungsbereich 41 des
unteren Querträgers 4 eingeschraubt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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