-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Offenbarung betrifft Aufbaustrukturen von Fahrzeugen, die ein Fahrzeug als Reaktion auf eine Kollision mit geringem Versatz mit einem starren Hindernis lateral ablenken.
-
HINTERGRUND
-
Landfahrzeuge werden durch verschiedenste Tests, einschließlich Frontalaufpralle, Seitenaufpralle, Heckaufpralle, Überschlag und anderen Tests, auf ihr Aufprallverhalten getestet. Es wurden in der Vergangenheit Frontalaufpralltests entwickelt, die angaben, dass ein Fahrzeug zwischen den Rahmenlängsträgern, die sich in Längsrichtung bezüglich des Fahrzeugs erstrecken, auf ein Hindernis aufprallt. Bei dieser Art von Tests stellen die Rahmenlängsträger die primäre Abstützung für den Fahrzeugaufbau bereit.
-
Ein als SORB-Test (SORB – Small Offset Rigid Barrier) bekannter Test simuliert Frontalkollisionen mit geringem Versatz gegen ein starres Hindernis. In dem vorgeschlagenen Test prallt das Fahrzeug auf ein starres Hindernis mit einem pfostenähnlichen Radius von 6 Zoll an einer Ecke mit einer 25%-Überlappung bei 40 mph. Der Aufprall befindet sich außerhalb der Rahmenlängsträger, so dass die Rahmenlängsträger nicht so viel Widerstand gegen Eindringen in den Fahrzeuginnenraum wie im Falle von Aufprallen zwischen den Rahmenlängsträgern bereitstellen.
-
Das Gewicht von Landfahrzeugen wird immer weiter reduziert, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Es werden derzeit Fahrzeuge dahingehend konzipiert, das Gewicht des Fahrzeugs zu reduzieren, wobei eine parallele Zielsetzung darin besteht, weder Leistung noch Aufprallverhalten zu beeinträchtigen. Die Probleme, denen durch die vorliegende Offenbarung begegnet wird, umfassen das Erfüllen von SORB-Test-Anforderungen bei gleichzeitigem Reduzieren des Fahrzeuggewichts und Reduzieren von Herstellungskosten.
-
Den obigen Problemen sowie anderen Problemen wird durch die vorliegende Offenbarung, wie unten zusammengefasst, begegnet.
-
KURZFASSUNG
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung offenbart, die einen sich in Längsrichtung erstreckenden Rahmenlängsträger umfasst, der eine Queröffnung neben einem Vorbau definiert. Eine Verlängerung wird teilweise in einem Stoßfänger aufgenommen, der ein offenes Ende definiert. Ein Stift wird in der Queröffnung aufgenommen und weist ein äußeres Ende auf, das durch eine Verbindung schwenkbar mit einem außen liegenden Ende der Verlängerung verbunden ist. Kollisionen außerhalb des Trägers treiben die Verlängerung in den Stift und den Stift in den Träger.
-
Gemäß anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird bei Kollisionen einwärts des Trägers die Verlängerung von dem Stoßfänger nach außen geschoben und die Verlängerung und der Stift werden zueinander geschwenkt. Bei Kollisionen einwärts des Trägers wird der Stift von der Queröffnung lateral nach außen geschoben.
-
Die Verbindung kann ein Scharnier sein, das die Verlängerung und den Stift am äußeren Ende der Verlängerung und an einem äußeren Ende des Stifts verbindet. Es kann ein Anschlag an dem Stift vorgesehen sein, der verhindert, dass der Stift bei der Kollision durch die durch den Rahmenlängsträger definierte Queröffnung gleitet. Der Anschlag kann ein an dem Stift fixierter Ring sein.
-
Der Träger stützt ein Fahrzeug, und eine durch den Stift auf den Rahmenlängsträger ausgeübte laterale Kraft verschiebt das Fahrzeug lateral. Ein Stützträger der vorderen Seitenverkleidung kann an einer Außenseite des Trägers befestigt sein und kann eine Stützträgeröffnung definieren, die auf die Öffnung im Träger ausgerichtet ist, die den Stift aufnimmt. Der Stift kann einen Anschlag enthalten, der den Stützträger der vorderen Seitenverkleidung in Eingriff nimmt, um zu verhindern, dass der Stift bei der Kollision durch die Stützträgeröffnung und die durch den Träger definierte Öffnung gleitet.
-
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung offenbart, die ein erstes Verbindungsstück mit einem in einer Stoßfängerstange aufgenommenen inneren Ende und ein zweites Verbindungsstück, das in einer durch einen Rahmenlängsträger definierten Öffnung verschiebbar aufgenommen ist, umfasst. Das zweite Verbindungsstück ist an einer vom Rahmenlängsträger nach außen beabstandeten Stelle mit einem äußeren Ende des ersten Verbindungsstücks schwenkbar verbunden. Bei einer Kollision mit einem Versatz außerhalb des Rahmenlängsträgers wird das erste Verbindungsstück in das zweite Verbindungsstück getrieben, das wiederum eine laterale Kraft an den Rahmenlängsträger anlegt.
-
Gemäß anderen Aspekten der vorliegenden Offenbarung gleitet bei einem Frontalcrash zwischen dem Rahmenlängsträger und einem zweiten Rahmenlängsträger das erste Verbindungsstück von der Stoßfängerstange teleskopisch nach außen und bewirkt, dass das zweite Verbindungsstück von dem Rahmenlängsträger nach außen gleitet und bezüglich des ersten Verbindungsstücks in eine Schließstellung schwenkt.
-
Die Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung kann ferner ein Scharnier umfassen, das das erste Verbindungsstück und das zweite Verbindungsstück am äußeren Ende des ersten Verbindungsstücks und an einem äußeren Ende des zweiten Verbindungsstücks verbindet.
-
Es kann am zweiten Verbindungsstück ein Anschlag vorgesehen sein, der verhindert, dass das zweite Verbindungsstück bei der Kollision mit Versatz durch die durch den Rahmenlängsträger definierte Öffnung gleitet. Der Anschlag kann ein am zweiten Verbindungsstück fixierter Ring sein.
-
Die laterale Kraft kann dahingehend wirken, den Rahmenlängsträger lateral abzulenken. Der Rahmenlängsträger stützt ein Fahrzeug, das lateral verschoben wird, wenn die durch das zweite Verbindungsstück angelegte laterale Kraft an den Rahmenlängsträger angelegt wird.
-
In Abhängigkeit von der Fahrzeugvorbaustruktur kann ein Stützträger der vorderen Seitenverkleidung an einer Außenseite des Rahmenlängsträgers befestigt sein, der eine Stützträgeröffnung definiert, die auf die Öffnung im Rahmenlängsträger ausgerichtet ist und das zweite Verbindungsstück aufnimmt. Es kann ein Anschlag am zweiten Verbindungsstück vorgesehen sein, der den Stützträger der vorderen Seitenverkleidung in Eingriff nimmt, um zu verhindern, dass das zweite Verbindungsstück bei der Kollision mit Versatz durch die Stützträgeröffnung und die durch den Rahmenlängsträger definierte Öffnung gleitet.
-
Die obigen Aspekte der vorliegenden Offenbarung sowie andere Aspekte werden unten unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Teil-Draufsicht, bei der ein Teil der Haube und der vorderen Seitenverkleidung entfernt sind, um die Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung zu zeigen.
-
2 ist eine perspektivische Teil-Ansicht der am Rahmenlängsträger und Stoßfänger befestigten Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung.
-
3 ist eine perspektivische Ansicht der Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung, die getrennt gezeigt wird.
-
4 ist eine Teil-Draufsicht der Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung, die bei einer Kollision mit einem Objekt einwärts der Rahmenlängsträger am Stoßfänger gezeigt wird.
-
5 ist eine Teil-Draufsicht der Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung bei einer Kollision mit einem Objekt außerhalb des Rahmenlängsträgers.
-
6 ist ein Beispiel für eine computersimulierte Kollision außerhalb des Rahmenlängsträgers.
-
7 ist eine perspektivische Ansicht einer gemäß dem Stand der Technik hergestellten statischen Haken-Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung nach dem Stand der Technik.
-
8 ist ein Diagramm, das die laterale Gesamtgeschwindigkeit als Funktion der Zeit zeigt, wobei ein Basisfahrzeug ohne irgendeine Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung außerhalb des Rahmenlängsträgers; eine gemäß 7 hergestellte Ausführungsform nach dem Stand der Technik und für die in den 1–5 gezeigte Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung verglichen werden.
-
9 ist ein Diagramm der lateralen Gesamtverschiebung als Funktion der Zeit für das Basisfahrzeug ohne Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung; den Stand der Technik mit der in 7 gezeigten Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung und für die in den 1–5 gezeigte Erfindung.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Die dargestellten Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sein sollen, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgestaltet werden können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstäblich; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die offenbart werden, sollen nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die offenbarten Konzepte auszuüben sind.
-
Relative Begriffe für räumliche Beziehungen, auf die in der vorliegenden Offenbarung verwiesen wird, sollten als Fahrzeugrichtungen verstanden werden, wobei das Fahrzeug eine "Längsrichtung" hat, die von der Frontpartie des Fahrzeugs zum Heck des Fahrzeugs verläuft. Die "laterale Richtung" verläuft in Fahrzeugquerrichtung. Eine "Mittellinie" des Fahrzeugs verläuft in Längsrichtung und befindet sich in der lateralen Mitte des Fahrzeugs. Zum Beispiel bezieht sich der Begriff "außerhalb der Rahmenlängsträger" auf eine Seite der Rahmenlängsträger, die sich auf der gegenüberliegenden Seite der Rahmenlängsträger von der Mittellinie befindet. Die "nach außen verlaufende Richtung" ist die von der Mittellinie weg verlaufende Richtung.
-
Der Begriff "SORB" bezieht sich auf einen Small Offset Rigid Barrier-Test (Test mit starrem Hindernis und geringem Versatz), der eine Kollision eines Fahrzeugs mit einem starren Hindernis nachbildet, die sich außerhalb der Rahmenlängsträger befindet und bei der weniger als 25% der Breite des Fahrzeugs involviert sind. Der Begriff "NCAP" betrifft allgemein eine Reihe von New Car Assessment Program-Tests (Neufahrzeug-Bewertungsprogramm-Tests), und einer der Tests wird als "NCAP-Impuls"-Test bezeichnet, bei dem ein Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 35 Meilen/h zwischen den Rahmenlängsträgern des Fahrzeugs in einem vollen Frontalzusammenstoß mit einem starren Hindernis kollidiert. Der Kürze halber wird der NCAP-Impuls-Test hierin einfach als "NCAP" bezeichnet.
-
Auf die 1 Bezug nehmend, wird eine gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellte Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung 10 an einem Fahrzeug 12 dargestellt. Zwei Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtungen 10 sind am Fahrzeug 12 vorgesehen, um Teile des Fahrzeugs 12 zu schützen, die sich außerhalb der Rahmenlängsträger 14 befinden. Ein Stoßfänger 16 ist am Fahrzeug fixiert. Der Stoßfänger 16 erstreckt sich lateral über das Fahrzeug und teilweise außerhalb der Rahmenlängsträger 14. Der Stoßfänger 16 definiert ein offenes Ende 18, in dem eine Verlängerung 20 oder ein erstes Verbindungsstück montiert ist.
-
Auf die 1 und 2 Bezug nehmend, wird ein Stift 22 oder ein zweites Verbindungsstück in eine Queröffnung 24 im Rahmenlängsträger 14 montiert. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "quer" auf die Fahrzeugquerrichtung oder laterale Fahrzeugrichtung. Es sollte auf der Hand liegen, dass die durch den Rahmenlängsträger 14 definierte Queröffnung 24 in lateraler oder Querrichtung verläuft. Ein inneres Ende 26 der Verlängerung 20 oder ein erstes Verbindungsstück ist im offenen Ende 18 des Stoßfängers 16 aufgenommen. Ein Drehgelenk 28 oder Scharnier ist an einem außen liegenden Ende 30 der Verlängerung 20 und an einem äußeren Ende 32 des Stifts vorgesehen.
-
Auf die 2 und 3 Bezug nehmend, wird die Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung 10 ausführlicher gezeigt. Der Stoßfänger 16 ist durch eine Knautschdose 34 am vorderen Rahmenlängsträger 14 befestigt. Der Stift 22 oder das zweite Verbindungsstück wird in der im Rahmenlängsträger 14 ausgebildeten Queröffnung 24 aufgenommen. Der Stift 22 enthält ein äußeres Ende 32, das durch eine Verbindung 28 mit dem außen liegenden Ende 30 der Verlängerung 20 verbunden ist. Die Verbindung 28 ist ein Gelenksbolzen oder eine andere Art von Gelenkverbindung, die es der Verlängerung 20 und dem Stift 22 gestattet, unter einigen Kollisionsbedingungen, die unten unter Bezugnahme auf 4 ausführlicher beschrieben werden, aufeinander zu zu schwenken. Ein Anschlagring 36 ist am Stift 22 vorgesehen, der vom Rahmenlängsträger 14 beabstandet ist und (in Abhängigkeit von der Struktur des Fahrzeugaufbaus) vom Stützträger 40 der vorderen Seitenverkleidung beabstandet ist. Bei einigen Fahrzeugen ist der Stützträger 40 der vorderen Seitenverkleidung an die Außenseite des Rahmenlängsträgers 14 gebunden. Der Stützträger 40 der vorderen Seitenverkleidung kann eine Stützträgeröffnung 42 definieren. Der Stift 22 wird zunächst durch die Stützträgeröffnung 42 und dann in die Queröffnung 24 des Rahmenlängsträgers 14 eingeführt.
-
Auf 4 Bezug nehmend, wird die Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung 10 der vorliegenden Offenbarung bei einer Kollision einwärts des Rahmenlängsträgers 14, die als Frontalzusammenstoß oder NCAP bekannt ist, gezeigt. Der Stoßfänger 16 wird in Längsrichtung in die Knautschdose 34 getrieben, die den Stoßfänger 16 mit dem Rahmenlängsträger 14 verbindet. Als Reaktion auf den vollen Frontalzusammenstoß wird der Stift 22 in die nach außen verlaufende Richtung geschoben. Gleichzeitig schwenkt die Verlängerung 20 zum Stift 22, wie durch den gebogenen Pfeil zwischen der Verlängerung 20 und dem Stift 22 gezeigt. Durch Schieben des Stifts 22 in die nach außen verlaufende Richtung und Schwenken der Verlängerung 20 zum Stift 22 mit einer scherenartigen Bewegung minimiert die Gegenmaßnahmenvorrichtung 10 eine Behinderung mit der Energieaufnahmefunktion der Knautschdose.
-
Wie in 5 gezeigt, wird eine Kollision außerhalb des Rahmenlängsträgers 14 durch den Pfeil vor dem Stoßfänger 16 dargestellt. Bei einer Kollision außerhalb des Rahmenlängsträgers 14 oder einer SORB-Kollision wird die Verlängerung 20 zum Stift 22 getrieben. Der Stift 22 wird zum Rahmenlängsträger 14 getrieben, bis der Anschlag 36 den Stützträger 42 der vorderen Seitenverkleidung oder den Rahmenlängsträger 14, wenn kein Stützträger 42 vorhanden ist, berührt. Der Stift 22 übt eine laterale Kraft auf den Stützträger 40 der vorderen Seitenverkleidung (oder den Rahmenlängsträger 14) und wiederum auf den Rahmenlängsträger 14 aus, um das Fahrzeug lateral von dem Hindernis weg zu schieben.
-
Wie in 6 gezeigt, wird die Verlängerung 20 bei einer Kollision mit einem starren Hindernis mit geringem Versatz nach hinten verformt, während der Stift 22 durch den Stützträger 40 der vorderen Seitenverkleidung in den Rahmenlängsträger 14 getrieben wird. Durch Treiben des Stifts 22 in den Rahmenlängsträger wird das Fahrzeug lateral verschoben, wie in den beiden angehängten Diagrammen der 8 und 9 gezeigt.
-
Auf 7 Bezug nehmend, wird ein statischer Haken 50 nach dem Stand der Technik dargestellt, der eine Vorderwand 52 und einen zurückführenden Schenkel 54 enthält. Die Vorderwand 52 ist am Rahmenlängsträger 56 befestigt und erstreckt sich außerhalb des Rahmenlängsträgers 56. Der zurückführende Schenkel 54 erstreckt sich von dem äußersten Ende der Vorderwand 52 zum Rahmenlängsträger 56, ist aber nicht mit dem Rahmenlängsträger 56 verbunden.
-
Auf 8 Bezug nehmend, wird ein Diagramm der lateralen Gesamtgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde für eine in Millisekunden gemessene Zeitspanne von dem Zeitpunkt einer Kollision mit einem starren Hindernis mit geringem Versatz außerhalb der Rahmenlängsträger 14 bereitgestellt. Ein Basisfahrzeug, das keine Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung für eine Kollision mit geringem Versatz enthält, wird mit einer in 7 dargestellten Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung und mit der Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung der 1–5 verglichen. Bei der Basisfahrzeugtestsimulation beträgt die laterale Gesamtgeschwindigkeit bei 90 ms ca. 2 m/s; bei der Ausführungsform von 7 beträgt die laterale Geschwindigkeit bei 90 ms ca. 2,4 m/s; bei der Ausführungsform der 1–5 beträgt die laterale Gesamtgeschwindigkeit ca. 4,1 m/s.
-
Ebenso wurde in 9 die laterale Gesamtverschiebung in simulierten Tests des Basisfahrzeugs mit der Ausführungsform von 7 und der Ausführungsform der 1–5 verglichen. Die laterale Gesamtverschiebung des Basisfahrzeugs bei 90 ms beträgt ca. 55 mm. Die laterale Gesamtverschiebung der Ausführungsform von 7 bei 90 ms beträgt ca. 100 mm. Bei der Ausführungsform der 1–5 beträgt die laterale Gesamtverschiebung bei 90 ms ca. 190 mm. Basierend auf dem durch die Diagramme der 8 und 9 dargestellten simulierten Test weist die Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung 10 der 1–5 eine größere laterale Gesamtgeschwindigkeit und eine größere laterale Gesamtverschiebung im Vergleich zu der Ausführungsform von 7 oder dem Basismodell, das keine Kollisionsgegenmaßnahmenvorrichtung außerhalb des Rahmenlängsträgers enthält, auf.
-
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind spezielle Beispiele, die nicht alle möglichen Formen der Offenbarung beschreiben. Die Merkmale der dargestellten Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der offenbarten Konzepte zu bilden. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe dienen der Beschreibung und nicht der Einschränkung. Der Schutzumfang der folgenden Ansprüche ist weiter als die speziell offenbarten Ausführungsformen und enthält auch Modifikationen der dargestellten Ausführungsformen.