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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Fahrzeugfront-Teilstruktur,
und insbesondere eine vordere Stoßstange und deren benachbarte Struktur.
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Bekannte
Fahrzeuge beinhalten vordere Seitenrahmen, die rechts und links
von Vorderteilen derselben vorgesehen sind. Die vorderen Seitenrahmen erstrecken
sich längs
der Fahrzeuge. Vordere Stoßstangen,
die sich quer zu den Fahrzeugen erstrecken, sind an Vorderenden
der rechten und linken vorderen Seitenrahmen angebracht. Ein Beispiel
so angeordneter Vorderteile von Fahrzeugen ist in der japanischen
Gebrauchsmuster-Post-Exam-Publikation
Nr. HEI-1-34940 mit dem Titel "AUTOMOBILE FRONT
PART STRUCTURE" offenbart.
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Das
in dieser Publikation offenbarte Automobil besitzt obere Vorderrahmen,
die rechts und links eines Vorderteils desselben vorgesehen sind.
Die rechten und linken oberen Vorderrahmen erstrecken sich längs des
Fahrzeugs. Obere und untere Zweigrahmen erstrecken sich von jedem
oberen Vorderrahmen nach vorne. Der untere Zweigrahmen ist integral
mit dem oberen Vorderrahmen ausgebildet. Der obere Zweigrahmen ist
relativ kurz und ist, typischerweise durch Schweißen, mit
dem oberen Vorderrahmen verbunden. An Vorderenden der rechten und
linken oberen Zweigrahmen ist ein vorderer Stoßfänger angebracht, der sich quer
zum Automobil erstreckt. Ein vorderes Querelement erstreckt sich zwischen
Vorderenden der rechten und linken unteren Zweigrahmen.
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Bei
einer sogenannten "versetzten
Kollision", d.h.
wenn ein Kollisionsaufprall auf jenen Teil des vorderen Stoßfängers einwirkt,
der von der Mitte des Automobils entweder zum rechten oder zum linken
oberen Zweigrahmen hin versetzt ist, wirkt der Aufprall auf den
oberen Zweigrahmen, der jenem Teil benachbart angeordnet ist, stärker als
auf den anderen oberen Zweigrahmen, der von jenem Teil entfernt
angeordnet ist.
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Wenn
die Verbindung zwischen dem oberen Zweigrahmen und dem oberen Vorderrahmen
durch den Aufprall geschwächt
wird, verliert der obere Zweigrahmen mit der so geschwächten Verbindung mit
dem oberen Vorderrahmen an Effizienz bei der Absorption des Aufpralls.
Es ist daher erwünscht, daß die oberen
Zweigrahmen auch dann fest mit dem oberen Vorderrahmen verbunden
bleiben, wenn sie dem Aufprall ausgesetzt sind.
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Ein
Vorschlag wäre,
daß die
linken und rechten oberen Zweigrahmen rechte und linke Stege enthalten,
die sich von deren Vorderteilen nach unten erstrecken. Das vordere
Querelement erstreckt sich zwischen den Unterenden der Stege. In
diesem Fall sollten die rechten und linken oberen Zweigrahmen fest
oder stabil mit den Stegen verbunden werden, um den Aufprall mit
erhöhter
Effizienz zu absorbieren.
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Der
mit den Stegen verbundene obere Zweigrahmen kann durch das Anbringen
zusätzlicher Elemente
an dem oberen Zweigrahmen stabil gemacht werden.
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Jedoch
erhöht
das Anbringen solcher zusätzlicher
Elemente unerwünscht
das Gewicht des Automobils.
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Aus
der
EP 0 696 535 A1 ist
eine LKW-Fahrzeugfront-Teilstruktur nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bekannt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Fahrzeugfront-Teilstruktur anzugeben, die
rechte und linke vordere Seitenrahmen aus Aluminium oder Aluminium-Legierung
besitzt, die fest oder stabil mit Stegen aus Aluminium oder Aluminium-Legierung
verbunden sind, worin eine stabile Verbindung dieser Teile mit dem
Rest der Fahrzeugkarosserie erreicht wird und, wenn das Fahrzeug
auf ein Objekt aufprallt, der Aufprall effizient absorbiert wird.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird eine Fahrzeugfront-Teilstruktur gemäß Anspruch
1 angegeben.
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Die
ersten Abschnitte des Stegs sind durch die Befestigungselemente
und die zweiten Abschnitte des Stegs sind durch die Schweißung mit
dem vorderen Teil des vorderen Seitenrahmens verbunden. Die Verbindungen
zwischen den vorderen Seitenrahmen und den Stegen sind somit stabil
ausgeführt. Auch
wenn das Fahrzeug auf ein Objekt aufprallt, wobei auf einen der
rechten und linken vorderen Seitenrahmen eine größere Kraft einwirkt als auf
den anderen vorderen Seitenrahmen, bleiben die rechten und linken
vorderen Seitenrahmen beide fest oder stabil mit den Stegen verbunden.
Die vorderen Teile der rechten und linken vorderen Seitenrahmen
sind durch die rechten und linken Stege und das vordere Querelement
fest oder stabil miteinander verbunden. Die so angeordneten jeweiligen
vorderen Seitenrahmen verknicken beim Aufprall des Fahrzeugs auf
das Objekt, um hierdurch den Aufprall effizient zu absorbieren.
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In
einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung sind die rechten
und linken Stege an den ersten Abschnitten mit Vorderteilen der
rechten und linken vorderen Seitenrahmen stabiler befestigt als an
den zweiten Abschnitten.
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Auch
wenn die zweiten Abschnitte des Stegs, die mit dem vorderen Seitenrahmen
durch Schweißung
verbunden sind, durch den Aufprall des Fahrzeugs auf das Objekt
unstabil gemacht werden, bleiben die ersten Abschnitte des Stegs,
die durch die Befestigungselemente an dem vorderen Seitenrahmen
verbunden sind, stabil. Dies bedeutet, daß der vordere Seitenrahmen
mit dem Steg stabil gekoppelt bleibt.
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In
einer weiter bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung ist jeder
der rechten und linken vorderen Seitenrahmen halbiert, um einen
hinteren Rahmen und einen vorderen Rahmen zu bilden, der mit einem
Vorderende des hinteren Rahmens verbolzt ist, wobei der vordere
Rahmen eine geringere Steifigkeit vorsieht als der hintere Rahmen,
wenn die vordere Stoßstange
eine Last auf den vorderen Rahmen ausübt.
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Wenn
das Fahrzeug auf ein Objekt aufprallt, wirkt der Aufprall auf den
vorderen Seitenrahmen. Wenn der auf den vorderen Seitenrahmen wirkende Aufprall
klein ist, dann verformt sich nur der vordere Rahmen, um hierdurch
den Aufprall zu absorbieren. Der verformte vordere Rahmen kann allein
ersetzt werden. Wenn der auf den vorderen Seitenrahmen wirkende
Aufprall groß ist,
verformen sich die vorderen und hinteren Rahmen, um hierdurch den
Aufprall zu absorbieren.
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In
einer noch weiter bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung ist
der vordere Rahmen im Querschnitt polygonal und ist zur Bildung
eines Innenraums hohl, wobei Scheitel des Polygons durch in dem
Innenraum vorgesehene Rippen miteinander verbunden sind, wobei der
vordere Rahmen und die Rippen durch Extrusion integral geformt sind.
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Der
vordere Rahmen ist zur Bildung des Innenraums hohl und hat einen
polygonalen Querschnitt. Die Scheitel des Polygons sind durch die
in dem Innenraum vorgesehenen Rippen miteinander verbunden. Der
vordere Rahmen ist durch Extrusion geformt, um hierdurch über die
gesamte Länge desselben
für eine
konstante Dicke zu sorgen. Der so angeordnete vordere Rahmen verknickt
gleichmäßig entlang
der Länge
desselben, wenn das Fahrzeug auf das Objekt aufprallt, um hierdurch
den Aufprall effizient zu absorbieren.
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Eine
bestimmte bevorzugte Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail nur als Beispiel
anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben, worin:
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1 ist
eine Perspektivansicht eines Automobils, dessen vorderer Teil gemäß der vorliegenden Erfindung
strukturiert ist;
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2 ist
eine Perspektivansicht des in 1 gezeigten
vorderen Teils des Automobils;
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3 ist
eine Draufsicht auf den vorderen Teil des Automobils;
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4 ist
eine Draufsicht auf einen vorderen Seitenrahmen, eine vordere Stützwand sowie
eine vordere Stoßstange
des vorderen Teils des Automobils, die alle gemäß der vorliegenden Erfindung
miteinander verbunden sind;
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5 ist
eine Explosionsperspektivansicht des vorderen Seitenrahmens, der
vorderen Stützwand
und der vorderen Stoßstange,
die alle gemäß der vorliegenden
Erfindung miteinander verbunden sind;
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6 ist
eine Querschnittsansicht entlang Linie 6-6 von 5;
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7 ist
eine Querschnittsansicht entlang Linie 7-7 von 4;
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8 zeigt
die vordere Stoßstange,
einen vorderen Rahmen des vorderen Seitenrahmens sowie einen Untersteg
der vorderen Stützwand, die
alle gemäß der vorliegenden
Erfindung miteinander verbunden sind, gesehen von der Außenseite
des vorderen Seitenrahmens her;
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9 zeigt
die vordere Stoßstange,
den vorderen Rahmen des vorderen Seitenrahmens sowie den Untersteg
der vorderen Stützwand,
die alle miteinander verbunden sind, gesehen von der Innenseite
des vorderen Seitenrahmens aus;
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10 ist
eine Querschnittsansicht entlang Linie 10-10 von 4;
und
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11(a) bis (d) zeigen, wie der vordere
Seitenrahmen arbeitet, wenn das Automobil auf ein Hindernis aufprallt.
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Die
folgende Beschreibung dient lediglich als Beispiel und soll keineswegs
die Erfindung oder deren Anwendung oder deren Gebrauch beschränken.
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In
bezug auf 1 umfaßt ein zweitüriges Automobil 10 einen
Motorraum 11, der in einem vorderen Teil einer Fahrzeugkarosserie
ausgebildet ist, einen Stoßfänger 12,
der an einem unteren Abschnitt des Vorderteils der Fahrzeugkarosserie
angebracht ist, und rechte und linke Türen 13, die rechts
bzw. links der Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind. Die Bezugszahlen 14, 14 bezeichnen
Kotflügel.
Mit den Bezugszahlen 15, 16 sind eine Haube bzw.
eine Windschutzscheibe bezeichnet. Mit den Bezugszahlen 17, 17, 18, 18 und 19, 19 sind
Scheibenwischer, Scheinwerfer und Außenspiegel bezeichnet. Die
Bezugszahlen 21, 22 bezeichnen vordere und hintere Räder.
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Wie
in 2 gezeigt, umfaßt das Automobil 10 einen
Fahrzeugkarosserierahmen (die Fahrzeugkarosserie) 30 in
selbsttragender Bauweise. Der vordere Teil des Fahrzeugkarosserierahmens 30 umfaßt rechte
und linke vordere Seitenrahmen 31R, 31L, die rechts
und links des Fahrzeugkarosserierahmens 30 vorgesehen sind.
Die vorderen Seitenrahmen 31R, 31L erstrecken
sich längs
des Fahrzeugkarosserierahmens 30. Rechte und linke obere
Elemente 32R, 32L sind über und außerhalb der vorderen Seitenrahmen 31R, 31L angeordnet
und erstrecken sich längs
des Fahrzeugkarosserierahmens 30. Zwischen dem rechten
vorderen Seitenrahmen 31R und dem rechten oberen Element 32R sind
ein rechtes Radhaus 33R und ein rechtes vorderes Dämpfergehäuse 34R angeordnet. Ähnlich sind
zwischen dem linken vorderen Seitenrahmen 31L und dem linken
oberen Element 32L ein linkes Radhaus 33L und
ein linkes vorderes Dämpfergehäuse 34L angeordnet.
Eine vordere Stützwand 35 ist
mit Vorderteilen der vorderen Seitenrahmen 31R, 31L und
Vorderteilen der oberen Elemente 32R, 32L verbunden.
Eine vordere Stoßstange 36 ist
an Vorderenden der vorderen Seitenrahmen 31R, 31L angebracht
und erstreckt sich quer zum Fahrzeugkarosserierahmen 30.
Der Fahrzeugkarosserierahmen 30 ist aus Aluminium oder aus
Aluminiumlegierung hergestellt.
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Die
vordere Stützwand 35 umfaßt ein vorderes
unteres Querelement 41, das unter den Vorderteilen der
vorderen Seitenrahmen 31R, 31L angeordnet ist
und sich quer zum Fahrzeugkarosserierahmen 30 erstreckt.
Ein Mittelsteg 42 erstreckt sich von einem quermittigen
Abschnitt des vorderen unteren Querelements 41 nach oben.
Rechte und linke Seitenstege 43, 43 erstrecken
sich von entgegengesetzten Endabschnitten des vorderen unteren Querelements 41 nach
oben. Ein vorderes oberes Querelement 44 ist mit Oberenden
des Mittelstegs 42 und den Seitenstegen 43, 43 verbunden
und erstreckt sich quer zum Fahrzeugkarosserierahmen 30.
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An
den jeweiligen Stellen, an denen untere Endabschnitte der Seitenstege 43, 43 mit
dem vorderen unteren Querelement 41 verbunden sind, sind rechte
und linke Unterstege (Stege) 45, 45 angeordnet.
Das vordere untere Querelement 41 dient zum Halten eines
Kühlers.
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Das
vordere obere Querelement 44 besitzt rechte und linke Verlängerungsabschnitte 46, 46,
die sich von den rechten bzw. linken Endabschnitten desselben nach
hinten erstrecken. Durch diese Verlängerungsabschnitte 46, 46 ist
das vordere obere Querelement 44 mit Vorderenden der rechten
und linken oberen Elemente 32R, 32L verbunden.
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Wie
aus dieser Figur ersichtlich, erstrecken sich die rechten und linken
Unterstege 45, 45 von den Vorderteilen der rechten
und linken vorderen Seitenrahmen 31R, 31L nach
unten, und die Unterteile der rechten und linken Unterstege 45, 45 sind
durch das vordere untere Querelement 41 miteinander verbunden.
Die Bezugszahlen 52, 52 bezeichnen ein unteres
Armaturenbrett-Querelement bzw. ein Armaturenbrett. Mit den Bezugszahlen 53, 53, 54, 54 sind Frontsäulen bzw.
Seitenschweller bezeichnet. Die Bezugszahl 55 bezeichnet
eine Bodenplatte.
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Zu 3.
Der linke vordere Seitenrahmen 31L ist halbiert, um einen
hinteren Rahmen 61 und einen vorderen Rahmen 63 vorzusehen,
der am Vorderende des hinteren Rahmens 61 angebracht ist. Ähnlich ist
auch der rechte vordere Seitenrahmen 31R halbiert, um einen
hinteren Rahmen 61 und einen vorderen Rahmen 63 vorzusehen,
der an einem Vorderende des hinteren Rahmens 61 angebracht ist.
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Der
vordere Rahmen 63 besitzt eine geringere Steifigkeit als
der hintere Rahmen 61, wenn die vordere Stoßstange 36 eine
Last auf den vorderen Rahmen 63 ausübt, insbesondere, wenn die
vordere Stoßstange 36 auf
ein Objekt aufprallt, um hierdurch die Last auf den vorderen Rahmen 63 auszuüben.
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Die
Steifigkeit des vorderen Rahmens 63 kann kleiner gemacht
werden als jene des hinteren Rahmens 61, indem die Dicke
des vorderen Rahmens 63 kleiner gemacht wird als jene des
hinteren Rahmens 61. Der so angeordnete vordere Rahmen 63 verknickt
leichter als der hintere Rahmen 61.
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Wie
aus dieser Figur ersichtlich, ist die am vorderen – Teil des
Fahrzeugkarosserierahmens 30 vorgesehene vordere Stoßstange 36 mit
dem Stoßfänger 12 abgedeckt.
Unter und hinter dem Stoßfänger 12 ist
eine Unterabdeckung 56 vorgesehen, um den unteren Abschnitt
des Vorderteils der Fahrzeugkarosserie abzudecken.
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Es
wird auf 4 Bezug genommen. Das Vorderende
des hinteren Rahmens 61 ist mit einem Hinterende des vorderen
Rahmens 63 durch ein Verbindungselement 62 verbolzt.
Ein Vorderende des vorderen Rahmens 63 ist mit einem Endabschnitt
der vorderen Stoßstange 36 durch
einen Träger 64 verbolzt.
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Wenn
der Fahrzeugkarosserierahmen in einem solchen Umfang beschädigt wird,
daß sich
der vordere Rahmen 63 allein verformt, kann der verformte
vordere Rahmen 63 allein ersetzt werden, wodurch der beschädigte Fahrzeugkarosserierahmen 30 repariert
werden kann.
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In
bezug auf 5 ist an das Vorderende des
hinteren Rahmens 61 das Verbindungselement 62 zum
Anbringen an dem vorderen Rahmen 63 angeschweißt. Das
Verbindungselement 63 enthält sechs Verbindungsansätze 62a,
die integral mit einem Vorderende desselben geformt sind und von diesem
nach vorne vorstehen. Das Verbindungselement 62 und die
Verbindungsansätze 62a sind
Gußprodukte
aus Aluminiumlegierung.
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Der
vordere Rahmen 63 ist im Querschnitt sechseckig und ist
zur Bildung eines Innenraums hohl. Die Scheitel des Sechsecks sind
durch in dem Innenraum vorgesehene Rippen 63g miteinander verbunden.
Der vordere Rahmen kann irgendeinen anderen polygonalen Querschnitt
haben als den hexagonalen Querschnitt. Ähnlich sind auch die Scheitel
des Polygons durch die in dem Innenraum vorgesehenen Rippen 63g miteinander
verbunden. Der vordere Rahmen 63 und die Rippen 63g sind
durch Extrusion integral geformt.
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Der
extrusionsgeformte vordere Rahmen 63 hat über seine
gesamte Länge
eine konstante Dicke. Wenn der Fahrzeugkarosserierahmen 30 auf
ein Objekt aufprallt, verknickt der so angeordnete vordere Rahmen 63 gleichmäßig entlang
seiner Länge,
um hierdurch den Aufprall mit erhöhter Effizienz zu absorbieren.
Der vordere Rahmen 63 mit der konstanten Dicke ist leichter
als einer mit Unregelmäßigkeiten,
die entlang seiner Länge
ausgebildet sind.
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Der
hintere Rahmen 61 hat die gleiche Struktur wie der Frontahmen 63.
Der hintere Rahmen 61 ist, wie der vordere Rahmen 63,
durch Extrusion geformt.
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Die
vordere Stoßstange 36 ist
im Querschnitt rechteckig und enthält eine horizontale Rippe.
Die vordere Stoßstange 36 ist
durch Extrusion geformt. Die Träger 64, 64 (in
dieser Figur ist nur einer gezeigt) der vorderen Stoßstange 36 sind
an die Außenflächen entgegengesetzter
Endabschnitte derselben angeschweißt. Der Träger 64 umfaßt vier
Trägerstücke 64a bis 64d,
die von der vorderen Stoßstange 36 nach
hinten abstehen.
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Der
linke Endabschnitt des vorderen unteren Querelements 41 ist
mit einem unteren Endabschnitt des linken Unterstegs 45 und
mit dem linken Seitensteg 43 verbunden. Der linke Untersteg 45 erstreckt sich
von dem vorderen unteren Querelement 61 nach oben und außen. Der
linke Untersteg 45 besitzt ein Paar von Verbindungsstücken 47a, 48a,
die an einem oberen Endabschnitt desselben ausgebildet sind. Die Verbindungsstücke 47a, 48a sind
mit dem Vorderteil des linken vorderen Seitenrahmens 31L verbunden.
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Der
linke Untersteg 45 bildet einen Teil der besonders steifen
vorderen Stützwand 35.
Der Vorderteil des linken vorderen Seitenrahmens 31L wird durch
die vordere Stützwand 35 einschließlich dem Untersteg 45 gehalten.
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Die
vordere Stoßstange
36,
der hintere Rahmen
61 und der vordere Rahmen
63 sind
aus extrusionsgeformtem Aluminiummaterial hergestellt, d.h. extrusionsgeformtem
Aluminium und Aluminiumlegierung (
japanische Industriestandards H 4100 ). Der Untersteg
45 und
der Träger
64 sind
aus Aluminium oder Aluminiumlegierungsmaterial hergestellt, d.h. preßgeformtem
Aluminiummaterial.
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Wie
in 6 gezeigt, ist der linke Untersteg 45 hohl
und umfaßt
den linken Seitensteg 43, einen Stegabschnitt 47 und
ein Seiten-Versteifungselement 48.
Der so angeordnete Untersteg 45 hat eine große Steifigkeit.
Insbesondere hat der linke Seitensteg 43 eine L-förmige Konfiguration
und öffnet
sich nach vorne und nach links des Fahrzeugkarosserierahmens 30.
Der Stegabschnitt 47 hat eine L-förmige Konfiguration und öffnet sich
zur Rückseite
des Fahrzeugkarosserierahmens 30 und zu einer Mittellinie CL,
die sich durch den Fahrzeugkarosserierahmen 30 erstreckt,
wie in 3 gezeigt. Das Seitenversteifungselement 48 ist
aus einem Blechelement hergestellt und erstreckt sich nach oben.
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Zu 7.
Der linke vordere Rahmen 63 mit hexagonalem Querschnitt
umfaßt
eine erste horizontale Seite 63a, eine zweite Seite 63b,
eine dritte Seite 63c, eine vierte horizontale Seite 63d,
eine fünfte Seite 63e und
eine sechste Seite 63f.
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Die
Tragstücke 64a, 64b, 64c, 64d sind
jeweils entsprechend den Seiten 63b, 63c, 63e, 63f angeordnet.
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Das
erste Tragstück 64a ist
fest an einer Außenfläche der
zweiten Seite 63b mit einem Bolzen und einer Mutter 71 angebracht.
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Ein
Bolzen und eine Mutter 62 verbinden das Verbindungsstück 47a des
Stegabschnitts 47 mit einer Außenfläche der dritten Seite 63c,
während
sie das zweite Tragstück 64b mit
einer Innenfläche
der dritten Seite 63c verbinden.
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Ein
Bolzen und eine Mutter 63 verbinden das Verbindungsstück 48a des
Seitenversteifungselements 48 mit einer Außenfläche der
fünften
Seite 63e, während
sie das dritte Tragstück 64c mit
einer Innenfläche
der fünften
Seite 63e verbinden.
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Das
vierte Tragstück 64d ist
fest an einer Außenfläche der
sechsten Seite 63f mit einem Bolzen und einer Mutter 74 angebracht.
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Weil
der linke vordere Rahmen 63 zwischen den Verbindungsstücken 47a, 48a des
linken Unterstegs 45 aufgenommen ist, ist der linke vordere
Seitenrahmen 31L fest mit dem linken Untersteg 45 verbunden.
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In
bezug auf 8 ist ein oberer Endabschnitt
U1 (ein erster Abschnitt) des Verbindungsstücks 47a mit dem linken
vorderen Rahmen 63 durch den Bolzen und die Mutter 72 verbunden, die
als Befestigungselemente dienen. Zusätzlich zu dem oberen Endabschnitt
U1 besitzt das Verbindungsstück 47a des
Stegabschnitts 47 einen Abschnitt W1 (einen zweiten Abschnitt),
der durch eine Kehlnahtschweißung
mit dem linken vorderen Rahmen 63 verbunden ist.
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In
bezug auf 9 ist ein oberer Endabschnitt
U2 (ein erster Abschnitt) des Verbindungsstücks 48a mit dem linken
vorderen Rahmen 63 durch den Bolzen und die Mutter 73 verbunden, die
als Befestigungselemente dienen. Zusätzlich zu dem oberen Endabschnitt
U2 besitzt das Verbindungsstück 48a des
Seitenversteifungselements 48 einen Abschnitt W2 (einen
zweiten Abschnitt), der durch eine Kehlnahtschweißung mit
dem linken vorderen Rahmen 63 verbunden ist.
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Wie
anhand der 8 und 9 beschrieben,
ist ersichtlich, daß der
linke Untersteg 45 die Verbindungsstücke 47a, 48a umfaßt, deren
obere Endabschnitte durch die Bolzen und die Muttern 72, 73 und
deren Abschnitte W1, W2 durch die Schweißung mit dem linken vorderen
Rahmen 63 des linken vorderen Seitenrahmens 31L verbunden
sind.
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Mit
dieser Anordnung kann der linke Untersteg 45 stabil oder
fest mit dem linken vorderen Seitenrahmen 31L verbunden
werden. Diese starke Verbindung läßt sich erreichen, ohne die
Kosten und das Gewicht der Fahrzeugkarosserie zu erhöhen.
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Insbesondere,
wenn die Abschnitte W1, W2 des aus Aluminium hergestellten Unterstegs 45 durch
MIG-Schweißung
mit dem vorderen Aluminiumrahmen 63 verbunden sind, sorgen
Schweißwülste an
den Abschnitten W1, W2 für
eine erhöhte
Festigkeit derselben.
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Die
Verbindungsstücke 47a, 48a des
linken Unterstegs 45 sind an den oberen Endabschnitten U1,
U2 mit dem linken vorderen Rahmen 63 des linken vorderen
Seitenrahmens 31L stabiler verbunden als an den Abschnitten
W1, W2. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß man Bolzen
mit einem Durchmesser und Material verwendet, die zur Bildung einer
derart stärkeren
Verbindung geeignet sind. Auch wenn der Fahrzeugkarosserierahmen 30 auf
ein Objekt aufprallt und hierdurch die Verbindung zwischen den Abschnitten
W1 und W2 und dem vorderen Rahmen 63 schwach wird, bleiben
die oberen Endabschnitte der Verbindungsstücke 47a, 48a mit dem
vorderen Rahmen 63 durch die Bolzen und Muttern 72, 73 stabil
oder fest verbunden. Dies bedeutet, daß der linke vordere Seitenrahmen 31L mit
dem Untersteg 45 stabil verbunden bleibt. Der so angeordnete
linke vordere Seitenrahmen 31L verknickt, wenn der Fahrzeugkarosserierahmen 30 auf
das Objekt aufprallt, um hierdurch den Aufprall mit erhöhter Effizienz
zu absorbieren.
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In
bezug auf 10 sind sechs Verbindungsansätze 62a des
Verbindungselements 62 an den Innenflächen der Seiten 63a bis 63f des
linken vorderen Rahmens 63 mittels Bolzen 75 angebracht. Mit
dieser Anordnung ist mittels des Verbindungselements 62 und
der Bolzen 75 der linke hintere Rahmen 61 fest
an dem linken vorderen Rahmen 63 angebracht.
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Es
wird nun diskutiert, wie der vordere Seitenrahmen 31L beim
Aufprall des Automobils 10 auf ein Objekt B arbeitet.
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Wie
mit einem Pfeil (a) von 11 gezeigt, bewegt
sich die vordere Stoßstange 36 zu
einem Objekt B hin.
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Dann
prallt die vordere Stoßstange 36 auf das
Objekt B auf, wie in (b) von 11 gezeigt.
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Durch
diesen Aufprall auf das Objekt B beginnt die vordere Stoßstange 36 damit,
eine Last auf den vorderen Seitenrahmen 31L auszuüben. Da
der vordere Rahmen 63 eine geringere Steifigkeit besitzt als
der hintere Rahmen 61, verknickt der vordere Rahmen 63 zuerst
und beginnt mit der Absorption des Aufpralls, wenn, wie zuvor gesagt,
die vordere Stoßstange 36 die
Last auf den vorderen Seitenrahmen 31L ausübt, wie
in (c) von 11 gezeigt.
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Die
vordere Stoßstange 36 übt weiter
die Last auf den vorderen Seitenrahmen 31L aus. Der vordere
Rahmen 63 verknickt weiter, während sich der hintere Rahmen 61 verknickt,
wie in (d) von 11 gezeigt, um hierdurch den
Aufprall stark zu absorbieren.
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Zurück zu 3.
Wenn ein Teil der vorderen Stoßstange 36,
das dem linken vorderen Seitenrahmen 31L eng benachbart
ist, auf ein Objekt aufprallt, so wird ein Abschnitt einer durch
den Aufprall erzeugten Kraft F ausgesetzt. Der Aufprall wirkt auf
den linken vorderen Seitenrahmen 31L stärker als auf den rechten vorderen
Seitenrahmen 31R.
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Da
die rechten und linken vorderen Seitenrahmen 31R, 31L mit
den linken und rechten Unterstegen 45, 45 nicht
nur durch die Befestigungselemente, sondern auch durch die Schweißung verbunden
sind, wie oben diskutiert, bleiben die Verbindungen zwischen den
vorderen Seitenrahmen 31R, 31L und den Unterstegen 45, 45 stabil.
Der vordere Rahmen 63 des rechten vorderen Seitenrahmens 31R ist mit
dem vorderen Rahmen 63 des linken vorderen Seitenrahmens 31L mittels
der rechten und linken Unterstege 45, 45 und das
vordere untere Querelement 41 stabil verbunden. Es ist
somit nicht wahrscheinlich, daß sich
die vorderen Rahmen 63, 63 leicht verbiegen.
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Anders
gesagt, die vorderen Rahmen 63, 63 der rechten
und linken vorderen Seitenrahmen 31R, 31L werden
durch die stabile vordere Stützwand 35 einschließlich der
rechten und linken Unterstege 45, 45 gehalten.
Es ist daher unwahrscheinlich, daß sich die rechten und linken
vorderen Seitenrahmen 31R, 31L leicht verbiegen.
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Auch
wenn somit der Abschnitt der vorderen Stoßstange 36, der entweder
dem rechten oder linken vorderen Seitenrahmen eng benachbart ist,
auf das Objekt aufprallt, verknicken die rechten und linken vorderen
Seitenrahmen 31R, 31L in der Weise, wie anhand
von (a) bis (d) von 11 beschrieben, um hierdurch
den Aufprall mit erhöhter
Effizienz zu absorbieren.
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Die
rechten und linken vorderen Seitenrahmen 31R, 31L sind
symmetrisch angeordnet. Ähnlich sind
auch die rechten und linken Unterstege 45, 45 symmetrisch
angeordnet. Der rechte vordere Seitenrahmen 31R und der
rechte Untersteg 45 sind konstruktiv zu dem linken vorderen
Seitenrahmen 31L bzw. dem linken Untersteg 45 identisch.
Der rechte vordere Seitenrahmen 31R arbeitet in der gleichen Weise
wie der linke vordere Seitenrahmen 31L. Daher wird die
Beschreibung des rechten vorderen Seitenrahmens 31R und
des rechten Unterstegs 45 weggelassen.
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Die
Befestigungselemente sind nicht auf die Bolzen 72, 73 beschränkt, sondern
können
Nieten aufweisen. Die Schweißung
kann nicht nur die Kehlnahtschweißung umfassen, sondern auch
Lochnahtschweißung
oder dgl.
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Das
vordere untere Querelement 41 kann von der vorderen Stützwand 35 separat
vorgesehen sein.
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Die
vorderen und hinteren Rahmen 63, 61 können aus
optional gewählten
Materialien hergestellt sein und haben eine Vielzahl von Konfigurationen
und Dimensionen.
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Natürlich sind
verschiedene kleinere Änderungen
und Modifikationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen
Lehre möglich.
Es versteht sich daher, daß die
vorliegende Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche auch
anders ausgeführt
werden kann als im einzelnen beschrieben.
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Eine
Fahrzeugfront-Teilstruktur umfaßt
rechte und linke vordere Seitenrahmen (31R, 31L),
die rechts und links von einer Fahrzeugkarosserie (30) vorgesehen
sind und sich längs
derselben erstrecken. Eine vordere Stoßstange (36) ist am
Vorderende der rechten und linken vorderen Seitenrahmen angebracht
und erstreckt sich quer zur Fahrzeugkarosserie. Rechte und linke
Unterstege (45, 45) erstrecken sich von vorderen
Teilen der rechten und linken vorderen Seitenrahmen nach unten.
Untere Teile der rechten und linken Unterstege sind durch ein vorderes
unteres Querelement (41) miteinander verbunden. Jeder der
rechten und linken Unterstege besitzt erste Abschnitte (U1, U2),
die durch Befestigungselemente (72, 73), und besitzt
zweite Abschnitte (W1, W2), die durch Kehlnahtschweißung mit
den jeweiligen Vorderteilen der rechten und linken vorderen Seitenrahmen
verbunden sind.