DE102004004608B4

DE102004004608B4 - Fahrzeugkörper-Frontaufbau

Info

Publication number: DE102004004608B4
Application number: DE102004004608A
Authority: DE
Inventors: Kuniyasu Atsugi Saito
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: DE102004004608A1; CN1519161A; JP2004237920A; US20040155488A1; US6811211B2; CN1308177C; JP3786093B2

Abstract

Fahrzeugkörper-Frontaufbau, umfassend:
ein Frontseitenelement (1), das sich in einem vorderen Bereich eines Fahrzeugkörpers (VB) in einer Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt;
eine Stirnwand (2), das sich vertikal im Fahrzeugkörper erstreckt;
ein Verlängerungselement (3), das mit dem Frontseitenelement an einer Rückseite davon verbunden ist und sich entlang der Stirnwand erstreckt, wobei ein unterer gebogener Abschnitt (3a) nach hinten und nach unten in Bezug auf den Fahrzeugkörper geneigt ist;
ein Aufhängungselement (4), das unter dem Frontseitenelement liegt und dessen hinteres Ende mit dem unteren gebogenen Abschnitt des Verlängerungselements verbunden ist;
ein hinteres Verlängerungselement (10), das über einem Bodenblech (6) liegt, welches sich in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt und einen geschlossenen Querschnitt aufweist, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugskörpers erstreckt; und
ein Bodenelement (11), das mit dem Verlängerungselement an einer Rückseite des unteren gebogenen Abschnitts des Verlängerungselements verbunden ist, wobei das Bodenelement (11) über dem hinteren...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugkörper-Frontaufbau und genauer einen Fahrzeugkörper-Frontaufbau mit einem Verlängerungselement, das sich nach hinten und nach unten von einem hinteren Ende eines Frontseitenelements erstreckt.
Die japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer H10-119826 offenbart einen Fahrzeugkörper-Frontaufbau, welcher insbesondere unter Bezugnahme auf 1 und die dazugehörige Beschreibung einen Aufbau aufweist, der seitlich voneinander beabstandete Frontseitenelemente, die sich in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugkörpers erstrecken, bzw. Verlängerungselemente angrenzend an hintere Enden der Frontseitenelemente umfasst, wobei die hinteren Verlängerungselemente nach hinten und nach unten entlang eines Armaturenbretts geneigt sind und unter einem Bodenblech liege.
US-Patent 6,361,102 B1 offenbart eine Frontverstärkungsstruktur für ein Fahrzeug zum Verteilen einer Aufprallkraft, die von einem Armaturenbrett nach innen und außen eines Fahrzeugs wirkt und um die Aufprallkraft, die zum Innenraum des Fahrzeugs übertragen wird, abzuschwächen, wodurch Verletzungen der Fahrgäste und eine Verformung des Armaturenbretts verhindert werden, wobei ein unterer Bereich, der die rechte und linke Seite eines Armaturenbretts bildet, das fest von einem Frontseitenelement gestützt wird, fest an einem oberen Element angeschweißt ist, das einen oberen Teil des unteren Elements stützt und ein Seitenbereich davon wird von einem seitlichen Element gestützt, während zwischen dem oberen Element und dem unteren Element entlang deren Form ein unteres Stützverstärkungselement angeordnet ist, während ein unteres seitliches Verstärkungselement des Armaturenbretts durch Anschweißen am unteren Element und an der Innenseite des Armaturenbretts gestützt wird.
US-Patent 6,095,592 A offenbart einen Aufbau, bei dem sich in einem Fußbereich eines Vorderseitenelements das Vorderseitenelement in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung eines Fahrzeugkörpers erstreckt. Am Fußbereich des Vorderseitenelements ist das Vorderseitenelement mit einer unteren Oberfläche eines Bodenblechs verbunden. Das Bodenblech, mit dem das Vorderseitenelement verbunden ist, ist mit einer ersten Stirnwand verbunden. Ein erster gebogener Bereich ist am Vorderseitenelement vorgesehen, so dass das Vorderseitenelement nach unten gebogen ist, ein abgeschrägter. Bereich ist am Vorderseitenelement vorgesehen, so dass das Vorderseitenelement von dem ersten gebogenen Bereich in Richtung zur unteren Oberfläche des Bodenblechs geneigt ist, und ein zweiter gebogener Bereich ist am Vorderseitenelement vorgesehen, so dass das Vorderseitenelement vom abgeschrägten Bereich in Richtung zur unteren Oberfläche des Bodenblechs gebogen ist. Außerdem ist ein Spalt zwischen dem ersten gebogenen Bereich und der ersten Stirnwand vorgesehen, und eine zweite Stirnwand ist in diesem Spalt vorgesehen.
Die JP 11208517 A beschreibt einen Aufbau, bei dem eine innere Rippe an der Position vorgesehen ist, die fast mit einer vertikal gebogenen Hauptachse nahe der Hauptachse übereinstimmt, an der die erzeugte Belastung am rückwärtigen Abschnitt des Vorderseitenelements minimal wird. Der Querschnitt des rückwärtigen Elementabschnitts ist durch die Dicke eines Erstreckungs-Seitenelements über der inneren Rippe an einem unteren Abschnitt dünner als an einem oberen Abschnitt. Der erste Verbindungsabschnitt des Elements wird von unterhalb der inneren Rippe des rückwärtigen Elementabschnitts eingesetzt, bis das obere Ende des ersten Verbindungsabschnitts die gebogene Hauptachse erreicht und an diesem Bereich angeschweißt wird. Der Bereich, dessen Festigkeit durch Schweißen verringert wird, wird von der inneren Rippe sicher gehalten, das Ausbeulen einer Wandfläche wird unterdrückt und die unterbrochene Kollisionsdeformation eines Vorderseitenelements durch Schweißen kann unterdrückt werden.
Jedoch haben sorgfältige Studien der Erfinder ergeben, dass bei einem solchen Fahrzeugkörper-Frontaufbau, wenn die Frontseitenelemente einer großen Belastung von einer Fahrzeugfront aufgrund eines Frontalzusammenstoßes ausgesetzt sind, diese Belastung über die Frontseitenelemente geleitet werden und auf Verlängerungselemente wirkt, welche nach hinten und nach unten geneigt sind. Dann ist es vorstellbar, dass Biegemomente in den Verlängerungselementen auftreten, die verursachen, dass sich die Verlängerungselemente nach hinten um die Mitten ihrer gebogenen Abschnitte verformen, was zu einer Tendenz führt, dass sich das Armaturenbrett nach hinten in den Fahrgastraum bewegt.
Aus diesem Grund gibt es eine Notwendigkeit, eine Studie durchzuführen, um eine nach hinten gerichtete Verschiebung des Armaturenbretts aufgrund der Belastung von der Fahrzeugfront zu minimieren.
Eine der Maßnahmen zum Minimieren der nach hinten gerichteten Verschiebung des Armaturenbretts soll eine Technologie enthalten, um Momentwiderstände an oberen Wänden der Verlängerungselemente zu verbessern.
Aber in einem Fall, wenn die Verlängerungselemente unter dem Bodenblech liegen und jedes der Verlängerungselemente die Form eines geschlossenen Querschnitts annimmt, wobei ihre obere Wand vom Bodenblech gebildet ist, muss das gesamte Bodenblech eine vergrößerte Dicke aufweisen, um den Momentwiderstand zu verbessern, was zu einer erheblichen Erhöhung des Gewichts führt.
Zu diesem Zweck können, wenn die Verlängerungselemente über dem Bodenelement liegen, soweit die Verlängerungselemente betroffen sind, die oberen Wände dieser Bestandteile eine größere Dicke aufweisen, ohne dass die Dicke des Bodenblechs vergrößert wird.
Obwohl es vorstellbar ist, dass die Verlängerungselemente zu geschlossenen Querschnittsstrukturen gebildet sind durch Schneiden eines Blechmaterials, Biegen desselben und Verbinden zusammengehörender Bereiche, damit die oberen Wände die vergrößerte Dicke aufweisen, sollten die Verlängerungselemente jedoch insgesamt die vergrößerte Dicke aufweisen, oder die getrennten Verstärkungsplatten sollten nur mit den oberen Wänden verbunden werden, was zu einer Erhöhung des Gewichts und einer Verschlechterung bei der Montage führt.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeugkörper-Frontaufbau vorzusehen, der es ermöglicht, nach hinten gerichtete Verformungen der Verlängerungselemente aufgrund einer auf die Fahrzeugfront einwirkende Belastung zu beschränken, ohne eine zu starke Erhöhung des Gewichtes und eine Verschlechterung bei der Montage hervorzurufen, um somit eine nach hinten gerichtete Verschiebung eines Abschnitts mit einem Armaturenbrett zu minimieren.
Dieses Ziel der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Um das obige Ziel zu erreichen, umfasst ein Fahrzeugkörper-Frontaufbau in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung: ein Frontseitenelement, das sich in einem vorderen Bereich eines Fahrzeugkörpers in einer Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt; eine Stirnwand, die sich vertikal im Fahrzeugkörper erstreckt; ein Verlängerungselement, das mit dem Frontseitenelement an seiner Rückseite verbunden ist und sich entlang des Armaturenbretts erstreckt, wobei ein unterer gebogener Abschnitt nach hinten und nach unten in Bezug auf den Fahrzeugkörper geneigt ist; ein Aufhängungselement, das unter dem Frontseitenelement liegt und dessen hinteres Ende mit dem unteren gebogenen Abschnitt des Verlängerungselements verbunden ist; ein hinteres Verlängerungselement, das über einem Bodenblech liegt, welches sich in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt und einen geschlossenen Querschnitt aufweist, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugskörpers erstreckt; und ein Bodenelement, das mit dem Verlängerungselement an einer Rückseite des unteren gebogenen Abschnitts des Verlängerungselements verbunden ist, wobei das Bodenelement über dem hinteren Verlängerungselement angeordnet ist, damit es über dem hinteren Verlängerungselement liegt und mit diesem verbunden ist, während es sich in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, und wobei das Bodenelement eine obere Wand mit vergrößerter Dicke aufweist.
Auf andere Weise ausgedrückt, umfasst ein Fahrzeugkörper-Frontaufbau in einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung: ein Frontseitenelement, das sich in einem vorderen Bereich eines Fahrzeugkörpers in einer Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt; eine Stirnwand, die sich vertikal im Fahrzeugkörper erstreckt; ein Verlängerungselement, das mit dem Frontseitenelement an einer Rückseite davon verbunden ist und sich entlang des Armaturenbretts erstreckt, wobei ein unterer gebogener Abschnitt nach hinten und nach unten in Bezug auf den Fahrzeugkörper geneigt ist; ein Aufhängungselement, das unter dem Frontseitenelement liegt und dessen hinteres Ende mit dem unteren gebogenen Abschnitt des Verlängerungselements verbunden ist; ein hinteres Verlängerungselement, das über einem Bodenblech liegt, welches sich in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt und einen geschlossenen Querschnitt aufweist, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugskörpers erstreckt; und ein Bodenelement, das mit dem Verlängerungselement an einer Rückseite des unteren gebogenen Abschnitts des Verlängerungselements verbunden ist, wobei das Bodenelement über dem hinteren Verlängerungselement angeordnet ist, damit es über dem hinteren Verlängerungselement liegt und mit diesem verbunden ist, während es sich in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, und wobei das Bodenelement eine Einrichtung zum Aufnehmen einer Kraft, die rückwärts in Bezug auf den Fahrzeugkörper wirkt, aufgrund einer Kraft, die rückwärts auf das Frontseitenelement und das Aufhängungselement in Bezug auf den Fahrzeugkörper wirkt, umfasst.
Andere und weitere Merkmale, Vorteile und Nutzen der vorliegenden Erfindung werden besser aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den folgenden Zeichnungen erkennbar.
1 ist eine Draufsicht einer Fahrgestellrahmenstruktur eines Fahrzeugkörpers eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang A-A aus 1 im vorliegenden Ausführungsbeispiel;
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang B-B aus 2 im vorliegenden Ausführungsbeispiel;
4 ist ein vergrößerter Querschnitt, der einen Betriebszustand der Rahmenstruktur darstellt, wenn eine Aufpralllast im vorliegenden Ausführungsbeispiel wirkt, wobei die Positionsbeziehung der in 2 gezeigten Struktur entspricht; und
5 ist eine Querschnittsansicht, welche einen Verbindungszustand zwischen einem hinteren Verlängerungselement und einem Bodenelement in einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Positionsbeziehung der in 3 gezeigten Struktur entspricht.
Nachfolgend wird ein Fahrzeugkörper-Frontaufbau jedes der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In allen Zeichnungen bezeichnet jeweils das Bezugszeichen „FR" eine Vorwärtsrichtung eines Fahrzeugkörpers, „RR" bezeichnet eine Rückwärtsrichtung des Fahrzeugkörpers, „R" bezeichnet eine Richtung nach rechts des Fahrzeugkörpers, „L" bezeichnet eine Richtung nach links des Fahrzeugkörpers, „UPR" bezeichnet eine Aufwärtsrichtung des Fahrzeugkörpers und „LWR" bezeichnet eine Abwärtsrichtung des Fahrzeugkörpers.
Erstes Ausführungsbeispiel
Nun wird ein Fahrzeugkörper-Frontaufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
1 ist eine Draufsicht auf eine Fahrgestellrahmenstruktur eines Fahrzeugkörpers VB des vorliegenden Ausführungsbeispiels, 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 1, 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie B-B aus 2 und 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Betriebszustandes der Fahrgestellrahmenstruktur bei Aufnahme einer Aufpralllast, wobei die Positionsbeziehung dem Aufbau der 2 entspricht. Der Fahrzeugkörper-Frontaufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist im Prinzip mit linker und rechter Symmetrie in Bezug auf die Vorwärts-Rückwärts-Richtung bzw. Längsrichtung des Fahrzeugkörpers ausgebildet, mit Ausnahme eines bestimmen speziellen Falls, und weist im Inneren eine Fahrgastzelle R auf.
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst der Fahrzeugkörper-Frontaufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Paar von linken und rechten Frontseitenelementen 1, 1, die vor dem Fahrzeugkörper VB an seinen beiden Seiten angeordnet sind und in einer Richtung quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs (in einer Links-Rechts-Richtung bzw. Querrichtung) seitlich voneinander beabstandet sind, während sie sich in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers VB erstrecken. Ein Paar von Verlängerungselementen 3, 3 ist mit den hinteren Enden der Frontseitenelemente 1 ist verbunden, welches sich entlang einer Stirnwand 2 erstreckt. Die Stirnwand 2 weist zumindest eine allgemein senkrecht von einem Bodenblech aufrechtstehende Oberfläche auf, was nachher beschrieben wird, und erstreckt sich vertikal im Fahrzeugkörper VB, während es sich in der Querrichtung erstreckt. Jedes Verlängerungselement 3 umfasst einen unteren gebogenen Abschnitt 3a, der nach hinten und nach unten entlang der Stirnwand 2 geneigt ist.
Unterhalb der Frontseitenelemente 1 sind Aufhängungselemente 4 positioniert, von denen jedes in einer rechteckigen Form in der Draufsicht gebildet ist und einen Aufhängungsarm, der nicht gezeigt ist, trägt. Ein vorderes Ende des Aufhängungselements 4 ist mit einem vorderen Ende des dazugehörigen Frontseitenelements 1 mittels eines Befestigungsbauteils verbunden, welches nicht gezeigt ist, und ein hinteres Ende ist mit dem unteren gebogenen Abschnitt 3a des dazugehörigen Verlängerungselements 3 über ein Befestigungsbauteil 5 verbunden.
Die unteren gebogenen Abschnitte 3a der entsprechenden Verlängerungselemente 3 spreizen sich zwischen den vorderen Enden der Längsträger 7 und sind mit diesen verbunden, die Längsträger erstrecken sich in der Längrichtung des Fahrzeugkörpers an beiden Seiten des Bodenblechs 6, welches sich in der Querrichtung des Fahrzeugs und in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt. Weiterhin spreizen sich die unteren gebogenen Abschnitte 3a zwischen den vorderen Enden von Tunnelelementen 8 und sind mit diesen verbunden, und die Tunnelelemente sind mit einem vorgegebenen Abstand in einem mittleren Bereich des Bodenblechs 6 gegenüber den Längsträgern 7 voneinander beabstandet. Außerdem sind die Tunnelelemente 8 in einem Paar angeordnet, um sich in der Querrichtung des Fahrzeugs gegenüber zu liegen.
Das Bodenblech 6 besteht aus einem Paar von Bodenseitenblechen 6a, 6a, von denen jedes zwischen jedem Seitenträger 7 und jedem Tunnelelement 8 angeordnet ist, und einem Bodenmittelblech 6b, das zwischen dem Paar von Tunnelelementen 8, 8, die einander gegenüber liegen, angeordnet ist. Dieses Bodenmittelblech 6b bildet einen Tunnelabschnitt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein hinteres Verlängerungselement 10 über jedem Bodenseitenblech 6a auf einer Verlängerungslinie des dazugehörigen Frontseitenelements 1 in einem hinteren Bereich davon angeordnet und weist einen geschlossenen Querschnittsaufbau auf, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt. Jedes der hinteren Verlängerungselemente 10 ist mit dem dazugehörigen Bodenseitenblech 6a verbunden.
Weiterhin sind Bodenelemente 11 mit den hinteren Bereichen der unteren gebogenen Abschnitte 3a der jeweiligen Verlängerungselemente 3 verbunden, die aus einer Leichtmetalllegierung, wie z. B. Aluminium, durch Gießen gebildet sind. Die Bodenelemente 11 liegen über den oberen Wänden der dazugehörigen hinteren Verlängerungselemente 10 und sind mit diesen verbunden und, wie in 3 im Detail gezeigt, umfassen jeweils eine obere Wand 11a mit einer vergrößerten Dicke t1, die größer ist als diejenige der beiden vertikalen Seitenwände 11b, 11c.
Ein Paar von ersten Querelementen bzw. Querträgern 12, 12, die unterhalb der Vordersitze FS angeordnet sind und sich in der Querrichtung des Fahrzeugs erstrecken, ist auf den Bodenseitenblechen 6a angeordnet, um sich zwischen den Längsträgern 7 und den Tunnelelementen 8 zu spreizen. Die ersten Querelemente 12 sind mit den oberen Wänden der dazugehörigen hinteren Verlängerungselemente 10 bzw. auch mit den hinteren Enden der Bodenelemente 11, die zu den ersten Querelementen 12 gehören, verbunden.
Weiterhin ist ein Paar von zweiten Querelementen 13, 13, die sich in der Querrichtung des Fahrzeugs erstrecken, auf den Bodenseitenblechen 6a in rückwärtigen Bereichen der dazugehörigen ersten Querelemente 12 so angeordnet, dass sie sich zwischen den Längsträgern 7 und den Tunnelelementen 8 spreizen. Die zweiten Querelemente 13 sind mit den oberen Wänden der dazugehörigen Bodenseitenelemente 6a bzw. auch mit den hinteren Enden der hinteren Verlängerungselemente 10, die zu den zweiten Querelementen 13 gehören, verbunden.
Zusätzlich spreizt sich ein Rücksitz-Querelement 14 zwischen hinteren Enden eines Paars von Längsträgern 7, 7 und ist daran in einem hinteren Bereich der zweiten Querelemente 13 verbunden. Hintere Enden der entsprechenden Tunnelelemente 8 sind mit dem Rücksitz-Querelement 14 verbunden, und ein Paar von hinteren Seitenelementen 15, 15 erstreckt sich jeweils von den hinteren Enden der dazugehörigen Seitenträger 7 an Innenbereichen davon.
Ein Paar von linken und rechten Verstärkungen 16, 16 ist derart angeordnet, dass es sich jeweils nach hinten von den vorderen Wänden 3b der unteren gebogenen Abschnitte 3a erstreckt, wie in 2 gezeigt. Die hinteren Enden der jeweiligen Verstärkungen 16 sind mit oberen Eckbereichen auf vorderen Enden der dazugehörigen hinteren Verlängerungselemente 10 verbunden.
Weiterhin ist jedes hintere Verlängerungselement 10 aus einem Extrudiermaterial aus einer Leichtmetalllegierung, wie z. B. Aluminium, in einem geschlossenen Querschnitt gebildet und weist, wie in 3 gezeigt, eine obere Wand 10a auf, welche einen mittleren Bereich mit einem flachen Bereich aufweist, der nach oben in einen vorstehenden Abschnitt 10b vorsteht, während das Bodenelement 11 mit einem umgekehrten U-förmigen Querschnitt ausgebildet ist.
Weiterhin ist festgelegt, dass ein Abstand „c" zwischen den vertikalen Seitenwänden 11b, 11c des Bodenelements 11 mit dem umgekehrten U-förmigen Querschnitt zwischen einem Abstand „a" zwischen den beiden vertikalen Seitenwänden 10c, 10d des hinteren Verlängerungselements 10, und einem Abstand „b" zwischen den beiden vertikalen Seitenwänden 10e, 10f des vorstehenden Bereichs 10b vorgesehen ist und so festgelegt ist, dass er größer ist als der Abstand „b" und kleiner als der Abstand „a" (a > c > b). Auch sind untere Enden der beiden vertikalen Seitenwände 11b, 11c des Bodenelements 11 mit der oberen Wand 10a des hinteren Verlängerungselements 10 auf beiden Seiten davon durch Schweißen W verbunden, so dass der vorstehende Bereich 10b überlappt ist.
Übrigens können die Frontseitenelemente 1, die Verlängerungselemente 3 und die Bodenelemente 11 einen Aufbau aufweisen, bei dem getrennte Bauteile durch Schweißen miteinander verbunden sind oder einen Aufbau, bei dem alle Bauteile aus dem gleichen Material in einem identischen Herstellverfahren gebildet sind, um zu einem einstückigen Körper geformt zu werden.
Als nächstes wird die Funktionsweise des Fahrzeugfrontaufbaus des oben dargelegten Ausführungsbeispiels erläutert.
Als erstes, wenn eine große Belastung auf die Front des Fahrzeugkörpers aufgrund eines Frontalzusammenstoßes aufgebracht wird, wirkt eine Last F1 auf die Frontseitenelemente 1, während eine Last F2 auf die Aufhängungselemente 4 wirkt, wie in 4 gezeigt. Es spielt keine Rolle, ob die Lasten auf sowohl linke als auch rechte Seiten des Fahrzeugkörpers VB aufgebracht wird, und zur Erleichterung der Beschreibung wird nur die Funktionsweise im Zusammenhang mit einer Seite, rechte oder linke Seite, des Fahrzeugkörpers in Bezug auf 4 beschrieben.
Dann tritt aufgrund des Vorhandenseins einer Last F1, die auf das Frontseitenelement 1 wirkt, ein Biegemoment M im Verlängerungselement 3 auf und veranlasst dieses, sich um eine Mitte des unteren gebogenen Abschnitts 3a von einer durch eine gestrichelte Linie in der Figur dargestellte Position zu einer durch eine durchgehende Linie dargestellte Position zu verformen. Dieses Biegemoment M verursacht, dass eine Kompressionskraft P1 auf die obere Wand 11a des Bodenelements 11 wirkt, während eine Zugkraft P2 veranlasst wird, auf eine untere Wand 10g des hinteren Verlängerungselements 10 zu wirken.
Weiterhin wirken aufgrund des Vorhandenseins der Last F2, die in einer horizontalen Richtung auf das Aufhängungselement 4 wirkt, Kompressionskräfte P3, P4 auf die obere Wand 11a des Bodenelements 11 bzw. die untere Wand 10g des hinteren Verlängerungselements 10.
Aus diesem Grund werden die durch das Biegemoment M verursachte Zugkraft P2 und die durch die Last F2 verursachte Kompressionskraft P4 gegeneinander aufgehoben, um es der unteren Wand 10g des hinteren Verlängerungselements 10 zu ermöglichen, eine ausreichende Festigkeit zu verbessern, während eine sich daraus ergebende Kraft auf die obere Wand 11a des Bodenelements 11 mit der durch das Biegemoment M verursachten Kompressionskraft P1 und der durch die Last F2 verursachten Kompressionskraft P3 erzeugt wird.
Obwohl die obere Wand 11a des Bodenelements 11 eine relativ große Festigkeit aufweisen muss, ermöglicht dementsprechend das Vorhandensein der hinteren Verlängerungselemente 10, die mit dem Bodenelement 11 verbunden sind, um eine erhöhte Festigkeit vorzusehen, während die oberen Wände 11a eine größere Dicke aufweisen dürfen, dass Abschnittsbauteile und Momentwiderstände der Bodenelemente 11 verbessert sind, um somit eine ausreichend vergrößerte Festigkeit aufzuweisen.
Aufgrund der Bodenelemente 11, die durch Gießen aus einer Aluminiumlegierung gebildet sind, wird es möglich, eine Verformung der Verlängerungselemente 10 nach hinten aufgrund der einwirkenden Kraft, die auf den Frontbereich des Fahrzeugs aufgebracht wird, zu unterdrücken, ohne eine übermäßige Gewichtszunahme und eine Verschlechterung der Montage hervorzurufen, da die Bodenelemente 11 in der Lage sind, nur den oberen Wänden 11a zu ermöglichen, dass diese die vergrößerte Dicke aufweisen und ausreichend sind, um eine erforderliche Festigkeit mit einer Gewichtszunahme mit minimalem Ausmaß vorzusehen, ohne die Dicke der beiden vertikalen Wände 11b, 11c zu vergrößern, wodurch eine Verringerung einer nach hinten gerichteten Verschiebung des Armaturenbrettabschnitts mit der Stirnwand 2 ermöglicht wird.
Weiterhin weist das vorliegende Ausführungsbeispiel zusätzlich zu den oben beschriebenen vorteilhaften Wirkungen eine Fähigkeit auf, dass, da die hinteren Enden der Bodenelemente 11 mit den ersten Querelementen 12 verbunden sind, welche unter den Vordersitzen positioniert sind und wiederum mit den oberen Seiten der hinteren Verlängerungselemente 10 verbunden sind, die auf die Bodenelemente 11 aufgebrachte Aufpralllast an der Front des Fahrzeugkörpers auf die ersten Querelemente 12 verteilt wird. Folglich kann der Fahrzeugkörper in einem Bereich des Fahrzeugkörpers hinter den ersten Querelementen 12 auch bei Vorhandensein von nur den hinteren Verlängerungselementen 10, die über der oberen Wand des Bodenblechs 6 liegen, die Festigkeit auf einem ausreichend hohen Niveau halten. Dadurch können die Bodenelemente 11 aus einem Fußbereich der Fahrgäste auf dem Rücksitz entfernt werden, was es ermöglicht, einen angemessenen Raum zu Füßen der Fahrgäste auf dem Rücksitz RS zu verbessern.
Weiterhin wird, da die hinteren Enden der hinteren Verlängerungselemente 10 mit den zweiten Querelementen 13 verbunden sind, welche hinter den ersten Querelementen 12 im Fahrzeugkörper angeordnet sind, die auf die hinteren Verlängerungselemente 10 aufgebrachte Aufpralllast in einer Endphase auf die zweiten Querelemente 13 verteilt, so dass der Rückbereich des Bodenblechs 6 eine erforderliche Festigkeit verbessern kann.
Zusätzlich kann das im unteren gebogenen Abschnitt 3a des hinteren Verlängerungselements 3 aufgrund der auf den Frontbereich des Fahrzeugkörpers aufgebrachten Aufpralllast und der von dem Aufhängungselement 4 aufgebrachten Horizontalkraft F2 resultierende Biegemoment M wirksam auf das hintere Verlängerungselement 10 übertragen werden, da die Verstärkungen 16 in einer Weise angeordnet sind, dass sie sich von den unteren gebogenen Abschnitten 3a der Verlängerungselemente 3 zu den hinteren Bereichen des Fahrzeugkörpers erstrecken und die hinteren Enden der Verstärkungen 16 mit den vorderen Enden der hinteren Verlängerungselemente 10 verbunden sind.
Dementsprechend wird es möglich, eine Verformung des Verlängerungselements 3 wirksam zu beschränken, was zu einer Fähigkeit führt, eine nach hinten gerichtete Verschiebung der Stirnwand 2 zu verringern und eine Verformung der Fahrgastzelle R einzuschränken.
Weiterhin ist es aufgrund des Vorhandenseins des Abstandes „c" zwischen den beiden vertikalen Seitenwänden 11b, 11c des Bodenelements 11, der so festgelegt ist, dass er zwischen dem Abstand „a" zwischen den beiden vertikalen Seitenwänden 10c, 10d jedes hinteren Verlängerungselements 10, dessen Mittelbereich der oberen Wand 10a mit einem vorstehenden Bereich 10b ausgebildet ist, und dem Abstand „b" zwischen den beiden vertikalen Seitenwänden 11b, 11c des Bodenelements 11 liegt (a > c > b), woraufhin die unteren Enden der beiden vertikalen Seitenwände 11b, 11c des Bodenelements 11, zwischen welchen der vorspringende Bereich 10b überlappt ist, mit den beiden Seiten der oberen Wand 10a des hinteren Verlängerungselements 10 verbunden sind, möglich, eine Biegesteifigkeit des hinteren Verlängerungselements 10 aufgrund des vorstehenden Bereichs 10b, der in der oberen Wand 10a ausgebildet ist, zu vergrößern. Zusätzlich zu einem solchen Vorteil ist es möglich zu vermeiden, dass der vorstehende Bereich 10b den Raum zu Füßen des Fahrgastes auf dem Vordersitz verengt, was durch eine Doppelpunktlinie in 2 gezeigt ist, wenn beim Verbinden des Bodenelements mit dem hinteren Verlängerungselement 10 der vorstehende Bereich 10b innerhalb des Bodenelements 11 untergebracht werden kann.
Zweites Ausführungsbeispiel
Als Nächstes wird nachfolgend ein Fahrzeugkörper-Frontaufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels im Detail erläutert.
5 ist eine Querschnittsansicht einer Verbindungsstruktur zwischen dem hinteren Verlängerungselement 10 und dem Bodenelement 11 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wobei die Positionsbeziehung der 3 entspricht. Der Fahrzeugkörper-Frontaufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat im Grunde den gleichen Aufbau wie der des ersten Ausführungsbeispiels, unterscheidet sich aber dadurch, dass die untere Wand 10g des hinteren Verlängerungselements 10 so ausgebildet ist, dass eine Breite „d" kleiner ist als die Breite „a" der oberen Wand 10a. Nachfolgend werden die gleichen Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung der gleichen Bauteile wird entsprechend ausgelassen oder vereinfacht, während auf die unterschiedlichen Punkte eingegangen wird.
Das heißt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden, wenn das hintere Verlängerungselement 11 mit der unteren Wand 10g mit der engeren Breite „d" ausgebildet wird, die obere Wand 10a und die untere Wand 10g miteinander verbunden, wobei die vertikalen Seitenwände 10c, 10d in linker und rechter Symmetrie angeordnet sind, um so eine Querschnittsform in einem gleichschenkligen Trapezprofil zu erhalten.
Weiterhin ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das hintere Verlängerungselement 10 auch aus einem Extrudiermaterial, wie einer Aluminiumlegierung, gebildet.
Dementsprechend verringert sich bei dem Fahrzeugkörper-Frontaufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels in dem Ausmaß, mit dem die Breite „d" der unteren Wand 10g des hinteren Verlängerungselements 10 verkleinert wird, das Gewicht des hinteren Verlängerungselements 10, und in dem Ausmaß, mit dem das daraus resultierende Gewicht verringert wird, wird die untere Wand 10h des vorstehenden Bereichs 10b, der von dem Mittelbereich der unteren Wand 10a vorsteht, so gebildet, dass sie eine vergrößerte Dicke t2 aufweist, wodurch es möglich wird, ein Abschnittsmodul und einen Momentwiderstand zu verbessern, während es ermöglicht wird, dass ein Schwerpunkt des hinteren Verlängerungselements 10 nach oben verschoben wird, ohne ein Gesamtgewicht des hinteren Verlängerungselements 10 zu vergrößern.
Wie oben ausgeführt, wirkt gemäß den Strukturen der obigen Ausführungsbeispiele, in einem Fall, wenn die Frontseitenelemente und die Aufhängungselemente durch eine an der Front des Fahrzeugs wirkende Aufpralllast belastet werden, eine Kompressionskraft auf die oberen Wände der Bodenelemente aufgrund der Biegemomente der Verlängerungselemente und eine Zugkraft wirkt auf die unteren Wände der hinteren Verlängerungselemente. Ebenso wirken aufgrund des Auftretens einer Last auf die Aufhängungselemente in der Horizontalrichtung die Kompressionskräfte auf die unteren Wände der Bodenelemente bzw. die unteren Wände der hinteren Verlängerungselemente.
Aus diesem Grunde, obwohl die Zugkraft und die Kompressionskraft einander an den unteren Wänden der hinteren Verlängerungselemente aufheben, um zu ermöglichen, dass eine ausreichende Festigkeit verbessert wird, während die sich daraus ergebende Kraft auf den oberen Wänden der Bodenelemente aufgrund der durch die Biegemomente verursachten Kompressionskräfte und der von Aufhängungselementen resultierenden Kompressionskräfte erzeugt wird, ermöglicht das Vorhandensein der hinteren Verlängerungselemente, die mit den Bodenelementen verbunden sind, und die vergrößerte Dicke der oberen Wände der Bodenelemente, die durch Gießen aus einer Leichtmetalllegierung gebildet sind, dass die Abschnittsmodule und die Momentwiderstände der Bodenelemente verbessert werden, mit einer sich daraus ergebenden Verbesserung einer ausreichenden Festigkeit.
Wenn dies auftritt, da nur die oberen Wände der Bodenelemente in der Lage sind, die vergrößerte Dicke aufzuweisen, kann die verbesserte Festigkeit durch Erhöhen des Gewichts in einem minimalen Ausmaß erreicht werden und es wird möglich auszuschließen, dass die Verlängerungselemente an einer nach hinten gerichteten Verformung als Ergebnis einer auf den Frontbereich des Fahrzeugkörpers aufgebrachten Last leiden, ohne eine übermäßige Gewichtszunahme und eine Verschlechterung der Montage zu verursachen, wodurch eine nach hinten gerichtete Verschiebung des Armaturenbrettbereichs ausgeschlossen werden kann.
Obwohl die Erfindung oben unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele wird den Fachleuten auf diesem Gebiet im Lichte der Lehre einfallen. Der Umfang der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Ansprüche definiert.
Zusammenfassend ist ein Fahrzeugkörper-Frontaufbau vorgesehen, mit einem Frontseitenelement, einer Stirnwand, einem Verlängerungselement, das mit dem Frontseitenelement an einer Rückseite davon verbunden ist und sich entlang des Armaturenbretts erstreckt, um einen unteren gebogenen Abschnitt zu bilden, einem Aufhängungselement, das unter dem Frontseitenelement liegt und dessen hinteres Ende mit dem unteren gebogenen Abschnitt des Verlängerungselements verbunden ist, einem hinteren Verlängerungselement, das über einem Bodenblech liegt, und einem Bodenelement, das mit dem Verlängerungselement an einer Rückseite des unteren gebogenen Abschnitts des Verlängerungselements verbunden ist. Das hintere Verlängerungselement weist einen geschlossenen Querschnitt auf, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt. Das Bodenelement ist über dem hinteren Verlängerungselement angeordnet, um über diesem zu liegen, und ist mit dem hinteren Verlängerungselement verbunden und weist eine obere Wand mit vergrößerter Dicke auf.

Claims

Fahrzeugkörper-Frontaufbau, umfassend: ein Frontseitenelement (1), das sich in einem vorderen Bereich eines Fahrzeugkörpers (VB) in einer Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt; eine Stirnwand (2), das sich vertikal im Fahrzeugkörper erstreckt; ein Verlängerungselement (3), das mit dem Frontseitenelement an einer Rückseite davon verbunden ist und sich entlang der Stirnwand erstreckt, wobei ein unterer gebogener Abschnitt (3a) nach hinten und nach unten in Bezug auf den Fahrzeugkörper geneigt ist; ein Aufhängungselement (4), das unter dem Frontseitenelement liegt und dessen hinteres Ende mit dem unteren gebogenen Abschnitt des Verlängerungselements verbunden ist; ein hinteres Verlängerungselement (10), das über einem Bodenblech (6) liegt, welches sich in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt und einen geschlossenen Querschnitt aufweist, der sich in der Längsrichtung des Fahrzeugskörpers erstreckt; und ein Bodenelement (11), das mit dem Verlängerungselement an einer Rückseite des unteren gebogenen Abschnitts des Verlängerungselements verbunden ist, wobei das Bodenelement (11) über dem hinteren Verlängerungselement angeordnet ist, damit es über dem hinteren Verlängerungselement (10) liegt und mit diesem verbunden ist, während es sich in der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers (VB) erstreckt, und wobei das Bodenelement eine obere Wand (11a) mit vergrößerter Dicke aufweist.
Fahrzeugkörper-Frontaufbau nach Anspruch 1, wobei das Frontseitenelement (1) auf jeder der beiden Seiten in einer Querrichtung des Fahrzeugkörpers (VB) angeordnet ist und in Übereinstimmung damit das Verlängerungselement (3), das Aufhängungselement (4), das hintere Verlängerungselement (10) und das Bodenelement (11) auf jeder der beiden Seiten in der Querrichtung des Fahrzeugkörpers angeordnet sind, um in linker und rechter Symmetrie in Bezug auf den Fahrzeugkörper zu sein.
Fahrzeugkörper-Frontaufbau nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Bodenelement (11) aus einer Leichtmetalllegierung durch Gießen gebildet wird.
Fahrzeugkörper-Frontaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend ein erstes Querelement (12), das sich in einer Querrichtung des Fahrzeugkörpers (VB) erstreckt und über dem hinteren Verlängerungselement (10) liegt, wobei ein hinteres Ende des Bodenelements (11) mit dem ersten Querelement verbunden ist.
Fahrzeugkörper-Frontaufbau nach Anspruch 4, wobei das erste Querelement (12) unter einem Vordersitz (FS) angeordnet ist.
Fahrzeugkörper-Frontaufbau nach Anspruch 4, ferner umfassend ein zweites Querelement (13), das an einer Rückseite des ersten Querelements (12) im Fahrzeugkörper (VB) liegt und sich in der Querrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt, während es über dem Bodenblech (6) liegt, wobei ein hinteres Ende des hinteren Verlängerungselements mit dem zweiten Querelement verbunden ist.
Fahrzeugkörper-Frontaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend eine Verstärkung (16), deren vorderes Ende mit dem unteren gebogenen Abschnitt (3a) des Verlängerungselements (3) verbunden ist, wobei ein hinteres Ende der Verstärkung mit einem vorderen Ende des hinteren Verlängerungselements (10) verbunden ist.
Fahrzeugkörper-Frontaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das hintere Verlängerungselement (10) eine Querschnittsform aufweist mit einem oberen Bereich (10a), einem mittleren Bereich, der mit einem vorstehenden Bereich (10b), der nach oben in Bezug auf den Fahrzeugkörper (VB) vorsteht, ausgebildet ist, das Bodenelement (11) eine umgekehrte U-förmige Querschnittsform aufweist, und untere Enden eines Paars von vertikalen Bereichen (11b, 11c) der umgekehrten U-förmigen Querschnittsform des Bodenelements mit beiden Seiten des oberen Bereichs der Querschnittsform des hinteren Verlängerungselements verbunden sind, so dass der vorstehende Bereich überlappt wird.
Fahrzeugkörper-Frontaufbau nach Anspruch 8, wobei, wenn „a" eine Entfernung zwischen einem Paar von vertikalen Bereichen (10c, 10d) der Querschnittsform des hinteren Verlängerungselements (10) ist, „b" eine Entfernung zwischen einem Paar von vertikalen Bereichen (10e, 10f) des vorstehenden Bereichs (10b) des oberen Bereichs (10a) der Querschnittsform des hinteren Verlängerungselements ist und „c" eine Entfernung zwischen dem Paar von vertikalen Bereichen (11b, 11c) der Querschnittsform des Bodenelements (11) ist, dann eine Formel a > c > b gilt.
Fahrzeugkörper-Frontaufbau nach Anspruch 8, wobei ein unterer Bereich (10g) des hinteren Verlängerungselements (10) in der Breite enger ist als der obere Bereich (10a).