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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
den Frontendaufbau eines Fahrzeugs.
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Technischer
Hintergrund
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Beim allgemeinen Frontendaufbau eines Fahrzeugs,
wie in den 6A und 6B gezeigt, ist ein Träger 1 zwischen
einem Seitenelement 2 und einem Stoßdämpferverstärkungsteil 3 gehalten
und gesichert.
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In einem Teil der Literatur wird
der Träger auch „Frontendpanel"
oder „Kühlersupport"
genannt und hat die Form eines Paneels, eines Balkens oder eines
Rechteckrahmens, der sich in Richtung der Breite des Fahrzeugs am
Frontendteil des Fahrzeugs erstreckt. Die Seitenelemente sind säulen- oder
ständerartige
Verstärkungselemente,
die auf Lateralseiten des Fahrzeugs positioniert sind und eine Knick- bzw.
Stauchlast aufnehmen. Die Stoßdämpferverstärkung ist
ein balkenähnliches
Verstärkungselement,
das am Frontendteil des Fahrzeugs positioniert ist und eine Biegelast
aufnimmt.
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Bei einer üblichen in den 6A und 6B gezeigten
Konstruktion wird der Träger 1 zwischen
den Seitenelementen 2 und der Stoßdämpferverstärkung 3 gehalten und
dagegen gesichert. Wenn somit eine Kollisionskraft gegen die Seite
des Fahrzeugfrontendes wirkt, wirken eine Kollisionskraft F1 von
der Stoßdämpferverstärkung 3 und
eine Reaktionskraft F2 von den Seitenelementen auf den Träger 1.
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Wenn somit ein leichter Zusammenstoß auftritt,
wirkt eine große
Impact- oder Stoßkraft
auf den Träger.
Die Befestigungsteile des Trägers
brechen somit leicht.
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Ist der Träger einteilig mit den Befestigungsteilen
ausgebildet, so ist es notwendig, den gesamten Träger zu ersetzen,
selbst wenn beispielsweise nur die Befesti gungsteile gebrochen sind.
Somit sind erhebliche Reparaturkosten aufzuwenden, selbst wenn sich
nur eine leichte Kollision ereignet hat.
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Offenbarung
der Erfindung
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Unter Berücksichtigung des oben genannten Problems
ist es das erste Ziel der vorliegenden Erfindung, eine neue Frontendkonstruktion
für ein
Fahrzeug zur Verfügung
zu stellen, die sich von einer üblichen
unterscheidet und das zweite Ziel besteht darin, zu verhindern,
dass ein Träger
bei Eintreten einer Kollision bricht.
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Um die oben genannten Ziele zu erreichen, ist
der Frontendaufbau gemäß der vorliegenden
Erfindung zusammengesetzt aus Seitenelementen (2), die
auf den Lateralseiten des Fahrzeugs positioniert sind und sich in
Richtung vorwärts-rückwärts des Fahrzeugs
erstrecken. Weiterhin vorgesehen ist eine balkenartige Stoßfängerverstärkung (3),
die am Fahrzeugfrontende positioniert ist und sich in Richtung der
Breite des Fahrzeugs erstreckt, sowie ein Träger (1 ), an dem wenigstens
ein Kühler
befestigt ist. Der Träger
(1) ist am Frontendteil des Fahrzeugs über eine Konsole (4)
befestigt, die an wenigstens einem der Elemente der Stoßfängerverstärkung (3) und
Seitenelementen (2) befestigt ist. Verbindungsteile des
Trägers
(1) an der Konsole (4) gehen von den Seitenelementen
(2) ab. Die Konsole (4) ist mit einem Verstärkungselementteil
(4a) versehen, welches die linken und rechten Seitenelemente
(2) verbindet.
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Wenn somit eine Kollision eintritt,
wirkt nur eine Kollisionskraft von der Stoßfängerverstärkung (3) auf den
Träger
(1) und Reaktionskräfte
von den Seitenelementen (2) wirken kaum auf den Träger (1).
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Somit brechen die Befestigungsteile
des Trägers
(1) selten, da die Wirkung einer großen Impulskraft auf den Träger (1)
bei Eintreten einer Kollision verhindert werden kann. Somit wird
verhindert, dass der Träger
(1) bricht, wenn eine leichte Kollision eintritt und ein
neuer Frontendaufbau eines Fahrzeugs – unterschiedlich von einer
konventionellen Frontendkonstruktion – kann erhalten werden. Die
notwendige Steifigkeit des Trägers
(1) lässt
sich auf die Steifigkeit reduzieren, die notwendig ist, um eine
Funktionskomponente, wie einen Kühler
oder einen Kondensator, abzustützen,
da die Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie durch den Verstärkungselementteil
(4a) gesteigert werden kann. Somit kann das Gewicht des Trägers (1)
reduziert werden.
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Die in Klammern gesetzten Bezugszeichen hinter
den beschriebenen Komponentennamen werden gegeben, um ein Beispiel
dafür zu
geben, wie sich spezifische Komponenten der später zu beschreibenden Ausführungsformen
entsprechen.
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Ein umfassenderes Verständnis der
Erfindung wird sich aus der Beschreibung bevorzugter unten erwähnter Ausführungsformen
anhand der beiliegenden Zeichnungen ergeben.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine auseinander gezogene perspektivische Darstellung einer ersten
Ausführungsform
einer Fahrzeugfrontendkonstruktion nach der Erfindung;
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2 ist
ein Schnitt durch die Fahrzeugfrontendkonstruktion der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 ist
ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Fahrzeugfrontendkonstruktion gemäß der Erfindung;
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4 ist
ein Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Fahrzeugfrontendkonstruktion
gemäß der Erfindung;
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5 ist
ein Schnitt durch eine vierte Ausführungsform einer Fahrzeugfrontendkonstruktion gemäß der Erfindung;
und
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die 6A und 6B sind Schnittdarstellungen konventioneller
Fahrzeugfrontendkonstruktionen.
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Beste Art der Erfindungsdurchführung
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(Erste Ausführungsform)
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1 ist
eine auseinander gezogene perspektivische Darstellung des Aufbaus
eines Fahrzeugfrontendes gemäß der Erfindung
und 2 ist ein Schnitt
durch die Fahrzeugfrontendkonstruktion gemäß der Erfindung.
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Ein Wärmeaustauscher wie ein Kühler oder ein
Kondensator und eine frontendseitig des Fahrzeugs angeordnete Komponente
wie ein Scheinwerfer sind am Träger 1 befestigt.
Der Träger 1 ist
eine integrale Einheit und besteht aus einem Hauptträgerkörper 1a,
der als Rechteckrahmen dient, Konsolen 1b zur Befestigung
des Trägers
und einem Mantel für einen
Radiator bzw. Kühler.
Ein Trägerhauptkörper 1a setzt
sich zusammen aus einem oberen Balkenteil 1e, der sich
in Richtung der Breite des Fahrzeugs erstreckt, einem unteren Balkenteil 1c und
Ständerteilen 1f zur
Verbindung des oberen Balkenteils 1e mit dem unteren Balkenteil 1c.
Eine Nut 1g ist im unteren Balkenteil 1c in dessen
Längsrichtung
ausgebildet.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform
besteht der Träger 1 aus
Harz und verfügt über eine
mechanische Festigkeit, verstärkt
durch Fasern hoher Zugfestigkeit wie Glasfasern oder Karbonfasern.
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Seitenelemente 2 verlaufen
in Vorwärts-Rückwärts-Richtung
des Fahrzeugs und sind auf den Lateralseiten des Fahrzeugs positioniert
und bestehen aus ständerartigen
Verstärkungselementen,
die eine Knick- oder Stauchlast aufgrund eintretender Kollision
aufnehmen. Eine Stoßfängerverstärkung 3 erstreckt
sich in Breite des Fahrzeugs und ist am Fahrzeugfrontendteil positioniert
genauso wie ein balkenartiges Verstärkungsteil, das eine Biegelast aufgrund
einer Kollisionskraft aufnimmt. Die Seitenelemente 2 und
die Stoßfängerverstärkung 3 bestehen aus
Metall wie Aluminium oder Eisen.
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Wie 1 erkennen
lässt,
ist eine Konsole 4, im Wesentlichen von U-Gestalt, geformt,
wobei die Öffnung
nach oben weist, wenn man von der Vorderseite auf das Fahrzeug schaut.
Insbesondere setzt sich die Konsole 4 aus einem Verstärkungselementteil 4a zum
Verstärken
des unteren Balkenteils 1c des Trägerhauptkörpers 1a und Verbindungsteilen 4b zusammen,
die an den Längsenden
des Verstärkungselementteils 4a positioniert
sind und sich in einer vertikalen Richtung erstrecken und im Wesentlichen
von U-Gestalt sind. Der Verstärkungselementteil 4a und
die Verbindungsteile 4b bestehen aus einem Stück und sind
aus Leichtmetall wie Aluminium gemacht.
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Wie in 2 gezeigt,
ist der Verbindungsteil 4b zwischen den Seitenelementen 2 und
der Stoßfängerverstärkung 3 gehalten
und an die Seitenelemente 2 sowie die Stoßfängerverstärkung 3 durch Bolzen 5 gesichert,
die die Stoßfängerverstärkung 3 sowie
den Befestigungsteil 4b durchsetzen, um die Seitenelemente 2 zu
erreichen.
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Der Verstärkungselementteil 4a ist
in die Nut 1g des unteren Balkenteils 1c eingepasst,
so dass die Biegesteifigkeit des unteren Balkenteils 1c erhöht wird.
Da das Verstärkungselementteil 4a an
der Unterseite des Fahrzeugs vorgesehen ist, kann verhindert werden,
dass eine Funktionskomponente, beispielsweise ein Wärmeaus tauscher,
der vom Träger 1 abgestützt wird,
bricht, selbst wenn Störungen
mit der Fahrbahn auftreten.
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Der Träger 1 ist an den Verbindungsteilen 4b der
Konsole 4a über
Schnapphalter 1d gesichert. Die Verbindungsteile der Konsole 4 am
Träger 1,
worauf die Schnapphalter 1d vorgesehen sind, sind oben vorgesehen
und gehen von den Seitenelementen, von der Vorderseite des Fahrzeugs
aus gesehen, ab.
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Die Schnapphalter 1d sind
Befestigungselemente, welche die elastische Verformung ihrer wie ein
Haken ausgebildeten Vorsprünge
ausnützen,
um lösbar
den Träger 1 an
der Konsole 4 zu sichern. Insbesondere sind die hakenartigen
auf den Enden der Schnapphalter 1d ausgebildeten Teile
in Löcher 4c eingefügt, die
in den Sicherungsteilen 4b ausgebildet sind, um einzugreifen
und den Träger 1 an
der Konsole 4 zu befestigen.
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Wirkungsweisen und Auswirkungen der
vorliegenden Erfindung sollen nun nachstehend beschrieben werden.
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Der Träger 1 wird am Fahrzeugfrontendteil vermittels
der Konsole 4 befestigt, die gegen die Seitenelemente 2 und
die Stoßfängerverstärkung 3 gesichert
ist und die Verbindungsteile zwischen dem Träger 1 und der Konsole 4 gehen
von den Seitenelementen 2, von der Frontseite des Fahrzeugs
aus gesehen, ab. Somit wirkt nur die Kollisionskraft von der Stoßfängerverstärkung 3 auf
den Träger 1 und keine
Reaktionskraft von den Seitenelementen 2 wirkt auf den
Träger 1 bei
Eintreten einer Kollision.
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Die Befestigungsteile des Trägers 1 brechen also
selten, da die Wirkung einer großen Impactkraft auf den Träger 1 bei
Eintreten einer Kollision verhindert werden kann. Es wird somit
verhindert, dass der Träger 1 bei
Eintreten einer leichten Kollision bricht.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform
ist ein Raum 6 (siehe 2)
vorgesehen, in welchen der Träger 1 sich
gegen die Hinterseite der Verbindungsteile des Trägers 1 zur
Konsole 4 bewegen kann, so dass eine Kollisionskraft von
der Stoßfängerverstärkung 3,
die vom Träger 1 aufgenommen
wird, verlässlich
bei Eintreten einer Kollision absorbiert werden kann.
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Tritt ein Bruch des Trägers 1 aufgrund
von Kollision auf, muss nur der Träger 1 ersetzt werden, da
der Träger 1 an
der Konsole 4 durch Schnapphalter 1d gesichert
ist.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform wird,
um den Träger 1 von
einem Fahrzeug zu entfernen, der Träger 1 gegen die Rückseite
des Fahrzeugs bewegt, um die Schnapphalter 1d ausrasten zu
lassen und dann wird der Träger 1 nach
oben bewegt.
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Der untere Balkenteil 1c des
Trägerhauptkörpers 1a erfordert
eine große
Biegesteifigkeit, da eine Vibrationen ausübende Kraft entsprechend dem Gewicht
und der Vibration eines Motors auf den unteren Balkenteil 1c wirkt.
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Im Gegensatz hierzu wird nach der
vorliegenden Ausführungsform
die Biegefestigkeit des unteren Balkenteils 1c durch den
Verstärkungselementteil 4a gesteigert.
Die Steifigkeit des unteren Balkenteils 1c kann also erhöht werden,
ohne das Gewicht des Trägers 1 zu
erhöhen.
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(Zweite Ausführungsform)
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Wie in 3 bei
der vorliegenden Ausführungsform
gezeigt, ist ein Dämpfungselement 7 zum Absorbieren
einer Stoßkraft
an den Kontaktstellen zwischen Träger 1 und Konsole 4 vorgesehen.
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Das Dämpfungselement 7 besteht
aus einem Material, das leichter bricht als die Stoßfängerverstärkung 3 oder
die aus Harz oder dergleichen gemachte Konsole 4, beispielsweise
einem elastischen Material mit Federcharakteristiken oder ein Material mit
einer Gestalt, die Federcharakteristiken zeitigt.
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(Dritte Ausführungsform)
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Wie bei der in 4 gezeigten Ausführungsform ist ein Dämpfungsteil 4d zum
Absorbieren einer Kollisionskraft auf der Oberfläche der Konsole 4 gegenüber der
Stoßfängerverstärkung 3 vorgesehen. Es
muss nicht erwähnt
werden, dass ein Dämpfungselement,
beispielsweise eine Knautschbox zum Absorbieren einer Kollisionskraft
zwischen der Stoßfängerverstärkung 3 und
der Konsole 4 gehalten sein kann.
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(Vierte Ausführungsform)
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Bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen
sind die Schnapphalter 1d als Befestigungselemente eingesetzt,
die lösbar
den Träger 1 an
der Konsole 4 sichern. Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform jedoch, sind Bolzen 8 als
Befestigungselemente eingesetzt.
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Die Ausführungsform der 5 ist eine Anwendung auf die zweite Ausführungsform
(3). Jedoch ist die
vorliegende Ausführungsform
hierauf nicht begrenzt. Selbstverständlich kann die vorliegende
Erfindung auf die erste Ausführungsform (2) und die dritte Ausführungsform
(4) Anwendung finden.
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(Andere Ausführungsform)
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird der Träger 1 an
der Konsole 4 durch lösbare
Befestigungsmittel (Schnapphalter 1d, Bolzen 8)
gesichert. Die vorliegende Erfindung ist hierauf jedoch nicht begrenzt.
Der Träger 1 kann
an der Konsole 4 nach einem Verfahren, beispielsweise Schweißen oder
Verbinden, gesichert werden, bei dem Träger und Konsole nicht auseinander
gebaut werden können.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird die Konsole 4 zwischen dem Seitenelement 2 und
der Stoßfängerverstärkung 3 gehalten und
an dem Seitenelement 2 und Stoßfängerverstärkung 3 durch Bolzen
gesichert, die durch die Stoßfängerverstärkung 3 und
die Verbindungsteile 4b dringen, um die Seitenelemente 2 zu
erreichen. Hierauf ist jedoch die vorliegende Erfindung nicht begrenzt.
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Bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen
sind die Verbindungsteile des Trägers 1 an
der Konsole 4 an oberen Positionen vorgesehen und gehen
von den Seitenelementen 2, von der Vorderseite des Fahrzeugs
aus gesehen, ab. Die Erfindung ist aber auch hierauf nicht begrenzt.
Beispielsweise können
die Verbindungsteile des Trägers 1 an
der Konsole 4 nach unten von den Seitenelementen 2 abgehen.
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Die Erfindung wurde mit Bezug auf
spezifische Ausführungsformen,
die der Erläuterung
wegen ausgewählt
wurden, beschrieben: es soll jedoch klar werden, dass zahlreiche
Modifikationen durch Fachleute ohne das Grundkonzept und den Rahmen
der