DE19608196A1 - Fahrzeugkonstruktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugkonstruktion gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Fahrzeugkonstruktion, die geeignet ist zur Aufnahme von axialen Druckkräften bei Frontalzusammenstö­ ßen.

Bei einer herkömmlichen, vergleichbaren Konstruktion wird eine Antriebs­ einheit mit einem Motor, einem Getriebe und dergleichen über isolierende Halterungen an vorderen Seitenteilen auf beiden Seiten des Motorraums und des Fahrzeugs abgestützt. An den vorderen Endbereichen tragen die vorderen Seitenteile eine Stoßstange, und im hinteren Bereich gehen die Seitenteile einstückig und kontinuierlich in rechte und linke Seitenrahmen über, die sich einstückig und kontinuierlich vom Motorraum in Richtung der Untersei­ te des Fahrzeuginnenraums erstrecken.

Im unteren Randbereich der Spritzwand wird ein Mittelteil angeschlossen, das die Form eines geschlossenen Querschnitts zusammen mit der Spritz­ wand aufweist. Das Mittelteil ist in Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet und an beiden Enden mit den Seitenbereichen der Seitenrahmen verbunden. Es erstreckt sich im übrigen weiter auswärts in Querrichtung des Fahrzeugs. Rechte und linke Seitenträger sind außerhalb der Richtung der Seitenrah­ men angeordnet. Die Seitenträger erstrecken sich in Vorwärts-Rückwärts- Richtung des Fahrzeugs nach hinten, und die vorderen Endbereiche der Sei­ tenträger sind mit den Seitenrahmen über Torsionskästen verbunden. An den Torsionskästen sind die beiden Endbereiche des Mittelteils befestigt.

Hinter dem Motorraum befindet sich ein Aufhängungsteil zur Abstützung ei­ ner Radaufhängung, das sich in Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Der vordere Endbereich des Aufhängungsteils ist mit einer vorderen Verbin­ dungseinrichtung verbunden, die nach unten von den Seitenrahmen vor­ springt, und der hintere Bereich des Aufhängungsteils ist mit einem rück­ wärtigen Verbindungsbereich an der unteren Oberfläche des Mittelteils ver­ bunden. Wenn sich das Fahrzeug bewegt, wird die Kraft, die auf die Aufhän­ gung ausgeübt wird, durch das Aufhängungsteil aufgenommen, das durch die Seitenrahmen abgestützt wird.

Im Falle einer Frontalkollision des Fahrzeugs nimmt zunächst die Stoßstange die Kraft auf. Wenn diese Kraft einen vorgegebenen Wert überschreitet, neh­ men die vorderen Seitenteile die Kraft auf, so daß sie verformt werden, und der Motorraum wird zerdrückt. Wenn der Motorraum in gewissem Maße zer­ drückt ist, bewegt sich die Antriebseinheit nach rückwärts, so daß sie in Be­ rührung gelangt mit dem Aufhängungsteil. In Abhängigkeit von der Art der Kollision besteht bei einer Kollision mit einer Geschwindigkeit von mehreren zehn Kilometern pro Stunde die Möglichkeit, daß die von der Antriebseinheit auf das Aufhängungsteil übertragene Kraft mehrere hundert Kilo-Newton er­ reichen kann.

Da die Seitenrahmen oder die Seitenträger, die hinter den Rahmenteilen an­ geordnet sind, tragende Konstruktionsteile mit einem geschlossenen Quer­ schnitt sind, die sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs er­ strecken, wird die nach rückwärts gerichtete, auf das Fahrzeug ausgeübte Kraft, die auf das Aufhängungsteil übertragen wird, durch die Seitenrahmen und die Seitenträger abgeleitet und absorbiert. Dadurch kann die Verformung des unteren Randbereiches eines Fahrzeuginnenraums bei einer Frontkolli­ sion auf ein Minimum gebracht werden.

Da jedoch bei den genannten herkömmlichen Lösungen ein Verbindungs­ punkt des Aufhängungsteils im hinteren Verbindungsbereich am Mittelteil liegt, das sich innerhalb der Fahrzeugbreite, bezogen auf die Längsmittellinie des Querschnitts der Seitenrahmen befindet, wird die Kraft vom Verbin­ dungspunkt exzentrisch in Richtung der Innenseite des Fahrzeugs, bezogen auf die Seitenrahmen und die Seitenträger, übertragen. Zur Abstützung des Aufhängungsteils bei dessen Bewegung nach hinten mit einer Kraft von meh­ reren hundert Kilo-Newton mußte daher das Mittelteil, der Verbindungsbe­ reich des Mittelteils und der Torsionskasten, die Verbindungsbereiche des Mittelteils und der Seitenrahmen und dergleichen erheblich verstärkt wer­ den und die Belastung mußte wirksam auf die Seitenrahmen und die Seiten­ träger abgeleitet werden, so daß die Konstruktion insgesamt kompliziert und schwer wurde.

Wenn es auch möglich ist, den Verbindungspunkt des rückwärtigen Verbin­ dungsbereichs im wesentlichen in der Mittellinie des Querschnitts einer der­ artigen Konstruktion anzuordnen, konnte die Last doch nicht direkt vom Mit­ telteil über den Torsionskasten auf den Seitenträger abgeleitet werden, und der Verbindungspunkt im wesentlichen in der Mittellinie der Seitenrahmen erschwerte es, die Last über den Torsionskasten auf den Seitenrahmen zu übertragen, so daß sich dieselbe Situation ergab wie bei der Abstützung des Aufhängungsteils durch nur einen Seitenrahmen. Auch hier war daher für den Fall einer starken Kollision eine erhebliche Verstärkung der Konstruktion notwendig, so daß die Konstruktion kompliziert und schwer wurde.

Für den Fall einer sogenannten versetzten Frontalkollision, bei der der Stoß der Kollision auf eine Seite der Fahrzeugform trifft, kommt die Antriebsein­ heit mit Aufhängungsglied unter gleichzeitiger Drehung in Berührung, so daß ein Verbindungspunkt am rückwärtigen Endbereich auf der Kollisionsseite des Aufhängungsteils bestrebt ist, diagonal nach rückwärts nach innen auf ei­ nen Bogen auszuweichen, während der andere Verbindungspunkt auf der nicht betroffenen Seite den Drehungsmittelpunkt bildet. In diesem Falle wird bei der herkömmlichen Konstruktion, bei der der Verbindungspunkt in der Mittellinie eines Querschnitts der Seitenrahmen oder auf deren Innenseite liegt, die Kraft kaum auf die Seitenträger abgeleitet, so daß es notwendig wird, den größten Teil der Last diagonal nach rückwärts und innen in bezug auf die Fahrzeuglängsrichtung über die Biegefestigkeit eines seitlichen Rah­ menteils abzuleiten. Zur Unterdrückung der Rückwärtsverschiebung des Auf­ hängungsgliedes ist es daher in diesem Falle notwendig, die Biegesteifigkeit der seitlichen Rahmenteile und dergleichen durch Verstärkung des Mate­ rials zu erhöhen, so daß auch hier die Konstruktion schwer und teuer wurde.

Wesentliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugkonstruktion zu schaffen, bei der die Rückwärtsbewegung des quergerichteten Aufhängungs­ teils mit Hilfe einer einfachen und leichten Konstruktion im Falle einer Fron­ talkollision vermieden werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugkonstruktion umfaßt rechte und linke Seiten­ rahmen, die sich von der Höhe des Motorraumes zur Unterseite des Fahrzeu­ ginnenraumes erstrecken, rechte und linke Seitenträger, die an den seitli­ chen Rändern des Fahrzeugs in Verlängerung der Seitenrahmen verlaufen, und ein quergerichtetes Aufhängungsteil zwischen den rechten und linken Seitenrahmen. Verbindungsglieder zur Verbindung der Seitenrahmen und der Seitenträger sind auf der rechten und linken Seite des vorderen Be­ reichs des Fahrzeuginnenraums vorgesehen. Die beiden Endbereiche des quergerichteten Aufhängungsteils sind mit den Verbindungsbereichen an den Seitenrahmen, den Seitenträgern oder den Verbindungsgliedern ausgebildet, und die Verbindungspunkte dieser Rahmenverbindungsbereiche mit dem quergerichteten Aufhängungsteil sind außerhalb der Längsmittellinie des Querschnitts der Seitenrahmen und innerhalb der Längsmittellinie des Quer­ schnitts der Seitenträger vorgesehen.

Folglich wird bei einer Frontalkollision des Fahrzeugs, wenn zunächst der Motorraum in gewissem Maße eingedrückt ist, der Motor zusammen mit dem Getriebe in Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs verschoben, und sie üben Druck auf das quergerichtete Aufhängungsteil des Fahrzeugs aus. Da in die­ sem Falle die Verbindungspunkte der Rahmenverbindungsbereiche des quer­ gerichteten Aufhängungsteils außerhalb der Längsmittellinie der Seitenrah­ men und innerhalb der Längsmittellinie der Seitenträger liegen, wird die Last, die auf die Rahmenverbindungsbereiche ausgeübt wird, wirksam verteilt und übertragen auf die Rahmenteile und die Seitenträger über die Verbin­ dungsglieder.

Weiterhin wird bei einem versetzten Frontalzusammenstoß, bei dem die Kol­ lision auf einer Seite der Fahrzeugfront auftrifft, die Verformung konzentriert auf die Kollisionsseite des Motorraumes, und der Motor mit Zubehör kommt in Berührung mit dem quergerichteten Aufhängungsteil, während er sich gleichzeitig dreht. Dadurch verschiebt sich der Endbereich des Aufhängungs­ teils auf der Kollisionsseite schräg nach innen und rückwärts in einem Bogen um den Verbindungspunkt auf der kollisionsfreien Seite. Dieser Abbau der Kraft in rückwärts gerichteter Diagonalrichtung wirkt auf den Rahmenverbin­ dungsbereich auf der Kollisionsseite und hier nach innen, bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung, jedoch wird, wie bei einer nicht versetzten Kollision, die in Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs wirkende Kraft auf den Rahmenver­ bindungsbereich wirksam verteilt und auf die Seitenrahmen und die Seiten­ träger über die Verbindungsglieder übertragen. Dabei nimmt der äußere Sei­ tenträger die Kraft in Biegerichtung auf, während die Seitenrahmen in einer weiter innenliegenden Position, bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung, teil­ weise die Kompressionslast aufnehmen, so daß die Konstruktion insgesamt eine hohe Biegefestigkeit aufgrund des Zusammenwirkens der Seitenrahmen und der Seitenträger bietet.

Auf diese Weise kann die Kraft bei einer Frontalkollision einschließlich einer versetzten Frontalkollision zuverlässig durch die Seitenrahmen und die Sei­ tenträger aufgefangen werden, und die Rückwärtsverschiebung des Aufhän­ gungsteils kann mit einer verhältnismäßig leichten und einfachen Konstruk­ tion eingeschränkt werden, ohne daß die Konstruktion schwer und kompli­ ziert werden müßte, indem beispielsweise gesonderte Verstärkungsglieder, größere Materialstärken für die Seitenrahmen etc. verwendet werden müß­ ten.

Das Aufhängungsteil zur Abstützung der Aufhängung der vorderen Räder des Fahrzeugs bildet hier ein quergerichtetes Rahmenteil, und die Verbindungs­ glieder sind Torsionskästen, die sich unterhalb der Spritzwand befinden, die den Motorraum und den Fahrzeuginnenraum trennt, und die Rahmenverbin­ dungsbereiche können in oder an den Torsionskästen ausgebildet sein.

Da die Torsionskästen, die vorgesehen sind zur Erhöhung der Steifigkeit der Seitenrahmen und der Seitenträger, als Verbindungsglieder genutzt werden, wird die Konstruktion weiter vereinfacht.

Beim Fahren des Fahrzeugs wird die Kraft von der Aufhängung zuverlässig durch die Torsionskästen aufgenommen.

Die Seitenrahmen weisen einen oberen waagerechten Bereich auf der Seite des Motorraums, einen unteren waagerechten Bereich auf der Seite des Fahr­ zeuginnenraums und einen gebogen Bereich auf, der kontinuierlich von dem oberen in den unteren Bereich übergeht. Die Verbindungsglieder verbinden den unteren waagerechten Bereich mit den Seitenträgern, und der Rahmen­ verbindungsbereich kann in dem unteren waagerechten Bereich der Seiten­ rahmen vorgesehen sein.

Als Ergebnis kann der Abstand zwischen den linken und rechten Verbin­ dungspunkten klein sein, und das Moment, das auf den Rahmenverbindungs­ bereich auf der Kollisionsseite einwirkt, kann bei einer versetzten Frontalkol­ lision gering sein, und die Verbindungspunkte und die Verbindungsglieder können nahe beieinander angeordnet sein und die Kraft von den Verbin­ dungspunkten auf die Verbindungsglieder wirksam übertragen, so daß die Konstruktion weiter erleichtert werden kann.

Im übrigen kann der Verbindungspunkt des Rahmenverbindungsbereichs vor dem rückwärtigen Ende des Verbindungsgliedes vorgesehen sein.

Daher befinden sich die Verbindungspunkte der Rahmenverbindungsbereiche vor dem rückwärtigen Ende der Verbindungsglieder, so daß die rückwärts­ gerichtete Kraft, die auf die Rahmenverbindungsbereiche ausgeübt wird, wirksamer auf die Seitenrahmen und die Seitenträger über die Verbindungs­ glieder verteilt werden kann, so daß eine leichte Bauweise möglich ist.

Weiterhin können die Rahmenverbindungsbereiche eine Gegenfläche aufwei­ sen, die die Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs schneidet und den rückwärtigen Seitenbereichen der Endbereiche des quergerichteten Rah­ mens, d. h., des Aufhängungsteils, gegenüberliegt.

Bei der Rückwärtsbewegung des Aufhängungsteils wird dieses durch die Ge­ genfläche abgestützt, und die Verbindungspunkte können sowohl durch die Festigkeit der Seitenrahmen als auch durch die Stabilität der Gegenfläche ab­ gestützt werden, so daß die Rückwärtsverschiebung des Aufhängungsteils auch durch die Gegenfläche unterdrückt werden kann und weiter eine leich­ te Bauweise möglich ist.

Schließlich kann sich ein Verstärkungsglied diagonal nach rückwärts in Richtung der Mittellinie des Fahrzeugs erstrecken, das in der Nähe des Rah­ menverbindungsbereichs des Seitenrahmens angeschlossen ist.

Dieses Verstärkungsglied, das sich diagonal nach rückwärts erstreckt, ist in der Nähe des Rahmenverbindungsbereichs der Seitenrahmen angeschlossen, so daß die bei der Frontalkollision und bei der versetzten Frontalkollision eingeleiteten Kräfte wirksam durch das Verstärkungsglied aufgenommen und absorbiert werden können. Auch dadurch wird die Rückwärtsverschiebung des Aufhängungsteils zusätzlich durch das Verstärkungsglied unterdrückt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Unteransicht eines Fahrzeugs mit einem Kon­ struktionsteil nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Aus­ führungsform gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung des Hauptbereichs der Fig. 1;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Darstellung des Bereichs P in Fig. 2;

Fig. 5 ist eine Unteransicht und zeigt den Zustand im Zeit­ punkt einer versetzten Frontkollision bei der ersten Ausführungsform;

Fig. 6 ist eine Unteransicht eines Fahrzeug mit einem Kon­ struktionsteil nach einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung des Hauptbereichs der Fig. 6;

Fig. 8 ist eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Q in Fig. 7;

Fig. 9 ist eine Unteransicht und zeigt den Zustand zum Zeit­ punkt einer versetzten Frontalkollision bei der zweiten Ausführungsform;

Fig. 10 ist eine Unteransicht eines Fahrzeugs mit einem Kon­ struktionsteil nach einer dritten Ausführungsform;

Fig. 11 ist eine perspektivische Darstellung des Hauptbereichs der Fig. 10; und

Fig. 12 ist eine Unteransicht und zeigt den Zustand zum Zeit­ punkt einer versetzten Frontalkollision bei der dritten Ausführungsform.

Die erste bevorzugte Ausführungsform der Konstruktion des Fahrzeugs gemäß Anspruch 1, 2 oder 4 soll nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung be­ schrieben werden.

Fig. 1 ist eine Unteransicht eines Fahrzeugs mit Konstruktionsteilen entspre­ chend der vorliegenden Ausführungsform. Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnit­ tene Seitenansicht zu Fig. 1, Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung des Hauptbereichs der Fig. 1 und Fig. 4 ist eine vergrößerte Darstellung des Be­ reichs P in Fig. 2.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, befinden sich auf beiden Seiten eines Motorraumes 10, bezogen auf die Breitenrichtung des Fahrzeugs, im vorderen Bereich ei­ nes Fahrzeugs rechte und linke vordere Seitenteile 1, die Konstruktionsteile des Fahrzeugaufbaus bilden. Die rechten und linken vorderen Seitenteile 1 weisen einen geschlossenen Querschnitt auf, und sie stützen eine Antriebs­ einheit 5 mit einem Motor und einem Getriebe und dergleichen über schwin­ gungsisolierende Halterungen 7 ab. Die vorderen Endbereiche 1a der vorde­ ren Seitenteile 1 tragen eine Stoßstange 9, und an den hinteren Endberei­ chen 1b der Seitenteile 1 sind rechte und linke Verlängerungs-Seitenrah­ men 3 ausgebildet, die einstückige und kontinuierlich durchlaufende Kon­ struktionsteile darstellen. Diese Verlängerungs-Seitenrahmen 3 erstrecken sich vom Motorraum 10 zur Unterseite eines Gehäuses 20.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, erstrecken sich die vorderen Seitenteile im wesent­ lichen zu derselben Höhe wie die Stoßstange 9. Die Seitenrahmen 3 liegen im Bereich des Motorraumes 10 im wesentlichen in derselben Höhe wie die Stoßstange 9, verlaufen gegen die Spritzwand 11, die den Motorraum 10 und das Gehäuse 20 unterteilt, und nach einer Biegung in Richtung der Untersei­ te der Spritzwand 11 unterhalb der unteren Seite des Gehäuses 20, und sie erstrecken sich entlang der unteren Oberfläche der Bodenplatte 13, die mit der Spritzwand 11 verbunden ist. In Richtung des hinteren Teils des Fahr­ zeugs verlaufen die Seitenrahmen 3 als Boden-Seitenteile 15, die Konstruk­ tionsteile des Fahrzeugs bilden. Mit dem unteren Randbereich 11a der Spritzwand 11 ist ein Mittelteil 17 verbunden, das mit der äußeren Fläche der Spritzwand 11 einen geschlossenen Querschnitt bildet.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, erstreckt sich das Mittelteil 17 in Querrichtung des Fahrzeugs, und beide Endbereiche des Mittelteils 17 laufen gegen die Seiten­ bereiche der Seitenrahmen 3 und sind mit diesen verbunden. Auf der Außen­ seite der Seitenrahmen 3, bezogen auf die Querrichtung des Fahrzeugs, er­ strecken sich rechte und linke Seitenträger 19 als weitere Konstruktionstei­ le in Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs. Die Seitenträger 19 und die Seitenrahmen 3 bilden ein Konstruktionsteil mit geschlossenem Quer­ schnitt, das sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs erstreckt, und der vordere Endbereich 19a der Seitenträger 19 ist mit den Seitenrah­ men 3 über einen Torsionskasten 21 verbunden. Durch diesen Torsionska­ sten 21 wird die Steifigkeit der Seitenrahmen 3 und der Seitenträger 19 verbessert.

Im rückwärtigen Bereich des Motorraums 10 ist ein Aufhängungsteil 27 als Querrahmen über die Breite des Fahrzeugs angeordnet, und eine nicht ge­ zeigte Aufhängung der Vorderräder 23 des Fahrzeugs wird durch dieses Auf­ hängungsteil 27 abgestützt. Unterhalb der Spritzwand 11 sind die hinteren Endbereiche 27b an den rechten und linken Enden des Aufhängungsteils 27 mit einem hinteren Verbindungsbereich 43 als Rahmenverbindungsbereich in den Torsionskasten 21 als Verbindungsglied verbunden. Der Verbindungs­ punkt 30 zwischen dem Aufhängungsteil 27 und dem hinteren Verbindungs­ bereich 23 liegt außerhalb der Mitte des Querschnitts Me des Seitenrahmens 3 und innerhalb der Mitte des Querschnitts S der Seitenträger 19, bezogen auf die Querrichtung des Fahrzeugs, und vor dem rückwärtigen Ende 21b des Torsionskastens 21.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist der Torsionskasten 21 mit beiden seitlichen un­ teren Endbereichen 11b der Spritzwand 11 verbunden, die den hinteren Be­ reich des Radkastens 25 der Vorderräder 23 bildet (Fig. 1), und der Tor­ sionskasten bildet einen geschlossenen Querschnitt zusammen mit der Spritzwand 11.

Der Seitenrahmen 3 weist einen oberen, waagerechten Bereich 35 auf der Seite des Motorraums 10, einen unteren waagerechten Bereich 37 auf der Seite des Gehäuses 20, und einen gebogenen Bereich 39 auf, der von dem oberen waagerechten Bereich 35 zu dem unteren Bereich 37 überleitet, und ist somit im wesentlichen S-förmig ausgebildet, betrachtet von der Seite des Fahrzeugs. Der obere waagerechte Bereich 35 und der gebogene Bereich 39 bestehen aus einem Hauptrahmenteil 31 mit etwa hutförmigem Querschnitt und einem Plattenteil 33, das die offene Seite des Hauptrahmenteils 31 schließt, und sie sind durch diese beiden Teile 33, 31 zu einem Kastenprofil geschlossen. Mit dem gebogenen Bereich 39 sind das Mittelteil 17 und der Torsionskasten 21 verbunden. Der untere waagerechte Bereich 37 besitzt ei­ nen hutförmigen Querschnitt und ist mit der Bodenplatte 13 verbunden und bildet einen geschlossenen Querschnitt mit dieser.

Die rückwärtigen Endbereiche 27b des Aufhängungsteils 27 sind mit dem hinteren Verbindungsbereich 23 verbunden, und die vorderen Endbereiche 27a des Aufhängungsteils 27 sind mit vorderen Verbindungsbereichen 41 verbunden. Die vorderen Verbindungsbereiche 41 befinden sich an der unte­ ren Oberfläche 35a des oberen waagerechten Bereichs 35 der Seitenrahmen 3.

Ein Bolzen 45 springt am Verbindungspunkt 30 des hinteren Kupplungsbe­ reichs 43 vor, und ein Bohrloch 47 ist im hinteren Endbereich 27b des Auf­ hängungsteils 27 vorgesehen. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist der hintere Endbe­ reich 27b des Aufhängungsteils 27 mit dem hinteren Verbindungsbereich 43 durch Anziehen einer Mutter 51 auf einem Bolzen 45 verbunden. Ein Gummi- Isolator 49 liegt zwischen dem hinteren Endbereich 27b des Aufhängungs­ teils 27 und dem hinteren Kupplungsbereich 43.

Anschließend soll die Wirkungsweise der Konstruktion beschrieben werden.

Während der Fahrt wird die auf die Aufhängung ausgeübte Kraft durch das Aufhängungsteil 27 aufgenommen, das durch den Seitenrahmen 3 getragen wird.

In diesem Zustand wird ein Teil der Last der Aufhängung direkt von dem Auf­ hängungsteil 27 auf den Torsionskasten 21 übertragen, so daß eine sichere Abstützung möglich ist.

Bei einem Frontalzusammenstoß des Fahrzeugs nimmt zunächst die Stoßstan­ ge 9 die Kollisionskraft auf. Wenn diese Kraft eine vorgegebene Größe er­ reicht hat, nimmt das vordere Seitenteil 1 die Last auf, so daß es verformt wird, und der Motorraum wird zusammengedrückt. Wenn der Motorraum 10 teilweise zusammengedrückt ist, bewegt sich die Antriebseinheit 5 nach rückwärts, so daß sie in Berührung mit dem Aufhängungsteil 27 kommt, und drückt das Aufhängungsteil 27 nach rückwärts.

Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Verbindungspunkt 30 des hinteren Verbindungsbereichs 43 des Aufhängungsteils 27 außerhalb der Mittellinie des Querschnitts 81 des Seitenrahmens 3 und innerhalb der Mittellinie 83 der Seitenträger 19, jeweils bezogen auf die Fahrzeugbreite, sowie vor dem hinteren Ende 21b des Torsionskastens 21. Daher wirkt die nach rückwärts gerichtete Last auf beide als Kompressionskraft von dem Verbindungspunkt 30 zwischen dem Seitenrahmen 3 und dem seitlichen Längsträger 19 ein, die tragende Konstruktionsteile sind. Die Last, die auf den Verbindungspunkt 30 ausgeübt wird, wird wirksam über den Torsionskasten 21 verteilt und über den Seitenrahmen 3 und den Seitenträger 19 übertragen. Auf diese Wei­ se absorbieren der Seitenrahmen 3 und der Seitenträger 19 die nach rück­ wärts auf das Fahrzeug einwirkende Kraft, so daß sie die Verformung der Un­ terseite des Gehäuses 20 beim Frontalzusammenstoß reduzieren.

Wie weiter in Fig. 5 gezeigt ist, wird bei einem sogenannten versetzten Fron­ talzusammenstoß, bei dem Kollision auf eine Seite des vorderen Endes des Fahrzeugs einwirkt, die Verformung auf eine Seite des Motorraums 10 kon­ zentriert, und die Antriebseinheit 5 kommt in Berührung mit dem Aufhän­ gungsteil 27, während sie sich dreht, so daß der rückwärtige Endbereich 27b (Verbindungspunkt 30a) auf der Kollisionsseite des Aufhängungsteils nach innen, bezogen auf die Fahrzeugbreite, drückt und dabei einen Bogen beschreibt, dessen Mittelpunkt der Verbindungspunkt 30b auf der kollisions­ freien Seite bildet, wie durch den Pfeil F in Fig. 5 angedeutet ist. Folglich be­ wirkt die diagonal nach rückwärts gerichtete Kraft, daß der Verbindungs­ punkt 30a auf der Kollisionsseite nach innen, bezogen auf die Querrichtung des Fahrzeugs, belastet wird, während bei einer nicht versetzten Frontalkolli­ sion die Last auf den hinteren Verbindungsbereich 43 (Verbindungspunkt 30a) gleichmäßig verteilt und auf den Seitenrahmen 3 und den Seitenträger 19 über den Torsionskasten 21 übertragen wird.

Durch diese Kraft wird der Seitenträger 19, der in bezug auf den Verbin­ dungspunkt 30a nach außen versetzt angeordnet ist, jeweils bezogen auf die Fahrzeugquerrichtung, in Biegerichtung belastet, während der Seitenrahmen 3 auf der Innenseite des Verbindungspunktes 30a auf der Wirkungslinie der Kraft liegt und bei der Aufnahme der Druckkraft mitwirkt. Auf diese Weise besitzt die Konstruktion eine hohe Biegesteifigkeit aufgrund des Zusammen­ wirkens des Seitenrahmens 3 und des Seitenträgers 19.

Der Seitenrahmen 3 und der Seitenträger 19 absorbieren die Kraft und stüt­ zen in Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs ab, so daß die Verformung der Un­ terseite des Gehäuses 20 bei einem versetzten Frontalzusammenstoß redu­ ziert werden kann.

Folglich kann die Kraft bei einem Frontalzusammenstoß einschließlich eines versetzten Frontalzusammenstoßes durch den Seitenrahmen 3 und den Sei­ tenträger 19 zuverlässig abgestützt werden, ohne daß es notwendig ist, die Konstruktion durch besondere Verstärkungsglieder, Verstärkung der Seiten­ rahmen 3 etc. schwerer und komplizierter zu machen. Die Rückwärtsbewe­ gung des Aufhängungsteils 27 kann mit einer einfachen und leichten Kon­ struktion unterdrückt werden, und damit kann zugleich die Verformung der Unterseite des Gehäuses 20 eingeschränkt werden.

Da im übrigen der Torsionskasten 21 zur Erhöhung der Steifigkeit des Sei­ tenrahmens 3 und des Seitenträgers 19 als Verbindungsteil zum Verbinden des Seitenrahmens 3 und des Seitenträgers 19 vorgesehen ist, sind spezielle Verbindungsteile nicht notwendig, und die Rückwärtsbewegung des Aufhän­ gungsteils 27 kann mit einer einfachen Konstruktion unterdrückt werden.

Anschließend soll die zweite Ausführungsform gemäß Anspruch 3 und 5 be­ schrieben werden.

Fig. 6 ist eine Unteransicht des Fahrzeugs mit wesentlichen Konstruktions­ teilen dieser Ausführungsform. Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung des Hauptbereichs der Fig. 6, und Fig. 8 ist eine vergrößerte Darstellung des Be­ reichs Q in Fig. 7. Für Teile, die bereits bei der ersten Ausführungsform vor­ gesehen waren, werden deren Bezugsziffern verwendet, und eine erneute Be­ schreibung wird fortgelassen.

Wie in Fig. 6 und 7 gezeigt ist, ist der hintere Verbindungsbereich 61 am vor­ deren Ende des unteren waagerechten Bereichs 37 des Seitenrahmens 3 vor­ gesehen. Der hintere Verbindungsbereich 61 ist gebogen und so geformt, daß ein Hohlraum gebildet wird, der von der unteren Oberfläche 37a des unteren waagerechten Bereichs 37 nach oben gerichtet ist. Der Verbindungsbereich besitzt eine Gegenfläche 61a, die die Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs schneidet, eine Bodenfläche 61b, die im wesentlichen waagerecht von der Gegenfläche 61a abgebogen ist, und eine Seitenfläche 61c, die die Querrichtung des Fahrzeugs schneidet. Nach vorne und außen ist der Verbin­ dungsbereich 61 offen.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist die Seitenfläche des unteren waagerechten Be­ reichs 37, die den hinteren Verbindungsbereich 61 einschließt, in einer dreidimensionalen, konkaven und konvexen Form ausgebildet, derart, daß die Querschnittsbreite 63a auf der Fahrzeugaußenseite kleiner ist als die Querschnittshöhe 63b auf der Fahrzeuginnenseite. Der Verbindungspunkt 30 liegt außerhalb der Querschnittsmittellinie Me des unteren waagerechten Be­ reichs 37, und in der Bodenfläche 61b des hinteren Verbindungsbereichs 61, die sich vor dem rückwärtigen Ende 21b des Torsionskastens 21 befindet. Ein Bolzen 45 springt am Verbindungspunkt 30 vor. Die Gegenfläche 61a liegt im rückwärtigen Seitenbereich des rückwärtigen Endbereichs 27b ge­ genüber, wenn der rückwärtige Endbereich 27b des Aufhängungsteils 27 mit dem rückwärtigen Verbindungsbereich 61 verbunden ist.

Anschließend soll die Wirkungsweise dieser Ausführungsform beschrieben werden.

Da bei dieser Ausführungsform der rückwärtige Verbindungsbereich 61 in dem unteren waagerechten Bereich 37 des Seitenrahmens 3 liegt, ist zusätz­ lich zu der ersten Ausführungsform der Abstand zwischen dem Verbindungs­ punkt 30 des rechten und linken Verbindungsbereichs 61 verkleinert. Wenn daher bei einer versetzten Frontalkollision gemäß Fig. 9 der rückwärtige Endbereich 61 auf der Kollisionsseite (Verbindungspunkt 30a) des Aufhän­ gungsteils 27 bestrebt ist, nach innen in bezug auf die Fahrzeugbreite ver­ schoben zu werden, und damit einen Bogen um den Verbindungspunkt 30b auf der kollisionsfreien Seite beschreibt, kann das Moment, das auf den rück­ wärtigen Verbindungsbereich 61 auf der Kollisionsseite (Verbindungspunkt 30a) einwirkt, auf ein geringes Maß reduziert werden.

Da der untere waagerechte Bereich 37 den hinteren Verbindungsbereich 61 aufweist, und der Seitenträger 19 über den Torsionskasten 21 angeschlossen ist, können der Verbindungspunkt 30 des unteren waagerechten Abschnitts 37 und der Torsionskasten 21 nah beieinander angeordnet werden, und die Übertragung der Last von dem Verbindungspunkt 30 auf den Torsionskasten 21 kann wirksamer erfolgen.

Da im übrigen der rückwärtige Verbindungsbereich 61 eine Gegenfläche 61b aufweist, wird der Rückstoß des Aufhängungsteils durch die Gegenfläche 61b aufgefangen. Der Verbindungspunkt wird daher durch die Festigkeit des Sei­ tenträgers 19 in Vorwärts-Rückwärts-Richtung und die Festigkeit eines Ab­ schnitts der Gegenfläche 61b abgestützt, so daß die Rückwärtsbewegung des Aufhängungsteils 27 weiter reduziert werden kann.

Wie oben beschrieben wurde, kann die Rückwärtsbewegung des Aufhän­ gungsteils 27 unterdrückt und damit die Verformung an der Unterseite des Gehäuses 20 mit einer einfachen und leichten Konstruktion reduziert wer­ den.

Anschließend soll eine dritte Ausführungsform gemäß Anspruch 6 beschrie­ ben werden.

Fig. 10 ist eine Unteransicht eines Fahrzeugs mit den Konstruktionsteilen der vorliegenden Ausführungsform. Fig. 11 ist eine perspektivische Darstel­ lung des Hauptbereichs der Fig. 10. Für Teile, die bereits bei den ersten bei­ den Ausführungsformen vorgesehen waren, werden deren Bezugsziffern ver­ wendet, und eine erneute Beschreibung unterbleibt.

Wie in Fig. 10 und 11 gezeigt ist, ist bei dieser Ausführungsform ein rückwär­ tiger Verbindungsbereich 71 an der unteren Oberfläche 37a des vorderen Endes des unteren waagerechten Bereichs 37 des Seitenrahmens 3 vorgese­ hen.

Der Verbindungspunkt 30 befindet sich außerhalb der Mittellinie des Quer­ schnitts Me des unteren waagerechten Bereichs 37 und vor dem rückwärti­ gen Ende 21b des Torsionskastens 21. Ein Bolzen 47 springt am Verbin­ dungspunkt 30 vor.

In der Nähe des rückwärtigen Verbindungsbereichs 71 des unteren waage­ rechten Bereichs 37 ist ein Verstärkungsglied 73 angebracht, das einen hut­ förmigen Querschnitt aufweist und diagonal nach rückwärts zur Mitte der Fahrzeugquerrichtung verläuft. Das Verstärkungsglied 73 ist mit der unteren Oberfläche der Bodenplatte 13 verbunden und bildet mit der Bodenplatte ei­ ne geschlossene Fläche. Das vordere Ende des Verstärkungsgliedes 73 läuft gegen den inneren Seitenbereich des unteren waagerechten Bereichs 37 und ist mit diesem verbunden.

Anschließend soll die Wirkungsweise dieser Ausführungsform beschrieben werden.

Da das Verstärkungsglied 73 sich diagonal nach rückwärts zur Längsmittelli­ nie des Fahrzeugs erstreckt und in der Nähe des rückwärtigen Verbindungs­ punktes 71 angeschlossen ist, wird ein Teil der Last bei einer Frontalkolli­ sion und einer versetzten Frontalkollision des Fahrzeugs in das Verstärkungs­ glied 73 eingeleitet. Da die Last zu diesem Zeitpunkt zusätzlich auch auf den Verbindungsbereich 71 übertragen wird, wird die Rückwärtsbewegung des Aufhängungsteils 27 auch durch das Verstärkungsglied 37 unterdrückt.

Da insbesondere zum Zeitpunkt einer versetzten Frontalkollision gemäß Fig. 12 die Einwirkungsrichtung der Kraft in bezug auf den Verbindungspunkt 30a diagonal nach rückwärts zum Inneren des Fahrzeugs, bezogen auf die Querrichtung, gerichtet ist (Pfeil F), da jedoch das Verstärkungsglied 73 im wesentlichen in dieser verläuft (Pfeil N in der Zeichnung), nimmt das Ver­ stärkungsglied 73 die Druckkraft auf. Die Last in der diagonal-rückwärtigen Richtung zur Innenseite des Fahrzeugs hin kann daher wirksam durch das Verstärkungsglied aufgenommen und verteilt werden. Durch das Verstär­ kungsglied 73 kann daher die Rückwärtsbewegung des Aufhängungsteils 27 noch besser eingeschränkt werden.

Wie oben beschrieben wurde, kann die Rückwärtsverschiebung des Aufhän­ gungsteils 27 unterdrückt und damit die Verformung der Unterseite des Ge­ häuses 20 mit einer einfachen und leichten Konstruktion verringert werden.

Claims (6)

1. Fahrzeugkonstruktion mit rechten und linken, längsgerichteten Seiten­ rahmen, die sich vom Motorraum zur Unterseite des Fahrzeuginnenraumes erstrecken, rechten und linken, seitlich äußeren Längsträgern in Vorwärts- Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs, und einem quergerichteten Aufhän­ gungsteil zwischen den rechten und linken Seitenrahmen (1), dadurch ge­ kennzeichnet, daß Verbindungsglieder (21) zum Verbinden der Seitenrah­ men (1) und der Seitenträger (19) auf der rechten und linken Seite des vor­ deren Bereichs des Fahrzeuginnenraumes vorgesehen sind, daß die beiden Endbereiche des quergerichteten Aufhängungsteils (27) mit Rahmenverbin­ dungsbereichen verbunden sind, die an den Seitenrahmen (1), den Seiten­ trägern (19) oder den Verbindungsgliedern (21) vorgesehen sind, und daß Verbindungspunkte dieser Rahmenverbindungsbereiche mit dem quergerich­ teten Aufhängungsteil (27) seitlich außerhalb der Längsmittellinie des Quer­ schnitts der Seitenrahmen (1) und seitlich innerhalb der Längsmittellinie des Querschnitts der Seitenträger (19) vorgesehen sind.

2. Fahrzeugkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das quergerichtete Aufhängungsteil (27) ein Aufhängungsteil zum Abstützen der Aufhängung der Vorderräder des Fahrzeugs ist, daß die Verbindungsglie­ der Torsionskästen (21) sind, die unterhalb der Spritzwand angeordnet sind, die den Motorraum von dem Fahrzeuginnenraum trennt und daß die Rah­ menverbindungsbereiche (43; 61; 71) an den Torsionskästen (21) ausgebildet sind.

3. Fahrzeugkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenrahmen (1) einen oberen waagerechten Bereich (35) auf der Seite des Motorraumes (10), einen unteren waagerechten Bereich (37) auf der Seite des Fahrzeuginnenraums (20) und einen gebogenen Bereich (35) umfassen, der von dem oberen waagerechten Bereich in den unteren waage­ rechten Bereich übergeht, daß die Verbindungsglieder (43; 61; 71) den unte­ ren waagerechten Bereich (37) und die Seitenträger (19) verbinden, und daß der Rahmenverbindungsbereich in dem unteren waagerechten Bereich (37) des Seitenrahmens (1) ausgebildet ist.

4. Fahrzeugkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verbindungspunkt (30) des Rahmenverbindungsbe­ reichs vor dem hinteren Ende des Verbindungsgliedes (21) vorgesehen ist.

5. Fahrzeugkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Seitenrahmen-Verbindungsbereich (61) eine Gegenfläche (61a) aufweist, die die Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs schneidet und dem rückwärtigen seitlichen Bereich der beiden Endbereiche des quergerichte­ ten Aufhängungsteils (27) gegenüberliegt.

6. Fahrzeugkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Verstärkungsglied (73) diagonal nach rück­ wärts oder zur Längsmittellinie des Fahrzeugs gerichtet und in der Nähe des Rahmenverbindungsbereichs des Seitenrahmens (1) angeschlossen ist.