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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Tragestruktur für ein hinteres
Differential eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Eine
derartige Tragestruktur ist aus der
EP 0 393 397 B1 bekannt. Bei dieser bekannten
Tragestruktur ist der vordere Querträger des hinteren Unterrahmens über der
Antriebswelle angeordnet.
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Aus
der
DE 40 10 924 A1 ist
es bekannt, den auf Grund einer Kollision auf die Fahrzeugkarosserielängswirkung
wirkenden Stoß dadurch
zu absorbieren, dass sich der Motorrahmen in einem abgewinkelten
Bereich verformt. Dadurch wird verhindert, dass die Stoßkraft direkt
an das Differential oder die Motoreinheit übertragen wird.
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Bei
einem FR-Kraftfahrzeug oder einem Vierradantrieb-Kraftfahrzeug wird
die Antriebskraft einer Maschine, welche in einem vorderen Teil
des Kraftfahrzeugs angebracht ist, auf die hinteren Räder über eine
Antriebswelle und ein hinteres Differential übertragen, welches im hinteren
Teil des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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Herkömmlicherweise
ist als eine Tragestruktur für
das hintere Differential ein Montageträger, welcher in einem Zwischenbereich
des hinteren Differentials vorgesehen ist, in einer aufgehängten Art
und Weise an einem Montagebereich an einer unteren Oberfläche der
Fahrzeugkarosserie festgelegt. Ferner ist ein Montageträger, welcher
in einem hinteren Endbereich des hinteren Differentials vorgesehen
ist, in einer in einer vertikalen Richtung schwenkbaren Art und
Weise an einem Montagebereich eines hinteren Unterrahmens festgelegt.
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Bei
dieser Anordnung wird bei einer Kollision an der Vorderseite des
Kraftfahrzeugs, aufgrund der Kollisionsenergie, welche von der Vorderseite über die
Antriebswelle aufgrund einer Verschiebung der Maschine nach hinten
eingegeben wird, das hintere Differential um den Montagebereich
an dem hinteren Unterrahmen nach unten geschwenkt, welcher als ein
Schwenkpunkt dient. Die Bewegung der Maschine nach hinten ist somit
ermöglicht,
um dadurch eine verformbare Zone im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs
sicherzustellen.
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Bei
der vorangehend beschriebenen Anordnung muß, da das hintere Differential
sowohl an der Fahrzeugkarosserie als auch an dem hinteren Unterrahmen
getragen ist, das hintere Differential, nachdem der hintere Unterrahmen
an der Kraftfahrzeugkarosserie angebracht worden ist, eingebaut
werden. Dies weist den Nachteil auf, daß die Einbauarbeit schwierig
wird.
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Um
diese Art eines Nachteils zu vermeiden, ist es erforderlich, das
hintere Differential nur auf dem hinteren Unterrahmen zu tragen.
In diesem Falle muß jedoch,
um das hintere Differential wie bei der vorangehenden Anordnung
bei der Eingabe von Kollisionsenergie nach unten zu schwenken, der
vordere Querträger
des hinteren Unterrahmens oberhalb der Antriebswelle angeordnet
sein. In diesem Falle wird es jedoch erforderlich, um zu vermeiden,
daß der
vordere Querträger
sich nicht gegenseitig mit einem Kraftstofftank stört, welcher
oberhalb des vorderen Querträgers
liegt, den Bereich des Kraftstofftanks, welcher mit dem vorderen
Querträger übereinstimmt, über die
gesamte Breite des Kraftstofftanks weitgehend nach oben zu verlagern.
Dies führt
zu einer Verringerung des Volumens des Kraftstofftanks.
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Daher
ist es wünschenswert,
den vorderen Querträger
unterhalb der Antriebswelle anzuordnen. Bei einer derartigen Anordnung
kann jedoch das hintere Differential nicht länger nach unten verschwenkt werden.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tragestruktur für ein hinteres
Differential eines Fahrzeugs vorzusehen, mit welcher ein hinteres
Differential derart getragen wird, dass eine Verschiebung einer
Maschine nach hinten nicht beeinträchtigt wird.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die im Anspruch 1 definierte Tragestruktur gelöst.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist die Antriebswelle unmittelbar unter
dem Kraftstofftank angeordnet. Daher muß an einer unteren Oberfläche des
Kraftstofftanks nur eine zentrale Erhebung ausgebildet sein, welche
ein gegenseitiges Stören
der unteren Oberfläche
des Kraftstofftanks mit der Antriebswelle verhindert. Das Volumen
des Kraftstofftanks kann daher groß genug gemacht werden.
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Da
ferner das hintere Differential durch die Kollisionsenergie bei
einer Kollision an der Vorderseite nach hinten bewegt wird, ist
eine Bewegung der Maschine nach hinten ermöglicht, um dadurch eine große verformbare
Zone im vorderen Bereich des Fahrzeugs sicherzustellen.
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In
diesem Falle wird, wenn alle Montageträger, welche an dem hinteren
Differential vorgesehen sind, an jeweiligen Montagebereichen, die
an dem hinteren Unterrahmen vorgesehen sind, von der hinteren Seite
(Rückseite)
derselben her festgelegt sind, kein derartiger Nachteil auftreten,
daß die
Bewegung des hinteren Differentials nach hinten durch das Anstoßen der
Montageträger
an den Montagebereichen behindert ist.
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Wenn
ferner der hintere Montagebereich, an welchem der hintere Montageträger, welcher
an dem hinteren Ende des hinteren Differentials vorgesehen ist,
festgelegt ist, derart angeordnet ist, daß er sich an einer unteren
Oberfläche
eines hinteren Querträgers des
hinteren Nebenrahmens vertikal nach unten erstreckt, dann kann,
wenn der hintere Montagebereich bricht, das hintere Differential
durch das Vorbeibewegen unter dem hinteren Querträger nach
hinten bewegt werden. Als Ergebnis daraus wird kein Nachteil dahingehend
auftreten, daß die
Rückwärtsbewegung des
hinteren Differentials durch das Einklemmen des hinteren Differentials
zwischen dem hinteren Unterrahmen und einer Bodenplatte verhindert
wird, welche oberhalb des hinteren Unterrahmens liegt.
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Wenn
ferner jeder der Montagebereiche durch eine Stütze gebildet ist, welche an
dem hinteren Unterrahmen festgelegt ist, und durch einen Montageschaft,
welcher durch Einführen – über ein
elastisches Element – in
einem ausgenommenen Bereich, welcher in der Stütze derart ausgebildet ist, daß er sich
in einer Richtung nach hinten und nach vorne öffnet, angebracht ist, und
wenn ein Stoßabsorptionselement,
welches im Durchmesser größer ist
als ein Durchmesser des ausgenommenen Bereichs, an dem vorderen
Ende des Montageschafts vorgesehen ist, welches von der Stütze nach
vorne absteht, dann kollidiert das stoßabsorbierende Element mit
der vorderen Oberfläche
der Stütze
aufgrund des Brechens des elastischen Elements und tritt in den
ausgenommenen Bereich ein, während
es verformt wird. Die Kollisionsenergie wird somit vorteilhafterweise
aufgrund dieser Verformung absorbiert.
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Es
besteht die Möglichkeit,
daß das
hintere Differential nach dem Brechen des Montagebereichs angehoben
wird. Um dieses Anheben zu verhindern, ist vorzugsweise der vordere
Querträger
des hinteren Unterrahmens mit einem Anschlagelement versehen, welches
oberhalb der Antriebswelle positioniert ist.
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1 ist
eine Draufsicht, welche ein Beispiel der vorliegenden Erfindung
darstellt;
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2 ist
eine entlang der Linie II-II in 1 geschnittene
Seitenansicht;
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3 ist
eine Ansicht in der Blickrichtung eines Pfeils III in 1;
und
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
entlang der Linie IV-IV in 3.
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In
den 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen
hinteren Unterrahmen, welcher an einer Unterseite eines hinteren
Bereichs einer Fahrzeugkarosserie angebracht ist. An dem hinteren Unterrahmen 1 sind
angebracht: ein hinteres Differential 3, welches eine Antriebskraft
von einer in einem vorderen Bereich anzuordnenden Maschine über eine
Antriebswelle 2 überträgt; eine
hintere Aufhängung
(nicht dargestellt), welche die linken und rechten Hinterräder trägt, mit
welchen Ausgangswellen 3a, 3a an der linken und
der rechten Seite des hinteren Differentials 3 verbunden
sind; und einen Kraftstofftank 4. In diesem Zustand wird
der hintere Unterrahmen 1 an der Kraftfahrzeugkarosserie
zusammen mit einem vorderen Unterrahmen angebracht, an welchem die
Maschine und eine vordere Aufhängung
angebracht sind.
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Der
hintere Unterrahmen 1 umfaßt einen vorderen Querträger 10,
einen hinteren Querträger 11 und
rechte und linke Seitenträger 12,
welche die beiden Querträger 10, 11 miteinander
verbinden. Der hintere Unterrahmen 1 ist an der Fahrzeugkarosserie an
Montagebereichen 13 angebracht, welche an beiden Enden
des vorderen Querträgers 10 und
des hinteren Querträgers 11 vorgesehen
sind. Die Antriebswelle 2 ist derart angeordnet, daß sie durch
den Raum oberhalb des vorderen Querträgers 10 hindurchgeht.
Der Kraftstofftank 4 ist auf Tragebereichen 14 angeordnet,
welche an dem vorderen Querträger 10 und
dem hinteren Querträger 11 vorgesehen
sind, um die Antriebswelle 2 und das hintere Differential 3 von
der Oberseite her zu bedecken.
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Das
hintere Differential 3 ist mit einem vorderen Montageträger 30,
welcher an einer Seite des hinteren Differentials 3 derart
angebracht ist, daß er sich
nach vorne erstreckt, und einem hinteren Montageträger 31 versehen,
welcher über
ein Abstandsstück 31a an
einem hinteren Ende des hinteren Differentials 3 derart
angebracht ist, daß er
sich zur Seite erstreckt. Der hintere Unterrahmen 1 weist
auf: einen vorderen Montagebereich oder Abschnitt 161 , welcher an einer oberen Oberfläche eines
Verstärkungselements 15 vertikal
angeordnet ist, welches sich zwischen dem vorderen Querträger 10 und
dem Seitenträger 12 an
der rechten oder linken Seite erstreckt, und ein Paar von rechten
und linken hinteren Montagebereichen oder Abschnitten 162 , 162 ,
welche derart angeordnet sind, daß sie sich an einer unteren Oberfläche des
hinteren Querträgers 11 vertikal
nach unten erstrecken, wie in 3 gezeigt.
Der vordere Montageträger 30 ist
von der Rückseite
oder hinteren Seite her an dem vorderen Montagebereich 161 festgelegt, und jeder der linken und
rechten Endbereiche des hinteren Montageträgers 31 ist von der
Rückseite oder
hinteren Seite her an jedem der hinteren Montagebereiche 162 , 162 festgelegt.
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Jeder
der Montagebereiche 161 , 162 ist, wie in 4 gezeigt,
versehen mit: einer Stütze 16a,
welche an dem hinteren Unterrahmen 1 festgelegt ist und
welche einen geschlossenen Querschnittsaufbau mit einem vorderen
Plattenbereich und einem hinteren Plattenbereich aufweist, und einem
hohlen Montageschaft oder Stift 16d, welcher in einem ausgenommenen
oder Öffnungsbereich 16b,
der in der Stütze 16a derart
ausgebildet ist, daß er
sich in der Richtung nach vorne und hinten öffnet, über ein elastisches Element 16c,
wie z.B. eine Gummibuchse o.dgl. angebracht ist. Ein Bolzen 16e ist
in den Montageschaft 16d eingeführt, um dadurch jeden der vorangehend
beschriebenen Montageträger 30, 31 an dem
hinteren Ende des Montageschafts 16d festzulegen, welches
sich von der Stütze 16a nach
hinten erstreckt. Ein flanschförmiges
Stoßabsorptionselement 16f, welches
im Durchmesser größer ist
als der ausgenommene Bereich 16d ist durch den Bolzen 16e an
dem vorderen Ende des Montageschafts 16d festgelegt, welches
sich von der Stütze 16a nach
vorne erstreckt.
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Zum
Zeitpunkt einer Kollision an einer Vorderseite wird eine Kollisionsenergie
zu dem hinteren Differential 3 über die Antriebswelle 2 aufgrund
einer Bewegung der Maschine nach hinten eingegeben bzw. übertragen.
Dann bricht oder reißt
das elastische Element 16c in jedem der Montagebereiche 161 , 162. Dabei kann, da jeder
der Montageträger 30, 31 an
der Rückseite
der Stütze 16a in
jedem der Montagebereiche 161 , 162 positioniert ist, das hintere Differential 3 nach
hinten bewegt werden. Daher ist eine Rückwärtsbewegung der Maschine ermöglicht, um
dadurch eine breite verformbare Zone im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs
sicherzustellen. Zusätzlich
kollidiert als Ergebnis der Rückwärtsbewegung
des hinteren Differentials 3 das Stoßabsorptionselement 16f mit
dem vorderen Plattenbereich jeder Stütze 16a, wodurch das
Stoßabsorptionselement 16f in
den ausgenommenen Bereich 16b eintritt, während es
verformt wird. Aufgrund dieser Verformung kann die Kollisionsenergie
teilweise absorbiert werden.
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Da
die hinteren Montagebereiche 162 , 162 vertikal nach unten an der unteren
Oberfläche
des hinteren Querträgers 11 angeordnet
sind, wird sich ferner das hintere Differential 3 unter
Vor- beibewegung unter dem hinteren Querträger 11 nach hinten bewegen.
Es ist somit möglich,
zu verhindern, daß das
hintere Differential 3 zwischen dem hinteren Querträger 11 und
einer Bodenplatte eingezwängt wird,
welche oberhalb des hinteren Querträgers 11 liegt.
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Es
besteht die Möglichkeit,
daß das
hintere Differential 3 durch die Eingabe einer Kollisionsenergie
nach oben geschoben wird. Daher ist in der vorliegenden Ausführungsform
der vor dere Querträger 10 mit
einem Anschlagelement 17 versehen, welches oberhalb der
Antriebswelle 2 angeordnet ist. Das hintere Differential 3 wird
somit daran gehindert, durch eine nach oben gerichtete Schiebebewegung
des hinteren Differentials 3 den Kraftstofftank 4 zu
berühren.