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Die
Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie-Endanordnung nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs.
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Eine
Fahrzeugkarosserie-Endanordnung der vorstehend genannten Art ist
aus
DE 33 06 477 A1 bekannt.
Wenn ein Fahrzeug mit einer solchen Fahrzeugkarosserie-Endanordnung
versehen ist, und während
der Fahrt beispielsweise gegen einen vor ihm liegenden Gegenstand
trifft, werden die vorderen Enden der seitlichen Längsträger im wesentlichen
in Längsrichtung
mit der Aufprallkraft zusammengedrückt, und es tritt eine plastische
Verformung auf, während
der Querträger
ebenfalls in Längsrichtung der
Fahrzeugkarosserie zusammengedrückt
wird und damit eine plastische Verformung erfährt, wobei diese plastischen
Verformungen die Kollisionsenergie aufgrund der Aufprallkraft absorbieren.
Durch diese Energieabsorption wird verhindert, daß die Aufprallkraft
auf den Fahrzeuginnenraum einschließlich dem Bereich des Fahrersitzes
zu einem in Längsrichtung
verlaufenden Zwischenabschnitt der Fahrzeugkarosserie übertragen
wird. Wenn jedoch bei einer Kollision Objekte in Querrichtungen
der Fahrzeugkarosserie beispielsweise nach rechts versetzt einwirken,
so wirken auf das vordere Ende des rechten seitlichen Längsträgers und
das rechte Ende des Querträgers
von dem Gegenstand direkt herrührende
Stoßkräfte ein.
Bei einer solchen "versetzten
Kollision" werden
das vordere Ende des rechten, seitlichen Längsträgers und das rechte Ende des
Quer trägers
durch die Stoßkraft
plastisch verformt, um die Kollisionsenergie zu absorbieren. Manchmal
jedoch wird die Stoßkraft
unzulänglich
auf das vordere Ende des linken, seitlichen Längsträgers und auf das linke Ende
des Querträgers übertragen,
so daß aufgrund einer
unzulänglichen
plastischen Verformung an diesen Teilen die Absorption der Kollisionsenergie
demzufolge nicht ausreichend ist.
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Wenn
man hingegen die Steifigkeit des Querträgers erhöht, um sicher zu stellen, daß bei einer
solchen "versetzten
Kollision" ein Teil
der auf eine Seite der Fahrzeugkarosserie einwirkenden Stoßkraft auf
die andere Seite der Fahrzeugkarosserie über den Querträger übertragen
wird, so daß man eine
für eine
ausreichende Absorption der Kollisionsenergie erforderliche plastische
Verformung auf der andere Seite erhält, so ist die Gefahr gegeben,
daß die
Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie gegenüber Stoßkräften insgesamt gesehen zu sehr
erhöht
ist, und die infolge der Stoßkraft
insgesamt auftretende plastische Verformung nicht mehr ausreichend
ist.
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Aus
der
DE 26 20 927 A1 und
des
US 4,542,934 sind
weitere Karosserieauslegungsformen bekannt. Hierbei können aber
insbesondere versetzt, und nicht frontal einwirkende Aufprallbelastungen
gegebenenfalls zu einer den Fahrgastraum beeinträchtigenden Verformung führen, da
die Aufprallenergie über
die Fahrzeugkarosserie-Endanordnung auch auf jene Teile übertragen
werden kann, welche den Fahrgastraum unmittelbar begrenzen.
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Demgegenüber liegt
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugkarosserie-Endanordnung
insbesondere für
den Frontbereich eines Fahrzeugs bereitzustellen, welche in gezielter
Weise nicht nur bei einem unmittelbar frontal einwirkenden Aufprall,
sondern auch bei einem versetzt einwirkenden Aufprall durch Verformen
eine Energieabsorption derart gestattet, daß der Fahrzeuginnenraum nahezu
unbeeinflußt
hiervon erhalten bleibt.
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Nach
der Erfindung wird hierzu eine Fahrzeugkarosserie-Endanordnung bereitgestellt,
deren Merkmale im einzigen Patentanspruch angegeben sind.
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Bei
der erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosserie-Endanordnung
wird die Stoßenergie
oder Aufprallenergie auf effektive Weise unabhängig voneinander von einem
frontalen Einwirken oder einem versetzten Einwirken durch die Fahrzeugkarosserie-Endanordnung
selbst absorbiert, und hierbei erfolgt in gezielter Weise zur Energieabsorption
eine Verformung in vorbestimmten Bereichen derart, daß der Fahrzeuginnenraum
hiervon unbeeinflußt
erhalten bleibt, oder die Aufprallenergie auf wirksame Weise von
der Fahrgastzelle fern gehalten wird. Dank der Tatsache, daß bei der
Erfindung die Aufprallenergie in der Fahrzeugkarosserie-Endanordnung
selbst absorbiert wird und in gezielter Weise Verformungen in einer
solchen Weise zugelassen werden, daß hierdurch der Fahrzeuginnenraum
oder der Fahrgastraum nicht beeinträchtigt wird, bietet die erfindungsgemäße Fahrzeugkarosserie-Endanordnung
hinsichtlich einer passiven Sicherheit bei einer Fahrzeugkonstruktion
wesentliche Vorteile. Es wird daher sowohl bei unmittelbar frontal
einwirkendem Aufprall als auch bei einem versetzt einwirkenden Aufprall
die Kollisionsenergie vollständig
absorbiert, so daß auf zuverlässigere
Weise verhindert wird, daß eine
große Aufprallkraft
auf den Fahrzeuginnenraum zur Einwirkung kommt.
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Die
Erfindung wird nachstehend an Hand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher
erläutert. Darin
zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht der linken Seite des vorderen Teils einer
Fahrzeugkarosserie;
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2 eine
Seitenansicht des vorderen Teils der Fahrzeugkarosserie;
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3 eine
Vorderansicht des vorderen Teils der Fahrzeugkarosserie;
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4 eine
Draufsicht auf den vorderen Teil der Fahrzeugkarosserie;
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5 eine
vergrößerte Ansicht
eines Ausschnitts von 2;
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6 eine
vergrößerte Ansicht
eines Ausschnitts von 3;
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7 eine
Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in 5;
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8 eine
vergrößerte Ansicht
eines Ausschnitts von 4; und
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9 eine
Schnittansicht entlang der Linie 9-9 in 3.
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In
der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Fahrzeug
bezeichnet, und ein Pfeil Fr gibt die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs 1 an.
Die Bezeichnungen "rechts" und "links" welche in dieser
Beschreibung genommen werden, beziehen sich auf die Breitenrichtung
der Fahrzeugkarosserie 2 in Vorwärtsrichtung gesehen.
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Die
Karosserie 2 des Fahrzeugs 1 ist auf einer Fahrstraße mit Hilfe
von Paaren von rechten und linken Rädern 3 abgestützt, welche
jeweils an den vorderen und hinteren Längsbereichen der Fahrzeugkarosserie 2 aufgehängt sind.
Die Fahrzeugkarosserie 2 weist einen Karosserierahmen 6 und
einen Karosserierahmenhauptkörper 7 auf,
welcher auf dem Karosserierahmen 6 vorgesehen ist. Der
innere Raum des vorderen Teils des Fahrzeugkarosseriehauptkörpers 7 dient
als ein Motorraum 8 zur Aufnahme eines Antriebsaggregats,
und ein innerer Raum, welcher in Längsrichtung in einem Zwischenabschnitt
des Fahrzeugkarosseriehauptkörpers 7 liegt, dient
als ein Fahrzeuginnenraum 9, welcher auch den Fahrersitz
umfaßt.
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Der
Fahrzeugkarosserierahmen 6 weist einen Hauptrahmen 11 auf,
welcher den Fahrzeugrahmenhauptkörper 7 trägt, einen
Hilfsrahmen 12, an welchem die Räder 3 aufgehängt sind,
und auf welchem die Brennkraftmaschine gelagert ist, und eine Stützeinrichtung 13,
welche den Hilfsrahmen 12 auf dem Hauptrahmen 11 abstützt.
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Die
Stützeinrichtung
bzw. Trageinrichtung 13 weist ein Paar von rechten und
linken Halteeinrichtungen 14, 14 aus Metallblech
auf, welche an dem vorderen Ende am vorderen Abschnitt des Hauptrahmens 11 angebracht
sind, und ein Paar von rechten und linken Halteeinrichtungen 15, 15 aus
Metallblech, welche an dem hinteren Ende am vorderen Teil des Hauptrahmens 11 angebracht
sind. Ferner sind Befestigungseinrichtungen 16, 17 vorgesehen, welche
lösbar
die vorderen und hinteren Enden des Hilfsrahmens 12 auf
den Halteeinrichtungen 14, 15 halten.
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Der
Hauptrahmen 11 hat ein Paar von rechten und linken, seitlichen
Längsträgern 20, 20 aus Metallblech,
welche sich über
die Längserstreckung der
Fahrzeugkarosserie 2 erstrecken. Wenigstens eines der zugeordneten
Längsenden
der beiden seitlichen Längsträger 20, 20,
d.h. die vorderen Enden 21, 21, sind über einen
Querträger 22 aus
Metallblech untereinander verbunden, welcher sich über eine
beträchtliche
Strecke in Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie 2 erstreckt.
Die in Längsrichtung
gegenüberliegenden
Enden 23 des Querträgers 22 sind
fest mit der vorderen Endfläche
der Enden 21, 21 der beiden seitlichen Längsträger 20, 20 mittels
einem Paar von oberen und unteren Befestigungseinrichtungen 24 und 24 und
mittels Punktschweißen
verbunden (das Punktschweißen
ist mit X in der Zeichnung verdeutlicht).
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Jeder
seitliche Längsträger 20 hat äußere und
innere Abdeckbleche 26 und 27, welche Preßformteile
sind und die in gegenüberliegender
Anordnung zueinander in Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie 2 gesehen
verbunden sind. Das äußere Abdeckblech 26 verläuft in vertikaler
Richtung. Andererseits weist das innere Abdeckblech 27 vertikal
beabstandete, gegenüberliegende,
obere und untere Platten 28 und 29, eine vertikal
verlaufende Verbindungsplatte 30, welche integral an den
inneren Rändern der
oberen und unteren Platten 28 und 29 in Breitenrichtung
der Fahrzeugkarosserie 2 gesehen verbunden sind, und äußere Flansche 31, 31 auf, welche
integral an den äußeren Seitenrändern der
oberen und unteren Platten 28 und 29 ausgebildet
sind. Das innere Abdeckblech 27 ist im wesentlichen im
Querschnitt U-förmig
in einer Vorderansicht oder Rückansicht
ausgebildet.
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Die
oberen und unteren Endränder
des äußeren Abdeckblechs 26 und
die Flansche 31, 31 des inneren Abdeckblechs 27 sind
zusammengeführt
und mittels Punktschweißen
verbunden. Somit ist der Querschnitt des seitlichen Längsträgers 20 in
einer Vorderansicht oder Rückansicht
der Fahrzeugkarosserie 2 gesehen kastenförmig ausgebildet,
und das Innere des seitlichen Längsträgers 20 bildet
einen geschlossenen Innenraum 32.
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Das äußere Abdeckblech 26 im
Ende 21 jedes seitlichen Längsträgers 20 ist mit einer
Mehrzahl von beispielsweise drei vertikal verlaufenden Wülsten 33 versehen,
welche vor und hintereinander angeordnet sind.
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Der
Querträger 22 hat äußere und
innere Abdeckbleche 35 und 36, bei denen es sich
um Preßformteile
handelt, welche in gegenüberliegender
Zuordnung zueinander in Längsrichtung
der Fahrzeugkarosserie 2 verbunden sind. Das äußere Abdeckblech 35 weist
obere und untere Platten 37 und 38 auf, welche
vertikal voneinander beabstandet sind und einander gegenüberliegen,
sowie ein Verbindungsplatte 39, welche die vorderen Endränder der oberen
und unteren Platten 37 und 38 integral verbindet,
und Flansche 40, auf, welche integral an den vorderen Endrändern der
oberen und unteren Platten 37 und 38 ausgebildet
sind. Das äußere Abdeckblech 35 ist
im Querschnitt in einer Seitenansicht der Fahrzeugkarosserie 2 gesehen
im wesentlichen U-förmig ausgebildet.
Andererseits verläuft
das innere Abdeckblech 36 in vertikaler Richtung.
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Die
Flansche 40, 40 des äußeren Abdeckblechs 35 und
die oberen und unteren Endränder
des inneren Abdeckblechs 36 werden zusammengeführt und
werden mittels Punktschweißen
verbunden. Der Querschnitt des Querträgers 22 in einer Seitenansicht
der Fahrzeugkarosserie gesehen ist daher kastenförmig ausgebildet. Das Innere
des Querträgers 22 bildet
einen geschlossenen Innenraum 41.
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Im
Längsende 21 des
seitlichen Längsträgers 20 sind
das äußere Abdeckblech 26 und
die Verbindungsplatte 30 des inneren Abdeckblechs 27 derart
ausgelegt, daß es
sich im wesentlichen um in Längsrichtung
verlaufende plattenähnliche
Teile handelt.
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Im
Inneren jedes Längsendes 23 des
Querträgers 22 ist
ein Paar von Trennwänden 43, 43 aus Metallblech
vorgesehen, welche in vertikaler Richtung und in Längsrichtung
der Fahrzeugkarosserie 2 verlaufen. Die Ränder dieser
Trennwände 33 sind
jeweils auf den äußeren und
inneren Abdeckblechen 35 und 36 des Querträgers 22 angeordnet
und mittels Punktschweißen
fest verbunden. Ferner sind die Trennwände 43 im wesentlichen
auf eine imaginären Längsverlängerung
des seitlichen Längsträgers 20 angeordnet.
Insbesondere sind die Trennwände 43 in Längsrichtung
der Fahrzeugkarosserie gesehen im wesentlichen auf zugeordneten
imaginären
Verlängerungen
der plattenähnlichen
Teile, d.h. des äußeren Abdeckblechs 26 und
der Verbindungsplatte 30, angeordnet. Ferner sind die Trennwände 43 in
einer Vorder- oder Rückansicht
der Fahrzeugkarosserie 2 gesehen im wesentlichen mit übereinstimmender Gestalt
und gleicher Größe wie die
plattenähnlichen Teile
am Ende 21 des jeweiligen seitlichen Längsträgers 20 ausgebildet
und sind auf diesen plattenähnlichen
Teilen jeweils liegend angeordnet. Jede Trennwand 43 kann
durch eine Kompressionskraft plastisch verformt werden, welche in
Längsrichtung
der Fahrzeugkarosserie 2 einwirkt. Jede Trennwand 43 ist
mit einem vertikal verlaufenden Wulst 44 versehen. Diese
Wulst 44 unterstützt
die Steifigkeit der Trennwand 43, während die Druckkraft, welche
in Längsrichtung
der Fahrzeugkarosserie 2 gerichtet ist, si cherstellt, daß man die
plastische Verformung auf gleichmäßigere Weise erhält.
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Der
Hauptrahmen 11 hat einen Kühlerträger 46 aus Metallblech,
welcher an den Enden 21, 21 der seitlichen Längsträger 20, 20 angebracht
ist. Der Kühlerträger 46 hat
ein Paar von rechten und linken Haupttragkörpern 47, 47,
welche jeweils das untere Ende 48 des Kühlerträgers 46 bilden. Die
unteren Enden der Haupttragkörper 47 sind
mittels Punktschweißen
mit dem Ende 21 des seitlichen Längsträgers 20 verbunden.
Die oberen Enden der Haupträgerkörper 47, 47 haben
ferner ein Querelement 50, welches darauf angebracht ist,
um die beiden Haupttragkörper 47, 47 fest
zu verbinden.
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Das
Querelement 50, welches das obere Ende 49 des
Kühlerträgers 46 bildet,
trägt den
oberen Teil eines Kühlers
(nicht gezeigt). Ferner tragen die oberen Enden der Haupttragkörper 47,
welche das obere Ende 49 des Kühlerträgers 46 bilden, Scheinwerfer
(nicht gezeigt) und haben Scheinwerfer-Befestigungsöffnungen 52,
mittels welchen die Scheinwerfer gehalten werden, um die Vorderseite des
Fahrzeugs auszuleuchten.
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Ferner
trägt der
Haupttragkörper 47 ein
Kotflügelteil 53,
welches einen Teil des Fahrzeugkarosseriehauptkörpers 7 bildet. Das
Kotflügelteil 53 bildet die
Seitenfläche
des Motorraums 8.
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Wenn
bei der vorstehend beschriebenen Auslegungsform das Fahrzeug 1 mit
irgendeinem Objekt in Längsrichtung
der Fahrzeugkarosserie 2 kollidiert, verformt die Aufprallkraft
F von diesem Objekt die Enden 21 der seitlichen Längsträger 20 und auch
im Querträger 22,
und diese plastische Verformungen absorbieren die Kollisionsenergie
aufgrund der Aufprallkraft F. Hierdurch wird verhindert, daß die Aufprallkraft
F auf den Fahrzeuginnenraum 9 übertragen wird, wel cher in
Längsrichtung
an einem Zwischenabschnitt der Fahrzeugkarosserie 2 vorgesehen
ist.
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Wenn
in vorstehend genanntem Fall die Aufprallkraft F von dem Querträger 22 auf
den seitlichen Längsträger 20 übertragen
wird, sind die Reaktionskräfte,
die in den plattenähnlichen
Teilen (in dem äußeren Abdeckblech 26 und
der Verbindungsplatte 30) erzeugt werden, um der Aufprallkraft
F Widerstand zu leisten, in Längsrichtung
der plattenähnlichen
Teile 26 und 30 und in jene Richtung gerichtet, die
der Aufprallkraft F entgegengesetzt gerichtet ist, so daß sich aus
der voranstehenden Beschreibung ergibt, daß in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie 2 gesehen
die Aufprallkraft F und die Reaktionskräfte hiervon große Kompressionsbelastungen
in den Trennwänden 43 erzeugen,
welche im wesentlichen auf den zugeordneten imaginären Verlängerungen der
plattenähnlichen
Teile 26 und 30 angeordnet sind.
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Somit
lassen sich die Trennwände 43 in
ausreichender Weise plastisch verformen, um in ausreichender Weise
die Kollisionsenergie zu absorbieren.
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Da
ferner gemäß der voranstehenden
Beschreibung die Trennwände 43 im
Innenraum 41 des Querträgers 22 angeordnet
sind, ergibt sich im wesentlichen keine äußere Formänderung der Fahrzeugkarosserie 2 trotz
der Tatsache, daß die
Trennwände 43 eingebaut
sind, um die Kollisionsenergie gemäß der voranstehenden Beschreibung
zu absorbieren. Daher wird das äußere Erscheinungsbild
in gutem Zustand beibehalten. Da der zusätzliche Raum im Querträger genutzt
wird, lassen sich Schwierigkeiten oder Änderungen der Abmessungen verhindern,
welche bei anderen Auslegungsformen mit weiteren Fahrzeugkomponenten
auftreten könnten,
die dem Querträger 22 zugeordnet
sind. Die Tatsache stellt einen Vorteil im Hinblick auf die Auslegung
einer Fahrzeugkarosserie 2 dar.
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Nach
den 1, 6, 8, 9 ist
in Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie gesehen die Komponente
des Zwischenabschnitts 54 des Querträgers 22 zwischen den
seitlichen Längsträgern 20, 20 mittels
Pressen mit einer Wulst 55 ausgeformt, welche sich über die
gesamte Strecke in Längsrichtung
des Querträgers 22 erstreckt.
Insbesondere ist der vertikal verlaufende Zwischenabschnitt des
hinteren Abdeckblechs 36 auf dem Zwischenabschnitt 54 des
Querträgers 22 mit
der Wulst 55 zu ersehen. Die Wulst 55 unterteilt
in vertikaler Richtung den inneren Raum 41 des Querträgers in
zwei kastenförmige
Abschnitte, welche übereinander
angeordnet sind, wodurch in ausreichender Weise die Steifigkeit
des Zwischenabschnitts 54 des Querträgers 22 vergrößert wird.
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Insbesondere
bei einer "versetzten
Kollision", bei
der ein Teil der Aufprallkraft F auf eine Seite der Fahrzeugkarosserie 2 in
Breitenrichtung der Fahrzeugkarosserie 2 einwirkt, wird
diese zuverlässiger
auf die andere Seite der Fahrzeugkarosserie durch den Querträger 22 übertragen,
welcher eine größere Steifigkeit
gemäß der voranstehenden
Beschreibung hat, so daß andererseits
das Ende 21 des seitlichen Längsträgers 20 und das Ende 23 des Querträgers 22 sich
in ausreichender Weise plastisch verformen können. Somit kann man eine vollständige Absorption
der Kollisionsenergie erreichen.
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Wie
insbesondere in 1 auf einer Seite der Fahrzeugkarosserie 2 zu
ersehen ist, ist die Querschnittsfläche des Zwischenabschnitts 54 des Querträgers 22 kleiner
als jene des jeweiligen Endes 23.
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Als
Folge hiervon wird erreicht, daß die
Steifigkeit des Zwischenabschnitts 54 des Querträgers 22 nicht
zu hoch wird, was bedeutet, daß die
Steifigkeit der Fahrzeugkarosserie 2 nicht insgesamt gesehen
so verbessert wird, daß sie
dieser Aufprallkraft F Stand halten kann.
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Unabhängig davon,
ob es sich bei der Kollision um eine "versetzte Kollision" handelt oder nicht, werden bei einer
Kollision des Fahrzeuges 1 die Enden 21, 21 der
seitlichen Längsträger 20, 20 und
die Enden 23, 23 des Querträgers 22 in ausreichender Weise
plastisch verformt, um die Kollisionsenergie in ausreichendem Maße aufzunehmen.
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Aus
der voranstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
ist die Auslegungsform im Zusammenhang mit einem Querträger erläutert, welcher
an den hinteren Enden der beiden seitlichen Längsträger 20, 20 vorgesehen
ist. Die Erfindung kann natürlich
auch in anderer Weise im Zusammenhang mit anderen Einzelkomponenten eingesetzt
werden.