DE2036077B2 - Bodengruppe fuer kraftfahrzeuge mit frontmotor - Google Patents

Description

,chlittenkufenartige Ausbildung der unteren Längsträger Hinweggleiten des Fahrzeugs über ein Hindernis «dt entsprechender Minderung des Stoßes.

Die Absorbtion des Aufprallstoßes *vird weiterhin verbessert, wenn gemäß einer vorteilhatten Ausgestaltung der Erfindung die oberen Längsträger im Bereich des vorderen Knotenpunktes einen nach oben geboge nen Abschnitt aufweisen und über den Knotenpunkt hinaus verlängert sind, wobei deren vordere Enden durch einen bogenförmigen Querträger zusammengeschlossen sind. Die vorderen Verlängerungen der oberen Längsträger werden bei einem Aufprall als erstes um den vorderen Knotenpunkt nach unten abgebogen, wodurch ein Teil der Stoßenergie vernichtet wird, unter Umständen auch durch Steigen des Fahrzeuges auf das Hindernis.

Die erfindungsgemäße Bodengruppe ist nicht nur bezüglich Absorbtion von Aufprallener<jie vorteilhaft, sie ist auch im Schwingungsverhalten günstig, insbesondere wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die vorderen Knotenpunkte der Längsträger auch Abstützstellen für die Schubstreben der Antriebsräder bilden. Die Zusammenfassung der Abstützstellen des Motor-Getriebe-Blocks und der Schubstreben der Antriebsräder in einem nahe dem vorderen Ende des Fahrzeuges gelegenen, sehr steifen Knotenpunkt hat eine gegenseitige Dämpfung der vom Motor-Getriebe-Block und von der Radaufhängung ausgehenden Schwingungen in diesem Knotenpunkt zur Folge.

Schließlich wird die unterbrochene, nicht durchgehende Bauweise der Bodengruppe — kurze Längsträger, die einzeln mit einem sehr stark profilierten Bodenblech verbunden sind — der Bildung und Weiterleitung von Eigenschwingungen im Fahrzeugkörper

entgegen.

Eine Verstärkung der Bodengruppe durch Verdoppelung der Längsträger ist nur im Frontabschnitt des Kraftfahrzeuges erforderlich. Hieraus ergeben sich wobei der Querträger 11 oberhalb des Getriebes 6 verläuft

Die Längsträger 2 weisen einen nach oben gebogenen Teil 12 auf, welcher im wesentlichen dem den Motor 5 J aufnehmendes Bereich entspricht; der Scheitelpunkt 13 des gebogenen Teiles 12 bildet den Verbindung^- oder Knotenpunkt mit dem unteren Längsträger 3. Dieser ist mit einem Teil 3i über den hinteren Knotenpunkt 14 hinaus und unterhalb des Bodenbleches 15 nach hinten verlängert, wobei er mit dem letzteren fest verbunden ist. Die hinteren Enden 3₂ der Längsträger 3 sind mit der Vorderwand von Mulden 16 verbunden, welche den Karosserieboden für die Rücksitze des Fahrzeuges bilden.

In gleicher Weise sind die vorderen Enden 17, zweier hinterer Längsträger 17 mit den hinteren Wänden der gleichen Mulden 16 verbunden. Die vorderen Teile 17₂ dieser Längsträger 17 erstrecken sich unterhalb des Bodenbleches 15, mit dem sie fest verbunden sind. Das Bodenblech 15 ist mit Einpragungen oder Sicken 15, versehen, welche Versteifungselemente bilden und dem Entstehen von Schwingungen entgegenwirken. Die Längssteifigkeit im Bodenbereich des Fahrgastraumes wird ferner durch an sich bekannte äußere Längsträger oder Schweller 15₂ verbessert, welche die Verbindung mit dem oberen Teil der Karosserie 1 herstellen.

Der Kraftstoffbehälter 18 befindet sich zwischen den hinteren Teilen der Längsträger 17. Seine ebene, verstärkte Oberseite 19 liegt mit den Oberkanten der genannten Längsträger 17 in gleicher Höhe und bildet den Boden des hinteren Gepäckraumes.

In der Mitte der hinteren Längsträger 17 befinden sich die Abstützungen 20 der Federelemente 21 fur die Hinterräder 22.

in der Fig.2 sind die Halbquerträger 23 und 24 dargestellt, welche die Anlenkstellen 25 der Längsträger 26 der Hinterradaufhänfung tragen und am hinteren Rand des Bodenbleches 15 befestigt sind, sowie der Querträger 30, welcher die Anlenkstellen 25 fur die

eiUlIlUIlg ätiivinu^v.. _{a o}_

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit

Bodengruppe,

F i g. 2 eine Ansicht des gleichen Kraftfahrzeuges von

unten,

Fig.3 einen Querschnitt durch die Bodengruppe gemäß der Linie I1I-III in F i g. 2,

Fig.4 den Frontabschnitt des Kraftfahrzeuges von F i g. 1 nach einem leichten Frontalzusammenstoß und

Fig.5 eine Seitenansicht des Kraftfahrzeuges von F i g, 1 nach einem stärkeren Frontalzusammenstoß.

In Fig. 1 ist der Umriß der Karosserie 1 des Fahrzeuges durch eine strichpunktierte Linie dargestellt. Der aus zwei oberen Längsträgern 2 und zwei unteren Längsträgern 3 bestehende Vorderrahmen dient zur Aufnahme des Kühlers 4, und des aus dem Motor 5 und dem Getriebe 6 bestehenden Antriebsaggregates sowie der Vorderachse mit ihren Vorderrädem 7, deren in den Zeichnungen nicht dargestellte Antriebs-, Lenkungs- und Bremseinrichtungen einerseits durch Federelemente 8 und andererseits durch Schubstreben 9 mit dem Fahrgestell verbunden sind.

Die oberen Längsträger 2 sind an ihrem vorderen, schräggerichteten Enden 2₍ durch einen gebogenen Querträger 10 und hinter dem Motor 5 durch einen boeenförmigen Querträger 11 miteinander verbunden, sind, verbreitern auf beiden Seiten die _ Kraftstoffbehälters 18 in Querrichtung und vervollständigen so den Boden des hinteren Gepäckraumes.

Das aus dem Motor 5 und dem Getriebe 6 bestehende Aggregat ist mit dem Fahrgestell an den Scheitelpunkten 13 durch die mittleren Lagerungen 13, des Motors und an den Knotenpunkten 14 durch die hinteren Lagerungen 14, des Getriebes 6 verbunden, wobei die Dämpfung an diesen Lagerstellen in bekannter Weise mittels Gummiglöcken erfolgt.

Die Achsen der Schubstreben 9 verlaufen durch die Scheitelpunkte 13, wobei ihre Abstützung an den Stellen 13₂ des Fahrgestells gleichfalls über Gummiblöcke erfolgt.

Die Stirnansicht dei Vorderradaufhängung in F i g. zeigt die Querlenker 81 und die Federelemente 8 der Vorderradaufhängung, die Radantriebswellen 27 und schräge Ausleger 28, welche fest mit den oberen vorderen Längsträgern 2 und dem bogenförmigen Querträger 11 verbunden sind und an ihrem Ende die Abstützungen 29 der Federelemente 8 aufnehmen.

F i g. 4, welche dem vorderen Teil der in F i g. dargestellten Bodengruppe gemäß der Erfindung entspricht, zeigt in gestrichelten Linien den Umriß des Fahrgestellvorderteiles nach dem Zusammendrücken

durch einen Stoß, sowie die entsprechende Verschiebung des Antriebsaggregates 5,6 nach hinten und oben, bis zum Anschlag gegen den nach hinten umgebogenen bogenförmigen Querträger 11.

Im Betrieb begrenzt die Zusammenfassung der Hauptabstützkräfte des Motors 5 und der von den Vorderrädern 7 auf die Schubstreben 9 ausgeübten Druck- oder Zugkräfte in den Scheitel-Punkten 13 die Übertragung der Wirkungen dieser Kräfte in Form von elastischen Verformungen und Schwingungen auf die Längsträger 2 und 3, welche praktisch eine neutrale Stellung zwischen den Ausgangspunkten der mechanischen Spannungen und der Schwingungen einnehmen. Außerdem wirkt die Massenträgheit des Motor-Getriebe-Aggregates bzw. Blocks 5, 6 stets entgegen der is Wirkung der angetriebenen Vorderräder 7, so daß ihre Reaktionskräfte sich in den Scheitelpunkten 13 gegenseitig ausgleichen.

Die auf die Abstützungen 29 (Fig.3) wirkende, senkrechte Abstützkraft F der Radaufhängung läßt sich in zwei Kräfte zerlegen, nämlich in eine längs des Auslegers 28 wirkende Kraft Fi und eine senkrecht zu diesem wirkende Kraft F₂. Im Falle starker Belastungen, welche die Federelemente 8 allein nicht vollständig aufnehmen kann, trägt die Eigenelastizität des einseitig ij eingespannten Auslegers 28 durch Biegung in seiner Verbindung mit dem Längsträger 2 und dem Querträger 11 zur Aufnahme der Kompontente F₂ bei.

Die Anordnung der Lagerungen 13i des Motors 5 in den Scheitelpunkten 13 des gebogenen Bereiches 12 der Längsträger 2 hebt die Befestigungspunkte des Motors möglichst hoch an, so daß sich dessen Abstützkräfte in einem theoretischen Aufhängungspunkt P (Fig.3) treffen. Dieser Punkt liegt um ein Beträchtliches höher als der Schwerpunkt G des Antriebsaggregates 5, 6 wodurch eine Pendellagerung des letzteren gewährleistet ist.

Ein Frontalstoß kann durch Eindrücken des Querträgers 10 und Verwindung der schrägen Enden 2i der oberen Längsträger 2 aufgenommen werden, ohne daß dabei der mechanische Teil des Fahrzeuges beschädigt wird.

Ein stärkerer Stoß bewirkt sodann das Knicken der oberen Längsträger 2 an den Scheitelpunkten 13, wobei die Enden 2t nach unten gebogen und das Vorderteil des Fahrzeuges entsprechend angehoben wird. Durch dieses Anheben und durch die Schlittenform des vorderen Fahrgestellteiles wird das Weggleiten des Fahrzeuges über das Hindernis, mit entsprechender Dämpfung des Stoßes, begünstigt.

Ein großer Teil der Stoßenergie wird sodann nach dem Zusammendrücken des Kühlers 4 durch den Motor 5 selbst aufgenommen und zwar durch Verbiegen und Abscheren der Lagerungen 13i und 14|. Durch die Verschiebung nach hinten gelangt der Motor 5 zum Anschlag gegen den Querträger 11, dessen Verdrehung beim Zurückbiegen nach hinten ebenfalls einen beträchtlichen Energieanteil vernichten kann.

Das Vorderteil des Fahrzeuges sieht dann aus wie in der F i g. 4 durch die gestrichelte Linie dargestellt, ohne daß die Fahrgastzelle Verformungen aufweist. Eine solche findet erst später statt und zwar durch Knicken des Vorderteiles um den Knotenpunkt 14, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist, wobei die ursprüngliche Form des Fahrzeuges gestrichelt dargestellt ist Die Bauweise gemäß der Erfindung ermöglicht dabei ein Anheben des Moto>-Getriebe-Aggregates 5, 6 gegen das den Quercräger 30 bildende Instrumentenbrett. Das Aggregat schwenkt dabei um das auf dem Boden aufstehende Ende des Getriebes 6, wobei wiederum große Energiemengen vernichtet werden, bevor die Gefahr besteht, daß das Antriebsaggregat in gefährlicher Weise in die Fahrgastzelle eindringt.

Als Beispiel sei erwähnt, daß bei Versuchen ein Frontalstoß gegen ein gemäß der Erfindung konstruiertes Fahrzeug, welches ein Gewicht von 1007 kp hatte und sich mit einer Geschwindigkeit von 48,6 km/h vorwärtsbewegte, eine Eindrückung des Fahrzeugvorderteiles in Höhe der Radachse von 42,5 cm bewirkte, wobei der Motor um 41 cm zurückgeschoben wurde, die Fahrgastzelle sich um 4,7 cm verkürzte, die Zusammendrückung des gesamten Fahrzeuges 48 cm betrug und das Fahrzeug nach dem Zusammenstoß im wesentlichen das in der F i g. 5 dargestellte Aussehen hatte. Dies zeigt die Möglichkeiten zusätzlicher Energievernichtung durch verstärktes Biegen und Ankippen der Längsträger 2 und 3, sowie durch Anheben des Motors gegen den vom Instrumententräger gebildeten Querträger 30.

Die Ausbildung gemäß der Erfindung ermöglicht somit bei Fahrzeugen mit vorne liegendem Motor im Falle von Frontalstößen eine Energieaufnahme, die mindestens derjenigen entspricht, die bisher den Fahrzeugen mit Heckmotor vorbehalten war.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Andererseits muß die Bodengruppe eines Kraftfahrzeuges aus Gründen der Herstellungskosten und des Fahrzeuggewichtes möglichst einfach im Aufbau und möglichst leicht sein. Schließlich muß die Bodengruppe

   schwingungsdämpfend ausgebildet sein, damit Schwingungen, die vom Motor-Getriebe-Block herrühren, oder Stöße von der Fahrbahn auf die Radaufhängung nicht in die Fahrgastzelle eingeleitet werden.
   Früher wiesen einheitlich alle Kraftfahrzeuge eine

   ίο steife, aber schwere Bodengruppe, bestehend aus zwei Längsträgern, die durch eine bestimmte Anzahl von Querträgern miteinander verbunden sind, auf. Eine solche Bodengruppe zeigt beispielsweise die GB-PS 4 95 254 mit der Besonderheit auf, daß die Längsträger im Frontabschnitt zwischen einem vorderen und einem hinteren Knotenpunkt verdoppelt sind. Abgesehen davon, daß eine derartige Bodengruppe schwer und teuer ist. besteht der Nachteil, daß sie von vorn bis hinten eine starre Einheit bildet, so daß im Falle eines Zusammenstoßes die Aufprallkräfte unmittelbar in den Bereich des Fahrgastraumes eingeleitet werden und bei Überschreiten einer bestimmten Aufprallstärke unkontrollierte Verformungen auftreten.