DE2156488A1 - Kraftwagen, insbesondere personenkraftwagen - Google Patents

Description

• Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, der in seinem grundsätzlichen Aufbau aus Fahrgestell und aufgesetzter Karosserie mit Fahrgastzelle besteht.
• Infolge ständig zunehmender Unfälle im Straßenverkehr und daraus resultierender Personenschäden werden intensibe Überlegungen dahingehend angestellt, insbesondere Personenkraftwagen wesentlich sicherer als bischer zu konstruieren. Denn gerade Personenkraftwagen sind - wie die Statistik ausweist - besonders häufig an Unfällen beteiligt, und zwar an solchen mit tödlichem Ausgang oder schweren Verletzungen. Im Zuge der Entwicklung sind bisher verschiedene Sicherheitsmaßnahmen zum Schutze der Insassen diskutiert und teilweise verwirklicht worden. So weisen einige Personenkraftwagen bereits Knautschzonen sowie eine darin eingebettete Fahrgastzelle auf, andere unterteilte Lenksäulen und gepolsterte Armaturen. Praktisch sämtliche Personenkraftwagen besitzen heute bereits Montageeinrichtungen für Sicherheitsgurte. Darüber hinaus werden Fangnetze sowie sich bei Unfall automatisch aufblähende Luftkissen zum Auffangen der Insassen in Erwägung gezogen. Diese bekannten Maßnahmen und andere dienen jedoch lediglich dazu, die Wirkung der beim Unfall frei werdenden Aufprallenergie auf die Insassen zu reduzieren. Die Insassen prallen also nach wie vor auf und meistens in höchst ungünstiger Position. Sind die Insassen nicht angeschnallt, so prallen sie im Fahrzeug auf.
• Sind sie angeschnallt, so prallen sie mit dem Fahrzeug auf und bewegen sich auf die Aufprallstelle zu, wobei häufig gerade die beschädigungsempfindliche Vorderseite des Menschen ungeschützt der Aufprallstelle zugekehrt ist. Bei hohen Geschwindigkeiten haben daher selss-t angeschnallte Personen kaum eine Chance zu überleben oder ohne Verletzungen davonzukommen. Im Ergebnis befriedigen die bisher bekannten Sicherheitsmaßnahmen nicht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu0ninde, einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen zu schaffen, der sich durch erhöhten Insassenschutz gegen Unfallschäden auszeichnet tmd ein Optimum an Sicherheit gewcih-rleis te t.
• Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß die Fahrgastzelle als Gleitschale ausgebildet und in ein von Karosserievorderteil, Fahrgestellmittelteil und Karosseriehinteilteil gebildetes Schalenbett eingesetzt sowie darin mittels Verbindungsmittel gesichert ist, welche die Gleitschale bei Stoßbeanspruchungen vorgegebener Größe im Stoßbereich freigeben.
• Nach. Lehre der Erfindung ist also die Fahrgastzelle lösbar auf dem Fahrgestell befestigt, kann sich abcr nur dann von dem Fahrgestell lösen, wenn bei einem Unfall die frei werdende L4Wrgie bzw. die daraus resultierenden Kräfte die über die Verbindungsmittel zwischen Gleitschale und Schalenbett erzeugten Haltekräfte übersteigen. Insodern sind Stoßbeanspruchungen vorgegebener Größe erforderlich, um die Gleitschale freizugeben. Der Anschluß der Verbindungsmittel an die Gleitschale und das Fahrgestell-bzw. dSe @@rosserie ist so gewählt3 daß lediglich jene Verbindungsml tt(l die Gleitschale freigeben, die im stoßbereich liegen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die im Zuge des Unfalls fre: werdende Energie ausgenutzt wird, um die Fahrgastzelle in eine filr die Insassen günstige Position zu überführen. Denn die Fahrgastzelle weicht als Gleitschale horizontalen Zerstörungskräften, die vorne oder binten an den Kraftwagen angreifen, nach oben aus, und zwrr bevorzugt unter Ausführung einer abkehrenden Drehbewegung.
• Weitere erfindungawesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß die Gleitschale einen iln wesentlichen ebenen auf dem Fahrgestellmittelteil aufliegenden Schalenboden und gegen Karosserievorderteil sowie Karosseriehinterteil mit Neigung zur Vertikalen aufliegende Schalenschrägflächen aufweist, um ein gleichsam Herausgleiten der Gleitschale aus dem Schalenbett nach vorne oder hinten in Abhängigkeit von den angreifenden Aufprallkräften zu gewährleisten. Der Schalenboden ist vorzugsweise mittels Verstärkungsprofile stabilisiert, damit die nach erfolgtem Ausweichen aufprllende Fahrgastzelle selbst IJeitgehend gegen DcSormationen geschützt ist. Dazu können auch die übrigen Zellenteile verstärkt ausgeführt sein. - Weiter lehrt die Erfindung, da13 die Gleitschale im Schalenfrontbereich eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Nut und das Karosserievorderteil eine darin eingreifende Feder besitzen. Dadurch wird eine Quersicherung für die Gleitschale im Schalenbett erreicht. Die breit ausgeführte Nut bietet weiterhin die Möglichkeitß den Motorraum in der Fahrzeugmitte bis unterhalb der Wiridschutzscheibe hin auszudehnen, während an den Seiten genügend Raum für die Beine verbleibt. Darüber hinaus kann die Feder des Karosserievorderteiles gleichsam als ILonsole ausgebildet und zum Hindurchführen von z.B. Gangknüppel und fIandbremse herangezogen werden. Das Hindurch führen von Fußbremse, Kupplung und Lenkung durch das Karosserievorderteil in die Gleitschale kann mittels mechanischer Konstruktionene erfolgen, die zwar in der I,age sind, Druckkräfte, zu übertragen, nicht dagegen Zugkräfte, sich vielmehr bei angreifenden Zugbeanspruchungen tronnen und dadurch die Gleitschale rreigeben. Um eine gleichsam drehende Gleitbewegung der Gleitschale zu fördern sieht die Erfindung vor, daß die Gleitschale mittels Gleitkufen auf in Fahrzeuglängrichtung verlaufenden Gleitschienen gelagert und mittels zwischen Gleitschale und Schalenbett angeordneter Gleitsicherungen in Montageposition zentriert ist. Diese Gleitsicherungen sorgen also für ein einwandfreies Einsetzen der Gleitschale in das Schalenbett und lassen eine Gleitbewegung der Gleitschale auf den Gleitschienen nur dann zu, wenn die Gleitschale infolge StoBbeanspruchungen vorgegebener Größe unter Trennung der Verbindungsmittel freigegeben wird.
• Von besonderer Bedeutung ist der Vorschlag der Erfindung, daß das Schalenbett-vorgespannt und darin die Gleitschale mittels der Verbindungsmittel- eingespannt ist. Dadurch bilden Gleitschale und Fahrgestell mit ISarosserievorderteil und Karosseriehinterteil gleichsam eine vorgespannte Einheit. Das Fahrgestell kann dabei in seinem ursprünglichen Zustand minimal gekrümmt sein, so daß nach Einsetzen der Fahrgastzelle die Verbindungsmittel so vorgespannt werden daß das Fahrgestell gerade wird. Die durch die Verbindungsmittel erzeugte Vorspannung kann so gewählt werden, daß sie durch betrieblich erzeugte Spannungen nicht mehr überschritten werden kann. d.h.
• übliche Fahrstöße infolge Fahrbahnunebenheiten o. dgl. können dann nicht mehr die Gleitschale gegen das Schalenbett bzw. das Fahrgestell sowie die Karosserieteile bewegen. Zusätzlich ist erfindungsgemäß die Gleitschale mittels Bremseinrichtungen, z.B. hydraulischer oder pneumatischer Bremszylinder oder mechanisch arbeitender Bremsbacken mit zugeordnetem Bremskeil in dem Schalenbett gehalten, um ein Ausweichen der Gleitschale nach oben schließlich abzufangen, also ein Überschlagen der Fahrgastzelle zu vermeiden. Die Verbindungsteile sind zweckmäßig im wesentlichen zwischen Karosserievorderteil sowie Karosseriehinterteil und Gleitschale angeordnet, so daß bei einem Vorneaufprall die vorderen Verbindungsmittel und bei einem Hintenaufprall die hinteren Verbindungsmittel die Gleitschale freigeben. Dadurch dreht sich die Gleitschale stets von der Aufprallstelle ab. - In besonders einfacher Ausführungsform können die Verbindungsmittel aus nach oben lösbaren Klemmhaken und zugeordneten Klemmbolzen sowie Scherstiften mit Sollbruchstellen bestehen. Nach bevorzugter Aus- Sührungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß die Verbindungsmittel aus umlaufenden Spannseilen bestehen, die einerseits an der Gleitschale befestigt, andererseits an einen Ausklinkmechanismus im Karosserievorderteil bzw. Karosseriehinterteil angeschlossen sind. Der jeweilige Ausklinkmechanismus weist einen Stoßriegel mit Hebeltrieb für eine drehbar gelagerte Ausklinkstange mit Anschlußzapfén für die Seilenden des betreffenden Spannseils auf, so daß beim Zurtekdrücken des Stoßriegels der Hebeltrieb auf die Ausklinkstange arbeitet, welche die Anschlußzapfen zur Freigabe der Seilenden umlegt. Der StoUriegel ist in einem bestimmten Abstand hinter der Stoßstange angebracht, damit nicht schon bei ganz geringen Stößen der Ausklinkmechanismus die Fahrgastzelle freigibt. Die Ausklinkmechanismen und Spannseile sind zweckmäßigerweise unterhalb der Karosserie angeordnet bzw. verlegt, so daß die äußere Gestaltung des erfindungsgemäßen Kraftwagens in ästhetischer Hinsicht nicht nachteilig.
• beeinflußt wird. Besondere Bedeutung kommt -auch dem Vorschlag der Erfindung zu, wonach zumindest das Spannseil zwischen Gleitschale und Karosseriehinterteil oberhalb des Gleitschalenschwerpunktes -an der Gleitschale angreift. Dadurch wird erreicht, daß die Gleitschale bei einem Vorneaufprall eine Drehbewegung nach hinten ausführt, wobei sich der Schwerpunkt der Gleitschale auf einer bogenförmigen Bahn nach vorn, dann nach oben und schließlich nach hinten bewegt. Die Gleitschale richtet sich dabei mehr oder weniger weit auf, so daß sie sich lediglich mit ihrem Boden der Aufprallstelle zuwendet. Dadurch werden die Insassen bei einem eventuellen Aufprall der Zelle auf ein Hindernis in ihre Sitze gedrUckt. Diese Lage aber ist für den Menschen besonders geeignet, erhebliche Verzögerungskräfte ohne Schaden aufnehmen zu können. Daher hat man diese Position auch für Astronauten in ihren Raunikapseln bei Weltraumflügen gewählt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, Karosserievorderteil und Karosseriehinterteil als knautschfreudige Zonen auszubilden, um die Gleitschale bei einem Uberschlag gleichsam sanft aufzunehmen.
• Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen verwirlLlicht wird, der sich durch optimale Sicherheit für die in der Fal-irgastzelle befindlichen Insassen auszeichnet. Denn die Fahrgastzelle ist in der Ausbildung als Gleitschale gleichsam derart auf dem Fahrgestell zumischen Karosserievorderteil und Karosseriehinteil gebettet, daß sie beim Vorneaufprall und Hintenaufprall in der Lage ist, mit den Insassen nach oben auszuweichen, so daß bei der erfindungsgemäßen Konstruktion die frei werdende Energie dazu ausgenutzt wird, die Gleitschale und damit die Insassen in eine für sie besonders günstige Position zum Überstehen des Unfall es zu überrühren. Bei einem Aufprall dreht sich nämlich die Fahrgastzelle aufgrund der besonderen Konstruktion von Seilbefestigung und Ausklinkmechanisnius unter IZirkung eines Drehmoments, das durch die Trägheit der Fahrgastzelle entstellt, automatisch so, daß der Boden der Zelle der Aufprallstelle zugedreht wird. Hierbei werden die sonst in T}ichtiing der Sind schutzscheibe wirkenden Verzögerungskräfte auf die Insassen in Verzögerungskräfte gegen die Sitze umgewandelt, wodurch die Insassen gegen Verletzungen weitgehend geschützt sind. -Nach Lehre der Erfindung wird also nicht lediglich die Aurprallwirkung reduziert, sondern wird darüber hinaus die Fahrgastzelle aus der eigentlichen Unfallzone herausgedrückt und bleibt weitgehend verschont. Darüber hinaus ist eine Konstruktion verwirklicht, die äußerlich die erfindungsgemäßen Sicherheitsmaßnahmen kaum erkennen läßt und dadurch auch in ästhetischer Hinsicht anspricht.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, in perspektivischer Darstellung bei leicht abgehobener Fahrgastzelle, Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in schematischer Seitenansicht, Fig. 3 del) Gegenstand nach Fig. 2 in abgewandelter Ausführungsform, Fig. 4 die Gegenstände nach den Fig. 2 und mit angedeuteten Gleitschienen, Fig. 5 den Gegenstand nach Fig, 1 mit vorderen Ausltlinkmechanismus Fig. 6 den Gegenstand nach Fig. 5 in Seitenansicht und Fig. T bis 9 das Verilalten der Fahrgastzelle bei verschiedenen Unrallsituationen.
• In den Fig. ist ein Kraftwagen 1, insbes. Personenlçraftwagen beschrieben, der in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Fahrgestell 2 und einer darauf aufgesetzten Karosserie 3 mit Fahrgastzelle besteht. Die Fahrgastzelle ist als Gleitschale 4 ausgebildet und in ein von Karosserievorderteil 5, Fahrgestellmittelteil 6 und Karosseriehinterteil 7 gebildetes Schalenbett 8 eingesetzt sowie darin mittels Verbindungsmittel 9 gesichert, welche die Gleitschale 4 bei Stoßbeanspruchungen vorgegebener Größe im Stoßbereich freigeben. Die Gleitschale 4 weist einen im wesentlichen ebenen auf dem Fahrgestellmittelteil 6 aufliegenden Schalenboden 10 und gegen Karosserievorderteil 5 sowie Karosseriehinterteil 7 mit Neigung zur Vertikalen aufliegende Schalenschrägflächen 11 auf. Der Schalenboden 10 ist mittels Verstärkungsprofile stabilisiert, was nicht gezeigt ist. Die Gleitschale 4 besitzt im Schalenfrontbereich eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Nut 12, das Karosserievorderteil 5 eine darin eingreifende Feder 13, die zugleich als Konsole ausgebildet sein kann und zur Quersicherung der Gleitschale 4 in dem Schalenbett 8 dient. Im übrigen ist die Glitschale 4 mittels Gleitkufen 14 auf in Fahrzeuglängsrici-itung verlauf enden Gleitschienen 15 gelagert und mittels zwischen Gleitschale 4 und Schalenbett 8 angeordneter Gleitsicherungen 16 in Montageposition zentriert. Die Gleitsicherungen 16 geben die Gleitschale 4 bzw. Gleitbewegung jedoch nur bei StoBbeanspruchungen vorgegebener Größe frei. Das Schalenbett 8 ist vorgespannt. In das Schalenbett 8 ist die Gleitschale 4 mittels der Verbindungsmittel 9 eingespannt, so daß eine vorgespannte Baueinheit entsteht. Die Gleitschale 4 kann zusätzlich mittels Bremseinrichtungen 17 in dem Schalenbett 8 gehalten sein, so daß selbst bei extremen Stoßbeanspruchungen ein Überschlagen der Fahrgastzelle ausgeschlossen ist. Die Verbindungsmittel 9 zwischen Gleitschale 4 und Schalenbett 8 sind im wesentlochen zwischen Karosserievorderteil 5 sowie Karosseriehinterteil 7 und Gleitschale 4 angeordnet. Nach der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform können die Verbindungsmittel 9 aus nach oben lösbaren Klemmhaken 18 und zugeordneten Klefrmbolzen 19 sowie Scherstiften 20 mit So \ bruchstellen bestehen. Im übrigen ist jene Ausführungsform dargestellt, wonach die Verbindungsmittel 9 aus umlaufenden Spannseilen 21 bestehen, die einerseits an der Gleitschale 4 befestigt, andererseits an jeweils einen Ausklinkmechanismus 22 im Karosserievorderteil 5 bzw. Karosseriehinterteil 7 angeschlossen sind. Der Ausklinkmechanisnius 22 weist jeweils einen Stoßriegel 23 mit Hebeltrieb 24 für eine drehbar gelagerte Ausklinkstange 25 mit Anschlußzapfen 26 für die Seilenden 27 des betreffenden SpannseiLes 21 auf. Dadurch arbeitet beim Zurückdrücken des Stoßriegels in Pfeilrichtung infolge eines Aufpralles der Hebeltrieb 24 auf die Ausklinkstange 25, welche die Anschlußzapfen 26 zur Freigabe der Seilenden 27 umlegt. Die Ausklinkmechanismen 22 und Spannseile 21 sind unterhalb der Karosserie 4 angeordnet bzw. verlegt. Zuniindest das Spannseil 21 zwischen Gleitschale 4 und Karosseriehinterteil 7, aber auch das Spannseil 21 zwischen Gleitschale 4 und Karosserievorderteil 5, greift oberhalb des Gleitschalenschwerpunktes S an die Gleitschale 4 an, so daß die Gleitschale 4 stets von der Aufprallstelle abgedreht wird, weil dort die Spannseile 21 die Gleitschale 4 freigeben, während die übrigen, der Aufprallstelle abgewandten Spannseile 21 die Gleitschale 4 au das Fahrgestell 2 bzw. das betreffende Karosserieteil binden. Stets kann die Gleitschale 4 nach oben ausweichen.

Claims (13)

A n s p r ü c h e

1. Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, bestehend aus Fahrgestell und Karosserie mit Fahrgastzelle, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Fahrgastzelle als Gleitschale (4) ausgebildet und in ein von Karosserievorderteil (5), Fahrgestellmttelteil (6) und Karosseriehinterteil (7) gebildetes Schalenbett (8) eingesetzt sowie darin mittels Verbindungsmittel (9) gesichert ist, welche die Gleitschale (4) bei Stoßbeanspruchungen vorgegebener Größe im Stoßbereich freigeben.

2. Kraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschale (4) einen im wesentlichen ebenen auf dem Fahrgestellmittelteil (6) aufliegenden Schalenboden (10) und gegen Karosserievorderteil (5) sowie Karosseriehinterteil (7) mit Neigung zur Vertikalen aufliegende Schalenschrägflächen (11) aufweist.

3. Kraftwagen n ach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest; der Schalenboden (10) mittels Verstärkungsprorile stabalisiert ist,

4. Kraftwagen nach eine der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschale (4) im Schalenfrontbereich eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende ITut (12) und das Karosserievorderteil (5) eine darin eingreifende Feder (13) besitzen.

5. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschale (4) mittels Gleitkufen (14) auf in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Gleitschienen (15) gelagert und mittels zwischen Gleitschale (4) und Schalenbett (8) angeordneter Gleitsicherungen (16), die erst bei Stoßbeanspruchungen vorgegebener Größe die Gleitschale (4) freigeben, in Montageposition zentriert ist.

6. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalenbett (8) vorgespannt und darin die Gleitschale (4) mittels der Verbindungsmittel (9) eingespannt ist.

7. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschale (4) zusätzlich mittels Bremseinrichtungen z.B. Bremazylinder oder mechanisch arbeitender Bremsbacken mit zugeordnetem Bremskeil (1 7) in dem Schalenbett (O) gehalten ist und dadurch ein Uberschlagen der Gleitschale (4) bei Stoßbeanspruchungen vermieden wird.

8. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (9) im wesentlichen zwischen Karosserievorderteil (5) sowie Warosseriehinterteil (7) und Gleitschale (4) angeordnet sind.

9. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis Q, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (9) aus nach oben lösbarem Klemmhaken (18) und zugeordneten Klemmbolzen (19) sowie Scherstiften (20) mit Sollbruchstellen bestehen.

10. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (9) aus umlaufenden Spannseilen (21) bestehen, die einerseits an der Gleitschale (4) befestigt, andererseits an einen Ausklinnnechanismus (22) im Karosserievorderteil (5) bzw. Karosseriehinterteil (7) angeschlossen sind.

11. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausklinlcmechanismen (22) jeweils einen Stoßriegel (23) mit Hebeltrieb (24) für eine drehbar gelagerte Ausklinkstange (25) mit Anschlußzapfen (26) für die Seilenden (27) des betreffenden Spann seils (21) auSweigen und dadurch beim Zurückdrücken des Stoßriegels (2)) der Hebeltrieb (24) auf die Ausklinkstange (25) arbeitet, welche die Anschlußzapfen (26) zur Freigabe der Seilenden (27) umlegt.

12. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausklinkmechanismen (22) und Spannseile (21) unterhalb der Karosserie (3) angeordnet bzw. verlegt sind.

13. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Spannseil (21) zwischen Gleitschale (4) und Karosseriehinterteil (7) oberhalb des Gleitschalenschwerpunktes (S) an die Gleitschale (4) angreift und dadurch die Seilwirklitie zur Entwicklung eines Drehmomentes bei Stoßbeanspruchung oberhalb des Schwerpunktes (S) verläuft.

L e e r s e it e