DE2156488C2 - Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, bestehend aus einer als Gleitschale ausgebildeten Fahrgastzelle und einem diese aufnehmenden aus Karosserievorderteil, Fahrgastmittelteil und Karosseriehinterteil bestehender* Schalenbett, wobei die Gleitschale im Schalenbett gegen Querverschiebungen geführt und durch Verbindungsmittel gesichert ist, welche die Gleitschale bei Stoßbeanspruchungen vorbestimmter Größe im Stoßbereich freigeben.

Infolge ständig zunehmender Unfälle im Straßenverkehr und daraus resultierender Personenschäden werden intensive Überlegungen dahingehend angestellt, insbesondere Personenkraftwagen wesentlich sicherer als bisher 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 bishsr verschiedene Sicherheitsmaßnahmen zum Schütze der Insassen diskutiert und teilweise verwirklieht worden. So weisen Personenkraftwagen bereits Knautschzonen sowie eine darin eingebettete Fahrgastzelle, unterteilte Lenksäulen und gepolsterte Armaturen auf. Sämtliche Personenkraftwagen besitzen heute 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 umi 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 selbst angeschnallte Personen kaum eine Chance zu überleben oder ohne Verletzungen davonzukommen.

Um die bisher bekannten Sicherheitsmaßnahmen zu verbessern und einen erhöhten Insassenschutz gegen Unfallschäden zu erreichen, hat man auch Personenkraftwagen entwickelt, bei denen die Fahrgastzelle als Gleitschale ausgebildet und in einem aus Karosserievorderteil, Fahrgastmittelteil und Karosseriehinterteil bestehenden Schalenbett angeordnet ist. Die Gleitschale ist in dem Schalenbett durch Verbindungsmittel gesichert. Diese Verbindungsmittel können bei den vorbekannten Ausführungsformen aus Dämpfungszylindern, Zahnstangentrieben und auch lediglich Schraubverbindungen bestehen. Jedenfalls ist die Fahrgastzelle an sich lösbar auf dem Fahrgestell befestigt, kann sich aber nur dann von dem Fahrgestell lösen, wenn bei einem Aufprall die frei werdende Energie bzw. die daraus resultierenden Kräfte die über die Verbindungsmittel zwischen Gleitschale und Schalenbett erzeugten Haltekräfte übersteigen. Daher sind Stoßbeanspruchungen vorgegebener Größe erforder-

lieh, um die Gleitschale freizugeben. Der Anschluß der Verbindungsmittel an die Gleitschale und das Fahrgestell bzw. die Karosserie ist im allgemeinen so gewählt, daß lediglich jene Verbindungsmittel die Gleitschale freigeben, die im Stoßbereich liegen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die im Zuge des Aufpralls frei werdende Energie ausgenutzt wird, um die Fahrgastzelle in eine für die Insassen günstige Position zu überführen. Denn die Faljgastzelle weicht als Gleitschale horizontalen Zerstörungskräften, die vorne und/oder hinten an dem Personenkraftwagen angreifen, nach oben aus, und zwar bevorzugt unter Ausführung einer abkehrenden Drehbewegung. Insoweit befriedigen jedoch die bekannten Verbindungsmittel im allgemeinen nicht is

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem die Fahrgastzelle im Schalenbett mit dem Fahrgestell bzw. Karosserievorderteil und Karosseriehinterteil eine unter Stabilitätserhöhung und Vergrößerung des Motorraums form- und kraftschlüssige Einheit bildet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung öei einem gattungsgemäßen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, dadurch, daß das Schalenbett vorgespannt und die Gleitschale darin eingespannt ist, und daß im Bereich der lotrechten Längsmittelebene die Gleitschale im Schalenfrontbereich eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Nut und das Karosserievorderteil eine darin eingreifende Feder besitzt

Die Nut/Federverbindung zwischen Fahrgastzelle und Fahrgestell bzw. Karosserievorderteil und Karosseriehinterteil sorgt zunächst einmal für stabilitäterhöhenden Formschluß zwischen diesen Fahrzeugteilen und legt darüber hinaus die Gleitrichtung der Fahrgastzelle im Schalenbett fest Die verhältnismäßig breit ausgeführte Nut bietet weiterhin die Möglichkeit, im Bereich der Feder den Motorraum in der Fahrzeugmitte bis unterhalb der Windschutzscheibe auszudehnen, während seitlich der Feder ausreichend Raum für die Beine der Insassen verbleibt Darüber hinaus kann die Feder gleichsam als Konsole ausgebildet sein und zum Hindurchführen von z. B. Schaltknüppel und Handbremse herangezogen werden. Das Hindurchführen von Fußbremse, Kupplung und Lenkung durch das Karosserievorderteil in die Fahrgastzelle kann mittels mechanischer Bauelemente erfolgen, die zwar in der Lage sind, Druckkräfte zu übertragen, nicht dagegen Zugkräfte, sich vielmehr bei angreifenden Zugbeanspruchungen trennen und dadurch die als Gleitschale ausgebildete Fahrgastzelle freigeben.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt Um eine gleichsam drehende Gleitbewegung der Gleitschale zu fördern sieht die Erfindung vor, d?B die Gleitschale mittels Gleitkufen auf in Fahrzeuglängsrichtung 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 Stoßbeanspruchungen vorgegebener Größe unter Trennung der Verbindungsmittel freigegeben wird. Zusätzlich ist erfindungsgemäß die Gleitschale mittels Bremseinrichtungen, z. B. hydraulischer oder pneumatischer Bremszylinder oder mechanisch arbeitender Bremsbacken «nit zugeordnetem Bremskeil in dem Schalenbett gehalten, uni ein Ausweichen der Gleitschale nach oben schließlich abzufangen, also ein Oberschlagen der Fahrgastzelle zu vermeiden. Die Verbindungsteile sind 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 Aufprailstelle ab. — In besonders einfacher Ausführungsform können die Verbindungsmittel aus nach oben lösbaren Klemmhaken und zugeordneten Klemmbolzen sowie Scherstiften mit Sollbiuchstellen bestehen. Nach bevorzugter Ausführungsform 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 Ausklinmechanismus weist einen Stoßteil mir. Hebeltrieb für eine drehbar gelagr :e Ausklinkwelle für Anschlußzapien für die Seilender, des betreffenden Spannseils auf, so daß beim Zurückdrücken des Stoßteils der Hebeltrieb auf die Ausklinkwelle arbeitet, weiche die Anschlußzapfen zum Lösen der Seilenden freigibt Der Stoßteil ist in einem bestimmten Abstand hinter der Stoßstange angebracht, damit nicht schon bei ganz geringen Stoßen 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 Karosseriehinterteii 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. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, Karosserievorderteil und Karosseriehinterteil als knautschfreudige Zonen auszubilden, um die Gleitschale bei einem Überschlag gleichsam sanft aufzunehmen.

Hie durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Kraftwagen, insbesondere Ppisonenkraftwagen, verwirklicht wird, der sich durch große Sicherheit für die in der Fahrgastzelle befindlichen Insassen auszeichnet Denn die Fahrgastzdle ist in ihrer Funktion als Gleitsch&le derart auf dem /ahrgestell zwischen Karosserievorderteil und liarosserjehinterteil eingespannt und durch die Nut/Federverbindung unter Vorgabe ihrer Gleitrichtung stabilisiert, daß einerseits eine form- und kraftschlüssige Einheit zwischen dem Fahrgestell bzw. der Karosserie und der Fahrgastzelle gebildet wird, andererseits bei einem Unfall nicht lediglich die Aufprallwirkung reduziert wird sondern darüber hinaus die Fahrgastzelle aus der eigentlichen Unfallzone

herausgedrückt wird und weitgehend verschont bleibt. Darüber hinaus ist eine Konstruktion verwirklicht, die äußerlich die erfindungsgemäßen Sicherheitsmaßnahmen kaum erkennen läßt und dadurch auch in ästhetischer Hinsicht anspricht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Frfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Personenkraftwagen, in perspektivischer Darstellung bei leicht abgehobener Fahrgastzelle,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in einer Seitenansicht.

F i g. 3 den Gegenstand nach F i g. 2 in abgewandelter Ausfuhningsform,

F i g. 4 die Gegenstände nach den F i g. 2 und 3 mit angedeuteten Gleitschienen.

Fig. 5 den Gegenstand nach F i g. I mit vorderem Ausklinkmechanismus.

F" i g. 6 den Gegenstand nach Fig. 5 in einer

Fig. 7 bis 9 das Verhalten der Fahrgastzelle bei verschiedenen Unfallsituationen jeweils in einer Seitenansicht.

In den Figuren ist ein Kraftwagen 1. insbes. Personenkraftwagen 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 Verstärkungsprofilstükken 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 Gleitschale 4 mittels Gleitkufen 14 auf in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden 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 Stoßbeanspruchungen 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

in 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 wesentlichen zwischen Karosse-

ii rievorderteil 5 sowie Karosseriehinterteil 7 und Gleitschale 4 angeordnet. Nach der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform können die Verbindungsmittel 9 aus nach oben lösbaren Klemmhaken 18 und zugeordneten Klemmholzen 19 sowie Scherstiften 20 mit

ro Sollbruchstellen bestehen. Im übrigen ist jene Ausführtingsform 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

:ϊ 5 bzw. Karosseriehinterteil 7 angeschlossen sind. Der Ausklinkmechanismus 22 weist jeweils einen Stoßteil 23 mit Hebeltrieb 24 für eine drehbar gelagerte Ausklinkwelle 25 für Anschlußzapfen 26 auf, welche die Seilenden 27 des betreffenden Spannseiles 21 aufneh-

)fi men. Dadurch arbeitet beim Zurückdrücken des Stoßteils 23 in Pfeilrichtung infolge eines Aufpralles der Hebeltrieb 24 auf die Ausldinwelle 25, welche die Anschlußzapfen 26 zum Lösen der Seilenden 27 freigibt. Die Ausklinkmechanismen 22 und Spannseile 21 sind

!5 unterhalb der Karosserie 4 angeordnet bzw. verlegt Zumindest das Spannseil 21 zwischen Gleitschale 4 und Karosseriehinterteil 7, aber auch das Spannseil 21 zwischen Gleitschale 4 und Karosserievorderteil 5, greift oberhalb des Gleitschalenschwerpunktes 5 an die

jo 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 an das Fahrgestell 2 bzw. das betreffende Karosserieteil 5 bzw. 7 binden. Stets kann die Gleitschale 4 nach oben ausweichen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, bestehend aus einer als Gleitschale ausgebildeten Fahrgastzelle und einem diese aufnehmenden aus Karosserievorderteil, Fahrgestellmittelteil und Karosseriehinterteil bestehenden Schalenbett, wobei die Gleitschale im Schalenbett gegen Querverschiebungen geführt und durch Verbindungsmittel gesichert ist, welche die Gleitschale bei Stoßbeanspruchungen vorbestimmter Größe im Stoßbereich freigeben, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalenbett (8) vorgespannt und die Gleitschale

(4) darin eingespannt ist, und daß im Bereich der lotrechten Längsmittelebene die Gleitschale (4) im Schalenfrontbereich eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Nut (12) und das Karosserievorderteil

(5) eine darin eingreifende Feder (13) besitzen.

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

3. Kraftwagen nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschale (4) zusätzlich mittels Bremseinrichtungen (17) in dem Schalenbett

(8) gehalten ist und dadurch ein Überschlagen der Gleitschale (4) bei Stoßbeanspruchungen vermieden wird.

4. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel

(9) im wesentlichen zwischen, Karosserievorderteil (5) sowie Karosseriehinterteil (7) und Gleitschale (4) angeordnet sind.

5. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (9) aus nach oben lösbarem Klemmhaken (18) und zugeordneten Klemmbolzen (19) sowie Scherstiften (20) mit Sollbruchstellen bestehen.

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

7. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausklinkmechanismen (22) jeweils einen Stoßteii (23) mit Hebeltrieb (24) für eine drehbar gelagerte Ausklinkwelle (25) für Anschlußzapfen (26) für die Seilenden (27) des betreffenden Spannseils (21) aufweisen und dadurch beim Zurückdrücken des Stoßteils (23) der Hebeltrieb (24) auf die Ausklinkwelle (25) arbeitet, welche die Anschlußzapfen (26) zum Lösen der Seilenden (27) freigibt

8. Kraftwagen nach einem der Ansprüche I bis 4 sowie 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausklinkmechanismen (22) und Spannseile (21) unterhalb der Karrosserie (3) angeordnet bzw. verlegt sind.

9. Kraftwagen nach einem der Ansprüche I bis 4 sowie 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Spannseil (21) zwischen Gleitschale (4) und Karosseriehinterteil (7) oberhalb des

Gleitschalenschwerpunktes (S) an der Gleitschale (4) angreift und dadurch die Seilwirklinie zur Entwicklung eines Drehmomentes bei Stoßbeanspruchung oberhalb des Schwerpunktes fS,) verläuft