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Sicherheitsvorrichtung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug mit vor dem Fahrgastraum in der Karosserie
des Fahrzeugs angeordneterMotoreinheit. Sie betrifft eine Vorrichtung für Kraftfahrzeuge,
vorzugsweise PKW, welche verhindert, daß der Motor des Fahrzeugs wie auch das hieran
angebrachte Zubehör in den Fahrgastraum gedrückt wird und hierdurch die Insassen
des Fahrzeugs bei einem schweren Frontalzusammenstoß verletzt werden.
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Bei Entwicklungsarbeiten in bezug auf die Sicherheit von Kraft fahrzeugen,
welche in den letzten Jahren durchgerührt worden sind, hat es sich gezeigt, daß
ein wesentlicher Teil von den Verletzungen, welche der Fahrer und die Fahrgäste
bei einem Frontalzusammenstoß in einem PKW erleiden, durch die Tatsache verursacht
wird, daß der relativ schwere Motor des Fahrzeugs und das hieran angebrachte Zubehör,
gewöhnlich die Kupplung und das Getriebe, durch die untere vordere Trennwand des
Fahrgastraums, die sogenannte Motorraumtrennwand, in den Fahrgastraum dringen und
hierdurch die Insassen verletzen, Der Wert des Ausrüstens eines Fahrzeugs mit einer
sogenannten vorderen Verformungszone, d.h. einem Teil des Fahrzeugs, welcher bei
einem Frontalzusammerlstoß unter einer relativ weichen Aufnahme der durch die Verzögerung
hervorgerufenen Massenkräfte verformt werden wird, ist sicherlich wesentlich eingeschränkt,
wenn sich in dieser Verformungszone ein nicht verformbarer Teil, nämlich der Motor
und andere Teile, befindet, gegen welchen der dahinter angeordnete Teil des Fahrzeugs,
d.h. der Fahrgastraum auf eine solche Weise gedrückt wird, daß der nichtverformbare
Teil in den Teil des Fahrzeugs gedrückt wird, welcher geschützt werden sollte. Bei
Aufprall versuchen, in welchen ein Frontalzusammenstoß eines Fahrzeugs mit einer
festen Betcnwand mit gegebener Geschwindigkeit bewirkt wurde, hat es sich gezeigt,
daß der Motor, da die Fahrzeugteile zwischen dem Motor und der Betonwand vollständig
verformt werden, als vorstehender Teil der Betonwand wirkt urd diÜrsache für einen
wesentlichen Teil der Verletzungen ist, welche während der fortgesetzten Verformung
gegen die Betonwand auftreten.
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Es gibt zwei denkbare Lösungen des Problems. Entweder wird die Motorraumtrennwand
so stabil gemacht, daß der Motor nicht durchsie nach hinten durchgedrückt werden
kann, oder es wird eine derart aufgebaute Vorrichtung geschaffen, daß die rortgesetzte
Bewegung des Fahrgastraums nach dem Anhalten der Vorwärtsbewegung des Ilotors durch
das Objekt, mit welchem das Fahrzeug zusammengestoßen ist, den Motor auf eine solche
Weise aus seinen VerbiS ungen löst,
daß das hintere Ende des Motors,
die Kupplung und das Getriebe nach unten gedrückt-werden, d.h. der Motcr und die
mit ihm verbundenen Teile relativ zu dem Fahrgastraum gedreht und hierdurch unter
die Motorraumtrennwand und den Boden dahinter gedrückt werden. Die vorliegende Erfindung
arbeitet entsprechend diesem Prinzip. Es hat sich gezeigt, daß eine Verstärkung
der Motorraumtrennwand derart, daß sie den Beanspruch.ungen während eines schweren
Zusammenstoßes standhält, die Motorraumtrennwand viel zu schwer macht. Es ist auch
bereits bekannt geworden, eine energieaufnehmende Verstrebungsanordnung zwischen
dem hinteren oberen Teil des Motorblocks und dem oberen Teil der Motorraumtrennwand
anzubringen, so daß diese einen Teil der Verzögerungsenergie aufnehmen wird. Eine
solche Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sie eine starke Vergrößerung der
Festigkeit der Motorraumtrennwand in der Karosserie erfordert, was die Motorraumtrennwand
sowohl schwer als auch teurer macht Ziel der Erfindung ist es, eine Verbindung zwischen
der Motoreinheit und dem Rest des Fahrzeugs zu schaffen, welche bei einem schweren
Zusammenstoß die Motoreinheit gleichzeitig mit einer Drehung der Motoreinheit um
eine Querachse nach unten führt, so daß der Motor mit der Oberseite auf die Motorraumtrennwand
auftrifft, die Kräfte beim Auftreffen hierdurch über einen relativ großen Bereich
verteilt werden, und die Motorraumtrennwand hierdurch die auStretenden Kräfte im
wesentlichen aufnehmen kann, ohne daß sie besonders schwere Abmessungen aufweisen
muß.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Verbindungsarm
in Lingsrichtung des Fahrzeugs angebracht ist, welcher bei einer gegenseitigen Verschiebung
der Motoreinheit und der Karosserie des Fahrzeugs nährend eines Zusammenstoßes einen
Hebel in einem Gelenkhebelaufbau zwischen der Motoreinheit und der Karosserie des
Fahrzeugs bildet, wobei der Verbindungsarm so angeordnet ist, daß sich eine Verbindung
mit der Karosserie des Fahrzeugs über einer durch den Schwerpunkt der Motoreinheit
und die Verbindungsstelle zwischen dem Verbindungsarm
und der Motoreinheit
verlaufenden Ebene befindet, wodurch das zu dem Fahrgastraum hin gerichtete Ende
der Motoreinheit zwangsweise nach unten unter den Fahrgastraum führbar ist.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstetes Fahrzeug, Fig. 2 einen Ldngsschnitt
entsprechend Fig. 1 nach einem Zusammenstoß mit schwerer Verformung des Fahrzeugvorderteils,
Fig. 3 eine ausführliche Seitenansicht in größerem Maßstab eines Verbindungsarms
und seiner Anbringung entsprechend der Erfindung, und Fig. 4 eine Schnittansicht
in Richtung IV-IV in Fig. 1.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung und das Zusammenwirken der in dieser
enthaltenen Teile während eines Zusammenstoßes werden im folgenden beschrieben.
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Ein auf übliche Weise aufgebautes Fahrzeug mit einem Motor 3a, einer
Kupplung 3b, und einem Getriebe 5c, welche eine in Längsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtete
Einheit mit einem gensinsamen Schwerpunkt TD bilden, ist gewöhnlich mit einer Motorraumtrennwand
2 ausgerüstet, welche verstärkt und fest an einem seiner seits wieder fest an einer
Bodenplatte 5 und Seitenträgern 6 angebrachten vorderen Wellengehäuse 4 angebracht
ist. Zwei Träger 8 sind von den Seitenträgern 6 zu der Mitte des Fahrzeugs hin gerichtet
angebracht und auf beiden Seiten der Kordanwelle 7 an der Bodenplatte 5 und dem
Wellengehäuse 4 befestigt. In jedem der Träger 8 ist ein querverlaufender Zapfen
9 befestigt. Die
Zapfen 9 tragen einen U-förmigen Verbindungsarm
10, dessen nterteii mit einem Motortragteil 12 verbunden ist, während die Enden
der Schenkel gabelförmig sind und teilweise um die Zapfen 9 greifen. Der Verbindungsarm
lq welcher in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in bezug auf die Achse des Fahrzeugs
nach vorne und unten gerichtet gezeigt ist, trägt auf seinem vorderen Teil eine
hintere nachgiebige Motoraufhängung 11, welche am unteren hinteren Teil der Motoreinheit
7 auf dem verstärkten Motortragteil 12 angeordnet ist, welches in seinem zu dem
Verbindungsarm 10 gerichteten Teil wie ein nach hinten offener Haken 12aus ausgebildet
ist. Dieser Haken steht normalerweise nicht in Perührung mit dem Verbindungsarm
10, sondern die einzige Verbindung wischen dem Verbindungsarm 10 und dem Fahrzeug
1 auf der einen Seite und der Motoreinheit 3 auf der anderen Seite wird über einen
in die Motoraufhängung 11 eingeführten Gummipuffer lla hergestellt. Der Verbindungsarm
10 ist durch teilweises Verschweißen mit den stationären Zapfen 9 in seiner Lage
festgelegt, wobei die Schweißungen so ausgeführt sind, daß sie nur unter den sehr
großen Drücken oder Kräften brechen welche bei einem Zusammenstoß auftreten, wenn
die Motoreinheit 7 angehalten wird, die Karosserie des Fahrzeugs 1 sSh jedoch weiter
vorwärts-bewegt. Das vordere Ende des Verbindungsarms wird dann erst in den Haken
12a verschoben und dann zwangsweise um die Zapfen 9 gedreht. Statt einer Schweißung
zwischen dem Verbindungsarm 10 und den Zapfen 9 zann der Verbindungsarm 10 mit Hilfe
eines Bruchstiftes oder einer gleichwertigen Anordnung an den Zapfen 9 befestigt
sein, z.B. können der Verbindungsarm 10 und die Zapfen 9 dauerhaft miteinander verbunden
und der Bruchstift zwischen die Zapfen 9 und die Träger 8 eingeführt sein.
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Bei einem schweren Zusammenstoß wird das Fahrzeug zuerst vor dem Motor
3a verformt werden. Der Motor -trifft dann auf das in den Zusammenstoß verwickelte
Objekt auf und wird in seiner Vorwärtsbewegung angehalten, während der Teil des
Fahrzeugs 1, welcher sich hinter der Motoreinheit 3 befindet,sich weiter vorwärtsbewegt.
Das untere vordere Ende des Verbindungsarms 10 wird hierdurch
in
den Haken 12a an dem verstärkten Motortragteil 12 verschoben. Wegen des Winkels
zwischen der Bewegungsrichtung, welche in den meisten Fällen als parallel zu der
horizontalen Ebene des Fahrzeugs angenommen werden kann, und dem Verbindungs arm
10 wird ein Drehmoment um den BerWlrungspunkt zwischen Verbindungsarm 10 und rlotortragteil
12 wie auch um das hintere Ende des Verbindungsarms lo an den Zapfen 9 auftreten
. Dieses Drehmoment bewirkt einerseits, daß die Verbindung zwischen dem Gummi -puffer
lla un-d dem Verbindungsarm 10 bricht und daß andererseits die Schweißung oder der
Bruchstift an der Stelle, wo der Verbindungsarm 10 von den Zapfen 9 gehalten wird,
abgeschert wird. Untei anhaltendem Druck von den Zapfen 9 wird der nunmehr freie
Verbindungsarm 10 die nach unten schwingenden Bewegungen in Richtung seiner vertikalen
Lage und darüberhinaus fortsetzen. Die Motoreinheit 5 wird einer nach unten gerichteten
Kraft ausgesetzt, welche die Motoreinheit in Uhrzeigerrichtung um ihren Schwerpunkt
schwingt. Ein Teil der Kraft des Fahrzeugs wird zum Drücken der Motoreinheit 3 nach
unten verwendet werden, was auch dazu führt, daß der Fahrgastraum in einem geringeren
Ausmaß nach oben gedrückt wird. Außerdem wird das Auftreffen des Motors da auf die
Motorraumtrennwand 2 weniger schwer sein, da der effektive Raum zwischen dem oberen
Teil des Motorblocks und der schrägen Motorraumtrennwand 2 zunimmt, wenn die Motoreinheit
5 gedreht wird.
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Weiter werden die Oberfläche des Motorblocks 5 und die Motorraumtrennwand
2 beim Auftreffen aufeinander mehr nahezu parallel zueinander sein, als wenn der
Mctorblock vorher nicht gedreht worden ist. Die Verformung des Vorderteils des Fahrzeugs
kann sich ebenfalls ohne ernstliche Beschädigung des Fahrgastraumes über eine größere
Länge fortsetzen, als es möglich wäre, wenn der Motorblock nicht gedreht würde,
und dies trägt zu einer geringeren Verzögerung der Massenkräfte des Fahrzeugs bei.
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Die Einzelheiten des Hauptgedankens der Erfindung können auf viele
Artesl variiert werden. Der Verbindungsarm 10 kann fest aber zerbrechbar an dem
Motortrag-teil 12 befestigt sein, während das zu dem Zapfen 9 hin gerichtete Ende
des Verbindungsarms 10 normalerweise frei von diesem Zapfen 9 sein kann, jedoch
bei
einem Zusammenstoß um den Zapfen 9 greifen würde, welcher in diesem Fall ebenfalls
als ein Drehpunkt für den Verbindungsarm 10 diente. Der Aufbau einer zerbrechbaren
Verbindung zwischen dem Zapfen 9 und dem Verbindungsarm 10 ist bereits erwähnt worden,
und zusätzlich könnte der Verbindungsarm 10 ohne Abweichen vem Gedanken der Erfindung
in z.Bb zwei getrennte Verbindungsarme aufgeteilt werden, welche mit eigenen Motorufhängungen
verbunden sind, und der Ansatz der Zapfen 9 in der Karosserie könnte verändert werden.
Eine ähnliche-, aber nicht so gute Wirkung wird erreicht, wenn BerWhrungspunkt des
Verbindungsarms 10 mit dem Motortragteil 12 nach vorne bewegt wird. Die Länge des
Verbindungsarms 10 und sei Winkel relativ zu der horizontalen Ebene des Fahrzeugs
1 können sich natürlich auch in weiten Grenzen ändern, es ist jedoch wesentlich
daß die Mittellinie der Zapfen so angeordnet ist, daß eine nach vorne gerichtete
Kraft in den Zapfen 9 zu einer nach unten gerichteten Drehbewegung des Verbindungsarms
10 führt.