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Kräftfahrzeug mit einem frontal angeordneten Antriebsaggregat Die
Erfindung bezieht sich auf ein KraS.tfahrzeug-mit einem vor dem Fahrgastraum in
Fahrzeuglängrichtung angeordneten, beispielsweise aus Antriebsmotor, Kupplung und
Getriebe bestehenden Antriebsaggregat, das einesteils in seinem vorderen Bereich
mindestens in zwei seitlich angeordneten Lagern und in seinem hinteren, dem Fahrgastraum
naheliegenden Bereich in einem einzigen, unterhalb der Lcangsachse des Antriebsaggregates
angeordneten Lager gelagert ist und einer Fahrgastzelle, die bei einem Aufrrallunfall
eine Relativbewegung zumAntriebsaggregat ausführt.
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Bekanntlich soll das Frontteil bei einem Aufprallunfall durch Verformung
Energie umwandeln, während die Fahrgastzelle selbst zum Schutze der Insassen drucksteif
ausgebildet ist. Je höher die umzuwandelnde Energie sein soll, um so großer müßtc
im allgemeinen auch die Verformungslänge des Frontteiles sein. Vorausgesetzt wird
dabei, daß eine höchst-zuläss1.ge Verzögerung nicht überschritten wird.
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Die wirksame Verformungslange des Frontteils ist bei der herkömmlichen
Bauweise mit einem im Frontteil angeordneten Antriebsmotor relativ gering. Der Antriebsmotor,
der praktisch unverformbar ist, muß vo«u der vorhandenen Länge des Frontteils abgezogen
werden. Die gilt vornehmlich für die übliche Dreipunkt-Motoraufhängung, bei der
die beiden vorderen, in einer gemeiden Querebene angeordneten Lager außer für die
statische Last vorwiegend für die Aufnahme und Dämpfung von Drehschwingungen und
zur Aufnahme des Motordrehmomentes bestimmt sind, während das hintere Lager zusätzlich
zu der statischen Last die in einer Horizontalebene wirkenden Massenkräfte beim
Beschleunigen, Verzögern und Kurvenfahrt aufnehinen soll.
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Die vorderen Lager sind verhältnismaßig weich in bezug auf Kräfte
in der waagerechten Ebene.
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Den Verformungsmechanismus bei einem Frontalzusammenstoß kann man
sich daher etwa folgendermaßen verstellen.
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Zunächst werden die.vor dem Motor liegenden Karosserieteile verformt.
Je nach ihrem Verformungswiderstand reißen die vorderen Lager ab, bevor der Motor
selbst auf das Hindernis auftrifft oder sind ausreichend flexibal, daß sie die damit
verbundene Verformung aufnehmen können. Nach dem Auftreffen des Motors schiebt sich
die Karosserie unter entsprechender Ver.forntung über den in bezug auf das Hindernis
zum Stillstand gekommenen Motor hinweg. Die vorderen Lager verändern ihre Lage nicht
mehr wesentlich, das hintere Lager und damit auch der daran- hägende Motor dringt
nun in die Karosserie ein.
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Durch das beschriebene Überfahren des j«iptprs durch die Fahgastzelle
kann die wirksame Verformungslänge des Frontteils vergrößert werden. In diesem Zusammenhang
ist es bekanntgeworden, die Zelle, also offenbar die Fahrgastzelle, vorn und zwischen
Fahrer und Beifahrer wie einen Stahlschlitten auszubilden (Automobil-Revue Nr. 45,
Seite 49 vom 21. Oktober 1971).
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Das Problem besteht jedoch weiterhin darin, wie dabei gleichzeitig
ein Eindringen des Motors in den Fahrgastraum verhindert werden kann. Gemäß dem
Grundgedanken
der Erfindung wird das Problem bei einem Kraftfahrzeug
bzw. einer Motoraufhängung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das hintere
Lager so ausgebildet ist, daß es bei flberschreiten einer bestimmten kritischen
Stoßbelastung abreißt. Vorzugsweise soll die abreißbare Motoraufhängung am hinteren
Ende des Getriebeteils des Motor-Getriebe-Blockes angeordnet sein. Durch das erfindungsgemäße
Abreißen der hinteren Motoraufhängung kann bei einem Frontalaufprall der Motor mit
Kupplung und Getriebe frei nach unten fallen und anschließend, ohne dabei den Fahrgastraum
zu verformen, unter den Insassenraum gleiten.
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Selbstverständlich muß das hintere Lager geeignet sein, alle im normalen
Fahrbetrieb auftretenden Horizontalkräfte ohne Schaden aufzunehmen. Als kritische
Belastung für das Abscheren wird der Fall angesehen, daß bei einem Frontalzusammenstoß
durch den Widerstand des Lagers Verzögerungsspitzen der Karosserie auftreten, die
von dem durch Gurte mit der Karosserie verbundenen Menschen nicht mehr ertragen
werden könnten. Eine genaue Angabe der Abreißbelastung ist generell nicht möglich.
Die Abreißkraft muß auf das in Frage stehende Fahrzeug abgestimmt werden, wobei
Gewicht des Fahrzeuges, Hotorgewicht und Verformungswiderstand der Frontpartie hauptsächlich
von Bedeutung sein dürften.
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Die vorliegende Erfindung eignet sich in besonders vorteilhafter Weise
zur Weiterbildung des ebenfalls ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art betreffenden,
in der älteren Patentanmeldung P 22 25 089.1 niedergelegten Vorschlages, welcher
durch ein schlittenartiges Teil gekennzeichnet ist, das aus zwei im Höhenbereich
des Motors liegenden Führungsschienen besteht, deren gegenseitiger Abstand nach
der Fahrgastzelle zu so abnimmt, daß sie in den am vorderen Ende entsprechend erweiterten
und erhöhten Kardantunnel münden. Durch entsprechende Gestaltung des vorderen Tunnelabschnittes,
d.h. ausreichendgroße Öffnung und konische Verringerung des Tunnelquerschnittes
und unter der erfindungsgemäßen Voraussetzung, daß der Motor wenigstens aus -seiner
hinteren Verankerung reißt, kann erreicht werden, daß Motor und Fahrgastzelle bei
einem Unfall eine gegenseitige, Bewegungsenergie in Verformungsarbeit umsetzende
Relativbewegung ausführen. Zusätzliche Konstruktionselemente können selbstverständlich
vorgesehen sein, um diese Bewegung- zu unterstützen, bilden aber keine unbedingte
Voraussetzung hierfür. Die vorliegende Erfindung soll aueh keineswegs auf die vorbezeichnete
und in der genannten Anmeldung noch ausführlicher dargelegte Ausbildung des schlittenartigen
Teils und des Kardantunnels beschränkt sein.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des Grundgedankens der vorliegenden
Erfindung ist der Motor-Getriebe-Blcck mit seinem Getriebeteil unter Zwischenschaltung
eines elastischen Dämpfungsblockes und abscherbaren Befestigungselementen auf einer
mit dem Unterbau der Fahrgàstzelle verbundenen Motoraufhängungsbrücke gelagert.
Die abscherbaren Befestigungselemente lassen sich hinsichtlich Werkstoff, Zahl und
Querschnitt in einfacher Weise auf eine vorbestimmte kritische Aufprall stoßkraft
auslegen.
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Im einzelnen wird diesbezüglich ferner vorgeschlagen, daß die Motoraufhängungsbrücke
in mit dem Unterbau der Fahrgastzelle verschraubten Gleitstücken mittels Abscherstiften
gehalten ist, wobei die Abscherstifte vorzugsweise aus eingespritztem Kunststoff
bestehen.
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Der Abreiß- bzw. Abschervorgang läßt sich nach einem weiteren Merkmal\
der Erfindung dadurch in optimaler Weise einleiten, daß am elastischen Däpfungsblock
oder einem mit diesem verbundenen Bauteil ein metallischer Anschlag derart angeordnet
ist, daß er bei Belastung des Motors mit der Motoraufhängungsbrucke in Eingriff
kommt. Bei einem Frontalaufprall schiebt dann
der auf Anschlag gehende
Motordämpfungsblock die hintere Motorau-fhängungsbrücke aus den mit dem -Unterbau
verschraubten Gleitstücken heraus.
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Die Erfindung ist nun anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung
veranschaulicht und in der nachstehenden Zeichnungsbeschreibung-näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht auf das Frontteil eines Personenkraftfahrzeuges
Fig. 2 das Frontteil nach.Fig. 1 in Seitenansicht (schematisch) mit Motor-Getriebe-Block
und hinterer Motoraufhängung, Fig. 3 einen Schnitt langes der Linie III - III in
Fig. 2, Fig. 4 die aus Fig. 3 ersichtliche Motoraufhängungsbrücke als Einzelteil
in vergrößerter Darstellung, im Schnitt längs der Linie IV - IV in Fig. 5,
Fig.
5 die Motoraufhangungsbrücke nach Fig. 4 in Draufsicht, Fig. 6 einen Schnitt längs
der Linie VI - VI in Fig. 5 und Fig. 7 den Bewegungsablauf des Motors bei einem
bis 9 Aufprallunfall in schematischer Darstellung Die Umrisse der Vorderpartie des
Kraftfahrzeuges 10 sind in Fig. 1 in strichpunktierten Linien dargestellt. Es sind
erkennbar eine Frontscheibe 11, das Dach 12, Seitenscheiben 13 und die Vorderräder
14. Mit 15 ist die drucksteife Fahrgastzelle bezeichnet. Am Frontteil 16 ist ein
Stoßfänger 17 angebracht, der auch von einem das Frontteil 16 umgebenden rahmenförmigen
Träger 18 gebildet sein kann.
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Im Frontteil 16 befinden sich Längstragerteile 19, die den aus Fig.
1 ersichtlichen Verlauf haben. Die Gängsträgerteile 19 bestehen mit über die ganze
Länge des Fahrzeugs reichenden Längsträgern 20 aus einem Stück.
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An ihren vorderen Enden ist der rahmenförmige Träger 18
befestigt,
mit dem zwei weitere Trägerteile 21 verbunden sind. Diese -Trägerteile 21 sind an
ihren der Fahrgastzelle 15 zu Legenden Enden über einen senkrecht verlaufenden Träger
22 mit den Längsträgern 20 verbunden.
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An den Längsträgerteilen 19 ist mittels Auslegern 23, die nur schematisch
dargestellt sind, der Motor 24, der zusammen mit dem luftfilter 25, Lüfter 26, Generator
27 und Keilriemen 28 in strichpunktierten Linien angedeutet ist, gelagert Diese
vordere Motorlagerung erfolgt in bekannter çieise über Gummielemente und dgl.
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und braucht nicht näher beschrieben zu werden.
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Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, bildet der Motor 24 zusammen
mit dem Schaltgetriebe 29 einen Block, welcher am hinteren Ende des Getriebes 29
zum zweiten Male gelagert ist. Diese weiter unten noch ausführlich beschriebene
hintere Motoraufhängung ist bei bestimmter Stoßbelastung des Motors, wie sie z.B.
bei Frontalaufprall des Fahrzeuges auftritt, abreißbar ausgebildet.
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Der in Fig. 2 strichpunktiert angedeutete und mit 31 bezeichnete Kardantunnel
ist an seinem vorderen Ende so hoch und so breit ausgebildet, daß der Motorblock
24, 29 sich zunächst ohne wesentlichen Widerstand in diesen hineinbewegen kann.
Daraufhin ist jedoch der Kardantunnel
31 so im vuerschnitt ausgebildet,
daß derselbe durch den Motor 24 bei seiner Bewegung nach hinten aufgeweitet wird.
Dadurch wird Energ.ie vernichtet.
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Die erwähnte abreißbare hintere Motoraufhängung ist nun insbesondere
aus Fig. 2 bis 6 erkennbar. Wie Fig. 2 zeigt, ist zu diesem Zweck an dem Getriebe
29 eine Stütze 32 angegossen, an dem mittels Schrauben 33 eine Platte 34 befestigt
ist. Die Platte 34 trägt einen elastischen Kotordämpfungsblock 35, der scinerseitswie
insbesondere aus Fig. 4 und 6 ersichtlich - durch eine Schraube 36 oder dgl. fest
mit einer Motoraufhängungsbrücke 37 verbunden ist.
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Aus Fig. 3 kann man erkennen, dabei die fotoraufh'ingungsbrücke beidseitig
in Gleitstiicken 38 gelagert ist, die durch Schrauben 33 an dem mit 4C bezeichneten
Unterbau des Fahrzeuges befestigt sind. Eine Verbindung zwischen den Gleitstücken
38 und der Motoraufhängungsbrücke 37 wiederum wird durch vier Abscherstifte 41 aus
eingegossenem Kunststoff erreicht. Bei der Darstellung nach Fig. 5 und 6 ist die
Motoraufhängungsbrücke 37 in gegenüber den Gleitstücken 38 verschobener Lage gezeigt.
Die Abscherstifte 41 sind bei dieser ';teilung der Teile 37, 38 abgeschert.
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Dieser Abschervorgang, bei dem der Motor-Getriebe-Block 24, 29 von
seiner hinteren Aufhängung gelöst wird und nach unten absackt, wird nun durch einen
metallischen Anschlag 42 (Fig. 2) eingeleitet, der an der Platte 34 in gewissem
Abstand von dem Motor dämpfungsblock 35 befestigt ist und bei Belastung des Motorblockes
im Fall-e eines Aufpralles des Fahrzeuges mit der Mot-oraufhängungsbriicke 37 7
in Eingriff kommt.-Diese wird dadurch gegenüber den Gleitstücken 38 verschoben und
der erwähnte Abschervorgang tritt ein.
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Aus Fig. 7 bis 9 ist ersichtlich, wie der Motor-Getriebe-Block 24,
29 nach dem beschriebenen Abreißvorgang in den Kardantunnel hineinbewegt wird. Fig.
7 zeigt den Ausgangszustand und Fig. 8 eine Mittelstellung, bei der durch den Aufprall
das Frontteil 16 entsprechend verformt ist. Der Motor 24 ist hier bereits in den
Kardantunnel 31 eingedrungen. In Fig. 9 echließlich ist gezeigt, wie der Motor 24
unter Vernichtung von Energie sich vollständig in den Kardantunnel 31 hineinbewegt
hat. Das Frontteil 16 ist hi-erbei im wesentlichen bis zur drucksteifen Fahrgastzelle
15 verformt. Durch das Ausweichen des Motors 24 in den Kardantunnel 31 hinein, wird
das gesamte Front teil 16 zur wirksamen Verformung herangezogen. Durch die Verschiebung
des Motors 24
ergibt sich von selbst die Voraussetzung, daß sich
die Kardanwelle, die Gelenke und die Hinterachse entsprechend verformen müssen.
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Patentansprüche