DE4406129A1 - Schutzanordnung an Kraftwagen zum Dämpfen der Aufprallwirkung bei Zusammenstößen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzanordnung an Kraftwagen zum Dämpfen der Aufprallwirkung bei Zusammenstößen der im Oberbe­ griff des Hauptanspruches angegebenen Art.

Eine derartige Schutzanordnung ist z. B. aus der DE-OS 21 21 464 bereits bekannt und soll Rammstöße durch Umwandlung der Stoß­ energie in Reibungswärme absorbieren, wodurch bleibende Verfor­ mungen der Karosserie verhindert werden sollen. Die vorne vier und hinten drei Übertragungsstangen der bekannten Schutzanord­ nung erstrecken sich vom zugeordneten Stoßfänger bis in den Mit­ telbereich der Fahrgastzelle, wobei sie unterhalb des Kraftwa­ genbodens verlaufen.

Das Absorptionsvermögen der Schutzanordnung wird jedoch bei Zu­ sammenstößen nur bei relativ geringen Aufprallgeschwindigkeiten ausreichen können. Wird das Absorptionsvermögen durch eine zu große Aufprallwucht überschritten, so wird die Dämpfungswirkung der Schutzanordnung durch eine in Vorschubrichtung der Übertragungsstangen zusammendrückbare Knautschzone der Karosserie er­ gänzt. In solchen Fällen wird die Fahrgastzelle sowohl auf der Knautschzonenseite als auch auf der Unterseite stoßbeaufschlagt, wodurch erhebliche Stabilisierungsmaßnahmen an üblichen Fahr­ gastzellen notwendig wären. Zudem müßte durch eine Panzerung des Wagenbodens zuverlässig verhindert werden, daß die Enden der Übertragungsstangen bei schweren Zusammenstößen den Wagenboden durchstoßen können, womit ein zusätzliches Verletzungsrisiko für die Insassen gegeben wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzanordnung der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß die Fahr­ gastzelle ohne Einbußen der Insassensicherheit als übliche Si­ cherheitszelle ohne weitergehende Verstärkungsmaßnahmen ausge­ bildet sein kann.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruches.

Aus den übrigen Ansprüchen gehen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung hervor.

Unabhängig davon, ob ein Rammstoß durch zerstörungsfreie oder zerstörend beaufschlagte Absorptionsmittel gedämpft wird, ergibt sich eine günstigere Stoßkraftverteilung auf entgegengesetzte Karosserieseiten, wobei die fernübertragenen Stoßkräfte zu kei­ ner Stauchbelastung der Fahrgastzelle führen. Da sich die Übertragungsstange bzw. die Übertragungsstangen im wesentlichen bis zum jenseitigen Abschluß der Fahrgastzelle erstrecken, ist ein Eindringen ihrer stoßabgebenden Enden in den Innenraum der Fahr­ gastzelle auch bei schweren Zusammenstößen nicht ohne weiteres möglich.

Ist die Übertragungsstange mit ihren Endbereichen, ggf. unter Zwischenschaltung eines bei Rammstößen geringer Aufprallenergie zerstörungsfreien Dämpfungsmittels, axial an entgegengesetzten Knautschzonen der Karosserie abgestützt, läßt sich auch der Knautschweg auf beide Seiten der Fahrgastzelle verteilen. Hier­ durch läßt sich die Zerstörungssicherheit der Fahrgastzelle bis in einen Bereich größerer Aufprallwucht als üblich aufrechter­ halten.

Auch wird es alternativ möglich, die bisher mit relativ langen Karosserieknautschzonen zu erreichende Zerstörungssicherheit der Fahrgastzelle trotz Verwendung entsprechend kürzerer Knautschzo­ nen der Karosserie zu erreichen. Bei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufender Übertragungsstangenanordnung können hierdurch an Front- bzw. Heck der Karosserie entsprechend kurze Knautschzonen ohne Einbußen an Insassensicherheit angeordnet werden, wie dies bei Kraftwagen der Kompaktklasse sowie bei Kleinstwagen wünschenswert ist.

Unabhängig von der Kraftwagenkategorie ist es darüber hinaus denkbar, die Übertragungsstangenanordnung in Breitenrichtung des Kraftwagens anzubringen und sie als Verbindungsmittel seitlich der Fahrgastzelle angeordneter Knautschzonen zu nutzen, welche prinzipbedingt nur einen relativ kurzen Verformungsweg bieten können. Die Sicherheit der Fahrzeuginsassen beim Seitenaufprall könnte hierdurch erheblich verbessert werden.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.

In der Darstellung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Bodenanlage eines Kraftwagens mit integrierter Schutzanordnung,

Fig. 2 die Stangenelemente einer Variante der Schutzanordnung,

Fig. 3 einen Breitenschnitt durch die Bodenanlage dem Verlauf der Schnittlinie III-III in Fig. 2 entsprechend,

Fig. 4 ein Detailausschnitt des Schnittes nach Fig. 3 mit quer­ schnittsgeänderten Übertragungsstangen,

Fig. 5 eine weitere Variante des Detailausschnittes gemäß Fig. 4, und

Fig. 6 die Draufsicht auf die Bodenanlage bei zusammengedrückter Frontknautschzone.

In der Draufsicht nach Fig. 1 ist eine Bodenanlage 1 eines be­ sonders kompakten Kraftwagens zu sehen, der vorn und hinten nur kurze Achsüberhänge aufweist. Die Bodenanlage 1 erstreckt sich dabei annähernd über die gesamte Länge und Breite des Kraftwa­ gens, wobei sie auch die Räder 2 aufnehmende Radhäuser umfaßt. Zwischen Vorderachse und Hinterachse des Kraftwagens ist über der Bodenanlage eine Fahrgastzelle 3 angeordnet, die mit unter­ brochenen Linien schematisch angedeutet ist und die unbeweglich mit der Bodenanlage 1 verbunden ist. Vor und hinter der Fahr­ gastzelle 3 ist die Karosserie durch eine Front- bzw. Heckpartie ergänzt, die mit Fahrgastzelle 3 und Bodenanlage 1 unbeweglich verbunden aus übersichtsgründen jedoch nicht gezeigt sind. Diese Partien enden jedoch mit dem von ihnen überdeckten Bereich der Bodenanlage 1, wobei sie gemeinsam mit dem vorderen bzw. hinte­ ren Längenbereich der Bodenanlage 1 eine vordere Knautschzone 4 bzw. eine hintere Knautschzone 5 bilden.

In einem geringen Abstand vor der vorderen Knautschzone 4 ist ein biegestabiler Stoßfangträger 6 angeordnet, der sich unter Anpassung an eine Krümmung der vorderen Knautschzone 4 am Karos­ serieabschluß im wesentlichen über die gesamte Breite der Boden­ anlage 1 erstreckt. Ein über seine Länge etwa spiegelsymmetrisch zum Stoßfangträger 6 gekrümmter Stoßfangträger 7 ist in einem kurzen Abstand hinter dem rückwärtigen Abschluß der Knautschzone 5 gehalten. Die Stoßfangträger 6 und 7 weisen einen rechteckför­ migen Hohlprofilquerschnitt auf und sind wesentlich biegesteifer als übliche stoßabsorbierend verkleidete Stoßfängerträger, wobei jedoch eine nicht gezeigte Verkleidung der Stoßfängerträger vor­ gesehen sein kann, die ein zerstörungsfreies Absorbieren von Rammstößen mit geringer Stoßenergie zuläßt.

Stoßfangträger 6 und Stoßfangträger 7 sind von je zwei zugeord­ neten Übertragungsstangen 8 bzw. 9 in ihrer gezeigten Schutz­ stellung gehalten, wobei gabelförmig aufgegliederte Endbereiche der Übertragungsstangen 8 bzw. 9 z. B. durch Schweißen unbeweg­ lich mit der Rückseite des zugeordneten Stoßfangträgers 6 bzw. 7 verbunden sind. Dadurch ergibt sich ein besonders winkelsteifer Anschluß der sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Übertragungsstangen 8 bzw. 9 an den zugeordneten Stoßfangträger 6 bzw. 7, durch den Rammstöße auf den Stoßfangträger 6 bzw. 7 ohne Abbiegung in einen Axialvorschub der Übertragungsstangen 8 bzw. 9 umgewandelt werden können.

Die Übertragungsstangen 8 bzw. 9 beider Stoßfangträger 6 bzw. 7 erstrecken sich seitlich der Bodenanlage 1 in einem weitgehend gleichen Abstand zur Mittellängsachse derselben nach hinten bzw. vorn, wobei sie einander über eine Teillänge überdecken und in einem geringem seitlichen Abstand zu den Radhäusern zwischen diesen verlaufen.

Die Übertragungsstangen 8 erstrecken sich etwa über dreiviertel der Fahrzeuglänge nach hinten und enden etwa an den hinteren Radhäusern und damit im hinteren Endbereich der Fahrgastzelle 3 an einem ihre Enden verbindenden Querträger 10, an dem sie ange­ schweißt oder auf andere Weise stabil befestigt sind.

In umgekehrter Richtung erstrecken sich die Übertragungsstangen 9 über etwa dreiviertel der Fahrzeuglänge gerade nach vorn, wo­ bei ihre vorderen Enden nahe dem vorderen Abschluß der Fahrgast­ zelle 3 ebenfalls über einen Querträger 11 miteinander verbunden sind.

Die Übertragungsstangen 8 bzw. 9 sind somit über ihren Querträ­ ger 10 bzw. 11 sowie den Mittelbereich des ihnen zugeordneten Stoßfangträgers 6 bzw. 7 zu einem rechteckförmigen Rahmen hoher Stabilität ergänzt, wobei die Eckbereiche der Rahmenkonstruktio­ nen durch die Gabelung der Übertragungsstangen 8 bzw. 9 einem Endbereich und durch eine Verbreiterung ihres rechteckförmigen Hohlquerschnittes in ihrem entgegengesetzten Endbereich ausge­ steift sind.

Um ein Vorbeileiten eines Teils der Stoßenergie an der Fahrgast­ zelle 3 zu ermöglichen, wenn die Stoßfangträger 6 bzw. 7 rammbe­ aufschlagt wird, sind beide Übertragungsstangen 8 und 9 auf den beiden Fahrzeugseiten in einem zugeordneten Schiebekanal 12 axial geführt, der sich über die gesamte Länge der Bodenanlage 1 erstreckt. Die in die Oberseite des mehrschaligen und dadurch entsprechend dicken Wagenbodens eingelassenen Schiebekanäle 12 sind in ihren entgegengesetzten Endbereichen unter Anpassung an die Gabelung der Übertragungsstangen 8 bzw. 9 trichterförmig querschnittserweitert, wodurch eine axiale Abstützung der Übertragungsstangen 8 an der Knautschzone 4 und eine axiale Abstüt­ zung der Übertragungsstangen 9 an der Knautschzone 5 gegen die Stoßbeaufschlagungsrichtung gegeben ist. Im Anordnungsbereich der Querträger 10 bzw. 11 sind die beiden Schiebekanäle 12 über sich in Breitenrichtung der Bodenanlage 1 erstreckende Sperrka­ näle 13 bzw. 14 miteinander verbunden, deren Hohlquerschnitt vom zugeordneten Querträger 10 bzw. 11 durchsetzt ist. Über den paß­ genau im zugehörigen Sperrkanal 13 bzw. 14 liegenden Querträger 10 bzw. 11 ist somit eine Abstützung gegen einen Quervorschub des Querträgers 10 bzw. 11 in Fahrzeuglängsrichtung und damit eine axiale Abstützung der Übertragungsstangen 8 bzw. 9 in bei­ den Richtungen gegeben.

Auf der stoßabgebenden Längsseite liegt der Querträger 10 bzw. 11 an einer zerstörend zusammendrückbaren Blechstruktur 15 bzw. 16 an. Diese in die Bodenanlage 1 integrierten Blechstrukturen 15 und 16 erstrecken sich über die gesamte Länge ihres zugeord­ neten Querträgers 10 bzw. 11 in Breitenrichtung und in Längs­ richtung der Bodenanlage 1 gesehen bis zur benachbarten Knautschzone 4 bzw. 5.

Stößt der die Bodenanlage 1 aufweisende Kraftwagen bei hoher Ge­ schwindigkeit frontal mit einem Hindernis zusammen, so wird der Stoßfangträger 6 nach hinten querverschoben und drückt dabei die Knautschzone 4 samt der nicht gezeigten diese überdeckenden Ka­ rosseriestruktur zusammen. Ein Teil der Stoßenergie wird jedoch von den Übertragungsstangen 8, die dabei in ihrem Schiebekanal 12 nach hinten verschoben werden, an den Querträger 10 weiterge­ geben, der während seines Quervorschubes die Blechstruktur 16 unter Absorption von Stoßenergie zusammendrückt. Somit wird die Stoßenergie des Rammstoßes auf Front- und Heckpartie verteilt absorbiert, wobei die fernübertragenen Stoßkräfte an der Fahr­ gastzelle 3 vorbeigeleitet werden, ohne diese kräftemäßig zu be­ anspruchen, wie in Fig. 6 zu erkennen ist.

Beim Heckaufprall wird demgegenüber der Stoßfangträger 7 mit ei­ nem Rammstoß beaufschlagt und drückt die Knautschzone 5 zusam­ men, während parallel vom Quervorschub des Querträgers 11 die Blechstruktur 15 zusammengedrückt wird. Die Aufpralldämpfung er­ folgt also nur in umgekehrter Richtung bei entgegengesetzt glei­ chem Verformungsablauf.

In Fig. 2 ist die Variante einer Schutzanordnung mit gleicharti­ ger Führung in Kanälen der Bodenanlage 1 zu sehen, wobei die Stangenelemente der Schutzanordnung separat gezeigt sind. Nach­ folgend sind nur die Unterschiede zu den Stangenelementen der vorbeschriebenen Schutzanordnung näher erläutert und im übrigen die selben um einen Buchstaben ergänzten Bezugszeichen verwen­ det.

Wie an den aufgebrochen dargestellten Stellen zu erkennen ist, weisen insbesondere die Hohlprofile der Übertragungsstangen 8a und 9a sowie der Querträger 10a und 11a einen schlanken Oval­ querschnitt mit parallelflachen Breitseiten auf. Dabei liegen die Übertragungsstangen 9a mit ihrer nach unten gewandten Breit­ seite auf der nach oben gewandten Breitseite der zugeordneten Übertragungsstange 8a auf, wodurch ein kippsicheres achsparalle­ les Gleiten der Übertragungsstangen 8a und 9a aufeinander er­ leichtert wird. Demgegenüber erstrecken sich die Breitseiten der Querträger 10a und 11a etwa vertikal und beanspruchen in Längs­ richtung der Bodenanlage 1 nur wenig Einbauraum, bieten aber trotzdem eine ausreichend breite Stützfläche für ein Zusammen­ wirken mit der zugeordneten Blechstruktur 15a bzw. 16a, die zwei im Höhenabstand voneinander gehaltene Blechplatten umfaßt. Wie an der Blechstruktur 16a zu sehen ist, legen sich diese Blech­ platten unter Druckbeaufschlagung durch den über den Vorschub der Übertragungsstangen 8a nach hinten verschobenen Querträger 10a zu einer gewellten Knautschzone mit hohem Absorptionsvermö­ gen zusammen. Ferner sind die Querträger 10a und 11a erheblich länger bemessen als die Querträger 10 bzw. 11, wodurch sie beid­ seitig der Übertragungsstangen 8a bzw. 9a seitlich überstehen. Unter Anpassung hieran sind auch die Blechstrukturen 15a bzw. 16a entsprechend verbreitert.

Darüber hinaus sind die vorderen Endbereiche der Übertragungsstangen 8a bzw. die hinteren Endbereiche der Übertragungsstangen 9a nicht gabelförmig aufgegliedert, sondern im Breitenquer­ schnitt gesehen trichterförmig erweitert, wodurch weniger Anord­ nungsraum in der Bodenanlage 1a erforderlich ist.

In Fig. 3 ist die Einbaulage der übereinanderliegenden Übertragungsstangen 8a und 9a in der Bodenanlage 1a zu sehen. In die obere Schale der Bodenanlage 1a sind die beiden Schiebekanäle 12a eingelassen, deren rechteckiger Hohlquerschnitt geringfügig größer ist als der Gesamtquerschnitt der übereinanderliegenden Übertragungsstangen 8a und 9a. Die nach unten offenen Schiebeka­ näle 12 sind mittels einer Bodenplatte 17a abgedeckt, die mit der oberen Schale der Bodenanlage 1a verschraubt oder auf andere Weise lösbar verbunden ist.

Alternativ könnten anstelle rechteckförmiger Hohlprofile auch Übertragungsstangen 8b und 9b mit rundem Hohlquerschnitt vorge­ sehen sein, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Durch Anordnung der Übertragungsstangen 8b und 9b nebeneinander kann der diese gemeinsam führende Schiebekanal 12b eine geringere lichte Höhe aufweisen, was aus Platzgründen wünschenswert sein kann.

Fig. 5 schließlich zeigt als weitere Alternative einen rechteckigen Schiebekanal 12c, in dem zwei Übertragungsstangen 8c und 9c mit übereinstimmendem Dreiecksquerschnitt schiebegeführt sind. Hierbei liegen die Dreiecksprofile neben und übereinander, wodurch sie einander zu einer Rechteckform ergänzen.

Claims (10)

1. Schutzanordnung an Kraftwagen zum Dämpfen der Aufprallwirkung bei Zusammenstößen mit mindestens einer Übertragungsstange zur axialen Weiterleitung eines Rammstoßes, die sich von einer stoß­ beaufschlagten Karosserieseite des Kraftwagens aus bis in einen überdeckungsbereich mit der Fahrgastzelle erstreckt, und mit ei­ ner stoßabsorbierenden Abstützung der unter der Stoßbelastung relativ zur Fahrgastzelle verschobenen Übertragungsstange durch Absorptionsmittel, die von der Karosserie gehalten sind, wobei eine Abstützung der Übertragungsstange in ihrem stoßaufnehmenden und stoßabgebenden Endbereich vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsstange (8 bzw. 9, 8a bzw. 9a, 8b bzw. 9b, 8c bzw. 9c) ausschließlich in ihren beiden Endbereichen stoßabsor­ bierend abgestützt ist und mit auf entgegengesetzten Seiten der Fahrgastzelle (3) angeordneten Absorptionsmitteln zusammenwirkt, wodurch die Stoßenergie des Raininstoßes unter Schonung der Fahr­ gastzelle (3) auf entgegengesetzte Kraftwagenseiten verteilt ab­ sorbierbar ist.

2. Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Übertragungsstange (8 bzw. 9, 8a bzw. 9a, 8b bzw. 9b, 8c bzw. 9c) zusammenwirkenden Absorptionsmittel zerstö­ rend beaufschlagte Blechstrukturen des Kraftwagens sind.

3. Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der stoßaufnehmenden Kraftwagenseite zwei im wesentli­ chen parallel arbeitende Übertragungsstangen (8 bzw. 9, 8a bzw. 9a) angeordnet sind, die an ihrem stoßaufnehmenden Endbereich über einen quer zu ihrer Längserstreckung verlaufenden Stoßfang­ träger (6 bzw. 7) miteinander verbunden sind.

4. Schutzanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Übertragungsstangen (8 bzw. 9, 8a bzw. 9a) an ih­ rem stoßabgebenden Endbereich über einen Querträger (10 bzw. 11, 10a bzw. 11a) miteinander verbunden sind, durch dessen Quervor­ schub das zugeordnete Absorptionsmittel beaufschlagt ist.

5. Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzanordnung in entgegengesetzten Richtungen stoßbe­ aufschlagbare Übertragungsstangen (8 und 9, 8a und 9a) aufweist, deren stoßaufnehmende Endbereiche auf entgegengesetzten Kraftwa­ genseiten angeordnet sind.

6. Schutzanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsstangen (8 bzw. 9) in ihrem Endbereich gabel­ förmig aufgegliedert an den Stoßfangträger (6 bzw. 7) ange­ schlossen sind.

7. Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Übertragungsstange (8, 8a, 8b, 8c, 9, 9a, 9b, 9c) der Schutzanordnung in einem zugeordneten Schiebekanal (12, 12a, 12b, 12c) des Kraftwagenbodens (Bodenanlage 1) geführt ist.

8. Schutzanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schiebekanal (12, 12a, 12b, 12c) der Schutzanordnung in den Querschnitt eines dicken, vorzugsweise mehrschaligen Kraftwagenbodens (Bodenanlage 1) integriert ist.

9. Schutzanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlquerschnitt des Schiebekanals (12, 12a, 12b, 12c) auf die gemeinsame Führung zweier in entgegengesetzten Richtun­ gen stoßbeaufschlagter Übertragungsstangen (8 bzw. 9, 8a bzw. 9a, 8b bzw. 9b, 8c bzw. 9c) abgestimmt ist.

10. Schutzanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsstangen (8 u. 9, 8a u. 9a, 8b u. 9b, 8c u. 9c) einander annähernd zum Hohlquerschnitt des Schiebekanals (12, 12a, 12b, 12c) ergänzende Querschnitte aufweisen.