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Gebiet der Technik
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einer Körperstruktur,
die eine Stoßkraft
auffängt,
die ausgeübt
wird, wenn das Fahrzeug in Fahrrichtungen kollidiert, und die die
Stoßkraft,
welche auf einen Fahrgastraum einwirkt, abdämpft. Das Fahrzeug ist vorzugsweise
ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraum oder ein Kraftfahrzeug mit einem
Fahrersitz.
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Stand der Technik
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Verschiedene
Schienen-Mittellast-Verkehrssysteme, die als "neue Verkehrssysteme" bezeichnet werden, sind neue Technologien,
die allgemein Eisenbahntechnologien, beispielsweise bei Elektromotoren,
bei der Stromabnahme und bei Fahrzeugkörpern, mit Kraftfahrzeugtechnologien
kombinieren, die den Antrieb von Gummirädern betreffen, und die ferner
eine computerbetriebene Steuerung aufweisen. Eine Technik, die als
neues, gummibereiftes Verkehrsfahrzeug bezeichnet wird, verwendet
steuerbare Gummilaufräder,
die an einem kastenförmigen Fahrzeugkörper angebracht
sind, macht diese Laufräder
durch einen Elektromotor antreibbar und umfasst dedizierte Schienen
und Oberleitungen. Damit kann das Fahrzeug sich entlang Schienen
durch die im Drehantrieb an dem Elektromotor angetriebenen Laufräder fahren,
während
der Elektromotor von Stromabnahmeeinrichtungen in einer Fahrzone
mit elektrischer Energie versorgt wird.
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Ein
Betriebsmanagementsystem für
die gummibereiften neuen Verkehrsfahrzeuge verbindet eine automatische
Fahrzeugantriebseinrichtung, Signalschutzvorrichtungen, Kommunikationsanlagen, Energieanlagen
und Einrichtungen zur Verwaltung beim Notfallschutz miteinander,
um eine zentralisierte Verwaltung einer Fahrzeug-Einsatzplansteuerung, einer
Routensteuerung einer Anzeigesteuerung und einer Betriebssteuerung
durchzuführen,
wodurch die Fahrzeuge reibungslos und sicher auf unbemannte Weise
betrieben werden.
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Bei
dem gummibereiften neuen Verkehrsfahrzeug sind, wenn Steuerinstrumente
in dem Betriebsmanagementsystem ausfallen, verschiedene manuelle
Arbeitsgänge
und Manipulationen durch den Fahrer möglich. In diesem Fall wird
die Fahrgeschwindigkeit auf eine niedrige Geschwindigkeit begrenzt.
Im Fall eines solchen manuellen Fahrzeugbetriebs oder einer Handhabung
durch den Fahrer kann es zu einem Kollisionsunfall an Fahrzeugen
infolge einer falschen Betätigung
oder dgl. kommen. Deshalb sind Knautschzonen zum Abfedern eines
Stoßes
bei der Fahrzeugkollision an einem vorderen Endabschnitt und einem
hinteren Endabschnitt des Fahrzeugs vorgesehen (sh. beispielsweise EP-A1-0802100
oder DE-PS-635018).
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20 zeigt
schematisch den skelettartigen Aufbau eines Fahrzeug-Vorderendabschnitts,
der eine herkömmliche
Fahrzeugkörperstruktur
darstellt. Wie in 20 gezeigt ist, ist ein Unterrahmen 102 als Fortsetzung
eines Fahrzeugkörperbodens
(Fahrgastraum) 101 ausgebildet, und ein Stoßfänger 103 in U-Form
in einer Draufsicht ist an einem vorderen Abschnitt des Unterrahmens 102 befestigt.
Andererseits ist ein Vorderend-Dachrahmen 105 von U-Form
in der Draufsicht als Fortsetzung eines Fahrzeugkörperdaches 104 befestigt,
und der Vorderend-Dachrahmen 105 und der Stoßfänger 103 sind über mehrere
vordere Träger 106 und
seitliche Träger 107 miteinander
verbunden. Die vorderen Träger 106 und die
seitlichen Träger 107 sind
durch Verbindungsträger 108 verbunden.
Auf diese Weise ist ein vorderer Giebel- bzw. Vorbauabschnitt (front
gable portion) 109 aus dem Unterrahmen 102, dem
Stoßfänger 103,
dem Vorderend-Dachrahmen 105 und den Trägern 106, 107 und 108 gebildet.
Eine Außenwand 110 des
FRP ist an der Außenseite
der so aus dem Grundgerüst
gebildeten Struktur angebracht.
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Wenn
also gummibereifte neue Verkehrsfahrzeuge frontal kollidieren, kommen
ihre Vorderendabschnitte in Kontakt, und dabei werden die jeweiligen
Elemente verbeult, wodurch der Giebel- bzw. Vorbauabschnitt 109 zerdrückt wird
und ein Polsterungs- bzw. Dämpfungselement 110 ebenfalls
verbeult wird. Somit absorbieren der vordere Vorbauabschnitt 109 und
das Dämpfungselement 110 den Stoß aufgrund
der Kollision, woraufhin eine auf den hinter dem vorderen Vorbauabschnitt 109 gelegenen Fahrgastraum übertragene
Stoßkraft
gemindert wird, so dass eine Verformung des Fahrgastraums vermieden
werden kann.
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Das
vorgenannte Fahrzeug, das auf den dafür vorgesehenen Schienen läuft, ist
vorzugsweise hinsichtlich der Fahrzeugkörpergestaltung und des Luftwiderstands
stromlinienförmig,
und der herkömmliche
Fahrzeugkörper
hat einen spitzwinkligen Vorderendabschnitt. Falls der Vorderendabschnitt des
Fahrzeugkörpers
aber eine spitzwinklige Form aufweist, kommt es bei einer frontalen
Kollision der Fahrzeuge zu einem Hinwegfahren des einen Fahrzeuge über das
andere Fahrzeug, und der vordere Vorbauabschnitt 109 oder
das Dämpfungselement 110 werden
nicht richtig zusammengeknautscht. Damit kann die Stoßkraft bei
der Kollision nicht von dem vorderen Vorbauabschnitt 109 absorbiert
werden, sondern die Stoßkraft
kann teilweise auf den Fahrgastraum übertragen werden und dessen
Verformung verursachen.
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In
diesem Fall ist es vorstellbar, einen Stoßfänger anzubringen, der an der
Vorderseite des Fahrzeugkörpers
wie bei einem Kraftfahrzeug vorsteht, so dass bei der frontalen
Kollision der Fahrzeuge ihre Fahrzeugkörper nicht übereinander verschoben werden,
sondern dass ihre vorderen Vorbauabschnitte 109 richtig
geknautscht werden. Die Anbringung eines großen Stoßfängers am Vorderendabschnitt
des Fahrzeugkörpers
führt zu
einer Änderung
bei der Gestaltung des Fahrzeugs, was die Qualität des äußeren Erscheinungsbilds bemerkenswert
beeinträchtigt.
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Da
außerdem
Steuerinstrumente in dem vorgenannten vorderen Vorbauabschnitt 109 installiert sind,
muß das
Dämpfungselement 110 zum
Aufnehmen einer Stoßkraft
während
einer Kollision unter dem Unterrahmen 102 angeordnet werden.
Wenn daher eine Kollisionskraft auf den Vorderendabschnitt des Fahrzeugs
einwirkt, wie in 21(a) gezeigt ist,
wird der vordere Träger 106 nach
hinten gedrückt,
wie in 21(b) gezeigt ist. Somit wird
der Unterrahmen 102 (die vorderen und hinteren Träger, der
Boden etc.), mit dem ein unterer Teil des vorderen Trägers 106 fest
verbunden war, in einer nach unten verbogenen Weise verformt. Infolgedessen drückt der
nach unten verbogene, verformte Unterrahmen 102 auf das
Dämpfungselement 110 abwärts, um
es nach unten zu verbiegen. Infolgedessen wird das Dämpfungselement 110 weiter
verbogen, ohne in Reaktion auf eine Stoßkraft, die hierbei vom Vorderendabschnitt
einwirkt, geknautscht zu werden, und ist nicht mehr in der Lage,
die Stoßkraft
ausreichend aufzufangen.
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In
diesem Fall kann der Vorderendabschnitt des Dämpfungselements 110 so
konfiguriert werden, dass er nach vorne von dem Fahrzeugkörper vorsteht,
um eine Stoßkraft,
die bei einer Frontalkollision von Fahrzeugen auftritt, zuverlässig durch
das Dämpfungselement 110 aufzunehmen,
indem bei der Kollision die Stoßkraft
direkt an den Vorderendabschnitt des Dämpfungselements 110 aufgebracht wird.
Eine Erweiterung nach vorne des Dämpfungselements 110 führt aber
zu einer Änderung
in der Fahrzeuggestaltung, was die Qualität der äußeren Erscheinung stark beeinträchtigt.
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Ferner
wird die Stoßkraft
bei der Kollision durch das Zusammendrücken der Bestandteile des vorderen
Vorbauabschnitts 109 sowie durch das Verbeulen des Dämpfungselements 110 absorbiert. Falls
die Fahrzeuge direkt kollidieren, kann die Stoßkraft bei der Kollision zuverlässig absorbiert
werden. Wenn die Kollision aber auftritt, wenn das Fahrzeug eine
Kurve durchläuft,
kann die Stoßkraft
nicht zuverlässig
absorbiert werden.
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Genauer
gesagt ist das Dämpfungselement 110 so
ausgestaltet, dass es die Stoßkraft
zuverlässig
absorbiert, beispielsweise indem es Löcher in einer Umfangsfläche eines
Rohrkörpers
aufweist, und die Verbeulung bei der Kollision in einer Longitudinalrichtung
erfolgt. Wenn eine Kollision erfolgt, während das Fahrzeug eine Kurve
durchläuft,
wirkt eine Stoßkraft
auf den Vorderendabschnitt des Dämpfungselements 110 aus
einer schrägen
Richtung. Infolgedessen wird das Dämpfungselement 110 verbogen
und verbeult sich nicht in der Longitudinalrichtung. Folglich kann
die Funktion des Dämpfungselements 110 nicht
richtig ausgeführt
werden, und die Stoßkraft während der
Kollision kann nicht ausreichend absorbiert werden und kann eine
Verformung des Fahrgastraums verursachen.
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Die
vorliegende Erfindung ist dazu vorgesehn, die oben beschriebenen
Probleme zu lösen. Ihre
Aufgabe ist es, ein Fahrzeug mit einer Körperstruktur zur Erzielung
einer verbesserten Sicherheit durch zuverlässiges Absorbieren eines Stoßes bereitzustellen,
der auftritt, wenn Fahrzeuge kollidieren, ohne die Qualität des äußeren Erscheinungsbildes oder
den Luftwiderstand zu beeinträchtigen.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
Fahrzeug der vorliegenden Erfindung zur Erfüllung der obigen Aufgabe hat
die Merkmale von Anspruch 1.
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Damit
kann der gerade Abschnitt einfach ohne eine Zunahme der Teilezahl
ausgebildet werden. Auch wenn es bei einer Kollision von Fahrzeugen
zu einer vertikalen Bewegung kommt, kollidieren die geraden Abschnitte,
und die resultierende Stoßkraft
wird auf die Knautschzone übertragen.
Eines der Fahrzeuge läuft
nicht über
das andere Fahrzeug, sondern die Knautschzone wird zerknautscht
und kann die Stoßkraft
aufgrund der Kollision zuverlässig aufnehmen.
In diesem Fall muß kein
Stoßdämpfungselement
wie z.B. ein Stoßfänger an
einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs vorgesehen sein. Auch wird
das äußere Erscheinungsbild
oder der Luftwiderstand nicht beeinträchtigt. Die Sicherheit des
Fahrzeugs kann ausfallsicher verbessert werden.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
die Länge
des geraden Abschnitts entsprechend dem Umfang bzw. der Größe der Vertikalbewegung
während
des Fahrens des Fahrzeugs eingestellt wird.
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Damit
kann die Länge
des geraden Abschnitts minimiert werden, und der Freiheitsgrad bei der
Fahrzeuggestaltung kann erhöht
werden. Infolgedessen kann das äußere Erscheinungsbild
verbessert werden, und der Luftwiderstand kann gemindert werden,
um die Kraftstoffeinsparung zu verbessern.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
der Vertikalträger
einen Dachrahmen und einen Unterrahmen verbindet, und ein schräger Abschnitt, der
nach vorne abgeschrägt
ist, in einem oberen Abschnitt des Vertikalträgers ausgebildet ist, während der
gerade Abschnitt in einem unteren Abschnitt des Vertikalträgers ausgebildet
ist. Damit wird ein geeigneter gerader Abschnitt gebildet, durch
den die Sicherheit des Fahrzeugs erhöht werden kann, ohne das äußere Erscheinungsbild
oder den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu beeinträchtigen.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere vertikale Träger
in der Breitenrichtung des Fahrzeugs vorgesehen sind.
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Damit
können
mehrere gerade Abschnitte in der Breitenrichtung des Fahrzeugs vorgesehen
werden. Die geraden Abschnitte kollidieren zuverlässig miteinander,
und die resultierende Stoßkraft
kann durch die Knautschzone ausfallsicher aufgenommen werden.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
der gerade Abschnitt sich an der vordersten Position befindet.
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Damit
kollidieren die geraden Abschnitte zuverlässig miteinander, und die resultierende
Stoßkraft
wird auf die Knautschzone übertragen
und kann dadurch ausfallsicher absorbiert werden.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
der vertikale Träger
einen Dachrahmen und einen Unterrahmen verbindet, wobei ein Stoßfänger mit
dem Unterrahmen verbunden ist, und der Stoßfänger einen zentralen Abschnitt
aufweist, der vom Fahrzeug nach vorne vorsteht und ein Beul- bzw. Knickfestigkeits-Änderungsmittel
aufweist, das an gegenüberliegenden
Seitenabschnitten vorgesehen ist.
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Damit
wird bei einer Kollision der Fahrzeuge der Stoßfänger longitudinal durch das
Knickfestigkeits-Änderungsmittel
verbeult, wodurch eine Stoßkraft
bei der Kollision auf einfache Weise aufgenommen werden kann und
dadurch die Sicherheit des Fahrzeugs erhöht wird.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
die gegenüberliegenden
Seitenabschnitte des Stoßfängers in
bezug auf den zentralen Abschnitt durch das Knickfestigkeits-Änderungsmittel
geschwächt
sind.
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Damit
bewegt sich bei einer Kollision der Fahrzeuge der zentrale Abschnitt
des Stoßfängers nach
hinten, und die gegenüberliegenden
Seitenabschnitte verbeulen sich, so dass die Stoßkraft zuverlässig absorbiert
werden kann und die Sicherheit des Fahrzeugs erhöht wird.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
das Knickfestigkeits-Änderungsmittel
in dem Stoßfänger ausgebildete
Löcher
sind.
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Damit
kann eine Stoßkraft
bei einer Kollision durch eine einfache und kostengünstige Struktur
aufgenommen werden.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
ein Verstärkungselement
in dem zentralen Abschnitt des Stoßfängers vorgesehen ist.
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Damit
weicht bei der Kollision von Fahrzeugen der zentrale Abschnitt des
Stoßfängers, der
mit dem Verstärkungselement
verstärkt
ist, zurück,
ohne sich zu verwerfen, während
die gegenüberliegenden Seitenabschnitte des
Stoßfängers verbeult
werden, so dass die Stoßkraft
zuverlässig
aufgenommen werden kann.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
ein Federungs- bzw. Dämpfungselement,
das sich hinter der Komponente befindet und geeignet ist, durch
die Stoßkraft
verbeult zu werden, wodurch die Stoßkraft gemindert wird, auf
einer Seite in der Vertikalrichtung des geraden Abschnitts vorgesehen
ist, und ein Hilfselement zum Biegen der Komponente weg von dem
Dämpfungselement,
wenn die Stoßkraft
einwirkt, vorgesehen ist.
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Somit
wird, wenn eine Stoßkraft
bei einer Kollision der Fahrzeuge auf die Komponente der Knautschzone
einwirkt, die Komponente von dem Hilfselement von dem Dämpfungselement
weg gebogen. Die Komponente verbiegt das Dämpfungselement nicht von oben
und beeinträchtigt
die wesentliche Funktion des Dämpfungselements
nicht, nämlich die
Funktion des Aufnehmens der Stoßkraft
durch sein Verbeulen in der Longitudinalrichtung. Da der Stoß bei der
Kollision der Fahrzeuge zuverlässig
aufgenommen wird, kann die Sicherheit erhöht werden.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponente einen Stoßfänger aufweist,
der mit einem unteren Endabschnitt des Vertikalträgers verbunden
ist, und ein zwischen dem Stoßfänger und einem
Fahrzeugkörper
eingebautes Trägerelement, und
dass ein Vorderabschnitt des Trägerelements nach
unten zu dem Dämpfungselement
hin gebogen ist, um das Hilfselement zu bilden.
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Somit
kann das Hilfselement mit geringen Kosten und einfach gebildet werden,
ohne die Funktion des die Knautschzone bildenden Trägerelements zu
beeinträchtigen.
Bei einer Kollision wird das Trägerelement
zu dem Dämpfungselement
hin verformt, und ein Verlust der Funktion des Dämpfungselements infolge der
Verformung kann vermieden werden.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponente einen Stoßfänger aufweist,
der mit einem unteren Endabschnitt des Vertikalträgers verbunden
ist, ein hinter dem Stoßfänger befestigtes Verstärkungselement
sowie ein Trägerelement,
das zwischen dem Stoßfänger und
dem Verstärkungselement
eingebaut ist, wobei ein vorderer Abschnitt des Trägerelements
zu dem Dämpfungselement
hin gebogen ist, um das Hilfselement zu bilden.
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Damit
kann das Hilfselement mit geringen Kosten und auf einfache Weise
gebildet werden, ohne die Funktion des die Knautschzone bildenden Trägerelements
zu beeinträchtigen.
Bei einer Kollision wird das Trägerelement
zu dem Dämpfungselement
hin verformt, und ein Verlust der Funktion des Dämpfungselements infolge der
Verformung kann vermieden werden.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponente ein Stoßfänger ist,
der mit einem unteren Endabschnitt des Vertikalträgers in Fortsetzung
des geraden Abschnitts verbunden ist und nach hinten schräggestellt
ist, wobei der Stoßfänger zumindest
einen Teil des Dämpfungselements bedeckt.
Damit wird das Dämpfungselement
einfach ohne Beeinträchtigung
des äußeren Erscheinungsbilds
angeordnet. Ein Stoß bei
einer Kollision kann zuverlässig
durch Verformung des Dämpfungselements
aufgenommen werden.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
ein Dämpfungselement,
das sich hinter der Komponente befindet und durch die Stoßkraft verbeult
werden kann, womit die Stoßkraft
gemindert wird, auf einer Seite in einer Vertikalrichtung des geraden
Abschnitts vorgesehen ist, und ein Vorsprung für eine Sekundärkollision,
der nach vorne frei liegt, an einem Vorderendabschnitt des Dämpfungselements
vorgesehen ist.
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Damit
drückt,
wenn eine Stoßkraft
bei einer Kollision von Fahrzeugen auf die Knautschzone einwirkt,
die von der Stoßkraft
zusammengedrückte Komponente
auf das Dämpfungselement
und versucht es zu einer Schrägstellung
hin zu verformen. Bevor dies geschieht, kollidieren jedoch die Vorsprünge für die Sekundärkollision
miteinander. Somit wird die Schrägstellung
der Knautschabschnitte verhindert, und die Dämpfungselemente werden in der Longitudinalrichtung
durch die von vorne einwirkende Stoßkraft richtig verbeult und
sind in der Lage, die Kollisionskraft zuverlässig aufzunehmen.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Dämpfungselemente
zum Mindern der Stoßkraft
durch Verbeulen durch die Stoßkraft
Seite an Seite rechts und links des Fahrzeugs hinter dem geraden
Abschnitt angeordnet sind, und Vorderendabschnitte der Dämpfungselemente
durch ein Verbindungselement verbunden sind.
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Damit
wird die Biegefestigkeit jedes Dämpfungselements
erhöht.
Auch wenn die Fahrzeuge schräg
kollidieren und die sich ergebende Kraft schräg auf das Dämpfungselement einwirkt, wird
das Dämpfungselement
nicht verbogen, sondern wird longitudinal verbeult und ist in der
Lage, die Stoßkraft zuverlässig aufzunehmen.
Die Sicherheit bei der Kollision kann damit verbessert werden.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
das Dämpfungselement
einen Verbeulungs- bzw. Knickabschnitt aufweist, der sich von einem
am Fahrzeugkörper
angebrachten Basisendabschnitt nach vorne erstreckt, und einem Knautschabschnitt, der
an einem Vorderendabschnitt des Verbeulungsabschnitts angebracht
ist, wobei ein Verstärkungsmittel
in dem Anbringungsbereich des Fahrzeugkörpers und dem Verbeulungsabschnitt
vorgesehen ist, und ein Verstärkungselement
in dem Verbindungsbereich des Verbeulungsabschnitts und des Knautschabschnitts
vorgesehen ist.
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Damit
wird die Oberflächensteifigkeit
an den Verbindungsbereichen des Fahrzeugkörpers, des Verbeulungsabschnitts
und des Knautschabschnitts erhöht.
Auch wenn eine Stoßkraft
bei einer Kollision schräg
auf das Dämpfungselement
einwirkt, wird das Dämpfungselement
nicht verbogen, sondern longitudinal verbeult und kann die Stoßkraft zuverlässig aufnehmen.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
ein Dämpfungselement
zum Mindern der Stoßkraft
durch Verbeulen durch die Stoßkraft
hinter dem geraden Abschnitt vorgesehen ist, und ein vertikales Rückhalteelement
zum Verhindern einer vertikalen Verschiebung relativ zu einem Element,
mit dem bei der Kollision kollidiert wird, an einem Vorderendabschnitt
des Dämpfungselements
vorgesehen ist.
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Damit
wird, wenn der Vorderendabschnitt des Dämpfungselements bei einer Kollision
der Fahrzeuge getroffen wird, eine Vertikalbewegung an dem Knautschabschnitt
durch das vertikale Rückhalteelement
verhindert. Das Knautschelement wird richtig in der Longitudinalrichtung
verbeult und kann die Stoßkraft
zuverlässig
aufnehmen. Wie hier bemerkt wurde, kann ein Stoß bei der Kollision zuverlässig aufgenommen
werden, womit die Sicherheit erhöht
wird, ohne das äußere Erscheinungsbild
oder den Luftwiderstand zu beeinträchtigen.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
das vertikale Rückhalteelement
durch Befestigen mehrerer horizontaler Eingriffsplatten in vorbestimmten
Intervallen in einem hohlen Kasten gebildet wird, der am Vorderendabschnitt
des Dämpfungselements
angebracht ist.
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Wenn
die Vorderendabschnitte des Dämpfungselements
miteinander kollidieren, verformen somit die Eingriffsplatten die
Vorderflächen
der Kästen und
kommen miteinander in Eingriff, wodurch eine Vertikalbewegung verhindert
wird. Die Knautschelemente werden in der Longitudinalrichtung richtig
verbeult und können
somit die Stoßkraft
zuverlässig
aufnehmen. Ferner ist das vertikale Rückhalteelement aus den mehreren
Eingriffsplatten gebildet, so dass die Struktur vereinfacht werden
kann und die Kosten gesenkt werden können.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
die mehreren Eingriffsplatten an der Rückfläche des hohlen Kastens befestigt
sind, und vorbestimmte Zwischenräume
zwischen der Vorderfläche
des hohlen Kastens und den mehreren Eingriffsplatten ausgebildet
sind.
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Damit
werden, wenn die Vorderendabschnitte der Dämpfungselemente kollidieren,
die Kästen auf
einfache Weise wegen der Zwischenräume während des Stoßes der
Vorderflächen
der hohlen Kästen
durch die Eingriffsplatten leicht verformt. Infolgedessen kommen
die Eingriffsplatten miteinander in Eingriff und können eine
Vertikalbewegung zuverlässig
verhindern.
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Die
Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug durch Anbringen mehrerer Laufräder an einem kastenförmigen Fahrzeugkörper gebildet
wird, dessen Knautschzonen vor und hinter dem Fahrgastraum vorgesehen
sind, wobei das Fahrzeug die Laufräder in Drehantrieb antreibt,
während
es mit elektrischer Energie versorgt wird, wodurch das Fahrzeug
entlang vorbestimmter Schienen bzw. Spuren fahren kann.
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Somit
kann die Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung auf das neue gummibereifte Verkehrsfahrzeug
angewandt werden, das automatisch auf unbemannte Weise auf dafür bestimmten Schienen
bzw. Spuren läuft,
und die Sicherheit des Fahrzeugs kann zuverlässig verbessert werden, ohne
das äußere Erscheinungsbild
oder den Luftwiderstand zu beeinträchtigen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Grundgerüsts eines Fahrzeug-Vorderendabschnitts, der
eine Fahrzeugkörperstruktur
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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2 eine
Schnittansicht längs
einer Linie II-II von 1,
-
3 eine
Schnittansicht längs
einer Linie III-III von 4,
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4 eine
schematische perspektivische Ansicht eines Vorderendabschnitts eines
Unterrahmens,
-
5 eine
Draufsicht auf den Unterrahmen-Vorderendabschnitt,
-
6 eine
Schnittansicht längs
einer Linie VI-VI von 4,
-
7 eine
Schnittansicht längs
einer Linie VII-VII von 6,
-
8 eine
Schnittansicht längs
einer Linie VIII-VIII von 5,
-
9 eine
schematische Ansicht, die einen Verformungszustand des Fahrzeug-Vorderendabschnitts
bei einem frontalen Zusammenstoß zeigt,
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10 eine
Draufsicht auf den Unterrahmen-Vorderendabschnitt
zur Darstellung eines Verformungszustands eines Dämpfungselements
bei einer Kollision,
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11 eine
Seitenansicht eines Fahrzeugs,
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12 eine
Vorderansicht des Fahrzeugs,
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13 eine
Grund-Vertikalschnittansicht eines vorderen Vorbauabschnitts, die
eine Fahrzeugkörperstruktur
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt,
-
14 eine
Grund-Vertikalschnittansicht eines vorderen Vorbauabschnitts, die
eine Fahrzeugkörperstruktur
gemäß einer
dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt,
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15 eine
schematische Ansicht eines Grundgerüsts eines Fahrzeug-Vorderendabschnitts, die
eine Fahrzeugkörperstruktur
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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16 eine
Schnittansicht längs
einer Linie XVI-XVI von 15,
-
17 eine
Schnittansicht längs
einer Linie XVII-XVII von 16,
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18 eine
Grund-Schnittansicht, die einen Verformungszustand eines Dämpfungselements
bei einer Kollision zeigt,
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19 eine
perspektivische Ansicht eines Dämpfungselements,
die eine Fahrzeugkörperstruktur
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt,
-
20 eine
schematische Ansicht eines Grundgerüsts eines Fahrzeug-Vorderendabschnitts, die
eine herkömmliche
Fahrzeugkörperstruktur
darstellt, und
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21(a) und 21(b) schematische
Ansichten, die einen Verformungszustand der herkömmlichen Fahrzeugkörperstruktur
bei einer Frontalkollision darstellen.
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Beste Ausführungsart
der Erfindung
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Im
folgenden werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung detailliert auf der Basis der beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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[Erste Ausführungsform]
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Ein
Fahrzeug, auf das die Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung angewandt ist, wird als gummibereiftes
neues Verkehrsfahrzeug, als Schienen-Mittellast-Transportsystem verwendet, welches automatisch
auf dafür
bestimmten Schienen bzw. Spuren auf unbemannte Weise läuft, während ein
Elektromotor eine elektrische Stromversorgung von Elektrowagenleitungen über den
Schienen empfängt,
um die Laufräder
im Drehantrieb anzutreiben.
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D.h.,
wie in den 11 und 12 bei
der vorliegenden Ausführungsform
gezeigt ist, hat ein Fahrzeug 11 einen Fahrgastraum 12,
der in der Mitte ausgebildet ist, und hat einen vorderen Vorbauabschnitt 13 und
einen hinteren Vorbauabschnitt 14, der an den Vorder- und
Hinterenden ausgebildet ist, um als Knautschzonen zu dienen. Unter
einem Fahrzeugkörper
sind rechte und linke Räder 15 und
rechte und linke Räder 16 paarig
vorne und hinten angebracht. Die Räder 15, 16 sind
in Drehantrieb durch Antriebseinheiten 17, 18 mit
Antriebsmotoren im Drehantrieb antreibbar, und sind durch Steuer-
bzw. Lenkeinheiten 19, 20 steuerbar. Linke und
rechte Führungsräder 21 und 22 sind
paarweise an den Seiten des Fahrzeugkörpers angebracht, und die jeweiligen
Führungsräder 21 und 22 sind
an linken und rechten Führungswänden 23 und 24 abrollbar.
Ferner sind linke und rechte Stromkollektoren 25 und 26 paarweise
an den Seiten des Fahrzeugkörpers
angebracht, wobei die jeweiligen Stromkollektoren 25 und 26 in
Gleitkontakt mit Elektrowagenleitungen 29 und 30 stehen,
die an linken und rechten Seitenwänden 27 und 28 angebracht
sind. Steuerinstrumente für
die Antriebseinheiten 17 und 18 sowie die Steuer-
bzw. Lenkeinheiten 19, 20 sind an dem vorgenannten
vorderen Vorbauabschnitt 13 und dem hinteren Vorbauabschnitt 14 angebracht.
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Somit
werden die Antriebseinheiten 17, 18 mit elektrischer
Energie von Oberleitungen 29, 30 über die
Stromkollektoren 25, 26 versorgt, um die Räder 15, 16 im
Drehantrieb anzutreiben. Die Führungsräder 21, 22 werden
abrollend durch die Führungsschienen 23, 24 geführt. Die
Lenkeinheiten 19, 20 lenken die Räder 15, 16.
Damit kann das Fahrzeug entlang vorbestimmter dedizierter Schienen
laufen. Das gummibereifte neue Verkehrsfahrzeug 11 läuft festgelegt
auf die Schienen mit den Führungsrädern 21, 22 und
den Führungsschienen 23, 24.
Im Fall eines Zusammenstoßes
der Fahrzeuge kollidieren die Fahrzeuge 11 folglich ohne
eine Seitwärtsverschiebung.
Hierbei werden der vordere Vorbauabschnitt 13 und der hintere
Vorbauabschnitt 14 als Knautschzonen zusammengedrückt, wodurch
der Stoß bei
der Kollision aufgenommen werden kann.
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In
dem vorderen Vorbauabschnitt
13 des obigen gummibereiften
neuen Verkehrsfahrzeugs
11 gemäß den
1 bis
8 sind
Endabschnitte eines U-förmigen
inneren Stoßfängers
32 jeweils
mit vorderen und hinteren Endabschnitten seitlicher Rahmen
31 verbunden,
die sich auf beiden Seiten des Fahrzeugkörpers befinden (der innere
Stoßfänger am
hinteren Endabschnitt ist nicht dargestellt). Der seitliche Rahmen
31 hat
eine geschlossene Querschnittsform, während der innere Stoßfänger
32 eine
-förmige Querschnittsform
hat, die nach hinten geöffnet
ist. Ein Unterrahmen
33 wird durch den Aufbau mehrerer
Querträger
(nicht gezeigt) einwärts
der seitlichen Rahmen
31 und des inneren Stoßfängers
32 gebildet,
und durch Anbringen einer Bodenplatte
34 an den Querträgern. Rechte
und linke seitliche Verstärkungsträgerelemente
35 sind
paarweise auf beiden Seiten eines Vorderendabschnitts des Unterrahmens
33 angeordnet.
Ein Vorderendabschnitt des seitlichen Verstärkungsträgerelements
35 ist
mit dem inneren Stoßfänger
32 verbunden,
und ein hinterer Endabschnitt desselben ist mit dem Querträger verbunden.
Die rechten und linken Verstärkungsträgerelemente
35 sind
durch ein Querverstärkungsträgerelement
36 einer
geschlossenen Querschnittsform miteinander verbunden. Rechte und
linke mittlere Verstärkungsträgerelemente
37 sind
paarweise in der Mitte des Vorderendabschnitts des Unterrahmens
33 angeordnet.
Ein Vorderendabschnitt des mittleren Verstärkungsträgerelements
37 ist
mit dem inneren Stoßfänger
32 verbunden,
und ein Hinterendabschnitt hiervon ist mit dem Querträger verbunden. Die
mittleren Verstärkungsträgerelemente
37 sind auf
diese Weise so verbunden, dass sie das Querverstärkungsträgerelement
36 kreuzen.
-
In
diesem Fall ist der innere Stoßfänger 32 aus
einem zentralen Abschnitt 32a gebildet, der in einer leichten
Bogenform gekrümmt
ist, und aus Seitenabschnitten 32b, die schräg und integral
auf beiden Seiten des zentralen Abschnitts 32a ausgebildet sind.
Mehrere Löcher 32c als
Knickfestigkeits-Änderungsmittel
sind in gegenüberliegenden
Seitenabschnitt des zentralen Abschnitts 32a und in den
Seitenabschnitt 32b gebohrt. Das seitliche Verstärkungsträgerelement 35 hat
einen L-förmigen
Querschnitt und hat einen sich longitudinal erstreckenden Horizontalabschnitt 35a und
einen nach vorne und unten gebogenen Abschnitt 35b, die
integral ausgebildet sind. Das Vorderende des Biegungsabschnitts 35b ist
mit dem vertikal geneigten zentralen Abschnitt 32a des
inneren Stoßfängers 32 verbunden.
Mehrere Löcher 35c sind
in einen vorderen Teil des seitlichen Verstärkungsträgerelements 35 gebohrt.
Ferner ist das zentrale Verstärkungsträgerelement 37 aus
separaten Teilen gebildet, d.h. einem hinteren Träger 37a mit
L-förmigem Querschnitt
und einem vorderen Träger 37b in
der Form einer flachen Platte, die in einer nach vorne und unten
gekrümmten
Bogenform ausgebildet ist. Der hintere Träger 37a ist zwischen dem
Querverstärkungsträgerelement 36 und
dem Querträger
eingebaut, während
der vordere Träger 37b zwischen
dem inneren Stoßfänger 32 und
dem Querverstärkungsträgerelement 36 eingebaut
ist. Das Vorderende des vorderen Trägers 37b ist mit dem
vertikal geneigten zentralen Abschnitt 32a des inneren
Stoßfängers 32 verbunden.
Mehrere Löcher 35c sind
in einen vorderen Teil des seitlichen Verstärkungsträgerelements 35 gebohrt.
Ferner ist das zentrale Verstärkungsträgerelement 37 aus
separaten Teilen gebildet, d.h. einem hinteren Träger 37a mit L-förmigem Querschnitt
und einem vorderen Träger 37b in
der Form einer flachen Platte, die in einer nach vorne und unten
gebogen Form gekrümmt
ist. Der hintere Träger 37a ist
zwischen dem Querverstärkungsträgerelement 36 und
dem Querträger
eingebaut, während
der vordere Träger 37b zwischen
dem inneren Stoßfänger 32 und
dem Querverstärkungsträgerelement 36 eingebaut
ist. Das Vorderende des vorderen Trägers 37b ist mit dem
vertikal geneigten zentralen Abschnitt 32a des inneren
Stoßfängers 32 verbunden.
-
In
dem Vorderendabschnitt des unteren Rahmens 33 sind linke
und rechte Dämpfungselemente 39 und 40 im
Paar Seite an Seite parallel zu der linken und rechten Seite des
Fahrzeugs angeordnet. Die betreffenden Dämpfungselemente 39 und 40 haben
praktisch die gleiche Konfiguration und bestehen aus Körpern (Knautschabschnitten) 39b, 40b in
einer quadratischen rohrartigen Form und haben mehrere Öffnungen 39a, 40a sowie
kastenförmige
Knautschabschnitte 39d, 40d hoher Steifigkeit,
die mit den Vorderenden der Körper 39b, 40b verbunden
sind. Die Körper 39b, 40b haben
Verstärkungsbügel 39c, 40c,
die an Basisenden derselben durch Schweißen befestigt sind. Die Verstärkungsbügel 39c, 40c sind mit
einem Verbindungsbügel 41a durch
Bolzen 39f, 40f fest verbunden. Andererseits sind
Verstärkungsbügel 39g, 40g an
den Vorderenden der Körper 39b, 40b durch
Schweißung
befestigt, und die Knautschabschnitte 39d, 40d sind
mit den Verstärkungsbügeln 39g, 40g durch
Bolzen 39h, 40h verbunden. Die Knautschabschnitte 39d, 40d sind
durch eine Verbindungsstange 41b hoher Steifigkeit mit
quadratischer rohrartiger Form verbunden. Die Knautschabschnitte 39d, 40d befinden
sich in geringem Abstand von dem inneren Stoßfänger 32, und integral
mit den Knautschabschnitten 39d, 40d ausgebildete
Vorsprünge 39e, 40e stehen
von unterhalb des inneren Stoßfängers 32 vor.
Auf diese Weise werden die Verstärkungsbügel 39c, 40c an
den Basisenden der Körper 39b, 40b in
den linken und rechten Dämpfungselementen 39, 40 als
Paar angebracht, und werden mit dem Verbindungsbügel 41a verbunden,
der sich auf der Fahrzeugkörperseite
befindet. Andererseits werden die Knautschabschnitte 39d, 40d mit
den Vorderenden der Körper 39b, 40b über die
Verstärkungsbügel 39g, 40g verbunden,
und die Knautschabschnitte 39d, 40d werden durch
die Verbindungsstange 41b verbunden. Somit wird in Reaktion
auf die Stoßkraft,
die auf die Knautschabschnitt 39d, 40d der Dämpfungselemente 39, 40 von
einer schrägen Richtung
her einwirkt, die Oberflächensteifigkeit
der Verbindungsbereiche der Knautschabschnitte 39d, 40d,
der Körper 39b, 40b sowie
des Verbindungsbügels 41a durch
die Verstärkungsbügel 39c, 40c, 39g, 40g erhöht, und
die Biegesteifigkeit der Dämpfungselemente 39, 40 wird
durch die Verbindungsstange 41d verbessert. Diese Maßnahmen
ermöglichen
es, dass sich die Dämpfungselemente 39, 40 in
geeigneter Weise in der Longitudinalrichtung verbeulen, wodurch
die Stoßkraft
zuverlässig
aufgenommen wird.
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Ein
Dachkörper
ist auf beiden Seiten des Unterrahmens
33 über seitliche
Nuten bzw. Rillen (nicht gezeigt) vorgesehen. Ein Dachrahmen
42 in
U-Form ist an einem Vorderendabschnitt des Dachkörpers befestigt, und Verbindungsträger
44 sind
zwischen einem Dachquerträger
43 und
dem Dachrahmen
42 eingebaut. Ein äußerer Stoßfänger
45 mit V-förmigem Querschnitt
ist außerhalb
des inneren Stoßfängers
32 mit
einem vorbestimmten Zwischenraum befestigt. Der äußere Stoßfänger
45 besteht fast
genauso wie der vorgenannte innere Stoßfänger
32 aus einem
zentralen Abschnitt
45a und Seitenabschnitten
45b,
die schräg
und integral auf beiden Seiten des zentralen Abschnitts
45a ausgebildet
sind. Mehrere Löcher
45c als
Knickfestigkeits-Änderungsmittel
sind in gegenüberliegende
Seitenabschnitte des zentralen Abschnitts
45a und in die
Seitenabschnitte
45b gebohrt. Ein Verstärkungsmaterial
46 ist
an der oberen Oberfläche
des zentralen Abschnitts
45a befestigt. Linke vordere Träger
47,
48 sowie
rechte vordere Träger
47,
48,
die als Paar einen L-förmigen Querschnitt
haben, sowie linke und rechte Seitenträger
49, die als Paar
einen
-förmigen Querschnitt
haben, sind zwischen den Dachrahmen
42 und den äußeren Stoßfänger
45 eingebaut,
und die Endabschnitte dieser Träger
sind am Dachrahmen
42 und dem äußeren Stoßfänger
45 durch Schweißung befestigt.
Der vordere Träger
48 und
der seitliche Träger
49 auf
jeder der rechten und linken Seiten sind miteinander durch einen
Verbindungsträger
50 verbunden,
und mehrere Löcher
50a sind
in einem Biegeabschnitt des Verbindungsträgers
50 ausgebildet.
Die Bezugsziffer
51 bezeichnet einen Verstärkungsbügel zum Verbinden
der vorderen Träger
47,
48,
des äußeren Stoßfängers
45 und
der Bodenplatte
34 miteinander.
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Wenn
dem gummibereiften neuen Verkehrsfahrzeug 11 ein Kollisionsunfall
passiert, ist die Lateralbewegung des Fahrzeugs 11 durch
die Schienen begrenzt. Damit ist die Wahrscheinlichkeit eines Vorkommens
einer sogenannten versetzten Kollision gering. Das Fahrzeug ist
jedoch hinsichtlich seiner Gestaltung stromlinienförmig, und
das Fahrzeug wird entsprechend dem Straßenzustand (Erhebungen und
Vorsprünge,
Hügeln)
oder dem Antriebszustand (Starten oder Stoppen, Beschleunigen oder
Verzögern)
in der Aufwärts-
und Abwärtsrichtung
oder Vertikalrichtung bewegt (es vibriert). Folglich kann, wenn die
Fahrzeuge 11 kollidieren, eines der Fahrzeuge auf das andere
Fahrzeug auflaufen, mit dem Ergebnis, dass der vordere Vorbauabschnitt 13 und
der hintere Vorbauabschnitt 14 nicht als Knautschzonen fungieren
können.
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Daher
sind gerade Abschnitte, die sich entlang einer Vertikalrichtung
erstrecken, an der Vorderseite des vorderen Vorbauabschnitts 13 als Knautschzone
ausgebildet. Dadurch kollidieren auch dann, wenn sich die Fahrzeuge
entsprechend dem Straßenzustand,
dem Antriebszustand etc. vertikal verschieben, die geraden Abschnitte
von vorbestimmten Längen
miteinander und verhindern, dass eines der Fahrzeuge 11 auf
das andere Fahrzeug aufläuft,
und ermöglichen,
dass der vordere Vorbauabschnitt 13 zuverlässig als
Knautschzone fungiert. Im Detail sind die rechten vorderen Träger 47 und 48 als
Bestandteile, die den vorderen Vorbauabschnitt 13 bilden,
harmonisch mit der stromlinienförmigen Gestaltung
des Fahrzeugs 11 geneigt und gekrümmt, und haben die geraden
Abschnitte 47a, 48a, die sich entlang der Vertikalrichtung,
die an den unteren Endabschnitten ausgebildet ist, erstrecken. Die
Längen der
geraden Abschnitte 47a, 48a sind entsprechend der
Größe der Aufwärts- oder
Abwärtsbewegung (Vertikalbewegung)
des Fahrzeugs 11 während
seiner Fahrt eingestellt. D.h., dass die Größe der Vertikalbewegung des
Fahrzeugs 11 während
seiner Fahrt sich entsprechend dem Zustand der Straße, auf
der das Fahrzeug 11 fährt,
dem Antriebszustand des Fahrzeugs 11, der Fahrzeugkörper-Steifigkeit des Fahrzeugs 11 oder
der Leistung des Aufhängungssystem ändert, wie
schon festgestellt wurde. Somit werden Tests oder Berechnungen vorab durchgeführt, um
die Größe der Vertikalbewegung
zu berechnen. Die Längen
der geraden Abschnitte 47a, 48a werden entsprechend
der Größe der Vertikalbewegung
bestimmt. In diesem Fall werden die Fahrzeuge 11, wenn
sie kollidieren, falls die Größe der Vertikalbewegung
des Fahrzeugs 11 höchstens
L beträgt,
wahrscheinlich um 2L vertikal bewegt. Somit können die Längen der geraden Abschnitte 47a, 48a auf
mehr als 2L eingestellt werden.
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Die
Länge des
geraden Abschnitts 48a des vorderen Trägers 48 ist größer als
die Länge
des geraden Abschnitts 47a des vorderen Trägers 47.
Dies liegt daran, dass der gerade Abschnitt 48a mit einer größeren Länge im Zusammenhang
mit der Gestaltung des Fahrzeugs 11 ausgebildet werden
kann, und es wird eine größere Sicherheit
berücksichtigt. Die
Lateralbewegung des Fahrzeugs 11 wird durch die Schienen
begrenzt, welche die Führungsräder 21, 22 sowie
die Führungsschienen 23, 24 umfassen. Das
Fahrzeug 11 wird aber wahrscheinlich, wenn auch nur geringfügig, wegen
Herstellungsfehlern oder Installationsfehlern von Komponenten lateral verschoben.
Somit werden die Breiten der geraden Abschnitte 47a, 48a ebenfalls
im Hinblick auf die Größe dieser
Verschiebung bzw. Bewegung eingestellt.
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Ferner
ist das Fahrzeug 11 im Hinblick auf seine Ausgestaltung
stromlinienförmig.
Somit wird, wenn die Fahrzeuge 11 kollidieren, eine Stoßkraft bei einer
Kollision auf den Vorderendabschnitt des Fahrzeugs 11 aufgebracht,
d.h. auf einen Abschnitt geringfügig über dem
inneren Stoßfänger 32.
Da in diesem Fall die seitlichen Verstärkungsträgerelemente 35 und
die zentralen Verstärkungsträgerelemente 37 sich
unter dem inneren Stoßfänger 32 befinden,
werden die Verstärkungsträgerelemente 35, 37 sowie
die Fußplatte 34 nach
unten verbogen, wenn die Stoßkraft
auf den Abschnitt über
dem inneren Stoßfänger 32 auftrifft.
Infolgedessen wirkt eine Biegebelastung auf die Dämpfungselemente 39, 40 von
oben, wodurch die Dämpfungselemente 39, 40 nach
unten gebogen werden. Somit können
diese Dämpfungselemente 39, 40 die
von oben einwirkende Stoßkraft nicht
richtig durch Verbeulen absorbieren.
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Daher
ist das vorgenannte seitliche Verstärkungsträgerelement 35 mit
dem Biegeabschnitt 35b versehen, und das zentrale Verstärkungsträgerelement 37 ist
mit dem gekrümmten
vorderen Träger 37b als
Hilfselement versehen, was ein Wegbiegen der Verstärkungsträgerelemente 35, 37 von
den Dämpfungselementen 39, 40 ermöglicht (nämlich nach
oben), wenn die Stoßkraft
auf den Vorderendabschnitt des Fahrzeugs 11 einwirkt. Damit
die Knautschabschnitte 39d, 40d der Dämpfungselemente 39, 40 nicht
durch das Zurückziehen
des inneren Stoßfängers 32 bei
einer Primärkollision
der Vorderendabschnitte des Fahrzeugs 11 gestoßen und schräg gestellt
werden, werden ferner die Vorsprünge 39e, 40e,
die an den Vorderflächen
der Knautschabschnitte 39d, 40d ausgebildet sind,
als Vorsprünge
für eine
Sekundärkollision
verwendet.
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Der
vordere Vorbauabschnitt 13 ist so durch den unteren Rahmen 33,
die Stoßfänger 32, 45,
den Dachrahmen 42 und die Träger 47, 48, 49 aufgebaut. Eine
Außenwand
eines FRP (nicht gezeigt) ist an der Außenseite der aus dem Skelett
gebildeten Struktur angebracht, welche den Fahrgastraum, den vorderen Vorbauabschnitt 13 und
den hinteren Vorbauabschnitt 14 aufweist, um das Fahrzeug 11 zu
bilden.
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In
der vorangehenden Beschreibung der Ausführungsform ist der vordere
Vorbauabschnitt 13 auf einer Seite des Fahrgastraums 12 des
Fahrzeugs 11 ausgebildet, während der hintere Vorbauabschnitt 14 auf
der anderen Seite ausgebildet ist, wobei aber nur der vordere Vorbauabschnitt 13 detailliert
erläutert
wird. Der hintere Vorbauabschnitt 14 hat die gleiche Struktur
wie der vordere Vorbauabschnitt 13 und dient als Knautschzone
und besitzt die geraden Abschnitte. Das Fahrzeug 11 wurde
so beschrieben, dass der vordere Vorbauabschnitt 13 nach
vorne in der Bewegungsrichtung gewandt ist. Das Fahrzeug 11 kann
aber auch so laufen, dass der hintere Vorbauabschnitt 14 nach
vorne in der Bewegungsrichtung gewandt ist.
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Das
so konfigurierte gummibereifte neue Verkehrsfahrzeug 11 wird
reibungslos und sicher auf unbemannte Weise durch das Betriebsmanagementsystem
betrieben. Sollten aber Steuerinstrumente ausfallen, sind verschiedene
manuelle Bedienungsarten und Betätigungen
durch den Fahrer möglich.
In diesem Fall wird die Fahrgeschwindigkeit auf eine niedrige Geschwindigkeit
begrenzt. Im Fall einer solchen manuellen Betätigung des Fahrzeugs 11 durch den
Fahrer kann es zu einem Kollisionsunfall der Fahrzeuge 11 wegen
einer fehlerhaften Bedienung oder dgl. kommen. Somit sind, wie oben
festgestellt wurde, der vordere Vorbauabschnitt 13 und
der hintere Vorbauabschnitt 14, die als die Knautschzonen dienen,
vor und hinter dem Fahrgastraum 12 ausgebildet. Die geraden
Abschnitte 47a, 48a, die sich entlang der Vertikalrichtung
erstrecken, sind an den unteren Enden der vorderen Träger 47, 48 ausgebildet, welche
den vorderen Vorbauabschnitt 13 und den hinteren Vorbauabschnitt 14 bilden.
Die Dämpfungselemente 39, 40 sind
in den unteren Abschnitten des vorderen Vorbauabschnitts 13 und
des hinteren Vorbauabschnitts 14 angebracht. Wegen dieser
Anordnung fungieren der vordere Vorbauabschnitt 13 und der
hintere Vorbauabschnitt 14 zuverlässig als Knautschzonen.
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Damit
die Dämpfungselemente 39, 40 richtig funktionieren,
sind die Biegeabschnitte 35b und die vorderen Träger 37b als
Hilfselemente an den Verstärkungsträgerelementen 35, 37 als
Bestandteile, welche den vorderen Vorbauabschnitt 13 und
den hinteren Vorbauabschnitt 14 bilden, vorgesehen, wodurch
die Verstärkungsträgerelemente 35, 37 bei
einer Kollision sich nach oben von den Dämpfungselementen 39, 40 weg
biegen. Übrigens
sind die Vorsprünge 39e, 40e für eine Sekundärkollision
an den Knautschabschnitten 39d, 40d der Dämpfungselemente 39, 40 ausgebildet.
Diese Vorsprünge 39e, 40e eines
Fahrzeugs 11 erfahren eine Sekundärkollision mit den Vorsprüngen 39e, 40e des
anderen Fahrzeugs 11, so dass die Knautschabschnitte 39d, 40e der
Dämpfungselemente 39, 40 aufgrund
des Zurückziehens
der Stoßfänger 32, 45 bei
einer Primärkollision
der Vorderendabschnitte der Fahrzeuge 11 nicht gestoßen und
schräggestellt
werden.
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Damit
die Dämpfungselemente 39, 40 auch bei
einer schrägen
Kollision richtig funktionieren, sind die Verstärkungsbügel 39c, 40c, 39g, 40g an
den Verbindungsbereichen der Körper 39b, 40b,
den Knautschabschnitten 39d, 40d und dem Verbindungsbügel 41a angebracht,
wodurch die Oberflächensteifigkeit
an den Verbindungsbereichen erhöht wird.
Außerdem
sind die linken und rechten Knautschabschnitte 39e und 40d durch
die Verbindungsstange 41b verbunden, wodurch die Biegesteifigkeit der
Dämpfungselemente 39, 40 erhöht wird.
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Wenn
die Fahrzeuge 11 kollidieren, kann es im einzelnen zu einer
Kollision der vorderen Vorbauabschnitte 13 oder der hinteren
Vorbauabschnitte 14 der Fahrzeuge 11 bei einer
Frontalkollision kommen, oder zu einer Kollision des hinteren Vorbauabschnitts 14 und
des vorderen Vorbauabschnitts 13, wenn das vorausfahrende
Fahrzeug von dem nachfolgenden Fahrzeug gerammt wird. Das Fahrzeug 11 durchläuft mit
einer stark eingeschränkten
Lateralbewegung die Führungsräder 21, 22 und
die Führungsschienen 23, 24.
Seine Vertikalbewegung ist jedoch nicht eingeschränkt, und
das Fahrzeug vibriert (wird bewegt) in der Aufwärts-Abwärts-Richtung entsprechend der Steifigkeit
des Fahrzeugkörpers,
der Leistungsfähigkeit
der Aufhängung,
den Unregelmäßigkeiten
der Straßenoberfläche oder
von Hügeln
beim Starten oder Stoppen oder bei einer Beschleunigung oder Verzögerung.
Folglich treffen, wenn die Fahrzeuge 11 sich in entgegengesetzten
Richtungen bewegen und frontal miteinander kollidieren, die vorderen
Vorbauabschnitte 13 aufeinander, und eines der Fahrzeuge
läuft auf
das andere Fahrzeug auf, da das Fahrzeug 11 hinsichtlich
seiner Gestaltung stromlinienförmig
ist. Es sind aber die geraden Abschnitte 47a, 48a an
den vorderen Trägern 47, 48 des
vorderen Vorbauabschnitts 13 vorhanden. Somit treffen auch
dann, wenn die vorderen Vorbauabschnitte 13, die vertikal
in entgegengesetzten Richtung verschoben werden, miteinander kollidieren,
die geraden Abschnitte 47a, 48a auf die geraden
Abschnitte 47a, 48a auf. Die resultierende Stoßkraft wird über die
geraden Abschnitte 47a, 48a auf den vorderen Vorbauabschnitt 13 und
den hinteren Vorbauabschnitt 14 übertragen. Somit werden der
vordere Vorbauabschnitt 13 und der hintere Vorbauabschnitt 14 als Knautschzonen
zerknautscht, wodurch die Stoßkraft aufgenommen
werden kann, und die auf den Fahrgastraum 12 übertragene
Stoßkraft
verringert werden kann.
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Das
Verfahren zur Minderung der Stoßkraft durch
die Knautschzonen wird nun konkret beschrieben. Wenn der vordere
Vorbauabschnitt 13 (der hintere Vorbauabschnitt 14)
als Knautschzone zusammengedrückt
wird, tritt die Stoßkraft
bei der Kollision in den äußeren Stoßfänger 45 von
der Außenwand des
FRP ein, wird über
die geraden Abschnitte 47a, 48a auf die vorderen
Träger 47, 48 übertragen,
und wird auf die Knautschabschnitte 39d, 40d (die
Vorsprünge 39e, 40e)
der Dämpfungselemente 39, 40 aufgebracht.
Unter diesen Umständen
werden die zentralen Abschnitte 32a, 45a (das
Verstärkungsmaterial 46)
der Stoßfänger 32, 45 gedrückt, und
die gegenüberliegenden
Seitenabschnitte 32, b, 45b werden durch die mehreren
Löcher 32c, 45c in
der Längsrichtung
gestaucht. Ferner werden die seitlichen Verstärkungsträgerelemente 35 durch
die mehreren Löcher 35c zu
einer Verformung gestaucht und verbogen, ebenso wie die zentralen
Verstärkungsträgerelemente 37 durch
die vorderen Träger 37b,
und die Verbindungsträger 50 durch
die mehreren Löcher 50a.
Außerdem
kollidieren die Dämpfungselemente 39, 40 mit
den Dämpfungselementen 39, 40 und
beginnen sich der Länge
nach zu verbeulen. Dann beginnt sich der Dachrahmen 42 und
der Unterrahmen 33 zu verbeulen, und der gesamte vordere
Vorbauabschnitt 13 wird zerknautscht, wodurch die Stoßkraft bei
der Kollision aufgenommen werden kann.
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Da
der vordere Vorbauabschnitt 13 während einer Frontalkollision
zerknautscht wird, um die Stoßkraft
aufzunehmen, kann die auf den Fahrgastraum 12 übertragene
Stoßkraft
gemindert werden und bietet der Besatzung und den Fahrgästen im
Fahrgastraum 12 Sicherheit. Es wurden Experimente ausgeführt, bei
denen die Fahrzeuge 11 mit einem Gewicht von 24 Tonnen
und einer Besetzung des Fahrgastraums 12 von etwa 100 frontal
mit einer Geschwindigkeit von 11 km/h kollidierten. Die auf den
Fahrgastraum 12 einwirkende Belastung (Position des Schwerkraftzentrums)
betrug 4,5 G bei der herkömmlichen
Fahrzeugkörperstruktur,
und der Fahrgastraum 12 wurde verformt. Bei der Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung betrug die Belastung 3,5 G, und der Fahrgastraum 12 wurde
nicht verformt.
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Die
Stoßkraft
bei einer Kollision der Fahrzeuge 11 wird auf die geraden
Abschnitte 47a, 48a der über dem Unterrahmen 33 befindlichen
vorderen Träger 47, 48 aufgebracht.
Somit verformen die über
die vorderen Träger 47, 48 zerdrückten Stoßfänger 45, 32 den
unteren Rahmen 33. Wie in 9 gezeigt
ist, sind die Biegeabschnitte 35b, die nach unten gebogen
sind, in den Vorderendabschnitten der seitlichen Verstärkungsträgerelemente 35 vorgesehen,
und die vorderen Träger 37b,
die nach unten gekrümmt
sind, sind an den Vorderendabschnitten der zentralen Verstärkungsträgerelemente 37 vorgesehen.
Folglich werden, wenn die Stoßkraft
bei einer Kollision der Fahrzeuge 11 auf die Verstärkungsträgerelemente 35, 37 über die
Stoßfänger 45, 32 aufgebracht
wird, diese Verstärkungsträgerelemente 35, 37 zu
dem gebogenen oder gekrümmten
oberen Bereich zusammen mit der Bodenplatte 34 gebogen
und verformt, so dass sie sich von den Dämpfungselementen 39, 40 entfernen.
Somit kommt es niemals dazu, dass sich die Bodenplatte 34 zusammen
mit den Verstärkungsträgerelementen 35, 37 nach
unten verbiegt, um eine Biegelast auf die Dämpfungselemente 39, 40 von
oben her aufzubringen und sie zu verformen. Folglich sind die Dämpfungselemente 39, 40 frei
von der Beeinträchtigung
ihrer wesentlichen Funktion des Aufnehmens der Stoßkraft durch
ihre longitudinale Verbeulung. Hierbei kollidieren außerdem die
Vorsprünge 39e, 40e mit
den Vorsprüngen 39e, 40e,
so dass die Dämpfungselemente 39, 40 nicht
schräggestellt
werden, sondern richtig durch die von vorne aufgebrachte Stoßkraft in
der Longitudinalrichtung verbeult werden und die Kollisionskraft
zuverlässig
absorbieren können.
-
Ferner
haben die Dämpfungselemente 39, 40 die
in den unteren Abschnitten der Knautschabschnitte 39d, 40d an
den Vorderenden ausgebildeten Vorsprünge 39e, 40e.
Die von der Stoßkraft
verknautschten Stoßfänger 45, 32 drücken auf
die oberen Teile der Dämpfungselemente 39, 40 und
versuchen, die Knautschabschnitte 39d, 40d schrägzustellen.
Davor aber kommen die Vorsprünge 39e, 40e zu einer
Sekundärkollision
mit den Vorsprüngen 39e, 40e des
anderen Unfallbeteiligten. Somit wird die Schrägstellung der Knautschabschnitte 39d, 40d verhindert,
und die Dämpfungselemente 39, 40 werden
richtig in der Longitudinalrichtung durch die von vorne aufgebrachte
Stoßkraft
verbeult bzw. gestaucht und sind in der Lage, die Kollisionskraft
zuverlässig
aufzunehmen.
-
Ferner
werden in einem Anfangsstadium der Frontalkollision der Fahrzeuge 11 die
gegenüberliegenden
Seitenabschnitte 45b longitudinal über die mehreren Löcher 45c durch
die auf den zentralen Abschnitt 45a (das Verstärkungsmaterial 46)
jedes Stoßfängers 32, 45 einwirkende
Stoßkraft
longitudinal gestaucht, so dass der zentrale Abschnitt 45a gerade
nach hinten verschoben wird. Folglich kann die Stoßkraft bei
der Kollision nicht seitlich entweichen, sondern wird direkt von
dem vorderen Vorbauabschnitt 13 aufgenommen und von diesem
absorbiert. Infolgedessen kann eine Bewegung der Fahrzeuge nach
der Kollision vermieden werden, um eine Ausbreitung des Schadens
auf die Umgebung zu verhindern.
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Die
mehreren Löcher 35c sind
in den seitlichen Verstärkungsträgerelementen 35 vorgesehen, die
vorderen Träger 37b der
zentralen Verstärkungsträgerelemente 37 sind
zu einer Plattenform ausgebildet, und die mehreren Löcher 50a sind
in den Verbindungsträgern 50 vorgesehen.
Durch diese Maßnahmen
wird eine Stauchung bzw. Verbeulung bei der Kollision so kontrolliert,
dass die Stoßkraft
zuverlässig
von dem vorderen Vorbauabschnitt 13 aufgenommen und absorbiert
werden kann.
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Wenn
die Fahrzeuge 11 frontal kollidieren, kann die Stoßkraft von
dem vorderen Vorbauabschnitt 13 oder dem hinteren Vorbauabschnitt 14 und den
Dämpfungselementen 39, 40 zuverlässig aufgenommen
werden, wie schon erwähnt
wurde. Wenn die Fahrzeuge 11 kollidieren, während das
Fahrzeug 11 eine Kurve durchläuft, wirkt die Stoßkraft schräg auf den
vorderen Vorbauabschnitt 13 oder den hinteren Vorbauabschnitt 14 sowie die
Dämpfungselemente 39, 40 ein.
Gemäß der Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Ausführungsform
können
auch bei einer solchen schrägen
Kollision die Dämpfungselemente 39, 40 die
Stoßkraft
zuverlässig
aufnehmen.
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Im
einzelnen werden gemäß 10,
wenn eine Stoßkraft
bei einer Kollision auf den vorderen Vorbauabschnitt 13 von
einer Richtung schräg
von rechts aufgebracht wird, die rechten Seitenabschnitte 32b, 45b der
Stoßfänger 32, 45 zerdrückt und
gestaucht, und die Verstärkungsträgerelemente 35, 37 auf
der rechten Seite werden verbeult und gebogen. Ferner wird die Stoßkraft bei
der Kollision schräg
auf den Knautschabschnitt 40d des Dämpfungselements 40 direkt
oder indirekt über
die Stoßfänger 32, 45 aufgebracht.
In diesem Fall wird das Dämpfungselement 40 beinahe
nach links durch die schräg
auftreffende Stoßkraft
(zu dem Dämpfungselement 39 hin)
gekippt. Der Knautschabschnitt 40d des Dämpfungselements 40 ist
aber mit dem Knautschabschnitt 39d des Dämpfungselements 39 durch
die Verbindungsstange 41b verbunden, so dass dort eine
Ablenkkraft wirkt, welche das Kippen des Dämpfungselements 40 verhindert. Übrigens
ist der Knautschabschnitt 40d des Dämpfungselements 40 nahe
daran, relativ zu dem Körper 40b durch
die schräg
auf den Knautschabschnitt 40d aufgebrachte Stoßkraft verbogen zu
werden. Der Verstärkungsbügel 40c ist
aber zwischen den Knautschabschnitt 40d und den Körper 40b eingefügt, und
der am Basisendabschnitt des Knautschabschnitts 40d angeordnete
Verstärkungsbügel 40c ist
an dem Verbindungsbügel 41a angebracht,
um eine robuste Struktur zu bilden. Dort wirkt eine Ablenkkraft,
welche das Verbiegen des Knautschabschnitts 40d verhindert.
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Damit
kippt das Dämpfungselement 40 nicht gegen
das Dämpfungselement 39,
und der Knautschabschnitt 40d verbiegt sich nicht, sondern
wird richtig in der Longitudinalrichtung gestaucht bzw. verbeult
und ist in der Lage, die Stoßkraft
bei der schrägen
Kollision ohne weiteres aufzunehmen.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
sind die geraden Abschnitte 47a, 48a, die sich längs der Vertikalrichtung
erstrecken, an den unteren Endabschnitten der vorderen Träger 47, 48 ausgebildet,
welche den vorderen Vorbauabschnitt 13, der als Knautschzone
dient, bildende Bestandteile sind. Unabhängig von dem vorderen Vorbauabschnitt 13 können aber
gerade Abschnitte an den Elementen ausgebildet sein, die vor dem
VorderendVorbauabschnitt 13 befestigt sind. Die geraden
Abschnitte 47a, 48a sind an den insgesamt vier
vorderen Trägern 47, 48 ausgebildet.
Der gerade Abschnitt kann aber auch zumindest an einem vorderen
Träger
ausgebildet sein. Wenn ein gerader Abschnitt auszubilden ist, ist es
erwünscht,
einen Träger
in der Mitte in der Lateralrichtung des vorderen Vorbauabschnitts 13 auszubilden,
und den geraden Abschnitt an diesem Träger auszubilden, wodurch die
Kollisionslast in lateral gleichen Hälften bewältigt wird.
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In
der obigen Ausführungsform
werden der innere Stoßfänger 32 und
der äußere Stoßfänger 45, die
längs der
Lateralrichtung angeordnet sind, als Bestandteile angewandt, die
in einer Richtung annähernd
senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind,
um die Knautschzone zu bilden, und die Löcher 32c, 45c sind
als die Knickfestigkeits-Änderungsmittel
vorgesehen. Es können aber
auch Bestandteile vorgesehen sein, die sich längs der Vertikalrichtung erstrecken,
und Löcher können dort
ausgebildet sein. Statt der Löcher 32c, 45c können konkave
Abschnitte, Einkerbungen oder dünne
Plattenabschnitte angewandt werden.
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Bei
der obigen Ausführungsform
sind die Biegeabschnitte 35b und die gekrümmten vorderen Träger 37b in
den Verstärkungselementen 35, 37 als Hilfselemente
zum Biegen der Verstärkungselemente 35, 37 in
einer Richtung von den Dämpfungselementen 39, 40 weg,
wenn die Stoßkraft
einwirkt, vorgesehen. Dieser Aufbau ist jedoch nicht einschränkend.
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In
der obigen Ausführungsform
sind die Verstärkungsbügel 39c, 40c als
Mittel zum Verstärken des
Fahrzeugkörpers
und der Körper 39b, 40b vorgesehen,
und die Verstärkungsbügel 39g, 40g sind als
Verstärkungselemente
für die
Körper 39b, 40b und
die Knautschabschnitte 39d, 40d vorgesehen. Diese
Teile können
aber auch durch teilweises Verstärken
ihrer Plattendicken verstärkt
werden, ohne daran separate Elemente anzubringen.
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[Zweite Ausführungsform]
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In
der vorliegenden Ausführungsform
gemäß 13 ist
ein seitliches Verstärkungsträgerelement 61 in
einer horizontalen Stellung an einem Vorderendabschnitt eines Unterrahmens 33 in
einem vorderen Vorbauabschnitt 13 angeordnet, und ein vorderes Ende
des seitlichen Verstärkungsträgerelements 61 ist
mit einem inneren Stoßfänger 32 verbunden,
während
sein hinteres Ende mit einem Querträger verbunden ist. Ein Hilfselement 62,
das sich längs
einer Richtung nach vorne und unten erstreckt, ist in einem vorderen
Abschnitt des seitlichen Verstärkungsträgerelements 61 angeordnet.
Ein Vorderende des Hilfselements 62 ist mit einem vertikal
schräggestellten zentralen
Abschnitt 32a des inneren Stoßfängers 32 verbunden,
und ein Basisende des Hilfselements 62 ist mit einem unteren
Vorderendabschnitt des seitlichen Verstärkungsträgerelements 61 verbunden.
Somit wird, wenn eine Stoßkraft
auf das seitliche Verstärkungsträgerelement 61 über die
Stoßfänger 45, 32 bei
einer Kollision der Fahrzeuge 11 einwirkt, das seitliche
Verstärkungsträgerelement 61 nach
oben gebogen, d.h. von dem Dämpfungselement 39 weg gebogen
und in diesem Zustand verformt, da das seitliche Verstärkungsträgerelement 61 einen
durch das Hilfselement 62 gehalterten unteren Abschnitt aufweist.
Somit kommt es nie vor, dass das seitliche Verstärkungsträgerelement 61 und
die Bodenplatte 34 das Dämpfungselement 39 von
oben verbiegen. Das Dämpfungselement 39 wird
in der Longitudinalrichtung durch die von vorne einwirkende Stoßkraft richtig
gestaucht bzw. verbeult und kann die Kollisionskraft zuverlässig aufnehmen.
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Außer diesem
Verfahren ist es zulässig,
beispielsweise eine Einkerbung an der Unterseite des horizontalen
Verstärkungsträgerelements
auszubilden, oder die Plattendicke an ihrer Unterseite zu verringern,
wodurch deren Steifigkeit abnimmt. Dadurch kann das seitliche Verstärkungsträgerelement
nach oben gebogen werden. Die Verstärkungselemente 35, 37 wirken
als Bestandteile der Knautschzone zur Bereitstellung des Hilfselements.
Diese Elemente sind jedoch nicht einschränkend, sondern es können beliebige
Elemente angrenzend an die Dämpfungselemente 39, 40 angewandt
werden. Auf jeden Fall können
die gleichen Vorgänge
und Wirkungen, wie sie vorher beschrieben wurden, erzielt werden.
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Bei
der vorgenannten Ausführungsform
sind die Dämpfungselemente 39, 40 durch
Ausbilden der mehreren Öffnungen 39a, 40a in
den Körpern 39b, 40b von
quadratischer Rohrform gebildet, die Basisendabschnitte der Dämpfungselemente
sind mit dem Querträger
verbunden, und die Knautschabschnitte 39d, 40d sowie
die Vorsprünge 39e, 40e sind
an den Vorderendabschnitten der Dämpfungselemente 39, 40 ausgebildet.
Dieser Aufbau ist jedoch nicht einschränkend.
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[Dritte Ausführungsform]
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
gemäß
14 ist
ein Dämpfungselement
71 mit
einem an einem Querträger
(nicht gezeigt) befestigten Basisendabschnitt so gebildet, dass
ein Knautschabschnitt
71d über ein Verbindungselement
71c mit
einem Vorderendabschnitt eines Körpers
71b mit
quadratischer Rohrform mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten Öffnungen
71a verbunden
ist, und ein Vorsprung
71e in dem Knautschabschnitt
71d ausgebildet
ist. Durch Vorsehen des Verbindungselements
71c kann ein
Zwischenraum unter einer Bodenplatte
34 sichergestellt
werden, und es können
weitere Elemente in diesem Raum angebracht werden. Die Form des
Körpers
des Dämpfungselements
ist nicht auf eine quadratische Rohrform beschränkt, sondern kann eine zylindrische
Form oder eine
-Form
im Querschnitt aufweisen.
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Bei
der vorgenannten Ausführungsform
sind die Verstärkungselemente
und die Dämpfungselemente
unter der Eingangsposition der Stoßkraft in der Knautschzone
(vorderer Vorbauabschnitt 13) vorgesehen, und die Verstärkungselemente sind
von den Dämpfungselementen
am Auftreffpunkt der Stoßkraft
weg, und zwar nach oben, gebogen. Falls die Verstärkungselemente
und die Dämpfungselemente über der
Auftreffposition der Stoßkraft
in der Knautschzone vorgesehen sind, kann auch ein Hilfselement
vorgesehen sein, so dass die Verstärkungselemente von den Dämpfungselementen
weg gebogen werden, und zwar nach unten. Außerdem wurde die Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung als auf das gummibereifte neue Verkehrsfahrzeug
angewandt beschrieben, sie kann aber auch auf allgemeine Schienenfahrzeuge
oder Kraftfahrzeuge angewandt werden.
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[Vierte Ausführungsform]
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
gemäß 15 bis 17 sind
linke und rechte Dämpfungselemente 81 und 82 als
Paar an einem Vorderendabschnitt eines unteren Rahmens 33 angeordnet.
Die jeweiligen Dämpfungselemente 81 und 82 weisen
praktisch die gleiche Konfiguration auf und umfassen Körper 81b, 82b von
quadratischer Rohrform und haben eine Vielzahl von Öffnungen 81a, 82a,
wobei Basisendabschnitte der Körper 81b, 82b an
einem Querträger
durch Verstärkungsbügel 81c, 82c angeschraubt
sind, und kastenförmige
Knautschabschnitte 81d, 82d an den Vorderenden
der Körper 81b, 82b angebracht
sind. Die Dämpfungselemente 81, 82 weisen
die miteinander durch eine Verbindungsstange 83 verbundenen
Knautschabschnitte 81d, 82d auf.
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Die
Knautschabschnitte 81d, 82d fungieren als vertikale
Begrenzungselemente zum Verhindern einer Vertikalbewegung, wenn
sie mit den Knautschabschnitten der Dämpfungselemente des anderen
Unfallfahrzeugs bei einer Kollision der Fahrzeuge 11 kollidieren.
Der Knautschabschnitt umfaßt
einen hohlen Kasten 84, in dem Seitenwandabschnitte 84b integral
an den vier Seiten eines Bodens 84a ausgebildet sind, wobei
ein Verschluß 84c an
der vorderen Oberfläche
befestigt ist und mehrere der horizontalen Eingriffsplatten 85 (in
der vorliegenden Ausführungsform
zwei) in vorbestimmten Abständen
befestigt sind. Ein Verstärkungsbügel 86,
der an den Vorderendabschnitten der Körper 81b, 82b der
Dämpfungselemente 81, 82 befestigt
ist, ist am Boden 84a des Kastens 84 der Knautschabschnitte 81d, 82d durch
mehrere Bolzen 87 befestigt. Das heißt, wenn die Knautschabschnitte 81d, 82d mit
den Knautschabschnitten 81d, 82d kollidieren,
werden die Umschließungen 84c verformt,
und die Eingriffsplatten 84 kommen miteinander in Eingriff,
wodurch eine vertikale Bewegung verhindert wird. In diesem Zustand werden
die Montageflächen
der Knautschabschnitte 81d, 82d nicht verformt,
während
sich die Körper 81b, 82b in
der Longitudinalrichtung verbeulen und die Stoßkraft aufnehmen können.
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Somit
werden die Stärken
der Dämpfungselemente 81, 82 und
der Knautschabschnitte 81d, 82d durch Einstellen
ihrer Plattendicken festgelegt. In diesem Fall werden die Verbindungsbereiche
der Körper 81b, 82b und
der Knautschabschnitte 81d, 82d durch die Bolzen 87 über die
Verstärkungsbügel 86 festgezogen,
um die Oberflächensteifigkeit
zu erhöhen
und eine hohe Festigkeit zu erreichen. Aus der Notwendigkeit, eine
Vertikalbewegung bei einer Kollision der Knautschabschnitte 81d, 82d mit
den Knautschabschnitten 81d, 82d zu verhindern,
wird die Plattendicke der Eingriffsplatten 85 so eingestellt,
dass sie den Eingriffsplatten 85 eine hohe Festigkeit verleiht. Ferner
werden die Plattendicken so eingestellt, dass der Seitenwandabschnitt 84b des
Kastens 84 geringfügig
schwächer
ist als die Eingriffsplatte 85, und die Körper 81b, 82b der
Dämpfungselemente 81, 82 schwächer sind,
so dass sie sich verbeulen, und die Umschließung 84c am schwächsten ist,
so dass die Eingriffsplatten 85 bei der Kollision der Knautschabschnitte 81d, 82d richtig
miteinander in Eingriff kommen. Außerdem ist ein vorbestimmter
Zwischenraum S zwischen der Eingriffsplatte 85 und der
Umschließung 84c vorgesehen.
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Das
so konfigurierte gummibereifte neue Verkehrsfahrzeug 11 wird
reibungslos und sicher auf die oben genannte Weise durch das Betriebsmanagementsystem
betrieben. Falls aber Steuerinstrumente ausfallen, sind verschiedene
manuelle Bedienungsgänge
und Betätigungen
durch den Fahrer möglich.
In diesem Fall wird die Fahrgeschwindigkeit auf eine niedrige Geschwindigkeit
begrenzt. Im Fall einer solchen manuellen Bedienung oder Betätigung des
Fahrzeugs 11 durch den Fahrer kann es aufgrund einer fehlerhaften
Betätigung
oder dgl. zu einem Unfall des Fahrzeugs 11 kommen. Somit
werden, wie schon festgestellt wurde, der vordere Vorbauabschnitt 13 und
der hintere Vorbauabschnitt 14, die als Knautschzonen dienen,
vor und hinter dem Fahrgastraum 12 ausgebildet, und die
Dämpfungselemente 81, 82 werden
unter dem vorderen Vorbauabschnitt 13 und dem hinteren
Vorbauabschnitt 14 angebracht. Ferner wird die Vertikalverschiebung
der Dämpfungselemente 81, 81 verhindert,
so dass die Dämpfungselemente 81, 82 nicht
in bezug auf ihre Gegenstücke
verschoben werden, sondern longitudinal verbeult bzw. gestaucht
werden und eine Stoßkraft
richtig aufnehmen können,
wenn die Fahrzeuge 11 kollidieren. Zu diesem Zweck sind
die Knautschabschnitte 81d, 82d, die an den Vorderendabschnitten
der Dämpfungselemente 81, 82 angebracht
sind, durch Befestigen der mehreren horizontalen Eingriffsplatten 85 in
vorbestimmten Abständen innerhalb
des Kastens 84 gebildet.
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Im
einzelnen tritt die Stoßkraft
bei der Kollision, wenn der vordere Vorbauabschnitt 13 (der
hintere Vorbauabschnitt 14) als Knautschzone bei einer
Kollision der Fahrzeuge 11 geknautscht bzw. zusammengedrückt werden,
an dem äußeren Stoßfänger 45 von
der Außenwand
des FRP ein und wird in die vorderen Träger 47, 48 über die
geraden Abschnitte 47a, 48a eingeleitet und auf
die Knautschabschnitte 39d, 49d der Dämpfungselemente 39, 40 aufgebracht.
Unter diesen Umständen
werden die Zentralabschnitte 32a, 45a (das Verstärkungsmaterial 46) der
Stoßfänger 32, 45 gedrückt, und
die gegenüberliegenden
Seitenabschnitte 32b, 45b werden in der Longitudinalrichtung
durch die mehreren Löcher 32c, 45c gestaucht
bzw. verbeult. Ferner werden die seitlichen Verstärkungsträgerelemente 35 durch
die Vielzahl von Löchern 35c zu
einer Verformung verbeult und gebogen, ebenso wie es die zentralen
Verstärkungsträgerelemente
durch die vorderen Träger 37b erfahren,
und die Verbindungsträger 50 durch
die Vielzahl von Löchern 50a.
Darüber
hinaus kollidieren die Dämpfungselemente 81, 82 mit
den Gegenstücken,
um eine Longitudinalstauchung zu beginnen.
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Hierbei
kollidieren gemäß 18 die
Dämpfungselemente 81, 82 des
Fahrzeugs 11 mit den Dämpfungselementen 81, 82 des
anderen Fahrzeugs 11, und die Eingriffsplatten 85 kommen
miteinander in Eingriff und verhindern eine Vertikalbewegung. Das
heißt,
wenn die Knautschabschnitte 81b, 82b der Dämpfungselemente 81, 82 mit
ihren Gegenstücken
in eine frontale Kollision geraten, drücken die Eingriffsplatten 85 mit
großer
Kraft gegen die Umschließung 84c mit
geringer Steifigkeit über
die Zwischenräume
S, um sie zu verformen, mit dem Ergebnis, dass die Eingriffsplatten 85 miteinander
in Eingriff kommen. Dieser Eingriff der Eingriffsplatten 85 verhindern
eine Vertikalbewegung der Knautschabschnitte 81d, 82d relativ
zu ihren Gegenstücken.
Infolgedessen treten die Montagebereiche der Knautschabschnitte 81d, 82d,
denen durch die Verstärkungsbügel 86 eine
hohe Festigkeit verliehen wird, ohne Schrägstellung zurück, woraufhin
die Körper 81b, 82b sich
richtig in der Longitudinalrichtung stauchen und die Stoßkraft zuverlässig aufnehmen
können.
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[Fünfte Ausführungsform]
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In
der obigen Ausführungsform
sind die Dämpfungselemente 81, 82 durch
Befestigen der Stauchabschnitte 81d, 82d an den
Vorderenden der Körper 81b, 82b sowie
durch Verbinden der Stauchabschnitte 81d, 82d durch
die Verbindungsstange 83 gebildet. Dieser Aufbau ist jedoch
nicht einschränkend.
In der vorliegenden Ausführungsform gemäß 19 sind
der Stauchabschnitt des Dämpfungselements
und die Verbindungsstange integral ausgebildet. Das heißt ein Körper 91a eines
Dämpfungselements 91 hat
eine quadratische Rohrform und hat mehrere darin ausgebildete Öffnungen 91b. Ein
Basisendabschnitt des Dämpfungselements 91 ist
an einem Fahrzeugkörper
(nicht gezeigt) befestigt. Eine Verbindungsstange 92 weist
eine hohle Form auf, in der ein Knautschabschnitt 92a und
ein Verbindungsabschnitt 92b (auf beiden Seiten des Fahrzeugkörpers als
Paar vorhanden) integral ausgebildet sind. Die Rückseite des Knautschabschnitts 92a ist
an dem Vorderende des Dämpfungselements 92 durch
Bolzen 93 befestigt, und zwei horizontale Eingriffsplatten 94 sind
in einem vorbestimmten Abstand innerhalb des Knautschabschnitts 92a befestigt.
Die Verbindungsstange 92 ist mit einer an deren Vorderfläche befestigten
Umschließung
verschlossen, die Umschließung
ist aber wegen eines besseren Verständnisses des Innenraums nicht
dargestellt.
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Wenn
die Verbindungsstangen 92 der Dämpfungselemente 91 bei
einer Kollision der Fahrzeuge 11 miteinander kollidieren,
kommen die Eingriffsplatten 94 der Knautschabschnitte 92a miteinander
in Eingriff. Dieser Eingriff verhindert eine Vertikalbewegung der
Knautschabschnitte 92a relativ zueinander. Infolgedessen
treten die Montagebereiche der Knautschabschnitte 92a ohne
Schrägstellung
zurück,
woraufhin sich der Körper 91a richtig
in der Longitudinalrichtung staucht und die Stoßkraft zuverlässig aufnehmen
kann. Da der Knautschabschnitt 92a und der Verbindungsabschnitt 92b integral
die Verbindungsstange 92 bilden, kann außerdem deren Herstellung
erleichtert werden.
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In
der obigen Ausführungsform
weisen die Dämpfungselemente 81, 82, 91 eine
quadratische Rohrform auf, sie können
aber auch Zylinderform aufweisen. Die Knautschabschnitte 81d, 82d, 92a sind
hohle Kästen,
können
aber auch Plattenmaterialien mit hoher Starrheit bzw. Steifigkeit
sein. Ferner sind die vertikalen Rückhalteelemente die Eingriffsplatten 85, 94,
die Platten können
aber auch Vertiefungen und Vorsprünge haben und ihre Anzahl ist nicht
auf zwei beschränkt.
Auch die Anzahl der Dämpfungselemente 81, 82, 91 ist
nicht auf zwei beschränkt,
sondern sie kann auch eins oder drei oder mehr betragen.
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Bei
jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wurde die Fahrzeugkörperstruktur
der vorliegenden Erfindung als auf das gummibereifte neue Verkehrsfahrzeug
angewandt beschrieben, kann aber auch auf allgemeine Schienenfahrzeuge oder
auf Kraftfahrzeuge angewandt werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie
oben beschrieben wurde, erzielt die Fahrzeugkörperstruktur gemäß der vorliegenden
Erfindung Sicherheit durch zuverlässiges Absorbieren eines Stoßes, der
auftritt, wenn Fahrzeuge kollidieren, ohne das äußere Erscheinungsbild oder
den Luftwiderstand zu beeinträchtigen.
Die Fahrzeugkörperstruktur
ist hauptsächlich
zur Verwendung bei dem gummibereiften neuen Verkehrsfahrzeug vorzuziehen,
kann aber auch auf allgemeine Schienenfahrzeuge oder Kraftfahrzeuge
angewandt werden.
