DE60201115T2

DE60201115T2 - Vorderwagenaufbau eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE60201115T2
Application number: DE60201115T
Authority: DE
Inventors: Wataru Sakuma
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: EP1308372B1; US6588832B2; DE60201115D1; CN1415511A; EP1308372A1; KR20030035899A; US20030080588A1; KR100753713B1; CN1267310C; JP3775280B2; JP2003137136A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeug-Vorderwagenaufbau.
Bei einem vorstellbaren Fahrzeug-Vorderwagenaufbau, der in 6 und 7 illustriert wird, bestehen ein Vorderboden 1 und ein Instrumentenboden 2 aus einem mittleren Bodenblech 4 an einem mittleren Bereich in einer Fahrzeugquerrichtung 3 von den Böden 1 und 2 und Bodenblechen 5 an in Querrichtung äußeren Seiten von dem mittleren Bodenblech 4. An einem mittleren Abschnitt des mittleren Bodenblechs 4 erstreckt sich in einer Fahrzeuglängsrichtung 6 ein Bodentunnel 7. An in Querrichtung äußeren Seiten von dem Bodentunnel 7 erstrecken sich parallel zu denselben Verstärkungselemente 8. Unter den Bodenblechen 5 erstrecken sich in einer Fahrzeuglängsrichtung 6 vordere Seitenelemente 9, von denen ein jedes mit einem Aufhängungseinbauabschnitt 10 versehen wird.
Bei dem Fahrzeug-Vorderwagenaufbau werden jedoch die Verstärkungselemente 8 axialen Belastungen ausgesetzt und erzeugen im Fall eines Frontalzusammenstoßes große Reaktionskräfte, weil sich die Verstärkungselemente 8 in der Fahrzeuglängsrichtung 6 parallel zu dem Bodentunnel 7 erstrecken. Im Gegensatz dazu werden die Verstärkungselemente 8 im Fall eines versetzten Zusammenstoßes Biegebelastungen ausgesetzt und erzeugen kleine Reaktionskräfte.
Darüber hinaus funktionieren die Verstärkungselemente 8 auf Grund der oben beschriebenen Struktur nicht als Versteifungselemente eines Hilfsrahmens. Daher ist es notwendig, Versteifungselemente gesondert bereitzustellen, was zu Steigerungen bei Kosten und Gewicht führt.
Das Dokument JP-05-116647 legt einen Fahrzeug-Vorderwagenaufbau offen, der vordere Seitenlängselemente, einen an seinen vorderen und hinteren Befestigungspunkten an den vorderen Seitenelementen befestigten Hilfsrahmen, wobei die hinteren Befestigungspunkte in einer Fahrzeugquerrichtung näher beieinander liegen als die vorderen Befestigungspunkte, und Verstärkungselemente umfaßt, die wesentlich parallel zu einer geraden Linie durch die vorderen und die hinteren Befestigungspunkte verlaufen, wobei ein vorderer Teil der Verstärkungselemente mit einer Nähe der hinteren Befestigungspunkte des Hilfsrahmens verbunden wird und ein hinterer Teil der Verstärkungselemente mit einem anderen Bodenlängsrahmen verbunden wird.
Es wäre wünschenswert, in der Lage zu sein, einen Fahrzeug-Vorderwagenaufbau bereitzustellen, der bei einem Zusammenstoß kontrollierte Reaktionskräfte erzeugt, der leichtgewichtig und kostengünstig ist.
Dieses Ziel wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4 erreicht.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug-Vorderwagenaufbau, der folgendes umfaßt: ein Bodenblech mit einem in einer Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Bodentunnel, unter dem Bodenblech bereitgestellte vordere Seitenelemente, die in der Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, einen an seinen vorderen und hinteren Befestigungspunkten an den vorderen Seitenelementen befestigten Hilfsrahmen, wobei die hinteren Befestigungspunkte in einer Fahrzeugquerrichtung auf einer Innenseite von den vorderen Befestigungspunkten angeordnet werden, und am Bodenblech befestigte Verstärkungselemente, die jeweils wesentlich parallel zu einer geraden Linie verlaufen, die auf der in Querrichtung gleichen Seite des Hilfsrahmens durch die vorderen und hinteren Befestigungspunkte hindurchgeht, wobei ein vorderer Teil derselben mit einer Nähe des hinteren Befestigungspunkts des Hilfsrahmens verbunden wird und ein hinterer Teil derselben mit dem Bodentunnel des Bodenblechs verbunden wird.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Unteransicht eines Fahrzeug-Vorderwagenaufbaus nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, die Verstärkungselemente zeigt,
2 eine andere Unteransicht des Fahrzeug-Vorderwagenaufbaus von 1 ist, wobei ein Hilfsrahmen der Klarheit wegen weggelassen wird,
3 eine Querschnittsansicht eines Aufhängungseinbauabschnitts des Fahrzeug-Vorderwagenaufbaus, längs der Linie III-III von 1, ist,
4 eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht des Aufhängungseinbauabschnitts von 3 ist,
5 eine Seitenansicht des Fahrzeug-Vorderwagenaufbaus von 1 ist,
6 eine Querschnittsansicht eines vorstellbaren Fahrzeug-Vorderwagenaufbaus, längs einer Fahrzeugquerrichtung desselben, ist,
7 eine Unteransicht des Fahrzeug-Vorderwagenaufbaus von 6 ist.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Elemente durch gleiche Referenzzeichen bezeichnet werden.
Ein Vorderboden 15 und ein Instrumentenboden 16 eines Fahrzeugs bestehen aus einem mittleren Bodenblech 18 an einem mittleren Bereich in einer Fahrzeugquerrichtung 17 von den Böden 15 und 16 und Bodenblechen 19 an in Querrichtung äußeren Seiten von dem mittleren Bodenblech 18. An einem mittleren Abschnitt des mittleren Bodenblechs 18 erstreckt sich in einer Fahrzeuglängsrichtung 20 ein zu einer konvexen Form nach oben gebogener Bodentunnel 21.
Unter den Bodenblechen 19 erstreckt sich an den beiden Seiten in der Fahrzeuglängsrichtung 20 ein Paar von vorderen Seitenelementen 22.
Zwischen vorderen Teilen des Paars der vorderen Seitenelemente 22 wird ein Hilfsrahmen 23 (ein Bordstein-Hilfsrahmen) bereitgestellt. Der Hilfsrahmen 23 wird an einem Paar von vorderen Befestigungspunkten 24 und einem Paar von hinteren Befestigungspunkten 25 des Hilfsrahmens 23 an den vorderen Seitenelementen 22 befestigt. Der Abstand zwischen den vorderen Befestigungspunkten 24 in der Fahrzeugquerrichtung 17 ist länger als der entsprechende Abstand zwischen den hinteren Befestigungspunkten 25, und die hinteren Befestigungspunkte 25 werden in der Fahrzeugquerrichtung 17 auf einer inneren Seite von den vorderen Befestigungspunkten 24 (näher zur Mitte als die vorderen Befestigungspunkte 24) angeordnet.
Ein Paar von Verstärkungselementen 31, die wesentlich parallel zu geraden Linien verlaufen, die jeweils auf der in der Fahrzeugquerrichtung 17 gleichen Seite durch die vorderen und hinteren Befestigungspunkte 24 und 25 des Hilfsrahmens 23 hindurchgehen, werden jeweils an dem mittleren Bodenblech 18 und dem Bodenblech 19 befestigt. Ein vorderes Ende jedes Verstärkungselements 31 wird mit einer Nähe des hinteren Befestigungspunkts 25 des Hilfsrahmens 23 verbunden, während ein hinteres Ende des Verstärkungselements 31 mit dem Bodentunnel 21 verbunden wird.
Die hinteren Befestigungspunkte 25 (ein Aufhängungseinbauabschnitt 35) des Hilfsrahmens 23 werden jeweils zwischen den vorderen Enden der Verstärkungselemente 31 und den vorderen Seitenelementen 22 angeordnet.
Die Verstärkungselemente 31 haben die Funktion einer Gelenkwellenstütze. Die Gelenkwellentragstützen 32 werden zum Tragen einer Gelenkwelle (nicht gezeigt) an den Verstärkungselementen 31 bereitgestellt.
Die Verstärkungselemente 31 werden wesentlich parallel zu den geraden Linien bereitgestellt, die jeweils auf der in der Fahrzeugquerrichtung 17 gleichen Seite durch den vorderen Befestigungspunkt 24 und den hinteren Befestigungspunkt 25 des Hilfsrahmens 23 hindurchgehen, und die vorderen Enden der Verstärkungselemente 31 werden mit einer Nähe des hinteren Befestigungspunkts 25 des Hilfsrahmens 23 verbunden, und die hinteren Enden der Verstärkungselemente 31 werden mit dem Bodentunnel 21 verbunden. Dementsprechend werden die Verstärkungselemente 31, wie es in 1 gezeigt wird, im Fall eines versetzten Zusammenstoßes axialen Belastungen F1 ausgesetzt und erzeugen eine große Reaktionskraft F2. Hier wird die Beanspruchung σ der Reaktionskraft zu der axialen Belastung durch die Formel σ = πEI/12A ausgedrückt, in der π das Kreisverhältnis bezeichnet, E den Elastizitätsmodul bezeichnet, I das geometrische Trägheitsmoment bezeichnet und A eine Querschnittsfläche bezeichnet.
Im Gegensatz dazu werden die Verstärkungselemente 31, wie es mit strichpunktierten Doppelstrichlinien illustriert wird, im Fall eines Frontalzusammenstoßes Belastungen F3 in einem Biegemodus ausgesetzt und erzeugen eine kleine Reaktionskraft F4. Hier wird die Beanspruchung σb der Reaktionskraft zu der Biegebelastung durch die Formel σb = M/Z ausgedrückt, in der M das Biegemoment bezeichnet und Z das Widerstandsmoment bezeichnet.
Außerdem wird die Zusammenstoßbelastung wirksam auf die Verstärkungselemente 31 und die vorderen Seitenelemente 22 verteilt, weil die hinteren Befestigungspunkte 25 (die Aufhängungseinbauabschnitte 35) des Hilfsrahmens 23 jeweils zwischen den vorderen Enden der Verstärkungselemente 31 und den vorderen Seitenelementen 22 angeordnet werden. Zusätzlich wird die Fahrfähigkeit verbessert, weil die Steifigkeit der Aufhängungseinbauabschnitte 35 gesteigert wird.
Darüber hinaus wird die Steifigkeit eines Einbaupunkts der Gelenkwelle verbessert, weil die Gelenkwellentragstützen 32 an den Verstärkungselementen 31 bereitgestellt werden.

Claims

Fahrzeug-Vorderwagenaufbau, der folgendes umfaßt: ein Bodenblech (18, 19) mit einem in einer Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Bodentunnel (21), unter dem Bodenblech (18, 19) bereitgestellte vordere Seitenelemente (22), die in der Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, einen an seinen vorderen und hinteren Befestigungspunkten (24, 25) an den vorderen Seitenelementen (22) befestigten Hilfsrahmen (23), wobei die hinteren Befestigungspunkte (25) in einer Fahrzeugquerrichtung auf einer Innenseite von den vorderen Befestigungspunkten (24) angeordnet werden, und am Bodenblech (18, 19) befestigte Verstärkungselemente (31), die jeweils parallel zu einer geraden Linie verlaufen, die auf der in Querrichtung gleichen Seite des Hilfsrahmens (23) durch die vorderen und hinteren Befestigungspunkte (24, 25) hindurchgeht, wobei ein vorderer Teil derselben mit einer Nähe des hinteren Befestigungspunkts (25) des Hilfsrahmens (23) verbunden wird und ein hinterer Teil derselben mit dem Bodentunnel (21) des Bodenblechs (18, 19) verbunden wird.
Fahrzeug-Vorderwagenaufbau nach Anspruch 1, bei der die hinteren Befestigungspunkte (25) des Hilfsrahmens (23) zwischen dem Verstärkungselement (31) und dem vorderen Seitenelement (22) angeordnet werden.
Fahrzeug-Vorderwagenaufbau nach Anspruch 1, bei der das Verstärkungselement (31) die Funktion einer Gelenkwellenstütze hat.
Fahrzeug-Vorderwagenaufbau, der folgendes umfaßt: ein mittleres Bodenblech (18) in einem in einer Fahrzeugquerrichtung mittleren Bereich eines Vorderbodens (15) und eines Instrumentenbodens (16), an seinem Mittelabschnitt versehen mit einem zu einer konvexen Form nach oben gebogenen Bodentunnel (21), der in einer Fahrzeuglängsrichtung verläuft, Bodenbleche (19) an in Querrichtung äußeren Seiten des mittleren Bodenblechs (18), ein Paar von vorderen Seitenelementen (22) unter den Bodenblechen (19), die in der Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, einen zwischen vorderen Teilen des Paars der vorderen Seitenelemente (22) bereitgestellten und an einem Paar von vorderen Befestigungspunkten (24) und einem Paar von hinteren Befestigungspunkten (25) des Hilfsrahmens (23) an den vorderen Seitenelementen (22) befestigten Hilfsrahmen (23), wobei ein Abstand zwischen den vorderen Befestigungspunkten (24) in der Fahrzeugquerrichtung länger ist als ein Abstand zwischen den hinteren Befestigungspunkten (25) in der Fahrzeugquerrichtung und die hinteren Befestigungspunkte (25) in einer Fahrzeugquerrichtung auf einer inneren Seite von den vorderen Befestigungspunkten (24) angeordnet werden, ein Paar von Verstärkungselementen (31), die wesentlich parallel zu geraden Linien verlaufen, die jeweils auf der in der Fahrzeugquerrichtung gleichen Seite durch die vorderen und hinteren Befestigungspunkte (24, 25) des Hilfsrahmens (23) hindurchgehen, jeweils an dem mittleren Bodenblech (18) und dem Bodenblech (19) befestigt, wobei ein vorderer Teil jedes Verstärkungselements (31) mit einer Nähe des hinteren Befestigungspunkts (25) des Hilfsrahmens (23) verbunden wird und ein hinterer Teil derselben mit dem Bodentunnel (21) verbunden wird, und an den Verstärkungselementen (31) bereitgestellte Gelenkwellentragstützen (32) zum Tragen einer Gelenkwelle, bei der die hinteren Befestigungspunkte (25) des Hilfsrahmens (23) jeweils zwischen den vorderen Enden der Verstärkungselemente (31) und den vorderen Seitenelementen (22) angeordnet werden.