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Diese
Erfindung betrifft eine Konstruktion für ein Kraftfahrzeug, welche
eine Stoßfänger-Außenhaut
und einen starren Stoßrahmen
aufweist, von dem mindestens ein Mittelabschnitt in Bezug zur Fahrrichtung
des Fahrzeuges hinter der Stoßfänger-Außenhaut
angeordnet ist zur Bildung eines unteren Bereiches zum Anschlagen
an das Schienbein eines Fußgängers, wobei
die Stoßfänger-Außenhaut einen
vorderen Mittelabschnitt und zwei Seitenabschnitte aufweist, welche
den Mittelabschnitt nach hinten verlängern.
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In
einer Konstruktion vom oben genannten Typ macht der Stoßrahmen
es möglich,
einen Fußgänger unter
seinem Knie anzuschlagen, genauer gesagt auf der Höhe seines
Schienbeines. Die Risiken von schweren Knieverletzungen von einem
getroffenen Fußgänger sind
daher reduziert.
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So
eine Konstruktion macht es deshalb möglich, die zukünftigen
Regelungen zu erfüllen,
welche darauf hinzielen, die im Fall von einem Frontalzusammenstoß bei niedriger
Geschwindigkeit an Fußgängern zugefügten Verletzungen
zu begrenzen.
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Das
Verhalten eines Kraftfahrzeuges sollte gleicherweise bestimmte Bedingungen
erfüllen
bei Standardzusammenstößen, darunter
der Zusammenstoß mit
einem Hindernis mit 15 km/h genannt „Reparabilität" oder „Danner".
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Bei
so einem Zusammenstoß sollte
das Fahrgestell eines Fahrzeuges und insbesondere die Längsträger nicht
plastisch verformt werden. Allgemeiner müssen die Reparaturkosten als
Folge dieses Frontalzusammenstoßes
begrenzt sein.
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Eine
Konstruktion des obengenannten Typs ist bekannt aus WO-00/58 144. Der starre
Stoßrahmen
besteht dort aus einem Verkleidungsteil für die Unterseite des Motors.
Dieses Stück
ist ein Teil der Motorlagerung und ist bestimmt, um nach unten den Motorraum
abzuschließen.
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In
dieser Konstruktion ist der starre Stoßrahmen nicht auf den Längsträgern des
Fahrgestelles montiert und er wird deshalb denen bei einem Reparabiltäts-Zusammenstoß keine
Kräfte
weiterleiten.
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Man
stellt jedoch fest, dass bei einem solchen Zusammenstoß wichtige
Kräfte
das Verkleidungsteil für
die Motorunterseite beanspruchen, welche zur Beschädigung dessen
führen.
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Ein
solches strukturelles Teil vom Fahrzeug ist nun besonders teuer.
Die Reparatur eines mit so einer Konstruktion vorgesehenen Fahrzeuges
nach einem Reparabilitäts-Zusammenstoß stellt
sich deshalb noch zu teuer heraus.
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Ein
Ziel der Erfindung ist es, dieses Problem zu lösen mittels einer Konstruktion
des obengenannten Typs, welche geringere Reparaturkosten zur Folge
hat nach einem Reparabilitäts-Zusammenstoß.
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Dazu
ist Gegenstand der Erfindung eine Konstruktion des obengenannten
Typs, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßrahmen an die Seitenabschnitte
der Stoßfänger-Außenhaut
montiert ist.
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Gemäß besonderen
Ausführungsbeispielen kann
die Konstruktion eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen,
wobei diese gesondert genommen werden oder gemäß allen technisch möglichen
Konstruktionen:
- – der Stoßrahmen ist an jedem Seitenabschnitt über ein
zwischenliegendes Verstärkungsstück montiert,
welches seitlich am Inneren des genannten Seitenabschnitts festangebracht
ist,
- – der
Stoßrahmen
weist Enden auf, über
welche er an die Seitenabschnitte der Stoßfänger-Außenhaut montiert ist,
- – jedes
Verstärkungsstück weist
eine Muffe auf zum Aufnehmen von einem Ende des Stoßrahmens,
- – die
Enden des Stoßrahmens
sind auf einer Höhe
angeordnet, welche über
jener des Mittelabschnitts des Stoßrahmen liegt,
- – der
Stoßrahmen
weist Bereiche weniger Festigkeit auf,
- – der
Stoßrahmen
weist ein Rohr auf,
- – das
Rohr ist metallisch, und
- – die
Konstruktion weist außerdem
einen Kühlergrill
zum Schutz eines Kühlers
auf, wobei mindestens ein unterer Abschnitt des Kühlergrills
zwischen dem Mittelabschnitt des Stoßrahmens und der Stoßfänger-Außenhaut
angeordnet ist.
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Es
ist weiter Gegenstand der Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem
vorderen Längsende,
dadurch gekennzeichnet, dass es eine an dem vorderen Längsende
montierte Konstruktion wie oben beschrieben aufweist.
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Weiter
ist Gegenstand der Erfindung ein Konstruktionsverfahren von einem
Fahrzeug wie oben definiert, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden
Schritte aufweist:
- – Bereitstellen einer Konstruktion
wie oben definiert, dann
- – Montieren
dieser Konstruktion an das vordere Ende eines Kraftfahrzeuges.
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Die
Erfindung wird besser verstanden werden durch das Lesen der nachfolgenden
Beschreibung welche nur als Beispiel gegeben wird und gemacht worden
ist mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen,
in welchen:
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die 1 eine
schematische, perspektivische Ansicht ist einer erfindungsgemäßen Konstruktion,
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die 2 eine
schematische, perspektivische Ansicht ist, welche den Stoßrahmen
der Konstruktion der 1 darstellt,
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die 3 ein
schematischer Teilschnitt gemäß der Ebene
III-III der 1 ist, und
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die 4 ein
schematischer Teil-Längsschnitt
des vorderen Endes eines mit der Konstruktion der 1 vorgesehenen
Kraftfahrzeuges ist.
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Bei
allem was folgt müssen
die Wörter „vorn", „hinten", „rechts", „links", „oben", „unten" und „längs" verstanden werden
in Bezug auf die Position eines Fahrers und die Fahrtrichtung des
Kraftfahrzeuges. Diese Richtung wird konkret dargestellt durch den
Pfeil M in den 1 und 4.
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Die 1 stellt
schematisch eine Konstruktion 1 dar, welche bestimmt ist,
um damit das vordere Längsende
eines Kraftfahrzeuges auszurüsten.
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Die
Konstruktion 1 besitzt eine Struktur und eine Form, welche
im wesentlichen symmetrisch sind gegenüber einer vertikalen in der
Mitte angeordneten Längsebene.
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Diese
Konstruktion 1 weist hauptsächlich eine Stoßfänger-Außenhaut 2 auf
und einen starren Stoßrahmen 3.
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Die
Stoßfänger-Außenhaut 2 ist
ein Stück, das
zum Beispiel durch Formguss von einem plastischen Stoff gemacht
ist. Die Außenhaut 2 weist
einen vorderen Mittelabschnitt oder Schild 6 auf und zwei Seitenabschnitte
oder gekrümmte
Stücke 7.
Die gekrümmten
Stücke 7 verlängern die
Seiten-Endabschnitte
des Schildes 6 nach hinten so, dass die Außenhaut 2 von
oben gesehen im wesentlichen eine nach hinten geöffnete U-Form zeigt.
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Auf
klassische Weise zeigt das Schild 6 von oben gesehen eine
runde Form mit einer Konkavität die
nach hinten gerichtet ist. Das Schild 6 weist weiter ein
unteres Teil oder Spoiler 9 und ein oberes Teil 10 auf.
Eine Öffnung 11 ist
im Schild zwischen dem Spoiler 9 und dem oberen Bereich 10 angebracht,
um die Durchströmung
eines Luftstroms möglich
zu machen, welcher um den Kühler
des Kraftfahrzeuges fließt.
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Diese Öffnung 11 ist
bedeckt mit einem gitterförmigen
Kühlergrill 13.
Dieser Kühlergrill 13 ist hinter
dem Schild 6 angeordnet und an diesem in einer klassischen
Weise befestigt, um den Kühler
zu maskieren und zu schützen.
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Wie
insbesondere gezeigt in der 2 besteht
der Stoßrahmen 3 aus
einem gebogenen Rohr. Das Rohr 3 ist zum Beispiel aus Aluminium
hergestellt und besitzt einen durchgehenden Kreisdurchschnitt.
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Das
Rohr 3 weist auf:
- – einen zentralen Unterabschnitt 15,
welcher gebogen ist, so dass die Konkavität nach hinten gerichtet ist
und so dass er auch eine Rundung aufweist, welche etwa der Form
des Spoilers 9 und des Schildes 6 entspricht,
- – zwei
schräge
Zwischenabschnitte 17, welche den zentralen Unterabschnitt 15 verlängern und welche
nach oben und seitwärts
nach außen
gebogen sind, und
- – zwei
Endabschnitte 18, welche die Zwischenabschnitte 17 nach
hinten verlängern
und sich ungefähr
horizontal erstrecken.
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Durch
das örtliche
komplette Zusammendrücken
des Rohres 3 zwischen jedem Endabschnitt 18 und
dem entsprechenden Zwischenabschnitt 17 auf der Höhe des Knies,
ist ein Bereich mit weniger Widerstand 19 angebracht, wodurch
der Endabschnitt 18 sich horizontal erstrecken kann, weil
der schräge Abschnitt 17 gegenüber einer
horizontalen Ebene geneigt ist.
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Die
Konstruktion 1 weist weiter zwei Platten 21 auf,
welche die gekrümmten
Stücke 7 der
Außenhaut 2 verstärken.
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Wegen
der oben genannten Symmetrie wird mit Bezug auf die 1 und 3 nur
die linke Platte 21 beschrieben.
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Die
linke Platte 21 besteht zum Beispiel aus Plastik, welches
ein Verstärkungsmittel
enthält,
zum Beispiel ein Mittel aus Glasfasern.
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Die
Platte 21 erstreckt sich seitlich im Inneren des linken
gekrümmten
Stücks 7 im
wesentlichen über
dessen ganze Höhe.
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Sie
erstreckt sich zudem von dem hinteren Rand 23 des gekrümmten Stücks 7 nach
vorne. Der obere Bereich 25 der linken Verstärkungsplatte 21 erstreckt
sich nach vorne etwa bis zum Schild 6.
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Wie
in der 3 gezeigt, hat die Verstärkungsplatte 21 im
wesentlichen, die Form des linken gekrümmten Stücks und ist gegen das gekrümmte Stück gedrückt mit
Ausnahme auf Höhe
eines nach innen zurückversetztes
Teiles 26 der Platte 21. Auf der Höhe dieses
zurückversetztes
Teiles 26 weist die Platte 21 eine kreisförmige zylindrische
Muffe 27 auf mit horizontaler Achse. Die Muffe 27 ist
nach vorne und nach hinten geöffnet.
Das zurückversetzte
Teil 26 weist weiter einen Anschlag 28 auf, welcher
am hinteren Teil der Muffe 27 angeordnet ist.
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Die
Platte 21 weist weiter zwei untere Halterungen 29 auf
zur Befestigung mittels Verschrauben am unterem Rand 31 des
linken gekrümmten
Stücks 7.
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In
der Konstruktion 1 der 1 ist der
Stoßrahmen
3 im Inneren der Stoßfänger-Außenhaut 2 angeordnet
und erstreckt sich hinter seinem Schild 6.
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Weiter
wird jeder Endabschnitt 18 des Rahmens 3 in der
Muffe 27 einer Verstärkerplatte 21 aufgenommen
und ist hinten gegen den entsprechenden Anschlag 28 gestützt. Eine
Querschraube 33 durchquert eventuell die Wand der Muffe 27 und
den entsprechenden Endabschnitt 18 um die beide fest miteinander
zu verbinden.
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Der
zentrale Unterabschnitt 15 des Rahmens 3 erstreckt
sich nach hinten innerhalb des Spoilers 9.
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Wie
man in den 1 und 4 sieht,
weist der Kühlergrill 13 zwei
in der Querrichtung auseinanderliegende untere Sperrvorrichtungsteile 35 auf. Diese
zwei Teile 35 erstrecken sich nach unten bis in den Spoiler 9,
um den Unterabschnitt 15 des Rahmens 3 durch elastisches
Einrasten aufzunehmen und ihn in einer festen Position gegenüber der
Außenhaut 2 zu
halten.
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Weiter,
wie gezeigt in der 4, weisen die Sperrvorrichtungsteile 35 eine
vordere Auskragung 36 auf, welche sich auf den Spoiler 9 stützt. Jede Auskragung 36 ist
zwischen dem vordersten Bereich 37 des Spoilers 9 und
dem zentralen Unterabschnitt 15 des Rahmens 3 angeordnet
und stützt
sich auf die beide Teilen.
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Es
ist Zweck, den vorderen Endabschnitt 39 eines Kraftfahrzeuges
mit der Konstruktion 1 auszurüsten, wie gezeigt in der 4.
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Der
vordere Endabschnitt 39 weist hinter dem Spoiler 9 die
Motorlagerung 45 auf, wovon ein einziges Teil schematisch
ist dargestellt.
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Der
vordere Längsendabschnitt 39 des
Kraftfahrzeuges weist weiter, hinter dem oberen Bereich 10 der
Stoßfänger-Außenhaut 2,
nacheinander von vorne nach hinten folgende Teile auf:
- – einen
ersten Stoßdämpfer 47,
welcher sich quer praktisch über
die ganze Breite des Schildes 6 der Außenhaut 2 erstreckt
und zum Beispiel aus Schaumstoff hergestellt ist,
- – einen
Stoßfängerrahmen 49,
welcher sich quer praktisch über
die ganze Breite des Schildes 6 erstreckt und aus eventuell
mit einem Mittel verstärkten
Plastik hergestellt ist oder aus Metall,
- – zwei
zweite Stoßdämpfer 51,
wovon ein einziger sichtbar ist in der 4, wobei
die zwei Stoßdämpfer 51 der
eine neben dem anderen angeordnet ist und jeder der beiden verbunden
ist mit dem vorderen Endabschnitt einer der beiden Längsträger 53 des
Fahrzeuggestelles.
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Der
zentrale Unterabschnitt 15 des Stoßrahmens bildet mit den Auskragungen 36 der
Sperrvorrichtungsteile 35 und mit dem vorderen Bereich 37 des
Spoilers 9 einen ersten unteren Anschlagbereich 55.
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Der
obere Rahmen 49 bildet mit dem Stoßdämpfer 47 und dem oberen
Bereich 10 des vorderen Schildes 6 einen zweiten
oberen Anschlagbereich 57.
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Im
Falle eines Frontalzusammenstoßes
mit einem Fußgänger kommt
der untere Anschlagbereich 55 in Kontakt mit dem Schienbein 59 eines
oder beider Beine des Fußgängers (4).
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Der
zweite Anschlagbereich 57 kommt in Kontakt mit dem Knie 61.
Die Kontakte mit dem Schienbein und dem Knie finden im selben Moment statt,
da der zweite Anschlagbereich 57 sich senkrecht oberhalb
des ersten Anschlagbereiches 55 befindet, da die Auskragungen 36 es
möglich
machen den Spielraum zwischen dem zentralen Abschnitt 15 und
dem Bereich 37 des Spoilers 9 auszugleichen.
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Weil
der Stoßdämpfer 47 weniger
starr ist als der Stoßrahmen 3 und
die Auskragungen 36 der Sperrvorrichtungsteile 35,
weicht der obere Anschlagbereich 57 zurück gegenüber dem unteren Anschlagbereich.
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So
stellt man fest, dass die vom Knie 61 erfahrene Biegung
niedriger ist als 15°,
so dass die am Knie auftretenden Schäden reduziert werden. Die Konstruktion 1 macht
es deshalb möglich,
die Bedingungen eines Zusammenstoßes mit einem Fußgänger zu
erfüllen.
Man sieht, dass dieses Ergebnis erreicht werden kann durch einen
Anschlag vom Bein 60 mit dem oberen Anschlagsbereich 57 unter
das Knie 61.
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Im
Falle eines Reparabilitäts-Zusammenstoßes nehmen
die Stoßdämpfer 47 und 51 die
Energie des Zusammenstoßes
auf und bewirken so, dass das Fahrgestell des Fahrzeuges, und insbesondere
die Längsträger 53,
wie bekannt, nicht plastisch verformt werden.
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Was
das untere Teil des vorderen Endabschnittes 39 des Kraftfahrzeuges
betrifft, werden alle bei so einem Reparabilitäts-Zusammenstoß vom Stoßrahmen 3 aufgenommenen
Kräfte
durch die seitlichen gekrümmten
Stücke 7 und
die Verstärkungsplatten 21 aufgenommen
und werden nicht an strukturelle Elemente wie die Teile der Motorlagerung 45 wie
das Verkleidungsteil für
die Unterseite des Motors weitergeleitet. Diese Aufnahme von Kräften wird bewirkt
durch das Stützen
der Endabschnitte 18 des Rahmens 3 quer und vertikal
auf die Muffen 27 und durch das Längs-Stützen nach hinten auf den Anschlägen 28.
Das Montieren des Rahmens 3 auf die gekrümmten Stücke 7 macht
es deshalb möglich,
die Kosten für
Wiederinstandsetzung nach einem Reparabilität-Zusammenstoß zu begrenzen.
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Außerdem wird
bei so einem Zusammenstoß der
Rahmen 3 sich noch biegen auf Höhe der Bereiche mit weniger
Widerstand 19, so dass der zentrale untere Abschnitt 15 nach
hinten versetzt wird. So eine plastische Verformung des Rahmens 3 macht
es ebenfalls möglich,
zu vermeiden, dass die vom Rahmen 3 aufgenommene Kräfte weitergeleitet
werden an andere von der Konstruktion 1 unterschiedliche Teile
des Fahrzeuges, zum Beispiel die seitlichen Kotflügel der
Karosserie oder die Unterstützungselemente
dieser Kotflügel
bis zu deren plastischen Verformen oder Brechen.
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Die
Konstruktion 1 hat deshalb einen unteren Abschnitt 15 des
Stoßrahmens 3,
welcher genügend starr
ist, um die Verwundungen im Fall eines Fußgänger-Zusammenstoßes zu begrenzen.
Deswegen ist der Rahmen 3 und insbesondere seine Verbindung mit
dem Rest des Kraftfahrzeuges genügend
flexibel, um sich zu verformen im Fall eines Reparabilitäts-Zusammenstoß durch
die Aufnahme des Wesentlichen des Zusammenstoßes, ohne Schaden herbeiführende Kräfte an strukturelle
Elemente des Fahrzeuges weiterzuleiten.
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So
sind im Falle eines Reparabilitäts-Zusammenstoß die Risiken,
im unteren Teil des vorderen Längs-Abschnitts 39 ein
von der Konstruktion 1 unterschiedliches teueres Teil des
Fahrzeuges zu beschädigen,
kleiner geworden.
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Dazu
kommt, dass, weil der Stoßrahmen 3 in der
Form eines in das gekrümmte
Stück 7 eingesetzten
Rohres fabriziert worden ist, die Kosten der Einheit 1 wesentlich
reduziert sind.
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Außerdem stellt
die Konstruktion 1 ein vorher zusammengebautes Modul da,
welches auf einfache Weise manipuliert und transportiert werden
kann, und dieses macht es möglich,
das Konstruktionsverfahren des Kraftfahrzeuges zu vereinfachen.
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Auf
diese Weise wird, um so ein Fahrzeug zu bauen, vorher die Konstruktion 1 zusammengebaut, und
dann wird diese mit dem vorderen Endabschnitt 39 des Kraftfahrzeuges
zusammengebaut. Dieser Zusammenbau kann auf klassische Weise erfolgen mittels
Eckstücken,
welche die obere Ränder
der gekrümmten
Stücke 7 verbinden
mit den seitlichen Kotflügeln
der Karosserie des Fahrzeuges. Außerdem machen die Halterungen 29 es
auch möglich,
die unteren Ränder
der gekrümmten
Stücke 7 zu
verbinden mit dem vorderen Endabschnitt 39.
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Es
wird auch noch festgestellt, dass die Auskragungen 36 des
Kühlergrills 13 es
möglich
machen, zu bewirken, dass der untere Anschlagbereich 55 vor
dem oberen Anschlagsbereich 57 bleibt, während eines
Zusammenstoßes
mit einem Fußgänger und
dass deshalb die auf das Knie ausgeübten Pulse akzeptabel bleiben.
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Im
Beispiel hier oben wird dieses erreicht durch die Tatsache, dass
der untere Anschlagsbereich 55 in Abwesenheit eines Zusammenstoßes senkrecht
oberhalb des oberen Anschlagbereiches 57 steht.
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Es
kann jedoch wegen ästhetischen
Gründen
vorzuziehen sein dass der obere Anschlagbereich 57 in Abwesenheit
eines Zusammenstoßes
vor dem unteren Anschlagbereich 55 angeordnet ist. Trotzdem
wird im Falle eines Zusammenstoßes
mit einem Fußgänger das
hier oben beschriebene Verhalten durch die Wahl eines geeigneten
Dämpfer 47 erhalten
bleiben.
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In
andere Varianten werden die Auskragungen 36 des Kühlergrills 13 es
möglich
machen, dass der untere Anschlagbereich 55 vor dem oberen
Anschlagbereich 57 angeordnet ist.
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Festgestellt
wird, dass der Kühlergrill
eine beliebige Zahl Sperrvorrichtungsteile 35 aufweisen kann,
zum Beispiel mehr als zwei oder ein einziges. Unabhängig von
der Zahl der Sperrvorrichtungsteile 35 kann das Ausgleichen
von Spielräumen
zwischen dem zentralen Abschnitt 15 und dem Bereich 37 durch
eine oder mehrere sich über
den wesentlichen Teil der Länge
des Bereiches 15 erstreckende Auskragungen 36 erreicht
werden. So kann eventuell eine einzige Auskragung 36 gemeinsam
für verschiedene
Organe 35 vorgesehen sein.
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In
anderen Varianten kann der Rahmen 3 einen Querschnitt haben,
der unterschiedlich ist mit dem gezeigten, er kann massiv sein und/oder
aus einem nicht-metallischen Werkstoff hergestellt sein, zum Beispiel
aus einem Kunststoff-Werkstoff.
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In
noch einer anderen Variante bestehen die Verstärkungsplatten 21 aus
den gekrümmten
Stücken 7 selbst,
welche verstärkt
worden sind zum Beispiel durch die Anwesenheit von einem Zusatz
von Glasfasern.