DE60211255T2

DE60211255T2 - Fahrzeugvorderwagenaufbau

Info

Publication number: DE60211255T2
Application number: DE60211255T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Yokohama-shi Miyasaka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2022-01-19
Also published as: CN1201958C; KR100845069B1; EP1278674A1; KR20020089467A; KR20060089759A; DE60211255D1; CN1457309A; EP1278674B1; JP2002249079A; KR20080007685A; WO2002068256A1; JP3765238B2; US20030141712A1; US6866115B2

Description

Technisches Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kfz-Vorderkarosserieanordnung.
Hintergrund des Stands der Technik
Die japanische Patentveröffentlichung (kokai) Nr. 11-342869 offenbart eine Kfz-Vorderkarosserieanordnung. Diese Vorderkarosserieanordnung umfasst ein Paar Türschweller, das auf beiden Seiten eines unteren Teils einer Vorderkarosserie angeordnet ist, um sich in die Längsrichtung des Fahrzeugs zu erstrecken. Ferner ist eine Vordersäule auf einem Vorderende von jedem Türschweller stehend angeordnet. Die Vorderkarosserieanordnung ist so angepasst, um eine Kollisionslast, die durch das Vorderrad bei der Kfz-Frontkollision übertragen wurde, durch die Türschweller selbst aufzufangen.
In der oben erwähnten Vorderkarosserieanordnung ergibt sich jedoch eine Tendenz, dass mindestens ein Vorderrad, wenn das Fahrzeug eine Frontkollision hat, direkt Auswirkungen nur auf das Vorderende des Türschwellers hat, so dass sich eine Kollisionslast übermäßig auf den Türschweller konzentriert, was zu seiner großen Verformung führt. Wenn zusätzlich das Vorderrad nach innen in die Breitenrichtung des Fahrzeugs gelenkt wird, weil das Fahrzeug eine Kollision schräg von vorn hat, tritt ein Problem auf, dass das Vorderrad nicht immer Auswirkungen auf ein Kfz-Karosseriebauteil, das innerhalb des Vorderrades angeordnet ist, zum Beispiel ein Seitenelement, haben kann. Dieses Thema wird hervorgerufen, weil die obige Vorderkarosserieanordnung eine Traverse des Frontrades (Fronträder) nach der Fahrzeugkollision nicht führt.
Die EP 0 980 815 A2 offenbart eine Vorderkarosserieanordnung gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Die EP 0 921 051 A2 offenbart eine Vorderbereichsanordnung eines Fahrzeugrahmens, der einen Anschlag aufweist, der unbeweglich auf einem Seitenrahmen befestigt ist. Auf der Innenseite des Seitenrahmens ist ein Verstärkungselement vorgesehen.
Offenbarung der Erfindung
Unter den obigen Umständen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorderkarosserieanordnung zu schaffen, die es ermöglicht, eine Konzentration einer Kollisionslast, die auf ein Vorderrad (oder auf die Vorderräder) durch die Kfz-Frontkollision aufgebracht wird, auf das Vorderende des Türschwellers zu vermeiden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Vorderkarosserieanordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die oben erwähnte Aufgabe durch eine Kfz-Vorderkarosserieanordnung erreicht, die Folgendes aufweist:
je ein Vorderrad auf jeder Seite des Fahrzeugs;
ein Kfz-Karosseriebauteil, das zumindest hinter dem Vor derrad in Längsrichtung des Fahrzeugs oder innerhalb der Vorderräder in einer Kfz-Breitenrichtung angeordnet ist; und
eine Vorderrad-Querführung, die auf dem Kfz-Karosseriebauteil zum Führen der Traverse des Vorderrades bei einer Kfz-Frontkollision und zum Übertragen einer Kollisionslast vom Vorderrad zum Kfz-Karosseriebauteil angeordnet ist,
wobei die Vorderrad-Querführung auf einem Vorderende des Türschwellers angeordnet ist und ein Führungsteil zum Verschieben des Vorderrades nach innen in die Kfz-Breitenrichtung bei einer Kfz-Frontkollision umfasst.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist eine Draufsicht einer Vorderanordnung für eine Kfz-Karosserie gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht der Vorderanordnung von 1;
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, das mit der Vorderanordnung von 1 versehen ist;
4 ist eine Draufsicht, die die Verformung einer Kfz-Karosserie mit der Vorderanordnung von 1 bei einer Fahrzeugkollision schräg von vorn auf der rechten Seite darstellt;
5 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Traverse eines Vorderrades und die Verformung der entsprechenden Teile der Kfz-Karosserie bei der Kollision von 4, und auch ihre sequentiellen Veränderungen mit den Diagrammabschnitten von (a) bis (f) darstellt;
6A und 6B sind erläuternde Diagramme von der Anordnung bei der Kollision von 4, wie sie von der Kfz-Seite gesehen wird, wobei 6A einen Zustand vor der Kollision und 6B einen Zustand nach der Kollision darstellt;
7 ist eine Draufsicht der Vorderanordnung von 1, wenn das Fahrzeug mit einem anderen Fahrzeug direkt kollidiert;
8A und 8B sind erläuternde Diagramme der Anordnung bei der Kollision von 7, wie sie von der Kfz-Seite gesehen wird, wobei 8A einen Zustand vor der Kollision und 8B einen Zustand nach der Kollision darstellt;
9 ist eine Draufsicht, die eine Anordnung darstellt, wobei ein Energie-aufnehmendes Frontelement in der Ausführungsform von 1 bei der Fahrzeugkollision verformt wird;
10A und 10B sind Teilansichten, die entlang einer Linie X-X einer Vordersäule von 6A aufgenommen wurden, die die zweite Ausführungsform der Erfindung darstellen, wobei 10A einen Zustand vor der Kollision und 10B einen Zustand nach der Kollision darstellt;
11A und 11B sind Teilansichten, die entlang der Linie X-X der Vordersäule von 6A aufgenommen wurden, die die dritte Ausführungsform der Erfindung darstellen, wobei 11A einen Zustand vor der Kollision und 11B einen Zustand nach der Kollision darstellt;
12A und 12B sind erläuternde Diagramme der Anordnung ge mäß der vierten Ausführungsform, wie sie von der Kfz-Seite gesehen werden, wobei 12A einen Zustand vor der Kollision und 12B einen Zustand nach der Kollision darstellt;
13A und 13B sind Draufsichten der Vorderanordnung, die die fünfte Ausführungsform darstellen, wobei 13A einen Zustand vor der Kollision und 13B einen Zustand nach der Kollision darstellt;
14 ist eine Draufsicht eines wesentlichen Teils der Anordnung gemäß der sechsten Ausführungsform;
15 ist eine Draufsicht eines wesentlichen Teils der Anordnung gemäß der siebten Ausführungsform; und
16A und 16B sind Teilansichten, die entlang einer Linie XVI-XVI der Vordersäule von 6A aufgenommen wurden, die die achte Ausführungsform der Erfindung darstellen, wobei 16A einen Zustand vor der Kollision und 16B einen Zustand nach der Kollision darstellt.
Bevorzugte Art zur Ausführung der Erfindung
Gemäß der beigefügten Zeichnung werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben.
In den Figuren ist 1 eine Draufsicht einer Vorderanordnung einer Kfz-Karosserie gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. 2 ist eine perspektivische Ansicht von 1, während 3 eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs ist, das mit der Vorderanordnung von 1 versehen ist. Gemeinsam in den 1 und 2 bezeichnet eine Richtung, die durch einen Pfeil Fr dargestellt wird, eine Vorderseite der Kfz-Karosserie. Zu beachten ist, dass 1 und 2 nur die Vorderanordnung auf der rechten Seite der Kfz-Karosserie darstellen; trotzdem ist die Vorderanordnung auf der linken Seite der Kfz-Karosserie identisch mit der auf der rechten Seite der Kfz-Karosserie wegen ihrer symmetrischen Anordnung. Daher werden die folgenden Beschreibungen durch ein Beispiel der Vorderanordnung auf der rechten Seite der Kfz-Karosserie dargestellt.
Innerhalb eines Vorderrades 1 in Kfz-Breitenrichtung befindet sich ein Vorderseitenelement 3 (als Kfz-Karosseriebauteil), das sich in die Längsrichtung der Kfz-Karosserie erstreckt. Das Vorderseitenelement 3 weist ein hinteres Ende auf, das mit einer Verlängerung 5 des Vorderseitenelements 3, das nachstehend als --Vorderseitenelement-Verlängerung 5 -- bezeichnet wird, verbunden ist. Hinter dem Vorderrad 1 ist ein Türschweller 7 (als Kfz-Karosseriebauteil) angeordnet, um sich in Längsrichtung der Kfz-Karosserie zu erstrecken. Auf der Spitze eines Vorderendes des Türschwellers 7 steht eine Vordersäule 9, um somit das Vorderende des Türschwellers 7 abzudecken.
Eine Bodenplatte 11 ist innerhalb des Türschwellers 7 angeordnet. Eine Armaturenbrettplatte 13 ist auf einem Vorderende der Bodenplatte 11 angeordnet. Die Armaturenbrettplatte 13 ist auch an ihrem unteren Ende mit einem unteren Armaturenbrett-Querträger 17 versehen. Die obige Vorderseitenelement-Verlängerung 5 ist an einer unteren Fläche der Bodenplatte 11 angeschweißt, wobei sie an einem unteren Teil des unteren Armaturenbrett-Querträgers 17 vorbeiläuft. Wie in 1 dargestellt, ist die Vorderseitenelement-Verlängerung 5 mit dem Vorderende des Türschwellers 7 durch einen Abstützträger 15 verbunden.
In der Ausführungsform entsprechen das obige Vorderseitenelement 3, die Vorderseitenelement-Verlängerung 5, der Türschweller 7, der Abstützträger 15 und der untere Armaturenbrett- Querträger 17 den „Kfz-Karosserie"-Anordnungselementen, die einen Rahmen für die Kfz-Karosserie bilden.
Auf der Seite des Türschwellers 7 weist der Abstützträger 15 ein Ende auf, das näher zur Kfz-Rückseite als das andere Ende des Abstützträgers auf der Seite der Vorderseitenelement-Verlängerung 5 ist, wobei eine abgeschrägte Fläche 15a (Führungsteil) angeordnet ist, die in Richtung der Kfz-Rückseite abgeschrägt ist, da sie nach außen in die Kfz-Breitenrichtung verschoben ist. Das Vorderende des Türschwellers 7 ist mit einer Außenfläche (in die Kfz-Breitenrichtung) ausgebildet, die in Richtung der Kfz-Front hervorspringt, wobei ein vorspringendes Teil 7a (vorspringender Bereich) angeordnet ist. Dadurch ist das Vorderende des Türschwellers 7 mit einer abgeschrägten Fläche 7b versehen, die in Richtung des Kfz-Rückbereichs abgeschrägt ist, wenn es nach innen in die Kfz-Breitenrichtung verschoben wird. In die Kfz-Breitenrichtung wird die Außenfläche des vorspringenden Teils 7a außerhalb der Außenfläche des Vorderrads 1 beim Geradeausfahren positioniert.
Ein hinteres Energie-aufnehmendes Element 19 aus hartem Urethanschaum ist an einer Aussparung 18 angeordnet, die durch die abgeschrägte Fläche 15a des Abstützträgers 15 und der abgeschrägten Fläche 7b des Türschwellers 7 definiert ist.
Eine Stoßstange 21 (eines der „Kfz-Karosserie"-Anordnungselemente) ist am Vorderende des Vorderseitenelements 3 befestigt. Ein vorderes Energie-aufnehmendes Element 23 aus hartem Urethanschaum ist an der Rückfläche der Stoßstange 21 an ihrem Außenende in Kfz-Breitenrichtung angeordnet. Ähnlich wie beim hinteren Energie-aufnehmenden Element 19 ist die Außenfläche (in Kfz-Breitenrichtung) des vorderen Energie-aufnehmenden Elements 23 außerhalb der Außenfläche des Vorderrades 1 beim Geradeausfahren positioniert. Das vordere Ener gie-aufnehmende Element 23 ist mit einer Außenfläche (in Kfz-Breitenrichtung) ausgebildet, das in Richtung des Kfz-Rückbereichs hervorspringt, wobei ein vorspringendes Teil 23a zum Abdecken des äußeren Teils des Vorderrades 1 angeordnet ist.
In der Ausführungsform bilden die abgeschrägte Fläche 15a, der Abstützträger 15, die abgeschrägte Fläche 7b des Türschwellers 7 und die vorderen und hinteren Energie-aufnehmenden Elemente 19, 23 zusammen eine Vorderräder-Querführung der Erfindung. Ein Hilfsrahmen 29 ist an beiden Unterflächen des Vorderseitenelements 3 und der Vorderseitenelement-Verlängerung 5 befestigt. Der Hilfsrahmen 29 ist mit einer Aufhängungsstrebe 25 versehen, die mit dem Vorderrad 1 an einer Verbindung 17 verbunden ist. Zwischen der Unterfläche des Vorderseitenelements 3 und der Unterfläche des unteren Armaturenbrett-Querträgers 17 ist der Hilfsrahmen 29 mit gebogenen Teilen (siehe 8A) versehen.
Das Vorderende des Hilfsrahmens 29 ist an der Unterfläche des Vorderseitenelements 3 am vorderen Befestigungsteil 31, während das hintere Ende des Hilfsrahmens 29 an der Unterfläche der Vorderseitenelement-Verlängerung 5 am hinteren Befestigungsteil 33 befestigt ist. Der Hilfsrahmen 29 ist auf seiner Ecke am hinteren Befestigungsteil 33 mit einem Verstärkungselement 35 versehen.
Der Hilfsrahmen 29 umfasst ein vorderes abgeschrägtes Teil 29a, das vom vorderen Befestigungsteil 31 in Richtung des Kfz-Rückbereichs nach unten abgeschrägt ist, ein horizontales Teil 29b, das sich vom hinteren Ende des Teils 29a in Richtung des Kfz-Rückbereichs horizontal erstreckt und ein hinteres abgeschrägtes Teil 29c, das vom hinteren Ende des Teils 29b in Richtung des hinteren Befestigungsteils 33 etwas nach oben abgeschrägt ist. Die Aufhängungsstrebe 25 ist mit dem horizonta len Teil 29b verbunden.
Die oben erwähnte Vorderanordnung arbeitet wie folgt. 4 stellt eine Situation dar, bei der ein Kraftfahrzeug mit der obigen Vorderanordnung eine Frontkollision mit einem entgegenkommenden Fahrzeug 35 schräg von vorn auf der rechten Seite hat. Dann wird eine schräg gerichtete Last F auf die Frontfläche der Stoßstange 21 auf ihrer rechten Seite aufgebracht. 5 stellt die sequentielle Traverse des Vorderrades 1 und die sequentielle Verformung der entsprechenden Kfz-Teile mit Teildiagrammen von (a) bis (f) dar.
Wenn die Last F auf die Stoßstange 21 schräg von vorn auf der rechten Seite aufgebracht wird, beginnt sich zuerst das rechte Ende der Stoßstange 21 mit inwendigem Falten zu verformen, wie im Teildiagramm (a) dargestellt. Mit diesem inwendigen Falten hat das vordere Energie-aufnehmende Element 23 auf der Rückseite der Stoßstange 21 Auswirkungen auf den vorderen und rechten Teil des Rades 1. Nacheinander wird das vordere Energie aufnehmende Element 23 verformt, um eine Last F1, die das Zurückziehen des Rades 1 ermöglicht, und eine weitere Last F2 zu erzeugen, die das Lenken (Verformen) des Rades 1 nach innen ermöglicht.
Danach wirkt das vordere Energie-aufnehmende Element 23, um einen Aufprall am Auftreffpunkt der Stoßstange 21 mit dem Vorderrad 1 zu mildern, um dadurch zu verhindern, dass die Stoßstange 21 örtlich verfaltet wird. Weil die Verformung des Elementes 23 ihrem Berührungsbereich mit dem Rad 1 das Größerwerden zulässt, ist es zusätzlich möglich, die Wirkung zu verbessern, um die Last von der Stoßstange 21 zum Vorderrad 1 zu übertragen, wobei eine zuverlässige Steuerung der Traverse des Vorderrades 1 zugelassen wird, um nach innen zu lenken.
Weil ferner das vordere Energie-aufnehmende Element 23 das vorspringende Teil 23a, das das Vorderrad 1 abdeckt, und auch die Außenfläche (in die Kfz-Breitenrichtung), die außerhalb der Außenfläche des Vorderrades 1 positioniert ist, umfasst, führt das Element 23 das Vorderrad 1 so, um nach innen zu lenken, wodurch die Traversensteuerung des Rades gewährleistet ist.
Wie als nächstes im Diagramm (b) von 5 dargestellt, hat das Vorderrad 1 Auswirkungen auf die Seitenwand des Vorderseitenelements infolge des Nachinnenlenkens des Vorderrades 1, so dass eine Seitenlast auf das Vorderseitenelement 3 aufgebracht wird.
Gleichzeitig mit der im Diagramm (b) dargestellten Situation schreitet die Verformung der Kfz-Karosserie mit der Aufbringung einer schrägen Last vom entgegenkommenden Fahrzeug 35 auf die Vorderenden des Vorderseitenelements 23 und des Hilfsrahmens 29 fort. Folglich wird der Hilfsrahmen 29 nach unten gefaltet, wie durch die 2-strichpunktierte Linie im Diagramm (d) in der Seitenansicht dargestellt. Gleichzeitig wird der Hilfsrahmen 29 infolge der zusätzlichen Aufbringung der Seitenlast weiter nach innen (linke Seite von 5) zusammen mit der Energieaufnahme durch die Verformung des Verstärkungselements 35 verformt.
Die Aufhängungsstrebe 25 wird als Folge der obigen Traverse des Hilfsrahmens 29 nach innen verschoben, während er sich rückwärts bewegt. Danach weist das Vorderrad 1 die gleiche Traverse auf. Infolge der zusätzlich auf das nach innen gelenkte Vorderrad 1 aufgebrachten Last bewegt sie sich danach weiter rückwärts, um das hintere Energie-aufnehmende Element 19, das auf beiden Vorderenden des Türschwellers 7 und des Abstützträgers 15 befestigt ist, störend zu beeinflussen, wie im Diagramm (f) dargestellt. Wegen dieser Verformung des hinteren Energie-aufnehmenden Elements 19 ist es möglich, die Energie aufnahme bei der Kfz-Frontkollision zu bewirken.
Wenn die Verformung der Kfz-Karosserie zusammen mit der Verformung des hinteren Energie-aufnehmenden Elementes 19 fortschreitet, wird das hintere Ende des Vorderrades 1 nachfolgend an seiner inneren Ecke in die Aussparung 18, die durch die abgeschrägte Fläche 7b des Türschwellers 7 und die abgeschrägte Fläche 15a des Abstützträgers 15 definiert ist, geführt, so dass das Vorderrad 1 eine in 4 dargestellte Lenkposition aufweist.
Nochmals, die Außenfläche des vorspringenden Teils 7a des Türschwellers 7 ist außerhalb der Außenfläche des Vorderrades 1 in Kfz-Breitenrichtung positioniert. Wenn sich also das Vorderrad 1 bei der Kfz-Frontkollision zurückbewegt, ist es möglich, das Vorderrad 1 davor zu schützen, dass es nach außen vom Türschweller 7 gedrückt wird, und es ist ebenfalls möglich, die Kollisionslast auf das Vorderseitenelement 3 und den Türschweller 7 sicher zu übertragen.
Wie oben erwähnt, ist es wegen der Ausführung der Situation (a) möglich, die Traverse des Vorderrades 1 in Lenkrichtung zu steuern, bevor das hintere Ende des Vorderrades 1 mit dem hinteren Energie-aufnehmenden Element 19 in Kontakt kommt, wobei dem hinteren Ende des Vorderrades 1 ermöglicht wird, leicht durch die Aussparung 18 geführt zu werden.
Weil das Vorderrad 1 ferner wegen der Ausführung der Situation (b) das Vorderseitenelement 3 an einer bestimmten Position beeinträchtigt, bevor das Element 3 stark nach innen gefaltet wird, ist es möglich, einen Weg sicherzustellen, um eine Last vom Vorderrad 1 auf das Vorderseitenelement 3 zu übertragen.
Das Vorderrad 1 wird zusätzlich wegen der Ausführung der Situationen (c) und (d) sowohl durch das Abwärtsfalten des Hilfs rahmens 19 als auch der Fronteinwirkung rückwärts verschoben, während ein im Wesentlichen konstanter Lenkwinkel als Folge, dass das Vorderrad 1 ein linkes und vorderes Ende aufweist, das durch die Seitenwand des Vorderradelementes 3 geführt wird, aufrechterhalten wird.
Nachfolgend wird wegen der Ausführung der Situation (f) die Position (in Kfz-Breitenrichtung) des Vorderrades 1 durch die Führung der Aussparung 18 an seinem tatsächlichen Mittelpunkt geführt, während die Auftreffenergie bei der Kfz-Frontkollision durch das hintere Energie-aufnehmende Element 19 absorbiert wird. Folglich ist es möglich, die Kollisionslast auf das Vorderrad 1 zum Abstützträger 15 und Türschweller 7 sicher zu übertragen.
Als Gesamteffekt, der durch die oben erwähnte Traverse des Vorderrades 1 bewirkt wird, nämlich dass die auf das Fahrzeug schräg von vorn aufgebrachte Last durch das Vorderrad 1 vom Kollisionsbeginn an und weiter aufgenommen werden kann, ist es möglich, die Last vom Vorderrad 1 zu den Kfz-Karosseriebauteilen, die z.B. einen Karosserierahmen aus Vorderseitenelement 3, Türschweller 7, Abstützträger 15, etc. bilden, wirksam zu übertragen. Folglich ist es ohne stark verformte Elemente, die einen Kfz-Innenraum bilden, wie z.B. die Vordersäule 9 und der Türschweller 7, möglich, die Energieaufnahme bei der Kfz-Frontkollision wirksam auszuführen.
6A und 6B stellen die Situationen bei der Kfz-Kollision in seitlicher Ansicht dar. Wenn eine schräg gerichtete Last F auf das Vorderrad 1 von der Fahrzeugfront aufgebracht wird, wie in 6A dargestellt, bewegt sich das Vorderrad 1 mit der oben erwähnten Lenkbewegung zurück, so dass das Rad 1 das hintere Energie-aufnehmende Element 19 mit der Verformung eines Gummibereichs des Rades 1 beeinträchtigt, wie in 6B dargestellt. Wegen dieser Verformung des hinteren Energie- aufnehmenden Elementes 19 wird die Auftreffenergie absorbiert.
Weil die auf das Vorderrad 1 aufgebrachte Kollisionslast zum Vorderende des Türschwellers 7 und des Abstützträgers 15 durch das hintere Ende des Rades 1 übertragen wird, wird die starke Verformung auf die Vordersäule 9 mit den Türscharnieren 37, 39, die direkt daran befestigt sind, nicht ausgeführt, wodurch das Öffnen/Schließen der Türen sogar nach der Kollision ermöglicht wird.
Wenn das Fahrzeug mit dem entgegenkommenden Fahrzeug direkt kollidiert, wie in den 7, 8A und 8B dargestellt, wird eine Last F in die Längsrichtung des Fahrzeugs komplett über die gesamte Stoßstange 21 aufgebracht. Dadurch werden das Vorderseitenelement 3 und der Hilfsrahmen 29 einer Kollisionslast in die Längsrichtung des Fahrzeugs vom Kollisionsbeginn an ausgesetzt.
Wie in den 7 und 8B dargestellt, wird die Stoßstange 21 folglich als Ganzes und gleichzeitig zusammendrückend verformt, das Vorderseitenelement durch Druck axial verformt und der Hilfsrahmen 29 nach unten gefaltet. Danach beeinträchtigt das vordere Energie-aufnehmende Element 23 auf der Stoßstange 21 den Vorderteil des Vorderrades 1, um die Verformung des Gummibereichs des Vorderrades 1 und sein Zurückziehen zu starten. Mit dem fortschreitenden Zurückziehen des Vorderrades 1 beeinträchtigt das hintere Ende des Vorderrades 1 ferner das hintere Energie-aufnehmende Element 19, das auf dem Türschweller 7 und dem Abstützträger 15 angeordnet ist. Somit ist es wegen der Verformung des hinteren Energie-aufnehmenden Elementes 19 möglich, einen zu absorbierenden Energiebetrag zu erhöhen.
Gemäß dieser Ausführungsform ist die Außenfläche (in Kfz-Breitenrichtung) des vorspringenden Teils 7a am Vorderende des Türschwellers 7 außerhalb des Vorderrades 1 positioniert. Wenn das Zurückziehen des Vorderrades 1 bei der Kfz-Frontkollision das Verformen des hinteren Energie-aufnehmenden Elementes 19 bewirkt, wird dadurch die Traverse des Rades durch den vorspringenden Teil 7a geführt, um dadurch zu verhindern, dass der Türschweller 7 nach außen hervorspringt.
D.h., auch wenn das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform mit dem entgegenkommenden Fahrzeug 35 nicht nur schräg, sondern auch direkt kollidiert, so dass sich das Vorderrad 1 einfach zurückzieht, wird das Vorderrad 1 durch die Aussparung 18, die durch den vorspringenden Teil 7a des Türschwellers 7 und des Abstützträgers 15 gebildet wird, geführt. Folglich beeinträchtigt das Vorderende des Vorderrades 1 das Vorderseitenelement 3, während das hintere Ende des Rades 1 das Vorderende des Türschwellers 7 und des Abstützträgers 15 durch das hintere Energie-aufnehmende Element 19 beeinträchtigt, wodurch die Kollisionslast vom Vorderrad 1 zu den Kfz-Karosseriebauteilen, die den Rahmen für die Kfz-Karosserie bilden, wirksam verteilt wird.
Anstatt des vorspringenden Teils 23a kann das vordere Energie-aufnehmende Element 23 so gebildet werden, dass seine hintere Fläche sich in Richtung der hinteren Seite des Fahrzeugs neigt, wenn es nach außen in die Kfz-Breitenrichtung verschoben wird. Anstatt der geneigten Rückfläche des Elements 23 kann alternativ die Stoßstange 21 mit einer Rückfläche, die dem Vorderrad 1 gegenübersteht, gebildet werden, die in der obigen Weise geneigt ist. In einer weiteren Modifikation kann die Stoßstange 21, wie in 9 dargestellt, so ausgebildet werden, dass ihr Ende in Richtung des Kfz-Rückbereichs hervorspringt, um dadurch das Vorderrad 1 abzudecken.
In der oben erwähnten Ausführungsform bilden das Seitenende (in Kfz-Breitenrichtung) der Stoßstange 21, das vordere Ener gie-aufnehmende Element 23, die Aussparung 18 vor dem Türschweller 7 und dem Abstützträger 15, und das hintere Energie-aufnehmende Element 19 zusammen eine Vorderrad-Querführung, die die Traverse des Vorderrades 1 führt und ferner die Kollisionslast vom Vorderrad 1 zu den Kfz-Karosseriebauteilen überträgt, wenn das Fahrzeug eine Frontkollision hat.
10A und 10B stellen die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß dieser Ausführungsform ist ein Plattenelement 41 (als äußeres Verstärkungselement) an einer Position des Abschnittes X-X der Vordersäule 9 von 6 zwischen einem unteren und äußeren Element 9a der „Vordersäule" und des hinteren Energie-aufnehmenden Elementes 19 angeordnet. In den Figuren bezeichnet die Bezugsziffer 9b ein unteres und inneres Element der „Vordersäule".
Gemäß der Vordersäule 9 wird das hintere Energie-aufnehmende Element 19 so ausgebildet, um eine Aussparungsfläche 19a aufzuweisen, die das Bilden eines Dreiecksraums 43 zwischen dem Element 19 und dem unteren und äußeren Element 9a der „Vordersäule" ermöglicht. Das obige Plattenelement 41 ist so angeordnet, um die Aussparungsfläche 19a abzudecken. Das Plattenelement 41 weist ein Ende, das am unteren und äußeren Element 9a der „Vordersäule" an seiner Verbindung mit dem unteren und inneren Element 9b der „Vordersäule" angeschweißt ist, und ebenfalls das andere Ende auf, das an der Innenfläche eines Plattenelements 45 angeschweißt ist.
Auch wenn dadurch die Frontkollisionslast gemäß der zweiten Ausführungsform auf das untere Energie-aufnehmende Element 19 durch das Vorderrad 1 aufgebracht wird, kann die Verformung auf dem sogenannten „Karosserie-Seitenteil" (z.B. das einen Innenraum bildende untere und äußere Element 9a der „Vordersäule") durch das Plattenelement 41 reduziert werden, wodurch es möglich ist, den Verformungsschutz der Türscharniere 39, 37 sicherzustellen.
11A und 11B stellen die dritte Ausführungsform der Erfindung dar. Gemäß der Ausführungsform wird der Dreiecksraum 43 der zweiten Ausführungsform durch einen rechteckigen Raum ersetzt, der mit einem Füllelement 47, das aus Kunststoff oder Leichtmetallen hergestellt ist, ausgefüllt wird. Danach ist es zusätzlich zu den ähnlichen Effekten der zweiten Ausführungsform möglich, die Vorderkarosserieanordnung wirksam zu verstärken, weil das Füllelement 47 leicht im rechteckigen Raum untergebracht werden kann.
12A und 12B stellen die vierte Ausführungsform der Erfindung dar. Gemäß der Ausführungsform wird das hintere Energie-aufnehmende Element 19 vorn im Türschweller 7 in der Weise ausgebildet, dass die gleiche Elementdicke in die Längsrichtung des Fahrzeugs allmählich zunimmt, wenn es vom oberen Teil des Elements gemäß der Vordersäule 9 zum unteren Teil des Elements gemäß des Türschwellers 7 ausgerichtet ist.
Wie in 12B dargestellt, wird das hintere Energie-aufnehmende Element 19 bei der Kfz-Frontkollision wahrscheinlich hauptsächlich am unteren Teil des Elements gemäß des Türschwellers 7 verformt werden. Durch Zunahme der Dicke des unteren Teils des Elements kann dadurch die Kollisionslast auf das Vorderrad 1 als Axialkraft hauptsächlich zum Türschweller 7 übertragen werden, wodurch es möglich ist, eine Last auf die Vordersäule 9 und auch ein Biegemoment, das an der Basis der Frontsäule 9 erzeugt wird, zu reduzieren.
13A und 13B stellen die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß der Ausführungsform wird das „hohle" Vorderseitenelement 3 mit einer ausgesparten Verstärkung 49 zur Aufnahme des Vorderteils des Vorderrades 1, welches bei der Kfz-Frontkollision verformt wird, angeordnet. Die Verstärkung 49 ist auf einer Innenfläche des Außenbereichs des Elements in Kfz-Breitenrichtung angeordnet. Folglich beeinträchtigt das Vorderrad 1 bei der Kollision die ausgesparte Verstärkung 49, nachdem die Seitenwand des Vorderseitenelements 3 durch die vordere und linke Ecke des Vorderrades 1 verformt worden ist, wie in 13B dargestellt. Somit kann die auf das Vorderrad 1 aufgebrachte Kollisionslast in eine Kraft auf das Vorderseitenelement 3 in die Längsrichtung durch die Verstärkung 49 umgewandelt werden, wodurch es möglich ist, die Wirksamkeit zu verbessern, eine Last auf die Kfz-Karosseriebauteile, die den Rahmen der Kfz-Karosserie bilden, zu übertragen.
14 stellt die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß der äußeren Form weist das hintere Energie-aufnehmende Element 19 eine Seite auf, die dem Vorderrad 1 gegenüberliegt, die so ausgebildet ist, um einer Lenkortskurve (Spuren der Traverse) des Vorderrades 1, das sich bei der Kfz-Frontkollision bewegt, zu entsprechen. Mit anderen Worten, gemäß des Profils der Aussparung 18, die durch die abgeschrägte Fläche 7b des Türschwellers 7 und der abgeschrägten Fläche 15a des Abstützträgers definiert ist, wird das hintere Energie-aufnehmende Element 19 so ausgebildet, um eine üblicherweise einheitliche Dicke in die Kfz-Längsrichtung aufzuweisen.
Auch wenn der Lenkwinkel des Vorderrades 1 bei der Kfz-Frontkollision leicht variiert, ist es wegen der Ausbildung des hinteren Energie-aufnehmenden Elementes 19 möglich, die Energie-Aufnahme der Kollisionslast, die auf das Vorderrad ¹ aufgebracht wird, hinreichend sicherzustellen.
15 stellt die siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß der Ausführungsform wird ein vorspringendes Element 51 anstatt des obigen vorspringenden Teils 7a am Vorderende des Türschwellers 7 eingesetzt. Durch Verändern des Elements 51 in ein anderes Element, um somit den Modifikationen sowohl der Kraftfahrzeugarten als auch der geeigneten Vorderradformen zu entsprechen, ist es wegen der Festlegung des Elements 51, das sich von Türschweller 7 unterscheidet, möglich, das Vorderrad 1 davor zu schützen, dass es nach außen in Kfz-Breitenrichtung hervorspringt, während es sich beim Kontakt mit dem Vorderende des Türschwellers 7 zurückzieht, ohne die Rahmenanordnung der Kfz-Karosserie stark zu ändern.
16A und 16B stellen die achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Gemäß der Ausführungsform wird die „hohle" Vordersäule 9 an einer Position des Abschnittes XVI-XVI der Vordersäule 9 von 6A mit einem Plattenelement 53 als innere Verstärkung angeordnet. Das Plattenelement 53 weist ein Ende, das an der Innenseite des unteren und äußeren Elementes 9a der „Vordersäule" angeschweißt ist, und das andere Ende auf, das an einer Verbindung zwischen dem Element 9a und dem unteren und inneren Element 9b der „Vordersäule" angeschweißt ist, wodurch ein Raum 55 zwischen dem vorderen Teil des Elements 9a und dem Plattenelement 53 gebildet wird.
Weil der Raum 55 zum Aufnehmen der Frontkollisionslast wirkt, ist es auf diese Weise möglich, wie in 16B dargestellt, die Verformung der Vordersäule 9 in der Umgebung des Türscharniers 37 zu verhindern.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 2001-52736 wird hiermit durch Bezugnahme ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt vorliegender Anmeldung gemacht.
Der Schutzumfang der Erfindung ist gemäß den folgenden Ansprüchen definiert.
Industrielle Anwendbarkeit
Eine Vorderkarosserieanordnung ist vorgesehen, um eine Kollisionslast zu beschränken, die auf einen Vorderreifen durch eine Kfz-Frontkollision, die sich ausdrücklich auf ein Vorderende eines Türschwellers konzentriert, aufgebracht wird. Diese Vorderkarosserieanordnung ist geeignet, eine Konzentration einer Kollisionslast zu vermeiden, die auf ein Vorderrad (oder Vorderräder) durch die Kfz-Frontkollision auf das Vorderende des Türschwellers aufgebracht worden ist.

Claims

Kfz-Vorderkarosserieanordnung, die Folgendes aufweist; – je ein Vorderrad (1) auf jeder Seite des Fahrzeugs; – ein Kfz-Karosseriebauteil (3, 5), das zumindest hinter dem Vorderrad (1) in Längsrichtung des Fahrzeugs oder innerhalb der Vorderräder in einer Kfz-Breitenrichtung angeordnet ist; wobei das Kfz-Karosseriebauteil (3) einen Türschweller (7) aufweist, der hinter dem Vorderrad (1) in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist, und – eine Vorderrad-Querführung (15, 15a, 7b, 18, 19, 21, 23), die auf dem Kfz-Karosseriebauteil (3, 5) zum Führen der Traverse des Vorderrades (1) bei einer Kfz-Frontkollision und zum Übertragen einer Kollisionslast vom Vorderrad (1) zum Kfz-Karosseriebauteil (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorderrad-Querführung auf einem Vorderende des Türschwellers (7) angeordnet ist und ein Führungsteil (18) zum Verschieben des Vorderrades (1) nach innen in die Kfz-Breitenrichtung bei einer Kfz-Frontkollision umfasst.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorderrad-Querführung (15a, 15, 7b, 18, 19, 21, 23) ein Energie-aufnehmendes Element (19, 23) aufweist, das bei der Aufnahme der Kollisionslast verformbar ist.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 1, wobei ein Vorderende (7b) des Türschwellers (7) nach vorn in die Längsrichtung des Fahrzeugs hervorspringt, und einen äußeren hervorspringenden Bereich (7a) bildet.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 3, wobei der äußere vorspringende Bereich (7a) durch ein Element, das sich vom Türschweller (7) unterscheidet, gebildet ist.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 1, wobei – das Kfz-Karosseriebauteil (3, 5) ein Vorderseitenelement (3) mit seinem hinteren Ende, das mit einer Vorderseitenelement-Verlängerung (5) verbunden ist, aufweist, und – die Vorderseitenelement-Verlängerung (5) mit einem Vorderende des Türschwellers (7) durch einen Abstützträger (15) verbunden ist, – wobei die Vorderrad-Querführung die Kollisionslast vom Vorderrad (1) zum Türschweller (7) und zum Abstützträger (15) überträgt.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 1, wobei – die Vorderrad-Querführung auf einem Innenteil (23) einer Stoßstange (21) vor dem Vorderrad (1) angeordnet ist, und – die Vorderrad-Querführung ihre Fläche gegenüber dem Vorderrad (1) aufweist, welches so ausgebildet ist, um das Vorderrad abzudecken.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 1, wobei – das Kfz-Karosseriebauteil einen Türschweller (7) aufweist, der hinter dem Vorderrad (1) in die Längsrichtung des Fahrzeugs und ein Vorderseitenelement (3) mit seinem hinteren Ende, das mit der Vorderseitenelement-Verlängerung (5) verbunden ist, aufweist, – die Vorderseitenelement-Verlängerung (5) mit einem Vorderende (7b) des Türschwellers (7) durch einen Abstützträger (15) verbunden ist, und – die Vorderrad-Querführung ein ausgespartes Führungsteil (18) aufweist, das sowohl auf einem Vorderende des Türschwellers (7) als auch des Abstützträgers (15) angeordnet ist, um dadurch das Vorderrad (1) nach innen in die Kfz-Breitenrichtung zu bewegen, – wobei der Türschweller (7) so angeordnet ist, dass seine Außenfläche in die Kfz-Breitenrichtung außerhalb einer Außenfläche des Vorderrades (1) in die Kfz-Breitenrichtung ist.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 1, die ferner einen Hilfsrahmen (29) aufweist, der mit dem Vorderrad (1) durch einen Aufhängungsstrebe (25) verbunden ist, – wodurch bei der Kfz-Frontkollision der Hilfsrahmen (29) nach unten gefaltet und auch nach innen in die Kfz-Breitenrichtung verformt wird, wodurch dem Vorderrad (1) das Verformen nach innen in die Kfz-Breitenrichtung und nach hinten ermöglicht wird.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 2, die ferner eine Vordersäule aufweist, die auf dem Kfz-Karosseriebauteil hinter dem Vorderrad (1) angeordnet ist, wobei – das Energie-aufnehmende Element (19) so angeordnet ist, um sich von einem Vorderende des Türschwellers (7) bis zu einer Vorderfläche der Vordersäule (9) zu erstrecken, und – ein äußeres Verstärkungselement (41, 47) zwischen der Vordersäule (9) und dem Energie-aufnehmenden Element (19) angeordnet ist, um eine Frontkollisionslast, die auf das Energie-aufnehmende Element aufgebracht wird, beim Übertragen zur Vordersäule (9) zu beschränken.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 9, wobei das äußere Verstärkungselement (41) durch ein Plattenelement gebildet ist, das eine Außenfläche des Energie-aufnehmenden Elements (19) in Kfz-Breitenrichtung abdeckt.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 9, wobei das äußere Verstärkungselement durch ein Füllelement (47) gebildet ist, das einen Raum (43), der zwischen einer Außenfläche des Energie-aufnehmenden Elements in Kfz-Breitenrichtung und der Vordersäule (9) definiert ist, ausfüllt.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 11, wobei, das Füllelement (47) durch Kunststoff oder Leichtmetalle gebildet ist.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 2, wobei das Energie-aufnehmende Element (19) ein Vorderprofil aufweist, das so ausgebildet ist, um den Traversenspuren des Vorderrades (1) bei der Kfz-Frontkollision zu folgen.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 1, wobei – das Kfz-Karosseriebauteil ein Vorderseitenelement (3) umfasst, das einen äußeren Teil in die Kfz-Breitenrichtung aufweist, das auf einer Innenfläche davon mit einer ausgesparten Verstärkung (49) zum Aufnehmen eines Vorderteils des Vorderrades (1), das bei der Kfz-Frontkollision verformt wurde, angeordnet ist.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 2, wobei – das Energie-aufnehmende Element (19) so angeordnet ist, um sich von einem Vorderende des Türschwellers (7) bis zu einer Vorderfläche einer Vordersäule (9) zu erstrecken, und – das Energie-aufnehmende Element (19) so ausgebildet ist, dass sein Teil, das dem Vorderende des Türschwellers (7) entspricht, eine Dicke in die Längsrichtung des Fahrzeuges aufweist, die größer als eine Dicke des Energie-aufnehmenden Elementeteils, das der Vorderfläche der Vordersäule (9) in die Fahrzeug-Längsrichtung entspricht, ist.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 15, wobei – das Energie-aufnehmende Element (19) ausgebildet ist, um eine Dicke in die Längsrichtung des Fahrzeugs aufzuweisen, die vom Energie-aufnehmenden Elementeteil, das der Vorderfläche der Vordersäule, bis zu dem Teil, das dem Vorderende des Türschwellers entspricht, allmählich größer wird.
Vorderkarosserieanordnung gemäß Anspruch 1, die ferner eine hohle Vordersäule (9) aufweist, die auf dem Kfz-Karosseriebauteil hinter dem Vorderrad (1) angeordnet ist, wobei – die hohle Vordersäule (9) im Bereich eines unteren Teils der Säule mit einer inneren Verstärkung (53) versehen ist, die ein Ende, das mit einem Türscharnier (37, 39), das an einer Seitenfläche des unteren Teils der Säule der Vordersäule befestigt ist, und das andere Ende aufweist, das mit einem vorderen Teil des unteren Teils der Säule verbunden ist, wodurch ein Raum zwischen der inneren Verstärkung (53) des vorderen Teils geformt wird.