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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Untereinheit für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung bietet
einen speziellen, aber nicht ausschließlichen Nutzwert für
den Vorderbereich eines Kraftfahrzeugs.
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Mehrere dieser Untereinheiten für Kraftfahrzeuge
sind bereits bekannt. Im US-Patent 4,900,082 A wird eine
nach dem Stand der Technik bekannte Untereinheit gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben, in der eine
Vorderkonstruktion für ein Kraftfahrzeug über
Radbefestigungsseiten verfügt, die jeweils an einer
querlaufenden Endplatte durch gegabelte Träger gestützt
werden, die an der Vorderstütze befestigt werden können.
Zwei Seitenteile sind auf jeder Seite und in einiger
Entfernung von der Hauptlängsachse des Fahrzeugs vorgesehen.
Für jedes Seitenteil ist ein gegabelter Träger vorgesehen,
der die Form eines Hohlprofils besitzt und das Seitenteil
mit einer Endplatte der Fahrgastzelle verbindet, um die
Sicherheit der Insassen zu gewährleisten. Im Patent DE 4342
759 C1 ist eine weitere nach dem Stand der Technik bekannte
Untereinheit beschrieben, wonach ein
Frontversteifungselement auf jeder Seite C-förmig gebogene Träger
besitzt, die mit dem Boden und der Säule der
Fahrzeuginnenraumkonstruktion verbunden sind. Die
Konstruktion ist mit einer starren
Fahrzeuginnenraumkonstruktion verbunden. An jeder Seite besitzt sie einen
nach vorn herausragenden, C-förmig gebogenen Träger. Ein Arm
des Trägers ist mit der Innenraumkonstruktion am Boden der
letzteren verbunden, der andere mit einer A-förmigen Säule.
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Es ist äußerst wünschenswert, ein Fahrzeug
bereitzustellen, das im Falle eines Fahrzeugaufpralls Mittel
zur Energieabsorption besitzt. Die Bereitstellung
verschiedener energiesteuernder Untereinheiten um die
Fahrgastzelle eines Fahrzeugs ist bekannt. Die
Fahrgastzelle enthält eine vordere Schutzwand und einen
Boden. Im Falle eines frontalen Fahrzeugaufpralls ist es
wünschenswert, die Aufprallenergie so abzuleiten, daß ein
Eindringen der Schutzwand in die Fahrgastzelle so weit wie
möglich verhindert wird.
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Die Bereitstellung eines für gewöhnlich L-förmigen
Bauelements auf jeder Seite der Zelle ist bekannt. Ein
längeres Teilstück jedes Bauelements verläuft unterhalb der
Fahrgastzelle und ist mit dem Boden davon verbunden. Ein
kürzeres Teilstück des Bauelements ist mit der Schutzwand im
Vorderbereich der Fahrgastzelle verbunden. Ein Längsträger
ist mit einem oberen Ende des kürzeren Teilstücks des
Bauelements verbunden. Der Längsträger ist so konstruiert,
daß er beim Aufprall die kinetische Energie absorbiert,
indem er sich verformt. Eine solche Konstruktion ist jedoch
nicht unproblematisch. Möglicherweise wird der Längsträger
nicht die gesamte Aufprallenergie absorbieren und vom
Bauelement abscheren und durch die Schutzwand in die
Fahrgastzelle durchschlagen. Im anderen Falle wird die nicht
abgeleitete Energie möglicherweise ein Verbiegen des L-
förmigen Bauelements verursachen und so bewirken, daß die
Schutzwand in die Fahrgastzelle eindringt.
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Ein Zusammenfügen des Bauelements und des
Längsträgers zu einem einzigen Bauteil würde ein Eindringen
des Längsträgers in die Fahrgastzelle verhindern, aber nicht
dem Problem von in der Konstruktion erzeugten Biegemomenten
gerecht werden. Zusätzlich befaßt sich eine solche
Konstruktion in erster Linie damit, die Energie eines
schweren Frontalaufpralls abzuleiten. Diese Konstruktion
vernachlässigt die Seitenkomponente jeglicher
Aufprallenergie.
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Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, diese
Probleme zu reduzieren oder im wesentlichen auszuschalten.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung besteht eine Untereinheit für ein Kraftfahrzeug
mit einer Fahrgastzelle aus einer Schutzwand, ersten
Stützpfeilern auf jeder Seite der Zelle und einem Tragwerk
unterhalb der Zelle, wobei die Untereinheit zwei Längsträger
und eine Verstrebung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß sie
ferner zwei Verbindungsglieder umfaßt, von denen jedes das
Tragwerk mit einer der Seitenstützen verbindet, und daß die
Verstrebung sich zwischen den Verbindungsgliedern erstreckt.
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Vorzuziehen sind Verbindungsglieder mit einer im
allgemeinen gewölbten Form. Eine Verbindung der
Verbindungsglieder und der Schutzwand ist zweckdienlich.
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Eine Verbindung der Verstrebung mit der Schutzwand
ist zweckdienlich.
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Die vorliegende Erfindung wird nunmehr in
lediglich beispielhafter Form beschrieben; dabei zeigen:
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Fig. 1 eine Seitendarstellung einer bekannten
energiesteuernden Untereinheit für ein Kraftfahrzeug;
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Fig. 2 eine Draufsicht der Untereinheit von Fig.
1;
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Fig. 3 eine Vorderansicht der Untereinheit von
Fig. 1; und
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Fig. 4 eine erste perspektivische Darstellung
einer energiesteuernden Untereinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Aus den Fig. 1 bis 3 ist eine energiesteuernde
Untereinheit 1 für ein Kraftfahrzeug ersichtlich. Eine
Fahrgastzelle 2 enthält eine vordere Schutzwand 3, einen
Boden 4 und Seitenwände 5, 6, in die die Fahrzeugtüren
eingepaßt werden können. Die Schutzwand 3 bildet
typischerweise den Fußraum der Fahrgastzelle. Auf jeder
Seite der Fahrgastzelle ist ein normalerweise L-förmiges
Bauelement 10, 11 bereitgestellt. Ein längeres Teilstück 12,
13 des Bauelements 10, 11 verläuft unterhalb der
Fahrgastzelle und ist mit dem Boden 4 davon verbunden. Ein
kürzeres Teilstück 14, 15 des Bauelements 10, 11 ist mit der
vorderen Schutzwand 3 verbunden. Ein Längsträger 16, 17 ist
durch ein Gelenk 18, 19 mit einem freien Ende des kürzeren
Teilstücks 14, 15 des Bauelements 10, 11 verbunden. Eine
Verstrebung 20 ist mit der Schutzwand 3 und jedem der
Längsträger 16, 17 verbunden.
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Die Längsträger 16, 17 sind so konstruiert, daß
sie sich im Falle eines Zusammenpralls verformen, um Energie
zu absorbieren. Wenn der Längsträger 16, 17 nicht die
gesamte Energie absorbiert, ist eine Energieverteilung
entlang der L-förmigen Bauelemente 10, 11 beabsichtigt. Es
besteht jedoch die Gefahr, daß die Gelenke 18, 19 brechen
und so die Längsträger 16, 17 in die Verstrebung 20 und die
vordere Schutzwand 3 treiben, so daß die Schutzwand 3 in die
Fahrgastzelle 2 eindringt. Selbst wenn die Gelenke nicht
brechen, besteht das Problem, daß der kürzere Teil 14, 15
des Bauteils 10, 11 sich um ein unteres Ende biegen könnte,
wieder mit dem Ergebnis, daß die Schutzwand 3 dazu gebracht
wird, in die Fahrgastzelle 2 einzudringen.
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Fig. 4, auf die nunmehr Bezug genommen wird, ist
eine perspektivische Darstellung eines Teils einer
Untereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 4
stellt eine Hälfte einer Schutzwand 50 mit einer gemäß der
Erfindung angegliederten Untereinheit dar. Die andere Hälfte
der Schutzwand 50 und die angegliederte Untereinheit sind
ein Spiegelbild davon. Zur Verdeutlichung ist ein Tragwerk
60 in Fig. 4 angedeutet.
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Eine Fahrgastzelle, deren Schutzwand 50
dargestellt ist, ist auf dem Tragwerk 60 befestigt. Im
Vorderbereich und angrenzend an jede Seite der Fahrgastzelle
sind erste Stützpfeiler 52 angeordnet.
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Ein Verbindungsglied 54 erstreckt sich zwischen
dem Tragwerk 60 und einem der ersten Stützpfeiler 52. Das
Verbindungsglied 54 ist normalerweise gewölbt, um sich der
Form der Schutzwand 50 anzupassen. Das Verbindungsglied 54
ist mit dem ersten Ende 55 eines der Stützpfeiler 52
verbunden. Das Verbindungsglied 54 ist an einem zweiten Ende
56 mit dem Tragwerk 60 verbunden. Das Verbindungsglied 54
ist ebenfalls über seine Länge mit der Schutzwand 50
verbunden. Zweckdienlich ist für das Verbindungsglied 54
mindestens ein Flansch 58 vorgesehen, wodurch es mit der
Schutzwand 50 verbunden werden kann. Das Verbindungsglied 54
kann entlang dem Flansch 58, wovon es mindestens einen gibt,
an die Schutzwand 50 angeschweißt werden. Das
Verbindungsglied 54 kann andernfalls oder zusätzlich durch
andere geeignete Mittel mit der Schutzwand 50 verbunden
werden.
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Eine Verstrebung 62 ist durch ein erstes Ende 63
mit dem Verbindungsglied 54 verbunden. Die Verstrebung 62
ist durch ein zweites Ende (nicht dargestellt) mit einem
anderen Verbindungsglied (nicht dargestellt) verbunden. Die
Verstrebung 62 ist ebenfalls ihrer Länge nach mit der
Schutzwand 50 verbunden. Zweckdienlich sind für die
Verstrebung 62 zwei Flansche 64 vorgesehen, durch die sie
mit der Schutzwand 50 verbunden werden kann. Die Verstrebung
62 kann an den Flanschen 64 entlang mit der Schutzwand 50
verschweißt werden. Die Verstrebung 62 kann andernfalls oder
zusätzlich durch andere geeignete Mittel mit der Schutzwand
50 verbunden werden.
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Ein Längsträger 70 erstreckt sich zur Vorderseite
des verbleibenden Teils der Untereinheit. Der Längsträger 70
ist an einem Ende 72 mit dem Verbindungsglied 54 und der
Verstrebung 62 verbunden. Für das Ende 72 des Längsträgers
70 sind ein erster Satz 74 und ein zweiter Satz 76 Flansche
vorgesehen, durch die der Längsträger in Position gehalten
werden kann. Der Längsträger 70 kann durch Anschweißen und
zusätzlich durch andere geeignete Mittel gesichert werden.
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Im Gebrauch ist jeder der vorderen Längsträger 70
dafür konzipiert, sich zu verformen, um die Längskomponente
der Aufprallenergie aufzufangen. Jegliche nicht aufgefangene
Energie wird zu einem Mittelpunkt des Verbindungsglieds 54
hin abgeleitet. Das Verbindungsglied 54 ist an einem Ende 55
mit einem ersten Stützpfeiler 52 und am anderen Ende 56 mit
dem Tragwerk 60 verankert. Das gewölbte und, insbesondere
hinsichtlich des Längsträgers 70, konvexe Verbindungsglied
54 ist sehr steif und nicht dafür konzipiert, sich an dieser
Stelle zurückzubiegen. Aus diesem Grund können sich die
Längsträger 70 in einem höheren Grade verformen als beim
bekannten Stand der Technik und absorbieren somit eine
größere Menge der Aufprallenergie. Zusätzlich wird jeglicher
Energieüberschuß entlang dem Verbindungsglied 54 und weg von
der Schutzwand 50 und in Richtung der ersten Stützpfeiler 52
und des Tragwerks 60 gelenkt.
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Ist das erste Ende 55 des Verbindungsglieds 54
nicht mit dem Stützpfeiler 52 verbunden, wird am zweiten
Ende 56 des Verbindungsglieds 54 ein Biegemoment erzeugt, so
daß das Verbindungsglied 54 dazu gebracht wird, die
Schutzwand 50 zu verformen, so daß diese in die
Fahrgastzelle eindringt. Das Bindeglied zum Stützpfeiler 52
bezweckt, daß jegliche nicht aufgefangene Aufprallenergie
zuerst dieses Bindeglied zerbrechen muß, bevor es zur
Entstehung eines solchen Biegemomentes kommt. Es ist
offensichtlich, daß die Schutzwand 50 so durch die
Fahrzeuguntereinheit vor einem Eindringen geschützt ist.
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Zusätzlich kann angenommen werden, daß dieses
System den Vorteil besitzt, sich bis zu einem gewissen Grad
mit der Seitenkomponente eines Aufpralls
auseinanderzusetzen. Bei einem auf eine Ecke des Fahrzeugs
gerichteten Aufprall beispielsweise werden die Längsträger
70 zerdrückt, um die Frontkomponente dieses Aufpralls
abzuleiten, und die Verbindungsglieder 54 leiten die
Seitenkomponente der Energie von der Fahrgastzelle zu den
Stützpfeilern 52 ab.