DE69910678T2

DE69910678T2 - Querträger für Kraftfahrzeuggetriebebefestigung

Info

Publication number: DE69910678T2
Application number: DE69910678T
Authority: DE
Inventors: Makoto Murata; Kazuhiro Maeno; Tatsuya Okuno
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2019-06-16
Also published as: EP0965476A2; DE69910678D1; US6213245B1; EP0965476A3; JP2000001126A; JP3936799B2; EP0965476B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugquerträgerstruktur/Fahrzeugquergliedstruktur für ein Getriebe und im besonderen eine Fahrzeugquerträgerstruktur/Fahrzeugquergliedstruktur, die in der Lage ist, zu verhindern, daß ein Getriebe oder eine Getriebewelle bei einer Kollision in eine Fahrgastzelle eindringt.
In einem konventionellen Motorfahrzeug werden verschiedene Querträger/Querglieder verwendet wie beispielsweise Querglieder, die sich zwischen linker und rechter Vorderaufhängung erstrecken, ein Querglied, das ein Getriebe überspannt. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Querglied, das ein Getriebe überspannt. Ein Gegenstand eines solchen Quergliedes, das ein Getriebe überspannt (hier im nachhinein lediglich als "Querglied" bezeichnet) ist dazu da, linke und rechte Seitenrahmen zu verstärken und zur gleichen Zeit eine Kraftübertragung zu halten, einschließlich ein darunter befindliches Getriebe. Ein anderes Ziel des Quergliedes ist es, einen Insassen vor Verletzungen zu schützen durch die eindringende Bewegung in die Fahrer-/Fahrgastzelle/Fahrer-/Fahrgastkompartement im Falle einer Kollision. Um dies zu erreichen, ist das Querglied derart, daß das Getriebe und der Motor vom Körper abgekoppelt sind, um im Falle einer Einwirkung herabzufallen.
4 und 5b zeigen ein typisches Beispiel eines Quergliedes, das in einem Kraftübertragungssystem eines Fahrzeuges verwendet wird, in dem ein Getriebe 1 mit einem Motor 3 vorne und eine Gelenkwelle/Antriebswelle 2 hinten durch ein Querglied 27 getragen wird, das sich zwischen linken und rechten Seitenrahmen (nicht gezeigt) erstreckt. Die Gelenkwelle 2 beinhaltet ein erstes Gelenk 1J, das befestigt ist mit der Abtriebswelle des Getriebes 1, ein zweites Gelenk 2J, das bereitgestellt wird zwischen einer Vorderwelle 2A und einer Hinterwelle 2B und ein drittes Gelenk 3J, das mit einem Hinterdifferential verbunden und aufgehängt ist von einem Bodenblech mittels eines Trägers 6 in der Nähe des zweiten Gelenkes 2J.
Wie in 5b gezeigt, weist das Querglied 27 einen U-förmigen Querschnitt auf, der sich nach unten öffnet. Wie in 5c gezeigt, wird ein Zwischenbereich der Gelenkwelle 2 getragen durch den Träger 6, der auf dem Bodenpanel/Bodenblech angebracht ist durch Anbringen von Bolzen durch Bolzenlöcher 6A, 6B, sich öffnend in Richtung der Vorderseite des Fahrzeuges, so daß der Träger 6 abgenommen wird von den Montagebolzen, wenn ein Einfluß auf die Gelenkwelle 2 ausgeübt wird.
Wie in 6 gezeigt, da das Querglied 27 einen U-förmigen Querschnitt aufweist, der sich nach unten öffnet, wenn ein Impuls F1 auf das Getriebe 1 appliziert wird, wird ein Moment M1 verursacht, das die obere Oberfläche des Quergliedes 27 rückwärtig dreht. Als Ergebnis davon wird ein Moment M2 ausgeübt auf das erste Gelenk 1J in solch einer Weise, daß dieses nach unten geworfen wird. Eine aufwärtige Kraft F2 wird apppliziert an dem Zwischenbereich der Gelenkwelle 2, die das zweite Gelenk 2J drückt in Richtung der Fahrer/Fahrgastzelle/Fahrer-/Fahrgastkompartement.
Um solch einen Defekt zu vermeiden, schlagen Japa ner, die die Gebrauchsmusteranmeldung Nr. Jitsu-Ko-Hei 2-45062 und die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. Toku-Kai-Hei 6-166379 untersuchten, einen geschlossenen Querschnitt (Kasten-Querschnitt) des Quergliedes vor. Ein Getriebeträgerquerglied (Getriebebefestigungsquerträger) und eine Struktur gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6 ist aus JP-7-117502 bekannt. Es ist wohlbekannt, daß das Getriebe in Richtung eines Aufpralls verschoben wird, da die geschlossene Querschnittsstruktur resistent gegenüber einer Torsion ist. Die Gelenkwelle wird daher daran gehindert, in Richtung des Bodenbleches/Bodenpanels vorzuspringen. Jedoch ist die geschlossene Querschnittsgliedstruktur, die sich lediglich auf einen Torsionswiderstand stützt, nach wie vor nicht ausreichend für eine stabile rückwärtige Verschiebung des Getriebes, wenn ein Aufprall auf das Getriebe appliziert wird.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeuggetriebequerglied bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Stoßbelastung gemäß der Größe der Stoßbelastung zu absorbieren und schließlich das Getriebe nach unten fallenzulassen, um die Insassen zu schützen.
Um das Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Fahrzeuggetriebequerglied (Getriebebefestigungsquerträger) wie in Anspruch 1 definiert bereit.
Gemäß eines zweiten Zieles der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugquerglied, das gemäß Anspruch 6 aufgebaut ist, bereitgestellt.
Ein gemäß der Erfindung aufgebautes Fahrzeugquerglied wird nunmehr mittels Beispiel unter Bezugnahme der angehängten Figuren beschrieben werden, wobei:
1a eine plane Schnittansicht ist, die einen Verbindungsbereich eines Quergliedes mit einem Seitenrahmen zeigt,
1b ein Querschnittsaufriß entlang der Linie B-B in 1a ist;
2a eine Draufsicht des Quergliedes ist,
2b eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2a ist;
3a bis 3d schematische Ansichten sind, die Deformationszustände einer Kraftübertragung zeigen.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 2a ist ein Querglied 7 verbunden an linken und rechten Enden mit linken und rechten Seitenrahmen, die sich in longitudinaler Richtung eines Fahrzeuges erstrecken. 1b zeigt ein Querglied an, das an einem dortigen rechten Ende mit einem rechten Seitenrahmen 5R verbunden ist.
Ein Dämpfungs-/Aufschlaggummi 16 ist auf der oberen Oberfläche des zentralen Bereiches des Quergliedes 7 angeordnet. Ein Getriebe 1 ist angebracht auf dem Dämpfungs-/Aufschlaggummi 16, wobei sich eine Gelenkwelle 2 vom hinteren Bereich des Getriebes in eine orthogonale Beziehung mit dem Querglied 7 erstreckt.
Da das Querglied 7 im Bereich, der mit dem Seitenrahmen 5R, wie in 1b gezeigt, verbunden ist, nach oben gebogen ist, wird das Getriebe an einer höheren Position als der Verbindungsbereich getragen. Das Querglied 7 formt eine geschlossene Querschnittsstruktur, die sich lateral, wie in 2b gezeigt, erstreckt durch Schweißen einer unteren Platte 8 von unten auf das Querglied 7, das einen sich nach unten öffnenden U-förmigen Querschnitt aufweist.
Wie in 1a gezeigt, ist das Querglied 7 an beiden Enden dort verbunden mit dem Seitenrahmen 5R (5L) durch drei Montagebolzen 13, 14A, 14B, die dreieckartig angeordnet sind (ähnlich angeordnet auf der linken Seite). Vorzugsweise sind diese drei Montagebolzen 13, 14A, 14B derart angeordnet, daß der Bolzen 13 sich am Kippbereich/Spitzbereich des Quergliedes 7 befindet und ein in eine longitudinale Richtung des Fahrzeuges ausgerichtetes Paar an Montagebolzen 14A, 14B angeordnet ist an einer Position, die näher dem Zentrum des Fahrzeuges ist.
In dieser Ausführungsform sind Bolzenlöcher 9R, 11A, 11B des Quergliedes 7, dessen Montagebolzen 13, 14A, 14B dort hindurchgehen, schlitzförmig ausgebildet und erstrecken sich auswärtig in die diagonale/transversale Richtung des Fahrzeuges.
Die geschlossene Querschnittsstruktur (Kastenquerschnitt) ist durch das Querglied 7 gebildet, sich lateral erstreckend zwischen dem linken und rechten Paar von Montagebolzen. Das bedeutet, wie in den 1a, 1b dargestellt, daß die untere Platte 8 unterhalb des Quergliedes 7 angeordnet ist, die rechten und linken geschlitzten Bolzenlöcher 11A, 11B, 12A, 12B abdeckend.
Bei normalem Fahren des Fahrzeuges werden von einer Straße auf den Motor übertragene Vibrationen und vom Motor zum Körper übertragene Vibrationen und Krach wirksam absorbiert mittels Motormontagen (nicht gezeigt) und dem Dämpfungsgummi 16 des Quergliedes 7.
3a bis 3d sind schematische Zeichnungen, die den Zustand der Kraftübertragung im Augenblick einer Kollision darstellen.
Als erstes zeigt 3 ein Beispiel, wenn das Fahrzeug gegen ein Hindernis 10 prallt, bei dem die relativen Positionen der Kraftübertragungskomponenten, wie beispielsweise der Motor 3, das Getriebe 1 und die Gelenkwelle 2 bezüglich des Bodenbleches des Fahrzeuges beibehalten werden. Der Seitenrahmen 5 wird rückwärtig verschoben, während dieser in einigem Umfang deformiert wird, bis die Stoßbelastung einen ersten Belastungswert erreicht. Anschließend empfangen der Motor 3 und das Getriebe 1 eine diese vorwärtsverschiebende Kraft.
Wie in 3b gezeigt, wirken/stoßen der Motor 3 und das Getriebe 1 gegen das Hindernis 10, wenn die Stoßbelastung den ersten Belastungswert überschreitet, um einen Belastungswert zu erzeugen, und als ein Ergebnis davon wird der Belastungswert übertragen auf die Gelenkwelle 2, um die Gelenkwelle 2 rückwärtig zu verschieben. Anschließend wird der Träger 6 zur Sicherung des zweiten Gelenkes 2J zum Körper entlang der Bolzenlöcher 6A, 6B (unter Bezugnahme auf 5c) verschoben.
Andererseits werden auf das Querglied 7 ausgeübt eine Kraft, um das Querglied 7 rückwärtig um eine Achse zu drehen, die die linken und rechten Montagebolzen auf der spitzen Seite des Quergliedes 7 verbinden und ebenso eine Kraft, um das Querglied 7 rückwärtig um die entsprechenden linken und rechten Montagebolzen auf der spitzen Seite des Quergliedes 7 zu biegen. Als ein Ergebnis davon empfängt der Montagebolzen 14A eine Kraft, um das Querglied 7 vom Seitenrahmen 5R zu trennen, und gleichzeitig wird das Querglied 7 entlang der geschlitzten Bolzenlöcher 13, 14A, 14B verschoben.
Wie in 3c gezeigt, wird der Träger 6 des Gelenkes 2J vom Montagebolzen getrennt, um herunterzufallen, wenn der Belastungswert einen zweiten Belastungswert überschreitet. Wie in 3d gezeigt, werden die entsprechenden Montagebolzen 13, 14A, 14B gebrochen oder die geschlitzten Bolzenlöcher 13, 14A, 14B zerrissen, wenn der Belastungswert einen dritten Belastungswert überschreitet, und als ein Ergebnis davon brechen die Kraftübertragungskomponenten einschließlich des Motors 3 und des Getriebes 1 aus dem Körper heraus.
Da der zentrale Bereich des Quergliedes 7 höher positioniert ist als die linken und rechten Verbindungsbereiche mit den linken und rechten Seitenrahmen, rotiert der zentrale Bereich des Quergliedes um die linken und rechten Verbindungsbereiche, um das Herausfallen des Getriebes aus dem Körper zu beschleunigen/fördern.
Während die vorliegend bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, ist dieses jedoch dahingehend zu verstehen, daß diese Offenbarung dem Zwecke der Illustration dient und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie in den angehängten Ansprüchen aufgestellt, zu verlassen.

Claims

Getriebebefestigungs-Querträger (7) für ein Kraftfahrzeug mit sich in eine longitudinale Richtung erstreckende linke und rechte Seitenrahmen (5), enthaltend linke und rechte Verbindungsbereiche, die sich jeweils an einem Ende des Querträgers (7) befinden, und einen Zentralbereich, der zur Befestigung eines Getriebes (1) angepaßt ist, wobei jeder Verbindungsbereich drei Bolzen (9, 11, 12) aufweist, die in einem dreieckigen Muster mit einem Paar von Bolzenlöchern (11) angeordnet sind, um die Basis des Dreieckes zu bilden in Richtung des zentralen Bereiches und angeordnet, um sich in die longitudinale Richtung eines Fahrzeuges zu erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bolzenloch (9, 11, 12) schlitzförmig ist mit der Längsachse des angeordneten Schlitzes, um sich seitlich vom Fahrzeug zu erstrecken, und wobei der Querträger (7) wenigstens teilweise aus einem Kastenquerschnitt besteht.
Getriebebefestigungsquerträger nach Anspruch 1, wobei der Kastenquerschnittsteil des Querträgers (7) sich transversal von einem Bereich des Querträgers (7) erstreckt, einschließend die Basis des dreieckigen Musters mit den Paaren an Bolzenlöchern (11, 12).
Getriebebefestigungsquerträger nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine den zentralen Bereich und den Verbindungsbereich verbindender Bereich gebogen ist, so daß der zentrale Bereich zum Befestigen des Getriebes höher ist als die Verbindungsbereiche bei Verbinden an den Fahrzeugseitenrahmen (5).
Getriebebefestigungsquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in Kombination mit einem Fahrzeug mit Seitenrahmen (5), die jeweils einen Verbindungsbereich aufweisen, enthaltend ein Bolzenpaar (14), das an der Basis eines dreieckigen Musters relativ in Richtung auf das Zentrum des Fahrzeuges angeordnet ist, und einen dritten Bolzen (13) an der Spitze des dreieckigen Musters, wobei die Bolzen (13, 14) jeweils in den Bolzenlöchern (9, 11, 12) aufgenommen werden in den Verbindungsbereichen des Querträgers (7), so daß jeder Bolzen (13, 14) angeordnet ist am Ende des schlitzförmigen Bolzenloches (9, 11, 12) in Richtung des Zentrums des Fahrzeugs.
Getriebebefestigungsquerträger nach Anspruch 4, wobei der zentrale Bereich des Querträgers sich von jedem Verbindungsbereich erhebt und ein Getriebe (1) trägt mit einer sich nach hinten erstreckenden Gelenkwelle (2).
Fahrzeugquerträgerstruktur, die zwischen linken und rechten Seitenrahmen (5) verläuft, sich in eine longitudinale Richtung eines Fahrzeugs erstreckend zum Befestigen eines Getriebes (1) mit einer rückseitigen Gelenkwelle (2), enthaltend: einen Querträger (7) mit einer geschlossenen Querschnittsstruktur, die sich in einer transversalen Richtung des Fahrzeugs erstreckt, davon an linken und rechten Enden mit den linken bzw. rechten Rahmen (5) verbunden und davon an einem zentralen Bereich mit dem Getriebe (1) verbunden; zwei Sätze von drei Befestigungsbolzen (13, 14), die in einer dreieckigen Relation angeordnet sind zum Befestigen des Querträgers (7) an den linken bzw. rechten Seitenrahmen (5), wobei die Befestigungsbolzen (13, 14) einen Befestigungsbolzen (13) aufweisen, der angeordnet ist an einem linken bzw. rechten Endbereich, und ein verbleibendes Paar an Befestigungsbolzen (14), die in einer longitudinalen Richtung des Fahrzeuges ausgerichtet sind und angeordnet sind an einem linken bzw. rechten Bereich in der Nähe zu einem zentralen Bereich des Querträgers; und Bolzenlöcher (9, 11, 12) an dem Querträger (7) zum Aufnehmen der entsprechenden Befestigungsbolzen (13, 14), dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzenlöcher bereitgestellt werden durch Schlitze, die sich in einer nach außen führenden und transversalen Richtung des Fahrzeuges erstrecken.
Fahrzeugquerträgerstruktur nach Anspruch 6, wobei die geschlossene Querschnittsstruktur gebildet ist in einer transversalen Richtung des Fahrzeuges innerhalb eines Bereiches, der wenigstens einen Bereich einschließt, in dem das Paar Befestigungsbolzen (14) angeordnet ist.
Fahrzeugquerträgerstruktur nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Querträger an einem Verbindungsbereich mit den linken und rechten Seitenrahmen nach oben gebogen ist, so daß der zentrale Bereich höher angeordnet ist als der Verbindungsbereich.