SE465668B - Frontparti foer motorfordon - Google Patents

Description

465 668 2 10 15 20 25 30 35 deformationszon innan hjulhuset varför de redan vid måttliga hastigheter kommer att uppvisa svåra skador med höga reparationskostnader som följd.

Uppfinningens ändamål Föreliggande uppfinning hartill uppgift att förbättra ett fordons passiva säkerhet genom att minska inverkan av höghastighetskrockar på kupén.

Uppfinningen ska vidare medge att ett tvärställt drivaggregat kan rymmas och skyddas i motorrummet och att konstruktionen i övrigt är enkel att tillverka och vid begränsade deformationer relativt enkel att reparera. Samtidigt ska kraven på så låg vikt som möjligt försöka uppfyllas.

Uppfinningens syften och fördelar ernås genom att varje centralbalk är fast förbunden dels med en främre ände på en uppåt bakåt snedställd första sträva som har kraftöverförande förbindning med den sidobalk som är anordnad på samma sida om symmetriplanet och dels med en främre ände på en nedåt bakåt snedställd andra sträva som har kraftöverförande förbindning med den underramsbalk som är anordnad på samma sida om symmetriplanet.

Genom dessa kännetecken får frontstrukturen ett stabilt deformationsbeteende samt gynnsamma energiupptagande egenskaper i förhållande till materialätgången. Uppfinningen möjliggör vidare en enkel tillverkning av frontstrukturen eftersom den innefattar relativt få delar, vilket även underlättar reparationer av skador på frontstrukturen. len speciellt fördelaktig utföringsform av uppfinningen utgör ett balkavsnitt en fortsättning av centralbalken framför strävornas fasta förbindning med centralbalken för bildande av en främre energiupptagande deformationszon.

Detta främre balkavsnitt kan enkelt dimensioneras och utformas för en väl kontrollerad energiupptagning som kan ske vid en belastningsnivå som med marginal understiger den nivå där bakomliggande energiupptagande frontstruktu rdelar börjar deformeras, p g a det stöd centralbalken får av strävorna. En trevägsuppdelning medför sedan att 10 15 20 25 30 35 3 465 668 även den fortsatta deformationen får ett stabilt förlopp med en jämn fördelning av lasten på de tre balkarna. Detta innebär relativt stora friheter att vid speciellt centralbalkens utformning ta hänsyn till krav på anpassning av dess sträckning och form för att möjliggöra inbyggnad av fordonets drivaggregat.

Deformationsförloppet kan uppdelas i tre huvudskeden: deformation av stötfångare och sättningar i strukturen, deformation av deformationselement (främre delen av centralbalkar), och deformation av den i huvudsak raka balkstrukturen. De två första skedena efterlämnar inga eller små relativt lätt åtgärdade skador på bakomliggande struktur.

Den raka balkstru kturen som utnyttjas i tredje skedet deformeras stabilt p g a sammankopplingen med strävorna och ger upphov till en gynnsam veckbuckling utan några störningar som skulle kunna leda till Eulerknäckningar av balkarna.

Den lfrontpartiet ingående underramen som bidrar till kostruktionens goda krockegenskaper genom sin balkkonstruktion gör det också möjligt att förmontera en stor del av fordonets drivpaket till en enhet på den undre ramen som därefter monteras i frontpartiet. Detta gör det dessutom möjligt att provköra drivaggregatet innan ramen monteras.

Ytterligare kännetecken och fördelarframgår av patentkraven och efterföljande beskrivning. l denna beskrivs en fördelaktig utföringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritning.

Beskrivning av ett utförinqsexempel l figuren visas ena halvan av ett frontpa rti som utgör del av en personbil med självbärande kaross. lfrontpartiet ingår en frontstruktur 1 inneslutande ett motorutrymme. Frontstrukturen 1 innefattar på dess vardera sida en längsgående sidobalk 7, en längsgående centralbalk 9 och en första sträva 11, som förbinder sidobalken 7 med centralbalken 9.

Vidare innefattar frontstrukturen 1 en främre tvärgående stötfångarbalk 16, en främre torpedvägg 2, en underram 3 samt på frontstrukturens 1 vardera sida en andra sträva 13 förbindande centralbalken 9 med underramen 3. 465 668 4 10 15 20 25 30 35 Frontstrukturen är i princip symmetrisk med ett vertikalt symmetriplan, som löper i fordonets längdriktning. De avvikelser från en perfekt symmetri som frontstrukturen 1 uppvisar är betingade av nödvändiga anpassningar till drivpaketets olika utseende och platsbehov på dess olika sidor. Olikheterna gäller bl a de fästen för motor och transmission som är anordnade i frontstrukturen. Sidobalkarna 7 och centralbalken 9 är således anordnade på var sin sida om symmetriplanet. Fortsättningsvis sker beskrivningen med hänvisning enbart till frontstrukturens 1 på figuren visade ena sida men det är sålunda underförstått om inte annat anges att samma förhållande råder på andra sidan.

Vid frontstrukturens 1 monterade läge i personbil avskiljer på känt sätt torpedväggen 2 bilens kupéutrymme från dess motorutrymme och frontpartiet. Den längsgående sidobalken 7 är väsentligen rak och i sin främre ände 10 fäst vid en övre ände 12 på en första sträva 11. Sidobalken 7 är i sin bakre ände 19 fast förbunden med en bakre vindrutebalk 31 och en vindrutestolpe 17. Vid sin bakre del ärsidobalken 7 förbunden med ett fjäderbenstorn 23 med fäste för ett i fordonets framhjulsupphängning ingående fjäderben (ej visat). Fjäderbenstornet 23 är i sin nedre del fäst i hjulhuset 8.

Centralbalken 9 är väsentligen rak och horisontell med i sin främre ände 15 fast förbindning med stötfångarbalken 16 medan bakre änden 25 är förbunden med en ej visad golvbalk i ett golvparti ifordonet.

Centralbalken 9 består av ett främre balkavsnitt 14 avsett att bilda en ostörd deformationszon. Längden på detta balkavsnitt 14 är i denna utföringsform ca 40 cm men kan göras längre eller kortare beroende på de utrymmen och den energiupptagningsförmåga som krävs.

Balkavsnittet 14 är anordnat framför ett främre hjulhus 8 och kan alternativt (ej visat i figur) ligga an mot centralbalkens 9 bakre del.

Centralbalken 9 behöver således inte (som visas i figur) vara i ett stycke.

Den första strävan 11 är med sin nedre ände 26 fäst på centralbalken 9 på så sätt att den lutar snett framåt nedåt. Detta medför vid en frontalkrock att en del av den belastning centralbalken 9 utsätts för överförs till sidobalken 7. På denna första sträva 11 är anordnad en motorinfästning 20 som på detta sätt får en stabil och bra koppling till fjäderbenstornet 23. Av vibrationstekniska skäl saknas ett motsvarande fäste på den sträva 10 l5 20 25 30 35 s 465 668 som är belägen symmetriskt i motorrummets andra och i figuren inte återgivna del.

Underramen 3 innefattar en längsgående balk 5 samt en tvärbalk 6 vars ändar är fästa vid balken 5 och dess motsvarighet på andra sidan om symmetriplanet. Tvärbalken 6 kan anordnas vid balkarnas 5 främre eller bakre ändar 12 resp 27. l en annan ej visad utföringsform kan ytterligare en tvärbalk anordnas för att förbinda de två balkarna 5. Balken 5 är i sina ändar 12 resp 27 utformade med bulthål 28 för sin bakre infästning i torpedplåten 24 respektive främre infästning i en nedre ände 29 av en sträva 13. Strävan 13 är i sin övre ände 30 fäst på centralbalkens 9 undersida och lutar snett bakåt-nedåt. De två strävorna 11,13 bildar således tillsammans en väsentligen framåtriktad pil. Dessa strävor 11,13 kan enligt en här ej visad utföringsform vara anordnade i ett stycke med sidobalken 7 (vad gäller strävan 11) respektive med centralbalken 9 (vad gäller strävorna 13). Detta utgör ett alternativ till att strävorna 11,13 och balkarna 7,9 tillverkas separat och sedan fästes till varandra genom svetsning eller bultförband till ovan beskriven konfiguration.

Som tidigare framgått står efter montering av frontstru kturen 1 centralbalkarnas 9 bakre ändar 25 i kraftöverförande förbindning med fordonets längsgående golvbalkar. Vid en frontalkollision överförs krockkrafter således dels till fordonets kupébur via sidobalkarna 7, dels till fordonets centralt belägna längsgående tunnelbalk (ej visad) via underramens 3 balkar 5 och dels till fordonets golvbalkar (ej visade) via centralbalken 9. Via ej visade, väsentligen tvärgående golvbalkar överförs även krafterna till i fordonet ingående sedvanliga tröskelbalkar (ej visade) vilka i sidled avgränsar ett i fordonet anordnat golvparti.

Vid en kollision rakt framifrån kommer först stötfångarsystemet att absorbera en del energi. Även karossen kommer att ta upp energi, elastiskt och genom sättningar i densamma. Om krockhastigheten är så låg (ca 8 km/h) och därmed det från kollisionen härrörande kravet på energiupptagning är motsvarande lågt, kommer någon ytterligare deformation inte att ske och krocken inte heller att efterlämna några synbara deformationer hos karossstrukturer. Om en större energiupptagning krävs fortsätter deformationen och centralbalkarnas 9 främre delar 14 börjar deformeras. Denna deformation sker därvid vid en 465 668 lO 15 20 25 G5 belastningsnivå som understiger den nivå där bakomliggande energiupptagande frontstrukturdelar börjar deformeras. Vid fortsatt krav på energiupptagning kommer centralbalkarna 9 att via veckbuckling absorbera kollisionsenergi och samtidigt leds kollisionskrafterna via strävorna 11,13 dels till sidobalkarna 7, dels ned i underramen 3.

Genom den fördelaktigt raka utformningen av balkarna 9 och i synnerhet deras främre delar 14 kan de enkelt dimensioneras för att medelst veckbuckling utföra en väl kontrollerad energiupptagning. Denna kan med god säkerhet ske vid en belastningsnivå som med marginal understiger den nivå där bakomliggande frontstrukturdelar börjar deformeras. Väsentligt bidragande härtill är den 3-vägsuppdelning som sker efter det att det första balkavsnittet 14 utfört sin väl kontrollerade deformation. Nämnda uppdelning sker före hjulhuset 8 med möjlighet för strävan 11 att stöda mot detta liksom mot det därifrån utbildade fjäderbenstornet 23. Samtidigt medför uppdelningen före hjulhuset att det ges förhållandevis goda möjligheter att ändra sträckning och form hos den bakomliggande delen av centralbalken 9 för att inrymma ett tvärställt drivaggßregat i motorrummet liksom den främre hjulupphängningen.

Det ovan beskrivna utföringsexemplet ska inte verka begränsande för uppfinningen, enär denna inom ramen för uppfinningstanken och efterföljande patentkrav kan modifieras i ett flertal utföringsformer.

Sålunda kan de som strävor 7,13 betecknade element utgöra mer eller mindre integrerade delar av balkarna 5,7,9.

Claims (6)

10 15 20 25 30 7 465 668 PATlENTKRAV

1. Frontparti för motorfordon, företrädesvis personbil, med en i fordonets bärande delar ingående frontstruktur (1) för upptagning av kollisionsenergi, inneslutande ett motorutrymme, vilken frontstruktur (1) är väsentligen symmetrisk relativt ett i längsled löpande symmetriplan och på vardera sidan om symmetriplanet innefattar en längsgående centralbalk (9) med sin främre ände (15) förbunden vid en främre tvärgående stötfångarbalk (16), en sidobalk (7) belägen ovanför och väsentligen parallellt med centralbalken (9) samt en underramsbalk (5) belägen nedanför och väsentligen parallellt med centralbalken (9) och som ingår i en underram (3) monterbart anfäst till frontstrukturen (1), k ä n n e t e c k n a t a v att centralbalken (9) är fast förbunden dels med en främre ände (10) på en uppåt bakåt snedställd första sträva (11), som har kraftöverförande förbindning med sidobalken (7) och dels med en främre ände på en nedåt bakåt snedställd andra sträva (13) som har kraftöverförande förbindning med underramsbalken (5), varigenom centralbalken (9) bildar ett främre balkavsnitt (14) framför strävornas förbindning med centralbalken (9) och ett bakre balkavsnitt bakom strävornas förbindning, vilken centralbalk (9) i sin bakre ände är förbunden med fordonets golvbalkar.

2. Frontparti för motorfordon enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att ett balkavsnitt utgör en fortsättning av centralbalken (9) framför strävornas(11,13) fasta förbindning med centralbalken (9) för bildande av en främre energiupptagande deformationszon.

3. Frontparti för motorfordon enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att balkavsnittet är integrerat med centralbalken (9).

4. Frontparti för motorfordon enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t a v att den första strävans (1 1) övre fästpunkt är belägen väsentligen omedelbart framför ett torn (23) för anfästning av fordonets hjuIupphängningsarrangemang. 465 668 g

5. Frontparti för motorfordon enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t a v att den första strävan (11) stöder över en väsentlig del av sin längd mot fordonets främre hjulhus. 5

6. Frontparti för motorfordon enligt något av patentkraven 1-5, k ä n n eteck n at a v attåtminstoneden ena avde i fro ntstruktu ren ingående första strävorna (11) uppbär ett fäste (20) för fordonets drivaggregat.