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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosseriestruktur,
die durch eine Tragkonstruktion einen Motorraum und einen Fahrgastraum
bildet.
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5 zeigt eine Draufsicht
eines Fahrzeugkarosserierahmens zum Darstellen einer herkömmlichen
Fahrzeugkarosseriestruktur.
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In
der in 5 dargestellten
herkömmlichen Fahrzeugkarosseriestruktur
sind ein rechter und ein linker vorderer Seiten- oder Längsträger 001 entlang einer
Längsrichtung
in einem rechten bzw. linken Seitenabschnitt einer Fahrzeugkarosserie
angeordnet. Der rechte und der linke vordere Längsträger 001 weisen jeweils
eine geschlossene Querschnittsform auf und weisen vordere Endabschnitte
auf, die durch eine vordere Stoßstangenverstärkung 002 miteinander
verbunden sind. Hintere Endabschnitte der jeweiligen vorderen Längsträger 001 sind
nach außen
gekrümmt
und mit vorderen Endabschnitten eines rechten bzw. eines linken
vorderen Schwellers 003 verbunden. Hintere Endabschnitte
der jeweiligen vorderen Schweller 003 sind mit einem hinteren
Sitzquerträger 004 verbunden.
Ein rechter und ein linker vorderer Bodenlängsträger 005 sind bezüglich der
vorderen Schweller 003 innen angeordnet und weisen vordere
Endabschnitte auf, die mit den hinteren Endabschnitten der vorderen
Längsträger 001 verbunden
sind, und hintere Endabschnitte, die mit dem hinteren Sitzquerträger 004 verbunden
sind, usw. Außerdem
ist eine Trennwand 006 zum Trennen eines Motorraums und
eines Fahrgastraums zwischen dem rechten und dem linken vorderen
Längsträger 001 angeordnet.
Ein Querträger 007 mit
einer geschlossenen Querschnittsform ist an der Trennwand 006 befes tigt,
und ein rechter und ein linker Abschnitt des Querträgers 007 sind
mit den vorderen Längsträgern 001 verbunden.
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Wenn
bei einem Frontaufprall eine Aufprallkraft auf die vordere Stoßstangenverstärkung 002 ausgeübt wird,
wird diese Kraft über
die vorderen Längsträger 001 zu
den vorderen Schwellern 003 und die vorderen Bodenlängsträger 005 und
zum Querträger 007 übertragen
und dadurch absorbiert, so daß eine
Verformung des Fahrgastraums verhindert werden kann.
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Gemäß der vorstehend
beschriebenen herkömmlichen
Fahrzeugkarosseriestruktur sind die hinteren Endabschnitte der vorderen
Längsträger 001 mit
den vorderen Schwellern 003 und den vorderen Bodenlängsträgern 005 verbunden,
und der Querträger 007 ist
entlang der zwischen dem rechten und dem linken vorderen Längsträger 001 angeordneten Trennwand 006 angeordnet.
Aufgrund dieser Merkmale wird die bei einem Aufprall ausgeübte Kraft
auf die jeweiligen Träger
verteilt und durch diese absorbiert, wobei die entsprechenden Träger mit
einer geschlossenen Querschnittsform dazu geeignet sind, die Kraft
geeignet aufzunehmen. Der Querträger 007 hat
eine geschlossene Querschnittsform, sein rechter und sein linker
Endabschnitt sind jedoch mit den vorderen Längsträgern 001 verbunden.
Infolgedessen ist seine Festigkeit unzureichend, um eine Verformung
des Fahrgastraums in Antwort auf eine ausgeübte Kraft zu verhindern.
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Insbesondere
bei einem überlappenden
oder versetzten Aufprall wird eine große Kraft auf eine Seite der
Fahrzeugkarosserie ausgeübt.
Deshalb wurden herkömmlich
die Plattendicke der vorderen Längsträger 001 erhöht und Verstärkungselemente hinzugefügt. Diese
Maßnahmen
führten
jedoch zu höheren
Kosten und zu einem höheren
Gewicht der Fahrzeugkarosserie.
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Eine
von verschiedenartigen herkömmlichen Fahrzeugkarosseriestrukturen
ist beispielsweise in der ungeprüften
japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nr. 1992-9378 beschrieben. Die in dieser Veröffentlichung mit dem Titel "A vehicle body front structure" beschriebene Vorrichtung
weist auf: einen Querträger,
der entlang einer Fahrzeugbreiten richtung so ausgebildet ist, daß er sich
gekrümmt
nach hinten erstreckt, vordere Längsträger mit
hinteren Abschnitten, die mit einem Vorsprung des Querträgers verbunden
sind, und vordere Säulen,
an denen Endabschnitte des Querträgers befestigt sind. In dieser "Fahrzeugkarosseriefrontstruktur" ist der Querträger jedoch
gekrümmt
ausgebildet, so daß,
wie in der vorstehend erwähnten
herkömmlichen
Fahrzeugkarosseriestruktur, eine Verformung in Antwort auf eine
auf den Querträger
ausgeübte
Kraft lediglich aufgrund der Steifigkeit des Querträgers selbst
verhindert wird. Die Festigkeit der "Fahrzeugkarosseriefrontstruktur" mit diesem Merkmal
ist unzureichend, um eine Verformung des Fahrgastraums zu verhindern.
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DE 196 21 673 A1 offenbart
einen Vorderbau eines Kraftfahrzeugs, wobei die Federbeinaufnahme beabstandet
zu einer Stirnwand und einer A-Säule angeordnet
ist, die Federbeinaufnahme über
zwei divergierende Träger
mit der A-Säule
und der Stirnwand verbunden ist und der zur Stirnwand verlaufende
Träger
so ausgebildet und angeordnet ist, daß er zusätzlich zur Aufnahme von Betriebskräften im
Falle eines Frontaufpralles ein Eindrehen oder Abknicken des zur
A-Säule
verlaufenden Trägers
verhindern soll.
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DE 31 14 379 C2 offenbart
eine Aufbaustruktur eines Personenkraftwagens, bei der eine den Fahrgastraum
begrenzende Querwand an mit Federbeinaufnahmen und Längsträgern versehene
Radhauswandungen herangeführt
ist, wobei ein Bodenblech mit der Querwand direkt und den Radhauswandungen
zumindest indirekt verbunden ist und ein parallel zur Querwand verlaufendes
Versteifungsteil vorgesehen ist, das die gegenüberliegenden Federbeinaufnahmen
verbindet, und wobei im unteren Bereich der Querwand ein aus Hohlträgern gebildetes Rahmensystem
angeordnet ist, wobei sich das Versteifungsteil bis zu oberen Längsträgern der
Radhauswandungen hin erstreckt und mit der Querwand, den oberen
Längsträgern und
den Federbeinaufnahmen verbunden ist, ein Querträger des Rahmensystems aus der
Querwand und dem Bodenblech gebildet wird und ferner jeder untere
Längsträger des Rahmensystems
etwa bei der Querwand eine zur Fahrzeugaußenseite hin verlaufende Kröpfung aufweist,
wobei zumindest über
einen Teilbereich der Kröpfung
zwei durch den Längsträger, das
Bodenblech und ein Versteifungselement gebildete Hohlträger vorgesehen
sind.
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US 5 882 065 A offenbart
eine vordere Fahrzeugkarosseriebaustruktur mit einem gekrümmten Vorderseitenrahmen,
der an einem unteren Abschnitt eines vorderen Aufbaus eines Fahrzeugs
angeordnet ist und einen L-förmigen
Abschnitt aufweist, wobei ein unteres Armaturenbrett mit einem Unterteil
auf den L-förmigen
Abschnitt aufgebracht ist, und mit einem Eckstück, das mit dem L-förmigen Abschnitt
des Vorderseitenrahmens mittels des Unterteils des unteren Armaturenbretts
verbunden ist.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bei herkömmlichen
Technologien auftretenden Probleme zu lösen und eine Fahrzeugkarosseriestruktur
bereitzustellen, die dazu geeignet ist, die Sicherheit zu erhöhen, indem
einem Rahmenabschnitt eines Fahrgastraums eine ausreichende Festigkeit verliehen
wird, ohne daß die
Kosten erhöht
werden, und ohne daß das
Gewicht der Fahrzeugkarosserie zunimmt.
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Eine
erfindungsgemäße Fahrzeugkarosseriestruktur,
die dazu geeignet ist, die vorstehende Aufgabe zu lösen, weist
auf: eine Trennwand, die einen Motorraum und einen Fahrgastraum
eines Fahrzeugs trennt, wobei die Trennwand in einem Mittenabschnitt
eine im wesentlichen flache Form aufweist und an entgegengesetzten
Seitenabschnitten bezüglich
des Mittenabschnitts gebogen ist und sich nach hinten erstreckt;
einen Querträger,
der sich entlang der Trennwand in eine Breitenrichtung des Fahrzeugs
erstreckt und in Zusammenwirkung mit der Trennwand eine geschlossene
Querschnittsform bildet; und in Seitenabschnitten des Motorraums
angeordnete Längsträger, die
sich von der Vorderseite des Fahrzeugs zu gebogenen Abschnitten
des Querträgers
hin erstrecken und mit den gebogenen Abschnitten verbunden sind
und sich unter einer Bodenplatte des Fahrzeugs erstrecken.
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Dadurch
wird bei einem Aufprall in der Längsrichtung
des Fahrzeugs eine auf die Längsträger ausgeübte Kraft
auf die gebogenen Abschnitte des Querträgers ausgeübt und von den gebogenen Abschnitten
derart übertragen,
daß sie
in der Längsrichtung
des Querträgers
verteilt wird. Dadurch wird die ausgeübte Kraft absorbiert und durch
den Querträger
aufgenommen, so daß eine
Verformung des Fahrgastraums zuverlässig verhindert werden kann.
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In
der Fahrzeugkarosseriestruktur kann der Querträger an einer Vorderfläche der
Trennwand befestigt sein und kann aus einem im Mittenbereich angeordneten
geraden Bereich, den gebogenen Abschnitten und schrägen Abschnitten
bestehen, die sich von den gebogenen Abschnitten gerade nach hinten
erstrecken. Daher wird eine auf die gebogenen Abschnitte des Querträgers ausgeübte Kraft
von den gebogenen Abschnitten derart übertragen, daß sie auf
den geraden Abschnitt und die gebogenen Abschnitte verteilt wird.
Dadurch kann die ausgeübte Kraft
wirksam absorbiert werden.
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In
der Fahrzeugkarosseriestruktur können Versteifungselemente
zwischen den Längsträgern und
den gebogenen Abschnitten des Querträgers angeordnet und damit verbunden
sein. Aufgrund der Verwendung der Versteifungselemente muß der Längsträger nicht
in einer komplizierten Form ausgebildet werden, so daß die Fertigungskosten
reduziert werden können.
Außerdem
sind Versteifungselemente in verschiedenen Größen und Formen erhältlich,
so daß für verschiedene
Fahrzeugklassen geeignete Aufprallcharakteristiken bereitgestellt
werden können.
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In
der Fahrzeugkarosseriestruktur kann der Längsträger einen hinteren Abschnitt
aufweisen, der sich leicht gekrümmt
nach unten und nach hinten erstreckt, und der Längsträger und das Versteifungselement
können
zusammen eine im wesentlichen gerade Form aufweisen, und das Versteifungselement kann
mit dem gebogenen Abschnitt des Querträgers verbunden sein. Dadurch
wird die Aufprallkraft von den Längsträgern über die
Versteifungselemente geeignet auf den Querträger übertragen. Demgemäß kann die
Aufprallkraft wirksam absorbiert werden.
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In
der Fahrzeugkarosseriestruktur können Bodenlängsträger bezüglich Schwellern,
die in Seitenabschnitten des Fahrgastraums angeordnet sind, nach
innen versetzt angeordnet sein, und die Längsträger können hintere Abschnitte aufweisen,
die sich leicht gekrümmt
nach unten erstrecken, und können mit
den Bodenlängsträgern verbundene
hintere Abschnitte aufweisen. Dadurch wird die Aufprallkraft von
den Längsträgern auf
den Querträger
und außerdem
auf die Schweller und die Bodenlängsträger übertragen.
Infolgedessen kann diese Aufprallkraft wirksam absorbiert werden.
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In
der Fahrzeugkarosseriestruktur können sich
entgegengesetzte Seitenabschnitte des Querträgers in die Längsrichtung
vorderer Säulen
des Fahrzeugs erstrecken. Dadurch wird eine auf den Querträger ausgeübte Kraft
in die Richtung übertragen,
in die die vorderen Säulen
sich erstrecken, so daß die
Aufprallkraft durch die vorderen Säulen wirksam absorbiert werden
kann.
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In
der Fahrzeugkarosseriestruktur kann der Querträger schräge Abschnitte aufweisen, die
sich von den gebogenen Abschnitten gerade nach hinten und schräg nach oben
erstrecken, und die hinteren Endabschnitte der schrägen Abschnitte
können
mit den vorderen Säulen
verbunden sein. Dadurch können
die schrägen
Abschnitte des Querträgers
leicht angrenzend an die vorderen Säulen angeordnet werden, so
daß die
auf den Querträger
ausgeübte
Aufprallkraft wirksam absorbiert werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehenden ausführlichen
Beschreibung und der beigefügten
Zeichnungen, die lediglich zur Erläuterung dienen und durch die
die vorliegende Erfindung nicht eingeschränkt werden soll, verdeutlicht;
es zeigen:
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1 eine
Draufsicht eines Fahrzeugkarosserierahmens zum Darstellen einer
Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosseriestruktur;
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2 eine
Seitenansicht zum Darstellen einer Struktur zum Verbinden eines
vorderen Längsträgers mit
einem Querträger;
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3 eine
Querschnittansicht entlang der Linie III-III in 2;
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4 eine
schematische Ansicht zum Darstellen einer Struktur zum Verbinden
der vorderen Längsträger mit
dem Querträger;
und
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5 eine
Draufsicht eines Fahrzeugkarosserierahmens zum Darstellen einer
herkömmlichen Fahrzeugkarosseriestruktur.
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Nachstehend
werden bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen,
durch die die Erfindung nicht eingeschränkt werden soll, ausführlich beschrieben.
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In
der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Fahrzeugkarosseriestruktur
weisen ein rechter und ein linker vorderer Längsträger (Längsträger) 11 als ein Paar
jeweils eine geschlossene Querschnittsform auf, die durch zwei durch
Verschweißen
miteinander verbundene Elemente gebildet wird. Die vorderen Längsträger 11 sind
entlang einer Längsrichtung
in Seitenabschnitten einer Fahrzeugkarosserie angeordnet und weisen
vordere Endabschnitte auf, die durch eine vordere Stoßstangenverstärkung 12 miteinander
verbunden sind. Jeder der vorderen Längsträger 11 weist einen
hinteren Abschnitt auf, der sich leicht gekrümmt nach unten erstreckt, und
einen hinteren Endabschnitt, der mit einem vorderen Bodenlängsträger 16 verbunden
ist. Hintere Endabschnitte vorderer Schweller 14 sind mit
einem hinteren Sitzquerträger 15 verbunden.
Der rechte und der linke vordere Bodenlängsträger 16, die jeweils
einen U-förmigen
Querschnitt aufweisen, sind bezüglich der
vorderen Schweller 14 innen angeordnet, und vordere Endabschnitte
der vorderen Bodenlängsträger 16 sind
mit den vorderen Längsträgern 11 verbunden,
während
hintere Endabschnitte der vorderen Bodenlängsträger 16 mit dem hinteren
Sitzquerträger 15 verbunden
sind.
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Zwischen
dem rechten und dem linken vorderen Längsträger 11 ist eine Trennwand
(Trennwandelement) 17 so angeordnet, daß sie einen Motorraum und ein
Fahrgastraum des Fahr zeugs trennt. Die Trennwand 17 besteht
aus einem in einem Mittenbereich angeordneten flachen Abschnitt 17a mit einer
im wesentlichen flachen Form, gebogenen Abschnitten 17b,
die sich von beiden Seitenabschnitten des flachen Abschnitts 17a bogenförmig bzw.
gebogen nach hinten erstrecken, und schrägen Abschnitten 17c,
die sich von den gebogenen Abschnitten 17b nach hinten
erstrecken, wobei die gebogenen Abschnitte 17c mit vorderen
Säulen
(A-Säulen) 13 verbunden
sind.
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Ein
Querträger 18 ist
an der Vorderfläche
der Trennwand 17 befestigt, und der Querträger 18 hat eine
geschlossene Querschnittsform und erstreckt sich entlang der Trennwand 17 in
einer Breitenrichtung des Fahrzeugs. Der Querträger 18 besteht ähnlich wie
die Trennwand 17 aus einem in einem Mittenbereich angeordneten
geraden Abschnitt 18a, der am flachen Abschnitt 17a befestigt
ist, gebogenen Abschnitten 18b, die sich von beiden Seitenabschnitten
des geraden Abschnitts 18a bogenförmig bzw. gebogen nach hinten
erstrecken und an den gebogenen Abschnitten 17b befestigt
sind, und schrägen Abschnitten 18c,
die sich von den gebogenen Abschnitten 18b nach hinten
erstrecken. Die schrägen Abschnitte 18c erstrecken
sich jeweils außerdem
in eine Richtung schräg
nach oben, die parallel zu einer Richtung ausgerichtet ist, in die
sich eine entsprechende vordere Säule 13 erstreckt,
und sind entlang der Längsrichtung
der entsprechenden vorderen Säule 13 mit
der vorderen Säule 13 verbunden.
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Ein
oberer Endabschnitt der Trennwand 17 ist mit einem Windlaufoberteil 19 verbunden,
und ein unterer Endabschnitt der Trennwand 17 ist mit einer Bodenplatte 20 verbunden.
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Eine
Seitenträgerversteifung
(Versteifungselement) 21 ist zwischen dem vorderen Längsträger 11 und
dem gebogenen Abschnitt 18b des Querträgers 18 angeordnet,
um diese zu verbinden. Die Längsträgerversteifung 21 hat
einen L-förmigen Querschnitt
und einen gabelförmigen
Längsabschnitt.
Die Längsträgerversteifung 21 besteht
aus einem ersten Verbindungsabschnitt 21a, der mit einem
Eckenabschnitt des vorderen Längsträgers 11 verbunden
ist, einem zweiten Verbindungsabschnitt 21b, der mit einer
Seitenfläche des
vorderen Längsträgers 11 verbunden
ist, und einem dritten Verbindungsabschnitt 21c, der mit
dem gebogenen Abschnitt 18b des Querträgers 18 verbunden
ist. Der vordere Längsträger 11 und
die Längsträgerversteifung 21 sind
so verbunden, daß sie
auf einer im wesentlichen geraden Linie mit dem Querträger 18 in Kontakt
gebracht werden.
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In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Fahrzeugkarosseriestruktur
erstrecken sich die hinteren Abschnitte des rechten und des linken
vorderen Längsträgers 11 leicht
gekrümmt nach
unten, und ihre hinteren Endabschnitte sind mit den vorderen Bodenlängsträgern 16 verbunden.
Die Trennwand 17 ist so angeordnet, daß sie den Motorraum und den
Fahrgastraum des Fahrzeugs trennt. Der Querträger 18 mit einer geschlossenen
Querschnittsform ist an der Vorderfläche der Trennwand 17 befestigt.
Die entgegengesetzten Seitenabschnitte des Querträgers 18 sind
(an den gebogenen Abschnitten 18b) nach hinten gebogen.
Die Längsträgerversteifung 21 ist
zwischen jedem der vorderen Längsträger 11 und
jedem der gebogenen Abschnitte 18b des Querträgers 18 angeordnet,
um diese zu verbinden.
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Wenn
bei einem Frontaufprall des Fahrzeugs eine Aufprallkraft auf die
vorderen Längsträger 11 ausgeübt wird,
wird diese Kraft von den vorderen Längsträgern 11 über die
Längsträgerversteifungen 21 zu
den gebogenen Abschnitten 18b des Querträgers 18 übertragen
und wird außerdem
auf verteilte Weise zu den vorderen Schwellern 14 und den
vorderen Bodenlängsträgern 16 übertragen.
Zu diesem Zeitpunkt wird die auf den gebogenen Abschnitt 18b des
Querträgers 18 übertragene
Kraft vom gebogenen Abschnitt 18b auf den geraden Abschnitt 18a und
den schrägen
Abschnitt 18c verteilt und weiter in der Längsrichtung
des geraden Abschnitts 18a und des schrägen Abschnitts 18c übertragen.
Indem die Aufprallkraft zuverlässiges
absorbiert wird, kann eine Verformung des Fahrgastraums verhindert
werden.
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Außerdem ist
die Längsträgerversteifung 21 zwischen
dem vorderen Längsträger 11 und
dem gebogenen Abschnitt 18b des Querträgers 18 angeordnet.
Der vordere Längsträger 11 und die
Längsträgerversteifung 21 sind
in einer nahezu geraden Linie angeordnet, und in diesem Zustand
ist die Längsträgerversteifung 21 mit
dem gebogenen Abschnitt 18b des Querträgers 18 verbunden.
Dadurch wird die Aufprallkraft von den vorderen Längsträgern 11 über die Längsträgerversteifungen 21 geeignet
auf den Querträger 18 übertragen,
so daß die
Kraft wirksam aufgenommen werden kann.
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Außerdem muß im vorderen
Längsträger 11 kein
Abschnitt für
eine Verbindung mit dem Querträger 18 ausgebildet
sein, so daß die
Struktur des vorderen Längsträgers 11 vereinfacht
werden kann und die Fertigungskosten gesenkt werden können. Außerdem kann
die Größe oder
Form der Längsträgerversteifung 21 gemäß dem Fahrzeugmodell
geändert werden,
so daß die
Festigkeit der Fahrzeugkarosseriestruktur angepaßt werden kann und die für verschiedene
Fahrzeugklassen geeigneten Aufprallcharakteristiken bereitgestellt
werden können.
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Außerdem ist
der schräge
Abschnitt 18c des Querträgers 18 so angeordnet,
daß er
sich von der Vorderseite des Fahrzeugs zur Rückseite des Fahrzeugs schräg nach oben
erstreckt, und ist mit dem schrägen
Abschnitt 17c so verbunden, daß er sich in die Längsrichtung
der vorderen bzw. A-Säule 13 erstreckt.
Dadurch kann die auf den gebogenen Abschnitt 18b des Querträgers 18 übertragene
Kraft in der Längsrichtung
der vorderen Säule 13 übertragen und
wirksam absorbiert werden. Infolgedessen ist kein separates Verstärkungselement
erforderlich, so daß die
Fertigungskosten gesenkt und eine Gewichtserhöhung vermieden werden kann.
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Außerdem ist
der Querträger 18 nur
an der Vorderfläche
der Trennwand 17 angeordnet, so daß keine wasserdichte Abdichtung
zwischen dem Querträger 18 und
der Trennwand 17 erforderlich ist und die Kosten gesenkt
werden können.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
beschrieben worden ist, soll die Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden,
sondern für
Fachleute ist ersichtlich, daß innerhalb
des durch die Patentansprüche definierten
Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung zahl reiche Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können.