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Stoßauffangvorrichtung für Kraftfahrzeuge
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Oie Erfindung betrifft eine Stoßauffangvorrichtung für Kraftfahrzeuge
mit gegenüber der zugeordneten Fahrzeugstirnseite, z. a. Fahrzeugfront , zurückverlagerter
Antriebseinheit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.
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Bei einer bekannten Stoßauffangvorrichtung dieser Art sind im wesentlichen
in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Brücken vorgesehen, die eine Verbindung zwischen
den Längsträgern und der Antriebseinheit schaffen. Diese Brücken sind einerseits
an der Stirnseite des Motors der Antriebseinheit und andererseits an je einem Längsträger
gehalten. Der Stoßfänger stützt sich unter Zwischenschaltung energieabsorbierender
Mittel an diesen Brücken ab. Diese energieabsorbierenden Mittel sind als Prallkörper
ausgebildet, die sich an einem vorderen Querträger und den Brücken abstützen. Die
Prallkörper umgeben jeweils einen Stoßdämpfer, der einerseits am Stoßfänger und
andererseits an den Brücken befestigt ist. Die Stoßfänger dienen zur Aufnahme von
geringen Stößen bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit bis zu 6 km/h ohne Beschädigung
der Karosserie oder des Fahrzeugaufbaus. Die den Prallkörpern parallelen vorderen
Abschnitte der Längsträger sind plastisch deformierbar ausgestaltet, wobei die plastische
Verformung dann einsetzt, wenn die Stoßdämpfer, und damit
auch der
Stoßfänger,ganz eingefahren sind, letzterer also an dem Querträger anliegt.
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Diese bekannte Stoßauffangvorrichtung befriedigt im Crash- oder Aufprallfall
nicht vollständig. Wird z.t.
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bei dieser Vorrichtung der Prallkörper relativ weich ausgelegt, so
wird eine nur ungenügende Abbremsung der Antriebseinheit erreicht. Nach der ersten
Bremsphase wird die Antriebseinheit erst bei Kontakt mit dem Crashkörper, wie Wand,
Gegenfahrzeug o.dgl., gebremst.
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Wird hingegen der Prallkörper hart ausgebildet, so sind die plastisch
deformierbaren vorderen Abschnitte der Längsträger wirkungslos. Zwar wird eine gute
Abbremsung der Antriebseinheit erreicht, jedoch besteht dabei die Gefahr, daß die
Längsträger vorher zusammenbrechen. Selbst bei einem Aufprall oder Crash mit relativ
niedriger Geschwindigkeit entstehen somit bereits teure Fahrzeugschäden. Eine Verstärkung
der Längsträger kann hier nicht zum Erfolg führen, da dies nicht nur ein höheres
Gewicht der Längsträger bedeutet, sondern vor allem im Aufprallfall zu einem Eindringen
der Längsträger in die Stirnwand der Fahrgastzelle, an welcher die Längsträger abgestützt
sind, führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stoßauffangvorrichtung
für Kraftfahrzeuge mit gegenüber der zugeordneten Fahrzeugstirnseite zurückverlagerter
Antriebseinheit der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß im Crashfall
eine sehr gute Abbremsung der Antriebseinheit noch vor Kontakt dieser mit dem Crashkörper
erzielt wird, ohne daß dabei eine Längsträgerversteifung erforderlich oder gar die
Gefahr einer fahrgastzellenseitigen Stirnwandintrusion der Längsträger zu befürchten
wäre.
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Diese Aufgabe ist bei einer Stoßauffangvorrichtung der im OberbegrifÇ
des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil
des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die erfindungsgemäße Stoßauffangvorrichtung wird im Crashfall
eine sehr starke Abbremsung der Antriebseinheit erzielt. Dabei steht der zwischen
der Stirnseite des Motors der Antriebseinheit und der Stirnseite der Fahrzeugkarosserie
vorhandene Raum vollständig für den Abbremsweg der Antriebseinheit zur Verfügung
und wird durchkeine konstruktiven Maßnahmen reduziert.
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Die Antriebseinheit ist noch vor Kontakt mit dem Crashkörper weitgehend
abgebremst. Im Crashfall mit geringeren Geschwindigkeiten wird dabei weitgehend
eine Beschädigung der Antriebseinheit mit den davor sitzenden Aggregaten vermieden.
Nur Blechteile werden verformt.
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Im Crashfall mit sehr hoher Geschwindigkeit verliert die Antriebseinheit
ihr aggressives Verhalten, da sie nicht erst im Crashkörper, z.B. im Gegenfahrzeug,abgebremst
wird, sondern ihre Geschwindigkeit bereits vor Kontakt mit dem Crashkörper weitgehend
reduziert worden ist. Dies trägt im Falle von Frontalzusammenstößen von Fahrzeugen
zum Schutz der Fahrzeuginsassen bei.
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Die erfindungsgemäße Stoßauffangvorrichtung ermöglicht im Crashfall
einen gleich guten Energieabbau der massebehafteten Antriebseinheit, wie er bislang
nur bei Fahrzeugen mit weit nach vorn verlagertem Motor erzielt worden'ist, ohne
dabei die Nachteile der Motorvorverlagerung in Kauf nehmen zu müssen, die da sind:
Fahrwerks- und Lenkungsprobleme, Gewichtsverteilung, Radstand, aggressives Verhalten
der Antriebseinheit im Crashfall infolge schlagartigem Abbremsen im Gegenfahrzeug
und Beschädigungen der Antriebseinheit auch
im Crashfall mit relativ
niedriger Geschwindigkeit.
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Besonders vorteilhaft ist dabei die Ausführungsform der Erfindung
gemäß Anspruch 2. Hierdurch läßt sich in einfacher und preisgünstiger Weise die
Abstützung des Stoßfängers an der Antriebseinheit realisieren.
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Vorteilhaft ist dabei die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch
3. Diese findet insbesondere dann Verwendung, wenn die Antriebseinheit eine vorn
liegende Clwanne aufweist.
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Vorteilhaft ist auch die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch
4. Diese Ausführungsform wird bevorzugt bei Antriebseinheiten mit am Motorblock
hinten liegender Clwanne.
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Die vorteilhafte Ausführungsform nach Anspruch 5 macht es möglich,
einen Teil der ölwanne des Motors bei demgemäßer Ausbildung als Stützelement einzusetzen.
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Vorteilhaft ist ferner die Gestaltung nach Anspruch 6.
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Hierdurch läßt sich eine Abstützung der beliebig ausgebildeten und
angeordneten Antriebseinheit ohne Knicken ,der vor der Antriebseinheit sitzenden
Stützelemente erreichen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt
sich auch aus Anspruch 7. Durch diese Maßnahmen wird beim längsliegenden Frontmotor
mit Hecktrieb im Aufprallfall das Kippen des Motors nach oben verhindert, wodurch
zwangsläufig die Blocklänge des Motors vergrößert wUrde und damit dieser Raum für
die Abbremsung des Motors verlorenginge.
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Ebene besonders- vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt
sich aus Anspruch 8.Durch die direkte Abstützung des Stoßfängers an den Längsträgern
mittels Stoßdämpfer werden bei Bagatellunfällen sogar Blechverformungen vermieden.
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Vorteilhaft ist dabei besonders die Ausführungsform der Erfindung
gemäß Anspruch 9. Durch diese Maßnahmen wird eine Parallelschaltung deformierbarer
Teile in den Abstützungen des Stoßfängers an den Längsträgern und an der Antriebseinheit
geschaffen, so daß eine besonders starke Abbremsung der Antriebseinheit ohne Vergrößerung
der Motorblocklänge und damit Reduzierung des freien Raumes zwischen Stirnseite
des Motors und Stoßfänger erreicht wird.
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Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur
Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich
durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen.
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Hierdurch haben jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser
Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten.
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Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
im folgenden näher beschrieben. Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig. 1 eine
Draufsicht einer Fahrzeugfront mit einer Stoßauffangvorrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig.
3 die gleiche Draufsicht der Fahrzeugfront in Fig. 1 mit einer Stoßauffangvorrichtung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV
in Fig.3.
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Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorderteil eines Fahrzeuges läßteine
verformungssteife Fahrgastzelle 10 erkennen, an deren Unterseite Längsträger 11
angeordnet sind und deren Stirnseite durch einen die beiden Längsträger 11 verbindenden
Querträger 12 versteift ist.
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Längs- und Querträger 11,12 bilden einen Bodenrahmen, mit welchem
die Antriebseinheit 13 elastisch verbunden ist. Die Antriebseinheit 3 setzt sich
hier aus einem Motor 14, einem Getriebe 15 und einem mit diesem über eine Kardanwelle
16 verbundenen Ausgleichsgetriebe an der Hinterachse des Fahrzeugs zusammen. Die
Kardanwelle 16 bildet eine knicksteife Verbindung zwischen dem ;etriebe 15 und dem
Ausgleichsgetriebe, so daß von der Stirnseite des Motors 13 bis zur Hinterachse
des Fahrzeugs ein starrer Durchtrieb vorhanden ist. Die Antriebseinheit 13 ist dabei
so angeordnet, daß sie gegenüber der zugeordneten Fahrzeugstirnseite, hier der Fahrzeugfront
17, zurückverlagert ist.
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Die Stoßauffangvorrichtung weist zwei symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse
angeordnete Längsträger 18, einen die beiden Längsträger 18 verbindenden Querträger
19 und einen Stoßfänger 20 auf. Der Stoßfänger 20 ist sowohl an den Längsträgern
18 als auch an der Antriebseinheit 13, und zwar an dem Motor 14,mit zumindest teilweiser
Energieabsorbierung im Aufprallfall abgestützt. Dabei ist die Abstützung des Stoßfängers
20 an der Antriebseinheit 13 losgelöst von derjenigen an den Längsträgern 18 ausgebildet
und erfolgt an in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Wandflächen 21 der Antriebseinheit
13, hier des Motors 14.
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Hierzu sind an den in Fahrzeuglängsrichtung sich erstreckenden Wandflächen
21 der Antriebseinheit 13 Stützelemente 22, die hier als Stützstreben ausgebildet
sind, gehalten, die über die Stirnseite des Motors 14 zum Querträger 19 hin vorspringen
und an diesem oder in Abstand von diesem enden. Die Stützelemente 22 sind plastisch
verformbar ausgebildet. Der Stoßfänger 20 ist über je einen Stoßdämpfer 23 mit jedem
Längsträger 18 verbunden. Diese Stoßdämpfer dienen zur Energieabsorbierung bei Bagatellunfällen,
ohne daß dabei die
Fahrzeugkarosserie oder der Fahrzeugaufbau verformt
wird, also ohne jegliche Schäden am Fahrzeug. Sobald die Stoßdämpfer 23 vollständig
eingefahren sind, liegt der Stoßfänger 20 an dem Ouerträger 19an und stützt sich
über diesen bei weiterer Krafteinwirkung auf der Stirnseite der plastisch verformbar
ausgebildeten Stützelemente 22 und an den Längsträgern 18 ab, deren vorderer,dem
Stoßfänger 20 naheliegender Abschnitt 24 ebenfalls deformierbar ausgebildet ist.
Die Verbindung der Stützelemente 22 mit dem Querträger 19 kann starr oder besser
,- wie hier,als Stuckeranschlag 25 oder als Motorlager ausgeführt sein.
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In dem Ausführungsbeispiel der Stoßauffangvorrichtung gemäß den Fig.
1 und 2 weist der Motor 14 eine vorn liegende ölwanne 26 auf. In diesem Fall sind
zwei Stützelemente 22 beidseitig an den Seitenflächen 27 des beliebig angeordneten
Motors 14 befestigt. Die Befestigung erfolgt dabei unterhalb des Schwerpunkts des
Motors 14.
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Das Ausführungsbeispiel der Stoßauffangvorrichtung gemäß Fig. 3 und
4 ist für eine Antriebseinheit 113 vorgesehen, bei welcher die ölwanne 126 am Motor
114 hinten liegt. In diesem Fall wird ein einziges Stützelement 122 in Form einer
Stützstrebe verwendet, die an der Unterseite 128 des Motors 114 befestigt ist.
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Die Längsachse des Stützelementes 122 erstreckt sich dabei in der
Längsmnttelachse 129 des Fahrzeuges oder bei längsliegender Antriebseinheit 113
in einer Ebene mit der Achse der Antriebseinheit 113. Bis auf diesen Unterschied
stimmen Aufbau und Wirkungsweise der Stoßauffangvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 überein, so daß gleiche Bauteile
mit gleichen Bezugszeichen versehen worden sind, jedoch um die Basiszahl 100 vergrößert.
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Bei einem Aufprall mit einer Fahrgeschwindigkeit bis zu 8 km/h wird
die gesamte Aufprallenergie von den beiden Stoßdämpfern 23 absorbiert. Das Fahrzeug
übersteht einen solchen Aufprall ohne jegliche Beschädigung.
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Bei einem Aufprall mit höherer Fahrzeuggeschwindigkeit wird zunächst
der Stoßfänger 20 bis auf den Querträger 19 aufgeschoben. Bei weiterer Krafteinwirkung
verformen sich sowohl die vorderen Abschnitte 24 der Längsträger 18 als auch die
Stützstreben 22. Hierdurch erfolgt eine starke Abbremsung der Antriebseinheit 13.
Sobald die Querstrebe 19 die Stirnseite des Motors 14 erreicht hat, liegt die bereits
vor Kontakt mit der Querstrebe 19 stark abgebremste Antriebseinheit 13 mittelbar
an dem Crashkörper, z.B. einer Wand oder ein Gegenfahrzeug, an.
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Nach Beginn der Krafteinleitung in die Stützstreben 22 bildet sich
zudem ein Kräfte-Ourchtrieb zur Hinterachse des Fahrzeugs. Somit ist auch das Heckteil
des Fahrzeugs in den Energieumwandlungsprozess einbezogen.
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Durch das Anordnen der Stützstreben 22 an den Seitenflächen 27 des
Motors 14 unterhalb von dessen Schwerpunkt (Fig. 1 und 2) bzw. an der Unterseite
128 des Motors 1.14 (Fig. 3 und 4) wird ein Kippen des Motors 14 bzw. 114 in Figlim
Uhrzeigersinn bei einem Aufprall verhindert.
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Damit wird auch eine Blockverlängerung der Antriebseinheit 13 bzw.
113 vermieden, die. durch das Aufrichten des Motors 14 bzw. 114 unweigerlich entstehen
würde, so daß die gesamte zwischen der Stirnseite des Motors 14 bzw.
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114 und der Fahrzeugfront 17 bzw. 117 vorhandene Weglänge voll zur
Abbremsung der Antriebseinheit 13 bzw.
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113 im Crashfall zur Verfügung steht.
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Die Deformation der Stützstreben 22 bzw. 122 am Motor 14 bzw. 114
kann ebenfalls keine Blockverlängerung hervorrufen.
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Die Erfindung ist nicht auf ein Fahrzeug mit einem Frontmotor beschränkt.
Sie kann ebenso gut bei einem Fahrzeug mit Heckmotor angewandt werden, bei welchem
dann der hintere Stoßfänger an den Längsträgern bzw. an der Antriebseinheit abgestützt
wird und die Fahrzeuginsassen bei einem Auffahrunfall in gleicher Weise schützt.
Auch ist die Erfindung nicht auf Fahrzeuge mit einem längsliegenden Motor beschränkt,
sondern kann in gleich vorteilhafter Weise auch bei Fahrzeugen mit querliegendern
Motor angewandt werden.