DE102004023389A1

DE102004023389A1 - Tragstruktur eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102004023389A1
Application number: DE200410023389
Authority: DE
Inventors: Ronny Eysser
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2005-12-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur eines Fahrzeugs (1), insbesondere eines Lastkraftwagens, an der eine Vorderachse (6) und eine Hinterachse (7) befestigt sind. DOLLAR A Um die Bremswirkung des Fahrzeugs im Fall eines Frontalzusammenstoßes zu verbessern, ist die Vorderachse (6) so verschiebbar an der Tragstruktur (4) angebracht, dass sich die Vorderachse (6) bei einem Frontalzusammenstoß, bezogen auf das Fahrzeug (1), schräg nach hinten und nach oben verschiebt, wodurch die Tragstruktur (4) im Bereich der Vorderachse (6) abgesenkt wird, bis sie in Kontakt mit dem Boden (19) kommt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, an der eine Vorderachse und eine Hinterachse befestigt ist.

Aus der deutschen Patentschrift DE 43 26 396 C2 ist ein Kraftwagen mit einem in einem spitzen Winkel gegen die Horizontale geneigten Antriebsmotor und mit einer schräg nach unten weisenden steifen Gleitfläche für den bei einem Frontalaufprall des Kraftwagens nach hinten verschiebbaren Antriebsmotor bekannt, der zumindest während des normalen Fahrbetriebs über Lager rahmenseitig abgestützt ist. Der bekannte Kraftwagen ist durch die Kombination der folgenden Merkmale gekennzeichnet: Der Antriebsmotor ist so eingebaut, dass wesentliche Bereiche von ihm hinter der Vorderachse verlaufen; etwa parallel zur Einbaulage des Antriebsmotors verläuft die Gleitfläche, die durch einen Bereich der Stirnwand gebildet wird; die Lager des Antriebsmotors sind als vordere und hintere Motorlager beziehungsweise Lagerstellen eines den Antriebsmotor tragenden Hilfsrahmens so ausgebildet beziehungsweise dimensioniert, dass bei einem Frontalaufprall der Antriebsmotor über die vorderen Motorlager beziehungsweise Lager des den Antriebsmotor tragenden Hilfsrahmens mit dem Fahrzeug verbunden bleibt, während die hinteren Motorlager beziehungsweise Lagerstellen des den Antriebsmotor tragenden Hilfsrahmens zerstört werden beziehungsweise ausklinken.

Aus der deutschen Patentschrift DE 196 36 167 C1 ist eine frontcrashbedingte Aggregatstrennung bei PKW und LkW mit mindestens zwei deformierbaren, vorderen Längsträgern zur Erhöhung des Insassenschutzes bei einem beliebigen Frontalaufprall bekannt. Unabhängig von der Antriebsart und Einbaurichtung jedes Motors trennt sich immer das Aggregat von einem oder beiden Längsträgern. Da die Längsträger der kinetischen Energie des Aggregats nicht mehr ausgesetzt sind, können sie entweder bei gleicher Dimensionierung mehr Frontaufprallenergie absorbieren oder weniger steif und leichter ausgelegt werden.

Aus der deutschen Patentschrift DE 22 46 077 C2 ist eine Anordnung des Antriebsaggregats in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem der Antriebsmotor und das daran angeflanschte Getriebe in Längsrichtung des Fahrzeugs vor den Fahrgastraum in der Karosserie gelagert sind. Zwischen dem Antriebsaggregat und der Karosserie ist ein in Fahrzeuglängsrichtung einen Gelenkhebel bildender Verbindungsarm vorgesehen, dessen Verbindung mit der Karosserie des Fahrzeugs sich über einer durch den Schwerpunkt des Antriebsaggregats und die Verbindungsstelle zwischen dem Verbindungsarm und dem Antriebsaggregat verlaufenden Ebene befindet. Der Verbindungsarm ist gegenüber einer horizontalen Ebene zum Antriebsaggregat hin nach unten geneigt, wobei am hinteren unteren Ende des Getriebegehäuses ein Widerlager vorgesehen ist. Das Widerlager ist als verstärktes Motortragteil ausgebildet, das sich auf dem vorderen Ende des Verbindungsarms gelenkig abstützt. Des Weiteren sind an dem Motortrageteil in Richtung zum Verbindungsarm weisende und diesen untergreifende Ansätze vorgesehen. Zudem ist die Gelenkverbindung des Verbindungsarms mit der Karosserie nor malerweise starr verbunden und lässt erst beim Überschreiten eines bestimmten Drehmoments mittels eines Sollbruchelements ein Verschwenken des Verbindungsarms zu.

Aus der europäischen Patentschrift EP 0 592 561 B1 beziehungsweise der Übersetzung der europäischen Patentschrift DE 692 15 873 T2 ist ein Motoraufhängungssystem für ein Fahrzeug mit einem Oberteil, einem Boden, einem Vorderteil, einem Hinterteil, einer linken Seite, einer rechten Seite, einem Motor und einem Fahrgastraum zur Steuerung der Relativbewegung zwischen dem Motor und dem Fahrgastraum während eines Zusammenstoßes bekannt, das eine erste Verschiebungseinrichtung zur Führung der Bewegung des Motors nach hinten und nach unten und eine zweite Verschiebungseinrichtung umfasst, die mit der ersten Verschiebungseinrichtung und dem Motor zusammenwirkt, wobei die zweite Verschiebungseinrichtung die Bewegung des Motors nach oben, zur Seite und nach unten führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tragstruktur eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, an der eine Vorderachse und eine Hinterachse befestigt ist, zu schaffen, durch welche die Bremswirkung des Fahrzeugs im Fall eines Frontalzusammenstoßes verbessert wird.

Die Aufgabe ist bei einer Tragstruktur eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, an der eine Vorderachse und eine Hinterachse befestigt ist, dadurch gelöst, dass die Vorderachse so verschiebbar an der Tragstruktur angebracht ist, dass sich die Vorderachse bei einem Frontalzusammenstoß, bezogen auf das Fahrzeug, schräg nach hinten und nach oben verschiebt, wodurch die Tragstruktur im Bereich der Vorderachse abgesenkt wird, bis sie in Kontakt mit dem Boden kommt. Bei einem Frontalzusammenstoß des Fahrzeugs mit einem feststehenden Gegenstand oder mit einem anderen Fahrzeug wirken große Kräfte auf die Tragstruktur. Durch die erfindungsgemäße Verschiebung der Vorderachse relativ zu der Tragstruktur wird erreicht, dass sich die Tragstruktur im Bereich der Vorderachse zum Boden hin verlagert, also absenkt. Wenn die Tragstruktur mit dem Boden, zum Beispiel mit der Straße, in Kontakt kommt, dann führen die auftretenden Reibungskräfte zu einer erhöhten Bremswirkung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Tragstruktur mindestens ein Keilelement mit einer Spitze vorgesehen ist, die, bezogen auf das Fahrzeug, nach vorne gerichtet ist. Im Fall eines Frontalzusammenstoßes senkt sich die Spitze des Keilelements ab und gräbt sich in den Boden ein. Dadurch wird die Bremswirkung stark verbessert.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass das Keilelement mehrere Sollbruchstellen aufweist. Die Sollbruchstellen sorgen dafür, dass ein Teil des Keilelements abbricht, wenn sich die Spitze des Keilelements in den Boden eingräbt. Dadurch wird ein sukzessives Abbremsen des Fahrzeugs ermöglicht. Das Keilelement blockiert solange, bis eine erste Sollbruchstelle nachgibt und ein Teil des Keilelements abbricht. Das Fahrzeug bewegt sich ein Stück weiter, bis sich der Rest des Keilelements wieder eingräbt und die nächste Sollbruchstelle ihre Wirkung entfaltet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bruchwiderstand der Sollbruchstellen mit der Anzahl der abgebrochenen Teilstücke des Keilelements insbesondere stark zunimmt. Die insbesondere starke Zunahme des Bruchwiderstands wird vorzugsweise durch eine Zunahme des Querschnitts im Bereich der Sollbruchstelle des Keilelements erreicht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen Vorder- und Hinterachse als verformbare Knautschzone genutzt wird. Dadurch wird der Schutz eines Unfallpartners bei einem Frontalzusammenstoß erhöht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Tragstruktur ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Tragstruktur ein Fahrerhaus so verschiebbar gelagert ist, dass sich das Fahrerhaus bei einem Frontalzusammenstoß, bezogen auf das Fahrzeug, nach hinten verschiebt. Dadurch wird der Schutz des Fahrers im Fall eines Frontalzusammenstoßes erhöht.

Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Kraftwagen, insbesondere bei einem Lastkraftwagen, durch eine vorab beschriebene Tragstruktur gelöst.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Zugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Tragstruktur im Normalzustand;
2 die Zugmaschine aus 1 im Fall eines Frontalzusammenstoßes und
3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2.
In 1 ist eine Zugmaschine 1 eines Sattelschleppers schematisch dargestellt. Die Zugmaschine 1 weist eine Tragstruktur 4 auf, an der eine Vorderachse 6 und eine Hinterachse 7 gelagert ist. An den Enden der Vorderachse 6 und der Hinterachse 7 ist jeweils ein Rad drehbar gelagert. Der Abstand zwischen der Vorderachse 6 und der Hinterachse 7 ist durch einen Doppelpfeil 8 angegeben. Des Weiteren ist an der Tragstruktur 4 ein Fahrerhaus 10 angebracht. Unterhalb des Fahrerhauses 10 ist im Bereich der Vorderachse 6 ein Keilelement 14 an der Tragstruktur 4 ausgebildet. Das Keilelement 14 läuft zur Vorderachse 6 hin spitz zu.
Das Fahrerhaus 10 ist relativ zu der Tragstruktur 4 bei einem Frontalzusammenstoß und den damit verbundenen Kräften in Längsrichtung der Zugmaschine 1 verschiebbar. Die Vorderachse 6 ist ebenfalls relativ zu der Fahrzeugtragstruktur 4 verschiebbar, und zwar schräg nach hinten und nach oben. Dadurch kann der Raum hinter der Vorderachse 6 als Knautschzone benutzt werden.
In 2 ist durch einen Pfeil 18 eine Kraft angedeutet, die im Fall eines Frontalzusammenstoßes auf die Zugmaschine 1 wirkt. In 2 sieht man, dass sich der Abstand zwischen Vorderachse 6 und Hinterachse 7, der mit 8 bezeichnet ist, gegenüber 1 verringert hat. Dabei hat sich die Tragstruktur 4 mit dem Keilelement 14 im Uhrzeigersinn um die Hinterachse 7 verdreht, so dass sich das Keilelement 14 zum Boden 19 hin abgesenkt hat. Dabei hat sich die Spitze des Keilelements 14 in den Boden 19 eingegraben. Durch das Verkeilen des Keilelements 14 im Boden 19 kann die Zugmaschine 1 stark abgebremst werden.
In 3 ist die Spitze des Keilelements 14 vergrößert dargestellt. Die Spitze des Keilelements 14 ist durch schräg verlaufende Sollbruchlinien 21, 22, 23, 24, 25 in mehrere Teilstücke 31, 32, 33, 34, 35 unterteilt. Wenn sich die Spitze des Keilelements 14, wie in 2 gezeigt ist, in den Boden 19 eingräbt, dann blockiert die Tragstruktur 4 solange, bis das Teilstück 31 entlang der Sollbruchlinie 21 abbricht. Dann bewegt sich die Zugmaschine 1 mit der Tragstruktur 4, die auch als Tragrahmen bezeichnet wird, so weit nach vorne, bis sich das Teilstück 32 des Keilelements 14 in den Boden vergräbt und weg bricht. Mit diesem Konzept wird der Raum hinter der Vorderachse 6 als verformbare Knautschzone genutzt. Um größere Schäden bei dem Fahrer zu vermeiden, verschiebt sich das Fahrerhaus 10, wie in 2 angedeutet ist, nach hinten.

Claims

Tragstruktur eines Fahrzeugs (1), insbesondere eines Lastkraftwagens, an der eine Vorderachse (6) und eine Hinterachse (7) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderachse (6) so verschiebbar an der Tragstruktur (4) angebracht ist, dass sich die Vorderachse (6) bei einem Frontalzusammenstoß, bezogen auf das Fahrzeug (1), schräg nach hinten und nach oben verschiebt, wodurch die Tragstruktur (4) im Bereich der Vorderachse (6) abgesenkt wird, bis sie in Kontakt mit dem Boden (19) kommt.
Tragstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Tragstruktur (4) mindestens ein Keilelement (14) mit einer Spitze vorgesehen ist, die, bezogen auf das Fahrzeug (1), nach vorne gerichtet ist.
Tragstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Keilelement (14) mehrere Sollbruchstellen (21 bis 25) aufweist.
Tragstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bruchwiderstand der Stollbruchstellen (21 bis 25) mit der Anzahl der abgebrochenen Teilstücke (31 bis 35) des Keilelements (14) insbesondere stark zunimmt.
Tragstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen Vorder- und Hinterachse als verformbare Knautschzone genutzt wird.
Tragstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Tragstruktur (4) ein Fahrerhaus (10) so verschiebbar gelagert ist, dass sich das Fahrerhaus (10) bei einem Frontalzusammenstoß, bezogen auf das Fahrzeug (1), nach hinten verschiebt.
Kraftwagen, insbesondere Lastkraftwagen, mit einer Tragstruktur (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6.