DE19654571A1 - Antriebsstützvorrichtung - Google Patents
AntriebsstützvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine An
triebsstützvorrichtung im Motorraum eines Fahrzeugs. Insbe
sondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine An
triebsstützvorrichtung, welche eine auf den Passagierraum
aufgebrachte Stoßbelastung mildern bzw. dämpfen kann, wenn
das Fahrzeug gegen ein Hindernis stößt.
In jüngster Zeit wurden die Vorzüge von kleinformatigen
Fahrzeugen aus der Sicht des Energieverbrauchs und der Um
weltkosten ausgewertet. Bei der Verringerung der Größe ei
nes Fahrzeugs ist es notwendig, den Komfort der Passagiere
sicherzustellen. Dementsprechend werden kleinformatige
Fahrzeuge derart gestaltet, daß ihre begrenzten Karosserie
abmessungen effektiv genutzt werden. Ferner ist es wichtig
die auf den Passagierraum aufgebrachte Stoßkraft bzw. -be
lastung, wenn das Fahrzeug gegen ein Hindernis stößt, zu
dämpfen. Mittelgroße Fahrzeuge und großformatige Fahrzeuge
weisen relativ große Karosserieabmessungen auf, so daß es
vergleichsweise einfach ist, Maßnahmen zum Abmildern der
Stoßbelastungen bei Kollisionen zu ergreifen. Dem gegenüber
erschwert die Größe von kleinen Fahrzeugen die Durchführung
derartiger Maßnahmen. Daher besteht ein Bedarf zur Abdämp
fung von Kollisionsstoßbelastungen bei kleinformatigen
Fahrzeugen.
Der Passagierkomfort und die Anforderungen zum Abdämp-
Ofen von Stoßbelastungen neigen jedoch dazu, einander entge
gen zu laufen, und es ist nicht einfach, beide Erforder
nisse zu erfüllen. Im allgemeinen wird bei einem Passagier
fahrzeug eine selbsttragende Rahmenstruktur verwendet, bei
der Rahmen- und Karosserieplatten zu einer Einheit inte
griert sind. Bei dieser Struktur ist der Motorraum, in dem
ein Antrieb angeordnet ist, von Seitenträgern, einen vor
deren Querträger, einem Fußblech etc. umgeben. Das
Triebwerk bzw. der Antrieb wird mittels Halterungen an den
Längsträgern gehalten.
Gesetzt dem Fall, daß ein Fahrzeug mit Frontantrieb
frontal gegen ein Hindernis stößt, werden die Längsträger,
welche vorderhalb des Passagierraumes angeordnet sind, in
ihrer axialen Richtung derart mit einer Stoßbelastung
beaufschlagt, daß sie wahrscheinlich einer Druckverformung
unterliegen. Der an diesen Trägern gehaltene Antrieb kann
durch diese Verformung zum Passagierraum hin verschoben
werden. Die Stoßbelastung wird verringert, wenn die Energie
der Kollision in die zur Verformung der Längsträger
erforderliche Energie umgewandelt wird. Eine zwischen dem
Motorraum und dem Passagierraum angeordnete Trennwand neigt
dazu, durch die Verschiebung des Antriebes während der
Kollision einer Beschädigung unterworfen zu werden. Das
Ausmaß einer derartigen Beschädigung an der Trennwand hängt
davon ab, wieviel Energie die Längsträger absorbieren
können, bevor der Antrieb verschoben wird. Mit anderen
Worten hängt es davon ab, wieviel Freiheit bzw. Möglichkeit
zur Kontraktion die Längsträger jeweils haben.
Da mittel- und großformatige Fahrzeuge im allgemeinen
eine relativ große Länge aufweisen, ist ein hinreichender
Freiraum für die Kontraktion der Längsträger vorhanden.
Dementsprechend ist es bei mittel- und großformatigen Fahr
zeugen möglich, die notwendigen Dimensionen für den Passa
gierraum wie auch zur Abdämpfung von Stoßbelastungen zu
schaffen. Eine Beschädigung der Trennwand des Passa
gierraumes aufgrund der Verschiebung des Antriebes kann
durch den Freiraum zur Kontraktion in den Längsträgern
gesteuert werden. Andererseits ist es bei kleinen
Fahrzeugen nicht einfach, gleichzeitig hinreichende Abmes
sungen für den Passagierraum und einen ausreichenden Frei
raum für die Kontraktion der vorderen Längsträger derart zu
schaffen, daß die Beschädigung der Trennwand aufgrund der
Verschiebung des Antriebes bei einer Kollision zu steuern
ist.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 43 26 396 A1 offen
bart eine Anordnung für einen Kraftfahrzeug-Pimärantrieb
(prime mover; Motor- bzw. Antriebsstrang) in einem Fahrzeug
mit einer extrem kurzen Motorhaube, bei der eine
Beschädigung der Trennwand des Passagierraumes durch das
Verschieben des Primärantriebs (Motors) bei einer Kollision
vermieden werden kann. Gemäß der Darstellung in Fig. 9
halten eine vordere Halterung 102 und eine hintere
Halterung 103 einen Primärantrieb 101 derart in einem
Fahrzeug, daß er schräg nach vorne gerichtet unter einem
Fußblech 100 vorliegt. Das Fußblech 100 weist eine geneigte
Fläche 104 auf, welche im wesentlichen den gleichen
Neigungswinkel wie der Primärantrieb 101 hat.
Wenn das Fahrzeug gegen ein Hindernis stößt, löst die
vordere Halterung 102 die Verbindung mit dem Primärantrieb
101. Der so gelöste Primärantrieb 101 wird längs der ge
neigten Fläche 104 des Fußblechs 100 zum Raum unter der Bo
denplatte 105 geführt. Daher kann eine Beschädigung der
Trennwand (mit dem Fußblech 100) aufgrund der Verschiebung
des Primärantriebes 101 vermieden werden.
Die Fig. 10 und 11 zeigen jeweils eine Bauweise zur
Abdämpfung einer Kollisionsstoßbelastung eines Lenkrades im
Passagierraum. In einer ersten Stoßdämpfungsstruktur gemäß
der Darstellung in Fig. 10 sind zwei Lenkwellen 110 und
111 miteinander durch eine Verbindung 112 verbunden. Gemäß
dieser Bauweise löst sich die Verbindung 112 bei einer Kol
lision, wenn das Lenkrad 113 fällt, um die Verbindung zwi
schen den Wellen 110 und 111 zu lösen. Daher kann die auf
das Lenkrad 113 wirkende Stoßbelastung abgedämpft werden.
Bei der zweiten Stoßdämpfungsstruktur gemäß der Dar
stellung in Fig. 11, ist ein Lenkrad 120 mit einem Lenkge
triebekasten bzw. Lenkgetriebe 124 über eine gewellte Röhre
bzw. Faltenröhre 121, ein Kugelgelenk 122, eine Lenkwelle
123 und ein weiteres Kugelgelenk 122 verbunden. Gemäß
dieser Bauweise wird die Röhre 121 bei einer Kollision
gebogen, um die Welle 123 aufwärts zu drehen. Dadurch wird
der Abstand zwischen dem Getriebe 124 und dem Lenkrad 120
verkürzt, um die auf das Lenkrad 120 aufgebrachte Stoß
belastung abzudämpfen.
Bei der oben erläuterten Primärantriebsbauweise
(Motoranordnung) muß der Primärantrieb 101 unterhalb des
Fußblechs 100 angeordnet werden und daher besteht nur eine
geringe Konstruktionsfreiheit bei der Anordnung des
Primärantriebes 101. Bei der Anwendung dieser Anordnungs
weise in einem Fahrzeug muß dementsprechend ein spezielles
Design erdacht werden, gemäß dem der Primärantrieb 101
unterhalb des Fußblechs 100 angeordnet wird. Um den
Primärantrieb 101 ferner in einer unteren Lage anzuordnen,
müssen bestimmte Bauweisen für den Motorraum und die
Radaufhängung ersonnen werden. Dementsprechend kann kein
herkömmlicher Antrieb bzw. Antriebsstrang und Rahmen
verwendet werden. Mit anderen Worten kann eine derartige
Anordnung nicht in der vorliegenden Form in vorhandenen
Fahrzeugen angewendet werden. Daher besteht ein Bedarf für
eine Struktur, welche die auf den Passagierraum wirkende
Stoßbelastung auf der Basis von minimalen Veränderungen und
Verbesserungen in der Struktur von bestehenden kleinen
Fahrzeugen abdämpfen kann.
Ferner kann es zu einer nicht korrekten Arbeitsweise
bzw. zu einem Versagen der in Fig. 9 dargestellten
Anordnung im Falle einer versetzten Kollision kommen, bei
der eine Seite der Frontfläche des Fahrzeugs gegen ein
Hindernis stößt. D.h., es ist zu fürchten, daß der Primär
antrieb 101 nicht reibungslos zum Freiraum unter der
Bodenplatte 105 geführt wird.
Bei der in Fig. 10 dargestellten ersten Stoßdämpfungs
struktur ist es schwierig, die Belastung zum Trennen der
Verbindung 112 auf einen geeigneten Wert hinsichtlich der
Stoßbelastung festzulegen. Insbesondere wenn das Fahrzeug
leicht gegen ein Hindernis stößt, über eine Erhebung oder
einen Spalt fährt, oder wenn das Fahrzeug auf unregelmäßi
gem Untergrund fährt, darf sich die Verbindung 112 nicht
lösen. Die Verbindung 112 darf sich nur lösen, wenn das
Fahrzeug stark gegen ein Hindernis stößt.
Bei der in Fig. 11 dargestellten zweiten Stoßdämp
fungsstruktur wird die Steifheit bzw. Exaktheit der Lenkung
herabgesetzt, wenn die Länge der Faltenröhre 121 stark
vergrößert wird. Um die Lenkexaktheit beizubehalten, kann
daher kein ausreichender Abstand zur Kontraktion zwischen
dem Getriebe 124 und dem Lenkrad 120 geschaffen werden.
Diese beiden einander entgegenstehenden Faktoren be
schränken die Bauweise.
Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung, die auf einen Passagierraum wirkende Stoßbelastung,
wenn ein Fahrzeug gegen ein Hindernis stößt, dadurch
abzudämpfen, daß sich der Antrieb nach unten verschieben
kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Er
findung eine Antriebsstützvorrichtung, welche die Abwärts
verschiebung des Antriebes während einer Kollision des
Fahrzeuges und auch während einer versetzten Kollision des
Fahrzeuges erlaubt.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Antriebs
stützvorrichtung, welche einen hinreichenden Freiraum im
Motorraum zur Aufnahme bzw. Absorption des Stoßes ermög
lichen kann, welcher bewirkt wird, wenn das Fahrzeug gegen
ein Hindernis stößt, und die den auf den Passagierraum
wirkenden Stoß abdämpfen kann.
Weiter ermöglicht die vorliegende Erfindung eine An
triebsstützvorrichtung, welche mittels einer einfachen
Bauweise die auf die im Passagierraum angeordneten
Lenkvorrichtungen wirkenden Stoßbelastung dämpfen kann,
welche auftreten, wenn ein Fahrzeug gegen ein Hindernis
stößt.
Zur Lösung der Aufgabe entsprechend dem Zweck der vor
liegenden Erfindung wird eine Antriebsstützvorrichtung in
einem Motorraum eines Fahrzeugs geschaffen. Die Vorrichtung
enthält zwei Längsträger, von denen jeweils ein Längsträger
an jeder Seite des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei sich je
der Längsträger in Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstreckt
und einen vorderen und hinteren Endabschnitt aufweist. Die
Vorrichtung enthält zwei Sub- bzw. Hilfslängsträger. Jeder
Hilfslängsträger ist unter einem Längsträger angeordnet.
Jeder Hilfslängsträger weist einen vorderen Endabschnitt,
einen hinteren Endabschnitt und einen gebogenen Abschnitt
auf. Jeder gebogene Abschnitt ist zwischen dem vorderen
Endabschnitt und dem hinteren Endabschnitt des zugehörigen
Hilfslängsträgers angeordnet, wobei sich jeder gebogene Ab
schnitt abwärts und weg von dem zugehörigen Längsträger er
streckt, wobei der vordere Endabschnitt von jedem
Hilfslängsträger mit dem vorderen Endabschnitt jedes Längs
trägers verbunden ist, und wobei der hintere Endabschnitt
von jedem Hilfslängsträger mit dem hinteren Endabschnitt
jedes Längsträgers verbunden ist. Die Vorrichtung ist
gekennzeichnet durch zwei seitliche Halterungen zum Stützen
des Antriebes, wobei jede seitliche Halterung an einen der
gebogenen Abschnitte angefügt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen
anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Antriebs
stützvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, welche zur Anordnung im
vorderen Bereich eines Fahrzeugs vorgesehen ist;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Stützvorrichtung gemäß
Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Stützvorrichtung gemäß Fig.
1;
Fig. 4 eine Draufsicht, welche eine dritte Motorhalterung
zeigt, die in der Stützvorrichtung integriert ist;
Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie 5-5 in Fig. 4;
Fig. 6 eine Draufsicht gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, welche eine vierte
Motorhalterung zeigt, die in die Stützvorrichtung
integriert ist;
Fig. 7 einen Schnitt gemäß der Linie 7-7 in Fig. 6;
Fig. 8 eine erläuternde Darstellung, die die Wirkungen der
Stützvorrichtung zeigt, wenn ein Fahrzeug gegen ein
Hindernis stößt;
Fig. 9 eine Seitenansicht einer herkömmlichen An
ordnungsweise eine Kraftfahrzeugantriebs;
Fig. 10 eine erläuternde Darstellung, die eine herkömmliche
Struktur zum Abdämpfen von Kollisionsstößen auf das
Lenkrad zeigt; und
Fig. 11 eine erläuternde Darstellung, die eine weitere
herkömmliche Struktur zum Abdämpfen von
Kollisionsstößen auf das Lenkrad zeigt.
Eine Antriebsstützvorrichtung gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend
anhand der Figuren erläutert.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen eine Stützvorrichtung 20 für
einen Antrieb gemäß der ersten Ausführungsform eines Fahr
zeugs 10. Das Fahrzeug 10 weist eine selbsttragende
Rahmenstruktur auf und die hier beschriebenen Rahmen sollen
integrierte Bodenplatten aufweisen. In den Fig. 1 bis 5
sind die Rahmen schematisch dargestellt, um komplizierte
Figuren zu vermeiden und die Beschreibung zu erleichtern.
In dieser Ausführungsform entspricht der Begriff vorne
oder "vorwärts", soweit es nicht anders erläutert ist, der
Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10.
Zwei bodenseitige Seiten- bzw. Längsträger 12 sind un
ter dem Boden und an jeder Seite eines Passagierraumes 11
seitlich angeordnet. Ein rechter Längsträger 21 und ein
linker Längsträger 22 sind mit den vorderen Enden des je
weiligen bodenseitigen Längsträgers 12 verbunden. Ein
Hilfsrahmen 30 ist unter diesen beiden vorderen Längsträ
gern 21 und 22 angeordnet. Der Hilfsträger 30 weist eine
leiterartige Draufsicht auf. Eine Stoßfängerverstärkung 23
ist mit den freien Enden (vorderen Enden) der Längsträger
21 und 22 verbunden.
Gemäß der Darstellung in Fig. 3 ist ein Fußblech 24
mit den Abschnitten in der Umgebung der Verbindungsstellen
zwischen den Längsträgern 21 und 22 und den bodenseitigen
Längsträgern 12 angeschlossen. Das Fußblech 24 definiert
einen Motorraum 13 und den Passagierraum 11. Ein im
Motorraum 13 angeordneter Antrieb 50 enthält einen Motor 51
und ein Getriebe 52.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 weist der Hilfsrahmen
30 einen rechten Hilfslängsträger 31, einen linken Hilfs
längsträger 32, ein Hilfsvorderteil 33 und ein Hilfsrück
teil 34 auf. Der rechte Hilfslängsträger 31 ist im wesent
lichen parallel zum rechten Längsträger 21 angeordnet. Der
linke Hilfslängsträger 32 ist im wesentlichen parallel zum
linken Längsträger 22 angeordnet. Das Hilfsvorderteil 33
verbindet die beiden Hilfslängsträger 31 und 32 unterhalb
der Frontfläche des Antriebes 50. Das Hilfsrückteil 34 ver
bindet die beiden Hilfslängsträger 31 und 32 unterhalb der
hinteren Fläche des Antriebes 50.
Der rechten Hilfslängsträger 31 weist ein vorderes Ver
bindungsende 311, welches mit dem distalen Ende 211 des
rechten Längsträgers 21 verbunden ist, und ein hinteres
Verbindungsende 312 auf, welches mit dem proximalen Ende
212 des rechten Längsträgers 12 verbunden ist. Der linke
Hilfslängsträger 32 weist ein vorderes Verbindungsende 321,
welches mit dem distalen Ende 221 des linken Längsträgers
22 verbunden ist, und ein hinteres Verbindungsende 322 auf,
welches mit dem proximalen Ende 222 des linken Längsträgers
220 verbunden ist.
Gemäß der Darstellung in Fig. 3 weisen die Hilfslängs
träger 31 und 32 gebogene Abschnitte 313 und 323 auf. Wenn
die Hilfslängsträger 31 und 32 (Hilfsrahmen 30) an den je
weiligen Längsträger 21 bzw. 22 angefügt werden, sind die
unterhalb des Antriebes 50 angeordneten Abschnitte der
Hilfslängsträger 31 und 32 parallel zur Fahrbahnoberfläche.
Die sich von der Vorderfläche des Antriebes 50 nach vorne
erstreckenden Abschnitte der Hilfslängsträger 31 und 32
sind diagonal aufwärts zur Frontfläche des Fahrzeuges 10
geneigt.
Eine erste Motorhalterung 40 ist an den gebogenen Ab
schnitt 313 des rechten Hilfslängsträgers 31 angefügt. Eine
zweite Motorhalterung 41 ist an den gebogenen Abschnitt 323
des linken Hilfslängsträgers 32 angefügt. Die erste und
zweite Motorhalterung 40 und 41 sind von bekannter Bauwei
se. Es sind Motorhalterungen 41 und 42 vorzuziehen, die
einfach aus einem elastomerischen Körper wie z. B. einem
Gummi oder einem synthetischen Harz hergestellt sind, oder
Motorhalterungen mit abgeschlossenen Flüssigkeiten (liquid
sealed).
Das Fußblech 24 enthält eine vertikale Fläche 241, eine
gebogene Fläche 242 und eine geneigte Fläche 243, die zwi
schen den Flächen 241 und 242 angeordnet ist. Die geneigte
Fläche 243 ist hinsichtlich der Horizontalen um einen vor
bestimmten Winkel θ1 geneigt. Ein nicht dargestelltes Arma
turenbrett ist auf der Seite des Passagierraumes 11 an die
vertikale Fläche 241 angefügt. Die gebogene Fläche 242 ist
derart ausgebildet, daß sie sich zum Motorraum 13 hin
ausbaucht, so daß die Füße eines sitzenden Passagiers kom
fortabel darauf verbleiben können. Ein Bremspedal 55 ist
entsprechend der geneigten Fläche 243 angeordnet. Ein
Bremskraftverstärker 53 und ein Zahnstangengetriebegehäuse
bzw. Zahnstangengetriebe 70 sind vor dem Fußblech 24
angeordnet.
Das Getriebe 70 ist durch einen Draht 71 mit dem oberen
Abschnitt des Antriebes 50 verbunden. Ein Lenkrad 73 ist
mit einer Zwischenwelle 72 gekoppelt, welche mit dem
Getriebe 70 verbunden ist.
Der Antrieb 50 wird bodenseitig durch den Hilfsrahmen
30 über die Motorhalterungen 40 und 41 gehalten. Der An
trieb 50 wird im oberen Bereich durch den linken vorderen
Längsträger 22 über eine dritte Motorhalterung 42 gehalten.
Die obere Fläche 50a des Antriebes 50 ist hinsichtlich der
Horizontalen um einen vorgegebenen Winkel θ2 geneigt. Der
Winkel θ2 der oberen Fläche ist im wesentlichen gleich dem
Winkel θ1 der geneigten Fläche 243. Die erste und zweite
Motorhalterung 40 und 41 tragen im wesentlichen das Gewicht
des Antriebes 50. Die dritte Motorhalterung 42 beschränkt
Schwingungen des Antriebes 50 in seitlicher Richtung und
Längsrichtung.
Gemäß der Darstellungen in den Fig. 4 und 5 weist
die dritte Motorhalterung 42 einen großen Zylinder 421,
eine Befestigungsschraube 422, einen kleinen Zylinder 423
und einen Isolator 424 auf. Der kleine Zylinder 423 ist
konzentrisch im großen Zylinder 421 angeordnet und die
Zylinder 421 und 423 sind miteinander durch den Isolator
424 verbunden. Der große Zylinder 421 ist mit dem vorderen
linken Längsträger 22 verbunden. Der kleine Zylinder 423
ist mittels der Befestigungsschraube 422 an eine Stütze 511
angefügt, die am Motor 51 (Antrieb 50) ausgebildet ist. Die
Übertragung der Schwingungen zwischen diesen beiden Zylin
dern 421 und 423 wird durch den Isolator 424 gedämpft.
Gemäß der Darstellung in Fig. 4 weist der Isolator 424
eine Mehrzahl (in dieser Ausführungsform drei) von
gebogenen Durchgangslöchern 425 auf. Gemäß der Darstellung
in Fig. 5 weist der Isolator 424 dünne, zerbrechliche
Abschnitte 426 auf. D.h., die Zylinder 421 und 423 werden
nur durch diese dünnen, zerbrechlichen Abschnitte 426
miteinander verbunden. Die zerbrechlichen Abschnitte 426
werden zerbrochen, wenn eine Last auf sie aufgebracht wird,
die einen vorbestimmten Wert überschreitet. Der Bruch
dieser Abschnitte 426 trennt den großen Zylinder 421 und
den kleinen Zylinder 423 voneinander. Die Dicke der
zerbrechlichen Abschnitte 426 in Axialrichtung wird in
Abhängigkeit von der geforderten Bruchbelastung gewählt.
Fig. 8 zeigt die Wirkung der Stützvorrichtung 20, wenn
das Fahrzeug vorwärts gegen ein Hindernis wie z. B. eine
Wand (eine Prallbarriere gemäß Fig. 8) stößt. Die Stoßfän
gerverstärkung 23, welche zuerst mit dem Hindernis in Kon
takt gelangt, wenn die Front des Fahrzeugs 10 dagegen
stößt, wird mit einer horizontalen Last beaufschlagt. Die
horizontale Last unterteilt sich in eine axiale Last
(horizontal), die auf die vorderen Längsträger 21 und 22
aufgebracht wird, und in eine axiale Last (diagonal abwärts
in Richtung zum Heck des Fahrzeugs 10), die auf die Hilfs
längsträger 31 und 32 aufgebracht wird.
Die dieser axialen Last ausgesetzten Längsträger 21 und
22 werden in axialer Richtung zusammengedrückt. Durch diese
Komprimierung wird eine horizontale Belastung in Richtung
zum Passagierraum 11 auf das vordere Verbindungsende 311
des rechten Hilfslängsträgers 31 und das vordere Verbin
dungsende 321 des linken Hilfslängsträgers 32 aufgebracht.
Dementsprechend werden die Hilfslängsträger 31 und 32 einer
Beanspruchung in ihrer axialen Richtung (diagonal abwärts
gerichtete Beanspruchung zum Heck des Fahrzeuges 10) und
einer durch die Horizontallast zum Heck des Fahrzeuges 10
verursachten Drehbeanspruchung ausgesetzt.
Allgemein sind lange Bauelemente widerstandsfähig für
axiale Belastungen aber nachgiebig für seitlich
aufgebrachte Lasten. Die Hilfslängsträger 31 und 32 gemäß
dieser Ausführungsform weisen die gebogenen Abschnitte 313
und 323 auf, die sich krümmen können. Dementsprechend
konzentriert sich die Drehbeanspruchung auf die gebogenen
Abschnitte 313 und 323 der Hilfslängsträger 31 und 32, so
daß die Hilfslängsträger 31 und 32 bereitwillig um die
gebogenen Abschnitte 313 und 323 verbogen werden. Daher
können die Hilfslängsträger 31 und 32 relativ reibungslos
durch Anwendung einer derartigen Last verbogen werden.
In diesem Fall werden die Lagen der Verbindungsenden
313 und 312 des rechten Hilfslängsträgers 31 und der Ver
bindungsenden 321 und 322 des linken Hilfslängsträgers 32
nicht in vertikaler Richtung verändert. Dabei wirkt die
axiale Beanspruchung auf die Hilfslängsträger 31 und 32
derart, daß die gebogenen Abschnitte 313 und 314 mit dem
Verbiegen der Hilfslängsträger 31 und 32 abwärts verschoben
werden.
Die erste und zweite Motorhalterung 40 und 41 sind an
den Hilfslängsträgern 31 und 32 benachbart zum jeweiligen
gebogenen Abschnitt 313 und 323 angefügt. Diese Motorhalte
rungen 40 und 41 tragen den Antrieb 50 bodenseitig, um sein
Gewicht aufzunehmen. Wenn die gebogenen Abschnitte 313 und
323 dementsprechend beim Verbiegen der Hilfslängsträger 31
und 32 abwärts verschoben werden, werden die Motorhalte
rungen 40 und 41 abwärts geschoben, um es dem Antrieb 50 zu
ermöglichen, sich reibungslos und schnell nach unten zu
verschieben. Mit der Abwärtsverschiebung des Antriebes 50
wird Spannung auf den Draht 71 aufgebracht, um eine ab
wärtsgerichtete Kraft auf das Getriebe 70 aufzubringen.
Mit fortschreitender horizontaler Kontraktion der vor
deren Längsträger 21 und 22 nach der Kollision werden die
Hilfslängsträger 31 und 32 weiter gebogen und der Antrieb
50 wird mit der Verschiebung der gebogenen Abschnitte 313
und 323 abwärts bewegt.
Der Antrieb 50 wird im oberen Bereich mittels der
dritten Motorhalterung 42 am vorderen Längsträger 22 gehal
ten. Wenn der Antrieb 50 nach unten gebracht wird, wird der
kleine Zylinder 423 der Motorhalterung 42 dementsprechend
abwärts gezogen, um eine vertikale Last auf die zerbrech
lichen Abschnitte 426 aufzubringen. Die zerbrechlichen Ab
schnitte 426 werden gebrochen, wenn eine darauf auf
gebrachte Last einen vorbestimmten Wert überschreitet. Dann
wird der mit dem Antrieb 50 verbundene kleine Zylinder 423
vom großen Zylinder 421, der mit dem vorderen Längsträger
22 verbunden ist, getrennt. Dies ermöglicht die Verschie
bung des Antriebs 50 und daher wird der Antrieb 50 zusammen
mit den Hilfslängsträgern 31 und 32 reibungslos abwärts ge
schoben. Mit anderen Worten wird der Widerstand für eine
vertikale Verschiebung des Antriebs 50 gelöst, wenn eine
auf die Motorhalterung 42 aufgebrachte Last einen
vorbestimmten Wert überschreitet.
Nachdem der Antrieb 50 abwärts verschoben wurde, ver
bleibt wie oben beschrieben nichts im Motorraum 13, was die
axiale Kontraktion der Längsträger 21 und 22 störend beein
flussen könnte. Daher wird die Energie der Kollision mit
tels der axialen Kontraktion der Längsträger 21 und 22 ab
sorbiert. In diesem Zusammenhang wird die auf den Passier
raum 11 wirkende Stoßbelastung bei der Kollision abge
dämpft.
Die dritte Motorhalterung 42 ermöglicht es den Zylin
dern 421 und 423 sich voneinander zu lösen, wenn hierauf
eine Last aufgebracht wird, die einen vorbestimmten Wert
überschreitet. Wenn der vorbestimmte Wert auf ein geeigne
tes Niveau festgelegt wurde, ist keine unbeabsichtigte Ver
schiebung des Antriebs 50 bei Gelegenheiten möglich, außer
der einer Kollision des Fahrzeugs 10.
Das Fußblech 24 ist vorgesehen, um einen Kontakt mit
dem sich abwärts verschiebenden Antrieb 50 zu vermeiden.
Wenn das Fahrzeug 10 ferner eine übrigbleibende Massenkraft
aufweist, wenn die Verschiebung des Antriebes 50 ab
geschlossen ist, schlüpft das Fußblech 24 über den Antrieb
50. Dementsprechend kann eine Beschädigung des Fußbleches
24 durch den Antrieb 50 vermieden werden. In diesem Zusam
menhang wird die Stoßbelastung auf den Passagierraum 11 bei
der Kollision abgedämpft.
Wenn der Antrieb 50 um einiges verschoben wurde, wird
zudem das Getriebe 70 abwärts gezogen. Wenn das Getriebe 70
abwärts gezogen wird, wird die mit dem Getriebe 70
verbundene Zwischenwelle 72 aufwärts gedreht. Dabei wird
das an das distale Ende der Zwischenwelle 72 angefügte
Lenkrad 73 zum Motorraum 13 gezogen. Mit anderen Worten
wird die Abwärtsverschiebung des Getriebes 70 durch die
Bewegung der Zwischenwelle 72 in eine Verschiebung des
Lenkrades 73 zur Front des Fahrzeuges 10 umgewandelt.
Folglich wird die auf das Lenkrad 73 aufgebrachte
Stoßbelastung abgedämpft.
Die Zwischenwelle 72 wird gemäß dieser Ausführungsform
nicht gedreht, wenn das Fahrzeug 10 leicht gegen ein Hin
dernis stößt. Dadurch werden Fehlfunktionen vermieden, die
mit der Bauweise der Zwischenwelle 72 zum Abdämpfen der auf
das Lenkrad 72 aufgebrachten Stoßbelastung verbunden sind.
Im Falle einer harten Kollision in der Art, daß sich der
Antrieb 50 nach unten verschiebt, wird die Stoßbelastung
auf das Lenkrad 73 abgedämpft. Das Draht 71 überträgt nur
Zugspannung auf das Getriebe 70. Daher wird das Lenkrad 73
nicht zum Passagierraum 11 gedrückt.
Der Hilfsrahmen 30 weist die beiden Hilfslängsträger 31
und 32 auf, die an jeder Seite des Antriebes 50 angeordnet
sind. Auch wenn eine sogenannte versetzte Kollision, bei
der die Front des Fahrzeuges 10 nur an einer Seite gegen
ein Hindernis stößt, auftritt, verschiebt sich die entspre
chende Seite des Antriebes 50 dementsprechend zuverlässig
abwärts.
Im Hilfsrahmen 30 sind die Hilfslängsträger 31 und 32
durch das Hilfsvorderteil 33 und das Hilfsrückteil 34 zu
einer leiterartigen Form kombiniert. Wenn das Fahrzeug 10
einer versetzten Kollision unterliegt, wird das Zusammen
drücken von einem Hilfslängsträger 31 oder 32 in axialer
Richtung dementsprechend durch das Hilfsvorderteil 33 zum
anderen Hilfslängsträger 32 oder 31 übertragen. Daher wird
der andere Hilfslängsträger 31 oder 32 ebenfalls in axialer
Richtung deformiert.
Die Verbindungsenden 311 und 321 der Hilfslängsträger
31 und 32 sind jeweils mit den distalen Enden 211 und 221
der vorderen Längsträger 21 und 22 verbunden. Dementspre
chend werden die Hilfslängsträger 31 und 32 zu Beginn einer
Kollision des Fahrzeuges 10 mit einem Hindernis verbogen.
Bei dieser Ausführungsform verschiebt sich der Antrieb
50 niemals in eine horizontale Richtung während einer Kol
lision. Dementsprechend werden der Bremskraftverstärker 53
und das Getriebe 70 durch den Antrieb 50 nicht nach hinten
gedrückt. Hierdurch wird die Stoßbelastung auf das
Bremspedal 55 oder das Lenkrad 73 abgedämpft.
Nachfolgend wird die zweite Ausführungsform einer er
findungsgemäßen Stützvorrichtung anhand der Fig. 6 und 7
erläutert. Eine Stützvorrichtung 60 gemäß der zweiten Aus
führungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine
dritte Motorhalterung 43 anstelle der dritten
Motorhalterung 42 aufweist. Die dritte Motorhalterung 43
weist eine andere Bauform auf. Bei dieser Ausführungsform
ist die Bauweise der Teile mit Ausnahme der dritten
Motorhalterung 43 gleich der in der ersten Ausführungsform.
Daher werden die mit der ersten Ausführungsform
vergleichbaren Teile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen und auf eine Beschreibung hierzu wird verzichtet.
Die dritte Motorhalterung 43 weist einen doppelwandigen
Zylinder 431 und einen Stab 433 auf. Der doppelwandige Zy
linder 431 ist mit dem linken vorderen Längsträger 22 ver
bunden. Der Stab 433 ist mittels einer Befestigungsschraube
432 an eine Stütze 511 angefügt, die an einem Motor 51 aus
gebildet ist.
Der doppelwandige Zylinder 431 enthält einen äußeren
großen Zylinder 435, einen kleinen Zylinder 436, der im
großen Zylinder 435 angeordnet ist, und einen Isolator 434,
um diese Zylinder 435 und 436 miteinander zu verbinden. Der
kleine Zylinder 436 weist einen Einfügehohlraum 438 zum
Einfügen des Stabes 433 auf. Der Hohlraum 438 ist hinsicht
lich des Umfangs des Stabes 433 gekrümmt. Gemäß der Dar
stellung in Fig. 6 enthält der Isolator 434 eine Mehrzahl
(in dieser Ausführungsform drei) von Durchgangslöchern 437,
die jeweils einen gekrümmten Querschnitt aufweisen.
Die dritte Motorhalterung 43 wird durch Einfügen des
Stabes 433 in den Einfügehohlraum 438 des kleinen Zylinders
436 gefügt. Dementsprechend wird durch den doppelwandigen
Zylinder 431 eine Schwingung des Stabes 433 nach rechts und
links, wie auch nach vorne und hinten, vermieden, aber ein
Verschieben des Stabes 433 in vertikaler Richtung ist in
einem bestimmten Bereich möglich. Diese Bauweise erlaubt
eine Abwärtsverschiebung des Antriebes 50.
Nun wird die Bewegung des durch die Stützvorrichtung 60
gemäß der zweiten Ausführungsform gehaltenen Antriebes 50
während einer frontseitigen Kollision des Fahrzeuges 10
erläutert. Die Weise, in der sich der Antrieb 50 in der
zweiten Ausführungsform verschiebt, ist grundlegend die
gleiche, wie die in der ersten Ausführungsform gemäß der
Darstellung in Fig. 8. Daher werden nachfolgend die Punkte
beschrieben, in denen sich die Ausführungsformen
unterscheiden.
Der Antrieb 50 wird im oberen Bereich am vorderen
Längsträger 22 durch die Motorhalterung 43 gehalten. Wenn
sich der Antrieb 50 abwärts verschiebt, wird dementspre
chend eine vertikale Last auf die Motorhalterung 43
aufgebracht. In diesem Fall gleitet der Stab 433 in der Mo
torhalterung 42 vertikal innerhalb eines vorbestimmten Be
reiches hinsichtlich des kleinen Zylinders 438. Dies ermög
licht eine Abwärtsverschiebung des Antriebes 50. Daher kann
der Antrieb 50 zusammen mit den Hilfslängsträgern 31 und 32
reibungslos abwärts geschoben werden.
Nachdem sich der Antrieb 50 während einer Kollision des
Fahrzeuges 10 abwärts verschoben hat, verbleibt wie oben
beschrieben nichts im Motorraum 13, das die axiale Kontrak
tion der vorderen Längsträger 21 und 22 störend beeinflus
sen könnte. Dies ermöglicht die Verformung der vorderen
Längsträger 21 und 22, und diese Verformung absorbiert die
Energie der Kollision. Folglich wird das Fußblech 24 nicht
durch die Verschiebung des Antriebes 50 beschädigt. Das
heißt, die Stoßbelastung auf den Passagierraum 11 bei einer
Kollision wird abgedämpft.
Die dritte Motorhalterung 43 ermöglicht ein Verschieben
des Antriebes 50 nur wenn die Hilfslängsträger 31 und 32
gebogen werden, daß heißt bei einer Kollision des Fahrzeu
ges 10. Daher wird eine unbeabsichtigte Verschiebung des
Antriebes 50 in anderen Fällen als einer Kollision des
Fahrzeuges 10 nicht zugelassen.
Die weiteren Vorgänge und Wirkungen der zweiten Ausfüh
rungsform sind im wesentlichen die gleichen wie die in der
ersten Ausführungsform.
Obwohl nur zwei Ausführungsformen der vorliegenden Er
findung erläutert wurden, ist erkennbar, daß ein Fachmann
auf diesem Gebiet verschiedene Abwandlungen vornehmen kann,
ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Insbe
sondere ist erkennbar, daß die vorliegende Erfindung in
folgender Weise abgewandelt werden kann:
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen werden die
Hilfslängsträger 31 und 32 miteinander durch das Hilfsvor
derteil 33 und das Hilfsrückteil 34 kombiniert, um den lei
terartigen Hilfsrahmen 30 auszubilden. Der Hilfsrahmen kann
jedoch auch lediglich durch Anordnen der Hilfslängsträger
31 und 32 an jeder Unterseite des Antriebes 50 ausgebildet
werden. Während einer versetzten Kollision des Fahrzeuges
10 ist in diesem Fall eine Verschiebung des Antriebes 50
auf der entsprechenden Seite möglich.
In den beschriebenen Ausführungsformen sind das Hilfs
vorderteil 33 und das Hilfsrückteil 34 an den Hilfslängs
trägern 31 und 32 an Positionen angekoppelt, die den dista
len Enden 311 und 321 und den proximalen Enden 312 und 322
der jeweiligen Träger 31 und 32 benachbart sind. Die Ver
bindungspositionen des Hilfsvorderteiles 33 und des Hilfs
rückteiles 34 müssen jedoch nicht benachbart den distalen
Enden und den proximalen Enden sein, sondern sie können
auch exakt an den distalen Enden 311 und 321 und den
proximalen Enden 312 und 322 der Hilfslängsträger 31 und 32
sein. D.h., solange die miteinander verbundenen Hilfslängs
träger 31 und 32 an jeder Seite des Fahrzeuges 10 angeord
net sind, kann die axiale Kontraktion eines Hilfslängsträ
gers 31 oder 32 zum anderen Hilfslängsträger 32 oder 31
übertragen werden.
In den beschriebenen Ausführungsformen bilden nur die
Hilfslängsträger 31 und 32 den Hilfsrahmen 30 in Längsrich
tung des Fahrzeuges 10. Ein zentrales Hilfsteil, das sich
in Längsrichtung des Fahrzeuges 10 erstreckt, kann jedoch
unterhalb des Antriebes 50 angeordnet sein.
In den beschriebenen Ausführungsformen können ferner
andere Halterungen als die dritten Motorhalterung 42 und 43
angefügt werden, solange sie eine Schwingung des Antriebes
50 nach links und rechts wie auch nach vorne und hinten
beschränken und eine vertikale Verschiebung des Antriebes
50 ermöglichen.
Claims (10)
1. Antriebsstützvorrichtung in einem Motorraum (13) eines
Fahrzeugs (10), wobei die Vorrichtung aufweist:
zwei Längsträger (21, 22) in der Art, daß ein Längsträ ger (21, 22) an jeder Seite des Fahrzeuges (10) ange ordnet ist, wobei sich jeder Längsträger (21, 22) in Bewegungsrichtung des Fahrzeuges (10) erstreckt und ei nen vorderen Endabschnitt (211, 221) und einen hinteren Endabschnitt (212, 222) aufweist,
zwei Hilfslängsträger (31, 32), wobei jeder Hilfslängs träger (31, 32) unter einem der Längsträger (21, 22) angeordnet ist, wobei jeder Hilfslängsträger (31, 32) einen vorderen Endabschnitt (311, 321), einen hinteren Endabschnitt (312, 322) und einen gebogenen Abschnitt (313, 323) aufweist, und wobei jeder gebogene Abschnitt (313, 323) zwischen dem vorderen Endabschnitt (311, 321) und dem hinteren Endabschnitt (312, 322) des zuge ordneten Hilfslängsträgers (31, 32) angeordnet ist, und wobei sich jeder gebogene Abschnitt (313, 323) abwärts und weg vom zugeordneten Längsträger (21, 22) er streckt,
wobei der vordere Endabschnitt (311, 321) jedes Hilfs längsträgers (31, 32) mit dem vorderen Endabschnitt (211, 221) jedes Längsträgers (21, 22) verbunden ist,
wobei der hintere Endabschnitt (312, 322) jedes Hilfs längsträgers (31, 32) mit dem hinteren Endabschnitt (212, 222) jedes Längsträgers (21, 22) verbunden ist,
wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch zwei seitliche Halterungen (40, 41) zum Stützen des Antrie bes (50), wobei jede seitliche Halterung (40, 41) an einen der gebogenen Abschnitte (313, 323) angefügt ist.
zwei Längsträger (21, 22) in der Art, daß ein Längsträ ger (21, 22) an jeder Seite des Fahrzeuges (10) ange ordnet ist, wobei sich jeder Längsträger (21, 22) in Bewegungsrichtung des Fahrzeuges (10) erstreckt und ei nen vorderen Endabschnitt (211, 221) und einen hinteren Endabschnitt (212, 222) aufweist,
zwei Hilfslängsträger (31, 32), wobei jeder Hilfslängs träger (31, 32) unter einem der Längsträger (21, 22) angeordnet ist, wobei jeder Hilfslängsträger (31, 32) einen vorderen Endabschnitt (311, 321), einen hinteren Endabschnitt (312, 322) und einen gebogenen Abschnitt (313, 323) aufweist, und wobei jeder gebogene Abschnitt (313, 323) zwischen dem vorderen Endabschnitt (311, 321) und dem hinteren Endabschnitt (312, 322) des zuge ordneten Hilfslängsträgers (31, 32) angeordnet ist, und wobei sich jeder gebogene Abschnitt (313, 323) abwärts und weg vom zugeordneten Längsträger (21, 22) er streckt,
wobei der vordere Endabschnitt (311, 321) jedes Hilfs längsträgers (31, 32) mit dem vorderen Endabschnitt (211, 221) jedes Längsträgers (21, 22) verbunden ist,
wobei der hintere Endabschnitt (312, 322) jedes Hilfs längsträgers (31, 32) mit dem hinteren Endabschnitt (212, 222) jedes Längsträgers (21, 22) verbunden ist,
wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch zwei seitliche Halterungen (40, 41) zum Stützen des Antrie bes (50), wobei jede seitliche Halterung (40, 41) an einen der gebogenen Abschnitte (313, 323) angefügt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ferner zumindest eine obere Halterung (42, 43)
zum Halten des Antriebes (50) aufweist, wobei die obere
Halterung (42, 43) an zumindest einen der Längsträger
(21, 22) angefügt ist, und wobei die obere Halterung
(42, 43) die Horizontalbewegung des Antriebes (50) ein
schränkt und eine Abwärtsbewegung des Antriebes (50)
ermöglicht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die obere Halterung (42, 43) ein erstes Teil (421),
ein zweites Teil (423) und ein elastisches Teil (424)
aufweist, wobei das erste Teil (421) entweder mit dem
Antrieb (50) oder einem der Längsträger (21, 22) ver
bunden ist, wobei das zweite Teil (423) mit dem anderen
Teil von dem Antrieb (50) oder einem der Längsträger
(21, 22) verbunden ist, und wobei das elastische Teil
(424) das erste Teil (421) mit dem zweiten Teil (423)
verbindet, und wobei das elastische Teil (424) zumin
dest einen zerbrechlichen Abschnitt (425) aufweist, der
zerbrochen wird, um das erste Teil (421) vom zweiten
Teil (423) zu trennen, wenn hierauf in vertikaler Rich
tung eine Last aufgebracht wird, die einen vorbestimm
ten Wert überschreitet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die obere Halterung (43) ein erstes Teil (431) und
ein zweites Teil (433) aufweist, wobei das erste Teil
(431) elastomerisch ist und eine zylinderförmige Ge
stalt aufweist, sowie entweder mit dem Antrieb (50)
oder mit einem der Längsträger (21, 22) verbunden ist,
wobei das zweite Teil (433) eine Stabgestalt aufweist
und in das erste Teil (431) eingefügt ist, sowie mit
dem anderen Teil von dem Antrieb (50) oder einem der
Längsträger (21, 22) verbunden ist, und wobei das
zweite Teil (433) in eine vertikale Richtung hinsicht
lich des ersten Teiles (431) bewegbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder gebogene Abschnitt
(313, 323) derart ausgebildet ist, daß er sich abwärts
biegt, wenn darauf eine Last aufgebracht wird, die ei
nen vorbestimmten Wert überschreitet.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner aufweist:
ein erstes Verbindungsteil (33) zum miteinander Koppeln der Hilfslängsträger (31, 32) an Abschnitten nahe deren vorderen Endabschnitten (311, 321); und
ein zweites Verbindungsteil (34) zum miteinander Kop peln der Hilfslängsträger (31, 32) an Abschnitten nahe deren hinteren Endabschnitten (312, 322).
ein erstes Verbindungsteil (33) zum miteinander Koppeln der Hilfslängsträger (31, 32) an Abschnitten nahe deren vorderen Endabschnitten (311, 321); und
ein zweites Verbindungsteil (34) zum miteinander Kop peln der Hilfslängsträger (31, 32) an Abschnitten nahe deren hinteren Endabschnitten (312, 322).
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (10) ferner
aufweist:
ein Lenkgetriebe (70);
eine Zwischenwelle (72);
ein Lenkrad (73), wobei das Lenkrad (73) an die Zwi schenwelle (72) angefügt ist und wobei die Zwischen welle (72) mit dem Lenkgetriebe (70) verbunden ist; und
einem Verbindungsteil (71), um den Antrieb (50) mit dem Lenkgetriebe (70) zu verbinden.
ein Lenkgetriebe (70);
eine Zwischenwelle (72);
ein Lenkrad (73), wobei das Lenkrad (73) an die Zwi schenwelle (72) angefügt ist und wobei die Zwischen welle (72) mit dem Lenkgetriebe (70) verbunden ist; und
einem Verbindungsteil (71), um den Antrieb (50) mit dem Lenkgetriebe (70) zu verbinden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungsteil einen Draht (71) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fahrzeug (10) ferner einen Passagierraum (11)
aufweist, der dem Motorraum (13) benachbart ist, wobei
diese Räume (11, 13) durch eine Trennwand (24) getrennt
sind und wobei das Lenkrad (73) im Passagierraum (11)
angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (50) derart an
geordnet ist, daß eine obere Fläche (50a) davon hin
sichtlich der Horizontalen um einen vorgegebenen Winkel
(θ2) geneigt ist.
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