DE19654571C2 - Antriebsstützvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine An­ triebsstützvorrichtung im Motorraum eines Fahrzeugs. Ins­ besondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Antriebsstützvorrichtung, welche eine auf den Passagier­ raum aufgebrachte Stoßbelastung mildern bzw. dämpfen kann, wenn das Fahrzeug gegen ein Hindernis stößt.

In jüngster Zeit wurden die Vorzüge von kleinformati­ gen Fahrzeugen aus der Sicht des Energieverbrauchs und der Umweltkosten ausgewertet. Bei der Verringerung der Größe eines Fahrzeugs ist es notwendig, den Komfort der Passa­ giere sicherzustellen. Dementsprechend werden kleinforma­ tige Fahrzeuge derart gestaltet, daß ihre begrenzten Ka­ rosserieabmessungen effektiv genutzt werden. Ferner ist es wichtig die auf den Passagierraum aufgebrachte Stoßkraft bzw. -belastung, 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 Ab­ mildern der Stoßbelastungen bei Kollisionen zu ergreifen. Dem gegenüber erschwert die Größe von kleinen Fahrzeugen die Durchführung derartiger Maßnahmen. Daher besteht ein Bedarf zur Abdämpfung von Kollisionsstoßbelastungen bei kleinformatigen Fahrzeugen.

Der Passagierkomfort und die Anforderungen zum Abdämp­ fen von Stoßbelastungen neigen jedoch dazu, einander ent­ gegen zu laufen, und es ist nicht einfach, beide Erforder­ nisse zu erfüllen. Im allgemeinen wird bei einem Passa­ gierfahrzeug eine selbsttragende Rahmenstruktur verwendet, bei der Rahmen- und Karosserieplatten zu einer Einheit in­ tegriert sind. Bei dieser Struktur ist der Motorraum, in dem ein Antrieb angeordnet ist, von Seitenträgern, einem vorderen Querträger, einem Fußblech etc. umgeben. Das Triebwerk bzw. der Antrieb wird mittels Halterungen an den Längsträgern gehalten.

Eine derartige Rahmestruktur ist beispielsweise aus der Zeitschrift "ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 93 (1991) 2" bekannt, die sich auf eine Triebwerks- bzw. Ag­ gregatlagerung bezieht, durch die eine hohe Geräuschisola­ tion bzw. ein bestimmtes Schwingverhalten erzielt werden soll. Die deutsche Patentschrift DE-C2-42 13 789 beschäftigt sich mit der Problematik, einen Fahrzeugmotorraum so umzu­ rüsten, daß sich ein Antrieb (Motor u. Getriebe) mit einem großen Hubraumvolumen in einem Motorraum, der eigentlich für einen Antrieb mit einem kleineren Hubraumvolumen ge­ dacht ist, unter geringem Umbauaufwand einsetzen läßt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird u. a. eine Rahmenkonstruktion mit Längsträgern und unter den Längsträgern angeordneten Hilfsträgern vorgeschlagen. Schließlich offenbart die deutsche Patentschrift DE-C2-40 25 031 eine Vorrichtung zum Lagern einer Antriebseinheit an einer Karosserie eines Fahrzeugs. Diese herkömmliche Vorrichtung umfaßt einen im wesentlichen rechteckförmigen Unterrahmen, der an seinen vier Ecken an einem vorderen Rahmenteil der Fahrzeugkaros­ serie befestigt ist. Die Antriebseinheit ist an dem Unter­ rahmen, im besonderen an Längsträgern des Unterrahmens, die Aussparungen zur Aufnahme von Radantriebswellen S auf­ weisen, über elastische Tragemittel abgestützt. Dieser herkömmlichen Vorrichtung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übertragung von Vibrationen bzw. Auf- und Abwärtsbewegun­ gen einer Antriebseinheit auf die Karosserie zu dämpfen.

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 be­ aufschlagt, 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 Ener­ gie der Kollision in die zur Verformung der Längsträger erforderliche Fnergie 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 absorbie­ ren können, bevor der Antrieb verschoben wird. Mit anderen Worten hängt es davon ab, wieviel Freiheit bzw. Möglich­ keit 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 Fahrzeugen möglich, die notwendigen Dimensionen für den Passagierraum 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 ge­ steuert werden. Andererseits ist es bei kleinen Fahrzeugen nicht einfach, gleichzeitig hinreichende Abmessungen für den Passagierraum und einen ausreichenden Freiraum 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 39 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 eine geeign­ 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 Ausführungform 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 Ausführungformen 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.

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).

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.

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.