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Elektrisch angetriebenes Fahrzeug
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Die Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1; Bei derartigen elektrisch angetriebenen Fahrzeugen,
die die Antriebsenergie relativ schweren elektrischen Energiespeichern (Batterien)
entnehmen, ergibt sich bei einem Aufprallunfall eine besondere Gefährdung der Fahrzeuginsassen
durch die kinetische Energie des schweren Speichers Bei dem in der DE-OS 25 22 844,
B6Ok 1/04, beschriebenen Fahrzeug soll diese Fahrzeuggefährdung dadurch beseitigt
werden, daß die Akkumulatorenbatterie am Fahrzeugboden über Halterungen befestigt
ist, die bei einem Fahrzeugaufprall mit einer vorgegebenen Intensität die Batterie
vom Fahrzeug lösen, so daß die Batterie sich dann unterhalb des Fahrzeugs unabhängig
von diesem bewegt. Dadurch wird zwar eine Bewegung der Batterie in den eigentlichen
Fahrgastraum vermieden und unmittelbar nach dem Aufprall die Masse des Gesamtfahrzeugs
(zu der die schwere Batterie erheblich beiträgt) verringert, aber die Absorption
der kinetischen Energie des Speichers in das Hindernis verlagert, das häufig ebenfalls
ein Fahrzeug darstellt.
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Verständlicherweise wäre es grundsätzlich auch möglich, in an sich
bekannter Weise eine steife Fahrgastzelle und einen zwecks Absorption der
Aufprallenergie
deformierbaren Vorderwagen vorzusehen und den elektrischen Energiespeicher starr
im Fahrzeug anzuordnen. Dann muß aber die Fahrgastzelle -sofern man nicht sie umgehende
Längsträger zur direkten Abstützung des Energiespeichers am Vorderwagen vorsieht-
so starr ausgebildet und der Vorderwagen so ausgelegt werden, daß die Fahrgastzelle
trotz der erheblichen Masse des Energiespeichers bei einem Aufprall praktisch formstabil
bleibt und die Deformation des Vorderwagens den gewünschten Verzögerungsverlauf
sicherstellt. Dies läßt sich aber angesichts des großen Gewichts der üblichen Energiespeicher
nur mit erheblichem zusätzlichen Aufwand realisieren.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch
angetriebenes Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen,
das allenfalls mit vertretbarem zusätzlichen Aufwand bei einem Fahrzeugaufprall
eine Gefährdungen der Fahrzeuginsassen ausschließende Verzögerung des elektrischen
Energiespeichers ohne Lösen desselben vom Fahrzeug sicherstellt.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Die Erfindung nutzt also in vorteilhafter Weise die Tatsache aus,
daß man üblicherweise insbesondere Personenfahrzeuge zum Schutz der Fahrzeuginsassen
bei einem Aufprall von hinten auch mit einem deformierbaren Fahrzeugheck ausrüstet.
Diese Deformierbarkeit des Fahrzeughecks wird durch "Aufhängen" des elektrischen
Energiespeichers in Fahrtrichtung an energieabsorbierenden Strukturen, wie stauchbaren
Trägern, zur Verzöge rung des elektrischen Energiespeichers beim Aufprall des Fahrzeugs
auf ein Hindernis herangezogen, so daß durch die Verzögerung des Energiespei chers
der deformierbare Vorderwagen nicht unzulässig belastet wird und dieser vor allem
zur Verzögerung des eigentlichen Fahrzeugs, insbesondere der steifen Fahrgastzelle,
zur Verfügung steht.
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Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ner Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Bezüglich der Merkmale nach den Patent-neprüchen 6 bis 9 ist darauf
hinzuweisen, daß eine Rückverlagerung von Fahrzeugsitzen bei einem Aufprall durch
starre Kopplung der Sitze mit der im L'orderwagen untergebrachten Antriebsaggregat
des Fahrzeugs an sich aus der U5-PS 2 900 036 bekannt ist0 Dabei geht es jedoch
um die Wahrurg des Abstands zwischen Antriebsaggregat und Fahrzeugsitz, während
die.9usführungsform der Erfindung nach Patentanspruch 6 eine Zerstörung c'er Fahrzeugsitze,
also beispielsweise einer hinteren Sitzbank,durch de unmittelbar dahinter angeordneten
Energiespeicher verhindern und die Konstruktionen nach den weiteren Unteransprüchen
die Fahrzeuginsassen vor Beinverletzungen ebenfalls bei Vorwärtsbewegungen des Energiespeichers
schützen sollen, Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Die Fig. 1, 2 u. 3 in Draufsicht sowie
in Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel vor (Fig. 1 u. 2) sowie nach (Fig.
3) einem Aufprall, Fig. 4 in Seitenansicht eine zweite Ausführungsform, die Fig.
5 u. 6 in Längsschr-Itten ein ueiteres Ausführungsbeisviel vor und nach dem Aufprall,
die Fig. 7 u. 8 ebenfalls ir Längsschnitten ein anderes Ausfüh-ungsbeispiel vor
und nach dem Aufprall sovie
die Fig. 9 u. 10 in Seitenansicht die
hier interessierenden Einzelheiten einer weiteren Konstruktion, ebenfalls vor und
nach dem Aufprall.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen einen mit einer oder'mehreren Batterien 1
in dem deformierbar gestalteten Fahrzeugheck 2 ausgerüsteten, elektrisch angetriebenen
Personenkraftwagen, der ferner den ebenfalls deformierbaren Vorderwagen 3 sowie
die steife Fahrgastzelle 4 aufweist. Der elektrische Energiespeicher 1 liegt in
einem Abstand 5 von der steifen Fahrgastzelle 4, der einen Deformationsfreiraum
bildet.
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Bei einem Frontalaufprall auf ein Hindernis wird in bekannter und
daher hier nicht zu beschreibender Weise das Fahrzeug durch Deformation des Vorderwagens
3 verzögert abgebremst, damit für die Fahrzeuginsassen kritische negative Beschleunigungen
vermieden sind. Angesichts des großen Gewichte üblicher elektrischer Energiespeicher
1 ist es, wie eingangs beschrieben, schwierig, den deformierbaren Vorderwagen 3
so auszulegen, daß er die gewünschte begrenzte Verzögerung des den schweren Speicher
1 aufweisenden Fahrzeugs, insbesondere der Fahrgastzelle, sicherstellt.
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Aus diesem Grunde ist der elektrische Energiespeicher 1 -oder seine
fahrzeugfeste Halterung- durch eine Anzahl von Verbindern 6 an energieabsorbierende
Strukturen des deformierbaren Fahrzeughecks 2 in Fahrtrichtung gleichsam "angehängt",
so daß -vergleiche Fig. 3- beim Aufprall der Energiespeicher 1 durch Deformation
des Fahrzeughecks 2, das dann die in Fig. 3 bei 2' angedeutete verkürzte Gestalt
hat, abgebremst wird, ohne daß eine unerwünscht hohe zusätzliche Belastung des deformierbaren
Vorderwagens 3 oder der steifen Fahrgastzelle 4 in Kauf genommen werden muß.
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tqie ihsbesondere Fig. 1 erkennen läßt, erstreckt sich ein Teil der
Verbinder 6 zwischen den beiden Fahrzeugseiten in Fahrtrichtung vor dem elektrischen
Energiespeicher 1, während andere Verbinder relativ kurz
gehalten
und zwischen dem eigentlichen Fahrzeugheck und der heckseitigen Begrenzung des Speichers
1 bzw0 einer Halterung für diesen aufgespannt sind.
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Die Verbinder 6 können übliche Zugbänder sein, und zwar solche, die
zugfest sind, sich also auch unter der bei einem Aufprall auftretenden Belastung
nicht nennenswert längen0 Die Verbinder können ihrerseits jedoch auch stoßenergieabsorbierend
ausgebildet sein. Hierfür eignen sich deformierbare Metallzugbänder, wie Streckgitter,
Falzbleche, deren zusammengeschweißte Falze auseinandergezogen werden2 Streckglieder
oder auch Bandeisen, die Energie durch Biegedeformation absorbieren0 Hier kann beispielsweise
auf entsprechende Bauteile in der Technik der Sicherheitsgurte für Fahrzeuginsassen
zurückgegriffen werden In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 liegt wiederum ein
Fahrzeug mit steifer Fahrgastzelle 10 zwischen deformierbarem Vorderwagen 11 und
ebenfalls deformierbarem Fahrzeugheck 12 vor; zwischen dem elektrischen Energiespeicher
13 für den Fahrzeugantrieb einerseits und der steifen Fahrgastzelle 10 andererseits
erkennt man wiederum einen Abstand 14 als Deformationsfreiraum für die Vorwärtsbewegung
des Energiespeichers 13 Dieser ist jetzt auf dem längsverschiebbaren Schlitten 15
gelagert, der seinErseits mittels Verbindern 16 der beschriebenen Ausführung am
detormierbaren Fahrzeugheck 12 aufgehängt ist In den bisher beschriebenen Ausführungsformen
der Erfindung war ein Deformationsfreiraum 5 bzw. 14 zwischen der steifen Fahrgastzelle
4 bzw 10 einerseits und dem elektrischen Energiespeicher 1 bzwO 13 andererseits
vorhanden. Ist dies nicht der Fall, muß dafür gesorgt werden, daß die unmittelbar
vor dem Energiespeicher liegenden Fahrzeugsitze, in der Regel die hintere Sitzbank,
durch die Vorwärtsbewegung des Energiespeichers beim Aufprall nicht beschädigt werden
Zu diesem Zweck ist in der in den Fig0 5 und 6 vor bzw. nach dem Aufprall dargestellten
Konstruktion die hintere Sitzbank 20 mit dem Energiespeicher 21 zu einer längsverschiebbaren
Einheit zusammengefaßt. Auch hier besitzt das Fahrzeug
einen deformierbaren
Vorderwagen 22, eine steife Fahrgastzelle 23 sowie ein deformierbares Fahrzeugheck
24, das bei einem Frontalaufprall des Fahrzeugs infolge der durch die Verbinder
25 beschriebener Ausgestaltung übertragenen Kräfte in der in Fig. 6 bei 24' angedeuteten
Weise verkürzt bzw. verformt wird. Wie ein Vergleich der Fig. 5 und 6 zeigt, bewegen
sich also hintere Sitzbank 20 und Energiespeicher 21 beim Aufprall gemeinsam nach
vorne in Richtung auf die Vordersitze 26, wobei diese Bewegung durch die Verbinder
25 verzögert wird.
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In den Fig. 5 und 6 war angenommen, daß die Auflagen für die hintere
Sitzbank 20 und der Energiespeicher 21 im Fahrzeug zumindest ungefähr gleich hoch
liegen. Die Konstruktion nach den Fig. 7 und 8 bezieht sich dagegen auf den Fall,
daß der elektrische Energiespeicher 30 entweder bereits im normalen Fahrbetrieb
oder- aber durch seine Vorwärtsbewegung bei einem Aufprall unterhalb der hinteren
Sitzbank 31 verläuft. In diesem Falle braucht die hintere Sitzbank 31 mit dem Energiespeicher
30 nicht in der anhand der Fig.-5 und 6 beschriebenen Weise starr gekoppelt zu sein,
so daß sie gemeinsam mit dem Energiespeicher in Fahrtrichtung bewegt wird (wozu
auch hinreichender Platz zwischen hinterer Sitzbank 31 und Vordersitz 32 erforderlich
ist), sondern es ist eine Bewegungsverbindung über Zugseile 33, die über Umlenkrollen
34 geführt sind, vorgesehen.
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Bei einem Aufprall und daraus resultierender Bewegung des elektrischen
Energiespeichers 30, der wiederum über in den Fig. 7 und 8 und nicht dargestellte
Verbinder mit dem deformierbaren Fahrzeugheck verbunden ist, erfolgt eine Bewegung
der Rücksitzbank 31 in entgegengesetzter Richtung, also in Richtung Fahrzeugheck.
Verständlicherweise muß die Geschwindigkeit dieser Bewegung so gewählt sein, daß
die Beschleunigung für die Fahrzeuginsassen auf der hinteren Sitzbank 31 erträglich
ist Da hierbei, wie in Fig. 8 dargestellt, der vordere Bereich des Energiespeichers
30 in den Abstand zwischen den Sitzen 31 und 32 eindringen kann, ist zum Schutz
der Beine der hinten sitzenden Fahrzeuginsassen die Fußabweisplatte 35 vorgesehen,
die durch den Energiespeicher 30 bei seiner
Vorwärtsbewegung aus
ihrer in Fig. 7 drgestel1ten Ruhelage in die in Fig. 8 bei 35' angedeutete Betriebsstellung
geschwenkt wird, wobei sie die Beine der Fahrzeuginsassen aus dem eg des Energiespeichers
30 drückt.
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Auch in dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 und 10, die ebenfalls
ein Fahrzeug mit deformierbar ausgebildeten Endpartien betreffen, ist eine Bewegungskopplung
zwischen elektrischen Energiespeicher 40 einerseits und Rücksitzbank 41 andererseits
über Zugselle 42 gegeben, die über Umlenkrollen 43 verlaufen. Auch hier ist der
Energiespeicher 40 in Fahrtrichtung an Verbindern, die zum deformierbaren Fahrzeugheck
führen, gleichsam aufgehängt.
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In diesem Ausführungsbeispiel ragt die hintere Sitzbank 41 in den
Wegdes Energiespeichers 40 hinein. Aus diesem Grunde ist zwischen beiden die eine
schräge Ebene bildende Klappe 44 vorgesehen, auf der die hintere Sitzbank 41 bei
Vorwärtsbewegung des Energiespeichers 40 über die Zugseile 42 nicht nur nach hinten,
sondern auch nach oben gezogen wird, was durch gewisses Hochschwenken der schiefen
Ebene 44 durch die Vorwärtsbewegung des Energiespeichers 40 noch unterstützt werden
kann. Im übrigen können auch Maßnahmen getroffen sein, durch die der Energiespeicher
40, wie in Fig. 10 angedeutet, etwas nach unten "wegtaucht".
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In jedem Falle ist bei einem Aufprall eine begrenzte Bewegung des
Energiespeichers in Fahrtrichtung ohne störende Beaufschlagung der steifen Fahrgastzelle
oder des deformierbaren~'b'orderwagens sichergestellt, und zwar durch eine ohnehin
vorhandene Einrichtung in Gestalt des deformierbaren Fahrzeughecks.