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Diese
Erfindung betrifft Kühlerbefestigungsstrukturen
und insbesondere eine Kühlerbefestigungsstruktur,
bei der ein Kühler
nach hinten bewegt werden kann, wenn eine äußere Kraft auf den Kühler ausgeübt wird,
welche einen bestimmten Wert überschreitet.
Eine solche Befestigungsstruktur ist aus der
US 4,541,645 A bekannt, welche
den nächsten Stand
der Technik gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 bildet.
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Verschiedene
Kühlerbefestigungsstrukturen wurden
bis jetzt in der Technik vorgeschlagen, wie sie beispielsweise in
der "Kühlertragstrukur
für ein
Fahrzeug" betitelten
japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. SHO-60-46335 und der "Kühlerhalterung mit einer Spalteinstellfunktion" betitelten japanischen
Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. SHO-60-47826 offenbart
sind.
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Bei
der in der Kokai Nr. SHO-60-46335 offenbarten Kühlertragstruktur ist der Bodenabschnitt
des Kühlers
an einem unteren Querelement durch Halterungen und elastische Elemente
angebracht, während
der Kühler
an seinem oberen Abschnitt mit Vorsprungsabschnitten ausgebildet
ist, welche in jeweilige elastische zylinderförmige Elemente eingesetzt sind,
welche an einem oberen Querelement durch Halterungen und elastische
Elemente angebracht sind.
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Bei
der in der Kokai Nr. SHO-60-47826 offenbarten Kühlerhalterung ist der untere
Abschnitt des Kühlers
an einem Fahrzeugkörper
durch untere Kühlerhalterungen
angebracht und sein oberer Abschnitt ist an dem Fahrzeugkörper durch
Tragmetallbeschläge
und eine obere Kühlerhalterung
angebracht.
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Kürzlich wurde
im Stand der Technik vorgeschlagen, das Fahrzeug mit einer Dämpfungsvorrichtung
auszustatten, wie z.B. einer Haube, deren vorderes Ende aus Kunststoff
ausgebildet ist, oder einer Haube mit abgeschwächter Rahmensteifigkeit, um auf
diese Weise ein Hindernis dank der Verformung der Haube während der
Kollision der Haube gegen das zu schützende Hindernis vor einem
zu starken Aufprall zu schützen.
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Jedoch
ist ungeachtet der Bereitstellung einer solchen Dämpfungsvorrichtung
an der Haube die schützende
Verformung der Haube durch den Kühler begrenzt,
wenn der letztere unter der Haube angebracht ist.
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Wo
die Haube mit der oben erwähnten Dämpfungsvorrichtung
mit der Kühlerbefestigungsstruktur
der Kokai Nr. SHO-60-46335 kombiniert wird, kann zwischen der Haube
und dem Kühler
kein ausreichender Spalt oder Abstand vorgesehen werden, um auf
diese Weise die auf das Hindernis einwirkende Aufprallkraft vollständig abzubauen.
Zu diesem Zweck muss das Fahrzeug einen großen Maschinenraum oder Motorraum
haben. Dies führt
zu Nachteilen, da ein strukturelles Design des Fahrzeugs begrenzt
ist und beispielsweise die Fahrzeuglänge zwangsläufig zunimmt mit einer daraus resultierenden
Zunahme des Fahrzeuggewichts.
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Sogar
in einem Fall, wo die obige Haube mit der Kühlertragstruktur der Kokai
Nr. SHO-60-47826 kombiniert wird, begegnet man ähnlichen Nachteilen wie jenen
bei der Struktur der Kokai Nr. SHO-60-46335, auf Grund der Anordnung,
bei der sich der Kühler
infolge der Verformung der Haube nicht leicht nach hinten bewegen
lässt oder
der Kühler
nicht zusammendrückbar
ist.
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Die
vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf die oben beschriebenen
Unzulänglichkeiten der
verwandten Technik. Es ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
eine Kühlerbefestigungsstruktur
bereitzustellen, welche eine ausreichende Verringerung einer auf
ein Hindernis ausgeübten
Aufprallkraft ermöglicht,
ohne die strukturelle Gestaltung zu beschränken.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kühlerbefestigungsstruktur vorgesehen,
welche dafür
bestimmt ist, mit einem vorderen Teil eines Fahrzeugkörpers verbunden
zu werden, wobei der vordere Teil ein oberes und ein unteres Querelement
hat, welche Struktur umfasst: einen Kühler, welcher ein oberes Ende
mit einem aufrechten Bolzen hat; einen vorderen Grill, welcher vor
dem Kühler
angeordnet ist und einen zu dem Kühler hin vorstehenden Vorsprung
hat; eine untere Tragstruktur, welche an dem unteren Querelement
angebracht ist, um ein unteres Ende des Kühlers derart zu stützen, dass
der Kühler
eine Kippbewegung in einer rückwärtigen Richtung
des Fahrzeugkörpers
machen kann; und eine obere Tragstruktur, welche an dem oberen Querelement
angebracht ist und ein elastisches Tragmittel zum elastischen Stützen des
aufrechten Bolzens hat, um dem Bolzen zu ermöglichen, sich von dem elastischen
Mittel zu lösen,
wenn auf den Kühler über den
Vorsprung eine Aufprallkraft ausgeübt wird, welche größer als
eine vorgegebene Größe ist.
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Bei
dieser Anordnung wird dann, wenn die Haube aus irgendwelchen Gründen verformt
wird, wie z.B. dann, wenn die Haube gegen das Hindernis prallt,
der vordere Grill nach hinten bewegt, um zu bewirken, dass seine
Vorsprünge
den Kühler
drücken. Als
Ergebnis wird eine Kraft, welche größer als der vorgegebene Wert
ist, in einer rückwärtigen Richtung auf
den Kühler
ausgeübt
und der obere Tragbolzen des Kühlers
wird von dem elastischen Tragmittel gelöst und folglich wird der Kühler um
eine Mitte des unteren Tragbolzens herum nach hinten gekippt. Somit wird
eine durch das Hindernis ausgeübte
Aufprallkraft innerhalb eines begrenzten Raums effektiv absorbiert
und zur selben Zeit kann die Haube in einem ausreichenden Maß verformt
werden.
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In
einer bevorzugten Form umfasst das elastische Tragmittel eine Halterung,
welche fest an dem oberen Querelement befestigt ist und eine Montagebohrung
hat, und ein elastisches Traggummielement, welches an der Montagebohrung angebracht
ist und eine Eingriffsbohrung hat, um den oberen Tragbolzen in diese
einzusetzen.
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können aus
der folgenden detaillierten Beschreibung leichter verstanden werden,
wenn sie zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen verwendet wird, in welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines vorderen Teils eines Fahrzeugkörpers ist,
welcher eine Kühlerbefestigungsstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet;
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2 eine
vergrößerte Querschnittsansicht längs einer
Linie 2-2 der 1 ist, welche die Kühlerbefestigungsstruktur
veranschaulicht;
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3 eine
perspektivische Explosionsansicht einer oberen Tragstruktur ist,
welche einen Teil der Kühlerbefestigungsstruktur
der 2 ausbildet;
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4 eine
vergrößerte Querschnittsansicht eines
eine untere Tragstruktur bildenden Teils der Kühlerbefestigungsstruktur der 2 ist;
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5A bis 5C schematische
Teilansichten sind, welche eine Funktion der Kühlerbefestigungsstruktur bei
einer Kollision eines Hindernisses mit dem Fahrzeugkörper veranschaulichen;
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6A bis 6C schematische
Draufsichten sind, welche eine Funktionsbeziehung zwischen einem
Traggummi und einem oberen Tragbolzen der Kühlerbefestigungsstruktur bei
einer Kollision des Hindernisses mit dem Fahrzeugkörper zeigen;
und
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7A und 7B schematische
Ansichten sind, welche eine Funktion einer bekannten Kühlerbefestigungsstruktur
im Vergleich zu der Erfindungsanordnung veranschaulichen.
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Die
folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und beabsichtigt
keinesfalls, die Erfindung, seine Anwendung oder Verwendungen zu beschränken.
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Auf 1 Bezug
nehmend hat ein vorderer Körper 10 eines
Fahrzeugkörpers
vordere Kotflügel 11, 11,
die jeweils einen vorderen Abschnitt von beiden Seiten des Fahrzeugkörpers ausbilden,
eine Haube 12, welche einen oberen vorderen Abschnitt des
Fahrzeugkörpers
abdeckt, einen vorderen Grill 22, welcher eine vordere
Fläche
des Fahrzeugkörpers
abdeckt, ein Paar Scheinwerfer 14, 14, welche an
der vorderen Fläche
des Fahrzeugkörpers
angebracht sind und eine Stoßstange 15,
welche an unteren Abschnitten der Scheinwerfer 14, 14 und
des vorderen Grills 22 angebracht ist. Ein Motorraum 16 ist durch
die vorderen Kotflügel 11, 11,
die Haube 12, den vorderen Grill 22 und die Stoßstange 15 ausgebildet.
Der vordere Körper 10 enthält darin
die Kühlerbefestigungsstruktur 20.
Die Bezugszahlen 17, 18 und 19 sind Vorderräder (eines
der Vorderräder
ist nicht zu sehen), einer Frontscheibe und Vordertüren (eine
der Vordertüren
ist nicht zu sehen) zugeordnet.
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Die 2 und 3 zeigen
die Kühlerbefestigungsstruktur 20 und
eine obere Tragstruktur, welche dieser zugeordnet ist.
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In
den 2 und 3 besteht die Kühlerbefestigungsstruktur 20 aus
dem vorderen Grill 22, welcher vor dem Kühler 21 angeordnet
ist, einer oberen Tragstruktur 23, welche einen oberen
Abschnitt des Kühlers 21 durch
ein elastisches Tragmittel 31 abstützt, und einer unteren Tragstruktur 24,
welche einen unteren Abschnitt des Kühlers 21 abstützt.
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Der
Kühler 21 hat
einen Körper 25,
dessen oberes Ende mit einem oberen Tragbolzen 26 versehen
ist. Das untere Ende des Kühlerkörpers 25 ist
mit einem unteren Tragbolzen 27 ausgebildet. Ein elektrischer
Ventilator 28 ist an einer Rückseite des Kühlers 25 befestigt.
Der vordere Grill 22 hat einen Vorsprung 29, welcher
sich zu dem Kühler 21 hin
erstreckt.
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Der
obere Abschnitt des Kühlers 21 ist
durch die obere Tragstruktur 23 mittels des oberen Tragbolzens 26 fest
abgestützt.
Der untere Abschnitt des Kühlers 21 ist
durch die untere Tragstruktur 24 mittels des unteren Tragbolzens 27 fest
abgestützt.
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Das
elastische Tragmittel 31 besteht aus einer Halterung 34,
deren eines Ende fest an einem oberen Querelement 32 befestigt
ist. Das andere Ende der Halterung 34 ist mit einer Montagebohrung 35 ausgebildet.
Wie in 3 gezeigt, ist die Montagebohrung 35 mit
einem oberen Traggummi 36 versehen. Der Traggummi 36 ist
mit einer Eingriffsöffnung 37 ausgebildet,
mit welcher der obere Tragbolzen 26 im Eingriff ist.
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Die
Bezugszahlen 38, 38 sind Bolzen zugeordnet zum
unbeweglichen Befestigen der Halterung 34 an dem oberen
Querelement 32 und die Bezugszahlen 32a, 32a sind
in dem oberen Querelement 32 ausgebildeten Gewindeabschnitten
zugeordnet.
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Die
Halterung 32 ist so konfiguriert, dass sie ein im Wesentlichen
flach ausgebildetes Element hat. Das eine Ende der Halterung 32 ist
mit kleinen Bohrungen 34a, 34a ausgebildet, um
den Bolzen 38, 38 dadurch zu ermöglichen,
fest an dem oberen Querelement 32 befestigt zu werden,
und auch sein anderes Ende ist mit einer Montagebohrung 35 ausgebildet,
in welche der obere Traggummi 36 eingesetzt wird. Beide
Seiten der Halterung 34 sind mit aufrechten Rippen 34b, 34c ausgebildet,
um die Halterung 34 zu verstärken. Die Montagebohrung 35 ist
so ausgebildet, dass sie eine längliche
Kreiskonfiguration hat, welche mit Montageabschnitten 35a, 35a ausgebildet
ist, welche jeweils vertiefte Abschnitte 35b, 35b haben,
um die Verformung des oberen Traggummis 36 während des
Einsetzens des oberen Tragbolzens 26 in die Eingriffsöffnung des
oberen Traggummis 36 zu erleichtern.
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Die
Umfangswand des oberen Traggummis 36 ist mit einer Ausnehmung 36a ausgebildet,
welche an den Montageabschnitten 35a, 35a der
Montagebohrung 35 angebracht ist. Die Eingriffsöffnung 37 des
oberen Traggummis 36 ist mit einem Halteabschnitt 37a ausgebildet,
in welchen der obere Tragbolzen 26 des Kühlers 21 eingesetzt
ist, und einem Öffnungsabschnitt 37b,
welcher zu einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs hin gerichtet
ist, um das Lösen
des oberen Tragbolzens 26 des Kühlers 21 von dem Halteabschnitt 37a zu
erleichtern. Die Bezugszahlen 36b, 36b sind mittleren
Abschnitten des oberen Traggummis 36 zugeordnet.
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4 zeigt
eine detaillierte Struktur der unteren Tragstruktur 24.
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Die
untere Tragstruktur 24 hat eine Tragstütze 43, welche fest
an dem unteren Querelement 42 befestigt ist, und einen
unteren Traggummi 44, welcher an der Tragstütze 43 befestigt
ist, um den unteren Tragbolzen 27 des Kühlers 21 elastisch
zu stützen.
Der untere Traggummi 44 ist elastisch verformbar. Aus diesem
Grund ist der Kühler 21 folglich
derart abgestützt,
dass er um eine Mitte des unteren Tragbolzens 27 kippt,
wie in 4 durch eine Phantomlinie gezeigt.
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Das
untere Tragelement 42 ist vor dem Kühler 21 angeordnet
und umfasst einen oberen Rahmen 46 und einen unteren Rahmen 47,
an welchen ein Verstärkungselement 48 angebracht
ist.
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Die
untere Tragstütze 43 hat
einen Montageabschnitt 43a, durch welchen die untere Tragstütze 43 an
dem unteren Querelement 42 angebracht ist, und einen Tragabschnitt 43b,
um den unteren Traggummi 44 zu tragen.
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Wie
bereits erwähnt,
besteht der untere Traggummi 44 aus einem elastisch verformbaren Gummi,
welcher ein Paar Fußabschnitte 44a,
die von der unteren Tragstütze 43 getragen
sind, einen Ausnehmungsabschnitt 44b, mit welchem der untere Tragbolzen 27 des
Kühlers 21 im
Eingriff ist, und eine Tragfläche 44c zum
Stützen
des unteren Endes des Kühlers 21 hat.
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Nun
wird nachstehend die Funktion der oben behandelten Kühlerbefestigungsstruktur 20 unter
Bezugnahme auf die 5A bis 5C beschrieben.
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In
der 5A kommt das Hindernis M aus einem oberen und
vorderen Bereich des Fahrzeugkörpers,
um dadurch in einer durch einen Pfeil ➀ angedeuteten Richtung
gegen den Fahrzeugkörper
zu prallen.
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In 5B drückt das
Hindernis M die Haube 12 zusammen, während es den vorderen Grill 22 zu einem
hinteren Abschnitt des Fahrzeugkörpers drückt, wodurch
der Vorsprung 29 des vorderen Grills 22 den oberen
Abschnitt des Kühlers 21 rückwärts in eine
durch einen Pfeil ➁ gezeigte Richtung drückt. In diesem
Fall beginnt der Kühler 21 zu
dem hinteren Abschnitt des Fahrzeugkörpers um die Mitte des unteren
Tragbolzens 27 des Kühlers 21 in
einer durch einen Pfeil ➂ gezeigten Richtung zu kippen.
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In 5C drückt der
Vorsprung 29 des vorderen Grills 22 den oberen
Abschnitt des Kühlers 21 weiter
und so wird der obere Tragbolzen 26 von dem elastischen
Tragelement 31 gelöst,
so dass der Kühler 21 in
einer durch einen Pfeil ➃ gezeigten Richtung weiter nach
hinten gekippt wird.
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Da
das obere Querelement 32 an dem hinteren Abschnitt des
Kühlers 21 so
angeordnet ist, dass es den Hub des Kühlers 21 während seiner
Kippbewegung aufhält,
kann der Kühler 21 während des
obigen Kippschritts rückwärts kippen,
ohne gegen das obige Querelement 32 zu prallen.
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Die
Kühlerbefestigungsstruktur 20 funktioniert
nämlich
derart, dass beispielsweise dann, wenn das Hindernis M gegen die
Haube 12 prallt, die Haube 12 verformt wird, während zur
selben Zeit der vordere Grill 22 nach hinten gedrückt wird,
um zu bewirken, dass der Vorsprung 29 den Kühler 21 in
der selben Richtung drückt,
wodurch dann, wenn auf den Kühler 21 eine äußere Kraft
ausgeübt
wird, welche größer als
der vorgegebene Wert ist, in dem rückwärtigen Abschnitt des Fahrzeugkörpers der
obere Tragbolzen 26 des Kühlers 21 von dem elastischen
Tragmittel 31 gelöst
wird, um auf diese Weise die Kippbewegung des Kühlers 21 nach hinten
um die Mitte des oberen Tragbolzens 27 zu ermöglichen.
Als Ergebnis kann sich die Haube 12 dann, wenn das Hindernis
M gegen die Haube 12 prallt, in einem vorgegebenen Raum
verformen, während
sie den durch das Hindernis M ausgeübten Aufprall absorbiert, um
auf diese Weise den auf das Hindernis M ausgeübten Stoß abzuschwächen. Aus diesem Grund ist
beim strukturellen Design des Fahrzeugkörpers keine Einschränkung notwendig
und der Fahrzeugkörper
muss auch nicht länger
oder schwerer sein. Folglich ist es möglich, die Kühlerbefestigungsstruktur 20 zu
realisieren, welche es ermöglicht,
innerhalb des gegebenen Raums die auf das Hindernis M ausgeübte mechanische
Einwirkung ausreichend abzuschwächen.
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Die 6A bis 6C zeigen
einen Verformungszustand des elastischen Traggummis 36.
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Wenn
in 6A eine äußere Kraft
in der durch einen Pfeil ➄ gezeigten rückwärtigen Richtung des Fahrzeugkörpers auf
den oberen Tragbolzen 26 ausgeübt wird, wird die Eingriffsöffnung 37 des
elastischen Traggummis 36 Kräften in durch Pfeile ➅ gezeigte
Richtungen ausgesetzt, um die Öffnung 37b zu öffnen.
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Wenn
sich in 6B der obere Tragbolzen 26 in
der rückwärtigen Richtung
des Fahrzeugkörpers
in einer durch einen Pfeil ➆ gezeigten Richtung bewegt,
werden die mittleren Abschnitte 36b des elastischen Traggummis 36 in
durch Pfeile ➇, ➇ gezeigte Richtungen verformt,
da die Montagebohrung 35 der Halterung 34 die
Vertiefungen 35b, 35b hat. Wenn die mittleren
Abschnitte 36b, 36b in der obigen Weise verformt
werden, nimmt eine Öffnungsweite
A der Öffnung 37b zu
und daher löst
sich der obere Tragbolzen 26 leicht von dem Halteabschnitt 37a.
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In 6C bewegt
sich der obere Tragbolzen 26 weiter in der rückwärtigen Richtung
des Fahrzeugkörpers,
wie durch einen Pfeil ➈ gezeigt, und folglich löst sich
der obere Tragbolzen 26 von dem elastischen Tragmittel 31 (siehe 2).
Da nämlich
die Montagebohrung 35 ausgebildet ist durch die Montageabschnitte 35a, 35a zum
Stützen
des Traggummis 36 und die Vertiefungen 35b, 35b,
um dem Traggummi 36 zu gestatten, sich seitwärts aufzuweiten,
kann der Traggummi 36 leicht verformt werden. Da ferner die
Eingriffsbohrung 37 ausgebildet ist durch den Halteabschnitt 37b,
an dem der obere Tragbolzen 26 angebracht ist, und den Öffnungsabschnitt 37b,
welcher mit dem Halteabschnitt 37a zusammenhängt und
in der rückwärtigen Richtung
des Fahrzeugkörpers öffnet, ermöglicht es
der Traggummi 36, den oberen Tragbolzen 26 des
Kühlers 21 leicht
von diesem zu lösen
(siehe 2).
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Eine
bekannte Kühlerbefestigungsstruktur
ist in den 7A und 7B zum
Vergleich hinsichtlich der Funktion mit der oben beschriebenen Kühlerbefestigungsstruktur
beispielhaft erläutert.
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Wie
in 7A gezeigt, hat die bekannte Kühlerbefestigungsstruktur 100 eine
Struktur, bei der ein unterer Abschnitt eines Kühlers 104 abgestützt ist durch
ein unteres Querelement 101 mittels einer Tragstütze 102,
welche an dem unteren Querelement 101 befestigt ist, und
eines unteren Traggummis 103, welcher das untere Ende des
Kühlers 104 stützt, wohingegen
ein oberes Ende des Kühlers 104 durch
ein oberes Querelement 105 fest abgestützt ist, welches vor dem Kühler 104 angeordnet
ist, mittels einer Halterung 106 und eines oberen Traggummis 107.
Das Hindernis M prallt gegen eine Haube 108 von einer Vorderseite
des Fahrzeugkörpers,
wie durch einen Pfeil a gezeigt.
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In 7B drückt das
Hindernis M die Haube 108 zusammen, wie durch einen Pfeil
b gezeigt. In diesem Fall wird die Haube 108 dazu veranlasst,
gegen das obere Querelement 105 zu prallen und mit dem
Kühler 104 in
Kontakt gebracht zu werden. Somit wird auf das Hindernis M eine
große
Aufprallkraft ausgeübt.
Wenn jedoch das obere Querelement 105 an einer Rückseite
des Kühlers 104 angeordnet
ist und das Hindernis M direkt in Kontakt mit dem Kühler 104 gebracht
wird, ohne das obere Querelement 105 zu berühren, wird
die auf das Hindernis M wirkende Aufprallkraft groß, da der
obere Abschnitt des Kühlers 104 nicht
um die Mitte des unteren Endes des Kühlers 104 kippen kann.
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Obwohl
in der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung der Kühler 21 so
gezeigt und beschrieben ist, dass sein oberes Ende mit einem einzelnen
aufrechten Tragbolzen 26 ausgebildet ist, welcher von einem
einzelnen elastischen Tragmittel 31 abgestützt ist,
ist das grundsätzliche
Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben behandelte
Ausführungsform
beschränkt
und kann derart modifiziert sein, dass das obere Ende des Kühlers mit
einer Mehrzahl von Bolzen ausgebildet ist, welche jeweils durch
eine Mehrzahl von elastischen Tragmitteln getragen sind.
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Es
ist nunmehr aus der vorangehenden Beschreibung einzusehen, dass
bei der oben behandelten Ausführungsform
der vor dem Kühler
angeordnete vordere Grill mit den sich zu dem Kühler hin erstreckenden Vorsprüngen ausgebildet
ist und dass dann, wenn die Haube aus irgendwelchen Gründen, wie z.B.
einen Aufprall gegen das Hindernis, verformt wird, der vordere Grill
nach hinten gedrängt
wird, um auf diese Weise zu bewirken, dass der Vorsprung den Kühler drückt. Als
Ergebnis kann die Haube ausreichend verformt werden, während die
Aufprallkraft des Hindernisses in dem begrenzten Raum absorbiert
wird, und folglich kann die auf das Hindernis ausgeübte Aufprallkraft
effektiv verringert werden, ohne eine Beschränkung im strukturellen Design
des Fahrzeugkörpers
zu bewirken und ohne die Länge und
das Gewicht des Fahrzeugs zu erhöhen.
Es ist nämlich
möglich,
eine Kühlerbefestigungsstruktur
bereitzustellen, welche es ermöglicht,
die auf das Hindernis ausgeübte
Aufprallkraft in dem begrenzten Raum ausreichend zu verringern.