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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorderfußkonstruktion eines Kraftfahrzeugs
und insbesondere eine Konstruktion, umfassend eine Auskleidung des
Vorderfußes,
mit der eine Auskleidung eines Fensteröffnungsträgers, eine Querstrebe eines Armaturenbretts,
ein Türband
und ein Verbindungselement zwischen der Querstrebe des Armaturenbretts
und dem Vorderfuß verbunden
ist.
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Eine
solche Konstruktion begrenzt die Drehung des Vorderfußes um eine
Vertikalachse im Falle eines Frontalzusammenstoßes. Diese Drehung ergibt sich
aus dem im Wesentlichen länglichen
Schub des Türbandes
einerseits und der Drehung des langen Fußes um eine Vertikalachse andererseits.
Es ist bekannt, in verschiedenen Kraftfahrzeugen ein Winkelband
zu verwenden, das einerseits mit der Querstrebe des Armaturenbretts
und andererseits mit dem Vorderfuß verbunden ist. Diese Verbindung
zwischen dem Winkelband und dem Vorderfuß erfolgt durch eine durchgehende
Schraube entlang der Querachse des Fahrzeugs. Diese mit dem Winkelband
verbundene Schraube sichert somit die Begrenzung der Drehung des
Vorderfußes,
durch den diese Schraube hindurchgeht.
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Diese
Lösung
hat den Hauptnachteil, dass sie die Querverbindung zwischen der
Querstrebe des Armaturenbretts und dem Vorderfuß nur durch die durchgehende
Schraube sichert. Diese erforderliche Querverbindung ist somit nur
teilweise hergestellt und weist ferner im Kundendienst eine zwingende
Situation der Schraube auf. Das Dokument WO 2004 074073 gemäß Artikel
54(3) CBE beschreibt und präsentiert
eine Vorderfußkonstruktion,
die im Falle eines Aufpralls weniger beeinträchtigende geometrische Merkmale
aufweist, bei der ein Innengehäuse, auf
dem das Armaturenbrett befestigt ist, auf der Seite der Auskleidung
angeordnet ist, die zum Inneren des Fahrzeugs gewandt ist, und bei
der ein Außengehäuse auf
der Seite der Auskleidung angeordnet ist, die zum Äußeren des
Fahrzeugs gewandt ist, wobei diese beiden Gehäuse verbunden sind, um ein
im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse zu bilden. Ein Schlitz
ist in der Auskleidung des Vorderfußes vorgesehen und ermöglicht den
Durchgang eines Materialbandes, das zu einem der Gehäuse gehört und die Seite
des anderen Gehäuses
abdeckt. Dieses Materialband kann dem Innengehäuse angehören und die Seite des Außengehäuses abdecken
oder dem Außengehäuse angehören und
die Seite des Innengehäuses
abdecken. Eine solche Vorderfußkonstruktion
ermöglicht
die Drehfeststellung des Vorderfußes, in dem die beiden Gehäuse eingebaut
sind, um eine im Wesentlichen vertikale Achse. Allerdings befindet sich
der lange Fuß auf
einer geringeren Höhe
als jene der Gehäuse,
und im Falle eines Aufpralls kann das Eindringen des langen Fußes zu einer
Drehung eines unteren Teils des Vorderfußes um eine im Wesentlichen
vertikale Achse führen.
Die Gesamtheit des Vorderfußes
wird nun stark hinsichtlich der Torsion beansprucht.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
eine Verbesserung der oben dargestellten Vorderfußkonstruktion
vor, die die Nichtdrehung der Gesamtheit des Vorderfußes um eine
im Wesentlichen quer verlaufende Achse begünstigen soll. Das Problem wird durch
die Merkmale des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
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Als
Antwort auf Zielsetzungen, die bei den verschiedenen Kraftfahrzeugherstellern
dieselben sind, strebt die Erfindung auch nach Kostengünstigkeit
und Platzersparnis.
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Um
diesen Zielsetzungen zu entsprechen, schlägt die Erfindung eine Vorderfußkonstruktion
eines Kraftfahrzeugs vor, umfassend mindestens eine Auskleidung
des Vorderfußes
und eine Drehverhinderungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Verstärkungsvorrichtung
auf der Seite der Auskleidung angeordnet ist, die zum Äußeren des
Fahrzeugs gewandt ist, wobei eine erste untere Stütze dieser
Verstärkungsvorrichtung
in der Verlängerung eines
langen Fußes,
der sich zum Inneren des Fahrzeugs in Bezug auf die Vorderfußauskleidung
befindet, angeordnet ist und eine zweite obere Stütze dieser
Verstärkungsvorrichtung
mit der Drehverhinderungsvorrichtung verbunden ist.
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Die
Verstärkungsvorrichtung
kann ferner eine dritte Stütze
umfassen, die sich zwischen der zweiten oberen Stütze und
der Vorderfußauskleidung befindet.
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Nach
einem Merkmal der Erfindung kann die erste untere Stütze eine „U-Form" aufweisen, die aus einem
ersten Schenkel, der sich in der Verlängerung des langen Fußes befindet,
einer im Wesentlichen auf den ersten Schenkel senkrechten Basis
und einem zweiten Schenkel besteht, der sich ebenfalls in der Verlängerung
des langen Fußes,
im Wesentlichen senkrecht auf die Basis und in einer größeren Höhe als jener
des ersten Schenkels befindet. Die zweite obere Stütze kann
nun auf dem zweiten Schenkel der ersten unteren Stütze oder
auf dem ersten Schenkel dieser ersten unteren Stütze befestigt werden.
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Die
dritte Stütze
kann vorzugsweise in einer schrägen
Ebene angeordnet sein, wobei das Ende dieser dritten Stütze, das
an der Auskleidung befestigt ist, in einer höheren Horizontalebene als jener
angeordnet ist, in der sich das Ende der dritten Stütze, das
auf der zweiten oberen Stütze
befestigt ist, befindet.
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Nach
einem Merkmal der Erfindung weist die Vorderfußauskleidung eine Quererweiterung
auf, mit der die Basis der ersten unteren Stütze und ein Ende der dritten
Stütze
verbunden sind.
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Nach
einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Einheit, die von
der Drehverhinderungsvorrichtung, der Verstärkungsvorrichtung und der Vorderfußauskleidung gebildet
ist, ein geschlossener Kasten. Zum Beispiel besteht die Drehverhinderungsvorrichtung
aus mindestens zwei Gehäusen,
einem Innengehäuse
und einem Außengehäuse, die auf
jeder Seite der Vorderfußauskleidung
angeordnet sind, und dieses Außengehäuse, das
sich auf der Seite der Auskleidung befindet, auf der die Verstärkungsvorrichtung
angeordnet ist, umfasst die Verstärkungsvorrichtung, wobei eine
Trennwand im Inneren des Außengehäuses diese
Verstärkungsvorrichtung
von den Drehverhinderungsfunktionen trennt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Studie der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung hervor, für deren Verständnis auf
die beiliegenden Zeichnungen Bezug zu nehmen ist, wobei:
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1 eine
schematische Ansicht einer vorderen Seitenkonstruktion eines Kraftfahrzeugs
ist, umfassend einen linken Vorderfuß ähnlich der vorliegenden Erfindung,
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2 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen linken Vorderfußkonstruktion
von außerhalb
des Fahrzeugs vorne links aus gesehen ist.
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In
der nachfolgenden Beschreibung wird auf nicht einschränkende Weise
eine Längs-,
Vertikal- und Querausrichtung nach der herkömmlicherweise im Kraftfahrzeug
verwendeten und durch den Trieder L, V, T aus 1 angezeigten
Ausrichtung angenommen.
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1 beschreibt
und präsentiert
eine Vorderfußkonstruktion 1 eines
Kraftfahrzeugs. Der hier dargestellte Vorderfuß 1 ist ein linker.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf diesen linken Vorderfuß und kann
auf den rechten Vorderfuß auf Grund
der entlang der Mittelachse des Fahrzeugs festgestellten Symmetrie
erweitert werden.
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Dieser
Vorderfuß 1 ist
ein Strukturknoten, auf dem unter anderem eine Kotflügelstütze 2,
ein Fensteröffnungsträger 3,
eine Karosseriegehäuseseite 4, eine
Querstrebe eines Armaturenbretts 5, ein Türband 6 (das
auf diesem Vorderfuß angelenkt
ist) und ein Langfuß 7 aufliegen.
Bei einem Frontalzusammenstoß bewirkt
die Drehung dieses Vorderfußes 1 entlang
einer Vertikalachse somit die Verformung des Fahrgastraums, was
zu einer Gefahr für
die Sicherheit der Insassen führt
und somit im Widerspruch zum Leistungsverzeichnis der Kraftfahrzeughersteller
steht.
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Wie
in den 1 oder 2 dargestellt, ist eine Drehverhinderungsvorrichtung 10 auf
dem Vorderfuß 1 auf
Höhe der
Querstrebe des Armaturenbretts 5 angeordnet. Vorzugsweise
ist diese Vorrichtung 10 von zwei Gehäusen 11, 12 gebildet.
Ein erstes Gehäuse 11,
Außengehäuse genannt,
ist auf der Seite des Vorderfußes 1,
die zum Äußeren des
Fahrzeugs gewandt ist, angeordnet. Auf entsprechende Weise ist ein
zweites Gehäuse 12,
Innengehäuse
genannt, auf der Seite des Vorderfußes 1, die zum Inneren
des Fahrzeugs gewandt ist, angeordnet. Diese Gehäuse 11 bzw. 12 sind
funktionell durch eine Auskleidung 13 des Vorderfußes 1 getrennt.
Sie besitzen Befestigungseisen und sind einander gegenüber liegend
angeordnet und durch Schweißpunkte
im Bereich dieser Befestigungseisen verbunden, so dass diese Einheit
ein im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse darstellt. Ein Stück 16, „Anti-burst-Stück" genannt, ist mit
einer Querseite des Außengehäuses 11 verbunden
und dient als Führungsstück mit dem Türband 6,
um eine Männlichweiblich-Kopplung
im Falle eines Aufpralls zu verwirklichen. Auf Grund des Vorhandenseins
der Auskleidung 13 des Vorderfußes 1, die eine wirkliche
Grenze zwischen dem Innengehäuse 12 und
dem Außengehäuse 11 darstellt, ist
ein nicht dargestellter Schlitz auf der Fußauskleidung 13 vorgesehen,
um den Durchgang eines Materialbandes zu ermöglichen, das dem Innengehäuse 12 angehört und quer
ausgerichtet ist. Dieses Materialband kann die Seite des Außengehäuses 11 abdecken,
die der anderen Seite der Auskleidung 13 gegenüber liegt,
und auf gleichwertige Weise dem Außengehäuse 11 angehören und
somit die Seite des Innengehäuses 12 gegenüber der
anderen Seite der Auskleidung 13 abdecken.
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Die
Wirksamkeit dieser so genannten durchgehenden Verbindung (das Materialband
geht durch die Fußauskleidung 13 hindurch)
ist bedingt durch ihre Ausrichtung mit der Querstrebe des Armaturenbretts 5 einerseits
und durch die Anzahl von Schweißpunkten
zwischen dem durchgehenden Band und dem gegenüber liegenden Gehäuse andererseits.
Vorzugsweise hat das durchgehende Materialband einerseits dieselbe
Höhe wie
die Querstrebe des Armaturenbretts 5. Andererseits ist
dieses Material, das einem ersten Gehäuse 11 bzw. 12 angehört, mit
dem gegenüber
liegenden zweiten Gehäuse 12 bzw. 11 durch
drei Schweißpunkte
verschweißt.
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Eine
solche Konstruktion mit Gehäusen
ermöglicht
es, die Drehung des oberen Teils des Vorderfußes 1 um eine im Wesentlichen
vertikale Achse zu verhindern. Eine Verstärkungsvorrichtung 100,
die auf den Gehäusen 11 und 12 befestigt
ist und sich zum unteren Teil des Vorderfußes 1 hin erstreckt,
ermöglicht
es erfindungsgemäß, die Vorderfußeinheit 1 in
einer Ausführung
der Nichtdrehung um eine im Wesentlichen vertikale Achse zu halten.
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Eine
erste Stütze 101,
untere Stütze
genannt, ist mit dem Vorderfuß 1 zum Äußeren des Fahrzeugs
hin und auf einer geringeren Höhe
als jene der Gehäuse 11 und 12 verbunden.
Diese erste Stütze 101 weist
einen ersten Schenkel 102 auf, der mit der Auskleidung 13 des
Vorderfußes 1 verbunden ist
und sich in der Verlängerung
des langen Fußes 7 befindet
. Der lange Fuß 7 ist
in seiner Ruhestellung mit dem Vorderfuß 1 zum Inneren des
Fahrzeugs hin durch zwei Stützflächen verbunden,
so dass der erste Schenkel 102 der ersten Stütze 101 und
eine der Stützflächen des
langen Fußes 7 eine
kontinuierliche Fläche
bilden, die durch den Vorderfuß 1 unterbrochen
ist. Bei einem Aufprall stützt
sich dieser lange Fuß 7 stark
auf dem Vorderfuß 1 und
durch Erweiterung am ersten Schenkel 102 der ersten Stütze 101 ab.
Vorzugsweise hat die erste Stütze 101 eine „U-Form", deren Basis 103 auf
einer Quererweiterung der Auskleidung 13 des Vorderfußes 1 befestigt ist.
Ein erstes Ende der Basis 103 trägt den ersten Schenkel 102,
und ein zweites Ende der Basis 103 trägt einen zweiten Schenkel 104 der
ersten Stütze 101.
Dieser zweite Schenkel ist mit der Auskleidung 13 des Vorderfußes 1 in
der Verlängerung
der zweiten Stützfläche des
langen Fußes 7 verbunden
und in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene ausgerichtet. Die
erste Stütze 101 bietet
somit eine Verstärkungsstruktur
für die
Auskleidung 13 des Vorderfußes, versteift durch Befestigungen
in zwei im Wesentlichen senkrechten Ebenen, der Ebene der Auskleidung 13 und
jener ihrer radialen Erweiterung.
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Eine
zweite Stütze 111,
obere Stütze
genannt, ist in ihrem oberen Teil mit dem Außengehäuse 11 verbunden.
Vorzugsweise ist die zweite obere Stütze 111 derart angeordnet,
dass das obere Ende dieser zweiten Stütze 111 dem oberen Ende des
Außengehäuses 11 entspricht.
Die Kontaktfläche
zwischen dem Außengehäuse 11 und
der zweiten oberen Stütze 111 ist
somit möglichst
groß und
ermöglicht
eine sehr feste Verbindung. Im unteren Teil der zweiten Stütze 111 ist
eine Befestigung auf der Auskleidung 13 des Vorderfußes und
eine Befestigung auf der ersten Stütze 101, zum Beispiel
auf ihrem zweiten Schenkel 104, vorgesehen. Es ist zu verstehen,
dass die erste Stütze 101 eine „U-Form" mit dem ersten und
dem zweiten Schenkel 102 und 104 in der Verlängerung
des Vorderfußes 7 aufweisen
kann, wobei diese Schenkel nun derartige geometrische Eigenschaften
aufweisen, dass die Befestigung der zweiten Stütze 111 auf der ersten Stütze 101 direkt auf
dem ersten Schenkel 102 der ersten Stütze 101 erfolgen kann.
Dies würde
es somit ermöglichen, eine
hohle Einheit zu erhalten, die von der Drehverhinderungsvorrichtung 10 und
der Verstärkungsvorrichtung 100 gebildet
und geschlossen ist, was einen Vorteil im Hinblick auf die Optimierung
der Konstruktion darstellt.
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Eine
dritte Stütze 121 ist
zwischen der zweiten Stütze 111,
der Quererweiterung der Auskleidung 13, auf der die Basis 104 der
ersten Stütze
befestigt ist, und dem Außengehäuse 11 vorgesehen.
Ein erstes Ende ist somit mit der zweiten Stütze 111 verbunden,
während
das zweite Ende im Bereich des Befestigungseisens des Außengehäuses 11 auf
der Radialerweiterung der Auskleidung 13 des Vorderfußes 1 befestigt
ist. Die dritte Stütze 121 kann
auch mit der Auskleidung 13 des Vorderfußes in einer
Ebene senkrecht auf ihre beiden vorhergehenden Befestigungsebenen
verbunden sein. Vorzugsweise ist die dritte Stütze 121 schräg vorgesehen,
so dass das zweite Ende, das im Bereich des Befestigungseisens des
Außengehäuses 11 mit
der Radialerweiterung der Auskleidung 13 des Vorderfußes 1 verbunden
ist, auf einer größeren Höhe als jener
des ersten Endes, das mit der zweiten Stütze 111 verbunden
ist, angeordnet ist.
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Bei
einem Frontalzusammenstoß wird
der lange Fuß 7 einer
Drehbewegung um eine im Wesentlichen vertikale Achse durch den im
Wesentlichen länglichen
Schub der Längsträger zum
Inneren des Fahrzeugs unterzogen. Ein Eindringen des langen Fußes 7 in
den Fahrgastraum ist nun zu beobachten. Die Anordnung der verschiedenen
Stützen 101, 111 und 121 ermöglicht es,
die Drehung und das Eindringen des langen Fußes 7 in den Fahrgastraum zu
begrenzen.
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Die
erste untere Stütze 101 schlägt somit eine
Aufnahmesteifigkeit vor, die in der Lage ist, die Verformung des
Vorderfußes 1 beim
Eindringen des langen Fußes 7 dank
des ersten und des zweiten Schenkels 102, 104,
die sich in der Verlängerung
des langen Fußes 7 befinden,
zu vermeiden.
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Diese
Aufnahmesteifigkeit ist mit dem Teil des Vorderfußes 1 verbunden,
der für
die Drehung entlang einer im Wesentlichen vertikalen Achse wenig
empfindlich gemacht wurde. Die zweite obere Stütze 111 verbindet
zu diesem Zweck die erste untere Stütze 101 mit den Gehäusen 11 und 12.
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Um
die Torsionsbelastung des von der ersten und der zweiten Stütze 101 und 111 und
den beiden Gehäusen 11 und 12 gebildeten
Hohlkörpers
zu erleichtern, ist die dritte Stütze 121 schräg zwischen zwei
parallelen Ebenen, die die zweite obere Stütze 111 und die Quererweiterung
der Auskleidung 13 des Vorderfußes 1 sind, angebracht.
Der Hohlkörper
ist somit durch diese dritte Stütze
versteift, die nun diesen Torsionskräften unterliegt und sowohl
mit der zweiten oberen Stütze 111,
der Auskleidung 13 des Vorderfußes 1 als auch der
Quererweiterung verbunden ist.
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Vorzugsweise
ist die von der Drehverhinderungseinrichtung 10, der Verstärkungsvorrichtung 100 und
der Auskleidung 13 des Vorderfußes 1 gebildete Einheit
ein geschlossener Kasten. Zum Beispiel besteht die Drehverhinderungseinrichtung 10 aus mindestens
zwei Gehäusen,
einem Innengehäuse 12 und
einem Außengehäuse 11,
die auf jeder Seite der Auskleidung 13 des Vorderfußes 1 angeordnet
sind, und dieses Außengehäuse 11,
das sich auf der Seite der Auskleidung 13 befindet, auf
der die Verstärkungsvorrichtung 100 angeordnet
ist, umfasst die Verstärkungsvorrichtung 100,
wobei eine Trennwand im Inneren des Außengehäuses 12 diese Verstärkungsvorrichtung 100 von
den Drehverhinderungsfunktionen trennt.
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Es
ist zu verstehen, dass die Dicke der verschiedenen Stützen 101, 111, 121 der
Stützvorrichtung 100 eine
Rolle für
die Kräftebeständigkeit
dieser Vorrichtung spielt. Diese Dicken müssen möglichst groß und gleichwertig sein. Allerdings,
um Leistungsverzeichnisse im Hinblick auf Gewicht, Kosten und Platzbedarf
einzuhalten, kann die Dicke der zweiten oberen Stütze 111 größer als
jene der ersten und der dritten Stütze 101, 121 sein.
Die verwendeten Materialien werden vorzugsweise im Bereich der Materialien
mit sehr hoher Elastizitätsgrenze
ausgewählt. Solche
Materialien ermöglichen
eine bessere Kräftebeständigkeit,
es ist aber verständlich,
dass eine Ausführung
aus Stahl beispielsweise Merkmale bietet, die die Drehung und das
Eindringen des langen Fußes 7 in
den Fahrgastraum begrenzen können.
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Die
Erfindung ist keineswegs auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsart,
die nur als Beispiel angeführt
ist, beschränkt.