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Die Erfindung betrifft Heckstrukturen eines Fahrzeugs mit einer Anhängerkupplung.
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Es sind verschiedene Strukturen zum Anbringen einer Anhängerkupplung an einem Heckteil eines Fahrzeugs bekannt geworden. Die Anhängerkupplung ist ein Element zum abnehmbaren Ankuppeln eines Anhängers an einem Fahrzeug mittels einer am Vorderteil eines Anhängers vorgesehenen Gegenkupplung.
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Die
JP 2006 -
44352 A zeigt zum Beispiel eine Ausführung für eine Heckstruktur eines Fahrzeugs mit einer Anhängerkupplung. Die Heckstruktur wird nachfolgend anhand der
15 und
16 erläutert.
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15 ist ein schematischer Querschnitt einer Heckstruktur eines Fahrzeugs mit einer Anhängerkupplung. Ferner ist 16 ein Querschnitt von der Heckstruktur von 15 entlang der Linie mit den Pfeilen XVI.
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In einer Heckstruktur eines Fahrzeugs erstreckt sich ein Paar von Heckseitenelementen in Fahrzeuglängsrichtung. 15 zeigt, dass sich ein Heckseitenelement 102 in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt und an einer Unterseite des Bodenabschnitts des Fahrzeugs vorgesehen ist. Andererseits erstreckt sich ein Querelement 110 in Breitenrichtung des Fahrzeugs. Ferner stützt sich ein Hinterende des Heckseitenelements 102 gegen eine Vorderseite des Querelements 110 ab.
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Wie in 16 gezeigt, ist ein Verstärkungselement 112 zwischen dem Heckseitenelement 102 und dem Querelement 110 vorgesehen. Das Verstärkungselement 112 enthält ein überhängendes Teil 113, das einen Außenrand 113a aufweist, so dass das Verstärkungselement 112 im Querschnitt hutförmig ist, mit einer schrägen Seitenwand, die sich angenähert in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Somit bilden das Querelement 110 und das Verstärkungselement 112 eine Struktur mit geschlossenem Querschnitt.
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Das Heckseitenelement 102 hat einen schrägen Schweißflansch 103, der sich in Längsrichtung des Fahrzeugs am Hinterende des Heckseitenelements 102 erstreckt.
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Das überhängende Teil 113 des Verstärkungslements 112 steht in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs vor und sitzt in dem Schweißflansch 103. Bei diesem Strukturaufbau ist der Schweißflansch 103 des Heckseitenelements 102 an den Außenumfang 113a des überhängenden Teils 113 geschweißt.
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Andererseits enthält eine Anhängerkupplung 120 eine Kupplungskugel 121 und Arme 123, die an beiden Enden eines Rahmens 122 vorgesehen sind, wie in 15 mit einer gestrichelten Linie angegeben. Darin erstreckt sich der Rahmen 122 in Breitenrichtung des Fahrzeugs und trägt darauf die Kupplungskugel 121. Darüber hinaus erstrecken sich die Arme 123 von dem Rahmen 122 in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs, und vordere Oberteile 123a der Arme 123 sind an einem seitlichen Heckteil 102a der Heckseitenelemente 102 mit Bolzen befestigt.
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In der oben beschriebenen Struktur lässt sich verhindern, dass die geschweißten Teile voneinander getrennt werden, wenn über die Anhängerkupplung zum Anbringen eines Anhängers (nicht gezeigt) eine Längskraft des Fahrzeugs wiederholt auf das Heckseitenelement 102 einwirkt. Der Grund hierfür ist, dass sich die Erstreckungsrichtung in einer Verbindungsoberfläche (durch das Anschweißen des Außenrands 113a des überhängenden Teils 113 an die Schweißflansche 103 definiert) angenähert parallel zu der Richtung einer auf diesen Abschnitt einwirkenden Scherkraft erstreckt.
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Dementsprechend wird die Verbindungsfestigkeit zwischen den Heckseitenelementen 102 und dem Querelement 110 verbessert, um die Last auszuhalten, die von dem Anhänger auf das Heckseitenelement 102 einwirkt.
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Zusätzlich zur Struktur der Anhängerkupplung 120 selbst verstärkt das Befestigen der vorderen Oberenden der Arme 123 an den hinteren seitlichen Teilen 102a der Heckseitenelemente 102 die Steifigkeit der hinteren Teile der Heckseitenelemente 102 in einem breiten Bereich.
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Jedoch wird in der obigen Anhängerkupplung
120 die Steifigkeit des Heckseitenelements
102 übermäßig verbessert. In anderen Worten, die übermäßige Verstärkung unterbindet eine Kompressionsverformung des Heckseitenelements
102 in axialer Richtung des Heckseitenelements
102. Daher wäre das Heckseitenelement
102, insbesondere an seinem hinteren Teil, nicht in der Lage, effizient eine Last zu absorbieren, die durch eine Heckkollision oder dergleichen auf die Anhängerkupplung
120 einwirken könnte. Insbesondere wenn die obige Struktur an einem Fahrzeug angebracht ist, das einen kurzen Hecküberhang hat, ist die Kompressionsverformbarkeit der Heckseitenelemente beschränkt. Dies macht es dem verstärkten Heckseitenelement schwierig, die durch eine Kollision einwirkende Belastung effizient zu absorbieren. Weitere vergleichbare Heckstrukturen von Fahrzeugen sind in den Druckschriften
US 5 511 813 A ,
US 2001 / 0 035 628 A1 ,
US 5 873 594 A ,
JP 2004 - 306 776 A ,
DE 100 61 491 C1 und
DE 296 11 694 U1 offenbart.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anhängerkupplung anzugeben, die an einem Heckteil eines Fahrzeugs vorgesehen werden kann, das im Falle einer Heckkollision eine auf ein Heckteil des Fahrzeugs einwirkende Last effizient absorbieren kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen 1 und 5 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben
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Bereitgestellt wird eine Anhängerkupplung zum Anbau an einem Heckteil eines Fahrzeugs, umfassend: ein Paar von Kupplungsseitenelementen, wobei jedes der Kupplungsseitenelemente ein Befestigungsteil und ein Querelementinstallationsteil aufweist, wobei das Befestigungsteil so konfiguriert ist, dass es mit einem Abschnitt eines Heckseitenelements des Fahrzeugs verbindbar ist, und das Querelementinstallationsteil so konfiguriert ist, dass es von einem Hinterende des Heckseitenelements vorsteht; ein Querelement, das sich in Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, und dessen Enden mit dem Querelementinstallationsteil verbunden sind; und ein Kupplungskugelträgerelement, an dem eine Kupplungskugel angebracht ist, wobei ein Oberende des Kupplungskugelträgerelements mit dem Querelement an dessen Mitte in Bezug auf die Breitenrichtung des Fahrzeugs verbunden ist, und sich das Kupplungskugelträgerelement von dem Querelement nach unten erstreckt.
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Mit der obigen Struktur der Anhängerkupplung wird die Aufpralllast hauptsächlich durch Torsions- und Knickverformung eines Querelements des Fahrzeugs absorbiert.
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Zur Aufgabe der Erfindung gehört es, eine starke Aufpralllast oder eine Aufpralllast, die durch eine Offset-Heckkollision auf ein Heckteil des Fahrzeugs einwirkt, zu absorbieren.
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Hierzu wird vorgeschlagen, dass jedes der Heckseitenelemente ferner eine Kontaktfläche aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie am Hinterende des Fahrzeugs auf einer Höhe angeordnet wird, die niedriger ist als das Befestigungsteil des Kupplungsseitenelements.
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Mit der obigen Struktur der Anhängerkupplung wird die Aufpralllast nicht nur von dem Querelement absorbiert, sondern auch durch die Knickverformung des Heckseitenelements.
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Zudem soll eine starke Aufpralllast oder eine durch Offset-Kollision auf ein Heckteil des Fahrzeugs einwirkende Aufpralllast absorbiert werden können.
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Hierzu wird vorgeschlagen, dass jedes der Kupplungsseitenelemente umfasst: eine seitliche Platte, die an ihrem Hinterende mit dem Querelementinstallationsteil versehen ist; und eine seitliche Verstärkungsplatte, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs entlang der seitlichen Platte erstreckt, wobei die seitliche Verstärkungsplatte das Befestigungsteil und eine hintere Kontaktfläche aufweist, wobei das Befestigungsteil am Vorderende der seitlichen Verstärkungsplatte angeordnet und mit dem hinteren Tragabschnitt des Heckseitenelements verbunden ist, wobei sich die hintere Kontaktfläche von dem Befestigungsteil nach hinten erstreckt und sich weiter nach unten erstreckt, und die seitliche Platte und die seitliche Verstärkungsplatte miteinander verbunden sind.
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Da die obige Struktur der Anhängerkupplung das Kupplungsseitenelement aufweist, das die seitliche Platte und das seitliche Verstärkungselement enthält, ist es möglich, die Aufprallabsorptionseigenschaften des Kupplungselements einzustellen.
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Vorteilhaft ist es zudem, wenn eine durch eine Heckkollision einwirkende starke Aufpralllast absorbiert und die Höhe der Aufpralllast reduziert werden kann, die auf die anderen Teile des Fahrzeugs übertragen wird.
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Diesbezüglich weist Heckstruktur eines Fahrzeugs insbesondere auf: ein Paar von Heckseitenelementen, wobei jedes der Heckseitenelemente einen hinteren Tragabschnitt und eine obere Ebene und eine untere Ebene, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken, aufweist, wobei die Heckseitenelemente einen hohlen rechteckigen Querschnitt aufweisen; eine Anhängerkupplung, umfassend: ein Paar von Kupplungsseitenelementen, wobei jedes der Kupplungsseitenelemente ein Befestigungsteil und ein Querelementinstallationsteil aufweist, wobei das Befestigungsteil mit dem hinteren Tragabschnitt der Heckseitenelemente derart verbunden ist, dass das Querelementinstallationsteil vom Hinterende der Heckseitenelemente vorsteht; ein Querelement, das sich in Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, und dessen Enden mit dem Querelementinstallationsteil verbunden sind; und ein Kupplungskugelträgerelement, an dem eine Kupplungskugel angebracht ist, wobei ein Oberende des Kupplungskugelträgerelements mit dem Querelement an dessen Mitte in Bezug auf die Breitenrichtung des Fahrzeugs verbunden ist, und wobei sich das Kupplungskugelträgerelement von dem Querelement nach unten erstreckt.
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Durch den obigen Aufbau der Heckstruktur des Fahrzeugs wird die Aufpralllast hauptsächlich durch Torsions- und Knickverformung eines Querelements des Fahrzeugs absorbiert.
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Es besteht die Möglichkeit, dass das Befestigungsteil mit dem hinteren Tragabschnitt derart verbunden ist, dass der Querelementinstallationsabschnitt von dem Hinterende des Heckseitenelements vorsteht. In diesem Fall wird die auf das Heckseitenelement einwirkende Aufpralllast von der Achse des Heckseitenelements versetzt, wodurch das Heckseitenelement noch effizienter einer Knickverformung ausgesetzt wird.
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Eine starke Aufpralllast oder eine auf ein Heckteil des Fahrzeugs durch Offset-Heckkollision einwirkende Aufpralllast soll absorbiert werden können. Hierzu wird vorgeschlagen, dass jedes der Kupplungsseitenelemente ferner eine hintere Kontaktfläche aufweist, die an einem Hinterende des Fahrzeugs auf einer Höhe vorgesehen ist, die niedriger ist als das Befestigungsteil des Kupplungsseitenelements.
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Mit der obigen Struktur der Anhängerkupplung wird die Aufpralllast nicht nur von dem Querelement absorbiert, sondern auch durch Knickverformung des Heckseitenelements.
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Eine auf die Heckstruktur des Fahrzeugs einwirkende Aufpralllast soll effizient absorbiert werden können. Hierzu wird vorgeschlagen, dass jedes der Kupplungsseitenelemente umfasst: eine seitliche Platte, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, wobei die seitliche Platte an ihrem Hinterende mit dem Querelementinstallationsteil versehen ist; und eine seitliche Verstärkungsplatte, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs entlang der seitlichen Platte erstreckt, wobei die seitliche Verstärkungsplatte das Befestigungsteil und eine hintere Kontaktfläche aufweist, wobei das Befestigungsteil am Vorderende der seitlichen Verstärkungsplatte angeordnet und mit dem hinteren Tragabschnitt des Heckseitenelements verbunden ist, wobei sich die hintere Kontaktfläche von dem Befestigungsteil nach hinten erstreckt und sich weiter nach unten erstreckt, und die seitliche Platte und die seitliche Verstärkungsplatte miteinander verbunden sind.
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Durch die obige Heckstruktur des Fahrzeugs der Erfindung ist der hintere Tragabschnitt des Heckseitenelements so ausgestaltet, dass er wirkungsvoll zur Aufprallabsorption beiträgt. Daher wird die Aufpralllast effizient absorbiert.
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Eine auf die Heckstruktur des Fahrzeugs einwirkende Aufpralllast durch eine Heckkollision kann noch wirkungsvoller absorbiert werden, wenn die untere Ebene des Heckseitenelements einen hinteren Tragabschnitt aufweist, und die obere Ebene des Heckseitenelements einen vorderen Tragabschnitt aufweist, der - in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs - vor dem hinteren Tragabschnitt vorgesehen ist, wobei der vordere Tragabschnitt und der hintere Tragabschnitt mit Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Anhängerkupplung ferner ein Verbindungselement aufweist, das ein vorderes Verbindungsteil, ein hinteres Verbindungsteil und ein Verlängerungsteil aufweist, das zwischen dem vorderen Verbindungsteil und dem hinteren Verbindungsteil so vorgesehen ist, dass diese miteinander integriert sind, wobei sich das Verlängerungsteil von dem Hinterende des vorderen Verbindungsteils durch einen vorderen Knick erstreckt und sich das Hinterende des Verlängerungsteils zu dem hinteren Verbindungsteil durch einen hinteren Knick erstreckt.
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Auf der Basis der obigen Heckstruktur des Fahrzeugs wird die Aufpralllast durch die Knickverformung des Verbindungselements und des Heckseitenelements effizient absorbiert.
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Eine auf die Heckstruktur des Fahrzeugs einwirkende Aufpralllast durch eine Heckkollision kann auch dann noch effizienter absorbiert werden, wenn das Verlängerungsteil des Verbindungselements einen vorderen Bereich und einen hinteren Bereich aufweist, wobei sich der vordere Bereich von dem vorderen Verbindungsteil durch den vorderen Knick erstreckt, wobei sich das hintere Verbindungsteil von dem hinteren Bereich durch den hinteren Knick erstreckt, wobei zwischen dem vorderen Bereich und dem hinteren Bereich ein Verbindungsglied eingefügt ist, wobei das Verbindungsglied eine geringere Steifigkeit als der vordere Bereich und der hintere Bereich aufweist.
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Da das Verbindungsglied so ausgestaltet ist, dass es eine geringere Steifigkeit hat als der vordere Bereich und der hintere Bereich der obigen Struktur, kann das Verbindungsteil noch effizienter zur Knickverformung beitragen. Daher absorbiert das Heckseitenelement die darauf einwirkende Aufpralllast besonders effizient.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
- 1 ist eine Draufsicht eines Heckteils eines Fahrzeugs, das eine erfindungsgemäße Anhängerkupplung aufweist;
- 2 ist eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Fahrzeugheckteils;
- 3 ist eine vergrößerte Ansicht des mit Pfeil A bezeichneten Teils in 2;
- 4 ist eine Heckansicht des in 1 gezeigten Heckteils;
- 5 ist ein Querschnitt durch das in 2 gezeigte Teil entlang der Pfeillinie V;
- 6 ist ein Querschnitt durch den in 2 gezeigten Teil entlang der Pfeillinie VI;
- 7 ist eine Perspektivansicht einer Anhängerkupplung;
- 8 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Kupplungsmittelements einer Anhängerkupplung;
- 9 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Kupplungskugelträgerelements einer Anhängerkupplung;
- 10 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Kupplungsseitenelements einer Anhängerkupplung;
- 11 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Seitenplattenelements einer Anhängerkupplung;
- 12 ist eine Explosionsperspektivansicht einer Anhängerkupplung;
- 13A bis 13D sind Diagramme zur Erläuterung der Funktion einer erfindungsgemäßen Anhängerkupplung;
- 14 ist eine Seitenansicht eines Heckteils eines Fahrzeugs, das eine erfindungsgemäße Anhängerkupplung aufweist;
- 15 ist ein Diagramm für eine Heckstruktur eines Fahrzeugs mit einer herkömmlichen Anhängerkupplung; und
- 16 ist ein Querschnitt der Heckstruktur durch 15 entlang der Linie XVI.
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In den folgenden Ausführungen werden die Begriffe „vorne/vorwärts“, „hinten/rückwärts“, „auswärts“ und „einwärts“ basierend auf der Richtung eines Fahrzeugs verwendet, auf das sich die Erfindung bezieht, soweit nicht anderweitig erwähnt.
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Erste Ausführung
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Eine erste Ausführung einer Anhängerkupplung und einer Heckstruktur eines mit der Anhängerkupplung versehenen Fahrzeugs wird in Bezug auf die 1 bis 13 erläutert.
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1 ist eine Draufsicht eines Heckteils eines Fahrzeugs 10, das mit einer Anhängerkupplung 20 versehen ist. 2 ist eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Heckteils; 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 2 mit Pfeil A gezeigten Teils; und 4 ist eine Heckansicht des in 1 gezeigten Heckteils.
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Das Heckteil 10 ist mit Heckseitenelementen 12 versehen, die sich an linken und rechten Seiten einer Unterseite einer Bodenplatte 11 erstrecken. Die 5 und 6 zeigen V-V- und VI-VI-Querschnittsansichten entlang den Linien V-V und VI-VI in 3. Wie in den 5 und 6 gezeigt, sind die Heckseitenelemente 12, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstrecken, als hohle Elemente mit rechteckigem Querschnitt 10 ausgebildet. Jedes der Heckseitenelemente ist aus einem oberen Heckseitenelement 13 und einem unteren Heckseitenelement 14 aufgebaut. Wie in den 5 und 6 gezeigt, enthält das obere Heckseitenelement 13 eine obere Ebene 13A und seitliche Ebenen 13B und 13C, die sich von den Enden der oberen Ebene 13A nach unten erstrecken. Ferner sind die seitlichen Ebenen 13B und 13C entlang ihren Unterenden mit Verbindungsflanschen 13Ba und 13Ca versehen. Die Oberebene 13A des oberen Heckseitenelements 13 hat einen vorderen Tragabschnitt 13D mit einem Befestigungsloch 13Da darin.
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Das untere Heckseitenelement 14 enthält eine untere Ebene 14A und seitliche Ebenen 14B und 14C, die sich von den Enden der oberen Ebene 14A nach oben erstrecken. Die untere Ebene 14A liegt der oberen Ebene 13A des oberen Heckseitenelements 13 gegenüber und hat auch einen hinteren Tragabschnitt 14D.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist der hintere Tragabschnitt 14D in Bezug auf den vorderen Tragabschnitt 13D nach hinten versetzt, so dass ein vorbestimmter Abstand dazwischen vorhanden ist. Verbindungsflansche 14Ba und 14Ca sind entlang den oberen seitlichen Enden der seitlichen Ebenen 14B und 14 C vorgesehen. Daher sind die Flansche 13Ba und 13Ca des oberen Heckseitenelements 13 mit den Flanschen 14Ba und 14Ca des unteren Heckseitenelements 14 verbunden. Ferner ist ein Paar von Befestigungslöchern 14Da und 14Db in dem hinteren Tragabschnitt 14D so vorgesehen, dass diese in Längsrichtung des Fahrzeugs mit Abstand voneinander angeordnet sind.
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Die Hinterenden der Heckseitenelemente 12 sind über Verbindungsträger 15 mit einer Heckschürze 16 verbunden. Die Heckschürze 16 hat eine Öffnung 16A, die so ausgestaltet ist, dass sie mit dem Innenraum in dem Heckseitenelement 13 in Verbindung steht. Andererseits enthält eine Oberfläche jedes Trägers 15, die die Heckschürze 16 kontaktiert (nachfolgend als Verbindungsoberfläche 15A bezeichnet), Befestigungslöcher 15a. Weitere Befestigungslöcher 16a sind auch in der Heckschürze 16 vorgesehen, so dass die Befestigungslöcher 15a und 16a einander entsprechen.
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Nachfolgend wird im Bezug auf die 7 bis 12 eine Anhängerkupplung 20 erläutert.
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7 ist eine schematische Perspektivansicht der erfindungsgemäßen Anhängerkupplung 20; 8 ist ein Explosionsperspektivdiagramm eines Kupplungsmittelelements 21; 9 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Kupplungskugelträgerelements 25; 10 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Kupplungsseitenelements 35; 11 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Seitenplattenelements 41 einer Anhängerkupplung 20; und 12 ist eine Explosionsperspektivansicht der Anhängerkupplung 20.
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8 zeigt, dass das Kupplungsmittelelement 21 der Anhängerkupplung 20 ein Querelement 22, ein Paar von Querelementträgern 23 zur Verbindung mit dem Querelement 22 sowie ein Querelementverstärkungselement 24 enthält.
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Das Querelement 22 ist ein hohles Element, das sich in Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Das Querelement 22 enthält eine vordere Wand 22A, eine hintere Wand 22B, eine obere Wand 22C und eine Bodenwand 22D, die gemeinsam einen hohlen rechteckigen Querschnitt darstellen. Jeder der Querelementträger 22 hat die Form einer Platte, die an ihrem unteren Teil einen kreisförmigen Vorsprung aufweist. Die Querelementträger 23 sind an den Enden des hohlen Querelements 22 angebracht, um diese Enden zu verschließen. Die oberen und unteren Teile der Querelementträger 23 weisen jeweilige Befestigungslöcher 23a und 23b auf, in denen Muttern 23c und 23d vorgesehen sind.
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Das Querelementverstärkungselement 24 ist ein ebenes Element, das sich in Breitenrichtung des Fahrzeugs erstreckt, mit einem L-förmigen Querschnitt. Das Querelementverstärkungselement 24 ist in Bezug auf die Breitenrichtung des Fahrzeugs in der Mitte des Querelements 22 vorgesehen und ist mit dem Querelement so verbunden, dass es die vorderen und oberen Wände 22A und 22C verschließt. In Abhängigkeit von der Spezifikation oder den Anforderungen an das Fahrzeug ist es möglich, die Dicke, Länge und die Form des Querelementverstärkungselements 24 so einzustellen, dass man eine geeignete Verstärkung des Querelements 22 erhält.
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Wie in 7 gezeigt, ist ein Kupplungskugelträgerelement 25 in Bezug auf die Breitenrichtung des Fahrzeugs an der Mittelposition des Querelements 22 vorgesehen. Das Kupplungskugelträgerelement 25 enthält einen Kupplungskugeltragarm 26 und ein Kupplungskugelelement 30. Der Kupplungskugeltragarm 26 ist mit dem Querelement verbunden und erstreckt sich von dort nach unten.
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Genauer gesagt zeigt 9, dass der Kupplungskugeltragarm 26 durch ein Paar von Seitenplatten 27A und 27B sowie vorderen und hinteren Platten 27C und 27D gebildet ist, die zwischen den Seitenplatten 27A und 27B eingesetzt sind, so dass man eine rechteckige, hohle zylindrische Form bekommt. Die Seitenplatten 27A und 27B haben an ihren oberen Teilen jeweilige konkave Passausschnitte 27Aa und 27 Ba. Ferner haben die Seitenplatten 27A und 27B an ihren unteren Teilen jeweilige Haltelöcher 27Ab und 27Bb.
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Durch Verwendung der Passausschnitte 27Aa und 27Ba wird der Kupplungskugeltragarm 26 mit dem unteren Teil des Querelements 22 verbunden (7). Dann wird der Kupplungskugeltragarm 26 mit dem Querelement 22 durch Schweißen fest verbunden.
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Ein rechteckiger, hohler Kupplungstragzylinder 28 wird in einem unteren Raum zwischen den Seitenplatten 27A und 27B eingesetzt. In dem Kupplungstragzylinder 28 sind Haltelöcher 28b vorgesehen, an Positionen, die den Haltelöchern 27Ab, 27Bb der Seitenplatten 27A, 27B entsprechen.
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Das Kupplungskugelelement 30 umfasst eine Kugelbefestigung 31 und eine Kupplungskugel 32. Das Kupplungskugelelement wird in den Kupplungstragzylinder 28 eingesetzt, um das Kupplungskugeltragelement 25 herzustellen.
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Die Kugelbefestigung 31 umfasst eine Tragstange 31A und ein Kupplungskugeltragteil 31B, das mit einem hinteren Teil der Tragstange 31 A verbunden ist.
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Die Tragstange 31A enthält Haltelöcher 31 Ab die den Haltelöchern 28b in dem Kupplungstragzylinder 28 entsprechen. Die Kupplungskugel 32 hat ein Bein 32a, und das Kupplungskugeltragteil 31B hat ein Tragloch 31Ba. In dieser Konfiguration wird die Kupplungskugel 32 an der Kugelbefestigung 31 abgestützt, indem das Bein 32a in das Tragloch 31Ba eingesetzt wird.
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Das Kupplungskugelelement 30 wird in dem Kupplungskugeltragarm 26 eingebaut, indem die Tragstange 31A in den Kupplungstragzylinder 28 eingesetzt wird, und dann ein Kupplungsstift (nicht gezeigt) durch die Haltelöcher 27Ab und 27Bb in den Seitenplatten 27A und 27B, Haltelöcher 28b in dem Kupplungstragzylinder 28 und Haltelöcher 31Ab der Tragstange 31A eingesetzt wird.
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Ein Paar von Kupplungsseitenelementen 35 ist an den Enden des Querelements 22 vorgesehen (7). 10 zeigt ein Kupplungsseitenelement 35, das eine seitliche Platte 36, ein seitliches Verstärkungselement 37, eine Verschlussplatte 39 und einen Installationsträger 40 enthält.
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Die seitliche Platte 36 enthält ein Querelementinstallationsteil 36A, ein Einsetzteil 36B und ein Flanschteil 36C als einstückiges Element. Das Installationsteil 36A ist ein hinterer Abschnitt der seitlichen Platte 36 zum Auflagern auf dem Querelementträger 23 des Kupplungsmittelelements 21. Das Installationsteil 36A hat eine ähnliche Form wie der Querelementträger 23. Das Einsetzteil 36B erstreckt sich von dem vorderen oberen Teil des Querelementinstallationsteils 36A in vorwärtiger Richtung des Fahrzeugs. Das Flanschteil 36C definiert eine horizontale Ebene, die sich angenähert rechtwinklig zu dem Installationsteil 36A und dem Einsetzteil 36B erstreckt. Das Flanschteil 36C hat freie seitliche Enden, die in Bezug auf die Breitenrichtung des Fahrzeugs zur Außenseite weisen.
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Das Querelementinstallationsteil 36A hat Befestigungslöcher 36Aa und 36 Ab, die den Befestigungslöchern 23a und 23b des Querelementträgers 23 entsprechen.
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Die seitliche Verstärkungsplatte 37 hat ein Befestigungsteil 37A und eine hintere Kontaktfläche 37B. Das Befestigungsteil 37A ist plattenförmig mit einer horizontalen Ebene, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Die hintere Kontaktfläche 37B erstreckt sich vom Hinterende des Befestigungsteils 37A und erstreckt sich in Richtung nach unten und dann in Richtung nach vorne.
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Zum Installieren wird das Befestigungsteil 37A unter dem Flanschteil 36C der seitlichen Platte 36 so angeordnet, dass die horizontale Ebene des Befestigungsteils 37A angenähert parallel zum Flanschteil 36C ist. Das Befestigungsteil 37A wird auf der Höhe des Unterendes des Einsetzteils 36B angeordnet. In diesem Zustand werden die seitliche Platte 36 und die seitliche Verstärkungsplatte miteinander verbunden, indem das Befestigungsteil 37A an dem Querelementinstallationsteil 36A angeschweißt wird. Darüber hinaus wird ein seitliches Innenende 37Ba der hinteren Kontaktfläche 37B mit einer Außenoberfläche des Querelementinstallationsteils 36A verschweißt.
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Das Befestigungsteil 37A hat Befestigungslöcher 37a, 37b, die den zuvor erläuterten Befestigungslöchern 14Da und 14Db entsprechen, die den hinteren Tragabschnitt 14D des unteren Heckseitenelements 14 durchsetzen (2). Von der Oberseite des Befestigungsteils 37A werden Muttern 38a und 38b in die Befestigungslöcher 37a und 37b eingesetzt.
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Die Verschlussplatte 39 ist eine rechteckige Platte mit einem U-förmigen Ausschnitt 39A. Das Befestigungsteil 37A der seitlichen Verstärkungsplatte 37 und das Einsetzteil 36B des Flanschteils 36C werden in den U-förmigen Ausschnitt 39A eingesetzt. Die Verschlussplatte 39 wird vor dem Querelementinstallationsteil 36A angebracht, in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs. Daher sind die seitliche Platte 36 und die seitliche Verstärkungsplatte 37 relativ zueinander angenähert positioniert. Dann werden die Verschlussplatte 39 und das Befestigungsteil 37A, wie auch das Einsetzteil 36B und der Flanschteil 36C, miteinander verschweißt.
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Der Installationsträger 40 hat eine Öffnung 40A, durch die das Befestigungsteil 37A, das Einsetzteil 36B und das Flanschteil 36C eingesetzt werden. Der Befestigungsträger 40 hat eine Kontur 39a zum Verschließen der Öffnung 16A der Heckschürze 16. Zusätzlich hierzu hat der Installationsträger 40 eine Mehrzahl von Befestigungslöchern 41a, die den Befestigungslöchern 16A der Heckschürze 16 entsprechen.
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Der Installationsträger 40 liegt auf einer Vorderfläche der Verschlussplatte 39 auf, wobei die Öffnung 40A von der Verschlussplatte 39 verschlossen wird. In diesem Zustand wird der Installationsträger 40 an den Außenumfang der Verschlussplatte 39 und die Unterseite der seitlichen Verstärkungsplatte 37 angeschweißt.
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Somit wird das Kupplungsseitenelement 35 hergestellt, indem die seitliche Platte 36, das seitliche Verstärkungselement 37, die Verschlussplatte 39 und der Installationsträger 40 miteinander kombiniert werden.
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Zum Anbringen der Kupplungsseitenelemente 35 an den Querelementträgern 23 des Kupplungsmittelelements 21 werden die Querelementinstallationsteile 36A auf die Querelementträger 23 aufgelagert. Danach werden Bolzen 33a, 33b zuerst in die Befestigungslöcher 36Aa und 36Ab der Querelementinstallationsteile 36A und dann in die Befestigungslöcher 23a und 23b der Querelementträger 23 eingesetzt, um sie in die Muttern 23c und 23d einzuschrauben (7 und 10).
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Dementsprechend wird die Anhängerkupplung 20 aus dem Kupplungsmittelelement 21, dem Kupplungskugelelement 30 und dem Kupplungsseitenelement 35 hergestellt, die fest miteinander verbunden sind.
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11 zeigt ein Seitenplattenelement 41, das ein mittleres Verbindungselement 42, ein Verbindungsverstärkungselement 43 und ein hinteres Befestigungsverstärkungselement 45 enthält. Das mittlere Verbindungselement 42 ist zwischen dem oben erläuterten vorderen Lagerabschnitt 13D des oberen Heckseitenelemente 13 und dem hinteren Tragabschnitt 14D des unteren Heckseitenelements 14 vorzusehen.
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Das mittlere Verbindungselement 42 enthält vordere und hintere Verbindungsteile 42A und 42B sowie ein Verlängerungsteil 42C, das zwischen den vorderen und hinteren Verbindungsteilen 42A und 42B als einstückiges Element vorgesehen ist. In anderen Worten, das Verlängerungsteil 42C erstreckt sich vom Hinterende des vorderen Verbindungsteils 42A über einen vorderen Knick 42a, und das Hinterende des Verlängerungsteils 42C erstreckt sich zum Vorderende des hinteren Verbindungsteils 42B über einen hinteren Knick 42b.
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Wie aus den 2 und 3 ersichtlich, sind die vorderen und hinteren Verbindungsteile 42A und 42B jeweils mit dem oberen Tragabschnitt 13D und dem hinteren Tragabschnitt 14D verbunden. Das Verlängerungsteil 42C des Verbindungselements 42 ist in dem Heckseitenelement 12 so angebracht, dass es in rückwärtiger Richtung des Fahrzeugs nach unten geneigt ist.
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Zurück zu 11. Das vordere Verbindungsteil 42A ist im Wesentlichen plattenförmig und enthält ein Befestigungsloch 42Aa. Das vordere Verbindungsteil 42A ist in Kontakt mit einer Unterseite des vorderen Befestigungsabschnitts 13D angeordnet. Wie in den 3 und 5 gezeigt, ist eine Mutter 42Ab an der Unterseite des vorderen Verbindungsteils 42A an einer Position vorgesehen, die dem Befestigungsloch 42Aa des Verbindungsteils 42A und dem Befestigungsloch 13Da des vorderen Befestigungsabschnitts 13D entspricht.
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Das hintere Verbindungsteil 42B hat im Wesentlichen die Form einer rechteckigen Platte, in der Befestigungslöcher 42Ba und 42Bb vorgesehen sind. Das hintere Befestigungsteil 42B ist in Kontakt mit einer Unterseite des hinteren Befestigungsabschnitts 14D angeordnet. In diesem Zustand erstreckt sich das hintere Verbindungsteil 42B in Längsrichtung des Fahrzeugs, und die Befestigungslöcher 42Ba und 42Bb stehen mit den Befestigungslöchern 14Da und 14Db des hinteren Befestigungsabschnitts 14D in Verbindung (3 und 6).
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Wie in 11 gezeigt, hat das Verlängerungsteil 42C einen vorderen Bereich 42D und einen hinteren Bereich 42E. Der vordere Bereich 42D hat an seinen beiden Seitenenden Flansche 42Da. Die Flansche 42Da sind so ausgebildet, dass sie nach unten weisende freie seitliche Enden aufweisen. Durch das Vorsehen der Flansche 42Da wird die Steifigkeit des vorderen Bereichs 42D verbessert.
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Ähnlich hat der hintere Bereich 42E an seinen beiden seitlichen Enden Flansche 42Ea. Die Flansche 42Ea sind so ausgebildet, dass sie in Richtung nach unten weisende freie seitliche Enden aufweisen. Durch das Vorsehen der Flansche 42Ea wird die Steifigkeit des vorderen Bereichs verbessert.
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Der hintere Bereich 42E erstreckt sich vom Hinterende des vorderen Bereichs 42D weg, und zwischen diesen ist ein relativ schwaches Verbindungsglied 42F vorgesehen. Die Steifigkeit der vorderen und hinteren Bereiche 42D und 42E ist nämlich größer als jene des Verbindungsglieds 42F.
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Darüber hinaus wird das zuvor genannte Verbindungsverstärkungselement 43 zum Verstärken des vorderen Bereichs 42D genutzt. Das Verbindungsverstärkungselement 43 hat die Form einer im Wesentlichen rechteckigen Platte, mit Flanschen 43a an beiden Enden der Platte. Das Verbindungsverstärkungselement 43 ist an der Oberseite des hinteren Bereichs 42E so vorgesehen, dass freie seitliche Enden der Flansche 43 nach oben weisen.
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Das hintere Befestigungsverstärkungselement 45 ist im Wesentlichen plattenförmig, und enthält Befestigungslöcher 45a und 45b. Das Verstärkungselement 45 ist an der Unterseite des hinteren Befestigungsabschnitts 14D vorgesehen, so dass die Befestigungslöcher 45a und 45B mit den Befestigungslöchern 14Da und 14Db in dem hinteren Tragabschnitt 14D in Verbindung stehen.
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Nachfolgend wird der Befestigungsvorgang der Anhängerkupplung 20 am Heckteil des Fahrzeugs 10 erläutert.
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Vor dem Befestigungsvorgang der Anhängerkupplung 20 wird das Seitenplattenelement 41, das durch Kombinieren des Verbindungselements 42 und des Verbindungsverstärkungselements 43 erhalten wird, in den Innenraum im Heckseitenelement 13 eingesetzt. Das Seitenplattenelement 41 wird von der Seite des vorderen Verbindungsteils 42A her durch die Öffnung 16A der Heckschürze 16 eingeführt, die an der Rückseite des Fahrzeugs 10 vorgesehen ist. Hierdurch liegen das vordere Verbindungsteil 42A und das hintere Verbindungsteil 42B auf der Unterseite des vorderen Befestigungsabschnitts 13D und der Oberseite des hinteren Befestigungsabschnitts 14D jeweils aufeinander. Ein Hinterende des Flanschs 42Ea ist in der Nähe der unteren Ebene 14A des unteren Heckseitenelements 14 vorgesehen.
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In dem Zustand, wo der vordere Tragabschnitt 13D des oberen Heckseitenelements 13 auf das vordere Verbindungsteil 42A des Verbindungselements 42 aufgelagert ist, wird ein Bolzen 51 in das Befestigungsloch 13Da des vorderen Befestigungsabschnitts 13D und dann in das Befestigungsloch 42Aa eingesetzt, um ihn in die Mutter 42b zu schrauben. Somit ist das vordere Verbindungsteil 42A des Verbindungselements 42 an dem vorderen Tragabschnitt 13D befestigt.
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Das Kupplungsseitenelement 35, das aus der seitlichen Platte 36, der seitlichen Verstärkungsplatte 37, der Verschlussplatte 39 und dem Befestigungsträger 40 vormontiert ist, wird in das Heckseitenelement 12 eingesetzt.
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Das Einsetzteil 36B der seitlichen Platte 36 und das Befestigungsteil 37A der seitlichen Verstärkungsplatte 37 werden nämlich von der Öffnung 16A der Heckschürze 16 her in den Innenraum im Heckseitenelement 12 eingesetzt. Somit ist das Befestigungsteil 37A auf der Oberseite des hinteren Verbindungsteils 42B angeordnet. Dann wird der Befestigungsträger 40 mit der Heckschürze 16 verbunden. Dementsprechend ist die Anhängerkupplung 20 in Bezug auf das Heckteil 11 des Fahrzeugs richtig positioniert.
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Nachdem die Anhängerkupplung 20 am Heckteil 11 des Fahrzeugs angeordnet worden ist, wird das hintere Befestigungsverstärkungselement 45 auf die untere Ebene 14A im unteren Heckseitenelement 14 aufgelegt, wie in den 2 und 3 gezeigt. Dann wird ein Bolzen 52 aufeinanderfolgend in das Befestigungsloch 45a des hinteren Befestigungsverstärkungselements 45, das Befestigungsloch 14Da des hinteren Befestigungsabschnitts 14D, das Befestigungsloch 42Ba des hinteren Verbindungsteils 42B und das Befestigungsloch 37Aa in der seitlichen Verstärkungsplatte 37 eingesetzt. Dann wird der Bolzen 52 in die Mutter 38a eingeschraubt. Ähnlich wird ein Bolzen 53 aufeinanderfolgend in das Befestigungsloch 45b des hinteren Befestigungsverstärkungselements 45, das Befestigungsloch 14Db des hinteren Befestigungsabschnitts 14D, das Befestigungsloch 42Bb des hinteren Verbindungsteil 42B und das Befestigungsloch 37Ab in der seitlichen Verstärkungsplatte 37 eingesetzt. In diesem Zustand wird der Bolzen 53 in die Mutter 38b geschraubt.
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Somit sind das hintere Befestigungsverstärkungselement 45, der hintere Tragabschnitt 14D des unteren Heckseitenelements 14, das hintere Verbindungsteil 42B des Verbindungselements 42 und das Befestigungsteil 37A der seitlichen Verstärkungsplatte 37 durch die Bolzen 52 und 53 aneinander befestigt. Die obige Verbindung sorgt für eine starke Steifigkeit und Verbindung zwischen dem hinteren Tragabschnitt 14D und dem Befestigungsteil 37A der seitlichen Verstärkungsplatte 37.
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Aufgrund der Verstärkung des hinteren Tragabschnitts 14D durch die seitliche Platte 36, die seitliche Verstärkungsplatte 37 und das hintere Befestigungsverstärkungselement 45 wird um den hinteren Befestigungsabschnitt 14D, bevorzugt am vorderen Ende des hinteren Befestigungsabschnitts 14D, ein erstes Knickteil 12A ausgebildet. Die Steifigkeit oder Verstärkung des Heckseitenelements 12 ändert sich nämlich an dem ersten Knickteil 12A. Es ist möglich, am ersten Knickteil 12A Wülste 12Aa auszubilden, die sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs erstrecken, falls erforderlich, welche eine geringere Steifigkeit haben als die anderen Teile des Heckseitenelements 12.
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Darüberhinaus wird ein zweites Knickteil 12B, das nachfolgend im Detail erläutert wird, zwischen dem vorderen Tragabschnitts 13D und dem hinteren Tragabschnitt 14D an einem Bereich vorgesehen, der dem Verbindungsglied 42F entspricht, das in dem Verbindungselement 42 ausgebildet ist (3). Das zweite Knickteil 12B ist an einer Position angeordnet, die im Bezug auf das erste Knickteil 12A in Richtung nach vorne angeordnet ist.
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Der Verbindungsträger 15, die Heckschürze 16 und der Installationsträger 40 werden alle mit einem Bolzen 55 aneinander befestigt, der durch die Befestigungslöcher 15a, 16a und 40a, die in dem Verbindungsträger 15, der Heckschürze 16 und dem Installationsträger 40 jeweils vorgesehen sind, eingesetzt und in eine Mutter 56 hineingeschraubt. Dann ist das Kupplungsseitenelement 35 der Anhängerkupplung 20 mit dem hinteren Ende des Heckseitenelements 12 verbunden.
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Somit ist die Anhängerkupplung 20 am Heckteil des Fahrzeugs 10 mit der oben beschriebenen Verstärkung fest angebracht.
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Das Querelement 22 der Anhängerkupplung 20, wenn diese am Heckteil des Fahrzeugs angebracht ist, hat eine Höhe, die angenähert die gleiche Höhe wie die Mittelachse des Heckseitenelements 12 hat.
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Wie in 2 gezeigt, ist die hintere Kontaktfläche 37B der seitlichen Verstärkungsplatte 37 auf einer Höhe vorgesehen, die niedriger ist als der hintere Tragabschnitt 14D. In anderen Worten, die hintere Kontaktfläche 37B und die Kupplungskugel 32 sind angenähert auf der Höhe des Stoßfängers des Fahrzeugs vorgesehen.
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In 12 ist in Explosionsperspektivansicht die Struktur und die Anordnung der Anhängerkupplung 20 gezeigt, welche das Kupplungsmittelelement 21, das Kupplungskugelträgerelement 25, das rechte und linke Kupplungsseitenelement 35 und das rechte und linke seitliche Plattenelement enthält.
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Die Anhängerkupplung 20 nimmt eine Zuglast auf, wenn ein Anhänger oder dergleichen gezogen wird. Mit der Struktur der erfindungsgemäßen Anhängerkupplung 20 wird die Zuglast von der Anhängerkupplung 20 aufgenommen und absorbiert, und auch von der Anhängerkupplung 20 auf den gesamten Fahrzeugaufbau über die Heckseitenelemente 12 effektiv verteilt. In der vorliegenden Erfindung wird eine exzellente Lastverteilung erreicht, die auf der Struktur beruht, die durch Verbinden des Befestigungsteils 37A des seitlichen Verstärkungselements 37, des hinteren Befestigungsabschnitts 14D des unteren Heckseitenelements 14 und des im Kupplungsseitenelement 35 enthaltenen Installationsträgers 40 erhalten wird.
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Wenn die Anhängerkupplung 20 zum Beispiel durch eine Heckkollision eine Aufpralllast aufnimmt, wird die Aufpralllast durch die Anhängerkupplung 20 und das Heckteil 10 des Fahrzeugs absorbiert.
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Die 13A bis 13D sind Diagramme zur Erläuterung des Aufprallabsorptionseffekts, der durch die am Heckteil 10 des Fahrzeugs angebrachte Anhängerkupplung 20 erhalten wird, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
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In 13A befinden sich das Heckteil 10 des Fahrzeugs und die Anhängerkupplung 20 im normalen Zustand. Im normalen Zustand ist es möglich, dass ein Gegenstand wie etwa ein Automobil S mit dem Heckteil 10 des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kollidiert. In diesem Fall kollidiert das Automobil S gegen die Kupplungskugel 32.
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13B zeigt den Zustand der Anhängerkupplung 20, wenn das Automobil S auf die Kupplungskugel 32 gestoßen ist. Wenn durch die Heckkollision eine starke Aufpralllast auf die Kupplungskugel 32 einwirkt, wird die Kupplungskugel 32 in Richtung nach vorne gedrückt, und daher dreht sich das Kupplungskugelträgerelement 25, das sich von dem Querelement 22 nach unten erstreckt, in Richtung nach vorne. Durch die Drehbewegung des Kupplungskugelträgerelements 25 wird das Querelement 22, insbesondere das mittlere Teil des Querelements 22 einer Knickverformung ausgesetzt, so dass es sich verdreht, wie in 7 mit den gestrichelten Linien 22a gezeigt.
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Gemäß der Verdrehung und der Knickverformung absorbiert das Querelement 22 die von der Kupplungskugel 32 übertragene Aufpralllast, so dass die Aufpralllast verringert wird, welche auf die anderen Teile des Heckteils 10 des Fahrzeugs übertragen werden müssen.
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Zusätzlich hierzu ist es möglich, die Aufprallabsorptionseigenschaften des Querelements 22, die durch die Verdrehung und die Knickverformung davon erreicht wird, einzustellen. Insbesondere kann die Aufprallabsorptionseigenschaft leicht auf Basis von Experimenten und Simulation gesteuert werden, durch geeignete Auswahl der Länge des Kupplungskugelträgerelements 25 und der Dicke, Länge oder Form des Querelementverstärkungselements 24.
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In der vorliegenden Erfindung werden die Elemente der Anhängerkupplung 20 einschließlich des Kupplungsseitenelements 35 wirkungsvoll vor Beschädigung geschützt, weil die Aufprallast größtenteils von dem Querelement 22 absorbiert wird. Daher wird es möglich, die Anhängerkupplung 20 zu reparieren, indem zum Beispiel das Kupplungsmittelelement 21 und das Kupplungskugelelement 30 gerichtet oder ausgetauscht werden.
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Andererseits könnte es passieren, dass eine zu starke Aufpralllast auf die Kupplungskugel 32 einwirkt, und dass das Querelement 22 nicht in der Lage ist, die Last allein durch die Torsion und Knickverformung zu absorbieren. In diesem Falle wird auch zumindest ein Teil des Automobils S, zum Beispiel dessen Stoßfänger, gegen die hintere(n) Kontaktfläche(n) 37B prallen die am Hinterende der seitlichen Verstärkungsplatte 37 angeordnet ist. Wenn darüber hinaus das Automobil S mit dem die erfindungsgemäße Anhängerkupplung 20 aufweisenden Fahrzeug mit einem Versatzwinkel kollidiert (Offset-Kollision), kollidiert das Automobil S gegen die hintere Kontaktoberfläche 37B, ohne die Kupplungskugel 32 zu berühren.
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In den oben erwähnten Fällen wird es möglich, dass die seitliche Verstärkungsplatte 37 in vorwärtiger Richtung des Fahrzeugs gedrückt wird. Dann wird die in die hintere Kontaktfläche 37B eingegebene Aufpralllast auf den hinteren Tragabschnitt 14D des hinteren Heckseitenelements 14 durch die seitliche Verstärkungsplatte 37 und die seitliche Platte 36 übertragen, und auch auf das Hinterende des Heckseitenelements 12 über den Installationsträger 40.
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Aufgrund der Konfiguration der hinteren Kontaktoberfläche 37B, die auf einer Höhe angeordnet ist, die niedriger ist als die des hinteren Befestigungsabschnitts 14D, wird die Aufpralllast an einer Position aufgenommen, die von der Achse des Heckseitenelements 12 versetzt ist. Hierdurch wirkt eine versetzte Last auf den hinteren Tragabschnitt 14D des Heckseitenelements 12.
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Wegen der Einwirkung der versetzten Last wird das Heckseitenelement 12 einer Knickverformung ausgesetzt, insbesondere am ersten Knickteil 12A, das an einer Position vorbereitet worden ist, die dem Vorderende des hinteren Befestigungsabschnitts 14D entspricht. Wie in 13C gezeigt, wird ein Teil des Heckseitenelements 12, das jenes Teil ist, in Bezug auf das erste Knickteil 12A hinten angeordnet ist (hinteres Teil) ein wenig in Richtung nach vorne bewegt. Gleichzeitig wird das hintere Teil zusammen mit der seitlichen Platte 36 und dem seitlichen Verstärkungselement 37 in abwärtiger Richtung verbracht. Durch die Knickverformung des Heckseitenelements 12 wird die auf die hintere Kontaktfläche 37B einwirkende Aufpralllast von dem Heckseitenelement 12 effizient absorbiert, und auf die anderen Teile des Fahrzeugs wird nur ein minimaler Stoß übertragen.
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Da der hintere Tragabschnitt 14D in Richtung nach vorne bewegt wird, wegen der Knickverformung am ersten Knickteil 12A, wird das Verbindungselement 42 an dem vorderen Knick 42a, dem hinteren Knick 42b und dem vorgeschwächten Verbindungsglied 42F geknickt. Die Verformung erfolgt mit Hilfe der Verbindung zwischen dem vorderen Verbindungsteil 42A und dem vorderen Tragabschnitt 13D des oberen Heckseitenelements 13, sowie die Verbindung zwischen dem hinteren Verbindungsteil 42B und dem hinteren Tragabschnitt 14D des unteren Heckseitenelements 14.
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Das Verbindungselement 42 wird der Biegeverformung ausgesetzt, worin das Verbindungsglied 42F durch die Verformung am vorderen Knick 42a, hinteren Knick 42b und dem Verbindungsglied 42F zur oberen Ebene 13A des oberen Heckseitenelements 13 angehoben wird. Hier erfolgt die Biegeverformung, weil die untere Ebene 14A des unteren Heckseitenelements 14 ein hinteres Ende des Flansches 42Ea, das an dem hinteren Bereich 42E des Verbindungselements 42 vorbereitet ist, in Richtung nach oben drückt.
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Wenn eine starke Aufpralllast, die auf die hintere Kontaktfläche 37B einwirkt, zu stark ist, um sie durch das Heckseitenelement 12 nur durch Knickverformung komplett zu absorbieren, wird die hintere Kontaktfläche 37B durch das Automobil S weiter in Richtung nach vorne gedrückt. Gemäß der Vorwärtsbewegung der hinteren Kontaktfläche 37B wird der Tragabschnitt 14D des unteren Seitenelements 14 auch in vorwärtiger Richtung des Fahrzeugs gedrückt.
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13D ist ein Diagramm, welches das Heckseitenelement 12 zeigt, dessen hinterer Tragabschnitt 14D in Richtung nach vorne bewegt wird. In der Figur steht das Verbindungsglied 42F des Verbindungselements 42 mit der oberen Ebene 13A des oberen Heckseitenelements 13 in Kontakt. Genauer gesagt, das Verbindungsglied 42F steht mit einem mittleren Teil 14Aa in Kontakt, welches ein Teil zwischen dem vorderen Tragabschnitt 13D und dem hinteren Tragabschnitt 14D ist. Dann wird das Verbindungsglied 42F weiter in Richtung nach oben angehoben, und auch das mittlere Teil 14Aa wird in Richtung nach oben verbracht. Demzufolge wird das Heckseitenelement 12 hauptsächlich am vorderen Tragabschnitt 13D einer Knickverformung ausgesetzt, insbesondere an dem zweiten Knickteil 12B, das zwischen dem vorderen Tragabschnitt 13D und dem hinteren Tragabschnitt 14D vorgesehen ist.
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Wegen der Knickverformung am zweiten Knickteil 12B absorbiert das Heckseitenelement 12 die verbleibende Aufpralllast, die durch die Verformung des ersten Knickteils 12A nicht absorbiert worden ist. Erfindungsgemäß wird eine Aufpralllast nämlich von dem Heckseitenelement 12 sequentiell durch die ersten und zweiten Knickteile 12A und 12B absorbiert. Diese Konfiguration trägt dazu bei, den maximalen Lastwert zu begrenzen. Dementsprechend wird es möglich, die Aufpralllast zu eliminieren oder zu minimieren, welche auf eine Person in dem erfindungsgemäßen Fahrzeug einwirkt.
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Wie oben beschrieben, absorbieren die Struktur und Anordnung der Anhängerkupplung 20 oder der Heckstruktur des Fahrzeugs mit Anhängerkupplung 20 die Aufpralllast und minimieren die Aufpralllast, die auf die anderen Teile des Fahrzeugs übertragen werden müssen.
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Dieser Effekt der Erfindung kann erreicht werden, weil die Anhängerkupplung 20 und das Heckteil 10 mit der Anhängerkupplung 20 so ausgestaltet sind, dass sie dem Querelement 22 eine Verdreh- oder Knickverformung geben, und dem Heckseitenelement 12 die Knickverformung.
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Darüber hinaus wird das in der Erfindung verwendete Kupplungsseitenelement 35 aus separat hergestellten Elementen zusammengebaut, das heißt der seitlichen Platte 36, der seitlichen Verstärkungsplatte 37, der Verschlussplatte 39 und dem Installationsträger 40. Diese Elemente lassen sich wegen der einfachen Formgebungen leicht herstellen, wodurch sich die Produktion vereinfachen lässt. Darüber hinaus ist es möglich, die Form oder Plattendicke der zur Herstellung des Kupplungsseitenelements 35 verwendeten Elemente einzustellen, in Abhängigkeit von der Spezifikation des Fahrzeugs.
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Zweite Ausführung
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Die zweite Ausführung einer Anhängerkupplung und einer Heckstruktur eines Fahrzeugs mit einer Anhängerkupplung werden nachfolgend im Bezug auf 14 erläutert. In der zweiten Ausführung unterscheidet sich ein Seitenplattenelement 61 von dem hinteren Seitenplattenelement 41, und ein zweites Knickteil 12C ist an einer anderen Position als das zweite Knickteil 12B der ersten Ausführung ausgebildet. In der zweiten Ausführung ist die Erläuterung insofern weggelassen, als die Elemente und Struktur jener in der ersten Ausführung gleichen. Für gemeinsame Elemente zwischen 14 und den 1 bis 12 werden gleiche Bezugszahlen verwendet.
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14 ist eine Seitenansicht des Heckteils eines Fahrzeugs entsprechend 2 der ersten Ausführung.
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Das Seitenplattenelement 61 enthält ein Verbindungselement 62, das vordere und hintere Verbindungsteile 62A und 62B sowie ein Verlängerungsteil 62C enthält, das zwischen den vorderen und hinteren Verbindungsteilen 62A und 62B vorgesehen ist, als einstückiges Element. In anderen Worten, das Verlängerungsteil 62C erstreckt sich vom Hinterende des vorderen Verbindungsteil 62A über einen vorderen Knick 62a, und das Hinterende des Verlängerungsteils 62C erstreckt sich zum Vorderende des hinteren Verbindungsteils 62B über einen hinteren Knick 62b.
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Die vorderen und hinteren Verbindungsteile 62A und 62B sind jeweils mit dem oberen Tragabschnitt 13D und dem hinteren Tragabschnitt 14D verbunden. Darüber hinaus ist das Verlängerungsteil 62C des Verbindungselements 62 in dem Heckseitenelement 13 so angebracht, dass es in rückwärtiger Richtung des Fahrzeugs nach unten geneigt ist. Das Seitenplattenelement 61 ist in dem Heckseitenelement 12 so vorgesehen, dass die Flansche 62Ca in Richtung nach unten weisen, wie in 14 gezeigt. Durch das Vorsehen des Flansches wird die Steifigkeit des Verlängerungsteils 62C gewährleistet.
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In der zweiten Ausführung befindet sich das zweite Knickteil 12C in dem vorderen Tragabschnitt 13D des Heckseitenrahmens 12, insbesondere in dem Bereich, wo das vordere Verbindungsteil 62A des Verbindungselements 62 angeschlossen ist. Die Steifigkeit des Heckseitenelements 12 ist so ausgestaltet, dass sie sich an dem zweiten Knickteil 12C ändert. Ferner liegt das Befestigungsteil 37A der seitlichen Verstärkungsplatte 37 auf der Oberseite des hinteren Verbindungsteils 62B des Verbindungselements 12 auf. Das Befestigungsteil 37A mit dem hinteren Tragabschnitt 14D zusammen ist mit dem hinteren Befestigungsverstärkungselement 45 verbunden.
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Wenn ein Gegenstand wie etwa ein Automobil S mit der Kupplungskugel 32 der Anhängerkupplung 20 der Erfindung kollidiert, wird durch die Heckkollision eine Aufprallast auf die Kupplungskugel 32 ausgeübt. Dann wird die Kupplungskugel 32 in Richtung nach vorne gedreht, und daher dreht sich das Kupplungskugelträgerelement 25, das von dem Querelement 22 abhängt, in Richtung nach vorne. Durch die Drehbewegung des Kupplungskugelträgerelements 25 wird in dem Querelement 22 eine Verdreh- oder Knickverformung erzeugt.
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Somit absorbiert das Querelement 22 oder das Heckteil 10 des Fahrzeugs die Aufpralllast besonders effizient, und daher nimmt der Stoß ab, der auf andere Teile des Fahrzeugs einwirkt.
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Wenn das Automobil S mit der hinteren Kontaktfläche 37B der Anhängerkupplung 20 der Erfindung kollidiert, wird die auf die hintere Kontaktfläche 37B einwirkende Aufpralllast auf den hinteren Tragabschnitt 14D des unteren Heckseitenelements 14 über die seitliche Verstärkungsplatte 37 und die seitliche Platte 36 übertragen.
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Aufgrund der Konfiguration der hinteren Kontaktfläche 37B, die an einer tieferen Position vorgesehen ist als der hintere Tragabschnitt 14D, wird die Aufpralllast an einer Position aufgenommen, die von der Achse des Heckseitenelements 12 versetzt ist. Es wird nämlich auf den hinteren Tragabschnitt 14D des Heckseitenelements 12 eine versetzte Last ausgeübt. Dementsprechend wird das Heckseitenelement 12, das am ersten Knickteil 12A eine starke Steifigkeitsänderung hat, wegen des Knickteils 12A einer Knickverformung ausgesetzt. So wird die Aufpralllast durch das Heckseitenelement 12 absorbiert.
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Wenn der hintere Tragabschnitt 14D gleichzeitig mit der Knickverformung weiter in Richtung nach vorne gedrückt wird, knickt das Verbindungselement 62 an den ersten und zweiten Knicken 62a und 62b. Daher wird der vordere Tragabschnitt 13D des oberen Heckseitenelements 13 entsprechend der Verformung des Verlängerungsteils 62C angehoben. Demzufolge wird der Heckseitenrahmen 12 durch Unterstützung eines zweiten Knickteils 12C, das in dem Heckseitenrahmen 12 vorbereitet ist, einer Knickverformung unterzogen.
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Durch die oben diskutierte Knickverformung wird die restliche Aufpralllast, die durch die Verformung des ersten Knickteils 12A nicht absorbiert worden ist, durch das Heckseitenelement 12 effizient absorbiert. Im Ergebnis wird es möglich, die Aufpralllast, die auf eine Person im erfindungsgemäßen Fahrzeug einwirkt, zu eliminieren oder zu minimieren.
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Ähnlich der ersten Ausführung wird die in die Kupplungskugel 32 eingegebene Aufpralllast von dem Querelement 22 durch die Torsion oder Knickverformung desselben effizient absorbiert.
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Zusätzlich wird die auf die hintere Kontaktfläche 37B einwirkende Aufpralllast auch durch die Knickverformung des Heckseitenelements 12, durch Unterstützung der ersten und zweiten Knickteile 12A und 12C effizient absorbiert. Die Anhängerkupplung 20 oder die Heckstruktur eines die erfindungsgemäße Anhängerkupplung enthaltenden Fahrzeugs absorbiert nämlich die Aufpralllast effizient, um die Verteilung des Aufpralls auf andere Teile des Fahrzeugs zu minimieren.
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Es wird eine Anhängerkupplung (20) angegeben, die am Heckteil eines Fahrzeugs anbringbar ist. Die Anhängerkupplung der Erfindung enthält ein Paar von Kupplungsseitenelementen (35). Jedes der Kupplungsseitenelemente (35) enthält ein Befestigungsteil (37A) und ein Querelementinstallationsteil (36A). Das Befestigungsteil (37A) ist so konfiguriert, dass es mit einem Tragabschnitt (13D, 14D) eines Heckseitenelements (12, 13) des Fahrzeugs verbindbar ist, und das Querelementinstallationsteil (36A) ist so konfiguriert, dass es vom Hinterende des Heckseitenelements (12, 13) vorsteht. Die Anhängerkupplung (20) enthält ferner ein Querelement (22) und ein Kupplungskugelträgerelement (25). Das Querelement (22) erstreckt sich in Breitenrichtung des Fahrzeugs, und dessen Enden sind mit dem Querelementinstallationsteil (36A) verbunden, und das Kupplungskugelträgerelement (25) weist eine Kupplungskugel (32) auf. Das Oberende des Kupplungkugelträgerelements (25) ist an dem Querelement (22) so vorgesehen, dass es davon abhängt.