DE60009985T2

DE60009985T2 - Kraftfahrzeug- Vorderwagenaufbau

Info

Publication number: DE60009985T2
Application number: DE60009985T
Authority: DE
Inventors: Tatsuhiko Aki-gun Iwamoto; Arihiro Aki-gun Furumoto; Yutaka Aki-gun Tsukiji; Masao Aki-gun Hara; Yushi Aki-gun Matsuda; Daisaburou Aki-gun Adachi; Masanori Aki-gun Ogawa; Takayuki Aki-gun Nakamae; Sakayu Aki-gun Terada; Kazuma Aki-gun Kondou
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2020-06-14
Also published as: DE60009985D1; EP1065108A2; EP1065108A3; US6540275B1; EP1065108B1; KR20010007531A

Description

STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau, der dazu bestimmt ist, die Sicherheit eines Fußgängers im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und dem Fußgänger zu erhöhen.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein Beispiel eines konventionell bekannten Aufbaus dieser Art ist in der ungeprüften japanischen Patentschrift Nr. 11-1149 zu finden, wobei eine Stoßstange, die auf der Front einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist, eine Stoßstangenfläche, ein Schaumstoffmaterial, das als stoßabsorbierendes Material dient, und eine Stoßstangenverstärkung umfaßt. Um im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger mit diesem Aufbau eine ausreichende stoßabsorbierende Wirkung zu erreichen, ist es erforderlich gewesen, die Stoßstange so aufzubauen, daß die Stoßstangenfläche sich beim Aufprall leicht verformt. Wenn die Stoßstange so aufgebaut ist, liegt aber das Problem vor, daß sie sich selbst bei einem leichten Kontakt verformt.
Um eine Lösung für das obige Problem anzubieten, schlägt die ungeprüfte japanische Patentschrift Nr. 6-72248 ein Airbagsystem für ein Fahrzeug vor.
Dieses System umfaßt einen Airbag, der in einer vorderen Stoßstange untergebracht ist, und einen Sensor (Ultraschallsensor), um Hindernisse wie einen Fußgänger vor dem Fahrzeug zu erkennen, wodurch das System die Gefahr eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und dem Fußgänger auf der Basis von Meßsignalen vorhersagt, die vom Ultraschallsensor und einem Fahrbedingungssensor ausgegeben werden, und bewirkt, daß der Airbag in der vorderen Stoßstange sich in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs aufbläst, wenn ein Aufprall mit dem Fußgänger vorhergesagt wurde, um den direkten Kontakt zwischen dem Fahrzeug und dem Fußgänger zu vermeiden und dadurch die Sicherheit des Fußgängers zu erreichen.
Obwohl das obige konventionelle System darin vorteilhaft ist, daß es die Sicherheit des Fußgängers erhöhen kann, geht es aufgrund der Notwendigkeit eines Hinderniserkennungsmittels wie dem Ultraschallsensor sowie des Airbags mit einem komplexen Aufbau einher. Darüber hinaus weist dieses System die Möglichkeit von Fehlfunktionen auf, da der Airbag sich unerwartet aufblasen kann, auch wenn tatsächlich kein Aufprall stattgefunden hat.
Die Patentschrift GB 2 328 654 A aus dem Stand der Technik, die die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufweist, offenbart einen Stoßstangenaufbau für ein Fahrzeug, der eine Verstärkung und eine Stützstangenstrebe umfaßt. Ferner weist der Stoßstangenaufbau eine Hilfsverstärkung und eine Hilfsstützstangenstrebe auf, die unter der obigen Verstärkung angeordnet sind. Die Hilfsverstärkung ist mit der erstgenannten Verstärkung ausgerichtet. In einem Anfangsstadium eines Zusammenstoßes wird die Anfangsverzögerung durch die obere Stützstangenstrebe durchgeführt, die sich verformt. Die untere Hilfsstützstangenstrebe kontrolliert die Bewegung des Fußgängers nach dem Anfangsstadium des Zusammenstoßes.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der oben genannten Probleme ist eine Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung eines einfachen und problemlosen Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbaus, umfassend eine Stoßstange, die mit einem seitlichen Tragelement verbunden ist, das in der Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, und ein energieabsorbierendes Element, das vor dem seitlichen Tragelement angeordnet ist, und einen vorspringenden Abschnitt, der so an einem unteren Abschnitt der Stoßstange vorgesehen ist, daß ein vorderes Ende des vorspringenden Abschnitts weiter nach vorne vorspringt als das seitliche Tragelement, wodurch der vorspringende Abschnitt im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und dem Fußgänger die Beine des Fußgängers wegfegt und bewirkt, daß der Fußgänger zum Fahrzeug hin fällt, und nachdem das energieabsorbierende Element die Stoßenergie absorbiert hat, die auf die Beine ausgeübt wurde, wird der Fußgänger auf die Haube geworfen und vor Sekundärschäden geschützt.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, stellt die Erfindung einen Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach Anspruch 1 bereit.
Da das energieabsorbierende Element vor dem seitlichen Tragelement angeordnet ist und der vorspringende Abschnitt am unteren Abschnitt der Stoßstange angeordnet ist, wobei das vordere Ende des vorspringende Abschnitt im obigen Aufbau weiter nach vorne vorspringt als das seitliche Tragelement, fegt der vorspringende Abschnitt im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und dem Fußgänger den Fußgänger zuerst an den Bereichen seiner Beine weg, die tiefer als das Knie sind, und nachdem das energieabsorbierende Element die Stoßenergie absorbiert hat, die auf die Beine des zum Fahrzeug hin fallenden Fußgängers ausgeübt wurde, wird der Fußgänger auf die Haube geworfen. Auf diese Weise wird die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß der Fußgänger vor Sekundärschäden geschützt ist.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht, die einen Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau von 1 schematisch darstellt;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen spezifischen Aufbau eines vorspringenden Abschnitts des Aufbaus von 1 zeigt;
4 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften des vorspringenden Abschnitts;
5 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften eines Energieabsorbers;
6 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen rechteckigen Rahmen zeigt, der im Aufbau von 6 verwendet wird;
8 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptabschnitt des Aufbaus von 8 zeigt;
10 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einem Bezugsbeispiel zeigt;
11 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptabschnitt des Aufbaus von 10 zeigt;
12 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
13 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
14 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 14-14 von 13;
15 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 15-15 von 14;
16 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 16-16 von 14;
17 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
18 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 18-18 von 17;
19 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 19-19 von 18;
20 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 20-20 von 18;
21 ist eine Draufsicht eines vorspringenden Abschnitts in einer Variante der fünften Ausführungsform;
22 ist eine Draufsicht eines vorspringenden Abschnitts in einer Variante der sechsten Ausführungsform;
23 ist eine vergrößerte partielle Draufsicht des vorspringenden Abschnitts;
24 ist eine vergrößerte partielle Draufsicht des vorspringenden Abschnitts, der durch eine frontale Stoßlast verformt wurde, die durch einen Zusammenstoß verursacht wurde;
25 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
26 ist eine Schnittansicht, die hauptsächlich einen energieabsorbierenden Rohraufbau zeigt, der im Aufbau von 25 verwendet wird;
27 ist eine Schnittansicht, die die Arbeitsweise des energieabsorbierenden Rohraufbaus zeigt;
28 ist eine Schnittansicht, die ein anderes Beispiel eines energieabsorbierenden Rohraufbaus zeigt;
29 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer achten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
30 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptabschnitt des Aufbaus von 29 zeigt;
31 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einem Bezugsbeispiel zeigt;
32 ist eine Schnittansicht des Energieabsorbers, der im Aufbau von 31 verwendet wird;
33 ist eine perspektivische Ansicht des Energieabsorbers von 31;
34 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften des Energieabsorbers von 31;
35 ist eine Schnittansicht, die ein spezifisches Beispiel des Aufbaus eines unterbeinstützenden Abschnitts zeigt, der im Aufbau von 31 verwendet wird;
36 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 36-36 von 35;
37 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 37-37 in 35;
38 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften des unterbeinstützenden Abschnitts von 31;
39 ist eine Schnittansicht eines Energieabsorbers in einer Variante des Bezugsbeispiels;
40 ist eine perspektivische Ansicht des Energieabsorbers von 39;
41 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften des Energieabsorbers von 39;
42 ist eine Schnittansicht eines Energieabsorbers in einer anderen Variante des Bezugsbeispiels;
43 ist eine perspektivische Ansicht des Energieabsorbers von 42;
44 ist eine Vorderansicht des Energieabsorbers von 42;
45 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften des Energieabsorbers von 42;
46 ist eine Schnittansicht, die ein anderes spezifisches Beispiel des Aufbaus eines unterbeinstützenden Abschnitts in einer weiteren Variante des Bezugsbeispiels zeigt;
47 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 47-47 von 46;
48 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 48-48 von 46;
49 ist eine Schnittansicht, die ein anderes spezifisches Beispiel des Aufbaus eines unterbeinstützenden Abschnitts in noch einer weiteren Variante des Bezugsbeispiels zeigt;
50 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 50-50 von 49;
51 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 51-51 von 49;
52 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einem anderen Bezugsbeispiel zeigt;
53 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Hauptabschnitt des Aufbaus von 52 zeigt;
54 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften von stoßaufnehmenden Elementen und eines Energieabsorbers von 53;
55 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einem anderen Bezugsbeispiel zeigt;
56 ist eine Seitenansicht, die den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einem anderen Bezugsbeispiel zeigt;
57 ist eine Seitenansicht, die einen Hauptabschnitt des Aufbaus von 56 zeigt; und
58 ist eine Schnittansicht, die einen alternativen Aufbau in einer Variante des Bezugsbeispiels zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Der Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird nun Bezug nehmend auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 zeigt den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau mit einer Haube 1, die die Oberseite eines Motorraums bedeckt.
Die Haube 1 ist, wie gezeigt, mit einer Haubenverstärkung 2 versehen, und ein Kühlergrill 4 ist zwischen einem vorderen unteren Abschnitt der Haube 1 und einem oberen Abschnitt einer Stoßstangenfläche 3 angeordnet, die aus Kunstharz besteht.
Die Fahrzeugkonstruktion umfaßt linke und rechte vordere seitliche Rahmenelemente 5, die Bestandteil eines Karosserierahmens sind, der in einer Längsrichtung des Fahrzeugs verläuft, und eine Stoßstangenverstärkung 7 ist über Stoßstangenhalterungen 6 an den vorderen Enden der vorderen seitlichen Rahmenelemente 5 befestigt, wie in 1 und 2 gezeigt.
Die Stoßstangenverstärkung 7 ist ein seitliches Tragelement, das in der Querrichtung des Frontabschnitts der Fahrzeugkarosserie verläuft. Ein Energieabsorber 8 ist vor der Stoßstangenverstärkung 7 auf gleicher Höhe angebracht.
Der Energieabsorber 8 ist ein Element, das fast auf der ganzen Breite des Fahrzeugs entlang der Innenseite (oder Rückseite) der Stoßstangenfläche 3 verläuft. Die Montagehöhe des Energieabsorbers 8 ist so gewählt, daß sie der Kniehöhe eines Fußgängers entspricht.
Die Stoßstangenfläche 3, die Stoßstangenhalterungen 6, die Stoßstangenverstärkung 7 und der Energieabsorber 8 bilden zusammen eine vordere Stoßstange 9, die an einer unteren vorderen Position der Haube 1 angeordnet ist.
Ferner ist an einem unteren vorderen Abschnitt der vorderen seitlichen Rahmenelemente 5 ein vorderer Querträger 10 (sogenannter erster Querträger) vorgesehen, der in Richtung der Breite verläuft und als Strukturelement der Fahrzeugkarosserie dient, und eine Halterung 11 wie zum Beispiel ein Kühlermantelelement ist mit dem vorderen Querträger 10 verbunden.
Eine Vorderseite des vorderen Querträgers 10 trägt ein hinteres Ende eines vorspringenden Abschnitts 12, wie dargestellt. Der vorspringende Abschnitt 12 springt allgemein an einem unteren Abschnitt der vorderen Stoßstange 9 vom vorderen Querträger 10 horizontal nach vorne vor. Ein vorderes Ende des vorspringenden Abschnitts 12 springt weiter nach vorne vor als die Stoßstangenverstärkung 7 und ist etwa an der gleichen Längsposition oder weiter vorne als der Energieabsorber 8 angeordnet.
In der vorliegenden Ausführungsformen, die in 1 dargestellt ist, springt das vordere Ende des vorspringenden Abschnitts 12 weiter nach vorne vor als der Energieabsorber 8. Die Höhe des vorspringenden Abschnitts 12 ist so gewählt, daß er im Falle eines Zusammenstoßes mit den Schienbeinen (dem Bereich zwischen dem Knie und dem Fußknöchel) des Fußgängers in Kontakt kommt. Die Höhe des vorspringenden Abschnitts 12 liegt weniger als 400 mm über dem Boden, bevorzugt in einem Bereich von 90 mm bis 300 mm.
Überdies ist die Längsposition des Energieabsorbers 8 so gewählt, daß er vor einer Linie L liegt, die ein vorderes Ende der Haube 1 mit dem des vorspringenden Abschnitts 12 verbindet.
Hier ist der obige vorspringende Abschnitt 12 so angeordnet, daß er einen unteren Abschnitt der Stoßstangenfläche 3 in Richtung der Fahrzeugbreite ganz umspannt. Der vorspringende Abschnitt 12 ist aus Kunstharz wie Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) zum Beispiel mit der in 3 gezeigten Form hergestellt.
Das heißt, der vorspringende Abschnitt 12 besteht aus einem linken, rechten, vorderen und hinteren Rahmenelement 13-16, die zusammen einen rechteckigen Rahmen formen, Rippen 17, die zwischen dem linken und rechten Rahmenelement 13, 14 in Richtung der Fahrzeugbreite verlaufen und in bestimmten Abständen in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind, Rippen 18, 19, die in schrägen Richtungen im Inneren des rechteckigen Rahmens (Rahmenelemente 13-16) verlaufen, einem Träger 20, der von einem oberen Abschnitt des hinteren Rahmenelements 16 nach oben vorspringt, und Verstärkungsplatten 21, die den Träger 20 mit dem vorderen Rahmenelement 15 verbinden. Diese Elemente des vorspringenden Abschnitts 12 sind zu einer einzigen Kunstharzstruktur (Wabenstruktur) geformt, die in der Draufsicht eine allgemein fächerartige Form aufweist.
Diese Kunstharzstruktur ist so aufgebaut, daß sie durch geeignete Wahl der Dicke der Rahmenelemente 13-16 und der Abstände und Richtungen der Rippen 17-19 die gewünschten Belastungseigenschaften ergibt. Alternativ dazu können die obigen Verstärkungsplatten 21 in dieser Struktur entfallen.
Der so aufgebaute vorspringende Abschnitt 12 ist so befestigt, daß er eine Eingangslast aufnimmt, die von der Fahrzeugfront aus in Richtung des Pfeils x in 1 angelegt wird, wobei der Träger 20 auf der Rückseite des vorspringenden Abschnitts 12 an der Vorderseite der vorderen Querträgers 10 befestigt ist, wie in 1 und 2 gezeigt.
Die Belastungseigenschaften des vorspringenden Abschnitts 12 und des Energieabsorbers 8 sind wie jeweils in 4 und 5 gezeigt eingestellt.
4 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften „a" des vorspringenden Abschnitts 12, wobei die Horizontalachse die Menge der Verformung (oder der Zusammenfaltung) darstellt, während die Vertikalachse die Last (dynamische Faltlast) darstellt. Die Belastungseigenschaften „a" des vorspringenden Abschnitts 12 sind so gewählt, daß die Eingangslast (in Newton ausgedrückt) zuerst vom Nullpunkt bis zu einem spezifischen Lastniveau c proportional zur Verformungsmenge schnell zunimmt und dann, nachdem der vorspringende Abschnitt 12 begonnen hat, sich plastisch zu verformen, wenn die Eingangslast das Lastniveau c erreicht hat, die Verformungsmenge bei etwa konstanter Last zunimmt.
5 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften „b" des Energieabsorbers 8, wobei die Horizontalachse die Menge der Verformung (oder der Zusammenfaltung) darstellt, während die Vertikalachse die Last (dynamische Faltlast) darstellt. Die Belastungseigenschaften „b" des Energieabsorbers 8 sind so gewählt, daß die Last (in Newton ausgedrückt) proportional zur Verformungsmenge zunimmt. Die Steifigkeit des vorspringenden Abschnitts 12 ist auf einen Wert eingestellt, der größer ist als der des Energieabsorbers 8, so daß die Energiemenge, die vom vorspringenden Abschnitt 12 absorbiert wird, größer ist als die Energiemenge, die vom Energieabsorber 8 absorbiert wird, wenn sie in gleichem Maße verformt werden.
Diese Ausführungsform verwendet für den Energieabsorber 8 einen energieabsorbierenden Schaumstoff wie Styroschaum. Der Energieabsorber 8 aus energieabsorbierendem Schaumstoff kann eine kompakte oder hohle Innenstruktur aufweisen, oder eine Struktur mit einer Vielzahl von Rippen. Unabhängig davon, welche Struktur verwendet wird, ist der Energieabsorber 8 so aufgebaut, daß er die in 5 gezeigte Belastungseigenschaften „b" aufweist. Das Bezugszeichen 22 in 1 bezeichnet ein Vorderrad.
Die obige Stoßstangenfläche 3 ist an mehreren Abschnitten an Teilen der Fahrzeugkarosserie befestigt, zu denen die vorderen Elemente des Fahrzeugs wie zum Beispiel der Kühlergrill 4, die vorderen Kotflügel und die vorderen Querträger 10 gehören.
Die Arbeitsweise des obigen Aufbaus des Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbaus der vorliegenden Ausführungsform wird nun beschrieben.
Im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger wird über die Kunstharz-Stoßstangenfläche 3 eine Stoßbelastung von der Fahrzeugfront aus in Richtung des Pfeils x in 1 auf den vorspringenden Abschnitt 12 ausgeübt. Diese Last ist gewöhnlich kleiner als das Lastniveau c, das in 4 dargestellt ist. Die frontale Stoßbelastung wird vom vorspringenden Abschnitt 12 aufgenommen, dessen hinterer Abschnitt vom vorderen Querträger 10 getragen wird.
Im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger wird der Fußgänger daher an den Bereichen seiner Beine, die tiefer als das Knie sind, vom vorspringenden Abschnitt 12 weggefegt und zum Fahrzeug hin geworfen. Nachdem die Stoßenergie im Moment des Kontakts zwischen den Beinbereichen und dem oberen Abschnitt der Stoßstangenfläche 3 von einem Abschnitt der quer verlaufenden Stoßstangenfläche 3 absorbiert wurde, wo der Energieabsorber 8 angeordnet ist, fällt der Fußgänger auf die Haube 1, so daß der Fußgänger geschützt ist.
Der vorliegenden Ausführungsform gemäß, die in 1-5 gezeigt wird, ist der Energieabsorber 8 auf der Vorderseite des seitlichen Tragelements angeordnet, das aus der Stoßstangenverstärkung 7 besteht, und der vorspringende Abschnitt 12 ist so angeordnet, daß sein vorderes Ende am unteren Abschnitt der vorderen Stoßstange 9 weiter nach vorne vorspringt als das seitliche Tragelement, wie oben gezeigt. Dadurch wird der Fußgänger beim Zusammenstoß vom vorspringenden Abschnitt 12 an den Bereichen seiner Beine weggefegt, die tiefer als das Knie sind, die Stoßenergie, die auf die Beinbereiche des zum Fahrzeug hin geworfenen Fußgängers ausgeübt wird, wird vom Energieabsorber 8 absorbiert, und der Fußgänger fällt auf die Haube 1, wodurch der Fußgänger vor Sekundärschäden geschützt werden kann.
Es ist auch möglich, für eine erhöhte Beinsicherheit des Fußgängers zu sorgen, indem eine geeignete Konstruktion des vorspringenden Abschnitts 12 gewählt wird, das heißt, indem für die Belastungseigenschaften „a" geeignete Werte gewählt werden. Zudem weist die obige Ausführungsform die vorteilhafte Wirkung auf, daß der Vorderwagenaufbau vereinfacht werden kann und das Auftreten von Fehlfunktionen im Vergleich zum oben erwähnten konventionellen Aufbau, bei dem der Airbag, der in der vorderen Stoßstange untergebracht ist, auf der Basis von Sensorausgaben aufgeblasen wird, vermieden werden kann.
Da das obige seitliche Tragelement durch die Stoßstangenverstärkung 7 gebildet wird, wird der zusätzliche Vorteil erreicht, daß die obige vorteilhafte Wirkung durch effektive Nutzung der quer verlaufenden Stoßstangenverstärkung 7 erreicht wird, die bereits vorhanden ist.
Da das vordere Ende des vorspringenden Abschnitts 12 weiter vorne angeordnet ist als ein vorderes Ende des Energieabsorbers 8, liegt auch die vorteilhafte Wirkung vor, daß der Fußgänger im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und dem Fußgänger auf zuverlässige Weise vom vorspringenden Abschnitt 12 an den Bereichen seiner Beine weggefegt wird, die tiefer als das Knie sind.
Wenn der Energieabsorber 8 vor der Linie L angeordnet ist, die das vordere Ende der Haube 1 wie oben erwähnt mit dem vorspringenden Abschnitt 12 verbindet (1), ist es überdies möglich, die Stoßenergie, die auf die Beinbereiche des zum Fahrzeug hin geworfenen Fußgängers ausgeübt wird, noch wirkungsvoller zu absorbieren. Daher weist der Vorderwagenaufbau dieser Ausführungsform die vorteilhafte Wirkung auf, daß er die Beine des Fußgängers vor dem Stoß schützen kann.
Wenn die Steifigkeit des vorspringenden Abschnitts 12 wie oben erwähnt auf einen Wert eingestellt wird, der größer ist als der des Energieabsorbers 8, wird auch die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß der vorspringende Abschnitt 12 die Beine des Fußgängers auf zuverlässige Weise an Bereichen wegfegen kann, die tiefer als das Knie sind.
Wenn der vorspringende Abschnitt 12 wie oben erwähnt aus Kunstharz besteht, werden die vorteilhaften Wirkungen erreicht, daß die Formbarkeit des vorspringenden Abschnitts 12 und die Einfachheit seiner Montage an der Fahrzeugkarosserie sowie seine Flexibilität bei der Anpassung an das Fahrzeugdesign verbessert werden.
Wenn der Energieabsorber 8 aus einer Kunstharzstruktur geformt ist, die aus einem energieabsorbierenden Schaumstoff wie Styroschaum besteht, wie in der oben beschriebenen Ausführungsform, oder aus einer anderen Art von energieabsorbierendem Schaumstoff oder einer Dämpfungsvorrichtung, werden die vorteilhaften Wirkungen erreicht, daß er die Stoßenergie auf wirkungsvolle Weise absorbieren kann, bevor der Fußgänger mit der Haube 1 in Kontakt kommt, die Fallgeschwindigkeit des Fußgängers reduziert, und dazu beiträgt, daß der Fußgänger auf zuverlässigere Weise auf die Haube 1 geworfen wird.
Da der vorspringende Abschnitt 12 darüber hinaus am vorderen Querträger 10 befestigt ist, der ein Strukturelement der Fahrzeugkarosserie an ihrer Frontseite ist, kann der vorspringende Abschnitt 12 im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger auf wirkungsvolle Weise die frontale Stoßbelastung (in Richtung des Pfeils 1 in 1) aufnehmen und den Fußgänger auf zuverlässige Weise an seinen Beinen wegfegen. Es ist auch möglich, dem vorspringenden Abschnitt 12 genügend Festigkeit zu verleihen, um der Stoßbelastung standzuhalten.
Wenn der vorspringende Abschnitt 12 so ausgelegt ist, daß er solch eine Festigkeit aufweist, daß er die Beine des Fußgängers im Falle eines Zusammenstoßes nicht verletzt, ist eine resultierende vorteilhafte Wirkung, daß die Beinsicherheit wirkungsvoller mit dem vorspringenden Abschnitt 12 erreicht wird, wenn er den Fußgänger wegfegt.
Wenn der vorspringende Abschnitt 12 überdies mit einer wabenförmigen Kunstharzstruktur geformt ist, wie sie in der vorstehenden Ausführungsform beschrieben wird, kann die gleiche die Beine wegfegende und energieabsorbierende Wirkung erreicht werden, gleich, welcher Abschnitt der vorderen Stoßstange den Fußgänger trifft. Und wenn der vorspringende Abschnitt 12 aus Kunstharzmaterial besteht, gibt er nach, wenn er einer nach oben gerichteten Eingangslast von unten ausgesetzt ist. Dies ist vorteilhaft in Bezug auf den Annäherungswinkel. In den Belastungseigenschaften „a" des vorspringenden Abschnitts 12 dieser Ausführungsform ist das Lastniveau c von 4 auf einen Wert eingestellt, der keine Verletzung an den Beinen des Fußgängers verursacht, wie z.B. 7000 N (Newton).
6 und 7 zeigen den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbaus nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Während der vorspringende Abschnitt 12 in der obigen Ausführungsform an seinem hinteren Abschnitt vom vorderen Querträger 10 getragen wird, ist in der Ausführungsform von 6 und 7 ein rechteckiger Rahmen (Verstärkungselement) 23 vorgesehen, der an seinen beiden Seiten unter den vorderen seitlichen Rahmenelementen 5 befestigt ist, und der hintere Abschnitt des vorspringenden Abschnitts 12 wird in der Ausführungsform von 6 und 7 von der Montageplatte 25 getragen, wobei eine Montageplatte 25 durch Stellschrauben 24 an den vorderen Ecken 23a des rechteckigen Rahmens 23 angebracht ist.
Da der Aufbau dieser Ausführungsform ansonsten der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform entspricht, werden Elemente, die denen in der ersten Ausführungsform entsprechen, in 6 und 7 durch gleiche Bezugszeichen angegeben und hier nicht ausführlich beschrieben. Der vorspringende Abschnitt 12 kann aus Kunstharz wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) oder Nylonharz bestehen.
Der Aufbau der zweiten Ausführungsform, die in 6 und 7 gezeigt wird, weist im wesentlichen die gleiche Arbeitsweise und die gleichen Vorteile wie die erste Ausführungsform auf.
8 und 9 zeigen den Aufbau des Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbaus nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Während der vorspringende Abschnitt 12 in den vorhergehenden Ausführungsformen ein Kunstharzelement ist, wird ein vorspringender Abschnitt 28 dieser Ausführungsform durch eine Stützstange 26 gebildet, die aus einer runden Metallstange wie einem Eisenrohr besteht, das entlang eines unteren Abschnitts der Stoßstangenfläche 3 verläuft, und einem Paar Tragarme 27, die die Stützstange 26 mit dem vorderen Querträger 10 verbinden, der ein Strukturelement der Fahrzeugkarosserie ist.
Das linke und rechte Ende der Stützstange 26 ist so gekrümmt oder gebogen, daß es leicht nach hinten angeordnet ist, und die Stützstange 26 ist an die Form der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 angepaßt. Jeder der Tragarme 27 wird hergestellt, indem ein Blechstück mit einem torartigen Querschnitt geformt wird, der einen Oberblechabschnitt und einen linken und rechten Seitenblechabschnitt aufweist. Die Dicke und die Querschnittsfläche des Blechstücks sind auf geeignete Werte eingestellt, um die in 4 gezeigten Belastungseigenschaften „a" zu erhalten.
Das hintere Ende jedes Tragarms 27 ist gebogen, um ein Paar Verbindungsflansche 27a zu formen. Jeder Tragarm 27 ist an der Vorderseite des vorderen Querträgers 10 befestigt, wenn diese Verbindungsflansche 27a damit verbunden sind. Der Aufbau dieser Ausführungsform entspricht ansonsten dem der vorherigen Ausführungsformen. In einer alternativen Form dieser Ausführungsform können die Tragarme 27 Strukturharzelemente sein, und die Stützstange 26 kann aus einer runden Harzstange bestehen.
Der in 8 und 9 gezeigten vorliegenden Ausführungsform entsprechend wird der vorspringende Abschnitt 28 aus der Stützstange 26, die entlang des unteren Abschnitts der Stoßstangenfläche 3 verläuft, und den Tragarmen 27 gebildet, die Tragelemente sind, um die Stützstange 26 auf der Frontseite der Fahrzeugkarosserie zu halten. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß der vorspringende Abschnitt 28 leicht mit der gewünschten Festigkeit und dem gewünschten Elastizitätsmodul hergestellt werden kann.
Da der Aufbau dieser Ausführungsform im wesentlichen die gleiche Arbeitsweise und die gleichen Vorteile aufweist wie die vorigen Ausführungsformen, wird ihre ausführliche Beschreibung hier ausgelassen.
10 und 11 zeigen den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einem Bezugsbeispiel. Während der Energieabsorber 8 in den vorherigen Ausführungsformen aus einem energieabsorbierenden Schaumstoffmaterial wie Styroschaum besteht, ist ein Energieabsorber 29 in Beispiel von 10 und 11 ein Strukturharzelement, das mit der Stoßstangenfläche 3 aus einem Stück geformt ist.
Das heißt, eine Vielzahl von horizontalen Rippen 30, die in bestimmten vertikalen Abständen entlang der Breite verlaufen, und eine Vielzahl von vertikalen Rippen 31, die in bestimmten Abständen entlang der Breite angeordnet sind, sind auf der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 geformt. Diese Rippen 30, 31, die auf der Kniehöhe des Fußgängers angeordnet sind, formen zusammen ein Strukturharzelement 32, das den Energieabsorber 29 bildet.
Dieser Energieabsorber 29 ist so ausgelegt, daß seine Montagehöhe etwa der der Stoßstangenverstärkung 7 entspricht. Darüber hinaus ist der Energieabsorber 29 so angeordnet, daß er vor der Linie L angeordnet ist, die das vordere Ende der Haube 1 mit dem des vorspringenden Abschnitts 12 verbindet.
Im Aufbau dieses Beispiels sind die Dicken, Abstände und Richtungen der Rippen 30, 31 auf geeignete Weise so gewählt, daß der Energieabsorber 29 die in 5 gezeigten Belastungseigenschaften „b" aufweist. Der Aufbau dieses Beispiels entspricht ansonsten dem der obigen Ausführungsformen.
Dem oben beschriebenen Aufbau gemäß kann der Energieabsorber 29 als integraler Bestandteil der Stoßstangenfläche 3 geformt sein, weshalb dieses Beispiel darin vorteilhaft ist, daß es erlaubt, die zur Montage benötigten Arbeitsstunden und die Zahl der Komponenten zu reduzieren.
Da der Aufbau dieses Beispiels beispielsweise hinsichtlich der energieabsorbierenden Wirkung im wesentlichen die gleiche Arbeitsweise und die gleichen Vorteile aufweist wie die vorherigen Ausführungsformen, wird deren ausführliche Beschreibung hier ausgelassen.
12 zeigt einen Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Energieabsorber 34 durch Öldämpfer 33 gebildet wird.
Das heißt, die Öldämpfer 33 sind am Boden oder an anderen Umfangsabschnitten der vorderen seitlichen Rahmenelemente 5 befestigt, und die Stoßstangenverstärkung 7 ist so mit den vorderen Enden von Kolbenstangen 33a der Öldämpfer 33 verbunden, daß die Stoßstangenverstärkung 7 sich zurückziehen kann. Diese Öldämpfer 33 weisen die Belastungseigenschaften „b" auf, die in 5 dargestellt sind.
Im Aufbau, der in 12 gezeigt wird, wirkt im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger eine frontale Stoßbelastung (durch Pfeile x dargestellt) über die Kunstharz-Stoßstangenfläche 3 auf den vorspringenden Abschnitt 12. Diese frontale Eingangslast ist gewöhnlich kleiner als das Lastniveau c, das in 4 gezeigt wird, und wird vom vorspringenden Abschnitt 12 aufgenommen, dessen hinterer Abschnitt vom vorderen Querträger 10 getragen wird.
Daher wird im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger der Fußgänger vom vorspringenden Abschnitt 12 an Bereichen seiner Beine weggefegt, die tiefer als das Knie sind, und die Stoßenergie, die auf die Beine des zum Fahrzeug hin fallenden Fußgängers ausgeübt wird, wird absorbiert, wenn die von den Öldämpfern 33 getragene Stoßstangenverstärkung 7 sich zurückzieht.
Da der Aufbau dieser Ausführungsform im wesentlichen die gleiche Arbeitsweise und die gleichen Vorteile aufweist wie die vorigen Ausführungsformen, wird deren ausführliche Beschreibung hier ausgelassen.
13-16 zeigen den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform ist ein vorspringender Abschnitt 35 entlang eines unteren Abschnitts der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 befestigt. Dieser vorspringende Abschnitt 35 ist an seinen beiden seitlichen Enden 35a so an Halterungen 11 befestigt, die als nach unten verlaufende Tragelemente dienen, daß der vorspringende Abschnitt 35 vor und unter den vorderen seitlichen Rahmenelementen 5 angeordnet ist.
Der vorspringende Abschnitt 35 weist einen allgemein kanalartigen Querschnitt auf, dessen offene Seite auf seiner ganzen Länge nach hinten gerichtet ist. Der vorspringende Abschnitt 35 ist so aufgebaut, daß seine mechanische Festigkeit in der Längsrichtung des Fahrzeugs von den seitlichen Enden 35a des vorspringenden Abschnitts 35 zu seinem mittleren Abschnitt 35b hin allmählich zunimmt.
Das heißt, die Breite W1 und Höhe H1 der seitlichen Enden 35a des vorspringenden Abschnitts 35, die in 15 gezeigt werden, ist kleiner als die Breite W2 und Höhe H2 des mittleren Abschnitts 35b des vorspringenden Abschnitts 35, die in 16 gezeigt werden, so daß die Stärke des vorspringenden Abschnitts 35 in der Längsrichtung des Fahrzeugs an seinen jeweiligen seitlichen Enden 35a kleiner ist als an seinem mittleren Abschnitt 35b.
Der Aufbau dieser Ausführungsform, in welcher die Stärke des vorspringenden Abschnitts 35 von seinen seitlichen Enden 35a zu seinem mittleren Abschnitt 35b hin in der Längsrichtung des Fahrzeugs allmählich zunimmt, weist die vorteilhaften Wirkungen auf, daß er eine Verschlechterung der beinwegfegenden Wirkung verhindern kann, die durch eine starke Durchbiegung des mittleren Abschnitts 35b des vorspringenden Abschnitts 35 verursacht wurde, wenn er gegen die Beine des Fußgängers auftrifft, und daß die vom vorspringenden Abschnitt 35 aufgenommene Längsbelastung etwa gleichmäßig verteilt werden kann.
Da der vorspringende Abschnitt 35 aus einem spitz zulaufenden Element mit einem allgemein kanalartigen Querschnitt geformt ist, der nach hinten offen ist, wird zudem die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß die Menge der Energie, die vom vorspringenden Abschnitt 35 absorbiert wird, durch geeignete Anpassung seines Öffnungsgrads auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann.
Da das oben erwähnte seitliche Tragelement durch die Stoßstangenverstärkung 7 gebildet wird und der vorspringende Abschnitt 35 mit Hilfe der Halterungen 11 vor und unter den vorderen seitlichen Rahmenelementen angeordnet ist, ist es zudem möglich, dem vorspringenden Abschnitt 35 mit einer einfachen Konstruktion ausreichend Festigkeit zu verleihen.
17-20 zeigen den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform besteht ein vorspringender Abschnitt 36 aus einem spitz zulaufenden Element, das einen U-förmigen Querschnitt aufweist, dessen offene Seite nach hinten gerichtet ist, und die Stärke des vorspringenden Abschnitts 36 ist in der Längsrichtung des Fahrzeugs allmählich von seinen seitlichen Enden 36a zu seinem mittleren Abschnitt 36b hin zunehmend.
Das heißt, die Höhe H3 des vorspringenden Abschnitts 36 an seinen seitlichen Enden 36a, die in 19 gezeigt wird, ist kleiner als die Höhe H4 des mittleren Abschnitts 36b des vorspringenden Abschnitts 36, die in 20 gezeigt wird, so daß die Stärke des vorspringenden Abschnitts 36 in der Längsrichtung des Fahrzeugs an seinen seitlichen Enden 36a kleiner ist als an seinem mittleren Abschnitt 36b. In dieser Ausführungsform entspricht die Breite W4 des vorspringenden Abschnitts 36 an seinen seitlichen Enden 36a der Breite W4 an seinem mittleren Abschnitt 36b.
21 und 22 zeigen Varianten der fünften und sechsten Ausführungsform, die jeweils in 13-16 und 17-20 dargestellt sind. In diesen Varianten weisen die vorspringenden Abschnitte 35 und 36 gewellte Flächen 37 mit abwechselnden Vertiefungen und Wülsten auf, die parallel zur Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie geformt sind.
In diesem Aufbau werden die Vertiefungen und Wülste der gewellten Fläche 37, die, wie in 23 gezeigt, vor dem Aufprall gleichmäßig beabstandet sind, beim Aufprall zusammengefaltet, wie in 24 gezeigt, wo die Vertiefungen und Wülste aufgrund einer (durch die Pfeile x dargestellte) frontalen Stoßbelastung auf der Vorderseite der gewellten Fläche 37 näher zusammen liegen und auf der Rückseite des vorspringenden Abschnitts 35 (36) weiter auseinander liegen. Da diese Verformung der gewellten Fläche 37 sich im Falle eines Zusammenstoßes aufeinanderfolgend durch die Vertiefungen und Wülste in Richtung der Fahrzeugbreite ausbreitet, kann der vorspringende Abschnitt 35 (36) die Stoßenergie, die durch den Zusammenstoß verursacht wird, auf wirkungsvolle Weise absorbieren.
Darüber hinaus tragen die gewellten Flächen 37 auf den vorspringenden Abschnitten 35, 36 dazu bei, die Steifigkeit der vorspringende Abschnitts 35, 36 zu erhöhen. Diese verstärkende Wirkung ist darin vorteilhaft, daß sie selbst dann eine ausreichende Festigkeit gewährleistet, wenn die die vorspringenden Abschnitte 35, 36 verdünnt werden.
25-27 zeigen den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung.
In dieser Ausführungsform ist ein vorspringender Abschnitt 35 so vorgesehen, daß ein vorderes Ende des vorspringenden Abschnitts 35 an einem unteren Abschnitt der vorderen Stoßstange 9 über die Stoßstangenverstärkung 7 hinaus vorspringt, mit abgehängten Hakenplatten 80 vor und unter dem linken und rechten vorderen seitlichen Rahmenelement 5, wobei das linke und rechte Ende des vorspringenden Abschnitts 35 über einen linke und rechte energieabsorbierenden Rohraufbau 81 von den jeweiligen abgehängten Hakenplatten 80 getragen werden.
Die energieabsorbierenden Rohraufbauten 81 absorbieren die Stoßenergie im Falle eines Zusammenstoßes, da sie sich einziehen, wenn der vorspringende Abschnitt 35 nach hinten gepreßt wird. Jeder energieabsorbierende Rohraufbau 81 besteht aus einem vorderen Rohrabschnitt (erster Rohrabschnitt) 82 mit kleinerem Durchmesser, der direkt mit der Rückseite des vorspringenden Abschnitts 35 verbunden ist, und einem hinteren Rohrabschnitt (zweiter Rohrabschnitt) 83 mit größerem Durchmesser, dessen vorderes Ende zum Beispiel durch Schweißen mit einem hinteren Umfangsabschnitt des vorderen Rohrabschnitt 82 befestigt ist. Ein Umfangsabschnitt des hinteren Rohrabschnitts 83 wird dann mit der entsprechenden abgehängten Hakenplatte 80 verbunden.
Wie in 26 gezeigt, weist der vordere Rohrabschnitt 82 an seinem hinteren Ende eine gebogene trichterartige Krümmung 82a auf. Diese Krümmung 82a wird geformt, indem das hintere Ende des vorderen Rohrabschnitts 82 radial zurückgefalzt und mit dem vorderen Ende des hinteren Rohrabschnitts 83 fest verbunden wird. In 25-27 bezeichnet das Bezugszeichen 84 eine Öffnung zum Einhaken und das Bezugszeichen 23 einen rechteckigen Rahmen.
Wenn dem oben beschriebenen Aufbau dieser Ausführungsform gemäß im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger eine Stoßbelastung einen bestimmten Wert erreicht, verformt sich der vordere Rohrabschnitt 82 jedes energieabsorbierenden Rohraufbaus 81 und wird in den hinteren Rohrabschnitt 83 hineingedrückt, wie in 27 gezeigt, wodurch die Stoßenergie bei einer konstanten Eingangslast absorbiert wird.
Da der vorspringende Abschnitt 35 von den abgehängten Hakenplatten 80 getragen wird, die steife Elemente sind, weist diese Ausführungsform die vorteilhafte Wirkung auf, daß es möglich ist, eine ausreichende Steifigkeit zum Tragen des vorspringenden Abschnitts 35 zu erhalten.
Da der vorspringende Abschnitt 35 zudem von den energieabsorbierenden Rohraufbauten 81 gestützt wird, deren Einzugsbewegung dazu dient, die Stoßenergie zu absorbieren, liegt die vorteilhafte Wirkung vor, daß die Stoßenergie im Falle eines Zusammenstoßes auf wirkungsvolle Weise zwischen dem vorspringenden Abschnitt 35 und den abgehängten Hakenplatten 80 absorbiert werden kann, und daß der energieabsorbierende Rohraufbau 81 sicher von den abgehängten Hakenplatten 80 getragen werden kann.
Zudem wird der vordere Rohrabschnitt 82 (erster Rohrabschnitt) jedes energieabsorbierenden Rohraufbaus 81, der auf der Rückseite jedes vorspringenden Abschnitts 35 vorgesehen ist, im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger nach hinten in den hinteren Rohrabschnitt 83 (zweiter Rohrabschnitt) hineingedrückt, während die Stoßenergie absorbiert wird. Wenn diese Situation auftritt, wird der vordere Rohrabschnitt 82 eingezogen, während der vorgeschriebene Verbindungszustand zwischen dem hinteren Umfangsabschnitt des vorderen Rohrabschnitts 82 und dem vorderen Ende des hinteren Rohrabschnitts 83 aufrechterhalten wird.
Daher weist der Aufbau dieser Ausführungsform die vorteilhafte Wirkung auf, daß er während des Hubs (Rückwärtsbewegung) des vorspringenden Abschnitts 35 die Stoßenergie bei einer konstanten Eingangsbelastung absorbieren kann.
Da der Ausbau dieser Ausführungsform ansonsten im wesentlichen die gleiche Arbeitsweise und die gleichen Vorteile aufweist wie die vorherigen Ausführungsformen, wird ihre ausführliche Beschreibung hier ausgelassen.
28 zeigt ein anderes Beispiel für energieabsorbierende Rohraufbauten 81, die zwischen dem vorspringenden Abschnitt 35 und den abgehängten Hakenplatten 80 vorgesehen sind, wobei eine Befestigung 85 an einem vorderen Ende des vorderen Rohrabschnitts 82 jedes energieabsorbierenden Rohraufbaus 81 angebracht ist.
Das heißt, die Befestigung 85 weist einen lastübertragenden Abschnitt 85a auf, dessen Außendurchmesser dem des vorderen Rohrabschnitt 82 entspricht, und einen Befestigungsabschnitt 85b, der vom lastübertragenden Abschnitt 85a aus nach vorne verläuft und dessen Außendurchmesser kleiner ist als der des vorderen Rohrabschnitts 82. Die Befestigung 85 ist an ihrem Befestigungsabschnitt 85b am Boden einer kanalartigen Öffnung des vorspringenden Abschnitts 35 oder an seiner Rückseite angebracht.
Wenn die energieabsorbierenden Rohraufbauten 81 wie oben beschrieben aufgebaut sind, wird die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß die Verformung der kanalartigen Öffnung des vorspringenden Abschnitts 35 in keine Weise behindert wird. Da der Aufbau dieser Variante der achten Ausführungsform ansonsten im wesentlichen die gleiche Arbeitsweise und die gleichen Vorteile aufweist wie die vorherigen Ausführungsformen, wird deren ausführliche Beschreibung hier ausgelassen.
29 und 30 zeigen einen Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einer achten Ausführungsform der Erfindung.
In dieser Ausführungsform ist statt des obigen vorspringenden Abschnitts 35 ein vorspringender Abschnitt 86 vorgesehen, der aus Kunstharz besteht. Der vorspringende Abschnitt 86 ist etwa in einer horizontalen Lage vor und unter den vorderen seitlichen Rahmenelementen 5 mit Hilfe von abgehängten Hakenplatten 80 so installiert, daß ein vorderes Ende des vorspringenden Abschnitts 86 an einem unteren Abschnitt der vorderen Stoßstange über die Stoßstangenverstärkung 7 hinaus nach vorne vorspringt.
Der vorspringende Abschnitt 86 ist aus einem Kunstharz wie Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) in der in 30 gezeigten Form hergestellt.
Das heißt, der vorspringende Abschnitt 86 besteht aus einem linken, rechten, vorderen und hinteren Rahmenelement 87-90, die zusammen einen rechteckigen Rahmen formen, Rippen 91, die in der Richtung der Fahrzeugbreite zwischen dem rechten und linken Rahmenelement 87, 88 verlaufen und in bestimmten Abständen in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind, einer Rippe 92, die in der Mitte der Breite des vorspringenden Abschnitts 86 in der Längsrichtung verläuft, Rippen 93, 94, die im Inneren des rechteckigen Rahmens (Rahmenelemente 87-90) in schrägen Richtungen verlaufen, und Befestigungslaschen 95, die vom oberen hinteren Endabschnitt des linken und rechten seitlichen Rahmenelements 87, 88 aus nach oben vorspringen. Diese Elemente des vorspringenden Abschnitts 86 sind zu einer einzigen Kunstharzstruktur (Wabenstruktur) geformt, die in der Draufsicht als Ganzes eine allgemein fächerartige Form aufweist. Diese Kunstharzstruktur ist so aufgebaut, daß sie die gewünschte Belastungseigenschaften erhält, indem die Dicke der Rahmenelemente 87-90 und die Abstände und Richtungen der Rippen 91-94 auf geeignete Weise gewählt werden.
Der so aufgebaute vorspringende Abschnitt 86 aus Kunstharz wird installiert, indem die Befestigungslaschen 95 mit Befestigungsteilen 96 wie z.B. Bolzen und Muttern an den abgehängten Hakenplatten 80 befestigt werden.
Da dieser vorspringende Abschnitt 86 die zentrale Längsrippe 92 aufweist und so geformt ist, daß er in der Draufsicht eine allgemein fächerartige Form hat, nimmt die mechanische Festigkeit des vorspringende Abschnitts 86 von seinem linken und rechten Ende zu seinem mittleren Abschnitt hin in der Längsrichtung des Fahrzeugs allmählich zu.
Die Arbeitsweise des obigen Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbaus der vorliegenden Ausführungsform wird nun beschrieben.
Eine Stoßbelastung, die im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger von vorne auf die Kunstharz-Stoßstangenfläche 3 ausgeübt wird, wird vom vorspringenden Abschnitt 86 aufgenommen, der über die abgehängten Hakenplatten 80 von den vorderen seitlichen Rahmenelementen 5 getragen wird.
Dadurch wird im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger der Fußgänger vom vorspringenden Abschnitt 86 an Bereichen seiner Beine weggefegt, die tiefer als das Knie sind. Nachdem die Stoßenergie, die auf die Bereichbereiche des zum Fahrzeug hin fallenden Fußgängers ausgeübt wurde, vom vorspringenden Abschnitt 86 absorbiert wurde, wird der Fußgänger auf die Haube 1 geworfen, wodurch der Fußgänger geschützt ist.
Da der vorspringende Abschnitt 86 zudem so aufgebaut ist, daß seine mechanische Festigkeit in der Längsrichtung des Fahrzeugs von seinem linken und rechten Ende zu seinem mittleren Abschnitt hin zunimmt, weist der Aufbau dieser Ausführungsform die vorteilhafte Wirkung auf, daß der vorspringende Abschnitt 86 im Falle eines Zusammenstoßes etwa das gleiche frontale Lastniveau aufnimmt, gleich, welcher Abschnitt des vorspringenden Abschnitts 86 entlang seiner Länge (entlang der Fahrzeugbreite) den Fußgänger trifft. Ein weiterer Vorteil der Verwendung dieses Aufbaus ist darüber hinaus, daß der vorspringende Abschnitt 86 sich im Falle eines Zusammenstoßes auf der ganzen Länge des vorspringenden Abschnitts 86 im wesentlichen an jedem Abschnitt im gleichen Maße verformen kann.
In dieser Ausführungsform sind in jeder Befestigungslasche 95 zwei Befestigungslöcher zum Anbringen des vorspringenden Abschnitts 86 an die abgehängten Hakenplatten 80 vorgesehen. Von diesen zwei Befestigungslöchern kann das vordere Befestigungslöcher die Form eines vertikal verlaufenden Schlitzes aufweisen, so daß der vorspringende Abschnitt 86 nach oben verschoben werden kann, wenn er mit der Straßenfläche oder mit einem Hindernis auf der Straßenfläche in Kontakt kommt (oder zusammenstößt). Dies kann helfen, Bruch und sonstige Schäden am vorspringenden Abschnitt 86 zu vermeiden und verleiht einen Vorteil hinsichtlich des Annäherungswinkels.
31 zeigt den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einem Bezugsbeispiel. In diesem Beispiel ist eine Stoßstangenfläche 3 aus Kunstharz vorgesehen, und ein Energieabsorber 40A, der mit der Stoßstangenfläche 3 auf ihrer Rückseite zusammengebaut ist, um zusammen einen einzigen Aufbau zu ergeben. Dieser Energieabsorber 40A ist an einer Position angeordnet, die der Kniehöhe eines Fußgängers vor der Stoßstangenverstärkung 7 (seitliches Tragelement) entspricht.
In einer vorderen Stoßstange 9 mit der Stoßstangenfläche 3, der Stoßstangenverstärkung 7 und dem Energieabsorber 40A verläuft ein unterbeinstützender Abschnitt 41A in der Richtung der Fahrzeugbreite und ist mit der Stoßstangenfläche 3 an einem unteren Abschnitt ihrer Rückseite fest verbunden, und ein hinterer Abschnitt des unterbeinstützenden Abschnitts 41A wird vom vorderen Querträger 10 getragen, der ein spezifisches Beispiel für ein Strukturelement der Fahrzeugkarosserie ist. Der Energieabsorber 40A und der unterbeinstützende Abschnitt 41A sind auf der ganzen Länge der vorderen Stoßstange 9 (d.h. entlang der Fahrzeugbreite) mit der Stoßstangenfläche 3 verbunden.
In einer Variante dieses Beispiels kann der rechteckige Rahmen, der in 7 gezeigt wird, statt des vorderen Querträgers 10 als Strukturelement der Fahrzeugkarosserie verwendet werden. In einem Fahrzeug, das nicht mit dem vorderen Querträger 10 versehen ist, können als Strukturelement der Fahrzeugkarosserie auch Streben (nicht gezeigt) verwendet werden, die von den vorderen seitlichen Rahmenelementen 5 oder von der Stoßstangenverstärkung 7 aus nach unten verlaufen.
Hier ist ein Spalt g zwischen einer Rückseite des Energieabsorbers 40A und einer Vorderseite der Stoßstangenverstärkung 7 geformt, wie in 31 gezeigt.
Wenn die Stoßstangenfläche 3 aufgrund eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger nach hinten verschoben wird, wird der Spalt g auf Null gesetzt, und ein vorderes Ende des unterbeinstützenden Abschnitts 41A ragt weiter nach vorne vor als das des Energieabsorbers 40A. Das heißt, obwohl das vordere Ende des unterbeinstützenden Abschnitts 41A unter Normalbedingungen weiter hinten angeordnet ist als das des Energieabsorbers 40A, ragt das vordere Ende des unterbeinstützenden Abschnitts 41A weiter nach vorne vor als das des Energieabsorbers 40A, wenn die Stoßstangenfläche 3 im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger nach hinten verschoben wird und der Spalt g auf Null gesetzt wird.
Ein spezifisches Beispiel für den Aufbau des Energieabsorbers 40A von 31 wird in 32 und 33 gezeigt. Der Energieabsorber 40A besteht aus demselben Kunstharzmaterial wie die Stoßstangenfläche 3, z.B. Polypropylen (PP), und ist so aufgebaut, daß er entlang eines oberen Abschnitts der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 vor der Stoßstangenverstärkung 7 in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft.
Wie in 32 und 33 gezeigt, besteht der Energieabsorber 40A aus einem Hauptbauteil 42, das in einer aufrechten Stellung in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, einer Vielzahl von horizontalen vorderen Rippen 43 und vertikalen vorderen Rippen 44, die von einer Vorderseite des Hauptbauteils 42 aus nach vorne verlaufen, und einer Vielzahl von horizontalen hinteren Rippen 45 und vertikalen hinteren Rippen 46, die von einer Rückseite des Hauptbauteils 42 aus nach hinten verlaufen.
Ferner ist die Steifigkeit des Energieabsorbers 40A an den Wurzelabschnitten der horizontalen vorderen Rippen 43 kleiner als die des Energieabsorbers 40A an den Wurzelabschnitten der horizontalen hinteren Rippen 45.
Das heißt, die Dicke der horizontalen vorderen Rippen 43 ist kleiner als die der horizontalen hinteren Rippen 45, und der Abstand zwischen mindestens den horizontalen vorderen Rippen 43 ist größer als der zwischen den horizontalen hinteren Rippen 45.
Darüber hinaus, daß der Abstand der horizontalen vorderen Rippen 43 und der horizontalen hinteren Rippen 45 auf die oben erwähnte Weise eingestellt ist, kann auch der Abstand zwischen der vertikalen vorderen Rippen 44 größer sein als der zwischen den vertikalen hinteren Rippen 46.
Der so aufgebaute Energieabsorber 40A wird zum Beispiel durch Heißklebung mit einem bestimmten Abschnitt der Stoßstangenfläche 3 fest verbunden.
Im Fall eines Zusammenstoßes werden die vorderen Rippen 43, 44 des Energieabsorbers 40A in einem Bereich d, der in 32 gezeigt wird, bei einer relativ geringen Stoßbelastung zusammengefaltet, und dann werden die hinteren Rippen 45, 46 in einem Bereich e bei einer größeren Stoßbelastung zusammengefaltet. Daher weist der Energieabsorber 40A allgemein abgestufte Belastungseigenschaften „f" (zweistufige Energieabsorptionseigenschaften) auf, wie in 34 veranschaulicht. Insgesamt wird die Energiemenge, die vom Energieabsorber 40A absorbiert wird, im Vergleich zu den obigen Ausführungsformen mit den Belastungseigenschaften „b" erhöht.
Ein spezifisches Beispiel für den Aufbau des unterbeinstützenden Abschnitt 41A von 31 wird Bezug nehmend auf 35-37 beschrieben. Der unterbeinstützende Abschnitt 41A besteht aus demselben Kunstharzmaterial wie die Stoßstangenfläche 3, z.B. Polypropylen (PP), und ist so aufgebaut, daß er entlang eines unteren Abschnitts der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft.
Der unterbeinstützende Abschnitt 41A umfaßt eine allgemein aufrechte vordere Leiste 47, eine aufrechte hintere Leiste 48, eine horizontale Hauptversteifungsplatte 49, die zwischen der vorderen Leiste 47 und der hinteren Leiste 48 in der Längsrichtung des Fahrzeugs verläuft. Diese Elemente bilden zusammen ein Hauptbauteil 50, das einen allgemein H-förmigen Querschnitt aufweist. Ferner sind auf einer Oberseite der Hauptversteifungsplatte 49 eine Vielzahl von oberen Rippen 51 geformt, die in der Längsrichtung verlaufen, und eine obere Rippe 52, die in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, während auf einer Unterseite der Hauptversteifungsplatte 49 eine Vielzahl von unteren Rippen 53 geformt sind, die in der Längsrichtung verlaufen, und eine untere Rippe 54, die in der Richtung der Fahrzeugbreite verläuft.
Die Abstände zwischen der vorderen Leiste 47, der oberen Rippe 52 und der hinteren Leiste 48 in der Längsrichtung des Fahrzeugs und die Abstände zwischen den oberen Rippen 51 in Richtung der Fahrzeugbreite sind auf der Oberseite der Hauptversteifungsplatte 49 eher groß, während die Abstände zwischen der vorderen Leiste 47, der unteren Rippe 54 und der hinteren Leiste 48 in der Längsrichtung des Fahrzeugs und die Abstände zwischen den unteren Rippen 53 in Richtung der Fahrzeugbreite auf der Unterseite der Hauptversteifungsplatte 49 kleiner sind.
In diesem Aufbau ist eine Aussparung C1 (oder ein Ausschnitt) als Grenzraum zwischen einem hinteren Ende jeder vorderen oberen Rippe 51 und einer Vorderseite der oberen Rippe 52 geformt. Es ist auch eine Aussparung C2 (oder ein Ausschnitt) als Grenzraum zwischen einem hinteren Ende jeder unteren Rippe 53 und einer Vorderseite der hinteren Leiste 48 geformt. Diese Aussparungen C1, C2 erlauben im Falle eines Zusammenstoßes die Durchbiegung des unterbeinstützenden Abschnitts 41A. Das heißt, wenn die Stoßbelastung auf den unterbeinstützenden Abschnitt 41A ausgeübt wird, wird sein vorderes Ende zusammen mit der Stoßstangenfläche 3 hochgehoben.
Der so aufgebaute unterbeinstützende Abschnitt 41A ist zum Beispiel durch Heißklebung mit einem spezifischen Abschnitt der Stoßstangenfläche 3 fest verbunden.
38 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften „a" des unterbeinstützenden Abschnitts 41A, wobei die Horizontalachse die Menge der Verformung (oder der Zusammenfaltung) darstellt, während die Vertikalachse die Belastung (dynamische Faltlast) darstellt. Die Belastungseigenschaften „a" des unterbeinstützenden Abschnitts 41A sind so gewählt, daß die (in Newton ausgedrückte) Eingangslast zuerst vom Nullpunkt bis zu einem spezifischen Lastniveau c proportional zur Verformungsmenge schnell zunimmt und dann, nachdem der unterbeinstützende Abschnitt 41A begonnen hat, sich plastisch zu verformen, wenn die Eingangslast das Lastniveau c erreicht hat, nimmt die Verformungsmenge bei etwa konstanter Belastungsmenge zu.
Zudem kann das Lastniveau c der obigen Belastungseigenschaften „a" leicht an das gewünschte Niveau angepaßt werden, wie durch die Strichpunktlinie in 38 angezeigt, indem die Dicke und die Abstände der einzelnen Rippen 51-54 verändert werden.
Überdies ist die Steifigkeit des unterbeinstützenden Abschnitts 41A, der in 35-37 dargestellt ist, kleiner als die des Energieabsorbers 40A. In diesen Zeichnungen bezeichnet „FR" die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs.
Die Arbeitsweise des obigen Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbaus der vorliegenden Ausführungsform wird nun beschrieben.
Da eine Stoßbelastung, die in 31 durch einen Pfeil x dargestellt ist, im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger auf die vordere Stoßstange 9 ausgeübt wird, wird die Stoßstangenfläche 3 aus Kunstharz zuerst nach hinten verschoben, und der in 31 gezeigte Spalt g wird auf Null gesetzt, wodurch das vordere Ende des unterbeinstützenden Abschnitt 41A weiter nach vorne vorspringt.
Dadurch fegt der unterbeinstützende Abschnitt 41A den Fußgänger an Bereichen seiner Beine weg, die tiefer als das Knie sind, und in Querrichtung verlaufende Energieabsorber 40A absorbiert die Stoßenergie, die auf die Beinbereiche des zum Fahrzeug hin fallenden Fußgängers ausgeübt wird, in zwei Einzelschritten, wie in 34 gezeigt. Dann wird der Fußgänger auf die Haube 1 geworfen, so daß der Fußgänger geschützt ist.
Dem in 31-38 gezeigten Bezugsbeispiel entsprechend ist die vordere Stoßstange 9 in Verbindung mit der Stoßstangenfläche 3, der Stoßstangenverstärkung 7 (seitliches Tragelement), die hinter der Stoßstangenfläche 3 angeordnet ist, und dem unterbeinstützenden Abschnitt 41A vorgesehen, der an einem unteren Abschnitt der vorderen Stoßstange 9 in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, wobei der hintere Abschnitt des unterbeinstützenden Abschnitts 41A wie oben gezeigt vom vorderen Querträger 10 getragen wird (der ein Strukturelement der Fahrzeugkarosserie ist). Da das vordere Ende des unterbeinstützenden Abschnitts 41A weiter nach vorne vorspringt als die Stoßstangenverstärkung 7 (seitliches Tragelement), wenn die Stoßstangenfläche 3 nach hinten verschoben wird, weist der Aufbau dieses Beispiels die folgenden vorteilhaften Wirkungen auf.
Das heißt, da die Stoßstangenfläche 3 im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger zuerst nach hinten verschoben wird, ragt das vordere Ende des unterbeinstützenden Abschnitts 41A weiter nach vorne vor als die Stoßstangenverstärkung 7 (seitliches Tragelement), und der unterbeinstützende Abschnitt 41A, dessen hinterer Abschnitt vom vorderen Querträger 10 (Strukturelement der Fahrzeugkarosserie) getragen wird, nimmt eine frontale Stoßbelastung auf, die in Richtung des Pfeils x in 31 ausgeübt wird. Dadurch wird der Fußgänger beim Zusammenstoß vom unterbeinstützenden Abschnitt 41A an Bereichen seiner Beine weggefegt, die tiefer sind als das Knie, so daß der zum Fahrzeug hin fallende Fußgänger auf zuverlässige Weise auf die Haube 1 geworfen wird. Es wird die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß der Fußgänger vor Sekundärschäden geschützt ist.
Das vorliegende Beispiel ist auch darin vorteilhaft, daß es möglich ist, durch geeignete Wahl der Festigkeit (oder der Belastungseigenschaften) des unterbeinstützenden Abschnitts 41A für eine erhöhte Beinsicherheit des Fußgängers zu sorgen, den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau zu vereinfachen und das Auftreten von Fehlfunktionen zu vermeiden. Darüber hinaus ist das Design der vorderen Stoßstange 9 keinen Beschränkungen unterworfen, so daß ihre Montage vereinfacht werden kann.
Da das obige seitliche Tragelement durch die Stoßstangenverstärkung 7 gebildet wird, ist es zudem möglich, das bereits vorhandene Element effektiv zu nutzen, wodurch die Notwendigkeit der Bereitstellung eines zusätzlichen, in Richtung der Fahrzeugbreite verlaufenden Elements entfällt.
Da die Steifigkeit des unterbeinstützenden Abschnitts 41A (38) größer ist als die des Energieabsorbers 40A (34), der vor der Stoßstangenverstärkung 7 (seitliches Tragelement) vorgesehen ist, werden die vorteilhaften Wirkungen erreicht, daß es möglich ist, den Fußgänger auf zuverlässige Weise an seinen Unterbeinen wegzufegen, und der Energieabsorber 40A kann die Stoßenergie, die auf die Unterbeine des zum Fahrzeug hin geworfenen Fußgängers ausgeübt wird, wirkungsvoll absorbieren.
Da der obige Energieabsorber 40A zudem aus dem Hauptbauteil 42 und den Rippen 43-46 geformt ist und mit der Stoßstangenfläche 3 verbunden ist, um mit dieser zusammen einen einzigen Aufbau zu ergeben, wird die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß es möglich ist, die absorbierte Energiemenge zu erhöhen und die absorbierte Energiemenge leichter anzupassen, indem die Dicke und die Abstände der einzelnen Rippen 43-46 auf geeignete Weise gewählt wird.
Da der Spalt g mit bestimmtem Abstand zwischen den energieabsorbierenden Rippen 45, 46 des Energieabsorbers 40A und der Stoßstangenverstärkung 7 angeordnet ist, ist der unterbeinstützende Abschnitt 41A in der Lage, weiter vorzuspringen, wenn die Stoßstangenfläche 3 im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger nach hinten verschoben wird. Dadurch wird die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß der unterbeinstützende Abschnitt 41A den Fußgänger auf zuverlässige Weise an seinen Unterbeinen wegfegen kann.
Da der obige unterbeinstützende Abschnitt 41A überdies die Rippen 51-54 aufweist und die Abstände zwischen den oberen Rippen 51, 52 relativ groß sind, während die Abstände zwischen den Rippen 53, 54 kleiner sind, erlaubt dies die Durchbiegung des unterbeinstützenden Abschnitts 41A und einen größeren Annäherungswinkel, wenn eine Last von der Straßenfläche ausgeübt wird. Es ist hervorzuheben, daß die Durchbiegung des unterbeinstützenden Abschnitts 41A behindert würde, wenn die Abstände zwischen den oberen Rippen 51, 52 und den unteren Rippen 53, 54 beide klein wären.
Da der Energieabsorber 40A mit den vorderen Rippen 43, 44 und den hinteren Rippen 45, 46 versehen ist, und das Elastizitätsmodul der vorderen Rippen 43, 44 auf einen kleinen Wert eingestellt ist, während das der hinteren Rippen 45, 46 auf einen großen Wert eingestellt ist, wird die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß die Stoßenergie, die auf die Unterbeine des Fußgängers ausgeübt wird, anfangs vermindert wird und später eine ausreichende Energiemenge absorbiert wird.
Das heißt, da mit dem Aufbau dieser Ausführungsform abgestufte energieabsorbierende Eigenschaften „f" (34) erhalten werden, wird die absorbierte Energiemenge insgesamt erhöht. Das Vorhandensein der Rippen 43-46, 51-54 dient auch dazu, die Einstellung der absorbierten Energiemenge zu vereinfachen.
Da ferner die Dicke der vorderen Rippen 43, 44 des Energieabsorbers 40A relativ klein ist und die der hinteren Rippen 45, 46 größer ist, wird die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß der Energieabsorber 40A anfangs die Stoßenergie beim Zusammenstoß verringern kann, um schließlich eine ausreichende Energiemenge zu absorbieren.
Da zudem die Abstände zwischen den vorderen Rippen 43, 44 des Energieabsorbers 40A relativ groß sind und die Abstände zwischen den hinteren Rippen 45, 46 kleiner sind, wird die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß der Energieabsorber 40A anfangs die Stoßenergie beim Zusammenstoß verringern kann, um schließlich eine ausreichende Energiemenge zu absorbieren.
39 und 40 zeigen einen Energieabsorber 40B (energieabsorbierende Rippen) in einer Variante des Bezugsbeispiels, wobei der Energieabsorber 40B zum Beispiel durch Heißklebung so mit der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 fest verbunden ist, daß der Energieabsorber 40B der Stoßstangenverstärkung 7 gegenüber angeordnet ist.
Dieser Energieabsorber 40B ist aus demselben Kunstharzmaterial wie die Stoßstangenfläche 3 hergestellt, wie z.B. Polypropylen (PP), und ist so aufgebaut, daß er entlang der Stoßstangenfläche 3 vor der Stoßstangenverstärkung 7 in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft.
Wie in 39 und 40 gezeigt, besteht der Energieabsorber 40B aus einem Hauptbauteil 55, das in einer aufrechten Stellung in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, einer Vielzahl von horizontalen vorderen Rippen 56 und vertikalen vorderen Rippen 57, die von einer Vorderseite des Hauptbauteils 55 nach vorne verlaufen, und einer Vielzahl von horizontalen hinteren Rippen 58 und vertikalen hinteren Rippen 59, die von einer Rückseite des Hauptbauteils 55 nach hinten verlaufen.
In diesem Energieabsorber 40B verjüngen sich die nach vorne verlaufenden horizontalen vorderen Rippen 56 so, daß sie von ihren hinteren Wurzelabschnitten zu ihren vorderen Enden hin schmaler werden.
Ferner ist der Energieabsorber 40B so aufgebaut, daß die Energiemenge, die von den horizontalen vorderen Rippen 56 absorbiert wird, im Vergleich zur Energiemenge, die von den horizontalen hinteren Rippen 58 absorbiert wird, relativ klein ist.
Das heißt, die Dicke (Querschnittsfläche) der horizontalen vorderen Rippen 56 ist kleiner als die der horizontalen hinteren Rippen 58, und der Abstand zwischen den vertikalen vorderen Rippen 57 ist größer als der zwischen den vertikalen hinteren Rippen 59.
Der so aufgebaute Energieabsorber 40B ist zum Beispiel durch Heißklebung mit einem bestimmten Abschnitt der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 fest verbunden.
Im Falle eines Zusammenstoßes werden die vorderen Rippen 56, 57 des Energieabsorbers 40B in einem Bereich m, der in 39 gezeigt wird, bei einer relativ kleinen Stoßbelastung zusammengefaltet, und dann werden die hinteren Rippen 58, 59 in einem Bereich n bei einer größeren Belastung zusammengefaltet. Dadurch weist der Energieabsorber 40B allgemein abgestufte Belastungseigenschaften „h" (zweistufige energieabsorbierende Eigenschaften) auf, wie in 41 gezeigt. Insgesamt ist die Energiemenge, die vom Energieabsorber 40B absorbiert wird, im Vergleich zu den obigen Ausführungsformen mit den Belastungseigenschaften „b" höher.
41 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften „h" des Energieabsorbers 40B, wobei die Horizontalachse die Menge der Verformung (oder Zusammenfaltung) darstellt, während die Vertikalachse die Belastung (dynamische Faltlast) darstellt.
Der Energieabsorber 40B von 39-41 weist im wesentlichen die gleiche Arbeitsweise und die gleichen Vorteile auf wie die vorherigen Ausführungsformen.
42-44 zeigen einen Energieabsorber 40C (energieabsorbierende Rippen) in einer anderen Variante des Bezugsbeispiels, wobei der Energieabsorber 40C zum Beispiel durch Heißklebung so mit der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 fest verbunden ist, daß der Energieabsorber 40C der Stoßstangenverstärkung 7 gegenüber angeordnet ist.
Dieser Energieabsorber 40C ist aus demselben Kunstharzmaterial wie die Stoßstangenfläche 3 hergestellt, wie z.B. Polypropylen (PP), und ist so aufgebaut, daß er entlang der Stoßstangenfläche 3 vor der Stoßstangenverstärkung 7 in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft.
Wie in 42-44 gezeigt, besteht der Energieabsorber 40C aus einem Hauptbauteil 60, das in einer aufrechten Stellung in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, einer Vielzahl von horizontalen Rippen 61-64, die von einer Vorderseite des Hauptbauteils 60 auf abgestufte Weise nach vorne verlaufen, und einer Vielzahl von vertikalen Rippen 65-67, die die mehrfachen horizontalen Rippen 61-64 vertikal miteinander verbinden.
In diesem Energieabsorber 40C wirken die Rippen 61, 62 und 65 als vordere Rippen, die Rippen 63 und 66 wirken als mittlere Rippen, die Rippen 64 und 67 wirken als hintere Rippen. Im Falle eines Zusammenstoßes wird der Energieabsorber 40C (energieabsorbierende Rippen) bei einer relativ kleinen Stoßbelastung in einem Bereich r zusammengefaltet, der in 42 gezeigt wird, bei einer mittleren Stoßbelastung in einem Bereich s von 42 zusammengefaltet, und dann bei einer hohen Stoßbelastung in einem Bereich t von 42 zusammengefaltet. Dadurch weist der Energieabsorber 40C allgemein abgestufte Belastungseigenschaften „j" (dreistufige energieabsorbierende Eigenschaften) auf, wie in 45 gezeigt. Insgesamt ist die Energiemenge, die vom Energieabsorber 40C absorbiert wird, im Vergleich zu den obigen Ausführungsformen mit den Belastungseigenschaften „b" höher.
45 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften „j" des Energieabsorbers 40C, wobei die Horizontalachse die Menge der Verformung (oder Zusammenfaltung) darstellt, während die Vertikalachse die Belastung (dynamische Faltlast) darstellt.
Der so aufgebaute Energieabsorber 40C ist zum Beispiel durch Heißklebung mit einem bestimmten Abschnitt der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 fest verbunden.
Der Energieabsorber 40C von 42-45 weist im wesentlichen die gleiche Arbeitsweise und die gleichen Vorteile auf wie die vorherigen Ausführungsformen.
46-48 zeigen einen unterbeinstützenden Abschnitt 41B in einer weiteren Variante des Bezugsbeispiels, der vom vorderen Querträger 10 getragen wird, der ein Strukturelement der Fahrzeugkarosserie ist, wobei Elemente, die denen entsprechen, die in 35-37 gezeigt werden, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden.
Obwohl auch der unterbeinstützende Abschnitt 41B dieser Variante des Bezugsbeispiels eine Vielzahl von Rippen 51-54 aufweist, wie der Energieabsorber 40A von 35-37, ist die Dicke der oberen Rippe 52 kleiner, und die der unteren Rippe 54 ist größer.
Da der unterbeinstützende Abschnitt 41B dieser Variante, die in 46-48 gezeigt wird, aus einer Vielzahl von Rippen 51-54 geformt ist, und die Dicke der oberen Rippe 52 kleiner und die der unteren Rippe 54 größer ist, erlaubt dies die Durchbiegung des unterbeinstützenden Abschnitts 41B und ermöglicht einen höheren Annäherungswinkel, wenn eine Last von der Straßenfläche aus ausgeübt wird.
Es ist hervorzuheben, daß die Durchbiegung des unterbeinstützenden Abschnitt 41B behindert würde, wenn die Dicke der oberen Rippe 52 und die der unteren Rippe 54 beide groß wären. Der unterbeinstützende Abschnitt 41B von 46-48 weist ansonsten im wesentlichen die gleiche Arbeitsweise und die gleichen Vorteile wie vorherigen Ausführungsformen auf.
49-51 zeigen einen unterbeinstützenden Abschnitt 41C, dessen hinterer Abschnitt vom vorderen Querträger 10 getragen wird, der ein Strukturelement der Fahrzeugkarosserie ist, im einer weiteren Variante des Bezugsbeispiels, wobei Elemente, die den in 35-37 gezeigten entsprechen, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden.
Der unterbeinstützende Abschnitt 41C von 49-51 weist ein Hauptbauteil 50 auf, das aus einer vorderen Leiste 47, einer hinteren Leiste 48 und einer horizontalen Hauptversteifungsplatte 49 geformt ist, die zusammen einen allgemein H-förmigen Querschnitt ergeben, wie der unterbeinstützende Abschnitt 41A von 35-37. Eine Vielzahl von oberen Rippen 68-70, die parallel zur Längsrichtung des Fahrzeugs geformt sind, und oberen Rippen 71, 72, die parallel zur Richtung der Fahrzeugbreite geformt sind, verlaufen von einer Oberseite der Hauptversteifungsplatte 49 des Hauptbauteils 50 nach oben, während eine Vielzahl von unteren Rippen 73-76, die parallel zur Längsrichtung des Fahrzeugs geformt sind, und unteren Rippen 77-79, die parallel zur Richtung der Fahrzeugbreite geformt sind, von einer Unterseite der Hauptversteifungsplatte 49 des Hauptbauteils 50 nach unten verlaufen.
Die Abstände zwischen der vorderen Leiste 47, den oberen Rippen 71, 72 und der hinteren Leiste 48 in der Längsrichtung des Fahrzeugs und die Abstände zwischen den oberen Rippen 68-70 in Richtung der Fahrzeugbreite sind auf der Oberseite der Hauptversteifungsplatte 49 eher groß, während die Abstände zwischen der vorderen Leiste 47, den unteren Rippen 77-79 und der hinteren Leiste 48 in der Längsrichtung des Fahrzeugs und die Abstände zwischen den unteren Rippen 73-76 in Richtung der Fahrzeugbreite auf der Unterseite der Hauptversteifungsplatte 49 kleiner sind.
In diesem unterbeinstützenden Abschnitt 41C ist die Höhe der oberen Rippen 68, 70 so gewählt, daß sie allgemein mit den oberen Enden der oberen Rippen 71, 72 bündig ist, und die Höhe der oberen Rippen 69, die in der Mitte der Längsabmessung des unterbeinstützenden Abschnitts 41C angeordnet sind, ist (in dieser Variante des Bezugsbeispiels um die Hälfte) kleiner als die der oberen Rippen 68, 70.
Dementsprechend ist die nach unten vorspringende Höhe der unteren Rippen 73, 76 so gewählt, daß sie allgemein mit den unteren Enden der unteren Rippen 77-79 bündig ist, und die nach unten vorspringende Höhe der unteren Rippen 74, 75, die in der Mitte der Längsabmessung des unterbeinstützenden Abschnitts 41C angeordnet sind, ist (in dieser Variante des Bezugsbeispiels um die Hälfte) kleiner als die der unteren Rippen 73, 76. In diesem Aufbau bilden die obigen Rippen 69, 74, 75 zusammen einen Abschnitt, der die Durchbiegung des unterbeinstützenden Abschnitts 41C erlaubt.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß der unterbeinstützende Abschnitt 41C auch ohne die in 35-37, 46-48 gezeigten Aussparungen C1, C2 im wesentlichen die gleichen Wirkungen wie die unterbeinstützenden Abschnitte 41A und 41B entfaltet, da die Höhe der oberen Rippen 69 und die nach unten vorspringende Höhe der unteren Rippen 74, 75, die in der Mitte der Längsabmessung des unterbeinstützenden Abschnitt 41C angeordnet sind, kleiner sind.
Mit anderen Worten, der unterbeinstützende Abschnitt 41C von 49-51 ist so aufgebaut, daß er seine eigene Durchbiegung zuläßt und einen ausreichenden Annäherungswinkel erlaubt, wenn eine Last von der Straßenfläche aus ausgeübt wird, da die Höhe der oberen Rippen 69 und die nach unten vorspringende Höhe der unteren Rippen 74, 75 kleiner ist.
Der so aufgebaute unterbeinstützende Abschnitt 41C ist zum Beispiel durch Heißklebung mit einem bestimmten Abschnitt der Stoßstangenfläche 3 fest verbunden.
Der unterbeinstützende Abschnitt 41C von 49-51 weist im wesentlichen die gleiche Arbeitsweise und die gleichen Vorteile auf wie die vorherigen Ausführungsformen.
Auch wenn die Energieabsorber 40A, 40B und 40C und die unterbeinstützenden Abschnitte 41A, 41B und 41C der obigen Ausführungsformen alle eine Rippenstruktur verwenden, in der sich zwei Gruppen von parallelen Rippen in rechten Winkeln schneiden, können diese Rippen auch so angeordnet sein, daß sie sich in anderen Winkeln schneiden. In einer Alternative kann statt der Rippenstruktur eine Wabenstruktur verwendet werden. Ein anderer alternativer Ansatz kann darin bestehen, die Rippenstruktur so aufzubauen, daß mindestens ein Teil der Rippen in einem schrägen Winkel geformt ist, damit eine gleichmäßige Lastverteilung erreicht wird.
Ein gewünschte Kombination aus einem Energieabsorber und einem unterbeinstützenden Abschnitt, die mit der Stoßstangenfläche 3 fest verbunden sind, kann aus den Energieabsorbern 40A, 40B, 40C und den unterbeinstützenden Abschnitten 41A, 41B, 41C der obigen Ausführungsformen gewählt werden. Zum Beispiel kann der Energieabsorber 40A mit dem unterbeinstützenden Abschnitt 41C kombiniert werden, oder der Energieabsorber 40B kann je nach Bedarf mit dem unterbeinstützenden Abschnitt 41A kombiniert werden.
Alternativ dazu kann einer der unterbeinstützenden Abschnitte 41A, 41B, 41C mit dem zuvor erwähnten Energieabsorber 8 kombiniert werden.
Ferner kann jeder der Energieabsorber 40A, 40B, 40C und der unterbeinstützenden Abschnitte 41A, 41B, 41C statt durch Heißklebung durch Klebeverbindung oder jedes andere geeignete Verfahren mit der Stoßstangenfläche 3 fest verbunden sein.
In den beigefügten Ansprüchen entspricht der Begriff „Stoßstange" der vorderen Stoßstange 9, auf die in den obigen Ausführungsformen Bezug genommen wird. Dementsprechend entspricht „seitliches Tragelement" der Stoßstangenverstärkung 7, „Tragelement" entspricht dem Tragarm 27, „Dämpfungsvorrichtung" entspricht dem Öldämpfer 33, „Strukturelement der Fahrzeugkarosserie" entspricht dem vorderen Querträger 10, dem rechteckigen Rahmen 23 oder Streben, und „ein Spalt zwischen energieabsorbierenden Rippen und der Stoßstangenverstärkung" entspricht dem Spalt g. Es ist jedoch anzumerken, daß die vorliegende Erfindung sich nicht auf den Aufbau der obigen Ausführungsformen beschränkt.
Zudem müssen die Energieabsorber 40A, 40B, 40C und die unterbeinstützenden Abschnitte 41A, 41B, 41C nicht unbedingt aus Polypropylen (PP) bestehen, sondern können aus einem anderen geeigneten Kunstharzmaterial hergestellt sein.
52 und 53 zeigen den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einem weiteren Bezugsbeispiel. Der Aufbau dieses Beispiels umfaßt einen vorderen Querträger 10, der in Richtung der Breite verläuft und als Strukturelement der Fahrzeugkarosserie dient, und eine Halterung 11 wie zum Beispiel ein kühlertragendes Element 14 ist mit dem vorderen Querträger 10 verbunden.
Eine Vielzahl von hohlen stoßaufnehmenden Elementen 38, die aus Metallplatten wie z.B. Eisenplatten bestehen, sind auf der Vorderseite des vorderen Querträgers 10 installiert. Obwohl in diesem Beispiel drei stoßaufnehmende Elemente 38 vorgesehen sind, wie in 53 gezeigt, kann das zentrale stoßaufnehmende Element 38 in einer Variante des Beispiels entfallen.
Die stoßaufnehmenden Elemente 38 sind so ausgelegt, daß ihre Verformungsfestigkeit geringer ist als die der Stoßstangenverstärkung 7, und eine Vorderseite 38a jedes stoßaufnehmenden Elements 38 ist in der Mitte ihrer Höhe nach hinten ausgekehlt, wodurch eine Vertiefung geformt wird.
Ferner ist eine Stützstange 39 an einem unteren Abschnitt der Rückseite einer Stoßstangenfläche 3 vorgesehen. Diese Stützstange 39 verläuft in Richtung der Fahrzeugbreite und ist mit der Stoßstangenfläche 3 fest verbunden.
In diesem Beispiel wird ein rundes Metallrohr, zum Beispiel aus Eisen bestehend, als Stützstange 39 verwendet. Dieses runde Rohr wird vor dem Einbau verbogen, um ihm eine gekrümmte Form (Krümmung) zu verleihen, die der Stoßstangenfläche 3 korrekt angepaßt ist, und wird in einen unteren zylindrischen ausgebuchteten Abschnitt 3a auf der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 eingebettet, die aus Kunstharz besteht.
Die obigen stoßaufnehmenden Elemente 38 sind so hinter der Stützstange 39 installiert, daß sie einander gegenüberliegend angeordnet sind, mit einem bestimmten Spalt Ga zwischen dem hintersten Abschnitt der Stützstange 39 und den Vorderseiten 38a der stoßaufnehmenden Elemente 38. Die Längspositionen der Stoßstangenverstärkung 7 und der stoßaufnehmenden Elemente 38 sind so gewählt, daß die Stützstange 39 im Falle eines Zusammenstoßes mit den stoßaufnehmenden Elementen 38 vor der Vorderseite der Stoßstangenverstärkung 7 in Kontakt kommt. Diese Anordnung wird verwendet, um einen Stoß zu vermeiden, der verursacht würde, wenn die Stoßstangenfläche 3 direkt gegen die Stoßstangenverstärkung 7 auftrifft, wenn sie nach hinten verschoben wird.
54 ist eine graphische Darstellung der Belastungseigenschaften „a" des Energieabsorbers 8 und der Belastungseigenschaften „b" der stoßaufnehmenden Elemente 38.
Die Belastungseigenschaften „a" des Energieabsorbers 8 sind so gewählt, daß die Eingangslast und die Verformungsmenge proportional zueinander sind. Die Belastungseigenschaften „b" der stoßaufnehmenden Elemente 38 sind zum anderen so gewählt, daß die Eingangslast (in Newton ausgedrückt) zuerst vom Nullpunkt bis zu einem Lastniveau „c" proportional zur Verformungsmenge schnell zunimmt, und dann, nachdem die stoßaufnehmenden Elemente 38 begonnen haben, sich plastisch zu verformen, wenn die Eingangslast das Lastniveau „c" erreicht hat, nimmt die Verformungsmenge bei etwa konstanter Belastung zu. Das Elastizitätsmodul der stoßaufnehmenden Elemente 38 ist auf einen Wert eingestellt, der größer ist als der des Energieabsorbers B.
Die stoßaufnehmenden Elemente 38 entfalten die in 54 gezeigten Belastungseigenschaften „b", nachdem der obige Spalt Ga auf Null gesetzt wurde, wenn die Stützstange 39, die auf der Stoßstangenfläche 3 befestigt ist, im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger nach hinten verschoben wurde und mit den Vorderseiten 38a der stoßaufnehmenden Elemente 38 in Kontakt gekommen ist. Das Lastniveau c der Belastungseigenschaften „b" wird bevorzugt auf einen Wert eingestellt, der 7000 N (Newton) nicht übersteigt, um Verletzungen an den Beinen des Fußgängers zu vermeiden.
Im Aufbau dieses Bezugsbeispiels wird die Belastung im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger in Richtung des Pfeils x ausgeübt, der in 52 gezeigt wird, wodurch die Stützstange 39 zusammen mit der Stoßstangenfläche 3 nach hinten verschoben wird, während sie die Stoßenergie absorbiert, und mit den Vorderseiten 38a der stoßaufnehmenden Elemente 38 in Kontakt kommt.
Da eine Last, die auf die stoßaufnehmenden Elemente 38 ausgeübt wird, gewöhnlich kleiner ist als das in 54 gezeigte Lastniveau c, wird die (durch den Pfeil x dargestellte) Eingangslast an der Stoßstangenfläche 3 von den stoßaufnehmenden Elementen 38 aufgenommen, deren hintere Enden vom vorderen Querträger 10 getragen werden.
Im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger wird der Fußgänger daher durch die Stützstange 39 an Bereichen seiner Beine weggefegt, die tiefer sind als das Knie, und zum Fahrzeug hin fällt. Nachdem die Stoßenergie absorbiert wurde, die auf den Fußgänger ausgeübt wurde, wenn seine Beine mit einem Abschnitt der Stoßstangenfläche 3 in Kontakt kommen, wo der Energieabsorber 8 angeordnet ist, wird der Fußgänger auf die Haube 1 geworfen.
Wenn zum anderen ein Abschnitt der Stoßstangenfläche 3, der mit der Stützstange 39 versehen ist, gegen ein Hindernis auf der Straßenfläche trifft, wird eine Stoßbelastung von unten ausgeübt, wie durch den Pfeil y in 52 angezeigt. In diesem Fall wird die in der Stoßstangenfläche 3 eingebettete Stützstange 39 zusammen mit dem unteren Abschnitt der Stoßstangenfläche 3 nach oben verschoben, und wenn die nach oben gerichtete Stoßbelastung aufgehoben wird, kehrt die Stützstange 39 in ihre Ausgangsposition zurück.
Da der Fußgänger beim Zusammenstoß von der Stützstange 39 an Bereichen seiner Beine weggefegt wird, die tiefer als das Knie sind, und auf die Haube 1 geworfen wird, kann der Fußgänger vor Sekundärschäden geschützt werden.
Der Aufbau dieses Beispiels weist auch die vorteilhafte Wirkung auf, das es möglich ist, die Beine des Fußgängers wirkungsvoll zu schützen, indem die Belastungseigenschaften „b" der stoßaufnehmenden Elemente 38 auf geeignete Weise gewählt werden. Da die Stützstange 39 zudem voll in die Stoßstangenfläche 3 integriert ist, ist die Montage dieser Ausführungsform besonders einfach. Durch den einfachen Aufbau dieses Beispiels wird das Auftreten von Fehlfunktionen vermieden, da es im Unterschied zum vorerwähnten konventionellen Aufbau nicht erforderlich ist, Sensoren und einen Airbag vorzusehen.
Da die Stützstange 39 in diesem Aufbau in der Kunstharz-Stoßstangenfläche 3 eingebettet ist, ist es zudem möglich, die Stützstange 39, die eine funktionelle Komponente im unteren Abschnitt der Stoßstangenfläche 3 ist, auf zuverlässige Weise zurückzuhalten und die Produktivität und die Einfachheit der Montage zu verbessern.
Obwohl im Aufbau des Bezugsbeispiels die Stützstange 39 aus einem runden Eisenrohr in einem unteren Abschnitt der Stoßstangenfläche 3 eingebettet ist, kann eine Stützstange 39a aus einem runden Kunstharzrohr durch Klebeverbindung oder Heißklebung mit einem unteren Abschnitt der Rückseite des Stoßstangenfläche 3 fest verbunden sein, wie in 55 gezeigt. In diesem Bezugsbeispiel können die Stoßstangenfläche 3 und die Stützstange 39a aus thermoplastischen Materialien wie Kunstharz wie z.B. Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polyethylen (PE) bestehen.
Der Aufbau dieses Bezugsbeispiels, bei dem die Stützstange 39a an einem unteren Abschnitt der Stoßstangenfläche 3 aus Kunstharz befestigt ist, vereinfacht den Formungsvorgang im Vergleich zum Bezugsbeispiel, bei dem die Stützstange 39 aus Metall in der Stoßstangenfläche 3 eingebettet ist. Darüber hinaus weist dieses Beispiel die vorteilhafte Wirkung auf, daß die Festigkeit der Stützstange 39a zum Beispiel durch Ändern ihres Durchmessers leicht angepaßt werden kann.
56 und 57 zeigen den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach einem weiteren Bezugsbeispiel, wobei eine Stützstange 39, die aus einem runden Metallrohr besteht, durch eine Vielzahl von Klemmen 97 mit einem unteren Abschnitt der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 fest verbunden ist.
Das heißt, am unteren Abschnitt der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 sind eine Vielzahl von Rippen 3b in bestimmten Abständen in Richtung der Fahrzeugbreite geformt. Eine Einbaurinne 3c, die einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, der der gekrümmten Außenfläche der Stützstange 39 entspricht, ist in jeder Rippe 3b geformt, und Befestigungsmuttern 98 sind darin eingebettet. Die Stützstange 39 wird befestigt, indem die Klemmen 97 mit Befestigungsteilen 99 wie zum Beispiel Bolzen angezogen werden, wobei die Stützstange 39, die aus dem runden Metallrohr besteht, in die Einbaurinnen 3C in den Rippen 3B abgeordnet ist.
In einer Variante dieses Bezugsbeispiels können die Klemmen 97 mit Blechschrauben 100 an der Stoßstangenfläche 3 befestigt werden, wie in 58 gezeigt.
In den beigefügten Ansprüchen entspricht der Begriff „Stützstange" der Stützstange 39, 39a, die aus einem runden Metallrohr oder aus einer runden Kunstharzstange besteht, auf die in den obigen Ausführungsformen Bezug genommen wird. Dementsprechend entspricht „Strukturelement der Fahrzeugkarosserie" dem vorderen Querträger 10, und „stoßaufnehmendes Element" entspricht dem stoßaufnehmenden Element 38, das aus Eisenplatten besteht. Es ist jedoch anzumerken, daß die vorliegende Erfindung sich nicht auf den Aufbau der obigen Ausführungsformen beschränkt.
Zum Beispiel kann der vordere Querträger 10, der als Strukturelement (verstärkendes Element) der Fahrzeugkarosserie dient, durch ein spezifische Teil mit rechteckiger Form ersetzt werden.
Obwohl die stoßaufnehmenden Elemente 38 des Aufbaus von 52 aus Metallplatten bestehen, können sie durch Elemente wie mechanische Dämpfungsvorrichtungen oder Kunstharz-Strukturelemente ersetzt werden.
Die Stoßstangenfläche 3 und die Kunstharz-Stützstange 39a können auch mit einer Spritzausblasgießmachine aus einem Stück gegossen sein.
Obwohl die Stützstange 39 im Aufbau von 52 aus einem runden Metallrohr besteht, kann sie durch ein Rohr mit verschiedenen Durchmessern oder durch eine Rohrkombination mit abgestuften Durchmessern ersetzt werden. Ein anderer alternativer Aufbau besteht darin, die aus einem runden Metallrohr bestehende Stützstange 39 durch Klebeverbindung mit einem unteren Abschnitt der Rückseite der Stoßstangenfläche 3 fest zu verbinden.
In einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau bereitgestellt, wobei eine Stoßstange an einer unteren Position einer Haube auf der Fahrzeugfront angeordnet ist, umfassend ein seitliches Tragelement, das am Kraftfahrzeug-Vorderwagen angeordnet ist und in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, ein energieabsorbierendes Element, das vor dem seitlichen Tragelement vorgesehen ist, und einen vorspringenden Abschnitt, der an einem unteren Abschnitt der Stoßstange so vorgesehen ist, daß ein vorderes Ende des vorspringenden Abschnitts weiter nach vorne vorspringt als das seitliche Tragelement.
Da im obigen Aufbau das energieabsorbierende Element vor dem seitlichen Tragelement vorgesehen ist und der vorspringende Abschnitt am unteren Abschnitt der Stoßstange angeordnet ist, wobei das vordere Ende des vorspringenden Abschnitts weiter nach vorne vorspringt als das seitliche Tragelement, fegt der vorspringende Abschnitt im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger zuerst den Fußgänger an den Bereichen seiner Beine weg, die tiefer als das Knie sind, und nachdem das energieabsorbierende Element die Stoßenergie absorbiert hat, die auf die Beine des zum Fahrzeug hin fallenden Fußgängers ausgeübt wurde, wird der Fußgänger auf die Haube geworfen. Dadurch wird die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß der Fußgänger vor Sekundärschäden geschützt werden kann.
Eine andere vorteilhafte Wirkung ist, daß es möglich ist, für eine erhöhte Beinsicherheit des Fußgängers zu sorgen, indem die Festigkeit des vorspringenden Abschnitts auf geeignete Weise gewählt wird, den Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau zu vereinfachen und das Auftreten von Fehlfunktionen zu verhindern.
In einer Form der Erfindung wird das seitliche Tragelement durch eine Stoßstangenverstärkung gebildet. Da die in Querrichtung verlaufende Stoßstangenverstärkung in diesem Aufbau als seitliches Tragelement verwendet wird, kann das bereits vorhandene Element effektiv genutzt werden.
Erfindungsgemäß ist das vordere Ende des vorspringenden Abschnitts an einer weiter vorne liegenden Position als das vordere Ende des energieabsorbierenden Elements angeordnet. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß er dem vorspringenden Abschnitt erlaubt, den Fußgänger im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger auf zuverlässige Weise an Bereichen seiner Beine wegzufegen, die tiefer als das Knie sind.
Erfindungsgemäß ist das energieabsorbierende Element vor einer Linie angeordnet, die ein vorderes Ende der Haube mit dem vorderen Ende des vorspringenden Abschnitts verbindet. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß das energieabsorbierende Element die Stoßenergie absorbiert, die auf die Beine des Fußgängers ausgeübt wird, der noch wirkungsvoller zum Fahrzeug hin geworfen wird, wodurch es möglich ist, die Beine des Fußgängers vor der Stoßenergie zu schützen.
Erfindungsgemäß ist die Steifigkeit des vorspringenden Abschnitts auf einen Wert eingestellt, der größer ist als der des energieabsorbierenden Elements. Dieser Ansatz ist darin vorteilhaft, daß er dem vorspringenden Abschnitt erlaubt, den Fußgänger auf zuverlässige Weise an seinen Unterbeinen wegzufegen.
In einer anderen Form der Erfindung wird der vorspringende Abschnitt durch ein Kunstharzelement gebildet. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß für eine bessere Formbarkeit des vorspringenden Abschnitts sorgt und dem vorspringenden Abschnitts mehr Flexibilität bei der Anpassung an das Fahrzeugdesign verleiht.
In einer anderen Form der Erfindung umfaßt der vorspringende Abschnitt eine Stützstange, die entlang eines unteren Abschnitts der Stoßstangenfläche verläuft, und ein Tragelement, das die Stützstange an der Front der Fahrzeug karosserie hält. Dies ist darin vorteilhaft, daß der Fußgänger mit einem einfachen Aufbau wirkungsvoll an seinen Unterbeinen weggefegt werden kann.
In einer anderen Form der Erfindung ist das energieabsorbierende Element ein energieabsorbierendes Metallelement, ein Kunstharz-Strukturelement oder eine mechanische Dämpfungsvorrichtung. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß das energieabsorbierende Element die Stoßenergie auf wirkungsvolle Weise absorbieren kann, bevor der Fußgänger mit der Haube in Kontakt kommt, die Geschwindigkeit des Fußgängers reduzieren kann, wenn er nach vorne fällt, und den Fußgänger auf zuverlässigere Weise auf die Haube werfen kann.
In einer anderen Form der Erfindung ist der vorspringende Abschnitt an ein Strukturelement der Fahrzeugkarosserie befestigt, das an ihrem Frontabschnitt vorgesehen ist. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß der vorspringende Abschnitt im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger eine frontale Stoßbelastung auf wirkungsvolle Weise aufnehmen kann und den Fußgänger auf zuverlässige Weise an seinen Beinen wegfegen kann, da er dem vorspringenden Abschnitt genügend Festigkeit verleiht, um der Stoßbelastung standzuhalten.
In einer anderen Form der Erfindung ist das seitliche Tragelement an den vorderen Enden des linken und rechten vorderen seitlichen Rahmenelements befestigt, und die Stärke des vorspringenden Abschnitts in der Längsrichtung des Fahrzeugs ist von seinem linken und rechten Ende zu seiner Mitte hin zunehmend. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß er verhindert, daß die Mitte einer Durchbiegung ausgesetzt wird, und die Verteilung der Längsbelastung, die im Falle einer Zusammenstoßes vom vorspringenden Abschnitt aufgenommen wird, kann etwa gleichmäßig gemacht werden.
In einer anderen Form der Erfindung ist das seitliche Tragelement an den vorderen Enden der vorderen seitlichen Rahmenelemente befestigt, der vorspringende Abschnitt ist vor und unter der vorderen seitlichen Rahmenelementen angeordnet, und der vorspringende Abschnitt weist einen U-förmigen oder kanalartigen Querschnitt auf, dessen offene Seite nach hinten gerichtet ist. Da der vorspringende Abschnitt einen U-förmigen oder kanalartigen Querschnitt aufweist, ist er im Vergleich zum vorspringenden Abschnitt mit einem vollen Querschnitt leicht verformbar, wenn er die Stoß energie beim Zusammenstoß aufnimmt. Daher ist dieser Aufbau darin vorteilhaft, daß er die Stoßenergie im Falle eines Zusammenstoßes wirkungsvoll absorbieren kann.
In einer anderen Form der Erfindung weist der vorspringende Abschnitt einer gewellte Fläche mit abwechselnden Wülsten und Vertiefungen auf, die parallel zur Längsrichtung des Fahrzeugs geformt sind. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß die abwechselnden Wülste und Vertiefungen ein schnelles Nachlassen der Verformungsfestigkeit des vorspringenden Abschnitts verhindern, das auf seine Verformung in der Längsrichtung des Fahrzeugs zurückzuführen ist, wenn im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger eine Stoßbelastung auf den vorspringenden Abschnitt ausgeübt wird, wodurch der vorspringende Abschnitt die Stoßenergie bei einer konstanten Eingangslast absorbieren kann, wenn er sich nach hinten verformt.
In einer anderen Form der Erfindung wird das seitliche Tragelement durch eine bereits vorhandene Stoßstangenverstärkung gebildet. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß er durch effektive Nutzung des vorhandenen Elements für eine verbesserte Lasttragefestigkeit des vorspringenden Abschnitts sorgen kann.
Einem Bezugsbeispiel gemäß wird ein Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau mit einer Stoßstange bereitgestellt, die an einer unteren vorderen Position einer Haube auf der Fahrzeugfront vorgesehen ist, umfassend ein seitliches Tragelement, das hinter einer Stoßstangenfläche der Stoßstange vorgesehen ist und in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, und einen unterbeinstützenden Abschnitt, der an einem unteren Abschnitt der Stoßstange vorgesehen ist in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, wobei ein hinterer Abschnitt des unterbeinstützenden Abschnitts von einem Strukturelement der Fahrzeugkarosserie getragen wird, wobei ein vorderes Ende des unterbeinstützenden Abschnitts weiter nach vorne vorspringt als das seitliche Tragelement, wenn die Stoßstangenfläche nach hinten verschoben wird. Dieser Aufbau weist die folgenden vorteilhaften Wirkungen auf.
Das heißt, da die Stoßstangenfläche im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger zuerst nach hinten verschoben wird, springt das vordere Ende des unterbeinstützenden Abschnitts weiter nach vorne vor als das seitliche Tragelement, und der unterbeinstützende Abschnitt, dessen hinterer Abschnitt vom Strukturelement der Fahrzeugkarosserie getragen wird, nimmt eine frontale Stoßbelastung auf. Daher wird der Fußgänger beim Zusammenstoß vom unterbeinstützenden Abschnitt an Bereichen seiner Beine weggefegt, die tiefer als das Knie sind, so daß der zum Fahrzeug hin fallende Fußgänger auf zuverlässige Weise auf die Haube geworfen wird. Es wird die vorteilhafte Wirkung erreicht, daß der Fußgänger vor Sekundärschäden geschützt werden kann.
Der obige Aufbau ist auch darin vorteilhaft, daß es möglich ist, durch geeignete Wahl der Festigkeit (oder der Belastungseigenschaften) des unterbeinstützenden Abschnitts für eine erhöhte Beinsicherheit der Fußgängers zu sorgen, den Aufbau des Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbaus zu vereinfachen und das Auftreten von Fehlfunktionen zu vermeiden. Ferner ist das Design der Stoßstange keinen Einschränkungen unterworfen, so daß seine Montage vereinfacht werden kann.
In einer anderen Form des Bezugsbeispiels wird das seitliche Tragelement durch eine Stoßstangenverstärkung gebildet. Dies ist darin vorteilhaft, das es möglich ist, das bereits vorhandene Element auf wirkungsvolle Weise zu nutzen.
In einer anderen Form des Bezugsbeispiels umfaßt der Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau ein energieabsorbierendes Element, das vor dem seitlichen Tragelement vorgesehen ist, wobei die Steifigkeit des unterbeinstützenden Abschnitts auf einen Wert eingestellt ist, der größer ist als der des energieabsorbierende Elements. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß er es erlaubt, den Fußgänger auf zuverlässige Weise an seinen Beinen wegzufegen, und das energieabsorbierende Element kann die Stoßenergie, die auf die Unterbeine des zum Fahrzeug hin geworfenen Fußgängers ausgeübt wird, wirkungsvoll absorbieren.
In einer anderen Form des Bezugsbeispiels weist der unterbeinstützende Abschnitt obere Rippen und untere Rippen auf, wobei die Dicke der oberen Rippen auf einen Wert eingestellt ist, der kleiner ist als der der unteren Rippen. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß er die Durchbiegung des unterbeinstützenden Abschnitts erlaubt und einen größeren Annäherungswinkel ermöglicht, wenn eine Belastung von der Straßenfläche aus ausgeübt wird. Es ist anzumerken, daß die Durchbiegung des unterbeinstützenden Abschnitts behindert würde, wenn die Dicken der oberen Rippen und der unteren Rippen beide gleich wären.
In einer weiteren Form des Bezugsbeispiels weist der unterbeinstützende Abschnitt obere Rippen und untere Rippen auf, wobei der Abstand der oberen Rippen größer ist als der der unteren Rippen. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß er die Durchbiegung des unterbeinstützenden Abschnitts erlaubt und einen größeren Annäherungswinkel ermöglicht, wenn eine Belastung von der Straßenfläche aus ausgeübt wird. Es ist anzumerken, daß die Durchbiegung des unterbeinstützenden Abschnitts behindert würde, wenn die Abstände zwischen den oberen Rippen und den unteren Rippen beide gleich wären.
Einem weiteren Bezugsbeispiel gemäß wird ein Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau mit einer Stoßstange bereitgestellt, die an einer unteren vorderen Position einer Haube auf der Fahrzeugfront vorgesehen ist, umfassend eine Stoßstangenverstärkung, die hinter einer Stoßstangenfläche der Stoßstange vorgesehen ist und in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft, eine Stützstange, die in Richtung der Fahrzeugbreite an einem unteren Abschnitt der Stoßstangenfläche verläuft und mit der Stoßstangenfläche fest verbunden ist, und ein stoßaufnehmendes Element, das hinter der Stützstange vorgesehen ist und von einem Strukturelement der Fahrzeugkarosserie nach vorne vorspringt, wobei das stoßaufnehmende Element eine kleinere Verformungsfestigkeit aufweist als die Stoßstangenverstärkung, wobei zwischen einer Rückseite der Stützstange und einem vorderen Ende des stoßaufnehmenden Elements ein bestimmter Spalt vorgesehen ist, und wobei die Stützstange mit dem stoßaufnehmenden Element vor einer Vorderseite der Stoßstangenverstärkung in Kontakt kommt, wenn die Stoßstangenfläche nach hinten verschoben wird.
Im Falle eines Zusammenstoßes zwischen dem Fahrzeug und einem Fußgänger wird die Stützstange, die mit einem unteren Abschnitt der Stoßstangenfläche fest verbunden ist, um die Breite des obigen Spalts nach hinten verschoben und kommt mit dem stoßaufnehmenden Element vor der Stoßstangenverstärkung in Kontakt, wodurch eine Eingangslast vom stoßaufnehmenden Element aufgenommen wird. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß der Fußgänger beim Zusammenstoß zwischen dem Fahrzeug und dem Fußgänger von der Stützstange an Bereichen seiner Beine weggefegt wird, die tiefer als das Knie sind, und auf die Haube geworfen wird, wodurch der Fußgänger vor Sekundärschäden geschützt ist. Da die Stützstange mit der Stoßstangenfläche fest verbunden ist, erlaubt dieser Aufbau eine besonders einfache Montage. Da es im Gegensatz zum konventionellen Aufbau nicht erforderlich ist, Sensoren und einen Airbag vorzusehen, ist der Aufbau einfach und das Auftreten von Fehlfunktionen wird vermieden.
In einer weiteren Form des Bezugsbeispiels ist die Stützstange in eine Stoßstangenfläche aus Kunstharz eingebettet. Dieser Aufbau ist darin vorteilhaft, daß die Stützstange, die als funktionelle Komponente wirkt, auf zuverlässige Weise im unteren Abschnitt der Stoßstangenfläche gehalten werden kann, und der Aufbau trägt dazu bei, die Produktivität zu erhöhen und die Montage zu vereinfachen.
Diese Patentanmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen mit den fortlaufenden Nummern 11-181556; 11-181557; 11-223877; und 11-275278.
Obwohl die vorliegende Erfindung beispielhaft Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben wurde, versteht es sich, daß für den Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen ersichtlich sind. Sofern diese Änderungen und Modifikationen nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen, der durch die Ansprüche definiert wird, sind sie daher hierin eingeschlossen.

Claims

Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau, wobei eine Stoßstange (9) an einer unteren Position einer Haube (1) auf der Fahrzeugfront angeordnet ist; im Vorderwagen ein seitliches Tragelement (7) vorgesehen ist und in Richtung der Fahrzeugbreite verläuft; ein energieabsorbierendes Element (8, 29, 34) vor dem seitlichen Tragelement (7) vorgesehen ist; ein vorspringender Abschnitt (12, 15, 28, 35, 36, 86) an einem unteren Abschnitt der Stoßstange so vorgesehen ist, daß ein vorderes Ende des vorspringenden Abschnitts (12, 15, 28, 35, 36, 86) weiter nach vorne vorspringt als das seitliche Tragelement (7); der vorspringende Abschnitt (12, 15, 28, 35, 36, 86) mit einem bestimmten Abstand unter dem seitlichen Tragelement (7) angeordnet ist; und die Steifigkeit des vorspringenden Abschnitts (12, 15, 28, 35, 36, 86) auf einen Wert eingestellt ist, der größer ist als der des energieabsorbierenden Elements (8, 29, 34); dadurch gekennzeichnet, daß: das vordere Ende des vorspringenden Abschnitts (12, 15, 28, 35, 36, 86) an einer Position angeordnet ist, die weiter vorne liegt als ein vorderes Ende des energieabsorbierenden Elements (8, 29, 34); und das energieabsorbierende Element (8, 29, 34) vor einer Linie L angeordnet ist, die ein vorderes Ende der Haube (1) mit dem vorderen Ende des vorspringenden Abschnitts (12, 15, 28, 35, 36, 86) verbindet.
Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorspringende Abschnitt (12, 86) aus einem Kunstharzelement geformt ist.
Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorspringende Abschnitt (28) eine Stützstange (26) umfaßt, die entlang eines unteren Abschnitts einer Stoßstangenfläche (3) verläuft, und ein Tragelement (27), das die Stützstange (26) an der Front der Fahrzeugkarosserie hält.
Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das energieabsorbierende Element (8, 29, 34) ist Kunstharz-Bauteil oder eine mechanische Dämpfungsvorrichtung ist.
Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach Anspruch 1, außerdem umfassend ein Bauteil, das am Vorderwagen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der vorspringende Abschnitt (12, 15, 28, 35, 36, 86) an diesem Bauteil befestigt ist.
Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach Anspruch 1, außerdem umfassend ein linkes und rechtes vorderes Rahmenelement (5), dadurch gekennzeichnet, daß das seitliche Tragelement (7) an den vorderen Enden des linken und rechten vorderen Rahmenelements (5) befestigt ist, der vorspringende Abschnitt (12, 15, 28, 35, 36, 86) vor und unter den vorderen Rahmenelementen (5) installiert ist, und die Stärke des vorspringenden Abschnitts (12, 15, 28, 35, 36, 86) in der Längsrichtung des Fahrzeugs von seinem linken und rechten Ende zu seiner Mitte hin zunimmt.
Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach Anspruch 1, außerdem umfassend linke und rechte vordere Rahmenelemente (5), dadurch gekennzeichnet, daß das seitliche Tragelement (7) an den vorderen Enden des linken und rechten vorderen Rahmenelements (5) befestigt ist, der vorspringende Abschnitt (12, 15, 28, 35, 36, 86) vor und unter den vorderen Rahmenelementen (5) installiert ist, und der vorspringende Abschnitt (12, 15, 28, 35, 36, 86) eine U-Form oder einen kanalartigen Querschnitt aufweist, dessen offene Seite nach hinten gerichtet ist.
Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorspringende Abschnitt (35, 36) eine gewellte Fläche (31) mit abwechselnden Vertiefungen und Wülsten aufweist, die parallel zur Längsrichtung des Fahrzeugs geformt sind.
Kraftfahrzeug-Vorderwagenaufbau nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das seitliche Tragelement (7) aus einer Verstärkung der Stoßstange besteht.