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1. Feld der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorderwagenstruktur
für ein
Fahrzeug. Insbesondere bezieht sich auf eine Vorderwagenstruktur, die
einen Karosserierahmen dazu bringen kann, eine Stoßbelastung
durch einen Vorderreifen effektiv zu absorbieren und zu verteilen,
wenn das Fahrzeug eine Frontkollision erhält, sodass der Vorderreifen Auswirkungen
auf den Karosserierahmen hat.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Die
japanischen Patentveröffentlichungen (Kokai)
Nr. 5-124542 und 7-267148 offenbaren jeweils eine Vorderwagenstruktur
die von der oben genannten Frontkollision ausgeht. In dieser Vorderwagenstruktur
ist ein Moment-Kasten (oder Moment-Übertragungskasten)
zwischen einem Seitenelement und einem Karosserierahmen auf jeder
seitlichen Seite des Fahrzeugaufbaus angeordnet, um eine Stoßbelastung
durch den Vorderreifen bei einer Fahrzeugkollision zu verteilen.
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In
der Vorderwagenstruktur der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 7-267148 ist der Karosserierahmen an dessen vorderen Ende mit
einem Überstand
angeordnet, der es erlaubt, dass die Art und Weise der Deformation
des Fahrzeugaufbaus gesteuert/geregelt wird, während sie eine Stoßenergie bei
der Fahrzeugkollision absorbiert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
der Vorderwagenstruktur der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 5-124542, die den nächstliegenden Stand
der Technik gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 darstellt, besteht eine Möglichkeit der Belastungskonzentration
auf den Moment-Kasten wenn sich das Rad nicht vollständig seitwärts wegdreht.
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In
der Vorderwagenstruktur der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 7-267148 ist ein gewünschter
Effekt für
den Fall des Rückzugs
des Reifens während
seiner Richtungsänderung,
(Nachspur) schwer zu erwarten.
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Unter
den oben genannten Umständen,
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorderwagenstruktur
bereitzustellen, die eine Stoßbelastung,
die von einem sich zurückziehenden
Reifen während
seiner Richtungsänderung übertragen wurde,
in den gesamten Fahrzeugaufbau effektiv verteilen kann und die eine
hohe Absorption der Stoßenergie
bewirken kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch eine Vorderwagenstruktur
für ein
Fahrzeug erreicht, die aufweist: einen Motorraum, der vor einer
Fahrzeugkabine angeordnet ist, um eine Antriebseinheit für das Fahrzeug
aufzunehmen; eine Spritzplatte, die zwischen dem Motorraum und der
Fahrzeugkabine angeordnet ist; ein Seitenelement, das auf jeder
Längsseite
des Fahrzeugs angeordnet ist, um sich vom Motorraum zur Unterseite
eines Kabinenbodens, der die Fahrzeugkabine definiert, in Längsrichtung
des Fahrzeugs fortlaufend zu erstrecken; einem Karosserierahmen
mit einer Seitenrahmen-Innenplatte, die innerhalb der Fahrzeugkabine
angeordnet ist und einer Seitenrahmen-Außenplatte, die außerhalb
der Fahrzeugkabine angeordnet ist, um ein Wagen-Gestell auf der
seitlichen Seite der Fahrzeugkabine auszubilden; und einen Momentkasten,
der ausgebildet ist, um sich von der Umgebung eines Anschlussstücks zwischen
dem Seitenelement und der Spritzplatte zum Karosserierahmen in Form
eines Kastens mit einer Momentkasten-Innenplatte innerhalb der Fahrzeugkabine und
einer Momentkasten-Außenplatte
außerhalb
der Fahrzeugkabine zu erstrecken. In dieser Vorderwagenstruktur
der Erfindung sind ein Vorderreifen und ein Rad auf der Seite der
Momentkasten-Außenplatte
des Momentkastens angeordnet. Ferner ist der Karosserierahmen mit
dem Momentkasten auf eine Art und Weise verbunden, dass eine Außenfläche der Seitenrahmen-Außenplatte
im Wesentlichen eine Außenfläche der
Momentkasten-Außenplatte
verbindet.
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Alternativ
kann die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Vorderwagenstruktur
für ein Fahrzeug
erreicht werden, die aufweist:
einen Motorraum, der vor einer
Fahrzeugkabine angeordnet ist, um eine Antriebseinheit für das Fahrzeug
aufzunehmen; eine Spritzplatte, die zwischen dem Motorraum und der
Fahrzeugkabine angeordnet ist; ein Seitenelement, das auf jeder
Längsseite
des Fahrzeugs angeordnet ist, um sich vom Motorraum zur Unterseite
eines Kabinenbodens, der die Fahrzeugkabine definiert, in Längsrichtung
des Fahrzeugs fortlaufend zu erstrecken; einen Karosserierahmen,
der angeordnet ist, um ein Wagen-Gestell auf der seitlichen Seite
der Fahrzeugkabine auszubilden; und einen Momentkasten, der mit
dem Seitenelement und dem Karosserierahmen verbunden ist, wobei
der Momentkasten aus einem Guss-Stück hergestellt ist. Auch in
dieser Vorderwagenstruktur sind ein Vorderreifen und ein Rad außerhalb
des Momentkastens angeordnet. Außerdem sind das Seitenelement
und der Karosserierahmen gemeinsam aus Strangpressprofilen hergestellt,
wobei deren Enden mit dem Momentkasten klebend verbunden sind. Der Karosserierahmen
ist mit dem Momentkasten so verbunden, dass eine Außenfläche des
Karosserierahmens im Wesentlichen eine Außenfläche des Momentkastens verbindet.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine Grundrissansicht einer Vorderwagenstruktur, auf die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewandt ist;
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2 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
der Vorderwagenstruktur, auf die eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung angewandt ist;
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3A ist
eine Grundrissansicht der Vorderwagenstruktur und 3B ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht
von 3A zur Erläuterung
eines Problems, das durch die Vorderwagenstruktur gelöst wird;
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4A und 4B zeigen
die erste Ausführungsform
der Erfindung: in der 4A eine perspektivische Ansicht
der Vorderwagenstruktur ist und 4B eine
Grundrissansicht von 4A ist;
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5 ist
eine Grundrissansicht, die die Funktion der Vorderwagenstruktur
der ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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6A und 6B zeigen
die zweite Ausführungsform
der Erfindung: in der 6A eine perspektivische Ansicht
der Vorderwagenstruktur ist und 6B eine
Grundrissansicht von 6A ist;
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7 ist
eine Grundrissansicht, die die Funktion der Vorderwagenstruktur
der zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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8A zeigt
für eine
Hochgeschwindigkeits-Zugprüfung
vorgesehene Teststücke
und 8B ist eine Grafik, die das Ergebnis der Hochgeschwindigkeits-Zugprüfung zeigt;
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9A und 9B sind
perspektivische Ansichten, die Beispiele von Punktschweißpunkten gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung zeigen;
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10A und 10B sind
Ansichten, die die dritte Ausführungsform
der Erfindung zeigen: in der 10A eine
perspektivische Ansicht der Vorderwagenstruktur und 10B eine Grundrissansicht von 10A ist;
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11 ist
eine Grundrissansicht, die die Funktion der Vorderwagenstruktur
der dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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12 ist
eine perspektivische Ansicht der Vorderwagenstruktur der vierten
Ausführungsform der
Erfindung;
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13A und 13B sind
Ansichten, die die Funktion der Vorderwagenstruktur der vierten Ausführungsform
der Erfindung zeigen;
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14 ist
eine perspektivische Ansicht der Vorderwagenstruktur der fünften Ausführungsform der
Erfindung;
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15 ist
eine perspektivische Ansicht der Vorderwagenstruktur der sechsten
Ausführungsform der
Erfindung;
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16 ist
eine perspektivische Ansicht der Vorderwagenstruktur der siebten
Ausführungsform der
Erfindung;
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17 ist
eine perspektivische Ansicht der Vorderwagenstruktur der achten
Ausführungsform der
Erfindung;
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18 ist
eine perspektivische Ansicht der Vorderwagenstruktur der neunten
Ausführungsform der
Erfindung; und
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19A und 19B sind
Ansichten, die die Funktion der Vorderwagenstruktur der neunten Ausführungsform
der Erfindung zeigen.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit
Bezug auf die anliegende Zeichnung werden verschiedene Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung nachfolgend beschrieben.
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In
den Figuren zeigt 1 den gesamten Aufbau einer
Automobil-Vorderwagenstruktur, die durch eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verbessert wird. Die gezeigte Automobil-Vorderwagenstruktur
umfasst eine Stoßstange 101 am Vorderseitenende
eines Fahrzeugs und ein Paar von linken/rechten Seitenelementen 102,
die sich nach hinten erstrecken. Ein Antrieb 103, wie z.B.
ein Motor und ein Getriebe, sind in einen Raum zwischen den linken/rechten
Seitenelementen 102, d.h. einem Motorraum E, eingeschoben.
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Die
linken/rechten Seitenelemente 102 sind so ausgebildet,
dass sie über
einer Spritzplatte 105 zwischen dem Motorraum E und einer
Fahrzeugkabine C zu einem Fahrzeugboden gehen. Am Anschlussstück zur Spritzplatte 105 ist
das hintere Ende jedes Seitenelements 102 mit einem Ende
eines Momentkastens 106 verbunden. Das andere Ende des Momentkastens 106 ist
mit einem Karosserierahmen 107 verbunden, um ein seitliches
Gestell der Fahrzeugkabine C auszubilden. Zwischen dem Antrieb 103 und
der Spritzplatte 105 ist ein Aufhängungsrahmen 108 angeordnet,
dessen beide Enden mit den linken/rechten Seitenelementen 102 befestigt
sind. An jeder Seite des Fahrzeugs ist ein Vorderreifen 110 drehbar
an einem Führungsende
eines Gelenks 109 gelagert, dass sich vom Aufhängungsrahmen 108 erstreckt.
Eine Zahnstange 104 ist über dem Aufhängungsrahmen 108 angeordnet.
Ein Paar von Spurstangen 111 sind ausgebildet, um sich
von beiden Enden der Zahnstange 104 nach außen zu erstrecken
und sind schließlich
mit den Vorderreifen 110 verbunden. Das heißt, dass
die Vorderreifen 110 einschließlich der Räder außerhalb des Momentkastens 106 in
Richtung zu den entsprechenden äußeren Platten
(nicht gezeigt) positioniert sind.
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2 zeigt
eine Verbindung zwischen dem Momentkasten 106 und dem Karosserierahmen 107 an
der rechten Seite eines Fahrzeugaufbaus, die einen wesentlichen
Teil der Erfindung ausmacht. Der Karosserierahmen 107 ist
durch eine Seitenrahmen-Innenplatte 107a und einer Seitenrahmen-Außenplatte 107b ausgebildet.
Um einen Schweißvorgang
leicht durchzuführen
ist die Seitenrahmen-Innenplatte 107a mit einem nach außen abgekanteten Flansch 107c versehen
während
die Seitenrahmen-Außenplatte 107b mit
einem nach außen
abgekanteten Flansch 107d versehen ist. Beim Zusammenbau
der beiden Flansche 107c, 107d durch Punktschweißen aneinander
bilden die Seitenrahmen-Innenplatte 107a und die Seitenrahmen-Außenplatte 107b dem
Karosserierahmen 107 mit einem geschlossenen Querprofil.
Andererseits ist der Momentkasten 106 durch eine Momentkasten-Innenplatte 106a und
eine Momentkasten-Außenplatte 106b ausgebildet.
Im Hinblick auf einen einfachen Schweißvorgang ist die Momentkasten-Außenplatte 106b mit
einem nach außen
abgekanteten Flansch 106c versehen. Beim Zusammenbau des
oben genannten Flanschs 106c mit den Flanschen 107d, 107c durch
Punktschweißen
wird der Momentkasten 106 mit einem geschlossenen Querprofil
versehen, während
die Spritzplatte 105 zwischen die Momentkasten-Innenplatte 106a und
die Momentkasten-Außenplatte 106b eingeschoben
wird.
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Die 3A und 3B sind
Ansichten zur Erläuterung
einer Behinderung, die in der oben genannten Automobil-Vorderwagenstruktur
gelöst
wird. In diesen Figuren zeigt 3A die
Art der Deformation eines Vorderwagens, wenn die rechte Seite des Fahrzeugs
einen versetzten Aufprall mit einem Objekt 1 hat. Bei einer
solchen Kollision unterliegt nicht nur der Antrieb 103 sondern
auch der rechte Reifen 110 einer Stoßwirkung durch das Objekt 1.
Da das Gelenk 109 aus einem bemerkenswert stabilen Element
erstellt ist, bewirkt dann eine Energiezufuhr durch den Reifen 110,
dass der Aufhängungsrahmen 108 in
der Figur in Uhrzeitrichtung gedreht wird, während es sich nach hinten bewegt.
Da die Zahnstange 104 im Allgemeinen am Aufhängungsrahmen 108 befestigt
ist, wird die Zahnstange 104 ebenfalls in die gleiche Richtung
gedreht, um die Spurstange 111 zu ziehen, sodass der Reifen 111 in
eine so genannte „Nachspur"-Richtung gelenkt
wird. Folglich kommt durch den Deformationsablauf die Rückseite
des Reifens 110 in Kontakt mit dem Momentkasten 106. Da
der Momentkasten 106 vom Reifen 110 zusammengedrückt wird,
unterliegt der Kasten 106 einer Kraft, die das vordere
Ende des Karosserierahmens 107 zum Innern des Fahrzeugaufbaus
zieht. Da wie oben erwähnt,
die Struktur von 2 die Momentkasten-Außenplatte 106b und
die Seitenrahmen-Außenplatte 107b aufweist,
die miteinander durch Punktschweißen der senkrechten Flansche 106c, 107b aneinander
verbunden werden, wird die oben genannte Zugkraft darauf ein, die
bestehende Punktschweißung
zwischen den Flanschen aufzuheben. Wenn in einer solchen Situation
die Belastungszufuhr durch den Reifen 110 maßlos wird,
entsteht eine Möglichkeit,
dass eine Trennung im punktgeschweißten Teil erzeugt wird, um
einen Belastungsübertragungsweg
vom Momentkasten 106 zum Karosserierahmen 107,
wie in 3B gezeigt, zu unterbinden.
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Im
Gegensatz dazu ist überall
in den nachfolgenden Ausführungsformen
ein Momentkasten mit einer Momentkasten-Innenplatte 106a im innern
der Fahrzeugkabine und eine Außenplatte 106b außerhalb
der Fahrzeugkabine so ausgebildet, dass sie sich vom Anschlussstück zwischen
dem Seitenelement 102 und der Spritzplatte 105 zum
Karosserierahmen 107 erstreckt. In der Anordnung sind der Vorderreifen 110 und
ein Rad W an der Seite der Momentkasten-Innenplatte 106b des
Momentkastens 106 positioniert und darüber hinaus besitzt der Karosserierahmen 107 eine
Außenseite,
die in Abfolge mit einer Außenfläche des
Momentkastens 106 ausgebildet ist. Es sei vermerkt, dass
in den folgenden Ausführungsformen
die Elemente, die denen der oben genannten Vorderwagenstruktur ähnlich sind, mit
den gleichen Bezugsziffern entsprechend gekennzeichnet sind.
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[1. Ausführungsform]
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4A und 4B zeigen
das rechte Seitenelement 106 und den Karosserierahmen 107 gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. An der Spritzplatte 105, geht
dem Motorraum von der Fahrzeugkabine abtrennt, ist die Richtung
des Seitenelements 102 so verändert, dass es sich zum Fahrzeugboden
hin erstreckt. Der Karosserierahmen 107 ist durch die innere
Platte 107a im innern der Fahrzeugkabine und der äußeren Platte 107b außerhalb
der Fahrzeugkabine ausgebildet. Die Momentkasten-Innenplatte 106a ist
so angeordnet, dass sie zwischen dem Innenteil der Innenplatte (107a)
nahe am Kopfende des Karosserierahmens 107 und dem Innenteil
der Spritzplatte (105) entsprechend zum hinteren Ende des
Seitenelements 102 eine Brücke bildet. Andererseits ist
die Momentkasten-Außenplatte 106b außerhalb
der Spritzplatte 105 angeordnet um so zwischen der Umgebung
des hinteren Endes des Seitenelements (102 und dem vorderen
Ende des Karosserierahmens 107 eine Brücke zu bilden.
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Das
Merkmal dieser Ausführungsform
befindet sich in der Bereitstellung der Momentkasten-Außenplatte 106b und
der Seitenrahmen-Außenplatte 107b in
Form eines Sheet einer sukzessiven Platte. Im Einzelnen hat die
sukzessive Platte ihr vorderes Ende (entsprechend der Momentkasten-Außenplatte 106b)
punktverschweißt
mit dem Seitenelement 102 an einer Position A der Figuren
und hat den hinteren Teil so ausgebildet, dass er sich bis zur hinteren
Seite des Fahrzeugaufbaus (entsprechend dem Karosserierahmen 107b)
erstreckt.
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5 ist
eine Ansicht zu Erklärung
der Funktion und der Wirkung der oben genannten Struktur bei der
oben beschriebenen „versetzten" Kollision.
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Entsprechend
der Ausführungsform
wird, da die Momentkasten-Außenplatte 106b und
die Seitenrahmen-Außenplatte 107b durch
eine ununterbrochene Platte ausgebildet sind, die oben erwähnte Zugkraft
ausreichend zum vorderen Ende des Karosserierahmens 107,
bis zum Zeitpunkt des Erreichens einer Bruchfestigkeit der Platte, übertragen
sodass die Biegefestigkeit des Karosserierahmens 107 als Widerstand
gegen den Rückzug
des Reifens 110 bewirkt. Hierbei sei generell bemerkt,
dass der Karosserierahmen 107 mit einer großen Querschnittsbreite und
auch großen
Dicke ausgelegt ist, unter der Annahme, dass der Rahmen 107 den
Vorderreifen 110 bei der Frontalkollision störend beeinflussen
oder das Fahrzeug eine Seitenkollision mit dem Objekt 1 haben
würde.
Deshalb ist der so ausgelegte Karosserierahmen 107 im Stande,
einen ausreichenden Widerstand gegen die oben genannte Energiezufuhr (Belastung)
aufzuweisen.
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Obwohl
das vordere Ende A der Momentkasten-Außenplatte 106b ebenfalls
einer großen
Zugkraft ausgesetzt ist, wirkt es auf den punktgeschweißten Teilen
zwischen der Platte 106b und dem Seitenelement 102 in
Form einer Scherkraft. Es sei bemerkt, dass es altbekannt ist, dass
das Punktschweißen
einen hohen Widerstand eher gegenüber einer Scherkraft als einer
Abreißkraft
aufbringen kann (nachfolgend detailliert beschrieben). Daher kann
gemäß der Ausführungsform
selbst wenn der Reifen 110 nicht direkt den Karosserierahmen 107 stören beeinflusst,
die Festigkeit des Rahmens 107 effektiv ausgeschöpft werden,
wobei es möglich
ist die Deformation des Fahrzeugaufbaus zu reduzieren.
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Gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung ist es wegen der Bereitstellung einer einzigen Platte,
die als Momentkasten-Außenplatte 106b und Seitenrahmen-Außenplatte 107b dient,
möglich
die Anzahl der Bauteile im Vergleich mit der konventionellen Struktur
zu reduzieren. Da darüber
hinaus die Größe einer
vom Momentkasten 106 zum Karosserierahmen 107 übertragenen
Belastung durch die Festigkeit eines für die Platte verwendeten Stahlmaterials
bestimmt wird, würde
der Einsatz eines Stahlblechs mit einer hohen Bruchfestigkeit eine
hohe Effizienz bei der Übertragung
der Stoßbelastung
leicht erfüllen.
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[2. Ausführungsform]
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6A und 6B zeigen
die zweite Ausführungsform
der Erfindung. Anders als bei der ersten Ausführungsform werden die Momentkasten-Außenplatte 106b bzw.
die Seitenrahmen-Außenplatte 107b durch
unterschiedliche Elemente bereitgestellt. Nichtsdestotrotz werden
diese Elemente zugelegt, dass sie einander am vorderen Ende (siehe
Pfeil C) des Karosserierahmens 107 teilweise überlappen und
ferner miteinander durch Punktschweißen verbunden.
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7 ist
eine Ansicht zu Erklärung
der Funktion und Wirkung der oben genannten Struktur wenn das Fahrzeug
eine oben beschriebene versetzte Kollision hat. Auf Grund dieser
versetzten Kollision bewegt sich der Vorderreifen 110 nach
hinten während er
zur "Nachspur"-Richtung gelenkt
wird und gerät
in Kontakt mit der Momentkasten-Außenplatte 106b im innern
des vorderen Endes des Karosserierahmens 107.es sei vermerkt,
dass ein Kontaktpunkt des Reifens 110 mit der Platte 106b im
innern des obigen überlappenden
Teils C positioniert ist, obwohl der Punkt vom Lenkwinkel abhängt. Wenn
der Reifen 110 die Momentkasten-Außenplatte 106b zusammengedrückt, unterliegt
er einer Kraft, um das vordere Ende des Karosserierahmens 107 zum
Innern des Fahrzeugaufbaus zu ziehen. Da die Platten 106b, 107b gemäß der Ausführungsform
gelegt sind, da sie einander teilweise überlappen und miteinander durch Punktschweißen an dem
sich daraus ergebenden überlappenden
Teil C verbunden werden, wird die oben genannte Zugkraft auf dem
Teil C als Scherkraft. Mit einem Versuch eines Hochgeschwindigkeits-Zugexperiments
des Erfinders, unter Verwendung der in 8 gezeigten
Teststücke,
wurde herausgefunden, dass die aus dem Punktschweißen entstandene
Verbindung einen hohen Widerstand eher gegenüber einer Scherkraft (2),
als gegenüber einer
Abreißkraft
(1) vorweisen kann. Da mit der oben erwähnten Verbindung zwischen der
Momentkasten-Außenplatte 106b und
der Seitenrahmen-Außenplatte 107b eine
auf die Momentkasten-Außenplatte 106b ausgeübte Belastung
auf das vordere Ende des Karosserierahmens 107 durch die
Punktschweißpunkte übertragen
wird, kann die Biegefestigkeit des gesamten Karosserierahmens 107 nützlich für einen Widerstand
gegen den Rückzug
des Reifens 110 sein. Obwohl die Belastung Übertragung
von der Momentkasten-Außenplatte 106b zur
Seitenrahmen-Außenplatte 107b von
der Punktschweiß-Festigkeit
am Verbindungsteil C abhängt,
besitzt diese Ausführungsform
den Vorzug eines einfachen Druckabbaus in der Seitenrahmen-Außenplatte 107b infolge
ihres reduzierten Druckausmaßes
bis zur Umgebung des Verbindungsteils C.
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Die 9A und 9B zeigen
Beispiele der Punktschweißtpunkte
dieser Ausführungsform.
Im Hinblick darauf, dass der Bruch in der Punktschweißfläche meistens
durch die Entstehung von Rissen, die in der Umgebung der Punktschweißpunkte
hervorgerufen werden, verursacht wird, ist es erwünscht, dass
die von der Momentkasten-Außenplatte 106b übertragene
Belastung auf so viele Punktschweißpunkte wie möglich verteilt
wird. Im Beispiel von 9A sind die Punktschweißpunkte
in der auf- und absteigenden Richtung des Fahrzeugaufbaus angeordnet.
In der Modifikation können
die Punktschweißpunkte
Alternativ zickzackförmig,
wie in 9B gezeigt, angeordnet werden.
Darüber
hinaus kann, selbst wenn die Momentkasten-Außenplatte 106b mit
der Seitenrahmen-Außenplatte 107b mittels
Laserschweißen
oder Bogenschweißen
(nicht gezeigt) verbunden wird, der obige Belastungsverteilungseffekt,
infolge der Formation des sich daraus ergebenden linearen Schweißteils erwartet
werden.
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Indessen
sollte erwähnt
werden, dass das Punktschweißen
unter Verwendung einer gewöhnlichen
Herstellungsmaschine, einen Prozess erfordert, um die zu verbindenden
Platten zwischen die Punktkanonen zu klemmen. Deshalb ist es notwendig,
da die Seitenrahmen-Innenplatte 107a und die Seitenrahmen-Außenplatte 107b der
Ausführungsform
eine taschenartige Struktur bilden, eine Bohrung auszubilden, die
gestattet, dass eine Punktkanone in die Platte eingeführt werden
kann. Was die Bereitstellung der o.g. Bohrung betrifft, könnte eine
nicht gezeigte Ablassbohrung auf dem Boden des Karosserierahmens 107 an
die Stelle dieser Bohrung gesetzt werden. Alternativ dazu kann der
Karosserierahmen 107 auf seiner Seitenfläche mit
einer speziellen Ausnehmung versehen werden, die mit einem Deckel
nach Montage des Fahrzeugaufbaus verschlossen wird.
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Da,
gemäß der zweiten
Ausführungsform, die
Seitenrahmen-Außenplatte 107b mit
der Momentkasten-Außenplatte 106b durch
Schweißen
verbunden wird, ist es möglich,
eine hohe Verbindungsfestigkeit, trotz einer geringen Anzahl von
Herstellungsprozessen zu gewährleisten.
Darüber
hinaus würde
die Vergrößerung der
Schweißfläche erlauben,
dass die Verbindung Festigkeit verbessert wird.
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[3. Ausführungsform]
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10A und 10B sind
Ansichten, die die 3. Ausführungsform
der Erfindung zeigen. Ähnlich
zur zweiten Ausführungsform
der Erfindung sind die Momentkasten-Außenplatte 106b bzw.
die Seitenrahmen-Außenplatte 107b durch
unterschiedliche Elemente vorgesehen, aber die entsprechenden vorderen
Enden der Platten 106b, 107b sind zusammen zurück gekantet
und miteinander verschweißt.
Darüber
hinaus befindet sich das bemerkenswerte Merkmal in der Bereitstellung
eines Blechs 201, dass sich sowohl mit der Momentkasten-Außenplatte 106b als auch
der Seitenrahmen-Außenplatte 107b überlappt. Das
Blech 201 ist mit der Momentkasten-Außenplatte 106b am überlappenden
Teil D und der Seitenrahmen-Außenplatte 107b am überlappenden
Teil punktverschweißt.
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11 ist
eine Ansicht zu Erklärung
der Funktion und Wirkung der oben genannten Struktur, wenn das Fahrzeug
eine oben beschriebene versetzte Kollision hat. Wenn sich auf Grund
dieser Kollision der Vorderreifen 110 nach hinten bewegt,
während
er in die „Nachspur"-Richtung gelenkt
wird und in Kontakt mit der Momentkasten-Außenplatte 106b im
innern des vorderen Endes des Karosserierahmens 107 gerät, drückt der Reifen 110 die
Momentkasten-Außenplatte 106b zusammen,
sodass sie einer Kraft unterliegt, um das vordere Ende des Karosserierahmens 107 zum
Innern des Fahrzeugaufbaus zu ziehen. Da gemäß dieser Erfindung Das Blech 201 aufgesetzt
und sowohl mit der Momentkasten-Außenplatte 106b als
auch der Seitenrahmen-Außenplatte 107b durch
Punktschweißen
verschweißt
ist, wird die obige Zugkraft als Scherkraft gegenüber dem überlappenden
(Schweiß-)
Teilen D, E. Wie in der ersten Ausführungsform erwähnt, kann
das Punktschweißen
einen großen
Widerstand gegenüber
einer Scherkraft einnehmen und daher besteht eine Erwartung, dass
die Stoßbelastung
auf die Momentkasten-Außenplatte 106b ausreichend
auf den Karosserierahmen 107 durch die Platte 210 übertragen
wird und die Biegefestigkeit des gesamten Karosserierahmens 107 für einen
Widerstand gegen den Rückzug
des Reifens 110 nützlich
sein kann. Um eine auf die punktgeschweiften Teile anliegende Abreißkraft vollständig zu
entfernen, ist es wünschenswert
den Schweißteil
D bis zu einer Position auszudehnen, um Auswirkungen auf den Reifen 110 oder das
Innere des Fahrzeugaufbaus zu haben. Gemäß der Ausführungsform ist es möglich, infolge
der Einführung
der Platte 201 zur Verbesserung der Verbindung zwischen
der Momentkasten-Außenplatte 106b und
der Seitenrahmen-Außenplatte 107b,
den Fahrzeugaufbau entsprechend dem konventionellen Produktionsverfahren
zu montieren. Es sei vermerkt, dass, wenn es schwierig ist, die
Platte 201 mit den Platten 106b, 107 durch
Punktschweißen
zu verbinden, kann dies durch Laserschweißen oder Bogenschweißen ersetzt
werden.
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D
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung die Momentkasten-Außenplatte 106b mit der
Seitenrahmen-Außenplatte 107b durch
das Blech 201 verbunden ist, ist es möglich, eine hohe Verbindungsfestigkeit
zwischen den Platten 106b, 107b durch die Vermittlung
der Platte 201 zu gewährleisten.
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[4. Ausführungsform]
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12 zeigt
die vierte Ausführungsform
der Erfindung der Basisaufbau dieser Ausführungsform ist ähnlich dem
der dritten Ausführungsform,
aber die Platte 201 zur Verbindung der Momentkasten-Außenplatte 106b mit
der Seitenrahmen-Außenplatte 107b wird
an einer höheren
Position als die der dritten Ausführungsform angeordnet. Wie
in der Figur gezeigt, liegt das Niveau der Platte 201 höher als
die Achse des Karosserierahmens 107 und ist nahe an der
Mittelachse des Reifens 110 positioniert, sodass die Platte 201 aus
der Momentkasten-Außenplatte 106b aufwärts hervorsteht.
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13A und 13B zeigen
die Positionsbeziehung zwischen der Platte 201 und dem
Reifen 110 bei der Fahrzeugkollision. Da entsprechend der Erfindung
die Energiezufuhr (Belastung) auf den Reifen 110 direkt
zur Platte 201 übertragen
wird, ist es möglich,
die Belastungsübertragung
der Platte 201 effektiv zu Stande zu bringen. Da zusätzlich die
Position der an die Seitenrahmen-Außenplatte 107b geschweißten Platte 201 oberhalb
der Achse des Karosserierahmens 107 und innerhalb einer
umfassten Fläche
in einem senkrechten Rahmen, der als frontale Säule dient, festgelegt wird,
ist es möglich,
die Torsionssteifigkeit der frontale Säule als Widerstand gegen die
Stoßwirkung
auszunützen.
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Gemäß der vierten
Ausführungsform
der Erfindung ist es abhängig
von der Form und Länge
der Platte 201 möglich,
die Schweißposition
zwischen der Momentkasten-Außenplatte 106b und
der Seitenrahmen-Außenplatte 107b relativ
frei anzuordnen.
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[5. Ausführungsform]
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14 zeigt
die fünfte
Ausführungsform
der Erfindung. Anders als die Platte 201 der vierten Ausführungsform,
ist die Platte 201 dieser Ausführungsform mit einer Auskehlung
versehen. Infolge der Bereitstellung der Auskehlung ist es möglich, der
Platte 201 zu ermöglichen,
neben seiner Belastungsübertragungswirkung
als Energie absorbierendes Element wirksam zu werden.
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[6. Ausführungsform]
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15 zeigt
die sechste Ausführungsform der
Erfindung. In dieser Ausführungsform
sind die Platte 201 und die Momentkasten-Außenplatte 106b der
vierten Ausführungsform
in einem Aufbau ausgebildet, wobei eine großformatige Momentkasten-Außenplatte 106b bereitgestellt
wird. Im Vergleich mit der Spritzplatte 105 der vierten
Ausführungsform (siehe 12),
ist die Spritzplatte 105 der Ausführungsform in der Links-und-Rechts-(Breiten-)Richtung
des Fahrzeugs begrenzt. Das heißt,
dass die Momentkasten-Außenplatte 106b so
ausgebildet ist, dass sie die gesamte Fläche beim Kontakt mit dem Reifen
bei der Fahrzeugkollision abdeckt. Darüber hinaus ist die Momentkasten-Außenplatte 106b mit Graten,
entsprechend denen auf dem konventionellen Momentkasten, versehen.
Obwohl gemäß der sechsten
Ausführungsform
die Momentkasten-Außenplatte 106b selbst
großformatig
ist, ist es möglich die
Anzahl der Bauteile im Vergleich mit der der vierten Ausführungsform
zu reduzieren und dadurch ihre Formgebung/Bearbeitung und ebenso
ihre Montage zu erleichtern.
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[7. Ausführungsform]
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16 zeigt
die siebte Ausführungsform
der Erfindung. Das Merkmal dieser Eigenschaft befindet sich in der
Einführung eines
Drahts 202 als einem Element, das sowohl auf die Momentkasten-Außenplatte 106b als
auch die Seitenrahmen-Außenplatte 107b aufgelegt
wird. In der Verbindung wird der Draht 202 an der Momentkasten-Außenplatte 106b durch einen
Haken 301 befestigt, während
der gleiche Draht 202 an der Seitenrahmen-Außenplatte 107b durch
einen Haken 302 befestigt wird. Am vorderen Ende der Momentkasten-Außenplatte 106b ist
der Haken 301 mit dem Teil des Elements (106b)
verbunden, das mit dem Seitenelement 102 befestigt ist, während er
beide Elemente 106b, 102 durchdringt. Der Haken 302 ist
in der Nähe
einer Schnittfläche zwischen
dem vorderen Ende der Seitenrahmen-Außenplatte 107b und
seines Teils, das als frontale Säule
senkrecht steht, angeordnet. Clips 303a, 303b sind
an der Momentkasten-Außenplatte 106b an
geeigneten Abständen
angebracht, um zu verhindern, dass der Draht 202 während der
Fahrzeugfahrt schwingt. Zusätzlich
ist die Momentkasten-Außenplatte 106b an
die Seitenrahmen-Außenplatte 107b durch
entsprechende, nach außen
abgekantete Flanschteile, ähnlich
wie beim Strukturaufbau von 3, punktgeschweißt.
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Gemäß der Ausführungsform
wirkt, infolge der durchgehenden Anordnung des Drahtes, der sich auf
der Momentkasten-Außenplatte 106b und
bis zum vorderen Ende der Seitenrahmen-Außenplatte 107b erstreckt,
der Draht 202 als ein Teil der Momentkasten-Außenplatte 106b.
Wenn der Reifen die Momentkasten-Außenplatte 106b bei
der Fahrzeugkollision zusammengedrückt, wird die Stoß-(Kontakt-)
Kraft auf den Draht 201 in Form einer Zugbelastung ausgeübt. Danach
wird die Zugbelastung auf das vordere Ende der Momentkasten-Außenplatte 106b und
das Zeitenelement 102 durch den Haken 301 übertragen
und ebenfalls auf das vordere Ende der Seitenrahmen-Außenplatte 107b durch
den Haken 302 übertragen.
Das heißt,
dass eine durch den Reifen eingegebene Belastung durch die Biegesteifigkeit
des Seitenelements 102 und die Biegesteifigkeit des Karosserierahmens 107 verkraftet
wird. Hierzu sei vermerkt, dass das Seitenelement 102 im
Allgemeinen so geformt ist, dass es einen vergrößerten Abschnitt am hinteren
Ende aufweist, um dadurch die Biegefestigkeit zu erhöhen, während die
Seitenrahmen-Außenplatte 107b an
dessen Kopfende mit der senkrechten, frontalen Säule mit stabiler Struktur vorgesehen
ist. Deshalb kann die Wagenstruktur der Ausführungsform einen bemerkenswert
hohen Widerstand erzielen.
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Da
gemäß der siebten
Ausführungsform
die obigen Befestigungspositionen des Drahts 202 an der
Seitenrahmen-Außenplatte 107b und
der Momentkasten-Außenplatte 106b nach
oben, rechts und links werden können,
so lange die resultierenden Positionen in einer effektiven Fläche der
Spannung des Drahts 202 inbegriffen sind, ist es möglich, die Freizügigkeit
der Ausführung
für die
Wagenstruktur im Vergleich zur der der vierten Ausführungsform
zu vergrößern.
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[8. Ausführungsform]
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17 zeigt
die achte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Gemäß der Ausführungsform
sind hier zwei Drahtstücke 202a, 202b anstelle des
Drahts 202 der siebten Ausführungsform vorgesehen. Infolge
der Einrichtung zweier weiterer Drähte ist es möglich, selbst
wenn sich die Kontaktposition zwischen dem Reifen 110 und
der Moment-Außenplatte 106b aufgrund
des Fahrzeugverhaltens ändert,
die Stoßbelastung
zur Seitenrahmen-Außenplatte 107b stabil
zu halten. Zusätzlich
sind zwei vordere Haken 301a, 301b, entsprechend
dem Haken 301 von 16, an
der Wand des Seitenelements 102 befestigt, während zwei
hintere Haken 302a, 302b entsprechend dem Haken 302 von 16 an der
Seitenrahmen-Außenplatte 107b befestigt
sind. Der obere Haken 302a ist in einem senkrechten Teil der
Seitenrahmen- Außenplatte 107b,
die eine vordere Säule
am Kopfende des Karosserierahmens 107 bildet, positioniert.
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Folglich
wird eine durch den Reifen eingegebene Belastung von der Biegefestigkeit
des Seitenelements 102 und der Biegefestigkeit des Karosserierahmens 107 verkraftet. Ähnlich zur
siebten Ausführungsform
ist das Seitenelement 102 ebenfalls so geformt, dass es
einen vergrößerten Abschnitt
am hinteren Ende aufweist, um dadurch die Biegefestigkeit zu erhöhen, während die
Seitenrahmen-Außenplatte 107b an
dessen Kopfende mit der senkrechten, frontalen Säule mit stabiler Struktur vorgesehen ist.
Deshalb kann die Wagenstruktur der Ausführungsform einen bemerkenswert
hohen Widerstand erzielen.
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[9. Ausführungsform]
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18, 19A und 19B zeigen
die neunte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Gemäß der Ausführungsform
ist das im Motorraum in Längsrichtung
angeordnete Seitenelement 102 aus einem Strangpressprofil
hergestellt, dessen hinteres Ende klebend in einer Momentkasten-Gussform
auf einer Oberfläche
der Spritzplatte 105 montiert ist. Der Karosserierahmen 107,
der ein Seitengestell der Kabine ausbildet, ist ebenfalls aus einem
Strangpressprofil hergestellt, dessen vorderes Ende klebend in der
Momentkasten-Gussform montiert ist. Die Momentkasten-Gussform besteht
aus einer Art einer Struktur, die einem Teil des hinteren Endes
des Seitenelements bis zum vorderen Ende des Karosserierahmens durch
den Momentkasten entspricht und das aus Druckguss ausgeformt wird,
indem es nach oben und unten gezogen wird.
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19A und 19B zeigen
die Funktion und Wirkung der Ausführungsform bei der Fahrzeugkollision. 19A zeigt einen Zustand der Wagenstruktur vor
der Fahrzeugkollision. 19B zeigt eine
Situation der versetzten Kollision, wo sich der Vorderreifen 110 nach
hinten bewegt, während
er in eine Nachspur-Richtung gelenkt wird und schließlich in
Kontakt mit der Momentkasten-Gussform 203 kommt.
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Wenn
der Reifen 110 die Momentkasten-Gussform 203 in
eine Richtung zum Innern des Fahrzeugaufbaus zusammendrückt, ist
der Karosserierahmen 107 ebenfalls einer Kraft ausgesetzt,
die sein vorderes Ende in die Richtung zum Innern des Fahrzeugaufbaus
zurückzieht.
Da gemäß der Ausführungsform
das vordere Ende des Karosserierahmens 107 in der Momentkasten-Gussform 203 montiert
ist, wird die Kraft, die die Momentkasten-Gussform 203 zum
Innern des Wagenaufbaus drückt
zum vorderen Ende des Karosserierahmens 107 in der Form
einer seitlichen Kraft übertragen.
Selbst wenn der Karosserierahmen 107 einer Kraft ausgesetzt
ist, um sein vorderes Ende aus der Momentkasten-Form 203 zu
ziehen, wirkt eine Scherkraft an der Klebefläche rund um den Rahmen 107 herum
als Widerstand gegen eine solche ziehende Kraft. Folglich kann die Biegefestigkeit
des gesamten Karosserierahmens 107 als Widerstand gegen
den Rückzug
des Reifens 110 verwendet werden.
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Der
Umfang der Erfindung ist durch die nachfolgenden Ansprüche definiert.