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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für ein Fahrzeug, das eine so
genannte Frontbau-Fahrzeugkabine mit der Bauweise hat, die einen Kabinenbodenteil
aufweist, der wenigstens einen Fahrersitz trägt, der normalerweise einen
Sitzrahmen hat, der auf dem Boden angeordnet ist, wobei der Kabinenbodenteil
einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt sowie Seitenabschnitte
hat, die sich in Längsrichtung
der Kabine und des Fahrzeugs erstrecken, und wobei die Kabine auf
einem Fahrzeugunterkörper,
der sich unter der Kabine befindet, mit Hilfe einer Lageranordnung
angeordnet ist, die am vorderen Ende der Kabine angeordnet ist und
wenigstens zwei Kabinenschenkel aufweist, von denen einer an jedem
entsprechenden Seitenabschnitt des Fußbodenabschnitts angeordnet
ist.
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HINTERGRUND
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Ein
Großteil
moderner Lastkraftwagen hat einen Aufbau mit einer so genannten
Frontbau-Fahrzeugkabine
(Oberkabine), d. h. mit der Kabine über dem Motor, im Gegensatz
zur herkömmlichen "Standardbau"-Konstruktion, bei
der sich die Kabine hinter dem Motor befindet. Ein Grund dafür besteht
darin, dass das Fahrzeug kürzer
wird oder, mit anderen Worten, dass der Nutzlastteil abhängig von
gesetzlichen Vorgaben, usw. länger
gemacht werden kann. Ein solcher Aufbau bedeutet, dass sich der
Fahrer auf seinem Sitz weiter vorne befindet und im Falle eines
Zusammenstoßes
mit einem vor ihm befindlichen Fahrzeug weniger geschützt ist
als bei einer Kabine in Standardbauweise, bei der der Fahrer weiter vom
vorderen Ende des Fahrzeugs entfernt ist und u. a. durch den Motor
mit den umgebenden Komponenten geschützt werden kann. Zum Ausgleich
dafür kann
die Kabine mit verschiedenen Arten eines präventiven Schutzes in Form von
Trägern
ausgelegt werden. Ein Beispiel dafür ist in der
Japanischen Patentanmeldung 08-091661 gezeigt.
Diese japanische Verbffentlichung zeigt eine Kabine mit Trägern, die unter
der Kabine vorhanden sind. Die Träger sind nicht gerade, sondern
so ausgelegt, dass sie dem nicht ebenen Kabinenboden so folgen,
dass die Träger
in bestimmten Abschnitten gebogen sind. Im Falle einer Kollision
in der Längsrichtung
gegen die Kabine bedeutet dies, dass die Träger an den bereits vorhandenen
Biegungen weiter gebogen werden, die als Biegekerben wirken, wobei
die Verbesserung bei der japanischen Veröffentlichung auf der Tatsache basiert,
dass die Träger
längs einer
Biegung unter dem vorderen Rand des Sitzes verstärkt sind. Dies bietet einen
Schutz im Falle von Kollisionen, jedoch kann der Schutz weiter verbessert
werden.
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Eine
Anordnung für
eine Fahrzeugkabine, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist,
ist aus dem Dokument
WO 03/10180941 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt darauf ab, das Verletzungsrisiko des
Fahrers und von Fahrgästen,
die sich in der Fahrzeugkabine befinden, weiter zu verringern, was
nach der Erfindung mit einer Kabine ermöglicht wird, in der sich die
Kabinenschenkel längs
der Seitenabschnitte des Fußbodenabschnitts von
einer vorderen Position an dem vorderen Abschnitt der Kabine zu
einer hinteren Position erstrecken, die sich im Wesentlichen hinter
der Befestigung des Sitzes an dem Fußbodenabschnitt befindet, und bei
der der Teil des Fußbodenabschnitts,
der sich von der hinteren Position der Kabinenschenkel aus nach hinten
erstreckt und den hinteren Abschnitt des Fußbodenabschnitts aufweist,
mit wenigstens einem Verformungsenergie absorbierenden Element versehen ist.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden
die die Verformung absorbierenden Elemente von Trägern gebildet,
die vorteilhafterweise eine segmentierte Ausgestaltung haben. Die
Segmente an dem Fußboden
können auch
in der Längsrichtung
des Fußbodenabschnitts mit
einer Geometrie angeordnet sein, bei der die Druckspannung an dem
am stärksten
belasteten Punkt in jedem Segment konstant ist oder für die in der
Richtung nach hinten folgenden Segmente zunimmt.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung ist mit Säulenstützen versehen, die an dem Unterbau angeordnet
und mit dem jeweiligen Kabinenschenkel gekoppelt sind. Diese lassen
eine Verschiebung des oberen, mit den Kabinenschenkeln gekoppelten
Säulenteils
nach hinten zu, um die Verformung an der Kabine unter einer Kollisionsbelastungsspannung
weiter zu verringern.
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In
bestimmten Fällen
können
die Säulenstütze und
die Kabinenschenkel über
ein Gelenk verbunden werden, damit die Kabine gekippt werden kann.
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BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die
Erfindung wird nachstehend näher
beschrieben und anhand von Figuren in den beiliegenden Zeichnungen
erläutert,
in denen
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1 von
der Seite für
die Erfindung relevante Teile zeigt, d. h. einen Kabinenboden mit
Komponenten in einer Fahrzeugkabine nach der Erfindung,
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2 in
einer etwas vereinfachten Darstellung eine Fahrzeugkabine nach 1 schräg von vorn
und schräg
von unten zeigt und
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3 ebenfalls
in einer etwas vereinfachten Darstellung eine Fahrzeugkabine nach
der Erfindung und nach 1 schräg von vorne und schräg von oben
zeigt.
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BESCHREIBUNG VON VERANSCHAULICHENDEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Um
in den beiliegenden Zeichnungen das hinter dem gezeigten Beispiel
stehende erfinderische Konzept besser zu veranschaulichen, sind
in den Figuren das Dach, die Hinterwand, die Vorderwand und die
Seitenwände,
die normalerweise zu der Kabine gehören, weggelassen. Deshalb ist
in 1 bis 3 ein Kabinenbodenteil 1 gezeigt,
der einen vorderen Abschnitt 2 und einen hinteren Abschnitt 3 hat. Der
Kabinenbodenteil trägt
einen Fahrersitz 4, der einen Sitzrahmen 5 aufweist.
An der Unterseite des Kabinenbodenteils 1, der in bekannter
Weise einen ganzen Fußbodenabschnitt 6 oder
einen solchen Abschnitt aus einer Vielzahl von üblicherweise druckgeformten
Platten aufweist, sind zwei Kabinenschenkel 7 und in Längsrichtung
der Kabinenschenkel zwei Fußbodenträger 8 angeordnet,
die sich entlang von Seitenabschnitten 9 des Kabinenbodenteils
erstrecken. Die Kabinenschenkel und die Träger sind im Wesentlichen parallel
und identisch und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu der
Längsrich tung des
Fahrzeugs. Die Kabinenschenkel 7 erstrecken sich vom vorderen
Ende der Kabine nach hinten zu einer imaginären Querlinie in der Kabine,
die sich hinter dem Sitzrahmen 5 befindet. Die Kabinenschenkel haben
von der Seite gesehen im Wesentlichen die Form eines Dreiecks, dessen
Scheitel nach hinten weist und dessen vertikale Basis sich im vorderen Abschnitt
der Kabine befindet. Die beiden Kabinenschenkel werden jeweils von
zwei parallelen Platten 7a und 7b gebildet, die
auf jeder Seite ihres Fußbodenträgers 8 angeordnet
sind. Sie sind auch mit einer in gleicher Weise im Wesentlichen
dreieckigen, gewichtssparenden Ausnehmung 11 im Wesentlichen in
einem Mittelabschnitt versehen. Die Platten 7a und 7b sind
an dem Fußboden
und an den Trägern 8 angeschweißt und haben
im Vergleich zu den Trägern 8 eine
große
Biegesteifigkeit in ihren jeweiligen Ebenen, die sich aus der Tatsache
ergibt, dass sie in einer Plattendicke hergestellt werden, die für diesen Zweck
sachkundig ausgewählt
wird, und eine Erstreckung in der Vertikalrichtung haben, die beträchtlich größer als
der jeweilige Träger 8 ist.
Zusätzlich
sind die Träger 8 in
ihren Teilen, die sich hinter der Querlinie hinter dem Sitzrahmen
befinden, mit Verformungseinkerbungen 12 versehen, die
bei einer Belastungsspannung oder einer Druckspannung in Längsrichtung
eine Biegekerbung und Verformungsenergie absorbierende Segmente
des Trägers 8 bilden
sollen. Diese Teile des Trägers,
die sich zwischen den Verformungseinkerbungen 12 befinden, sind
ebenfalls in der Lage, Verformungsenergie zu absorbieren. Der Träger 8 ist
vorzugsweise mit einer Geometrie ausgelegt, bei der die Druckspannung
an dem am stärksten
belasteten Punkt in jedem Segment konstant ist oder in der Richtung
nach hinten in den folgenden Segmenten zunimmt. Die Steifigkeit der
Kabinenschenkel und die eingebauten Verformungskerben der Träger ergeben
insgesamt im Falle eines Frontzusammenstoßes, d. h. bei einem Unfall, bei
dem die Kabine gegen die Ladefläche
oder gegen ein so genanntes hinteres, in bekannter Weise in der Kabine
angeordnetes Querglied gedrückt
wird, eine Verformungsenergieabsorption, die fortschreitend von
hinten beim Ausbeulen der Träger 8 und
der sich auf den Trägerausbeulungen
befindlichen Fußbodenteilen
ausgehen, während
der Teil des Fußbodens,
der den Sitzrahmen und den Fahrersitz trägt, unversehrt bleibt und der
Abstand zwischen dem Kabinenfrontende und dem Fahrersitz beibehalten
wird.
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Am
vorderen Ende der Kabinenschenkel 7 ist eine Halteranordnung 14 zum
Festlegen der Kabine an einem Fahrzeugrahmen 15 angeordnet,
der sich unter der Kabine befindet und bei dem gezeigten Beispiel
aus einem Paar von parallelen Trägern 15a und 15b besteht.
Die Träger
sind in bekannter Weise U-förmig,
wobei die Öffnung
des U nach innen weist. An dem vorderen Ende der beiden Träger ist
jeweils eine Säulenstütze 16 fest
angeordnet. Die Säulenstütze 16 hat
einen Abschnitt 16a, der nach oben über den jeweiligen Träger 15a,
b vorsteht und ein erstes Gelenk 17 trägt. In einer Koppelung mit
dem Gelenk 17 ist ein Ende eines Gelenkarms 18 angeordnet,
der ein anderes Ende hat, das zwischen einem entsprechenden Paar
von Platten 7a und 7b an einem zweiten Gelenk 19 befestigt
ist. Zwischen dem jeweiligen Gelenk und einem Federaufhängungshalter 10,
der am Kabinenunterbau angeordnet ist, ist eine Federanordnung 20 (nicht
im Einzelnen beschrieben) vorgesehen, um die Kabine gegenüber dem
Fahrzeugrahmen 15 mit Chassis (nicht gezeigt) abzufedern.
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Die
Säulenstütze 16 ist
so angeordnet, dass sich der hochstehende Abschnitt 16a über der
Oberseite des jeweiligen Rahmenträgers befindet, so dass die
Höhe der
Stütze
etwa das Doppelte von der des Trägers
ist. Das bedeutet, dass im Falle einer frontalen Kollision der hochstehende
Abschnitt 16a der Säulenstütze mit
dem Gelenk 17 Platz für
eine Rückwärtsverschiebung
durch Verformung der Säulenstütze 16 hat.
Da das Gelenk 17 durch den Gelenkarm 18 mit den
Kabinenschenkeln 7 und somit mit der Kabine gekoppelt ist,
wird die Kabine ebenfalls nach hinten verschoben.
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Wenn
die Kabine nach hinten verschoben wird, wird ein normalerweise vorhandener
Luftspalt zur Ladeplattform, dem rückwärtigen Querglied oder einem
hinter der Kabine angeordneten Äquivalent überbrückt. Wenn
der Kabinenfußboden 6 und
die Fußbodenträger 8 daraufhin
die starre Ladefläche besetzen
und sich die Kabine infolge der Kollisionskraft gegen ihr vorderes
Kabinenende weiter nach hinten verschiebt, muss irgendetwas nachgeben.
Infolge der Verformungsnuten 12 in den Fußbodenträgern 8 werden
dann der Fußbodenabschnitt 6 und die
Träger 8 an
den Einkerbungen verformt, wenn Energie absorbiert ist, während der
Teil des Fußbodens,
der angrenzend an die starren Kabinenschenkel 7 angeordnet
ist und den Sitzrahmen 5 sowie den Fahrersitz 4 trägt, im Wesentlichen
unverändert
ist. Somit kann der gesamte Raum hinter dem Fahrersitz dazu verwendet
werden, Verformungsenergie zu absorbieren, während der Raum in der Fahrerkabine,
in der sich der Fahrer (und jeder Fahrgast) befindet, im Grunde
unversehrt bleibt.
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2 zeigt
den gleichen Aufbau wie 1, jedoch schräg von vorne
und von unten. Für
Teile, die denen in 1 entsprechen, sind die gleichen
Bezugszeichen verwendet. In der Figur kann man die linke Säulenstütze 16,
den Kabinenschenkel 7 und den Fußbodenträger 8 der Kabine sehen,
die so angeordnet sind, dass sie in der vorstehend beschriebenen
Weise bei einer Kollision zusammenwirken, bei der der Kontakt oberhalb
des Rahmens stattfindet, beispielsweise im Falle einer Kollision
mit einem Lastkraftwagen oder einer Anhängerplattform, einer Lastkraftwagenkabine
oder einer Ladebrücke.
Die Figur zeigt auch, dass zwischen den Gelenken eine Stange 21 verläuft, die
die Säulenstützen 16 in
seitlicher Richtung des Fahrzeugs stabilisiert.
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3 zeigt
die Erfindung schräg
von oben und von vorne. Für
die Teile, die denen von 1 und 2 entsprechen,
sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Man kann in 3 sehen,
wie der vordere Abschnitt 2 des Fußbodens den Sitz zusammen mit
seinem Rahmen trägt,
und dass ein Raum hinter dem Sitz, nämlich der hintere Abschnitt 3 des Fußbodens,
als Verformungsraum verfügbar
ist.
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An
dem Fahrzeug sind in bekannter Weise nahe an dem hinteren Rand der
Kabine normalerweise hintere Lagervorrichtungen angeordnet, die
zusammen mit den Kabinenschenkeln, die in dem vorderen Abschnitt
angeordnet sind, die Kabine tragen. Die hinteren Lagervorrichtungen
sind normalerweise ebenfalls in bekannter Weise elastisch, um den
Insassen in der Kabine einen besseren Fahrkomfort zu bieten. Wenn
die Kabine kippbar ist, sind die hinteren Lagervorrichtungen üblicherweise
lösbar
und wirken mit Kupplungen zusammen, die geöffnet werden können und
geschlossen sind, wenn die Kabine nicht gekippt werden muss oder
sich im gekippten Zustand befindet. Da diese hinteren Vorrichtungen
keinen Teil der Erfindung bilden und bekannt sind, werden sie hier
nicht im Einzelnen näher
beschrieben.
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Die
Erfindung ist nicht auf die veranschaulichende Ausführungsform,
wie sie vorstehend beschrieben ist, beschränkt, sonder wird durch die
beiliegenden Patentansprüche
definiert. Beispielsweise ist die Erfindung auch bei Kabinen anwendbar,
die nicht kippbar sind. Zusätzlich
können
die die Verformung absorbierenden Elemente in die Plattform 6, sogar über deren
gesamter Breite, integriert werden. Vorteilhaft kann es auch sein,
wenn die Säulenstütze 16 in
ihrem oberen Teil 16a eine Aushärtung haben, die leichter faltbar
als andere Teile der Stütze
sind, so dass sie bei einer abnorm hohen Beanspruchung unter Absorption
von Verformungskraft nachgeben, ohne wegzubrechen. Man kann sich
verschieden groß bemessene
Kabinenschenkel vorstellen, was davon abhängt, was auf der Fahrerseite
sitzt. Die Säulenstützen 16,
die an den Trägern 15 des
Rahmens beispielsweise durch eine Nietverbindung oder eine Bol zenverbindung
(nicht gezeigt) festgelegt sind, haben eine sich nach oben verjüngende und leicht
geneigte Geometrie, die in den Zeichnungen gezeigt ist, um unter
einer ausreichend starken Kollisionsspannung, beispielsweise wenn
die Streckgrenze des Materials der jeweiligen Säulenstütze überschritten wird, eine gesteuerte
Verformung erzeugt wird.