DE10055274B4 - Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur - Google Patents
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Abstract
Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur zum Absorbieren eines auf eine Windschutzscheibe (11) einwirkenden Aufpralls durch eine Frontsäule (14), umfassend:
ein Säulenaußenelement (15) mit einem Flanschabschnitt (15a), der an der Passagierraumseite eines Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe (11) mit einem Säuleninnenelement (16) verbunden ist; und
ein plastisch verformbares Element (27), das an einer Vorderseite des Flanschabschnitts (15a) derart angeordnet ist, dass es den Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe (11) stützt.
ein Säulenaußenelement (15) mit einem Flanschabschnitt (15a), der an der Passagierraumseite eines Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe (11) mit einem Säuleninnenelement (16) verbunden ist; und
ein plastisch verformbares Element (27), das an einer Vorderseite des Flanschabschnitts (15a) derart angeordnet ist, dass es den Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe (11) stützt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur, durch die ein auf die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs einwirkender Aufprall von der Frontsäule absorbiert wird.
- Aus der
JP-9-39833 A - Die Konstruktion der vorgenannten Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur kommt zur Wirkung, wenn das Hindernis direkt auf die Frontsäule aufprallt. Wenn jedoch das Hindernis zuerst auf die Windschutzscheibe aufprallt und der hierdurch erzeugte Stoß von den Umfangsabschnitten der Windschutzscheibe her auf die Frontsäulen übertragen wird, zeigt sich der Nachteil dieser Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur, dass nämlich der so erzeugte Aufprall nicht effektiv absorbiert werden kann. Da ferner das Aufprall absorptionsblech von der Vorderseite der Windschutzscheibe her nach vorne absteht, läuft dies Bemühungen entgegen, eine windschnittige Oberflächenkonstruktion an der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs zur Minderung des Luftwiderstands vorzusehen.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur anzugeben, die nicht nur einen Aufprall, der entsteht, wenn ein Hindernis auf die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs aufprallt, durch eine Frontsäule oder Frontsäulen des Kraftfahrzeugs absorbieren kann, sondern auch den Luftwiderstand an den Frontsäulen senken kann.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt eine Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur vorgeschlagen, durch die ein auf die Windschutzscheibe wirkender Aufprall von einer Frontsäule oder Frontsäulen absorbiert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontsäule derart aufgebaut ist, dass an der Passagierraumseite eines Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe ein Flanschabschnitt eines Säulenaußenelements mit einem Säuleninnenelement verbunden ist, und dass der Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe an einer Vorderseite des Flanschabschnitts über ein plastisch verformbares Element gestützt wird.
- Wenn bei dieser Konstruktion der Aufprall eines Hindernisses auf die Windschutzscheibe von den Umfangsabschnitten der Windschutzscheibe auf die plastisch verformbaren Elemente übertragen wird, werden die plastisch verformbaren Elemente, die zwischen der Windschutzscheibe und den Flanschabschnitten der Säulenaußenelemente zusammengedrückt werden, in Längsrichtung der Fahrzeugskarosserie unter Druck kollabiert, und der Aufprall, der von den Frontsäulen und dem Hindernis aufgenommen wird, wird durch die Aufprallabsorptionswirkung absorbiert.
- Bevorzugt wird nach einem zweiten Aspekt eine Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur nach dem ersten Aspekt vorgeschlagen, bei der der Flanschabschnitt an einer Stelle angeordnet ist, die von einem Außenwandabschnitt des Säulenaußenelements rückversetzt ist, und eine Vorderseite des Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe derart angeordnet ist, dass die Vorderseite des Umfangsabschnitts mit dem Außenwandabschnitt des Säulenaußenelements fluchtet.
- Da bei dieser Konstruktion die Vorderseiten der Umfangsabschnitte der Windschutzscheibe mit den Außenwandabschnitten der Säulenaußenelemente fluchten, indem die Flanschabschnitte an diesen Stellen von den Außenwandabschnitten der Säulenaußenelemente rückversetzt sind, fluchten die Verbindungsabschnitte zwischen den Frontsäulen und der Windschutzscheibe mit den jeweiligen Komponenten, um hierdurch den Luftwiderstand an den Verbindungsabschnitten zu reduzieren.
- Bevorzugt wird nach einem dritten Aspekt eine Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur nach dem ersten oder zweiten Aspekt vorgeschlagen, bei der der Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe in einen Schlitz, der in einer Seite des plastisch verformbaren Elements gebildet ist, eingesetzt und dort gehalten ist, wobei ein Spalt zwischen dem Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe und dem Säulenaußenelement mit einem Formteil abgedeckt ist, das sich integral an eine Außenseite des Schlitzes anschließt.
- Da bei dieser Konstruktion die Umfangsabschnitte der Windschutzscheibe in den Schlitzen der plastisch verformbaren Elemente sitzen und darin gehalten werden und die Spalte zwischen den Umfangsabschnitten der Windschutzscheibe und den Säulenaußenelementen mit den Formteilen abgedeckt sind, die sich integral an die Außenseiten der Schlitze anschließen, kann nicht nur das Positionieren und Halten der Windschutzscheibe erleichtert werden, sondern kann auch die Anzahl der Baukomponenten und Mannstunden für den Zusammenbau reduziert werden, im Vergleich dazu, dass ein separates Formteil vorgesehen ist.
- Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
-
1 ist eine Perspektivansicht eines vorderen Teils eines Kraftfahrzeugs; -
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang Linie 2-2 in1 ; -
3 erläutert den Betrieb einer ersten Ausführung, wenn ein Hindernis auf die Windschutzscheibe prallt; -
4 zeigt eine zweite Ausführung entsprechend2 ; -
5 zeigt eine dritte Ausführung entsprechend2 ; -
6 zeigt eine vierte Ausführung entsprechend2 ; und -
7 zeigt eine fünfte Ausführung entsprechend2 . - Die
1 bis3 zeigen eine erste Ausführung, wobei1 eine Perspektivansicht eines vorderen Teils eines Kraftfahrzeugs ist,2 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang linie 2-2 in1 ist und3 eine Ansicht zur Erläuterung des Betriebs der Ausführung ist, wenn ein Hindernis auf eine Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs aufprallt. - Wie in
1 gezeigt, ist eine Frontsäule14 zwischen einem Seitenrand der Windschutzscheibe11 eines Kraftfahrzeugs V und einem Vorderrand einer Fensterscheibe einer Vordertür12 vorgesehen, und die Frontsäule14 ist an ihrem Oberende in Längsrichtung des Fahrzeugs nach hinten geneigt. - Wie aus
2 ersichtlich, ist die Frontsäule14 aufgebaut durch Verbindung von vier Platten- oder Blechelementen, wie etwa einem Säulenaußenelement15 , einem Säuleninnenelement16 , einem Versteifungselement17 und einem Verstärkungselement18 , die hierdurch einen geschlossenen Querschnitt bilden. Das Säulenaußenelement15 , das sich an der Außenseite der Fahrzeugkarosserie befindet, ist ein Element mit rinnenartigem Querschnitt. Ein Paar von Flanschabschitten15a ,15b , die sich an den Seiten des rinnenartigen Querschnitts befinden, ist an ein Paar von Seitenrandabschnitten17a ,17b angeschweißt, die an den Seiten eines L-förmigen Querschnitts des Versteifungselements17 angeordnet sind. Somit bilden das Säulenaußenelement15 und das Versteifungselement17 einen geschlossenen Querschnitt. - Das Säuleninnenelement
16 ist ein Element mit S-förmigem Querschnitt, und ein Seitenrandabschnitt16a , der sich an einer Seite des S-förmigen Querschnitts befindet, ist an den Seitenrandabschnitt17a angeschweißt, der sich an einer der Seiten des Versteifungselements17 befindet. Das Verstärkungselement18 ist ein Element mit flachem, plattenartigem Querschnitt. Ein Seitenrandabschnitt18a , der sich an einer Seite des Querschnitts befindet, ist an einen Seitenrandabschnitt16b angeschweißt, der sich an der anderen Seite des Säuleninnenelements16 befindet. Ein Seitenrandabschnitt18b , der sich an der anderen Seite des Querschnitts befindet, ist an den Seitenrandabschnitt17b angeschweißt, der sich an der anderen Seite des Versteifungselements17 befindet. Daher bilden das Versteifungselement17 , das Säuleninnenelement16 und das Verstärkungselement18 einen weiteren geschlossenen Querschnitt. - Ein aufrechter Wandabschnitt
15c erstreckt sieh von dem Flanschabschitt15a nach vorne (zur Außenseite des Fahrzeugs), wobei dieser Flanschabschnitt15a einer der Flanschabschnitte des Säulenaußenelements15 ist und sich hinter einem Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe11 (an der Passagierraumseite des Fahrzeugs) befindet. Eine Vorderseite des aufrech ten Wandabschnitts15c ist mit einem Außenwandabschnitt15d verbunden, der zur Außenseite der Fahrzeugkarosserie freiliegt. Eine Rückseite eines plastisch verformbaren Elements27 , das aus einer Metallplatte zu einem C-förmigen Querschnitt geformt ist, wird an eine Vorderseite des Flanschabschnitts15a des Säulenaußenelements15 derart angeschweißt, dass eine Öffnung27a des C-förmigen Querschnitts dem aufrechten Wandabschnitt15c gegenüberliegt. Dann wird der Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe11 an der Vorderseite des plastisch verformbaren Elements27 über einen Dichtgummi19 und einem Dichtmittel20 befestigt. In einem Spalt zwischen dem Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe11 und dem aufrechten Wandabschnitt15c des Säulenaußenelements15 wird ein Formteil21 angebracht. In diesem Zustand fluchtet die Vorderseite des Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe11 mit der Außenwandabschnitt15d des Säulenaußenelements15 . - Anzumerken ist, dass die Rückseite des plastisch verformbaren Elements
27 an die Vorderseite des Flanschabschnitts15a des Säulenaußenelements15 mittels Klebstoff angeklebt werden kann, anstatt an den Flanschabschnitt15a angeschweißt zu werden, wodurch das plastisch verformbare Element27 an dem Flanschabschnitt15 elastisch angebracht werden kann. - Ein äußerer Türdichtstreifen
23 , der an eine Türsäule22 einer Vordertür12 angebracht ist, stützt sich gegen den Außenwandabschnitt15d des Säulenaußenelements15 ab. Der äußere Türdichtstreifen23 und ein innerer Türdichtstreifen24 , der ebenfalls an der Türsäule22 angebracht ist, stützen sich gegen einen stufenartigen Dichtwandabschnitt15e ab, der mit dem Flanschabschnitt15b verbunden ist. Zusätzlich stützt sich ein Fensterdichtstreifen25 , der an der Türsäule22 angebracht ist, gegen eine Fensterscheibe13 ab. Dann wird eine Seitenfläche der Frontsäule14 an der Passagierraumseite mittels einer Verkleidung26 abgedeckt. - Nachfolgend wird die Funktion der wie oben aufgebauten Ausführung beschrieben.
- Wenn, wie in
3 gezeigt, ein Hindernis auf die Vorderseite der Windschutzscheibe11 aufprallt und hierbei der Aufprall auf die Windschutzscheibe11 in der mit dem Pfeil F angegebenen Richtung einwirkt, wird eine durch den Aufprall erzeugte Kraft von dem Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe11 direkt auf das plastisch verformbare Element27 übertragen. Dieses drückt das plastisch verformbare Element27 zusammen, das sich dann plastisch verformt, so dass es in Längsrichtung kollabiert, wodurch die Aufprallenergie absorbiert wird. Daher kann der Aufprall, der sowohl von der Frontsäule14 als auch dem Hindernis aufgenommen werden muss, effektiv absorbiert werden, wenn das plastisch verformbare Element unter Druck kollabiert. Da ferner die Vorderseite des Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe11 mit dem Außenwandabschnitt15d des Säulenaußenelements15 fluchtet, kann das Säulenaußenelement15 mit der Windschutzscheibe11 in Flucht gebracht werden, was zu einer Minderung des Luftwiderstands an dieser Stelle beiträgt. -
4 zeigt eine zweite Ausführung, in der das plastisch verformbare Element27 aus einem Aluminiumrohrelement mit kreisförmigem Querschnitt gebildet ist. Dieses plastisch verformbare Element27 ist an der Vorderseite des Flanschabschnitts15a des Säulenaußenelements15 durch eine Schweißung und an der Rückseite des Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe mit dem Dichtmittel20 befestigt. -
5 zeigt eine dritte Ausführung, in der das plastisch verformbare Element27 aus einem extrudierten Aluminiumelement gebildet ist. Dieses plastisch verformbare Element27 ist an der Vorderseite des Flanschabschnits15a des Säulenaußenelements15 durch Schweißung und an der Rückseite des Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe mit dem Dichtmittel befestigt. - Im Inneren des plastisch verformbaren Elements
27 sind mehrere Hohlräume27b ausgebildet, so dass dieses Element27 einknicken kann. -
6 zeigt eine vierte Ausführung als Modifikation der dritten Ausführung. In dieser Ausführung ist ein Schlitz27c in einer Seite des vorderen Abschnitts des plastisch verformbaren Elements27 ausgebildet, das aus dem extrudierten Aluminiumelement aufgebaut ist, so dass der Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe11 darin eingesetzt und gehalten ist. Ein Formteil27d ist integral mit der Vorderseite des plastisch verformbaren Elements27 ausgebildet oder daran angeformt, so dass ein Spalt zwischen dem Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe11 und dem Außenwandabschnitt15d des Säulenaußenelements15 damit abgedeckt ist. - Die Funktion und die Wirkung der ersten Ausführung lässt sich auch mit den oben erwähnten zweiten bis fünften Ausführungen erzielen. Insbesondere kann mit der vierten Ausführung das Positionieren und Halten der Windschutzscheibe
11 erleichtert werden, indem man den Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe11 in den Schlitz27c in dem plastisch verformbaren Element27 einsetzt und dort befestigt. Da ferner das Formteil27d zum Abdecken des Spalts zwischen dem Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe11 und dem Außenwandabschnitt15d des Säulenaußenelements15 integral mit dem plastisch verformbaren Element27 ausgeformt ist, können die Teilezahl und die Mannstunden für den Zusammenbau im Vergleich zur Verwendung eines separaten Formteils reduziert werden. - Die Konstruktion des plastisch verformbaren Elements
27 ist nicht auf die oben beschriebenen ersten bis fünften Ausführungen beschränkt, sondern kann jeden Aufbau einnehmen, sofern das plastisch verformbare Element plastisch verformt werden kann, wenn es von der Windschutzscheibe her eine Last aufnimmt. - Obwohl in den Ausführungen die Frontsäule
14 die vier Elemente umfasst, nämlich das Säulenaußenelement15 , das Säuleninnenelement16 , das Versteifungselement17 und das Verstärkungselement18 , müssen jedoch das Versteifungselement17 und das Verstärkungselement18 nicht notwendigerweise vorgesehen sein. Im Prinzip reicht es aus, wenn das Säulenaußenelement15 und das Säuleninnenelement16 vorgesehen sind. In der in7 gezeigten fünften Ausführung ist kein Verstärkungselement18 an der Frontsäule14 vorgesehen, die somit nur aus drei Elementen aufgebaut ist, nämlich einem Säulenaußenelement 15, einem Säuleninnenelement16 und einem Versteifungselement17 . - Ein Säulenaußenelement
15 einer Frontsäule14 eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Versteifungselement17 und einen Flanschabschnitt15a , der mit einem Säuleninnenelement16 verbunden ist. Ein Umfangsabschnitt einer Windschutzscheibe11 ist an einer Vorderseite (einer zur Fahrzeugaußenseite hin orientierten Seite) des Flanschabschnitts15a über ein plastisch verformbares Element27 befestigt, welches sich leicht und plastisch verformen kann, wenn in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie hierauf eine Kraft einwirkt. Wenn ein Aufprall, der bei dem Aufstoß eines Hindernisses auf die Windschutzscheibe entsteht, auf das plastisch verformbare Element übertragen wird, kollabiert das plastisch verformbare Element durch die Kraft. Der Aufprall, der von der Windschutzscheibe und dem Hindernis aufgenommen werden muss, kann durch die Aufprallabsorptionswirkung absorbiert werden. Da ferner die Vorderseite des Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe mit einem Außenwandabschnitt15d des Säulenaußenelements15 fluchtet, kann auch ein Verbindungsabschnitt zwischen den zwei Elementen mit diesen Elementen in Flucht gebracht werden, um hierdurch den Luftwiderstand an dieser Stelle zu senken..
Claims (9)
- Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur zum Absorbieren eines auf eine Windschutzscheibe (
11 ) einwirkenden Aufpralls durch eine Frontsäule (14 ), umfassend: ein Säulenaußenelement (15 ) mit einem Flanschabschnitt (15a ), der an der Passagierraumseite eines Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe (11 ) mit einem Säuleninnenelement (16 ) verbunden ist; und ein plastisch verformbares Element (27 ), das an einer Vorderseite des Flanschabschnitts (15a ) derart angeordnet ist, dass es den Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe (11 ) stützt. - Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt (
15a ) an einer Stelle angeordnet ist, die von einem Außenwandabschnitt (15d ) des Säulenaußenelements (15 ) rückversetzt ist, wobei eine Vorderseite des Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe (11 ) derart angeordnet ist, dass die Vorderseite des Umfangsabschnitts mit dem Außenwandabschnitt (15d ) des Säulenaußenelements (15 ) fluchtet. - Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das plastisch verformbare Element (
27 ) in seiner Seite einen Schlitz (27c ) enthält, um den Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe (11 ) einzusetzen und zu halten, und dass ein Formteil (27d ) zum Abdecken eines Spalts zwischen dem Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe (11 ) und dem Säulenaußenelement (15 ) integral mit einer Außenseite des Schlitzes (27c ) verbunden ist. - Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das plastisch verformbare Element (
27 ) einen Querschnitt besitzt, der in seiner Innenseite einen Hohlraum (27b ) bildet. - Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das plastisch verformbare Element (
27 ) aus einer Metallplatte hergestellt ist. - Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das plastisch verformbare Element (
27 ) aus Aluminium hergestellt ist. - Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur zum Absorbieren eines auf eine Windschutzscheibe (
11 ) einwirkenden Aufpralls durch eine Frontsäule (14 ), umfassend: ein Säuleninnelement (16 ); ein Säulenaußenelement (15 ), das einen Außenwandabschnitt (15d ) aufweist und in Verbindung mit dem Säuleninnenelement (16 ) einen geschlossenen Querschnitt bildet; ein Versteifungselement (17 ), das innerhalb des geschlossenen Querschnitts angeordnet ist; und ein plastisch verformbares Element (27 ), das an einem Verbindungsabschnitt (15a ), der zumindest zwei Elemente von Säuleninnenelement (16 ), Säulenaußenelement (15 ) und Versteifungselement (17 ) verbindet, an einer Passagierraumseite eines Umfangsabschnitts der Windschutzscheibe (11 ) derart angeordnet ist, dass es den Umfangsabschnitt der Windschutzscheibe (11 ) stützt. - Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (
15a ) durch einen mit dem Säuleninnenelement (16 ) verbundenen Flanschabschnitt (15a ) des Säulenaußenelements (15 ) gebildet ist. - Frontsäulen-Aufprallabsorptionsstruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Säulenaußenelement (
15 ) einen weiteren Flanschabschnitt (15b ) aufweist, der mit einem Ende eines Verstärkungselements (18 ) verbunden ist, das an seinem anderen Ende mit dem Säuleninnenelement (16 ) verbunden ist.
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