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Die Erfindung betrifft eine aufpralldämpfende Motorhaube für ein Fahrzeug zur Aufnahme von Aufprallenergie, die durch einen Fußgänger oder einen anderen Aufprallbeteiligten, insbesondere auch durch einen den aufprallenden Kopf eines Fußgängers simulierenden Impaktor eingebracht wird.
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Um die Schwere von Verletzungen, insbesondere Kopfverletzungen, bei Fußgängern oder anderen Aufprallbeteiligten zu reduzieren, deren Kopf im Falle einer Kollision auf die Motorhaube aufschlägt, sind Motorhaubenkonstruktionen bekannt geworden, die in vorbestimmten Bereichen besonders wirksam Aufprallenergie aufnehmen und abbauen können. Diese Bereiche werden mit Aufprallvorrichtungen mit den Kopf eines Fußgängers simulierenden Impaktoren durch Aufprallversuche ermittelt, bei denen die Impaktoren mit bestimmter Geschwindigkeit auf die vorbestimmten Bereiche geschossen und die relevanten geometrischen und Materialparameter der Motorhaube anhand eines optimalen Verzögerungsverlaufes bewertet werden. Dieser optimale Verzögerungsverlauf ermöglicht es mit einem praktisch erreichbaren Kraft/Weg-Verlauf die Impaktorenergie mit möglichst kleinem Deformationsweg umzuwandeln. Es hat sich ergeben, dass neben diesem Deformationsweg die geometrische Steifigkeit der Motorhaube, die Massenträgheit und die Streckgrenze der Materialien für den Kraft/Weg-Verlauf des Impaktors bestimmend sind.
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Zur Verringerung des sog. Kopfverletzungskriteriums HIC (Head Injury Criterion) muss die beim Zusammenstoß mit dem Impaktor eingebrachte Aufprallenergie in bekannter Weise entsprechend einer idealen Kurve der Beschleunigung über der Zeit (a – t – Kurve) weitestgehend abgebaut werden, wobei die Kurve auf einer Berechnung auf der Grundlage des Betrages an Aufprallenergie, der beim Zusammenstoß aufgenommen werden muss, beruht. Die wesentlichen Zusammenhänge sind in der
DE 195 14 324 A1 dargestellt. In dieser Schrift ist eine Motorhaube beschrieben, die eine obere Außentafel (Oberblech) und eine unter dieser angeordnete Vorrichtung (Unterstruktur) zur Aufnahme des Stoßes, der auf die Außentafel durch den Impaktor ausgeübt und durch den diese verformt wird, aufweist und die mit einem sog. Aufprallstörkörper, z. B. dem Motor, korrespondiert, der die verformte Unterstruktur auffängt bzw. anhält. Dabei sind eine Aufnahmerate an Aufprallenergie dieser Unterstruktur und ein Gesamthohlspalt, der zwischen dem Oberblech und dem Aufprallstörkörper ausgebildet ist, derart festgelegt, dass die beim Zusammenstoß eingebrachte Aufprallenergie entsprechend der idealen Beschleunigungs (a) – Zeit (t) – Kurve aufgenommen werden kann, um das Kopfverletzungskriterium HIC bei dem kürzestmöglichen Hub (kleinstmöglichem Deformationsweg) des Oberbleches zu verringern, so dass auch der Abstand des Oberbleches zum Aufprallstörkörper, mit dem dieses bei einem Aufprall in Wirkverbindung steht, klein gehalten werden kann. In der Schrift sind dazu zahlreiche Ausführungen von Motorhauben beschrieben.
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Die
DE 195 14 324 A1 zeigt eine aufpralldämpfende Motorhaube für ein Fahrzeug zur Aufnahme von Aufprallenergie, die durch einen Fußgänger oder einen anderen Aufprallbeteiligten eingebracht wird, mit einem Oberblech und einer mit dieser verbundenen Innenblech bzw. einer aus mehreren solcher Innenbleche gebildeten Unterstruktur, die einen Rahmen und eine innerhalb desselben aus Spriegeln gebildete Versteifungsstruktur aufweist, wobei wenigstens der Rahmen mit dem Oberblech verbunden ist.
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Die
DE 70 32 438 U zeigt eine aufpralldämpfende Motorhaube für ein Kraftfahrzeug, mit einem Oberblech und mit einer an der Unterseite vorgesehenen und aus Spriegeln gebildeten Versteifungsstruktur. Um ein Eindringen der Motorhaube in den Fahrgastinnenraum bei Frontalzusammenstößen mit anderen Kraftfahrzeugen oder Hindernissen zu verhindern, ist vorgesehen, dass in der Versteifungsstruktur als Sollknickstellen ausgebildete Sicken angeordnet sind. Bei einer Belastung der Motorhaube in einer entgegen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gerichteten Stoßrichtung erfolgt durch die Sollknickstellen eine Ausknickung der Motorhaube nach oben (in Bezug auf das Schwerkraftfeld der Erde). Die Motorhaube und die Versteifungsstruktur werden im Bereich der Sicken verformt.
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In der
DE 22 38 676 A ist eine aufpralldämpfende Motorhaube für ein Kraftfahrzeug, aus einem Oberblech und einem Innenblech offenbart, wobei das Innenblech mit dem Außenblech verbunden ist. Das Innenblech weist Sollbiegestellen auf, welche bei einem entgegen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges gerichteten Stoß dafür verantwortlich sind, dass sich die Motorhaube aufwölbt. Das Innenblech wird bei Belastung im Bereich der Sollbiegestellen durch Biegung verformt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Motorhaube zur Verfügung zu stellen, bei welcher die Verletzungen von Fußgängern oder Aufprallbeteiligten weniger schwer ausfallen und das Kopfverletzungskriterium HIC deutlich verringert wird.
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Diese Aufgabe wird mit einer Motorhaube gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Erfindungsgemäß ist eine aufpralldämpfende Motorhaube für ein Fahrzeug zur Aufnahme von Aufprallenergie, die durch einen Fußgänger oder einen anderen Aufprallbeteiligten eingebracht wird, vorgesehen, mit einem Oberblech und einer mit diesem verbundenen, aus einem ein- oder mehrteiligen Innenblech oder aus mehreren solcher Innenbleche gebildeten Unterstruktur, die einen Rahmen und eine innerhalb desselben aus Spriegeln gebildete Versteifungsstruktur aufweist, wobei wenigstens der Rahmen mit dem Oberblech verbunden ist, die Versteifungsstruktur durch Fügeverbindungen, wie Klebungen oder Schweißungen, Niet-Löt- oder Stanznietverbindungen, an dem Rahmen befestigt ist, wobei diese als Sollbruchstellen ausgelegt sind. Auch die Spriegel oder ein Teil derselben können derartige Sollbruchstellen aufweisen. Damit ist die Versteifungsstruktur im Falle des Aufschlages eines Aufprallbeteiligten, insbesondere auch eines Kopfaufschlages von einem Fußgänger unter Energieaufnahme aus dem Rahmen ausknöpfbar angeordnet, da die Verbindungsstellen aufbrechen. Die durch das Innenblech gebildete Unterstruktur hat durch die Sollbruchstellen ein verringertes Widerstandsmoment, wodurch die eingebrachte Aufprallenergie, angenähert der idealen Kurve der Beschleunigung über der Zeit, abgebaut wird. Damit ist das Kopfverletzungskriterium HIC erheblich verringert. Alternativ dazu können zusätzlich zu den genannten Sollbruchstellen auch an den Spriegeln oder nur an diesen oder einem Teil derselben derartige Sollbruchstellen ausgebildet sein. Die erstgenannte Alternativlösung trägt in verstärktem Maße zur Verringerung des Widerstandsmomentes der Unterstruktur bei.
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Die vorgeschlagenen Sollbruchstellen zwischen der Versteifungsstruktur und dem Rahmen können parallel oder quer zum Oberblech ausgebildet sein, so dass die jeweilige Verbindungsstelle im Falle eines Aufschlages eines Aufprallbeteiligten auf Zug oder Scherung beansprucht wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Spriegel aus Spriegelsegmenten gebildet, die stumpf miteinander gefügt sind. Dabei sind die Spriegelsegmente entweder an ihren gegeneinander gerichteten Stirnflächen oder auch über an den Stirnseiten abgewinkelte, Fügeflächen bildende Ränder miteinander verbunden, wobei diese, bezogen auf das Spriegelprofil, nach außen oder nach innen abgewinkelt sein können. Ebenso ist es möglich, die Spriegelsegmente über miteinander korrespondierende, in die Richtung des Kopfaufschlages geneigte Stirnflächen miteinander zu verbinden.
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Die an den Spriegeln ausgebildeten Sollbruchstellen können aber auch in deren Längsrichtung und quer oder schräg zum Oberblech angelegt sein, so diese dass bei einem Kopfaufschlag im Wesentlichen durch ein Abscheren zerstört werden.
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Schließlich ist die Motorhaube auch so ausführbar, dass deren Unterstruktur in verschiedenen Bereichen verschieden steife Spriegel aufweist, insbesondere im vorbestimmten Erwachsenenkopfaufschlagbereich im hinteren Teil der Motorhaube steifere Spriegel als im Kinderkopfaufschlagbereich.
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Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen, weitgehend schematisch:
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1: eine Draufsicht auf die Unterstruktur einer Motorhaube,
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2a: einen Schnitt II-II durch die Motorhaube im Bereich des Frontends,
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2b: diesen Schnitt an einer alternativen Motorhaube,
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2c: diesen Schnitt an einer alternativen modifizierten Motorhaube,
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3: eine Draufsicht auf eine andere Ausführung einer Unterstruktur,
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4a: einen Abschnitt eines Spriegels dieser Unterstruktur,
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4b: Spriegelsegmente,
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4c: eine alternative Ausbildung von Spriegelsegmenten und
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5a bis 5d: Spriegelquerschnitte.
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In 1 ist in einer Draufsicht eine aus einem Innenblech (Stahlblech 0,7 mm) gebildete Unterstruktur einer Motorhaube mit einem Rahmen 1 und einer A-förmigen Versteifungsstruktur 2 dargestellt, die miteinander verklebt sind. Die Klebung ist in einem Vertikalschnitt II-II in den 2a bis 2c gezeigt, in denen auch die Verbindung der Unterstruktur mit einem Oberblech 3 (Stahlblech 0,8 mm) zu sehen ist.
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Bei der Ausführung nach 2a sind die Versteifungsstruktur 2 und der Rahmen 1 über an beiden Bauteilen parallel zum Oberblech 3 ausgerichtete Klebeflansche 4 miteinander verklebt. Diese Klebestelle ist als Sollbruchstelle ausgebildet, so dass diese bei einem Kopfaufschlag, verbunden mit einer Deformation des Oberbleches 3 und der Unterstruktur, aufbricht und die Versteifungsstruktur 2 aus dem Rahmen 1 „ausgeknöpft” wird. Dazu ist eine 5 mm dicke und 8 mm breite Kleberschicht über die Breite des Längsspriegels 6 ausgebildet. Die Klebestelle wird bei einem Kopfaufschlag auf Zug beansprucht.
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2b zeigt eine alternative Klebeverbindung, bei der die an beiden Komponenten angeformten Klebeflansche 7 und damit auch die Klebeschicht 8 im Wesentlichen senkrecht zum Oberblech 3 ausgerichtet sind. Diese Klebestelle wird in Abhängigkeit vom Ort des Aufschlages eines Kopfes auf das Oberblech 3 auf Scherung und/oder Zug beansprucht. 2c zeigt dazu eine Alternativausführung mit schräg angeformten Klebeflächen 7. Diese können auch nach der anderen Seite geneigt sein.
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3 zeigt eine aus einem Rahmen 1 und einer Verstärkungsstruktur 9 gebildete Unterstruktur, die aus Spriegelsegmenten 10 gebildete Spriegel aufweist. Die Gesamtbreite eines Spriegelsegmentes 10 beträgt 105 mm und dessen Höhe 10 mm, und die Flansche haben eine Breite von 30 mm. Die Blechdicke beträgt 0,7 mm. Die Spriegelsegmente 10 sind an ihren quer zu ihrer Längsausdehnung ausgebildeten Stirnflächen stumpf miteinander verklebt (4a). Alternativ dazu könnten die Stirnflächen auch schräg zur Längsausdehnung des jeweiligen Spriegelsegmentes ausgebildet sein. Die als Sollbruchstelle ausgebildeten Klebeschichten 11 werden in Abhängigkeit vom Belastungsfall auf Zug und/oder Scherung beansprucht. Eine alternative Ausführung eines Spriegels zeigen die 4b und 4c. Dieser ist aus Spriegelsegmenten 12 zusammensetzbar, die an ihren Stirnseiten mit abgewinkelten, Klebeflächen 13 bildenden Rändern 14 versehen ist. Die Spriegel werden an den einander zugewandten Klebeflächen 13 miteinander verklebt. In 4c sind die die Klebeflächen 13 bildenden Ränder 14 nach außen abgewinkelt.
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Die 5a bis 5f zeigen Spriegelausführungen im Querschnitt mit längsgeteilten Spriegeln und in Längsrichtung als Sollbruchbereiche ausgebildeten Klebungen. In 5a ist die Klebeschicht 15 zwischen schräg zu den Seitenwänden des Spriegels und damit auch schräg zum Oberblech 3 angeordneten Klebeflanschen 16 ausgebildet. Bei den Ausführungen nach den 5b, c, e und f sind die Klebeschichten 15 jeweils zwischen einer Seitenwand und einem parallel zu dieser ausgebildeten Klebeflansch 16 und damit quer zum Oberblech 3 angeordnet. Bei der Ausführung nach 5d mit einem Spriegel mit einem trapezförmigen Querschnitt sind mittig zwei Klebeflansche 16 und zwischen diesen eine Klebeschicht 15 angeordnet. Sämtliche Klebeschichten 15 werden bei einem Kopfaufschlag im Wesentlichen auf Scherung beansprucht.
