DE10117214A1 - Kopfaufpralloptimierte Motorhaube - Google Patents

Abstract

Um bei einer kopfaufpralloptimierten Motorhaube (6) zu erreichen, dass bei Unfällen sowohl mit Kindern als auch mit Erwachsenen die Verletzungen des Fußgängers möglichst gering sind, wird vorgeschlagen, die Motorhaube (6) im vorderen Bereich (10) mit einer geringeren Härte zu versehen als im hinteren Bereich (11).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kopfauf­ pralloptimierte Motorhaube eines Kraftfahrzeuges, die sich im Wesentlichen horizontal von der Front des Fahr­ zeuges nach hinten erstreckt, wobei die Motorhaube so aufgebaut ist, dass sich bei einem Kopfaufprall ein be­ stimmtes Verzögerungsprofil einstellt, dem eine Steifig­ keit der Motorhaube an der Kopfaufschlagstelle entspricht und für das ein HIC-Wert berechenbar ist.

Die Entwicklungen in den letzten Jahren hatten zum Ziel, die Verletzungsschwere bei Fußgängern bei einer Fußgängerfahrzeugkollision zu minimieren. Gemäß einer Vorschrift des European Enhanced Vehicle-Safety Commitee (EEVC) soll die Motorhaube eines Fahrzeuges so gestaltet werden, dass der HIC-Wert bezogen auf eine bestimmte, ei­ nen Kopfaufprall simulierende Versuchsanordnung unter 1.000 bleibt.

Beim HIC-Wert handelt es sich um einen Wert, der sich aus der Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Kopfverzögerung ergibt. Dazu wird eine bezogen auf ein Zeitintervall mittlere Verzögerung mit diesem Zeitinter­ vall multipliziert, wobei die mittlere Verzögerung mit dem Exponenten 2,5 eingeht. Das Verzögerungsprofil wird mit verschiedenen Zeitintervallen abgetastet uni die sich dabei ergebenden Werte miteinander verglichen, wobei der größte Wert den HIC-Wert bildet. Der Formel liegt die Er­ kenntnis zugrunde, dass der Mensch durchaus hohe Verzöge­ rungen erträgt, solange sie nur kurz wirken.

Gemäß der oben genannten Prüfvorschrift wird sowohl der Aufschlag eines Kinderkopfes als auch eines Erwachsenenkopfes simuliert, wobei der Impaktor, der den Kinderkopf simuliert, ein Gewicht von 2,5 kg hat und mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h unter 50° zur Horizon­ talen auf die Motorhaube geschossen wird, während der Er­ wachsenenkopf-Impaktor ein Gewicht von 4,8 kg hat und mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h unter einem Winkel von 65° auf die Motorhaube trifft.

Es hat sich gezeigt, dass Bereiche der Motor­ haube, die hinsichtlich der Versuche mit dem Erwachsenen­ kopf-Impaktor optimiert sind, für den Kinderkopf zu hart sind und daher bei Versuchen mit dem Kinderkopf-Impaktor zu hohe HIC-Werte hervorrufen.

Die Erfindung beruht daher auf dem Problem, die Motorhaube so zu gestalten, dass sie sowohl hinsichtlich eines Kinderkopf- als auch eines Erwachsenenkopfaufpral­ les optimiert ist.

Die Erfindung schlägt dazu vor, dass im vorde­ ren Bereich der Motorhaube eine kleinere Steifigkeit vor­ liegt als im hinteren Bereich, wobei die Steifigkeit im vorderen Bereich einem simulierten Kinderkopfaufprall und im hinteren Bereich einem simulierten Erwachsenenkopfauf­ prall entspricht.

Hierdurch wird ein Ergebnis des AIC-Wertes von kleiner 1000 erreicht, so dass davon ausgegangen werden kann, dass nicht mit schweren Kopfverletzungen zu rechnen ist.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass im realen Unfallgeschehen der Kopf eines Kindes eher im vorderen Bereich der Motorhaube, während der Kopf eines Erwachsenen eher im hinteren Bereich aufschlägt.

Um die beschriebene Steifigkeitsverteilung zu realisieren, wird eine Motorhaube vorgesehen, die eine Schicht aus einem Kunststoffschaum aufweist. Solche Mo­ torhauben sind an sich bekannt. Es wird z. B. auf die DE 198 46 192 A1 verwiesen. Allerdings soll gemäß der vor­ liegenden Erfindung die Härte des verwendeten Kunststoff­ schaumes im vorderen Bereich kleiner sein als die im hin­ teren Bereich. Auf diese Weise lässt sich das oben ge­ nannte Ziel, nämlich eine Steifigkeitsvariation in Längs­ richtung der Motorhaube zu erhalten, mit relativ einfa­ chen Mitteln erreichen.

Prinzipiell kann sich die Härte des Kunststoff­ schaumes kontinuierlich von der Front des Fahrzeuges bis hin zur Windschutzscheibe erhöhen. Im Allgemeinen reicht es aber aus, dass der Kunststoffschaum in den Abschnit­ ten, die den unteren und oberen Bereich bilden, jeweils einen einheitlichen Härtegrad aufweist.

Wenn im Vorstehenden von Steifigkeit bzw. Härte gesprochen wird, so ist damit ein komplexer Wert gemeint, in den dämpfende - d. h. geschwindigkeitsabhängige - und federnde - d. h. wegabhängige - Kraftkomponente einflie­ ßen. Für die vorliegende Betrachtung soll davon ausgegan­ gen werden, dass die Härte einer bestimmten geschwindig­ keitsabhängigen Energieaufnahme pro Wegeinheit ent­ spricht.

Außerdem ist es wichtig, dass die Struktur bzw. der Kunststoffschaum nicht rückfedert, denn dies würde eine zusätzliche den HIC-Wert erhöhende Verzögerung be­ wirken. Der verwendete Schaum soll daher eine im Wesent­ liche nicht rückfedernde Struktur aufweisen. Erreicht werden kann dies, indem ein Kunststoffschaum eingesetzt wird, der oberhalb einer bestimmten Belastung kollabiert, d. h. dass die Brücken brechen, die die Poren des Schaumes bilden.

Der Kunststoffschaum wird vorzugsweise in einer Hülle aus Metall gehalten, wobei die Hülle durch eine O­ berschale und eine Unterschale gebildet wird, die mit der Kunststoffschaumschicht verbunden sind, wobei diese Struktur insgesamt eine Biegesteifigkeit aufweist, die zusätzlich zur Steifigkeit des Kunststoffschaumes zur Kopfverzögerung beiträgt.

Vorzugsweise werden die Biegesteifigkeit der Gesamtstruktur und die Steifigkeit des Schaumes so auf­ einander abgestimmt, dass zumindest in der Anfangsphase des Aufpralls der Kraftverlauf im Wesentlichen durch die Verformung des Kunststoffschaumes bestimmt wird. Diese lässt sich besser einstellen, so dass mit einiger Sicher­ heit erreicht werden kann, dass kein zu hoher HIC-Werte in der Anfangsphase der Verzögerung, die für den geziel­ ten Geschwindigkeitsabbau besonders wichtig ist, auf­ tritt.

Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel anhand einer Figur dar­ gestellt.

In der Figur ist schematisch der Vorderbau 1 eines Fahrzeuges angedeutet sowie eine typische Fußgän­ gerunfallsituation dargestellt. Ein Fußgänger 2 wird von der Front 3 des Fahrzeuges erfasst und schlägt dabei, wie dies die Bewegungsbahn 4 andeutet, mit dem Kopf 5 auf die Motorhaube 6. Die Kopfaufschlagstelle 7 ergibt sich aus der sogenannten Abwickellänge 8, die sich aus der Größe des Fußgängers und einem geschwindigkeitsabhängigen Zu­ schlag ergibt. Diese Abwickellänge wird gemessen von der Straßenoberfläche 9 entlang der Kontur des Vorderbaus 1 des Fahrzeuges bis hin zur Kopfaufschlagstelle 7.

Da die Körpergröße von Kindern kleiner ist als die von Erwachsenen, ergeben sich für Kinder kleinere Ab­ wickellängen 8, so dass der Kopf eines Kindes im vorderen Bereich 10 der Motorhaube 6 aufschlägt, während der Kopf eines Erwachsenen den hinteren Bereich 11 erreicht. Des­ halb sind - wie dies in der Querschnittdarstellung der Motorhaube 6 durch unterschiedliche Schraffierungen ange­ deutet ist - unterschiedliche Härtebereiche vorgesehen.

Die Motorhaube 6 ist dazu aus einem Kunststoff­ schaum 12 geformt, der von einer Oberschale 13 und einer Unterschale 13 sandwichartig umfasst wird. Die beiden Härtebereiche werden dadurch erzeugt, dass die Härte des Kunststoffschaumes 12 variiert. Diese ist im vorderen Be­ reich 10 geringer als im hinteren Bereich 11, was eben­ falls durch die unterschiedliche Schraffur des Kunst­ stoffschaumes 12 angedeutet sein soll.

Bezugszeichenliste

1

Vorderbau

2

Fußgänger

3

Front

4

Bewegungsbahn

5

Kopf

6

Motorhaube

7

Kopfaufschlagstelle

8

Abwickellänge

9

Straßenoberfläche

10

vorderer Bereich

11

hinterer Bereich

12

Kunststoffschaum

13

Oberschale

14

Unterschale

Claims (7)

1. Kopfaufpralloptimierte Motorhaube (6) eines Kraft­ fahrzeuges, die sich im Wesentlichen horizontal von der Front des Fahrzeuges nach hinten erstreckt, wo­ bei die Motorhaube (6) so aufgebaut ist, dass sich bei einem Kopfaufprall ein bestimmtes Verzögerungs­ profil einstellt, dem eine Steifigkeit der Motorhau­ be an der Kopfaufschlagstelle entspricht und für das ein HIC-Wert berechenbar ist, dadurch gekennzeich­ net, dass im vorderen Bereich (10) der Motorhaube (6) eine geringere Steifigkeit vorliegt als im hin­ teren Bereich (11), wobei die Steifigkeit im vorde­ ren Bereich (10) einem simulierten Kinderkopfauf­ prall und im hinteren Bereich (11) einem simulierten Erwachsenenkopfaufprall entspricht.

2. Motorhaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorhaube (6) eine Schicht aus einem Kunststoffschaum (12) aufweist, wobei die Härte des verwendeten Kunststoffschaumes im vorderen Bereich (10) geringer ist als die im hinteren Bereich (11).

3. Motorhaube nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der genannten Bereiche (10, 11) einen Ab­ schnitt bildet, der Kunststoffschaum (12) eines be­ stimmten Härtegrades aufweist.

4. Motorhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffschaum (12) eine im Wesentlichen nicht rückfedernde Struk­ tur aufweist.

5. Motorhaube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffschaum (12) oberhalb einer bestimmten Belastung kollabiert und damit seine Ver­ formung im Wesentlichen beibehält.

6. Motorhaube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffschaum (12) eine Schicht bildet, die in einer Oberschale (13) und einer Unterschale (14) gehalten ist und die so gebildete Struktur eine Biegesteifigkeit aufweist.

7. Motorhaube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit des Kunststoffschaumes (12) und die Biegesteifigkeit der Struktur so aufeinander ab­ gestimmt sind, dass zumindest in der Anfangsphase des Aufpralls der Kraftverlauf im Wesentlichen durch die Verformung des Kunststoffschaumes (12) bestimmt wird.