DE10123479A1

DE10123479A1 - Aufpralldämpfende Fronthaube für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10123479A1
Application number: DE2001123479
Authority: DE
Inventors: Benno Joehnk; Raimer Wegener
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-11-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine aufpralldämpfende Fronthaube für ein Fahrzeug, die ein Oberblech und ein eine Versteifungsstruktur ausbildendes Innenblech sowie eine Deformationsstruktur aufweist, die mit geringem Spalt über fahrzeugfesten Stützflächen ausgebildet ist. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Fronthaube so zu gestalten, daß deren Struktur wenig aufwendig ist. Dazu ist die Deformationsstruktur aus im Innenblech (2) auf der dem Oberblech (1) abgewandten Seite im Abstand voneinander angeordneten Deformationstöpfen (3) gebildet, die im wesentlichen senkrecht zum Oberblech (1) energieaufnehmend deformierbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine aufpralldämpfende Fronthaube 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.

Um die Schwere von Verletzungen, insbesondere Kopfverletzungen, bei Fußgängern oder anderen Aufprallbeteiligten zu reduzieren, deren Kopf im Falle einer Kollision auf die Fronthaube aufschlägt, sind Fronthaubenkonstruktionen bekanntgeworden, die in vorbestimmten Bereichen besonders Aufprallenergie aufnehmen und abbauen können. Die 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 Fronthaube anhand eines optimalen Verzögerungsverlaufs bewertet werden. 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), ein Innenblech und eine sog. Stoßaufnahmevorrichtung oder Aufprallaufnahmevorrichtung (Deformationsstruktur) zur Aufnahme des Stoßes, der auf das Oberblech durch den Impaktor ausgeübt und durch den dieses verformt wird, aufweist und die mit einem sog. Aufprallstörkörper (Motor, Strebenstützen) korrespondiert, der diese bei einem Aufprall aufhält. Dabei sind die Energieaufnahmerate der Deformationsstruktur und ein Gesamthohlspalt, der zwischen dem Oberblech und dem Aufprallstörkörper ausgebildet ist, so festgelegt, daß die beim Aufprall eingebrachte Aufprallenergie entsprechend der idealen Beschleunigungs (a) - Zeit (t) - Kurve aufgenommen werden kann, um das Kopfverletzungskriterium HIC bei dem kürzestmöglichen Hub (kleinstmöglichem Deformationsweg) des Oberblechs zu verringern, so daß auch der Abstand des Oberblechs zum Aufprallstörkörper klein gehalten werden kann. In der Schrift sind dazu zahlreiche Ausführungen von Fronthauben beschrieben, wobei die Deformationsstruktur auch durch mehrere Aufprallaufnahmekörper und auch durch ein aus Längs- und Querspriegeln gebildetes Innenblech gebildet sein kann. Der Aufbau der Fronthauben ist dabei aufwendig.

Des weiteren ist es aus der DE-A-20 61 623 bekannt, insbesondere im Bereich der Fahrzeugtüren plastisch verformbare Deformationsglieder anzuordnen, die vorzugsweise aus Blech bestehen und stufenförmig abgesetzt sein können und die durch eine Polsterung abgedeckt sind.

Ferner ist es aus der EP 0 683 072 B1 bekannt, zwischen dem Außenblech einer Fahrzeugkarosserie und einer Innenverkleidung sog. Stoßabsorber aus formstabil verpreßtem Faserwerkstoff in Form einer Stufenpyramide (Terrassenanordnung) zur Prallminderung einzusetzen, die sich bei einem Seitenaufprall infolge einer bei diesem auftretenden Querkraft verformt. Die Stufen bilden dabei einzelne Scherkraftzonen aus, zwischen denen energieverzehrende Biege- oder Faltvorgänge und schließlich Schervorgänge ablaufen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine aufpralldämpfende Fronthaube für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß deren Struktur weniger aufwendig ist.

Diese Aufgabe wird bei einer aufpralldämpfenden Fronthaube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch deren kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer aufpralldämpfenden Fronthaube, die aus einem Oberblech und einem eine Versteifungsstruktur ausbildenden Innenblech sowie einer Deformationsstruktur gebildet ist, wobei letztere mit einem nur geringen Spalt über an fahrzeugfesten Stützflächen, insbesondere am Antriebsaggregat und an Fahrzeugaufbau- und -karosserieteilen gegebenen Stützflächen, ausgebildet ist, die Deformationsstruktur aus am Innenblech auf der dem Oberblech abgewandten Seite im Abstand angeordneten Deformationstöpfen gebildet ist, die im wesentlichen senkrecht zum Oberblech energieaufnehmend deformierbar sind. Dabei entspricht die Dicke des Spaltes im wesentlichen nur den üblichen Einbautoleranzen, die beim Antriebsaggregat durch dessen Bewegung während des Betriebes bestimmt sind. Die Dicke des zwischen dem Oberblech und den Stützflächen gegebene Hohlspaltes kann dabei so weit reduziert werden, daß die durch einen Impaktor oder den Kopf eines Fußgängers oder anderen Aufprallbeteiligten in die Fronthaube eingebrachte Aufprallenergie mit einem optimiertem Verzögerungsverlauf (a-t-Kurve) umgewandelt wird, wobei das Oberblech und die lokal am Innenblech angeordneten Deformationstöpfe die Aufprallenergie weitestgehend aufnehmen. Das Kopfverletzungskriterium HIC wird reduziert.

In einer bevorzugten Ausführung sind das Innenblech und die Deformationstöpfe einstückig ausgebildet. Die Einstückigkeit ist technologisch und montagetechnisch von Vorteil. Diese Ausführung gestattet die Herstellung des die Versteifungsstruktur bildenden Innenbleches mit der Deformationsstruktur in nur einem Arbeitsschritt (Tiefziehen). Überdies kann der Materialeinsatz reduziert werden.

In Abhängigkeit von der Anordnung des Aggregates und der Stützflächen im Motorraum sowie der Gestalt der Versteifungsstruktur sind die Deformationstöpfe an den Eck- und Kreuzungspunkten derselben angeordnet. Durch die Anordnung und Verteilung der Deformationstöpfe in Verbindung mit der Gestaltung der Versteifungsstruktur, auch im Hinblick auf deren Blechdicke, können in verschiedenen Flächenbereichen der Fronthaube, insbesondere in einem in bekannter Weise definiertem sog. Kinderkopfaufschlagbereich und einem sog. Erwachsenenkopfaufschlagbereich, unterschiedliche HIC-Werte realisiert werden.

Vorzugsweise haben die Deformationstöpfe die Form rotationssymmetrischer Hohlkörper oder von Hohlkörpern mit einem quadratischen oder polygonen Querschnitt, deren Querschnittsfläche sich mit zunehmendem Abstand vom Oberblech verringert. Insbesondere sind diese jedoch als terrassenförmig abgestufte Pyramiden oder Kegelstümpfe ausgebildet. Sie können jedoch auch die Form eines eingeschnürten Zylinders bzw. eine negative Tonnenform haben. Sie können auch aus Kunststoff, bevorzugt PUR oder PP, bestehen und nachgerüstet werden.

In den oder in vorbestimmten Deformationstöpfen können des weiteren Schaumstoffelemente oder Deformationskörper, beispielsweise auch mit einer Wabenstruktur aus Kunststoff, angeordnet sein, die bei einem Aufprall zusätzlich zu den Deformationselementen Aufprallenergie aufnehmen. Als energieaufnehmende Schaumstoffe eignen sich feste, geschlossenporige oder offenporige PUR- oder PP- Schäume. Mit einem derartigen Schaumstoff können die Deformationselemente auch ausgeschäumt sein. Auf diese Weise lassen sich an der Fronthaube in verschiedenen Bereichen unterschiedliche HIC-Werte einstellen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen schematisch:

Fig. 1 eine Unteransicht von einer aufpralldämpfenden Fronthaube,

Fig. 2 einen Schnitt II-II durch diese,

Fig. 3a bis c verschiedene Formen von Deformationstöpfen und

Fig. 4a bis f Varianten von Innenblech- bzw. Fronthaubengestaltungen.

Die in Fig. 1 dargestellte Fronthaube ist aus einem Oberblech 1 und einem mit diesem verbundenen und eine Versteifungsstruktur ausbildenden Innenblech 2 mit Deformationstöpfen 3.1 gebildet. Das Innenblech 2 weist die Versteifungsstruktur bildende Quer- und Längsspriegel 4 und 5 wannenförmigen Querschnitts auf, die einen Rahmen ausbilden, der an seinen Außenkanten mit dem Oberblech 1 in bekannter Weise verbunden ist und der in der Mitte zwischen den beiden Längsspriegeln 5 durch einen dritten Querspriegel 4 verstärkt ist. Die Deformationstöpfe 3 sind im Bereich der vier Rahmenecken und in der Mitte des mittleren Querspriegels 4 einstückig am Innenblech 2 bzw. den dieses bildenden Spriegeln 4, 5 als oberblechseitig offene Hohlkörper angeformt. Diese haben jeweils die Form eines terrassenförmig ausgebildeten Pyramidenstumpfes quadratischen Querschnitts, bei dem die am verjüngten Ende ausgebildete Stirnfläche 6 bei einem Aufprall eines Aufprallbeteiligten als Prallfläche 7 für eine unter dieser gegebene fahrzeugfeste Stützfläche (11, Fig. 2) dient. Das Innenblech 2 ist im Bereich der inneren Spriegelkanten und am mittleren Deformationstopf 3.1 mit dem Oberblech 1 durch eine Kleberschicht 8 (Fig. 2) verbunden. Anstelle der pyramidenstumpfartigen Deformationstöpfe 3.1, die vergrößert in Fig. 3a gezeigt sind, können auch die in den Fig. 3b und 3c gezeigten Deformationstöpfe 3.2 und 3.3 angeformt sein, von denen der in Fig. 3.2 gezeigte die Form eines rotationssymmetrischen Kegelstumpfes und der in Fig. 3.3 gezeigte die Form eines rotationssymmetrischen, eingeschnürten Hohlzylinders aufweist.

In Fig. 2 ist die Fronthaube im Schnitt II-II zwischen den mit den oberen Längsträgern 9 verbundenen Kotflügeln 10 dargestellt. In diesem Schnitt ist die Anordnung der Deformationstöpfe 3.1 über im Motorraum angeordneten fahrzeugfesten Stützflächen 11 zu sehen, wobei die Aufprallflächen 7 in nur geringem Abstand über den Stützflächen 11 angeordnet sind. Die mittlere Stützfläche 11 ist durch das Antriebsaggregat 12 gegeben und die beiden äußeren Stützflächen 11 durch die Federbeinaufnahmen 13.

In den Fig. 4a bis 4f sind weitere Ausführungen eine Fronthaube gezeigt, wobei die gestrichelten Linien jeweils den Verlauf der das Innenblech 2 bildenden Spriegel wannenförmigen Querschnitts zeigen. Bei jeder Ausführung sind die Eckpunkte der durch das Innenblech 2 gebildeten Versteifungsstruktur und die Schnittpunkte bzw. Ansatzpunkte der Spriegel innerhalb des durch die Längs- und Querspriegel 5 bzw. 4 gebildeten Rahmens mit einem ebenfalls gestrichelt dargestellten Deformationstopf 3 versehen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Oberblech

2

Innenblech

3.1

Deformationstopf

3.2

Deformationstopf

3.2

Deformationstopf

4

Querspriegel

5

Längsspriegel

6

Stirnfläche

7

Prallfläche

8

Kleberschicht

9

Längsträger

10

Kotflügel

11

Stützfläche

12

Antriebsaggregat

13

Federbeinaufnahme

Claims

1. Aufpralldämpfende Fronthaube für ein Fahrzeug mit einem Oberblech und einem eine Versteifungsstruktur ausbildenden Innenblech sowie einer Deformationsstruktur, die mit geringem Spalt über fahrzeugfesten Stützflächen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformationsstruktur aus am Innenblech (2) auf der dem Oberblech (1) abgewandten Seite im Abstand voneinander angeordneten Deformationstöpfen (3.1, 3.2, 3.3) gebildet ist, die im wesentlichen senkrecht zum Oberblech (1) energieaufnehmend deformierbar sind.

2. Fronthaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformationstöpfe (3.1, 3.2, 3.3) einstückiger Bestandteil des Innenblechs (2) sind.

3. Fronthaube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformationstöpfe (3.1, 3.2, 3.3) an Eck- und Kreuzungspunkten der Versteifungsstruktur angeordnet sind.

4. Fronthaube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch . gekennzeichnet, daß die Deformationstöpfe (3.2, 3.3) rotationssymmetrische Hohlkörper oder Hohlkörper mit einem quadratischen (3.1) oder polygonen Querschnitt sind, deren Querschnittsfläche sich mit zunehmendem Abstand vom Oberblech (1) verringert und die an ihrem verjüngten Ende eine Prallfläche (7) aufweisen.

5. Fronthaube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformationstöpfe (3.1) die Form eines terrassenförmig ausgebildeten Pyramidenstumpfes aufweisen.

6. Fronthaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformationstöpfe (3.1, 3.2, 3.3) aus Kunststoff, vorzugsweise PUR oder PP, bestehen.

7. Fronthaube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oder vorbestimmte Deformationstöpfe (3.1, 3.2, 3.3) mit einem festen, deformierbaren offen- oder geschlossenporige Schaum, insbesondere aus PUR oder PP, gefüllt sind, oder, daß in den oder vorbestimmten Deformationstöpfen (3.1, 3.2, 3.3) Deformationskörper angeordnet sind.