DE102004041269A1

DE102004041269A1 - Kraftfahrzeug mit einem unterhalb einer Frontscheibe angeordenten Wasserkasten

Info

Publication number: DE102004041269A1
Application number: DE200410041269
Authority: DE
Inventors: Anne-Pascale Dipl.-Ing. Betz; Andreas Dr.-Ing. Dehn; Axel Dipl.-Ing. Fedeler
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-09
Also published as: WO2006021246A1

Abstract

Es wird ein Kraftfahrzeug (1) mit einer Fronthaube (3) zur Abdeckung eines Aggregateraums (5) und mit einer Wand (27), die unterhalb der in Schließstellung angeordneten Fronthaube (3) angeordnet ist und welche in Fahrzeugquerrichtung und in senkrechter Richtung zur Fronthaubenflachseite verläuft, wobei die Wand mindestens einen definierten Ausgangspunkt für eine Nachgiebigkeit bei einer durch Verformung der Fronthaube (3) in Folge eines Aufpralls einer Person hervorgerufenen Krafteinwirkung aufweist, vorgeschlagen. DOLLAR A Das Kraftfahrzeug (1) zeichnet sich dadurch aus, dass die Nachgiebigkeit der Wand (27) mittels mindestens einer durch wenigstens eine partielle Wanddickenreduzierung gebildeten Soll-Knickstelle und/oder Soll-Bruchstelle realisiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 3, ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 4, sowie einen Wasserkasten für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 9.

Allgemein besteht im Kraftfahrzeugbau im Zuge immer weiter verschärfter Sicherheitsbestimmungen die Notwendigkeit, dass Fahrzeuginsassen und andere Verkehrsteilnehmer, insbesondere Fußgänger, bei einem Fahrzeugcrash möglichst geringen Beschleunigungskräften ausgesetzt werden, so dass das entsprechende Verletzungsrisiko möglichst minimiert wird. Zum Schutz von Fußgängern muss insbesondere dafür gesorgt werden, dass beispielsweise bei einem crashbedingten Kopfaufschlag auf eine Motorhaube von Kraftfahrzeugen ein ausreichender Verformungsweg im Bereich der crashbedingten, lokal eingedrückten Motorhaube und der darunterliegend angeordneten Aggregate, zum Beispiel ein unterhalb einer Windschutzscheibe angeordneter Wasserkasten oder ein Luftansauggehäuse, sichergestellt ist. Die im Crashfall auftretenden Kräfte müssen gegebenenfalls durch entsprechend geformte und verformbare Aggregate beziehungsweise unterhalb der Motorhaube vorgesehene Karosserieteile oder dergleichen aufgenommen werden.

Aus der DE 699 10 529 T2 geht ein Kraftfahrzeug der hier angesprochenen Art hervor, welches eine Fronthaube zur Abdeckung eines Aggregateraums aufweist, unterhalb derer ein Wasserkasten angeordnet ist. Dieser weist eine als Auflage/Abstützung für die Fronthaube dienende Wand auf, die an ihrem freien Ende mit einer Dichtung versehen ist, an der die Fronthaube im geschlossenen Zustand dichtend anliegt. Die in Fahrzeugquerrichtung und in senkrechter Richtung zur Fronthaubeflachseite verlaufende Wand weist einen definierten Ausgangspunkt für eine Nachgiebigkeit bei einer durch Verformung der Fronthaube in Folge eines Aufpralls einer Person hervorgerufenen Krafteinwirkung auf, wobei der Ausgangspunkt durch eine Kröpfung gebildet ist (5). Durch die Kröpfung wird gewährleistet, dass bei einer stirnseitigen Druckbelastung der Wand, beispielsweise bei einem Kopfaufprall eines Fußgängers auf die Fronthaube unter Verformung derselben in Richtung des darunter liegenden Aggregateraums, die Wand durch Biegung ausweichen kann, um die Verletzungsgefahr zu vermindern. Die Biegung der Wand erfolgt dabei konstruktionsbedingt unmittelbar bei Druckbeaufschlagung der Wand.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die nachgiebig gestaltete Wand eine erhöhte Stabilität aufweist.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass die Nachgiebigkeit der unterhalb der in Schließstellung angeordneten Fronthaube vorgesehenen Wand, welche in senkrechter Richtung zur Fronthaubenflachseite ausgerichtet ist, mittels mindestens einer, durch wenigstens eine partielle Wanddickenreduzierung gebildete Soll-Knickstelle und/oder Soll-Bruchstelle realisiert ist. Anders als bei dem bekannten Kraftfahrzeug findet also keine fortschreitende, stetig verlaufende Biegung der Wand statt, welche unmittelbar nach Einleitung der Druckkraft biegt. Die Wand wird vielmehr geknickt, wobei die Knickung in ihrer Weiterführung gegebenenfalls zu einem Bruch der Wand führen kann. Die Knickung der Wand erfolgt erst dann, wenn die auf die Stirnfläche der Wand wirkende Kraft, hervorgerufen beispielsweise durch einen Kopfaufprall einer Person auf die Fronthaube unter Verformung derselben in Richtung der Wand, einen bestimmten, durch entsprechende Ausgestaltung der Wanddickenreduzierung einstellbaren Grenzwert überschreitet. Das bedeutet physikalisch, dass zunächst die auf die Stirnfläche der Wand wirkende beziehungsweise eingeleitete Kraft bei geringer Deformation der Fronthaube auf ein Maximum, das heißt einen Grenzwert ansteigt, um danach bei größer werdender Deformation/Auslenkung der Wand, die mit dem Ausknicken der Druckkraft beaufschlagten Wand einhergeht, wieder abzufallen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung zeichnet sich gegenüber bekannten Konstruktionen durch eine erhöhte Stabilität aus, die darüber hinaus gewährleistet, dass bei der Montage des Kraftfahrzeugs und bei Wartungsarbeiten im Aggregateraum die Wand nicht bei bereits einer geringen Kraftbeaufschlagung, beispielsweise durch Aufstützen einer Person oder Ablegen eines Bauteils, unbeabsichtigt beschädigt wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 3 vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass die Kröpfung, welche eine gewünschte Nachgiebigkeit der Wand bei einer durch Verformung der Fronthaube in Folge eines Aufpralls einer Person hervorgerufenen Krafteinwirkung gewährleistet, nicht an der Wand selbst ausgebildet ist, wie bei dem bekannten Kraftfahrzeug, sondern an einem in senkrechter Richtung zur Wand verlaufenden Wandabschnitt.

Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 4 vorgeschlagen, bei dem die Wand mit einem in senkrechter Richtung zu dieser verlaufenden Wandabschnitt verbunden ist, welcher lediglich in einem außerhalb der Wirkrichtung der auf die Wand ausgeübten Kraft liegenden Bereich mittels eines Widerlagers abgestützt ist. Die Nachgiebigkeit der Wand wird also durch die Möglichkeit eines Ausweichens/Auslenkens derselben in Richtung der Fahrbahn erreicht, so dass die Wand selbst steif ausgebildet sein kann.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorstehend beschriebenen Kraftfahrzeuge ergeben sich aus Kombinationen der aus den Zeichnungen, der Figurenbeschreibung und den Unteransprüchen hervorgehenden Merkmale.

Der Gegenstand der Erfindung betrifft auch einen Wasserkasten für Kraftfahrzeuge gemäß Anspruch 9.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch einen Kraftfahrzeugfrontbereich;

2A bis 2C jeweils eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer unterhalb einer Fronthaube angeordneten Wand;

3 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Wand;

4A bis 4C jeweils eine Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Wand und

5 eine Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels der Wand.

1 zeigt eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs 1 in dessen Frontbereich im Längsschnitt. Zu erkennen ist eine in Schließstellung angeordnete Fronthaube 3, die zur Abdeckung eines darunterliegenden Aggregateraums 5 dient. Unterhalb des einer Fahrzeugfront-/Windschutzscheibe 7 naheliegenden Randbereichs 9 der Fronthaube 3 ist ein mehrteiliger Wasserkasten 11 vorgesehen, der sich in bekannter Weise zumindest über einen Teil der Fahrzeugbreite erstreckt. Der unterhalb der Frontscheibe 7 angeordnete Wasserkasten 11 dient zur Sammlung und Abführung von der Frontscheibe 7 ablaufender beziehungsweise abgewischter Flüssigkeit.
Der Wasserkasten 11 weist ein bei diesem Ausführungsbeispiel aus Blech bestehendes erstes Teil 13, insbesondere Gehäuseteil, auf, von dem in der Darstellung gemäß 1 lediglich eine senkrecht zu einer gedachten Horizontalen verlaufende Wandung 15 mit an deren fronthaubenseitigen freien Ende ausgebildeten Flansch 17 erkennbar ist. An dem ersten Wasserkastenteil 13 ist ein zweites Wasserkastenteil 19, insbesondere Deckelteil, aufgesetzt, das bei diesem Ausführungsbeispiel aus Kunststoff besteht und einstückig ausgebildet ist. Das zweite Wasserkastenteil 19 bildet eine Abdeckung für den Wasserkasten 11 beziehungsweise das erste Wasserkastenteil 13 und weist eine erste, im Wesentlichen parallel zur Fronthaubenflachseite verlaufende Bodenwand 21 auf, die an ihrem einen Randbereich an der Frontscheibe 7 und an ihrem gegenüberliegenden Randbereich mit dem ersten Wasserkastenteil 13 abschließt. Nahe des freien Randkantenbereichs der Fronthaube 3 steht von der Bodenwand 21 eine Wasserabweisungswand 23 ab, zwischen deren freien Ende und der Fronthaube 7 ein Spalt besteht, über den eine in diesem Ausführungsbeispiel in den Wasserkasten 11 integrierte Sauganlage (nicht dargestellt) Luft ansaugt, wie mit einem Pfeil 25 angedeutet.
Am von der Frontscheibe 7 entfernten Ende weist das zweite Wasserkastenteil 19 eine in Fahrzeugquerrichtung und im Wesentlichen senkrecht zur Fronthaubenflachseite verlaufende Wand 27 auf, an deren Ende eine Dichtung 29 vorgesehen ist, die bei geschlossener Fronthaube 3 dichtend an deren Innenfläche 31 anliegt. Die Dichtung 29 kann als separates Teil ausgebildet und auf die Wand 27 aufgesteckt oder in sonstiger Weise daran befestigt sein. Alternativ ist es möglich, die Dichtung 29 an die Wand 27 anzuspritzen.
Das zweite Wasserkastenteil 19 weist im Übergangsbereich zwischen der Bodenwand 21 und der Wand 27 noch einen Wandabschnitt 33 auf, der im montierten Zustand am Flansch 17 des ersten Wasserkastenteils 13 aufliegt und vorzugsweise daran befestigt ist. Wie aus 1 ersichtlich, weist der Wandabschnitt 33 nur eine Teilüberdeckung mit dem darunterliegenden Flansch 17 auf, ist also in vertikaler Richtung abschnittsweise nicht abgestützt, worauf im Folgenden noch näher eingegangen wird.
2A zeigt einen Ausschnitt des zweiten Wasserkastenteils 19 im Bereich der Wand 27 in gespiegelter Ansicht. Die Dichtung 29 ist nicht dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Wand 27 keine konstante Dicke aufweist, sondern hier in ihrer Mitte einen Bereich 35 mit reduzierter Dicke aufweist. Durch diese Wanddickenreduzierung ist eine Soll-Knickstelle gebildet, die Ausgangspunkt einer Knickung der Wand 27 bei Druckkraftbeaufschlagung in Folge einer lokalen Einbeulung der Fronthaube 3, beispielsweise bei einem Kopfaufprall, ist. Die Druck-/Stauchkraft F, die im Bereich der Stirnfläche 37 der Wand 27 in diese eingeleitet wird, ist mit einem Pfeil angedeutet.
Der Wandabschnitt 33 weist bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich eine Teilüberdeckung mit dem als Widerlager dienenden Flansch 17 auf, das heißt, der Wandabschnitt 33 steht um das Maß x über den Rand des Flansches 17 über, wodurch eine gewisse Nachgiebigkeit der Wand 27 erreicht wird, die durch Biegung des Wandabschnitts 33 über den Rand des Flansches 17 erzielt wird.
2B zeigt eine perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß 2A im unbelasteten Zustand, während in 2C das Ausführungsbeispiel gemäß der 2A und 2B mit verformter Wand 27, welche nach einer Druckkraftbeaufschlagung im Bereich ihrer Stirnfläche 37 durch eine crashbedingte Einformung der Fronthaube 3 in Richtung des Aggregateraums 5 im wanddickenreduzierten Bereich 35 geknickt ist, dargestellt ist. Zu erkennen ist auch, dass neben der Knickung der Wand 27, welche an sich bereits zu einer Reduzierung der Belastungen der auf die Fronthaube 3 aufgeschlagenen Person führt, zusätzlich der Wandabschnitt 33 mit der von diesem quasi entspringenden Wand 27 aufgrund des Überstandes x des Wandabschnitts 33 über den Flansch 17 in Richtung des Aggregateraums 5 ausweicht, indem der über den Rand 39 des Flansches 17 überstehende Bereich des Wandabschnitts 33 nach unten weggebogen wird. Diese Nachgiebigkeit durch Biegung kann allein schon ausreichend sein, um die auf die Person wirkenden Belastungen auf ein gewünschtes Maß zu reduzieren.
Bei einem anderen, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist daher vorgesehen, dass die Nachgiebigkeit der Wand 27 ausschließlich durch den Teilüberstand x des Wandabschnitts 33 über den als Widerlager dienenden Flansch 17 realisiert ist. Mit anderen Worten, die Wand 27 weist dann keinen wanddickenreduzierten Bereich 35 auf, wie vorstehend beschrieben, sondern ist vielmehr so steif ausgebildet, dass ein Ausknicken derselben, zumindest im Anfangsstadium der Belastungen, also zu Beginn des Aufschlags der Person auf die Fronthaube 3, ausgeschlossen werden kann.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsvariante weist der Wandabschnitt 33 keinen Teilüberstand x mit dem Flansch 17 auf, sondern befindet sich in vollständiger Überdeckung mit diesem. Die Nachgiebigkeit der Wand 27 wird hier ausschließlich über den an der Wand 27 vorgesehenen, wanddickenreduzierten Bereich 35 realisiert, der eine gezielte Knickung der Wand 27 bei überschreiten einer bestimmten Maximalbelastung gewährleistet.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich von dem anhand der vorstehenden Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass die Wand 27 keinen wanddickenreduzierten Bereich 35 aufweist, sondern vielmehr im Wesentlichen über ihre gesamte Länge eine konstante Dicke besitzt. Des weiteren weist der Wandabschnitt 33 eine Kröpfung 41 auf, mittels derer auch bei einer vollständigen Überdeckung des Wandabschnitts 33 mit dem darunterliegenden Flansch 17, wie in 3 angedeutet, eine Biegung des Wandabschnitts 33 und somit eine Nachgiebigkeit der Wand 27 in Richtung des Aggregateraums 5 realisiert ist.
Das in den 4A bis 4C dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 lediglich dadurch, dass die Wand 27 zur zusätzlichen Nachgiebigkeit den wanddickenreduzierten Bereich 35 zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Soll-Knickstelle und/oder Soll-Bruchstelle aufweist. In den 4A und 4B ist die Wand 27 im unbelasteten Zustand und in 4C im ausgeknickten Zustand dargestellt. In 4C ist ferner erkennbar, dass der – in Wirkungsrichtung der Kraft F gesehen – in vollständiger Überdeckung mit dem Flansch 17 angeordnete Wandabschnitt 33 trotz der vollständigen Überdeckung im Bereich der Kröpfung 41 um ein gewisse Maß nach unten gebogen ist, wodurch eine erweiterte Nachgiebigkeit der Wand 27 realisiert ist. Der Grad der Biegung des Wandabschnitts 33 wird durch den als Anschlag für den Wandabschnitt 33 wirkenden Flansch 17 begrenzt.
5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel, das sich von dem anhand der 4A bis 4C beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass der wanddickenreduzierte Bereich 35 der Wand 27 außermittig angeordnet ist, nämlich nahe dem Übergangsbereich zwischen Wand 27 und Wandabschnitt 33. Andere Anordnungsvarianten sind möglich.
Festzuhalten bleibt, dass die Form und Größe sowie Positionierung des wanddickenreduzierten Bereichs 35 der Wand 27, sofern ein solcher vorgesehen ist, an die gewünschte Nachgiebigkeit der Wand 27 angepasst werden kann.
In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Nachgiebigkeit der Wand 27 so gewählt ist, dass zumindest nach dem Knicken derselben und/oder der Auslenkung im Bereich der Kröpfung 41 beziehungsweise des Randbereichs 39 circa 10 Millimeter Wegstrecke erreicht werden.
Besonders bevorzugt ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Wand einen eine Soll-Knickstelle bildenden wanddickenreduzierten Bereich 35 aufweist und der Wandabschnitt 33 entweder in Teilüberdeckung mit dem Flansch 17 angeordnet ist und/oder eine Kröpfung 41 besitzt, und dabei so konzipiert ist, dass beim Kopfaufprall auf die Fronthaube 3 in der Anfangsphase der Verformung die Knickung der Wand 27 im Bereich ihrer Soll-Knickstelle, sofern vorhanden, und die Biegung des Wandabschnitts 33 über den Randbereich 33 und/oder im Bereich der Kröpfung 41 gleichzeitig stattfinden.
Bei den anhand der 2A bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispielen ist aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung der Wand 27 beziehungsweise des Wandabschnitts 33 gegebenenfalls in Kombination der beschriebenen Teilüberdeckung des Wandabschnitts 33 mit dem Flansch 17/dem Widerlager und/oder gegebenenfalls in Kombination der Kröpfung 41 ein Kniehebelflansch realisiert ist.

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit einer Fronthaube (3) zur Abdeckung eines Aggregateraums (5) und mit einer Wand (27), die unterhalb der in Schließstellung angeordneten Fronthaube (3) angeordnet ist und welche in Fahrzeugquerrichtung und in senkrechter Richtung zur Fronthaubenflachseite verläuft, wobei die Wand mindestens einen definierten Ausgangspunkt für eine Nachgiebigkeit bei einer durch Verformung der Fronthaube (3) in Folge eines Aufpralls einer Person hervorgerufenen Krafteinwirkung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachgiebigkeit der Wand (27) mittels mindestens einer, durch wenigstens eine partielle Wanddickenreduzierung gebildete Soll-Knickstelle und/oder Soll-Bruchstelle realisiert ist.
Kraftfahrzeug Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddickenreduzierung im Wesentlichen in der Mitte zwischen dem Kraftangriffspunkt der Fronthaube (3) an der Wand (27) und einem Widerlager der Wand (27) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1), insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Fronthaube (3) zur Abdeckung eines Aggregateraums (5) und mit einer Wand (27), die unterhalb der in Schließstellung angeordneten Fronthaube (3) angeordnet ist und welche in Fahrzeugquerrichtung und in senkrechter Richtung zur Fronthaubenflachseite verläuft, wobei mindestens ein definierter Ausgangspunkt für eine Nachgiebigkeit der Wand (27) bei einer durch Verformung der Fronthaube (3) in Folge eines Aufpralls einer Person hervorgerufenen Krafteinwirkung vorgesehen ist, wobei dieser Ausgangspunkt durch eine Kröpfung (41) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kröpfung (41) an einem in senkrechter Richtung zur Wand (27) verlaufenden Wandabschnitt (33) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Fronthaube (3) zur Abdeckung eines Aggregateraums (5) und mit einer Wand (27), die unterhalb der in Schließstellung angeordneten Fronthaube (3) angeordnet ist und welche in Fahrzeugquerrichtung und in senkrechter Richtung zur Fronthaubenflachseite verläuft, wobei mindestens ein definierter Ausgangspunkt für eine Nachgiebigkeit der Wand (27) bei einer durch Verformung der Fronthaube (3) in Folge eines Aufpralls einer Person hervorgerufenen Krafteinwirkung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (27) mit einem in senkrechter Richtung zu dieser verlaufenden Wandabschnitt (33) verbunden ist, welcher lediglich in einem außerhalb der Wirkrichtung der auf die Wand ausgeübten Kraft liegenden Bereich mittels eines Widerlagers abgestützt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (27) dem – vorzugsweise als Befestigungsflansch dienenden – Wandabschnitt (33) entspringt.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende der Wand (27) eine bei geschlossener Fronthaube (3) mit der inneren Fronthaubenflachseite zusammenwirkende Dichtung (29) vorgesehen ist, die an die Wand (27) angespritzt oder daran ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (27) aus Kunststoffmaterial besteht.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (27) Teil eines unterhalb der Fahrzeugfrontscheibe (7) angeordneten Wasserkastens (11) ist.
Wasserkasten (11) für ein Kraftfahrzeug mit einer Wand (27) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder einer Kröpfung (41) nach Anspruch 3.