DE102004047512A1 - Planar bodywork part for a vehicle, especially a bonnet or hood, has a plastically deformable outer layer and reinforcing elements that have different loading strengths dependent on their location - Google Patents

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Abstract

Planar bodywork part for a vehicle, especially a bonnet or hood, has a plastically deformable covering layer together with reinforcing elements that have a specified loading strength. The reinforcement (5) is designed so that in fulfills different loading strength requirements in different parts. Optimally the reinforcement comprises ribs that have a defined breaking point.

Description

Die Erfindung betrifft ein flächiges Karosserieteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a planar Body part according to the preamble of claim 1

Betrachtet man den bevorzugten Einsatz bei der Erfindung, nämlich bei der einen Bestandteil des Vorderwagens bildenden Motorhaube eines Kraftfahrzeugs, so sieht die moderne Entwicklung in zunehmendem Maße die Berücksichtigung der Verhältnisse beim Kopfaufprall eines Fußgängers vor. Die Verringerung der Verletzungsgefahren bei einem derartigen Kopfaufprall wird konstruktiv dadurch verkompliziert, dass der Kopfaufprall mit unterschiedlicher Intensität und an unterschiedlichen Stellen der Haube je nach dem erfolgt, ob es sich bei dem Fußgänger um ein Kind oder einen Erwachsenen handelt, wobei für die Konstruktion diese Werte Normen beziehungsweise normenartigen Zusammenstellungen (DIN 33402; Report des EEVC, Dezember 1998; Richtlinie 2003/102/EG des Europäischen Parlaments und des Rates) entnommen werden. In der überwiegenden Mehrzahl der Fälle sind die Haubenkonstruktionen so getroffen, dass beim Kopfaufprall gefährliche Verzögerungsspitzen durch entsprechend „weiche" Gestaltung der Haube vermieden werden. Das bedeutet, dass durch entsprechende konstruktive Gestaltung der Haube ein möglichst großer Deformationsweg an der Stelle des Kopfaufpralls zur Verfügung gestellt wird, wozu in aller Regel die Haube Dämpfungsschichten aufweist ( DE 199 29 048 A1 ) oder als Sandwichkonstruktion aufgebaut ist mit plastisch verformbaren Zwischenschichten ( DE 102 23 861 A1 , DE 299 24 443 U1 , DE 35 46 050 C2 , DE 42 32 953 A1 , DE 101 04 334 A1 , DE 100 59 795 A1 , DE 198 46 192 A1 , EP 0 992 418 B1 , EP 1 000 821 A2 ). Bekannt ist auch das Vorsehen einer zusätzlichen rahmenartigen Versteifung ( DE 199 29 048 A1 ).Considering the preferred use in the invention, namely in the bonnet of a motor vehicle forming part of the front end, the modern development increasingly envisages the consideration of the circumstances in the head impact of a pedestrian. The reduction of the risk of injury in such a head impact is structurally complicated by the fact that the head impact occurs with different intensity and at different locations of the hood depending on whether the pedestrian is a child or an adult, and for construction these values Standards or standards (DIN 33402, EEVC report, December 1998, Directive 2003/102 / EC of the European Parliament and of the Council). In the vast majority of cases, the hood constructions are such that dangerous deceleration peaks are avoided by correspondingly "soft" design of the hood during head impact, which means that the corresponding design of the hood provides the greatest possible deformation path at the point of head impact What is usually the hood has damping layers ( DE 199 29 048 A1 ) or constructed as a sandwich construction with plastically deformable intermediate layers ( DE 102 23 861 A1 . DE 299 24 443 U1 . DE 35 46 050 C2 . DE 42 32 953 A1 . DE 101 04 334 A1 . DE 100 59 795 A1 . DE 198 46 192 A1 . EP 0 992 418 B1 . EP 1 000 821 A2 ). Also known is the provision of an additional frame-like stiffening ( DE 199 29 048 A1 ).

Zum Stand der Technik gehört auch eine Haubenkonstruktion mit einer Softnose, sodass die Haube örtlich unterschiedliche Festigkeiten beziehungsweise Nachgiebigkeiten aufweist. Eine Sandwichkonstruktion mit diesen Eigenschaften zwecks Optimierung für verschiedene Fußgängergrößen offenbart die EP 1 022 199 A2 .The prior art also includes a hood construction with a soft nose, so that the hood has locally different strengths or resiliencies. A sandwich construction with these features for optimization for different pedestrian sizes reveals the EP 1 022 199 A2 ,

Während diese Konstruktionen, wie bereits bemerkt, hohe Verzögerungsspitzen des Kopfes beim Aufprall durch Sicherstellen von Deformationswegen, also einer allmählichen Abbremsung des Kopfes, zum Ziel haben, sieht die Motorhaube nach der DE 101 51 800 A1 gleichsam eine andere Methode zum Fußgängerschutz bei einem Kopfaufprall vor. Sie geht nämlich von der bekannten Tatsache aus, dass der menschliche Kopf kurzzeitig relativ hohe Belastungsspitzen, dass heißt Verzögerungsspitzen, ohne nennenswerte Verletzungsgefahr ertragen kann (vgl. Schwarz, Bachem, Opbroek: "Stahl contra Aluminium-Werkstoff für Motorhauben unter dem Aspekt des passiven Fußgängerschutzes", Tag der Karosserie, Institut für Kraftfahrwesen Aachen, Aachen 2003), wobei sich für den Abbau der restlichen kinetischen Energie dann eine übliche plastische Deformation der Haube anschließt.While these designs, as already noted, have high deceleration tips of the head at impact by ensuring deformation paths, so a gradual deceleration of the head, the goal, the hood looks after the DE 101 51 800 A1 as it were another method for pedestrian protection in a head impact. It is based on the well-known fact that the human head for a short time relatively high load peaks, ie delay peaks, without significant injury can endure (see Schwarz, Bachem, Opbroek: "Steel against aluminum material for hoods under the aspect of passive pedestrian protection ", Day of the Body, Institute of Automotive Engineering Aachen, Aachen 2003), which then followed by the degradation of the remaining kinetic energy then a conventional plastic deformation of the hood.

In der Erkenntnis, dass diese Zusammenhänge die Möglichkeit geben, ein flächiges Karosserieteil, insbesondere eine Motorhaube, zu schaffen, das beziehungsweise die trotz eines relativ kleinen Deformationswegs „fußgängerfreundlich" ist, betrifft die Erfindung ein gattungsgemäßes Karosserieteil und behandelt die Aufgabe, dieses an die unterschiedlichen Verhältnisse beim Kopfaufprall von großen (Erwachsenen) und kleinen (Kindern) Personen anzupassen. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.In the realization that these relationships give the possibility of a sheet-like body part, In particular, a hood, to create, or the despite a relatively small deformation path is "pedestrian friendly", concerns the Invention, a generic body part and treats the task, this to the different circumstances at the head impact of large (Adults) and small (children) persons. The inventive solution to this problem consists in the characterizing features of the main claim, advantageous Embodiments of the invention describe the dependent claims.

Anspruch 6 gibt eine vorteilhafte konstruktive Ausbildung eines derartigen Karosserieteils an, die jedoch auch bei Verzicht auf die Anpassung an die unterschiedlichen Verhältnisse bei großen und kleinen Fußgängern einsetzbar ist.claim 6 gives an advantageous structural design of such Body part on, but also waiving the adjustment to the different circumstances at big and small pedestrians can be used is.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Figuren eine Motorhaube von unten her betrachtet, teils vor der endgültigen Montage (1 und 2), teils im fertig montierten Zustand wiedergeben.An embodiment of the invention will be explained below with reference to the drawing, the figures of a hood viewed from below, partly before the final assembly ( 1 and 2 ), partly in ready assembled state.

Betrachtet man zunächst 1, so erkennt man bei 1 die in der Regel aus Metall bestehende, plastisch verformbare Deckschale oder Deckschicht und bei 2 einen steifen Metallrahmen zur Verbindung der im Betrieb des Fahrzeugs mechanisch hoch beanspruchten Bereiche der Deckschicht 1, nämlich des Schlossbereichs 3 und des Scharnierbereichs 4.Looking first 1 , so you can see 1 the usually made of metal, plastically deformable cover shell or cover layer and at 2 a rigid metal frame for connecting the mechanically highly stressed areas of the cover layer during operation of the vehicle 1 namely the lock area 3 and the hinge area 4 ,

Erfindungsgemäß wird nun von unten her an der Anordnung 1, 2 die Verstärkung 5 möglichst schubübertragend befestigt, beispielsweise durch Aufspritzen eines Kunststoffs, die in diesem Ausführungsbeispiel mit Rippen 6 versehen ist; diese schließen zwischen sich Bereiche ein, die beim Überschreiten vorgegebener Belastungswerte, die unter kritischen HIC-Werten liegen, Sollbruchstellen für die Verstärkung 5 darstellen. Wie unmittelbar aus den 2 und 3 ersichtlich, erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel die Verstärkung 5 nicht flächig über die Deckschicht 1, sondern gleichsam stegartig, sodass definierte Bereiche der Deckschicht 1 weitgehend unverstärkt bleiben.According to the invention is now from below to the arrangement 1 . 2 the reinforcement 5 secured as possible schubübertragend, for example by spraying a plastic, in this embodiment with ribs 6 is provided; these include areas which, when predetermined load values which are below critical HIC values are exceeded, predetermined breaking points for the reinforcement 5 represent. As directly from the 2 and 3 can be seen extending in this embodiment, the gain 5 not flat over the topcoat 1 but like a bridge, so defined areas of the top layer 1 remain largely unreinforced.

Weiterhin ist aus den 2 und 3 ersichtlich, dass verschiedene örtliche Bereiche der Verstärkung 5 unterschiedlich stark ausgelegt sind, dass ferner die Rippen unterschiedlich dicht aufeinander folgen, wobei die Rippengestaltung selbst (Höhe, Breite) unterschiedlich gewählt sein kann, sodass örtlich unterschiedliche vorgegebene Belastungswerte, bei denen der Zusammenbruch der Verstärkung 5 erfolgen soll, eingestellt werden können.Furthermore, from the 2 and 3 seen that different local areas of reinforcement 5 are designed differently strong, further that the ribs follow each other different density, the rib design itself (height, width) can be chosen differently, so locally different predetermined load values, in which the collapse of the gain 5 should be able to be set.

Da zum Aufbau des erfindungsgemäßen flächigen Karosserieteils vom Prinzip her nur zwei Hauptbauteile, nämlich Deckschicht 1 und Verstärkung 5, erforderlich sind, die relativ flach oder dünn gehalten werden können, ist eine störende Gewichtsvergrößerung vermieden.As for the construction of the planar body part according to the invention in principle only two main components, namely top layer 1 and reinforcement 5 , are required, which can be kept relatively flat or thin, a disturbing increase in weight is avoided.

Die erfindungsgemäße und in den Figuren dargestellte Motorhaube arbeitet beim Kopfaufprall eines Fußgängers also so, dass zunächst im speziellen Aufprallbereich die Verstärkung 5 nach Erreichen einer Belastungsspitze, die unterhalb des kritischen HIC-Wertes liegt, zusammenbricht, und dass anschließend eine plastische Deformation der Deckschicht 1 erfolgt. Erst jetzt ist ein nennenswerter Deformationsweg erforderlich, wobei der resultierende Deformationsweg beim Kopfaufprall aber geringer ist als bei ausschließlich plastischer Verformung.The bonnet according to the invention and shown in the figures works in the head impact of a pedestrian so that initially in the special impact area, the gain 5 after reaching a peak load that is below the critical HIC value, collapses, and then a plastic deformation of the cover layer 1 he follows. Only now is a significant deformation required, but the resulting deformation during head impact is less than in purely plastic deformation.

Für die Verstärkung hat sich die Verwendung von unverstärkten oder kurzfaserverstärkten Kunststoffen als zweckmäßig erwiesen, die mittels Spritzgießen auf die Unterseite der Deckschicht aufgetragen werden.For the reinforcement has itself the use of unreinforced or short fiber reinforced Plastics proved to be useful, the by injection molding be applied to the underside of the topcoat.

Wie bereits bemerkt, kann die Verstärkung nur örtlich auf der Deckschicht vorgesehen sein; es ist jedoch auch möglich, die Verstärkung ganzflächig aufzutragen.As Already noticed, the gain can only be localized be provided the cover layer; However, it is also possible that reinforcement Apply over the entire surface.

Claims (7)

Flächiges Karosserieteil für ein Fahrzeug, insbesondere Motorhaube, mit einer plastisch verformbaren Deckschicht und einer mit dieser verbundenen, bei einem vorgegebenen Belastungswert zusammenbrechenden Verstärkung, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung (5) für örtlich unterschiedliche vorgegebene Belastungswerte ausgelegt ist.Sheet-like body part for a vehicle, in particular bonnet, with a plastically deformable covering layer and a reinforcement joined thereto, which collapses at a predetermined load value, characterized in that the reinforcement ( 5 ) is designed for locally different predetermined load values. Karosserieteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung (5) in einem bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorderen Bereich des Karosserieteils derart ausgelegt ist, dass sie dort bei einem niedrigeren vorgegebenen Belastungswert zusammenbricht als in hinteren Bereichen des Karosserieteils.Bodywork part according to claim 1, characterized in that the reinforcement ( 5 ) is designed in a direction of travel of the vehicle front portion of the body part such that it collapses there at a lower predetermined load value than in rear areas of the body part. Karosserieteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vorderwagenseitigen Motorhaube der vordere Bereich der Kopfaufschlagbereich eines kindsgroßen Fußgängers ist.Bodywork part according to claim 2, characterized in that in the case of a front-side engine hood, the front area the head impact area of a child-sized pedestrian is. Karosserieteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung (5) aus einem höchstens kurzfaserverstärkten Kunststoff besteht.Bodywork part according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reinforcement ( 5 ) consists of a maximum short fiber reinforced plastic. Karosserieteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung (5) durch Aufspritzen von Kunststoff auf die Deckschicht (1) gewonnen ist.Bodywork part according to one of claims 1 to 4, characterized in that the reinforcement ( 5 ) by spraying plastic on the cover layer ( 1 ) is won. Karosserieteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine rahmenartige Metallverstärkung (2) zwischen hochbelasteten Bereichen des Karosserieteils, bei einer Motorhaube zwischen Scharnier und Haubenschlossbereich.Body part according to one of claims 1 to 5, characterized by a frame-like metal reinforcement ( 2 ) between highly loaded areas of the body part, in a hood between the hinge and hood lock area. Flächiges Karosserieteil für ein Fahrzeug, insbesondere Motorhaube, mit einer plastisch verformbaren Deckschicht und einer mit dieser verbundenen, bei einem vorgegebenen Belastungswert zusammenbrechenden Verstärkung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung (5) Rippen (6) solcher Auslegung aufweist, dass sie bei dem vorgegebenen Belastungswert zumindest eine Sollbruchstelle definieren.Sheet-like body part for a vehicle, in particular a bonnet, with a plastically deformable covering layer and a reinforcement joined thereto, which collapses at a predetermined load value, in particular according to one of claims 1 to 6, characterized in that the reinforcement ( 5 ) Ribs ( 6 ) having such a design that they define at least one predetermined breaking point at the predetermined load value.
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