DE102004053248A1 - Aufprallweiches Karosseriebauelement, insbesondere Fronthaube in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Das erfindungsgemäße Karosseriebauteil, insbesondere die Fronthaube eines Kraftfahrzeuges, weist ein dünnwandiges Außenblech (1) auf, das mit einem als schmaler Rahmen ausgebildeten Innenblech (2) zu einer Baueinheit fest verbunden ist. Das Außenblech (1) ist an seiner Unterseite an einer Deformationsstruktur (3) abgestützt, die aus einer Trägerplatte (4) und einzelnen bis zu einem bestimmten Druck formstabilen Stützelementen (5) besteht. Die Trägerplatte (4) ist an ihrem Rand mittels Befestigungselementen (6) zerstörungsfrei lösbar am Rahmen des Innenbleches (2) befestigt. Vorzugsweise weist die Trägerplatte Aussparungen außerhalb der Befestigungsorte und der Abstützorte auf.

Description

• Die Erfindung betrifft ein großflächiges Karosseriebauelement, insbesondere eine Fronthaube in einem Kraftfahrzeug, mit einem dünnwandigen Außenblech und einem als schmaler Rahmen ausgebildeten Innenblech, wobei das Außenblech und das Innenblech an ihren umlaufenden Außenrändern zu einer Baueinheit miteinander fest verbunden sind, und mit einer das Außenblech an dessen Innenseite abstützenden und in das rahmenartige Innenblech eingesetzten und daran gehaltenen Deformationsstruktur, die eine Trägerplatte und ein auf ihr angeordnetes Dämpferbauteil aufweist.
• Die Kraftfahrzeugindustrie beschäftigt sich seit langem bei der Entwicklung von Karosserien nicht nur mit dem passiven, sondern auch dem aktiven Personenschutz. Besonderes Augenmerk beim aktiven Personenschutz wird dabei der Fronthaube gewidmet, weil im Falle einer Kollision eines Kraftfahrzeuges mit einem Fußgänger oder einem Zweiradfahrer dieser erheblich verletzt werden kann, wenn er mit seinem Kopf auf eine steife Motorhaube aufschlägt. Um eine solche Gefährdung zu vermindern, sind aufprallweiche Fronthauben entwickelt worden. Neue Gesetzesvorschriften schreiben sogar Belastungsgrenzen vor, die beim Aufprall eines Kopfes auf eine Fronthaube nicht überschritten werden dürfen. Diese Vorschriften variieren allerdings von Land zu Land.
• In der Vergangenheit wurden eine Vielzahl von aufprallweichen Fronthauben entwickelt. Bei einer bekannten Fronthaube der eingangs genannten Art ( DE 199 29 048 A1 ) sind sowohl die Trägerplatte der Deformationsstruktur als auch deren darauf befestigtes Dämpferbauteil vollflächig ausgebildet. Die Oberseite des aus Polyurethan-Schaumstoff bestehenden Dämpferbauteils ist so konturiert, dass es der Kontur der Unterseite des Außenbleches entspricht. Das ist die Voraussetzung dafür, dass das Dämpferbauteil vollflächig an der Unterseite des Außenblechs angeklebt ist. Außerdem sind Innenblech und Dämpferbauteil bei angepasster Innenrandkontur des Innenblechs und Außenrandkontur des Dämpferbauteils entlang ihrer Berührungslinie entweder auf Stoß oder in Überlappung zusammengefügt.
• Ein solches großflächiges Karosseriebauelement hat mehrere Nachteile: Die Herstellung einer konturierten Oberfläche des Dämpferbauteils, die der Kontur der Unterseite des Außenbleches entspricht, erfordert einen erheblichen Fertigungsaufwand. Zwar ergibt sich wegen der vollflächigen Abstützung des Außenbleches und seiner Verklebung mit dem Dämpferbauteil für das in der Regel verhältnismäßig dünne Außenblech über die gesamte Fläche eine hohe Formstabilität, doch führt das auch zu einer Verminderung der Weichheit des Karosseriebauelementes im Falle eines Aufpralls. Schließlich ist ein Karosseriebauelement mit einem konturierten, vollflächig verklebten Dämpferbauteil nicht besonders reparaturfreundlich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Karosseriebauelement zu schaffen, das einerseits eine für die Optik ausreichende Beulsteifigkeit hat, das aber andererseits für die Kollision mit einem Verkehrsteilnehmer sehr aufprallweich ist. Darüber hinaus soll das Karosseriebauelement leicht an unterschiedliche gesetzliche Vorschriften bezüglich des aktiven Personenschutzes angepasst werden können. Schließlich soll es reparaturfreundlich sein.
• Diese Aufgabe wird mit einem großflächigen Karosseriebauelement, insbesondere einer Fronthaube in einem Kraftfahrzeug, der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Trägerplatte an ihrem Außenrand mit Befestigungsmitteln an dem rahmenartigen Innenblech zerstörungsfrei lösbar befestigt ist und das Dämpferbauteil aus mehreren über die Fläche des Außenbleches mit gegenseitigem Abstand verteilt angeordneten Abstützelementen aufgebaut ist.
• Bei dem erfindungsgemäßen Karosseriebauelement lassen sich das Außenblech und das damit eine Baueinheit bildende Innenblech mit den jeweiligen Anforderungen, insbesondere Gesetzesvorschriften, entsprechenden Deformationsstrukturen komplettieren. Das Außenblech kann dabei an einzelnen Punkten gezielt abgestützt sein, so dass es einerseits ausreichend beulsteif ist, andererseits ausreichend aufprallweich. Da die Trägerplatte mit besonderen Befestigungsmitteln zerstörungsfrei lösbar an dem Innenblech befestigt ist, kann die Baueinheit aus Außenblech und Innenblech vollständig gefertigt sein, also auch lackiert sein, bevor die jeweils geeignete Deformationsstruktur angebracht wird. Das Karosseriebauelement ist auch reparaturfreundlich, da es nicht vollflächig angeklebt sein muss, sondern nur durch die leicht lösbaren Befestigungsmittel gehalten zu werden braucht.
• Vorzugsweise bestehen die Abstützelemente des Dämpferbauteils aus einem bis zu einem vorgegebenen Druck formstabilen Material, insbesondere einem Schaumstoff aus Polymer.
• Da die Abstützung des Außenbleches nur an gezielten Punkten erfolgt, wo die Abstützelemente angeordnet sind, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Trägerplatte bis auf die Orte der Abstützung und der Befestigungsmittel Aussparungen aufweist. Diese Ausgestaltung kommt dem Leichtbau zugute. Um gleichwohl ausreichend steif zu sein, kann die Trägerplatte profiliert sein. Über die spezielle Formgebung der Trägerplatte lässt sich die Steifigkeit gezielt einstellen. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Abstützelemente unter Vorspannung zwischen dem Außenblech und der Trägerplatte eingesetzt sind. Durch die Vorspannung kann eine gewisse Fixierung der Stützelemente erreicht werden. Die Fixierung kann allerdings auch mittels Klebstoff erfolgen. In diesem Fall sollte allerdings ein Klebstoff verwendet werden, der sich leicht lösen lässt, so dass im Falle eines Aufpralls der Klebstoff nicht negativ die Aufprallweichheit beeinflusst. Der Einsatz von Klebstoff kann auch vorteilhaft eingesetzt werden, um die Beulsteifigkeit und die Akustik zu verbessern. Notwendig ist er zur Fixierung der Abstützelemente allerdings nicht. Um die Abstützelemente besonders gut zu fixieren, kann die Trägerplatte den Abstützelementen angepasste Vertiefungen aufweisen.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
• 1 ein großflächiges Karosseriebauelement in Form einer Fronthaube, in Ansicht von deren Unterseite,
• 2 das Karosseriebauelement gemäß 1 im Schnitt nach der Linie A-A,
• 3a–3c ein Karosseriebauelement in Form einer Fronthaube in zu 1 und 2 anderen Ausführungen in Ansicht von der Unterseite.
• Die Fronthaube besteht aus einem dünnen Außenblech 1, einem Innenblech 2 und einer Deformationsstruktur 3. Das Innenblech 2 ist als schmaler Rahmen ausgebildet, der ein Versteifungsprofil hat. Das Außenblech 1 und das rahmenartige Innenblech 2 sind an ihren Außenrändern zu einer Baueinheit fest verbunden. Diese Baueinheit wird vollständig fertiggestellt, also auch lackiert, bevor sie mit der Deformationsstruktur 3 komplettiert wird. Für das Außen- und Innenblech 1, 2 wird vorzugsweise Stahl mit einer Dicke von 0,4 mm bis 0,8 mm eingesetzt.
• Die Deformationsstruktur 3 besteht aus einer Trägerplatte 4 insbesondere aus Stahl, denkbar ist auch der Einsatz aus Aluminium oder Kunststoff, mit einem durch Aussparungen 4a konturierten Außenrand 4b und einem darauf angeordneten Dämpferbauteil, das aus mehreren mit Abstand voneinander angeordneten Abstützelementen 5 aus Polymermaterial, vorzugsweise geschäumt, gebildet ist. Zur seitlichen Fixierung der Abstützelemente 5 auf der Trägerplatte 4 weist diese angepasste Vertiefungen/Sicken 4c auf.
• Die Deformationsstruktur 3 ist mit dem Außenrand 4b ihrer Trägerplatte 4 an dem als Rahmen ausgebildeten Innenblech 2 mit nur angedeuteten Befestigungsmitteln 6 befestigt, die eine schnelle Montage und ein zerstörungsfreies Lösen ermöglichen. Solche Befestigungsmittel 6 können Schrauben, Klipse u.dgl. sein. Auch kann zwischen den aufeinanderliegenden Teilen des Innenbleches 2 und der Trägerplatte 4 ein Unterfütterungskleber 7 vorgesehen sein.
• Wie 1 zeigt, ist die Trägerplatte 4 im montierten Zustand mit Abstand vom Außenblech 1 angeordnet. Nur die Abstützelemente 5 liegen an der Unterseite des Außenbleches 1 an, vorzugsweise sind sie unter Vorspannung eingesetzt. Die Größe, Anzahl, Verteilung und Druckfestigkeit der Abstützelemente 5 richtet sich nach den Anforderungen der Beulsteifigkeit und der Aufprallweichheit des Karosseriebauelementes. Das für die Abstützelemente 5 ausgewählte Material hat eine bestimmte Druckfestigkeitscharakteristik, z.B. kann es bis zu einer bestimmten Druckbelastung steif und darüber weich sein.
• Wie das Ausführungsbeispiel der 1 für die Deformationsstruktur zeigt, weist die Trägerplatte 4 nur am Außenrand 4b bis auf einzelne Befestigungspunkte Aussparungen 4a auf. Darüber hinaus könnten im Sinne einer Gewichtsoptimierung im mittleren Bereich weitere Aussparungen immer dort vorgesehen sein, wo keine Abstützelemente 5 angeordnet sind. Auch über die Dimensionierung der Tiefe der Sicken 4c läßt sich die Druckfestigkeitscharakteristik der Abstützelemente 5 einstellen.
• In den Ausführungsbeispielen der 3a–3c sind diese Aussparungen realisiert. Hier sind die Abstützelemente 5', 5'', 5''' gestrichelt gezeichnet. Aussparungen 4a', 4a'', 4a''' sind in dicker und Sicken und/oder Versteifungsprofilierungen 4c', 4c'', 4c''' in dünner ausgezogener Strichstärke gezeichnet.

Claims (7)

1. Großflächiges Karosseriebauelement, insbesondere Fronthaube, in einem Kraftfahrzeug, mit einem dünnwandigen Außenblech (1) und einem als Rahmen ausgebildeten Innenblech (2), wobei das Außenblech (1) und das Innenblech (2) an ihren umlaufenden Außenrändern zu einer Baueinheit fest miteinander verbunden sind, und mit einer das Außenblech (1) an dessen Innenseite abstützenden, in das rahmenartige Innenblech (2) eingesetzten und daran gehaltenen Deformationsstruktur (3), die eine Trägerplatte (4) und ein darauf befestigtes Dämpferbauteil (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (4) an ihrem Außenrand mit Befestigungsmitteln an dem rahmenartigen Innenblech (2) zerstörungsfrei lösbar befestigt ist und das Dämpferbauteil (5) aus mehreren, über die Fläche des Außenbleches (1) mit gegenseitigem Abstand verteilten Abstützelementen aufgebaut ist.
2. Karosseriebauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferbauteil (5) aus bis zu einem vorgegebenen Druck formstabilem Material, insbesondere Polymerschaumstoff besteht.
3. Karosseriebauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (4) bis auf die Orte der Befestigungsmittel (6) und der Abstützelemente (5) Aussparungen aufweist.
4. Karosseriebauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (4) profiliert ist.
5. Karosseriebauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützelemente (5) unter Vorspannung zwischen dem Außenblech (1) und der Trägerplatte (4) angeordnet sind.
6. Karosseriebauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützelemente (5) in angepassten Vertiefungen (4a) der Trägerplatte (4) seitlich fixiert sind.
7. Karosseriebauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützelemente (5) am Außenblech (1) angeklebt sind.