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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft die Konstruktion des Bereichs zwischen der Motorhaube
und der Frontscheibe eines Autos, die den Schutz der Fußgänger bei
einer Kollision mit dem Auto verbessert.
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Beim
Anfahren eines Fußgängers durch
ein Fahrzeug kommt es gewöhnlich
zu dessen Fall auf die Motorhaube und zum anschließenden Aufprall des
Kopfes auf den Bereich zwischen der Motorhaube und der Frontscheibe.
Dieser Bereich ist üblicherweise
mit einer Verkleidung aus Plastikmasse versehen, die den Wasserkanal überdeckt,
in dem sich insbesondere der Mechanismus und der Antrieb der Wischer,
das Heiz- und Belüftungssystem
und in einigen Fällen
auch die Batterie usw. befinden. Diese Verkleidung hat jedoch nur
eine ästhetische
und eine aerodynamische Funktion, sie ist nicht ausreichend fest,
um einer hohen, durch den Aufprall des Kopfes eines Fußgängers hervorgerufenen
Belastung widerstehen zu können.
Beim Aufprall kommt es zu einer erheblichen Deformation der Verkleidung
und zum anschließenden
Kontakt mit den im Wasserkanal untergebrachten, unnachgiebigen Bestandteilen,
wodurch es zu einem heftigen Anstieg der Verlangsamung und zum Überschreiten
ihrer kritischen Werte kommt, die eine schwere Verletzung des Kopfes
des Fußgängers, in
der Regel mit Todesfolge zur Folge haben. Bislang wurde dieses Problem
bei der Mehrheit der Fahrzeuge nicht gelöst, da dies nicht die gesetzlichen
Homologationsvorschriften verlangten.
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Zum
gegenwärtigen
Zeitpunkt ist eine Lösung
bekannt, wo die hintere Kante der Motorhaube bis zur Unterkante
der Frontscheibe durchgezogen ist und die Motorhabe so den problematischen
Bereich überdeckt.
Diese Lösung
ist jedoch bei vielen Autos aus Design- und Einbaugründen nicht
verwendbar, insbesondere bei den heute verbreiteten Großraumwagen.
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Eine
weitere bekannte Lösung
beschreibt das Dokument
EP1155931 .
Die Verkleidung
12 des Raums zwischen der Motorhaube
10 und
der Frontscheibe ist mit senkrechten Längsrippen
58 versehen,
die zusammen mit der Verkleidung direkt aus ihrer unteren Oberfläche geschaffen
sind und sich auf die Stütze
28 der
Wischerachsen stützen.
Die Rippen
58 versteifen die Verkleidung
12 und
erhöhen
dadurch die Absorptionsenergie bei einem Aufprall. Diese Lösung ist
bei höheren
Qualitätsansprüchen inakzeptabel,
da es sich um ein Oberflächenteil
mit anspruchsvollen Anforderungen an das Aussehen handelt und es
bei der Schaffung der Rippen zusammen mit der Verkleidung zu ihrer
sichtbaren Markierung auf der Oberfläche kommt. Ein weiterer Nachteil ist
die Unmöglichkeit
der Optimierung der Rippen aus Sicht der Absorption der Energie,
welche durch denselben Werkstoff der Rippen wie der Verkleidung
verursacht ist, die nur ein Kompromiss zwischen den unterschiedlichen
Anforderungen an die Eigenschaften beider Teile ist.
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Darstellung
der Erfindung
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Die
genannten Unzulänglichkeiten
beseitigt die erfindungsgemäße Konstruktion
des Bereich zwischen der Motorhaube und der Frontscheibe mit einer
erhöhten
Absorption der Aufprallenergie des Kopfes eines Fußgängers. Die
Konstruktion umfasst die sich zwischen der hinteren Kante der Motorhaube und
der Unterkante der Frontscheibe erstreckende und eine innere Auflagefläche aufweisende
Verkleidung, wobei an der Trennwand des Motorraums ein deformierbares
Bewehrungselement untergebracht ist, das sich zumindest unter einem
Teil der Verkleidung erstreckt und eine obere Stützfläche aufweist, welche die innere
Auflagefläche
der Verkleidung stützt,
zumindest wenn die Verkleidung deformiert wird. Das Bewehrungselement
besteht aus einem System im wesentlichen senkrechter Längs- und Querrippen
und seine obere Stützfläche kopiert
im nicht deformierten Zustand im wesentlichen zumindest einen Teil
der inneren Auflagefläche
der Verkleidung in einer bestimmten Entfernung. Die Trennwand des
Motorraums ist vorteilhaft so geformt, dass sie an der Stelle der
Lagerung des Bewehrungselements zumindest in einem Abschnitt eine
vertikale Wellung hat, die eine Quervertiefung bildet, deren Form
die Form der vorderen Auflagefläche
des Bewehrungselements entspricht, wobei die Trennwand deformierbar
und in der Lage sein kann, einen Teil der Aufprallenergie zu absorbieren.
Das Bewehrungselement kann an die Trennwand mit Hilfe von Befestigungselementen
befestigt sein. Der hintere Teil des Bewehrungselements kann auf
dem unteren Teil des Rahmens der Frontscheibe gelagert sein, wobei
seine vordere Kante zumindest in einigen Abschnitten ihrer Länge nach
oben, im wesentlichen senkrecht zum Rahmen der Frontscheibe gebogen ist
und so das Abgleiten des hinteren Teils des Bewehrungselements bei
seiner Deformation verhindert. Die Verkleidung kann voll durch die
Motorhaube ersetzt werden, die bis in die Nähe der Unterkante der Frontscheibe
verlängert
ist.
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Übersicht
der Abbildungen auf den Zeichnungen
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Die
Erfindung wird mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert, wo 1 die
Gesamtansicht auf die Verkleidung und das Bewehrungselement ist
und 2 der Grundriss des Bewehrungselements ist. Die
weiteren Abbildungen veranschaulichen den Bereich zwischen der Motorhaube
und der Frontscheibe im senkrechten Längsschnitt, wobei auf 3 der Schnitt
A-A ist, auf 4 der Schnitt B-B an der Stelle
der Wischerachsen und auf 5 der Schnitt
C-C an der Stelle der Befestigung des Bewehrungselements an die
Trennwand des Motorraums durch Befestigungselemente. 6 veranschaulicht
eine Ausführung
mit einem Bewehrungselement, das nur im vorderen Teil gestützt ist
und 7 eine Ausführung
mit einem Ersatz der Verkleidung durch das Durchziehen des hinteren
Teils der Motorhaube.
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Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
der Erfindung
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Der
erste Weg zur Ausführung
der Erfindung findet sich auf den 1 bis 5.
Der Raum zwischen der hinteren Kante 1A der Motorhaube 1 und der
unteren Kante 3A der Frontscheibe 3 ist durch eine
Verkleidung 2 verdeckt. Die Verkleidung 2 besteht
aus Plastikspritzguss mit guten Sichteigenschaften, die eine hochwertige
und ästhetische
Oberfläche
ermöglichen,
zum Beispiel von Polypropylen (PP). Der vordere Teil der Verkleidung 2B knüpft fließend an
die Motorhaube 1 an und in ihr ist durch ein System von
Längs-
und Querrippen ein Gitter geschaffen, welches den Durchgang der
Umluft zum Zugang zum Belüftungssystem
des Fahrzeugs ermöglicht.
Vor dem vorderen Teil 2B ist auf der Verkleidung eine Einfassung 2A geschaffen,
die auf den horizontalen Teil 5B der Trennwand 5 des
Motorraums aufliegt. Die Einfassung 2A wird an den horizontalen Teil 5B durch
eine Lippe 9A der Dichtung 9 des Motorraums angedrückt. Die
Dichtung 9 ist auf der vorderen Kante 5A der Trennwand 5 des
Motorraums angeschlagen und von oben liegt auf ihr das Innenblech 13 der
Motorhaube 1 auf. Der hintere Teil 2D der Verkleidung 2 knüpft fließend an
die Frontscheibe 3 an und ist auf seiner unteren Seite
in der Nähe
der hinteren Kante mit einer Querrippe 21 versehen, die in
die Dichtung 22 der Frontscheibe 3 fällt, die
an die Frontscheibe 3 in ihrer gesamten Länge ihrer
unteren Kante 3A anhaftet. Der untere Teil der Frontscheibe 3 wie
ihre Dichtung 22 sind auf dem Rahmen 6 der Frontscheibe
gelagert, der durch die Einfassung 7A des Innenblechs 7 der
Trennwand des Fahrgastraums gebildet wird. Die Einfassung 7A wird
von unten durch die Einfassung 8A des Außenblechs 8 der Trennwand
des Fahrgastraums gestützt,
wobei sie an der Berührungsstelle
gegenseitig geschweißt
sind und so eine steife tragende Struktur bilden. Im hinteren Teil 2D der
Verkleidung sind Öffnungen 12 für den Durchgang
der Achsen 10 der Frontscheibenwischer geschaffen, auf
denen die Bügel 11 der
Wischer befestigt sind. Der vordere Teil 2B der Verkleidung
und der hintere Teil 2D der Verkleidung sind durch einen Übergangsteil 2C verbunden,
der in der Ebene im wesentlichen parallel zu der durch die Achsen
der Wischerachsen 10 bestimmten Ebene liegt. Der Übergangsteil 2C hat
eine solche Höhe,
dass der vordere Teil 2B in einem ausreichenden Abstand
von der Oberfläche 10A der
Wischerachsen liegt.
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Das
Bewehrungselement 4 besteht aus einem System untereinander
verbundener Längsrippen 42 und
Querrippen 41, die ein Raumgitter von solcher Form bilden,
dass seine obere Stützfläche 4A,
die aus den oberen Enden der Rippen besteht, die innere Auflagefläche 2E der
Verkleidung 2 kopiert, diese jedoch nie berührt. Die
Verteilung der Rippen korrespondiert mit der Verteilung der Rippen,
die das Zugangsgitter für
die Luft in das Belüftungssystem
des Fahrzeugs bilden, das im vorderen Teil 2B der Verkleidung
geschaffen ist, und ermöglicht
so das Strömen
der Luft zum Zugang zum Belüftungssystem.
Auf der Verkleidung 2 sind keinerlei zusätzliche befestigende
Rippen geschaffen und die innere Auflagefläche 2E der Verkleidung
weist im wesentlichen eine Form auf, die mit der Außenfläche der
Teile 2B, 2C und 2D äquidistant ist. Das Bewehrungselement 4 besteht
aus Plastikspritzguss mit guten Absorptionseigenschaften, zum Beispiel
aus Polyamid (PA), Polycarbonat (PC) oder Polyphenylenäther (PPE).
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Die
Trennwand 5 des Motorraums hat im hinteren Teil des horizontalen
Teils 5B über
die gesamte Breite eine vertikale Wellung 5C ausgeformt,
welche die Quervertiefung 14 bildet, die in den senkrechten Teil 5D der
Trennwand übergeht.
Im senkrechten Teil 5D der Trennwand 5 ist die
Vertiefung 18 geschaffen, die ihre Steifheit sinkt und
so ihre Deformation und damit auch eine Absorption von Energie ermöglicht.
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Das
Bewehrungselement 4 hat auf seinem vorderen unteren Teil
eine vordere Auflagefläche 4B ausgeformt,
die eine Farm hat, welche die Wellung 5C und des anliegenden
Abschnitts des senkrechten Teils 5D der Trennwand kopiert
und auf der Trennwand der Motorhaube 5 aufliegt. Die vordere
Auflagefläche 4B besteht
aus den unteren Enden der Längsrippen 42 und
der Querrippen 41 im vorderen Teil des Bewehrungselements 4.
Die Wellung 5C gewährleistet
die präzise
Bettung des Bewehrungselements 4 auf der gewünschten
Stelle und verhindert seine Verschiebung auch bei einer Deformation.
Im hinteren Teil des Bewehrungselements 4 wird durch die
unteren Enden der Längrippen 42 und
der Querrippen 41 eine hintere Auflagefläche 4C geschaffen, die
auf dem Rahmen 6 der Frontscheibe gelagert ist.
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Die
Einfassung 8A des Außenblechs
des Fahrgastraums hat auf seiner vorderen Kante, im Bereich des
Rahmens 6 der Frontscheibe eine Menge von Haken 15,
die durch Biegen der Kante der Einfassung nach oben, im wesentlichen
senkrecht zur Ebene des Rahmens 6 der Frontscheibe geschaffen sind.
Die Haken 15 habe eine Breite, die der Entfernung der Längsrippen 42 voneinander
entspricht, und fallen in das Bewehrungselement 4 vor der
letzten hinteren Querrippe 41A. An den Stellen der Wischerachsen 10 sind
die Längsrippen 42 aus
Platzgründen
nicht bis zum Rahmen 6 der Frontscheibe gezogen, sondern
werden bereits vor ihnen abgeschlossen, so dass die letzte hintere
Querrippe 41A an dieser Stelle unterbrochen ist (siehe 3).
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Das
Bewehrungselement 4 hat im Bereich der vorderen Auflagefläche an einigen
Stellen des unteren Teils der Rippen Verbindungen, wodurch Befestigungsbrücken 43 entstehen,
die stets zwei benachbarte Längsrippen 42 verbinden.
Die Brücken haben
Längskerben 44,
durch welche sie auf die Schrauben 19 aufgeschoben sind,
die fest mit der Trennwand 5 des Motorraums verbunden sind
und mit Muttern 20 gesichert sind. Dadurch wird eine einfache
Montage und Demontage des Bewehrungselements 4 ermöglicht.
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Im
Freiraum zwischen der Verkleidung 2 und dem Bewehrungselement 4 sind
Schläuche 16 für die Waschanlagen
der Frontscheibe geführt.
In den Rippen 41, 42 des Bewehrungselements können von
der Unter- oder der Oberseite Aussparungen für das Ermöglichen eines Durchgangs dieser
Schläuche
geschaffen sein.
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Beim
Aufprall des Kopfes eines Fußgängers nach
einer Kollision, der bei einem Test gemäß der Richtlinie 2003/102/EG
durch den Aufprall eines Testimpaktor 17 in Richtung S
simuliert wird, kommt es zu seinem Aufschlag auf den vorderen Teil 2B der Verkleidung,
die sich mit einem relativ geringen Widerstand deformiert, solange
es nicht zum Aufliegen seiner inneren Auflagefläche 2E auf die obere
Stützfläche 4A des
Bewehrungselements kommt. Die Belastung wird über die Längsrippen 42 und die
Querrippen 41 und weiter über seine vordere Auflagefläche 4B auf
die Trennwand 5 des Motorraums und über den Auflageteil 4C auf
den Rahmen 6 der Frontscheibe übertragen. Das Bewehrungselement
wird programmäßig deformiert
und macht dadurch die Aufprallenergie des Impaktors 17 zunichte.
Die Steifheit und die Absorptionsfähigkeit des Bewehrungselements 4 kann
durch eine geeignete Wahl eines Werkstoffs und durch die Verteilung,
die Maße
und die Anzahl der Längs-
und der Querrippen beeinflusst werden. Bei einer günstig gewählten Höhe des Übergangsteils 2C der
Verkleidung und einer Steifheit des Bewehrungselements 4 kommt
es bei einer Deformation nicht zum Kontakt des Impaktors 17 mit
der oberen Fläche 10A der
Wischerachsen und zu einem anschließenden Anstieg der kritischen
Werte der Verlangsamung. Bei der Unmöglichkeit, aus Design- oder
Platzgründen
den Übergangsteil 2C in
ausreichender Höhe
zu schaffen, ist es möglich
die Wischerachsen 10 als Teleskopachsen oder bei einem Aufprall
anders deformierbar zu schaffen. Sofern die Kraft des Aufpralls
die Grenze überschreitet,
die das Bewehrungselement 4 durch seine Deformation zu absorbieren
in der Lage ist, kommt es zu einer Deformation der Trennwand 5 des
Motorraums, deren Steife zum Beispiel durch die Schaffung einer
Vertiefung 18, durch die Stärke und die Festigkeitseigenschaften
des Werkstoffs u. ä.
beeinflusst werden können.
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Auf 6 befindet
sich ein weiterer Weg einer möglichen
Ausführung
der erfindungsgemäßen Konstruktion
des Bereichs zwischen der Motorhaube und der Frontscheibe. Das Bewehrungselement 4 hat
keinen hinteren Auflageteil 4C geschaffen, es ist lediglich
durch seinen vorderen Auflageteil 4B auf der Trennwand 5 des
Motorraums gelagert. Seine obere Stützfläche 4A kopiert im
wesentlichen die Oberfläche
des vorderen Teils 2B und des Übergangsteils 2C der
Verkleidung, der hintere Teil 2D bleibt ungestützt. Sämtliche
Belastung bei einem Aufprall wird auf die Trennwand 5 des
Motorraums übertragen. Solch
eine Lösung
kann insbesondere in Fällen
genutzt werden, wo das Bewehrungselement 4 aus Platzgründen im
hinteren Teil nicht gestützt
werden kann.
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7 veranschaulicht
einen weiteren Weg der Ausführung
der Erfindung gemäß Anspruch
9, wo die Verkleidung 2 gänzlich ausgelassen wird und durch
das Durchziehen der hinteren Kante 1A der Motorhaube in
die Nähe
der unteren Kante 3A der Frontscheibe ersetzt wird. Die
innere Auflagefläche 2E der
Verkleidung wird dabei durch das Innenblech 12 der Motorhaube
ersetzt. Bei einem Aufprall des Impaktors 17 auf den oberen
Teil der Motorhaube 1 kommt es zu ihrer Deformierung und
anschließend zum
Aufsetzen des Innenblechs 13 der Motorhaube auf die obere
Stützfläche 4A des
Bewehrungselements und anschließend
kommt es zu Deformationen des Bewehrungselements 4 und
der Trennwand 5 des Motorraums analog wie beim ersten Weg
der Ausführung
der Erfindung. Solch eine Ausführung kann
bei jenen Konstruktionen genutzt werden, bei denen es möglich ist,
die Motorhaube bis zur Frontscheibe zu ziehen.
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Industrielle Nutzbarkeit
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Die
Konstruktion des Bereichs zwischen der Motorhaube und der Frontscheibe
kann erfindungsgemäß bei allen
Kraftfahrzeugen, insbesondere bei großräumigen Personenwagen genutzt
werden.
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- 1
- Motorhaube
- 1A
- hintere
Kante der Motorhaube 1
- 2
- Verkleidung
- 2A
- Einfassung
der Verkleidung 2
- 2B
- vorderer
Teil der Verkleidung 2
- 2C
- Übergangsteil
der Verkleidung 2
- 2D
- hinterer
Teil der Verkleidung 2
- 2E
- innere
Auflagefläche
der Verkleidung 2
- 3
- Frontscheibe
- 3A
- Unterkante
der Frontscheibe 3
- 4
- Bewehrungselement
- 4A
- obere
Stützfläche des
Bewehrungselements 4
- 4B
- vordere
Auflagefläche
des Bewehrungselements 4
- 4C
- hintere
Auflagefläche
des Bewehrungselements 4
- 5
- Trennwand
des Motorraums
- 5A
- vordere
Kante der Trennwand 5 des Motorraums
- 5B
- horizontaler
Teil der Trennwand 5 des Motorraums
- 5C
- Wellung
der Trennwand 5 des Motorraums
- 5D
- senkrechter
Teil der Trennwand 5 des Motorraums
- 6
- Rahmen
der Frontscheibe 3
- 7
- Außenblech
der Trennwand des Fahrgastraums
- 7A
- Einfassung
des Außenblechs 7 der
Trennwand des Fahrgastraums
- 8
- Innenblech
der Trennwand des Fahrgastraums
- 8A
- Einfassung
des Innenblechs 8 der Trennwand des Fahrgastraums
- 9
- Dichtung
der Motorhaube 1
- 9A
- Lippe
der Dichtung 9 der Motorhaube
- 10
- Wischerachsen
- 10A
- Oberflächen der
Wischerachsen 10
- 11
- Bügel der
Wischer
- 12
- Öffnungen
für die
Wischerachsen 10 in der Verkleidung 2
- 13
- Innenblech
der Motorhaube 1
- 14
- Vertiefung
im horizontalen Teil 5B der Trennwand des Motorraums
- 15
- Haken
an der vorderen Kante des Rahmens der Frontscheibe
- 16
- Schläuche der
Waschanlagen der Frontscheibe
- 17
- Testimpaktor
- 18
- Vertiefung
im senkrechten Teil 5D der Trennwand des Motorraums
- 19
- Schraube
- 20
- Mutter
- 21
- Querrippe
der Verkleidung 2
- 22
- Dichtung
der Frontscheibe 3
- 41
- Querrippen
des Bewehrungselements 4
- 41A
- letzte
hintere Querrippe des Bewehrungselements 4
- 42
- Längsrippen
des Bewehrungselements 4
- 43
- Befestigungsbrücken des
Bewehrungselements 4
- 44
- Kerben
in den Befestigungsbrücken 43
- S
- Richtung
des Aufschlags des Testimpaktors