DE102006029921A1

DE102006029921A1 - Fahrzeug mit einem Scheibenquerträger für eine Windschutzscheibe

Info

Publication number: DE102006029921A1
Application number: DE200610029921
Authority: DE
Inventors: Michael Drewitz; Benno Jöhnk; Michael Guhl
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2008-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Scheibenquerträger (3), auf dem sich eine Windschutzscheibe (4) abstützt und der mit zumindest einem im Profil schalenförmigen Bauteil (9, 11) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist das schalenförmige Bauteil (9, 11) randseitig mit einem Tragschenkel (15) verlängert, auf dem sich die Windschutzscheibe (4) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Scheibenquerträger für eine Windschutzscheibe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Um die Verletzungsgefahr von Fußgängern bei Kollisionen mit einem Fahrzeug zu verringern, ist es bekannt, Karosseriefrontteile des Fahrzeugs nachgiebig zu gestalten.
So ist aus der DE 29 34 060 A1 bekannt, eine Fronthaube des Fahrzeugs sowie die umrahmenden Karosserieteile über Deformationsglieder an den Versteifungsteilen des Fahrzeugaufbaus abzustützen. Aus der DE 103 03 994 A1 ist eine Fronthaube bekannt, die einen Deformationsbereich aufweist, der an einer, der Windschutzscheibe zugewandten Außenkante der Fronthaube angeordnet ist und sich im wesentlichen über die gesamte Breite des Kraftfahrzeuges erstreckt.
Trotz dieser nachgiebig gestalteten Karosseriefrontteile kann sich bei einer Fußgängerkollision mit einem Kopfaufprall auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs ein hohes Verletzungsrisiko aufgrund einer steif auf einem Scheibenquerträger aufliegenden Windschutzscheibe ergeben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem bei einer Fußgängerkollision mit Kopfaufprall auf die Windschutzscheibe die Verletzungsgefahr für den Fußgänger verringert ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem Patentanspruch 1 ist der Scheibenquerträger mit zumindest einem im Profil schalenförmiges Bauteil ausgebildet, das randseitig mit einem Tragschenkel verlängert ist, auf dem die Windschutzscheibe abgestützt ist.
Aus Stabilitätsgründen ist es bevorzugt, wenn der Scheibenquerträger im Profil geschlossen ausgebildet ist. Bevorzugt ist ein solches geschlossenes Profil mit einer ersten und einer zweiten Halbschale ausgeführt. Von diesen beiden, den Scheibenquerträger formenden Halbschalen kann eine erste Halbschale gegenüber der zweiten Halbschale mit einem Tragschenkel verlängert sein, auf dem sich die Windschutzscheibe abstützt.
Der erfindungsgemäße Tragschenkel weist gegenüber einem, etwa mittels der beiden Halbschalen doppelwandig gebildeten und damit steifen Tragschenkel ein verbessertes Deformationsverhalten auf.
Das Deformationsverhalten des erfindungsgemäßen Tragschenkels kann weiter verbessert werden, wenn dieser ein freies Ende aufweist, das bei einem Kopfaufprall auf die Windschutzscheibe nachgibt. An diesem freien Ende kann bevorzugt ein Stützabschnitt für die Windschutzscheibe vorgesehen werden. Zwischen diesem Stützabschnitt des Tragschenkels und einer Verbindungsstelle der beiden Halbschalen kann der Tragschenkel einen zusätzlichen Deformationsabschnitt aufweisen, der die Nachgiebigkeit des Tragschenkels bei einer Fußgängerkollision weiter erhöht. Der Deformationsabschnitt kann fertigungstechnisch einfach als ein Wellenprofil ausgeführt sein.
Zusätzlich kann die zweite Halbschale des Scheibenquerträgers zusammen mit ihrem Tragschenkel gegenüber der ersten Halbschale eine reduzierte Materialdicke aufweisen, wodurch auf besonders einfache Weise die gewünschten Deformationseigenschaften des Tragschenkels einstellbar sind.
Zur Vermeidung akustischer Probleme im normalen Fahrzeugbetrieb ist der Scheibenquerträger in Querschnitt im wesentlichen als geschlossenes Hohlprofil mit der ersten und der zweiten Halbschale ausgebildet. Dabei können die Halbschalen über ihre Seitenränder miteinander etwa durch eine Schweißnaht verbunden sein. Der Tragschenkel der ersten Halbschale kann dabei fertigungstechnisch einfach als eine Verlängerung des Seitenrands der ersten Halbschale realisiert sein.
Bevorzugt ist es, wenn die beiden Halbschalen übereinander mit einer oberseitigen und einer unterseitigen Halbschale angeordnet sind. In diesem Fall kann die oberseitige Halbschale mit dem Tragschenkel verlängert sein, so dass dieser den Seitenrand der unteren Halbschale überdeckt.
Um ein Vibrieren des Tragschenkels im normalen Fahrzeugbetrieb zu vermeiden, kann es von Vorteil sein, wenn an den gegenüberliegenden seitlichen Randbereichen des Scheibenquerträgers nicht nur die erste Halbschale, sondern beide Halbschalen mit jeweils einem Tragschenkel verlängert sind, die einander überlappen. In diesem Fall ist der Tragschenkel somit in den seitlichen Randbereichen des Scheibenquerträgers doppelwandig und im Mittelbereich des Scheibenquerträgers einwandig gebildet.
Der Tragschenkel des Scheibenquerträgers kann zur Verringerung der Verletzungsgefahr für den Fußgänger im Kollisionsfall so dimensioniert sein, dass er sich etwa bei einem Kopfaufprall auf den unteren Rand der Windschutzscheibe entgegen der Fahrtrichtung verformen kann. Von Vorteil ist es dabei, wenn die Verformungsrichtung des Tragschenkels mit einer Horizontalebene einen Winkel zwischen 50° und 70°, insbesondere 65°, einschließt. Ein solcher Winkel stimmt mit dem Aufprallwinkel überein, der üblicher Weise bei Aufpralltests der Aufprallwinkel eines Kopf-Impaktors ist.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:
1 in einer stark vereinfachten perspektivischen Teilansicht eine Fahrzeugkarosserie von oben;
2 eine Seitenschnittansicht entlang der Linie I-I aus der 1;
3 eine Seitenschnittansicht entlang der Linie II-II aus der 1; und
4 in einer schematischen Seitenansicht ein auf die Windschutzscheibe prallender Kopf-Impaktor bei der Simulation einer Fußgängerkollision.
In der 1 ist in einer Teilansicht eine Fahrzeugkarosserie 1 mit einem sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Scheibenquerträger 3 gezeigt. Der Scheibenquerträger 3 ist an seinen gegenüberliegenden Seiten zusammen mit den seitlichen Karosserie-Längsträgern 5 an die jeweilige A-Säule angebunden. Auf dem Scheibenquerträger 3 ist eine angedeutete Windschutzscheibe 4 mit ihrem unteren Rand abgestützt. Hierzu weist der Scheibenquerträger 3 einen Stützabschnitt 7 auf, der sich in der 1 über die Länge der Windschutzscheibe 4 in der Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Der Stützabschnitt 7 für die Windschutzscheibe 4 ist korrespondierend zu dem gekrümmten Verlauf des unteren Randes der Windschutzscheibe 4 in der Fahrtrichtung leicht ausgebaucht.
Wie aus der 2 hervorgeht, ist der Scheibenquerträger 3 als ein Hohlprofil mit geschlossenem Querschnitt ausgeführt. Hierzu weist der Scheibenquerträger 3 eine oberseitige erste Halbschale 9 und eine unterseitige zweite Halbschale 11 auf, die an ihren Seitenrändern 13 miteinander verschweißt sind. Die oberseitige Halbschale 9 ist dabei gegenüber der unterseitigen Halbschale 11 an ihrem Seitenrand 13 mit einem Tragschenkel 15 verlängert, an dessen freiem Ende der Stützabschnitt 7 für die Windschutzscheibe 4 vorgesehen ist. Zwischen dem Stützabschnitt 7 und den verschweißten Seitenrändern 13 der Halbschalen 9, 11 weist der Tragschenkel 15 einen Deformationsabschnitt 17 auf, der im Kollisionsfall eine Verlagerung des Stützabschnitts 7 entgegen der Fahrtrichtung zulässt. Der Deformationsabschnitt 17 ist gemäß der 2 wellenprofilförmig ausgeführt.
Auf der dem Tragschenkel 15 gegenüberliegenden Seite ist der Scheibenquerträger 3 mit einem Unterblech 19 verlängert, das zusammen mit einer Stirnwand 21 und einem nach oben ragenden Verbindungssteg 23 einen Montageraum 25 begrenzt, in dem unter anderem ein nicht dargestellter Flüssigkeitsbehälter einer Scheibenwischeranlage angeordnet sein kann. Der Scheibenquerträger 3 befindet sich gemäß der 2 sichtgeschützt unterhalb der in der 2 angedeuteten Instrumententafel 27.
Der Verbindungssteg 23 ist gemäß der 2 durch eine angedeutete Fahrzeugfronthaube 29 überdeckt, die über einen Abstand a von den darunterliegenden Bauteilen beabstandet ist. In dem so gebildeten Zwischenraum sind unter anderem die unteren Enden nicht gezeigter Wischerarme der Scheibenwischeranlage angeordnet.
Wie aus der 1 hervorgeht, ist der Tragschenkel 15 in der Querrichtung in einen mittleren Deformationsbereich 31 und in zwei seitliche, versteifte Randbereiche 33 aufgeteilt. Im mittleren Deformationsbereich 31 ist der Stützabschnitt 7 am freien Ende des anhand der 2 beschriebenen Tragschenkels 15 der oberseitigen Halbschale 9 des Scheibenquerträgers 3 ausgebildet. Demgegenüber ist gemäß der 3 der Stützabschnitt 7 in den Randbereichen 33 des Scheibenquerträgers 3 doppelwandig durch einen Tragschenkel 15 der unteren Halbschale 11 und einen Tragschenkel 15 der oberen Halbschale 9 ausgebildet. Die beiden Tragschenkel 15 der Randbereiche 33 des Scheibenquerträgers 3 überlappen einander, wodurch an den seitlichen Randbereichen 33 der Stützabschnitt 7 – verglichen mit dem mittleren Deformationsbereich 31 – wesentlich steifer ausgeführt ist. Dadurch kann ein Vibrieren des Scheibenquerträgers 3 im normalen Fahrbetrieb verhindert werden.
Gemäß der 4 ist in einer Simulation eine Fußgängerkollision mit einem, mit Hilfe eines Kopf-Impaktors 35 angedeuteten Kopfaufprall im unteren Randbereich der Windschutzscheibe 4 und dem angrenzenden Rand der Fronthaube 29 dargestellt. Demzufolge trifft der Kopf-Impaktor 35 auf eine Hinterkante 37 der Fronthaube 29, der ein Deformationsweg zur Verfügung steht, der dem freien Abstand a entspricht. Bei einer entsprechend großen Aufprallkraft F des Kopf-Impaktors 35 auf den unteren Rand der Windschutzscheibe 4 kann sich der Tragschenkel 15 des Scheibenquerträgers 3 entgegen der Fahrtrichtung verformen und somit Aufprallenergie aufnehmen. Der Deformationsabschnitt 17 des Tragschenkels 15 ist dabei so dimensioniert, dass er sich in einer Verformungsrichtung deformiert, die mit einer Horizontalebene 39 einen Winkel α zwischen 50° und 70°, insbesondere 65° einschließt. In diesem Fall ist der Tragschenkel 15 des Scheibenquerträgers 3 mit seinem Deformationsverhalten auf einen Aufprallwinkel des Kopf-Impaktors 35 von 65° ausgelegt, der üblicherweise bei Aufpralltests auf die Windschutzscheibe zugrundegelegt wird.

1: Fahrzeugkarosserie
3: Scheibenquerträger
4: Windschutzscheibe
5: Karosserie-Längsträger
7: Stützabschnitt für die Windschutzscheibe
9: oberseitige, erste Halbschale
11: unterseitige, zweite Halbschale
13: Verbindungsstelle zwischen den beiden Halbschalen
15: Tragschenkel
17: Deformationsabschnitt des Tragschenkels
19: Unterblech
21: Stirnwand
23: Verbindungssteg
25: Montageraum
27: Instrumententafel
29: Fronthaube
31: Deformationsbereich des Stützabschnitts 7
33: Randbereiche des Stützabschnitts 7
35: Kopf-Impaktor
37: Hinterkante der Fronthaube 29

Claims

Fahrzeug mit einem Scheibenquerträger (3), auf dem sich eine Windschutzscheibe (4) abstützt und der mit zumindest einem im Profil schalenförmigen Bauteil (9, 11) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das schalenförmige Bauteil (9, 11) randseitig mit einem Tragschenkel (15) verlängert ist, auf dem sich die Windschutzscheibe (4) abstützt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenquerträger (3) im Querschnitt im Wesentlichen geschlossen und insbesondere mit einer ersten Halbschale (9) und einer zweiten Halbschale (11) ausgebildet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbschale (9) gegenüber der zweiten Halbschale (11) mit dem Tragschenkel (15) verlängert ist, auf dem sich die Windschutzscheibe abstützt.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragschenkel (15) an seinem freien Ende einen Stützabschnitt (7) für die Windschutzscheibe aufweist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbschale (9) des Scheibenquerträgers (3) zusammen mit dem Tragschenkel (15) eine gegenüber der zweiten Halbschale (11) reduzierte Materialdicke aufweist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragschenkel (15) einen Deformationsabschnitt (17) aufweist, der sich zwischen dem Stützabschnitt (7) und einer Verbindungsstelle (13) der Halbschalen (9, 11) befindet.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (9, 11) über ihre Seitenränder (13) miteinander verbunden sind.
Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenrand (13) der ersten Halbschale (9) mit dem Tragschenkel (15) verlängert ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Halbschale (9) oberseitig und die andere Halbschale (11) unterseitig angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die oberseitige Halbschale (9) mit dem Tragschenkel (15) verlängert ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den gegenüberliegenden seitlichen Anbindungsbereichen (33) des Scheibenquerträgers (3) beide Halbschalen (9, 11) mit je einem Tragschenkel (15) verlängert sind, die einander überlappen.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragschenkel (15) des Scheibenquerträgers (3) so dimensioniert ist, dass er sich bei einer Fußgängerkollision mit Kopfaufprall entgegen der Fahrtrichtung verformt.
Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsrichtung des Tragschenkels (15) mit einer Horizontalebene einen Winkel (α) zwischen 50° und 70°, insbesondere 65°, einschließt.