DE102007038086A1

DE102007038086A1 - Motorhaubenstruktur eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102007038086A1
Application number: DE102007038086A
Authority: DE
Inventors: Matthias ERZGRÄBER; Udo Mildner
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-08-11
Filing date: 2007-08-11
Publication date: 2009-02-12

Abstract

Eine Fronthaube (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer an einer Oberstruktur (14) befestigten Unterstruktur (8) hat ein an der Unterstruktur (8) befestigtes Strukturbauteil (10). Das Strukturbauteil (10) bildet mit der Unterstruktur (8) im in Fahrtrichtung weisenden vorderen Strukturbereich (15) eine quer zur Fahrtrichtung weisende Kammer (18). In der Kammer (18) ist ein Verstärkungselement (19) für ein Haubenschloss (6) angeordnet. Die Fronthaube (1) bietet einen hohen Schutz bei einem Kopfaufprall eines Fußgängers und lässt sich besonders einfach fertigen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fronthaube für ein Kraftfahrzeug mit einer eine Außenhaut aufweisenden Oberstruktur und mit einer unter der Oberstruktur angeordneten Unterstruktur.
Eine solche Fronthaube ist beispielsweise aus der DE 10 2004 035 421 A1 bekannt. Bei dieser Fronthaube weist die Unterstruktur ein spinnennetzförmiges Gerippe auf. Durch die Anordnung von Diagonalstreben und Querstreben des Gerippes wird eine Steifigkeit der Fronthaube im zentralen Bereich begrenzt und damit einem Fußgänger bei einem Kopfaufprall ein großer Schutz geboten.
Zur Verringerung des Gewichts der Fronthaube ist man jedoch bestrebt, möglichst geringe Blechdicken der Oberstruktur und der Unterstruktur einzusetzen. Dies führte jedoch im Herstellungsprozess wegen des Schutzes der Fußgänger beim Kopfaufprall zu sehr großen Profiltiefen. Sehr große Profiltiefen sind jedoch bei dünnen Blechen nur mit großen Profilschrägen der Profile möglich, was jedoch zu einer geringen Beulsteifigkeit der Außenhaut führt. Weiterhin sind dünne Bleche mit großen Pro filtiefen und Profilschrägen bei der Herstellung nicht formstabil.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Fronthaube der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie einen hohen Schutz des Fußgängers bietet und möglichst einfach zu fertigen ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Strukturbauteil in einem in Fahrtrichtung weisenden vorderen Strukturbereich angeordnet ist und die der Oberstruktur abgewandte Seite der Unterstruktur teilweise überdeckt.
Durch diese Gestaltung kann das Strukturbauteil im Vergleich zu der Unterstruktur relativ geringe Abmessungen aufweisen. Besonders große Profiltiefen oder Profilschrägen der Unterstruktur sind dank der Erfindung nicht erforderlich, so dass die erfindungsgemäße Fronthaube besonders einfach zu fertigen ist. In das Strukturbauteil können gezielt Schwächungen durch beispielsweise Einprägungen oder dergleichen eingebracht werden, wodurch beim Aufprall des Fußgängers gezielte Verformungen zugelassen werden. Hierdurch wird die Aufprallenergie des Fußgängers kontrolliert, reduziert und ein besonders hoher Schutz des Fußgängers beim Kopfaufprall geboten.
Das Strukturbauteil ermöglicht gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung im in Fahrtrichtung weisenden vorderen Strukturbereich eine breite Abstützung der Unterstruktur, wenn das Strukturbauteil länglich gestaltet und quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Zur Verringerung des Gewichts der erfindungsgemäßen Fronthaube trägt es bei, wenn das Strukturbauteil und die Unterstruktur eine quer zur Fahrtrichtung weisende Kammer begrenzen.
Gezielte Verformungen der erfindungsgemäßen Fronthaube lassen sich einfach einstellen, wenn die Kammer eine gegen die Fahrtrichtung weisende Öffnung hat.
Das Strukturbauteil könnte beispielsweise Bauteile eines Haubenschlosses aufweisen. Dies erfordert jedoch eine hohe Wandstärke und damit ein hohes Gewicht des Strukturbauteils. Zur weiteren Verringerung des Gewichts der erfindungsgemäßen Fronthaube trägt es jedoch bei, wenn an dem Strukturbauteil oder der Unterstruktur ein Verstärkungselement für ein Haubenschloss angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Verstärkungselement an dem Strukturbauteil angeordnet.
Die erfindungsgemäße Fronthaube gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn das Verstärkungselement für das Haubenschloss innerhalb der Kammer angeordnet ist.
Bei bekannten Fronthauben wird die Unterstruktur von Haubenpuffern abgestützt. Da die Unterstruktur jedoch einen großen Abstand zu einem den Haubenpuffer halternden Karosserieteil aufweist, wird der Haubenpuffer auf einem Halter befestigt. Der Halter wird mit dem Karosserieteil verschweißt. Hierdurch gestaltet sich die Abstützung der bekannten Fronthaube sehr aufwändig. Die Abstützung der erfindungsgemäßen Fronthaube gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn das Strukturbauteil eine Anschlagfläche für einen die Fronthaube gegenüber einem Karosserieteil abstützenden Haubenpuffer hat. Durch diese Gestaltung kann auf die aufwändige Montage des Halters für den Haubenpuffer verzichtet werden, weil das Strukturbauteil dem Karosserieteil wesentlich näher ist als die Unterstruktur.
Die Montage des Strukturbauteils an der erfindungsgemäßen Fronthaube gestaltet sich besonders einfach, wenn das Strukturbauteil an der Unterstruktur befestigt ist. Die Befestigung kann beispielsweise durch Punktschweiß- und/oder Clinchverbindung erzeugt werden.
Die erfindungsgemäße Fronthaube weist eine hohe Festigkeit für Frontalcrash- und Handhabungslastfälle auf, wenn das Strukturbauteil mit der Oberstruktur verbördelt ist und wenn die Strukturbereiche unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen. Zudem wird hierdurch eine Überlastung der dünnwandigen Unterstruktur und der Befestigung der Unterstruktur an dem Strukturbauteil vermieden.
Die unterschiedlichen Anforderungen bezüglich der Steifigkeit und der Nachgiebigkeit der erfindungsgemäßen Fronthaube lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach einstellen, wenn die Unterstruktur einen hinteren Strukturbereich aufweist und wenn die Strukturbereiche unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen. Hierdurch weist die erfindungsgemäße Fronthaube Bereiche mit unterschiedlicher Deformationscharakteristik auf.
Die Trennung der Strukturbereiche gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn der vordere Strukturbereich der Unterstruktur und der hintere Strukturbereich durch eine Sicke voneinander getrennt sind.
Eine vorgesehene Steifigkeit des in Fahrtrichtung weisenden Bereichs der erfindungsgemäßen Fronthaube lässt sich einfach sicherstellen, wenn das Strukturbau teil den vorderen Strukturbereich der Unterstruktur vollständig überdeckt.
Eine bei einem Fußgängeraufprall störende Steifigkeit der Oberstruktur lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die Sicke der Unterstruktur von der Oberstruktur weg weist. Durch diese Gestaltung vermag sich die Oberstruktur beim Kopfaufprall des Fußgängers ungehindert von der Sicke der Unterstruktur zu verformen.
Eine vorgesehene Eigenstabilität der Unterstruktur im in Fahrtrichtung weisenden Bereich lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach sicherstellen, wenn der in Fahrtrichtung vordere Strukturbereich eine Versteifung mit mehreren topf- oder trichterförmigen Vertiefungen hat. Vorzugsweise sind die topf- oder trichterförmigen Vertiefungen in einer oder mehreren Reihen angeordnet. Die topf- oder trichterförmigen Vertiefungen der Unterstruktur können bis zu der Oberstruktur geführt und dort mit der Oberstruktur verklebt werden. Damit wird die Beulsteifigkeit der Außenhaut der erfindungsgemäßen Fronthaube erhöht, so dass durch eine gezielte Form und Anordnung der Vertiefungen und deren Verklebung mit der Oberstruktur Anforderungen an den Fußgängeraufprall einfach erfüllt werden können.
Zur weiteren Erhöhung der Eigenstabilität der Unterstruktur trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn der hintere Strukturbereich eine Versteifung mit mehreren topf- oder trichterförmigen Vertiefungen hat.
Das Strukturbauteil weist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine hohe Form stabilität auf, wenn das Strukturbauteil eine geringfügig größere Wandstärke aufweist als ein die Unterstruktur erzeugendes Blechelement. Die hohe Formstabilität führt zu einer Vereinfachung des Zusammenbauprozesses der erfindungsgemäßen Fronthaube und zu einer Vergleichmäßigung der Fugenbreite zwischen der erfindungsgemäßen Fronthaube und angrenzenden Bauteilen.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fronthaube,
2 die erfindungsgemäße Fronthaube aus 1 von unten,
3 eine Abstützung der erfindungsgemäßen Fronthaube aus 1 an einem Haubenpuffer,
4 einen Teilbereich der erfindungsgemäßen Fronthaube aus 1 im aufgeschnittenen Zustand,
5 eine Anbindung eines Strukturbauteils an die Fronthaube aus 1 in einer Schnittdarstellung,
6 eine alternative Anbindung des Strukturbauteils an die Fronthaube aus 1 in einer Schnittdarstellung.
7 eine weitere Ausführungsform der Anbindung des Strukturbauteils an die Fronthaube in einer Schnittdarstellung.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug von der Seite mit einer in Fahrtrichtung weisenden Fronthaube 1. Die Fronthaube 1 überdeckt eine schematisch dargestellte Brennkraftmaschine 2 des Kraftfahrzeuges und weist eine Außenhaut 3 auf. Die Fronthaube 1 stützt sich an einem ebenfalls schematisch dargestellten Haubenpuffer 4 an einem Karosserieteil 5 des Kraftfahrzeuges ab und ist über ein Haubenschloss 6 mit dem Karosserieteil 5 des Kraftfahrzeuges verriegelt. Weiterhin ist die Fronthaube 1 über Haubenscharniere 7 an dem Karosserieteil 5 angelenkt.
2 zeigt die Fronthaube 1 aus 1 von unten. Die Fronthaube 1 hat eine Unterstruktur 8 mit einer Vielzahl von topfförmigen Vertiefungen 9. In Fahrtrichtung wird die Unterstruktur 8 von einem Strukturbauteil 10 überdeckt. Die Unterstruktur 8 weist mehrere Befestigungsausnehmungen 11 für die Haubenscharniere 7 aus 1 auf. Das Strukturbauteil 10 hat Anschlagflächen 12 für insgesamt zwei Haubenpuffer 4 und Ausnehmungen 13 für das Haubenschloss 6 aus 1.
3 zeigt in einem Teilschnitt die Abstützung der Fronthaube 1 an dem Haubenpuffer 4 aus 1. Hierbei ist zu erkennen, dass der Haubenpuffer 4 unmittelbar an dem Karosserieteil 5 befestigt ist. Das Strukturbauteil 19 ist bis zu dem Haubenpuffer 4 geführt. Weiterhin zeigt 3, dass die Außenhaut 3 auf einer Oberstruktur 14 angeordnet ist. Die Oberstruktur 14 ist mit der die topfförmigen Vertiefungen 9 aufweisenden Unterstruktur 8 verbunden.
4 zeigt die Fronthaube aus 1 im aufgeschnittenen Zustand. Hierbei ist zu erkennen, dass die Unterstruktur 8 einen in Fahrtrichtung weisenden vorderen Strukturbereich 15 und einen hinteren Strukturbereich 16 aufweist. Die beiden Strukturbereiche 15, 16 sind über eine Sicke 17 voneinander getrennt. Der in Fahrtrichtung weisende vordere Strukturbereich 15 ist von dem Strukturbauteil 10 überdeckt. Hierzu bilden der in Fahrtrichtung weisende Strukturbereich 15 und das Strukturbauteil 10 eine Kammer 18, in der ein Verstärkungselement 19 für das Haubenschloss 6 angeordnet ist. Die in 2 dargestellten Befestigungsausnehmungen 11 für die Haubenscharniere 7 sind im hinteren Strukturbereich 16 angeordnet.
5 zeigt einen Querschnitt durch die Fronthaube 1 aus 1 im vorderen, in Fahrtrichtung weisenden Strukturbereich 15 mit der von dem Strukturbauteil 10 und der Unterstruktur 8 erzeugten Kammer 18. Hierbei ist zu erkennen, dass die Unterstruktur 8 unmittelbar an der die Außenhaut 3 aufweisenden Oberstruktur 14 beispielsweise durch Klebung befestigt ist. Das Strukturbauteil 10 ist an einem horizontalen Schenkel 20 der Unterstruktur 8 beispielsweise durch Verschweißung befestigt. Die Oberstruktur 14 überdeckt die Unterstruktur 8 vollständig. Der in Fahrtrichtung vordere Strukturbereich 15 der Unterstruktur 8 hat eine Versteifung mit mehreren topfförmigen Vertiefungen 22.
6 zeigt eine alternative Anbindung des Strukturbauteils 10 an die Unterstruktur 8. Diese unterscheidet sich von der aus 5 nur dadurch, dass das Strukturbauteil 10 an einem geneigt angeordneten Schenkel 21 der Unterstruktur 8 befestigt ist.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Anbindung des Strukturbauteils 10 an die Unterstruktur 8 und die Oberstruktur 14. Das Strukturbauteil 10 ist wie bei der Ausführungsform nach 6 an einem geneigt angeordneten Schenkel 23 der Unterstruktur 8, beispielsweise im Schweißverfahren oder durch eine Clinchverbindung befestigt. Das in Fahrtrichtung weisende Ende des Strukturbauteils 10 ist zusätzlich durch eine Umbördelung 24 mit der Oberstruktur 14 verbunden. Eine von der Unterstruktur 8 und dem Strukturbauteil 10 begrenzte Kammer 25 hat eine Öffnung 26 entgegen der Fahrtrichtung.

1: Fronthaube
2: Brennkraftmaschine
3: Außenhaut
4: Haubenpuffer
5: Karosserieteil
6: Haubenschloss
7: Haubenscharnier
8: Unterstruktur
9: Vertiefung
10: Strukturbauteil
11: Befestigungsausnehmung
12: Anschlagfläche
13: Ausnehmung
14: Oberstruktur
15, 16: Strukturbereich
17: Sicke
18: Kammer
19: Verstärkungselement
20, 21: Schenkel
22: Vertiefung
23: Schenkel
24: Umbördelung
25: Kammer
26: Öffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004035421 A1 [0002]

Claims

Fronthaube (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einer eine Außenhaut (3) aufweisenden Oberstruktur (14) und mit einer unter der Oberstruktur (14) angeordneten Unterstruktur (8), dadurch gekennzeichnet, dass ein Strukturbauteil (10) in einem in Fahrtrichtung weisenden vorderen Strukturbereich (15) angeordnet ist und die der Oberstruktur (14) abgewandte Seite der Unterstruktur (8) teilweise überdeckt.
Fronthaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturbauteil (10) länglich gestaltet und quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Fronthaube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturbauteil (10) und die Unterstruktur (8) eine quer zur Fahrtrichtung weisende Kammer (18, 25) begrenzen.
Fronthaube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (25) eine gegen die Fahrtrichtung weisende Öffnung (26) hat.
Fronthaube nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Strukturbauteil (10) oder der Unterstruktur (8) ein Verstärkungselement (19) für ein Haubenschloss (6) angeordnet ist.
Fronthaube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (19) für das Haubenschloss (6) innerhalb der Kammer (18, 25) angeordnet ist.
Fronthaube nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturbauteil (10) eine Anschlagfläche (12) für einen die Fronthaube (1) gegenüber einem Karosserieteil (5) abstützenden Haubenpuffer (4) hat.
Fronthaube nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturbauteil (10) an der Unterstruktur (8) befestigt ist.
Fronthaube nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturbauteil (10) mit der Oberstruktur (14) verbördelt ist.
Fronthaube nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstruktur (8) einen hinteren Strukturbereich (16) aufweist und dass die Strukturbereiche (15, 16) unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen.
Fronthaube nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Strukturbereich (15) der Unterstruktur (8) und der hintere Strukturbereich (16) durch eine Sicke (17) voneinander getrennt sind.
Fronthaube nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturbauteil (10) den vorderen Strukturbereich (15) der Unterstruktur (8) vollständig überdeckt.
Fronthaube nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (17) der Unterstruktur (8) von der Oberstruktur (14) weg weist.
Fronthaube nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Fahrtrichtung vordere Strukturbereich (15) eine Versteifung mit mehreren topf- oder trichterförmigen Vertiefungen (22) hat.
Fronthaube nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Strukturbereich (16) eine Versteifung mit mehreren topf- oder trichterförmigen Vertiefungen (9) hat.
Fronthaube nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturbauteil (10) eine geringfügig größere Wandstärke aufweist als ein die Unterstruktur (8) erzeugendes Blechelement.