DE102009017350A1

DE102009017350A1 - Fußgängerschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009017350A1
Application number: DE200910017350
Authority: DE
Inventors: Simon Dipl.-Ing. Homann (Fh); Wolfgang Dorfner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-04-15
Also published as: DE102009017350B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fußgängerschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug mit einem vorderen Stoßfänger und einem Stoßfängerüberzug (5) mit einem Unterboden-Flächenelement (6). Erfindungsgemäß weist das Unterboden-Flächenelement (6) einen rückseitigen Befestigungsrand (7) auf, mit dem es über Sollbruch-Verbindungen (11) mit einem aufbauseitigen Querträger (8) von unten her anliegend verbunden ist. Das Unterboden-Flächenelement (6) weist nach vorne an dem rückseitigen Befestigungsrand (7) anschließend nach oben abstehende und in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Stützzungen (12), die im ungestörten Fahrzeugbetrieb von vorne her am Querträger (8) anliegen sowie nach vorne anschließend Keilelemente (13), auf. Die Sollbruch-Verbindungen (11), die Stützzungen (12) und die Keilflächen der Keilelemente (13) sind so ausgelegt, dass bei einem Fahrzeugfrontalaufprall, insbesondere bei einem Wandaufprall, mit einer Rückverlagerung des Unterboden-Flächenelements (6) bezüglich des Querträgers (8), die Stützzungen (12) auf die Keilflächen umklappen und die Sollbruch-Verbindungen (11) abreißen, wobei eine Abgleitschräge für das Unterboden-Flächenelement (6) gebildet wird. Bei einem Fußgängeraufprall mit punktueller insgesamt relativ geringerer Aufprallenergie bleibt die Anordnung jedoch unverändert an der Aufprallstelle relativ steif.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fußgängerschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine allgemein bekannte Fußgängerschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug umfasst einen vorderen Stoßfänger und einen Stoßfängerüberzug mit einem Unterflächenbereich als vorderes, sich quer am Fahrzeug erstreckendes Unterboden-Flächenelement.
Der Stoßfänger besteht aus einem relativ stabilen Querträger im Frontend des Kraftfahrzeugs, der über Deformationselemente mit aufbauseitigen Längsträgern verbunden ist. Zwischen dem Stoßfänger-Querträger und dem davor liegendem Stoßfängerüberzug sind regelmäßig weitere aufpralldämpfende und energieabsorbierende Zwischenlagen, beispielsweise aus Schaummaterial eingefügt. Die Gesamtanordnung soll dabei so ausgelegt sein, dass einerseits bei einer Frontkollision mit einem relativ großflächigen, festen Hindernis, bei noch relativ geringer Aufprallenergie beispielsweise einer Frontkollision mit einer Wand keine oder nur geringe bleibende Schäden am Fahrzeug entstehen und andererseits bei einer Kollision mit einem Fußgänger dieser nicht oder nur möglichst wenig verletzt wird.
Eine solche Auslegung der Aufprallschutzeinrichtungen am Frontend ist jedoch schwierig, da für die beiden vorstehenden Aufprallereignisse, eine Wandkollision und eine Fußgängerkollision, zwei unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen sind: Bei einer Wandkollision wird schon bei nur geringen Aufprallgeschwindigkeiten relativ viel Kollisionsenergie großflächig auf das Frontend des Kraftfahrzeugs übertragen. Der Stoßfängerüberzug soll bei einer solchen Aufprallsituation über einen vorbestimmten Deformationsweg möglichst weich und nachgiebig entgegen der Aufprallrichtung zurück verlagerbar sein, dergestalt dass anschließende Bauteile, insbesondere Strukturträger nicht oder möglichst wenig beschädigt werden und teuere Reparaturen vermieden werden. Bei einer Frontkollision mit einem Fußgänger erfolgt üblicherweise ein Zusammenstoß des Frontend-Stoßfängerüberzug mit dem Unterschenkel und/oder Kniebereich eines Fußgängers. Die Aufprallenergie ist gegenüber einem Wandaufprall insgesamt üblicherweise geringer und wird vergleichsweise nur punktuell übertragen. Aus Untersuchungen ist bekannt, dass das Verletzungsrisiko eines Fußgängers im Vergleich zur einer weichen Kollision geringer ist, wenn die Beine durch eine relativ harte Kollision schlagartig ausgebelt werden und der Fußgänger insgesamt durch eine Rotationsbewegung auf die Motorhaube gelangt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fußgängerschutzeinrichtung am Frontend eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, bei der einerseits Schäden am Fahrzeug bei einem vorstehend erläuterten Wandaufprall klein gehalten werden und andererseits ein hoher Fußgängerschutz erreicht wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt.
Gemäß Anspruch 1 umfasst der Stoßfängerüberzug mit einem Unterflächenbereich ein vorderes, sich quer am Fahrzeug erstreckendes Unterboden-Flächenelement, welches einen rückseitigen Befestigungsrand aufweist, mit dem es über Sollbruchverbindungen mit einem aufbauseitigen Querträger von unten her anliegend verbunden ist. Zudem weist das Unterboden-Flächenelement nach vorne an den rückseitigen Befestigungsrand anschließend nach oben abstehende und in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Stützzungen auf, die im ungestörten Fahrzeugbetrieb von vorne her am Querträger anliegen. Weiter sind am Unterboden-Flächenelement nach vorne an die Stützzungen anschließend Keilelemente vorgesehen, deren Keilflächen ausgehend vom Zungenboden der Stützzungen zur Fahrzeugfrontseite hin ansteigen.
Die Sollbruch-Verbindungen, die Stützzungen und die Keilflächen sind so ausgelegt, dass bei einem Fahrzeugfrontaufprall, insbesondere bei einem vorstehend erläuterten Wandaufprall mit einer Rückverlagerung des Stoßfängerüberzugs und damit einer Rückverlagerung des Unterboden-Flächenelements bezüglich des Querträgers die Sollbruch-Verbindungen abreißen. Zudem werden dabei die Stützzungen durch die Abstützung und Vorbeiführung an der Querträger-Unterkante entgegen der Verlagerungsrichtung auf die Keilflächen umgeklappt, wodurch die geklappten Stützzungen eine Abgleitschräge für das ansonsten relativ steif ausgelegte Unterboden-Flächenelement bilden, so dass das Unterboden-Flächenelement unter dem Querträger nach rückwärts verlagerbar ist. Damit ist die Abstützfunktion des Unterboden-Flächenelements am Querträger aufgehoben, so dass das Frontend mit dem Stoßfängerüberzug einen Aufprall relativ weich abstützt. Insbesondere treten damit keine Schäden an dem Querträger auf, an dem das Unterboden-Flächenelement ansonsten befestigt ist und die weiteren Deformationselemente und Deformationszwischenlagen können eine entsprechend rückstellbare oder zumindest reparaturverträglich weiche Abstützung übernehmen.
Bei einem Fußgängeraufprall mit einer punktuellen, insgesamt relativ geringeren Aufprallenergie behalten die Stützzungen ihre Abstützfunktion, so dass sie nicht umklappen und die Sollbruchverbindungen am Unterboden-Flächenelement nicht abreißen, so dass der Fußgängeraufprall in gewünschter Weise zur Verminderung eines Verletzungsrisikos relativ hart erfolgt.
Die Sollbruch-Verbindungen können gemäß Anspruch 2 einfach als in Fahrzeugquerrichtung versetzt angebrachte Schraubverbindungen ausgeführt werden, die bei einer vorgegebenen Scherbelastung ausreißen oder abreißen.
Das vorstehende Unterboden-Flächenelement kann integraler Bestandteil des übrigen, zweckmäßig aus Kunststoff hergestellten Stoßfängerüberzugs sein. Zweckmäßig wird es jedoch gemäß Anspruch 3 als separates Flächenelement hergestellt, das dann mit einem vorderen Bereich unmittelbar oder mittelbare Verbindung zum übrigen Stoßfängerüberzug hat.
Der Querträger, an dem sich die Stützzungen abstützen, ist nach Anspruch 4 ein Modulträger, der je nach den Gegebenheiten am Fahrzeug einteilig oder mehrteilig, quer zum Fahrzeug verlaufend ausgeführt sein kann. Wesentlich ist, dass ein solcher ein- oder mehrteiliger Modulträger bei den vorstehend angegebenen, noch insgesamt relativ kleinen Aufprallenergien ohne Verformungen an der Vorderwagenstruktur aufbaufest und ortsfest verbleibt.
Wenn die Stützzungen gemäß Anspruch 5 über die Quererstreckung des Unterboden-Flächenelements kammartig versetzt angebracht sind, können diese gegebenenfalls an unterschiedliche Querträgerstrukturen in ihrer Form und ihrem Abstützverhalten ebenso wie die zugeordneten Keilelemente einzeln oder in Gruppen angepasst werden. Je nach den Gegebenheiten können diese Stützzungen aber auch zusammengefasst werden und eine quer durchgehende Stützleiste bilden. Entsprechend können auch die Keilelemente zu einem quer durchgehenden einstückigen Keil oder zu mehreren Keilelementen zusammengefasst werden.
Zweckmäßig wird nach Anspruch 6 ein Keilwinkel der Keilelemente zwischen 30° und 60° gewählt, wodurch einerseits die Stützfunktion und andererseits das Abgleiten des Unterboden-Flächenelements gewährleistet ist.
In einer konkreten, einfach und kostengünstig herstellbaren Ausführungsform wird das Unterboden-Flächenelement als Kunststoff-Formteil hergestellt mit einem plattenförmigen Unterbereich, auf dem nach oben weisend die Stützzungen angeformt sind, wobei die Verbindung der Stützzungen zum plattenförmigen Unterbereich beim Umklappen als Filmscharnier wirkt. Weiter sind in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, nach oben abragende Versteifungslamellen angeformt, die im Stützzungenbereich zu den Keilelementen abgeschrägt sind.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Vorderwagens mit einer Fußgängerschutzeinrichtung;
2 eine vergrößerte schematische Teilansicht im Bereich eines Unterboden-Flächenelements aus 1,
3 eine Darstellung entsprechend 2 bei einem Aufprall mit einem Abgleiten des Unterboden-Flächenelements, und
4 eine perspektivische Draufsicht auf ein konkretes Unterboden-Flächenelement.
In 1 ist schematisch eine Seitenansicht eines Vorderwagens 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend 2 dargestellt, welches eine Fußgängerschutzeinrichtung enthält mit einem stabilen Stoßfängerquerträger 3, der über (nicht detailliert dargestellte) Deformationselemente an Längsträgern 4 des Fahrzeugaufbaus abgestützt ist. Vor dem Stoßfängerquerträger 3 ist ein Stoßfängerüberzug 5 angebracht mit einer Zwischenlage 21 aus einem stoßabsorbierenden Material.
Der Stoßfängerüberzug 5 ist nach unten zu einem Unterbodenbereich weitergeführt, wo ein sich quer am Fahrzeug erstreckendes Unterboden-Flächenelement 6 angebracht ist. Dieser Bereich wird anhand der 2 mit einer vergrößerten Darstellung erläutert.
Das Unterboden-Flächenelement 6 ist ein Kunststoffformteil (siehe 4), das mit einem rückseitigen Befestigungsrand 7 von unten her anliegend an einem quer verlaufenden Modulträger 8 angeschraubt ist. Es sind vier Schraubverbindungen 11 über Schraublöcher im Unterbodenflächenelement 6 vorgesehen, wobei diese als Sollbruch-Verbindungen ausgelegt sind, welche bei einer vorgegebenen Scherbelastung ab einer vorbestimmten Frontaufprallkraft (Pfeil 10 in 3) ausreißen.
Zudem weist das Unterboden-Flächenelement 6 nach vorne an den rückseitigen Befestigungsrand 7 anschließend nach oben abstehende und in Querrichtung verlaufende Stützzungen 12 auf, die im ungestörten Fahrzeugbetrieb, wie in 2 gezeigt von vorne her am Modulträger 8 in ihrer Stützfunktion anliegen.
Weiter sind am Unterboden-Flächenelement 6 nach vorne an die Stützzungen 12 anschließend Keilelemente 13 vorgesehen, deren Keilflächen ausgehend vom Zungenboden der Stützzungen 12 zur Fahrzeugfrontseite ansteigen. Aus der Darstellung einer konkreten Ausführungsform eines Unterboden-Flächenelements 6 nach 4 ist ersichtlich, dass hier ein Kunststoffformteil einen plattenförmigen Unterbereich 14 aufweist, auf dem kammartig quer versetzt die Stützzungen 12 nach oben abragend angeformt sind, wobei die Ver bindungen zum Unterbereich 14 als Filmscharniere wirken. Zudem sind in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, nach oben abstehende Versteifungslamellen 15 sowie Versteifungskammerbereiche 16 angeformt. Die Versteifungslamellen 15 sind hier im Bereich der Stützzungen 12 zur jeweils zugeordneten Keilelementen 13 abgeschrägt. Das Unterboden-Flächenelement 6 ist als separates Flächenelement ausgebildet, das im vorderen Bereich über weitere Schraubverbindungen 17 unmittelbare oder mittelbare Verbindung zum übrigen Stoßfängerüberzug 5 hat.
Bei einem Fußgängeraufprall auf den Stoßfängerüberzug 5 erfolgt die Kollision mit insgesamt relativ geringer Aufprallenergie, die punktuell wirkt. Dadurch erfolgt keine große Krafteinwirkung über den Stoßfängerüberzug 5 auf das Unterboden-Flächenelement 6, so dass diese Aufprallkraft durch die Stützzungen 12 und die Schraubverbindungen 11 ohne eine Verlagerung des Unterboden-Flächenelements 6 abgestützt wird (siehe 2). Bezüglich eines Fußgängeraufpralls ist somit das Frontend 2 in gewünschter Weise relativ steif dimensioniert.
Erfolgt dagegen ein Wandaufprall mit dem gegenüber relativ höherer Aufprallenergie (Pfeil 10) und einer entsprechend höheren Scherkraft auf die Schraubverbindungen 11 und auf die Stützzungen 12, werden die Schraubverbindungen 11 als Sollbruchverbindungen ausgerissen und die Stützzungen 12 durch Anlage und Vorbeiführung am Modulträger 8 auf die Keilflächen der Keilelemente 13 geklappt (Pfeil 18). Durch die dabei entstehende Abgleitschräge wird das Unterboden-Flächenelement 6 einerseits nach unten geschwenkt (Pfeil 19) und nach rückwärts versetzt (Pfeil 20), so dass für diesen Aufprallfall das Frontend in gewünschter Weise relativ weich ausgelegt ist.

Claims

Fußgängerschutzeinrichtung an einem Kraftfahrzeug mit einem vorderen Stoßfänger und einem Stoßfängerüberzug (5) mit einem Unterflächenbereich als vorderes, sich quer am Fahrzeug erstreckenden Unterboden-Flächenelement (6), dadurch gekennzeichnet, dass das Unterboden-Flächenelement (6) einen rückseitigen Befestigungsrand (7) aufweist, mit dem es über Sollbruch-Verbindungen (11) mit einem aufbauseitigen Querträger (8) von unten her anliegend verbunden ist, dass das Unterboden-Flächenelement (6) nach vorne an den rückseitigen Befestigungsrand (7) anschließend nach oben abstehende und in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Stützzungen (12) aufweist, die im ungestörten Fahrzeugbetrieb von vorne her am Querträger (8) anliegen, dass das Unterboden-Flächenelement (6) nach vorne an die Stützzungen (12) anschließend Keilelemente (13) aufweist, deren Keilflächen ausgehend vom Zungenboden der Stützzungen (12) zur Fahrzeugfrontseite hin ansteigen, und dass die Sollbruch-Verbindungen (11), die Stützzungen (12) und die Keilflächen der Keilelemente (13) so ausgelegt sind, dass bei einem Fahrzeugfrontaufprall, insbesondere bei einem Wandaufprall, mit einer Rückverlagerung des Stoßfängerüberzugs (5) und damit einer Rückverlagerung des Unterboden-Flächenelements bezüglich des Querträgers (8), die Stützzungen (12) entgegen der Verlagerungsrichtung auf die Keilflächen umklappen und die Sollbruch-Verbindungen (11) abreißen, wobei die geklappten Stützzungen (12) eine Abgleitschräge für das ansonsten steif ausgelegte Unterboden-Flächenelement (6) für ein Abgleiten unter den Querträger (8) bilden, jedoch bei einem Fußgängeraufprall mit punktueller, insgesamt demgegenüber relativ geringerer Aufprallenergie die Anordnung unverändert und an der Aufprallstelle relativ steif verbleibt.
Fußgängerschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruch-Verbindungen in Fahrzeugquerrichtung versetzt angebrachte Schraubverbindungen (11) sind, bei denen bei vorgegebener Scherbelastung die Schrauben und/oder die Schraublöcher (9) ab- oder ausreißen.
Fußgängerschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterboden-Flächenelement (6) integraler Bestandteil des Stoßfängerüberzugs (5) ist oder ein separates Flächenelement ist, das mit dem vorderen Bereich unmittelbare oder mittelbare Verbindung (17) zum übrigen Stoßfängerüberzug (5) hat.
Fußgängerschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger aus einem Modulträger (8) oder mehreren mit ihren Unterkanten in Querrichtung fluchtenden Modulträgerteilen besteht.
Fußgängerschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützzungen (12) über die Quererstreckung des Unterboden-Flächenelements (6) kammartig versetzt sind oder zu einer durchgehend Stützleiste verbunden sind.
Fußgängerschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilwinkel der Keilelemente (13) zwischen 30° und 60° liegt.
Fußgängerschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterboden-Flächenelement (6) als Kunststoff-Formteil hergestellt ist mit einem plattenförmigen Unterbereich (14) auf dem nach oben weisend die Stützzungen (12) angeformt sind, wobei die Verbindung beim Umklappen als Filmscharnier wirkt, und weiter in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Versteifungslamellen (15) angeformt sind, die im Stützzungenbereich zu den Keilelementen (13) abgeschrägt sind.