DE102010020651A1

DE102010020651A1 - Fronthaube für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010020651A1
Application number: DE102010020651A
Authority: DE
Inventors: Uwe Schmitz; Bernd DREYER; Grace Thompson; Joachim Schäfer; Jörg Fuge; Anett Kilian
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-05-15
Filing date: 2010-05-15
Publication date: 2011-11-17
Also published as: US20110278081A1; RU2011117409A; GB201107713D0; CN102241258A; GB2480373B; US8967313B2; GB2480373A

Abstract

Eine Fronthaube (2) für ein Kraftfahrzeug hat ein zwischen einer Oberstruktur (3) und einer Unterstruktur (4) angeordnetes Dämpfungselement (5) aus Kunststoff. Das Dämpfungselement (5) ist mit der Oberstruktur (3) und der Unterstruktur (4) verklebt. Bei einem Kopfaufprall auf die Fronthaube (2) wird die Verformung der Oberstruktur (3) von dem Dämpfungselement (5) verzögert. Das Dämpfungselement (5) stützt sich dabei an der Unterstruktur (4) ab.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fronthaube für ein Kraftfahrzeug mit einer eine Außenhaut aufweisenden Oberstruktur und mit einer unter der Oberstruktur angeordneten Unterstruktur mit einem zwischen der Oberstruktur und der Unterstruktur angeordneten Dämpfungselement aus Kunststoff.
Eine solche Fronthaube ist beispielsweise aus der EP 1 022 199 B1 bekannt. Bei dieser Fronthaube ist zwischen einer Deckschale und einer Unterstruktur eine Zwischenschicht aus einer Kombination dauernd verformbarer Teile angeordnet. Die Deckschale ist dabei schwimmend indirekt über der Zwischenschicht gelagert.
Eine Fronthaube ist beispielsweise aus der DE 10 2004 035 421 A1 bekannt. Bei dieser Fronthaube ist die Unterstruktur als spinnennetzförmiges Gerippe ausgebildet. Hierdurch soll bei einem Kopfaufprall eines Fußgängers auf das Zentrum der Fronthaube deren Verformung gering gehalten und ein Kontakt mit einer darunter angeordneten Brennkraftmaschine vermieden werden. Die Aufprallenergie wird durch die Verformung der Oberstruktur und der Unterstruktur abgebaut.
Weiterhin ist eine solche Fronthaube aus der DE 10 2005 044 818 A1 bekannt. Bei dieser Fronthaube hat die Unterstruktur einen äußeren umlaufenden Rahmen und ein zentrales Stützelement. Das zentrale Stützelement ist über Streben mit dem Rahmen verbunden. Durch eine entsprechende Wahl von Ausnehmungen zwischen den Streben, dem Rahmen und dem Stützelement lässt sich die Steifigkeit der verschiedenen Bereiche der Fronthaube einfach einstellen.
Weiterhin ist aus der DE 100 37 628 A1 eine Fronthaube bekannt geworden, bei der die Außenhaut an der Unterseite mit einem Energie absorbierenden Material versehen ist. Das Energie absorbierende Material bildet damit eine Unterstruktur. Die zuverlässige Befestigung des Energie absorbierenden Materials an der Außenhaut gestaltet sich jedoch sehr schwierig.
Nachteilig bei den bekannten Fronthauben ist, dass sich die Einstellung der Steifigkeit und des Deformationsverhaltens für einen Fußgängeraufprall schwierig gestaltet.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Fronthaube der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie die besonders genaue Einstellung der Steifigkeit ermöglicht und ein besonders geringes Gewicht hat.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Dämpfungselement stoffschlüssig mit der Oberstruktur verbunden und von der Unterstruktur abgestützt ist.
Durch diese Gestaltung trägt das Dämpfungselement zur Steifigkeit der Fronthaube bei. Die Oberstruktur und die Unterstruktur können hierdurch besonders dünnwandig gestaltet werden. Die Fronthaube hat hierdurch ein besonders geringes Gewicht. Das aus Kunststoff gefertigte Dämpfungselement vermag die Oberstruktur bei einem Kopfaufprall abzustützen und sich dabei zu verformen. Die Abstützung der Oberstruktur erfolgt hierbei flächig, so dass starke lokale Verformungen der Oberstruktur vermieden werden. Durch die Anordnung zwischen der Oberstruktur und der Unterstruktur stützt sich das Dämpfungselement bei der Verformung an der Unterstruktur ab. Die Verformungsenergie kann hierdurch besonders gezielt abgebaut werden.
Die Oberstruktur wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung beim Kopfaufprall auf die Fronthaube besonders großflächig abgestützt, wenn das Dämpfungselement einstückig gestaltet und vom Rand der Oberstruktur beabstandet im Zentrum der Oberstruktur angeordnet ist. Die Stabilität der Fronthaube lässt sich hierdurch über die gesamte Fläche der Außenhaut einfach einstellen.
Das Dämpfungselement ist gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zuverlässig in seiner Lage fixiert, wenn die Unterstruktur über mehrere Stützstellen an der Oberstruktur befestigt ist und wenn das Dämpfungselement einzelne Stützstellen zumindest teilweise umschließt.
Die Fertigung des Dämpfungselementes gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn das Dämpfungselement aus aushärtendem Kunststoffschaum gefertigt ist.
Die Fronthaube lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung besonders kostengünstig in einer Großserie fertigen, wenn das Dämpfungselement als Einlegeteil zwischen Oberstruktur und Unterstruktur ausgebildet ist. Weiterhin lässt sich hierdurch die Festigkeit des Dämpfungselementes besonders genau einstellen.
Der bauliche Aufwand zur Befestigung des Einlegeteils zwischen der Oberstruktur und der Unterstruktur lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn das als Einlegeteil ausgebildete Dämpfungselement beidseitig mit aushärtendem Kunststoffschaum versehen ist.
Die Befestigung des Dämpfungselementes zwischen der Oberstruktur und der Unterstruktur gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn das Dämpfungselement stoffschlüssig mit der Unterstruktur verbunden ist. Vorzugsweise haftet das als aushärtender Kunststoffschaum gefertigte Dämpfungselement an der Oberstruktur und an der Unterstruktur. Bei dem als Einlegeteil ausgebildeten Dämpfungselement haftet vorzugsweise der aushärtende Kunststoffschaum sowohl an dem Einlegeteil, als auch an der Oberstruktur und der Unterstruktur.
Das Dämpfungselement lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig fertigen, wenn das Dämpfungselement aus Polyurethan gefertigt ist. Polyurethan lässt sich einfach als Schaum und/oder als Formteil herstellen und mit der Oberstruktur und der Unterstruktur verkleben.
Die Fronthaube lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach einstellen, wenn die Oberstruktur und die Unterstruktur aus Stahlblech gefertigt sind.
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 Fronthaube,
2 vergrößert einen Teilbereich des die Fronthaube aufweisenden Kraftfahrzeuges aus 1,
3 eine Schnittdarstellung durch die Fronthaube aus 2 entlang der Linie III-III.
1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit einer eine Antriebseinheit 1 abdeckenden Fronthaube 2. Die Fronthaube 2 ist an dem in der vorgesehenen Fahrtrichtung weisenden Ende des Kraftfahrzeuges angeordnet und weist einen geringen Abstand zu der Antriebseinheit 1 auf. Bei der Antriebseinheit 1 kann es sich um eine Brennkraftmaschine oder um einen Energiespeicher eines Elektroantriebes handeln.
2 zeigt vergrößert das die Fronthaube 2 aufweisende Ende des Kraftfahrzeuges aus 1 in einer perspektivischen Darstellung. Die Fronthaube 2 hat eine Oberstruktur 3 und eine Unterstruktur 4 und ein zwischen der Oberstruktur 3 und der Unterstruktur 4 angeordnetes Dämpfungselement 5. Die Oberstruktur 3 ist zur Verdeutlichung des Aufbaus der Fronthaube 2 im Teilschnitt dargestellt. Die Oberstruktur 3 weist eine Außenhaut 6 des Kraftfahrzeuges auf und ist aus Stahlblech gefertigt. Die Unterstruktur 4 weist mehrere Verprägungen 7 und Stützstellen 8 auf und ist ebenfalls aus Stahlblech gefertigt.
Über die Stützstellen 8 ist die Unterstruktur 4 mit der Oberstruktur 3 beispielsweise durch Klebung oder Verschweißung verbunden. Die Unterstruktur 4 umschließt die Stützstellen 8 teilweise und erstreckt sich großflächig über mehr als 50% der Fläche der Oberstruktur 3. Das Dämpfungselement 5 ist aus Kunststoff, als ausgehärteter Schaum oder als Einlegeteil gefertigt und mit der Oberstruktur 3 und der Unterstruktur 4 stoffschlüssig verbunden. Der Kunststoff ist hier Polyurethan.
3 zeigt eine Schnittdarstellung durch den die Fronthaube 2 aufweisenden Bereich des Kraftfahrzeuges aus 1 bei einem Kopfaufprall. Ein einen Kopf simulierender Prallkörper 9 drückt auf die Außenhaut 6 und damit auf die Oberstruktur 3. Die Oberstruktur 3 wird von dem Dämpfungselement 5 abgestützt. Das Dämpfungselement 5 verformt sich und stützt sich zudem an der Unterstruktur 4 ab. Hierdurch wird ein Abstand zwischen der Unterstruktur 3 und der Antriebseinheit 1 sichergestellt.
In der vorstehenden Beschreibung ist eine Ausführung der Erfindung beispielhaft erläutert worden. Daneben existiert noch eine Vielzahl von weiteren Ausführungen, die keine Erwähnung gefunden haben. Mit der Beschreibung lediglich eines oder auch mehrerer Ausführungsbeispiele ist aber keine, wie auch immer geartete Beschränkung des Schutzumfanges, der Anwendung oder der Ausführung der Erfindung beabsichtigt. Die vorhergehende Beschreibung der Erfindung soll dem Fachmann lediglich eine Anleitung an die Hand geben, die es ihm ermöglicht, die Erfindung in der beschriebenen Art zu realisieren. Darüber hinaus sind weitere Änderungen in den Funktionen und der Anordnung der beschriebenen Elemente des Ausführungsbeispieles denkbar, ohne dass der Schutzbereich, wie er von den Patentansprüchen und deren Äquivalenten bestimmt wird, verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1: Antriebseinheit
2: Fronthaube
3: Oberstruktur
4: Unterstruktur
5: Dämpfungselement
6: Außenhaut
7: Verprägung
8: Stützstellen
9: Prallkörper

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

EP 1022199 B1 [0002]
DE 102004035421 A1 [0003]
DE 102005044818 A1 [0004]
DE 10037628 A1 [0005]

Claims

Fronthaube (2) für ein Kraftfahrzeug mit einer eine Außenhaut (6) aufweisenden Oberstruktur (3) und mit einer unter der Oberstruktur (3) angeordneten Unterstruktur (4), mit einem zwischen der Oberstruktur (3) und der Unterstruktur (4) angeordneten Dämpfungselement (5) aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) stoffschlüssig mit der Oberstruktur (3) verbunden und von der Unterstruktur (4) abgestützt ist.
Fronthaube (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) einstückig gestaltet und vom Rand der Oberstruktur (3) beabstandet im Zentrum der Oberstruktur (3) angeordnet ist.
Fronthaube (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstruktur (4) über mehrere Stützstellen (8) an der Oberstruktur (3) befestigt ist und dass das Dämpfungselement (5) einzelne Stützstellen (8) zumindest teilweise umschließt.
Fronthaube (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) aus aushärtendem Kunststoffschaum gefertigt ist.
Fronthaube (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) als Einlegeteil zwischen Oberstruktur (3) und Unterstruktur (4) ausgebildet ist.
Fronthaube (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das als Einlegeteil ausgebildete Dämpfungselement (5) beidseitig mit aushärtendem Kunststoffschaum versehen ist.
Fronthaube (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) stoffschlüssig mit der Oberstruktur (3) und der Unterstruktur (4) verbunden ist.
Fronthaube (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (5) aus Polyurethan gefertigt ist.
Fronthaube (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberstruktur (3) und die Unterstruktur (4) aus Stahlblech gefertigt sind.