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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug, und zwar insbesondere eine Karosserie, die optimiert ist, um die Verletzungsgefahr für einen Fußgänger bei einem Kontakt mit dem fahrenden Kraftfahrzeug zu minimieren.
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Wenn ein fahrendes Kraftfahrzeug und ein Fußgänger zusammenstoßen, schlägt meist der Kopf des Fußgängers auf die Motorhaube des Fahrzeugs auf und drückt diese ein. Um die Verletzungsgefahr gering zu halten, ist es wünschenswert, die Verzögerung, die dabei auf den Kopf einwirkt, zu minimieren. Gleichzeitig muss aber die Verzögerung stark genug sein, um den Kopf zur Ruhe zu bringen, bevor die Haube auf nicht verformbare Einbauten des Motorraums durchschlägt.
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Üblicherweise ist die Motorhaube an ihren Rändern abgestützt, sei es über ein dort angreifendes Scharnier, durch Aufliegen auf einem Schlossquerträger oder anderen einen Rahmen rings um den Motorraum bildenden Karosserieteilen, etc. Damit die Haube nachgeben kann, wenn sie in der Nähe eines Randes von einem aufschlagenden Kopf getroffen werden, müssen auch diese Rahmenteile nachgiebig sein oder in ausreichend großem Abstand positioniert sein. Wird die Haube jedoch zentral getroffen, so kann sie auch in sich nachgeben, ohne die Rahmenteile zu verformen, mit der Folge, dass bei einem zentralen Aufschlag die erreichbaren Verzögerungswerte geringer sind und die Gefahr des Durchschlagens auf nicht verformbare Einbauten des Motorraums entsprechend hoch ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Kraftfahrzeugkarosserie zu schaffen, bei der eine gleichmäßige Verzögerung eines aufschlagenden Körpers unabhängig vom Aufschlagort auf der Haube erreichbar ist.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einer Motorhaube, die einen Motoraum überdeckt, der wenigstens ein Einbauteil enthält, das schwerer verformbar ist als die Motorhaube, diese an ihrer Unterseite wenigstens eine gegen das Einbauteil gerichtete und in Kontakt mit dem Einbauteil stauchbare Stütze aufweist. Mit Hilfe der Stütze kann die Starrheit des Einbauteils selber nutzbar gemacht werden, um die Nachgiebigkeit der Haube örtlich zu modulieren. Die Belastbarkeit der Stütze ist durch geeignete Wahl ihrer Form und Abmessungen weitgehend frei festlegbar. Indem Stützen in passender Zahl geeignet platziert werden, kann die Nachgiebigkeit der Motorhaube auf ihrer ganzen Ausdehnung weitgehend einheitlich gemacht werden. Denkbar ist aber auch, die Nachgiebigkeit der Haube gezielt ortsabhängig zu machen, um eventuell von Ort zu Ort unterschiedliche Abstände zwischen der Motorhaube und darunterliegenden Einbauteilen bei einem Aufprall vollständig als Verzögerungsstrecke nutzen zu können.
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Im nicht verformten Zustand sollte die Stütze das Einbauteil nicht berühren, um sicherzustellen, dass ein Öffnen und Schließen der Haube durch die Stütze nicht behindert wird, und dass Schwingungen der Haube, die im Fahrbetrieb auftreten können, sowie Bewegungen des Motors, die z. B. beim Beschleunigen auftreten, nicht zu einem Anstoßen der Stütze an das Einbauteil und damit zu Geräuschentwicklung und Verformungen führen können.
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Die Weite eines Spalts, der die Stütze von dem Einbauteil trennt, kann je nach Fertigungsgenauigkeit und/oder Schwingungsneigung der Haube und des Motors variieren; eine Weite von 2 bis 30 mm erweist sich in der Praxis als zweckmäßig.
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Vorzugsweise umfasst die Motorhaube eine Außenhaut und eine die Außenhaut versteifende, sich zwischen ihr und dem Einbauteil erstreckende Unterstruktur.
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Vorzugsweise berührt bei einer solchen Haube die Stütze die Außenhaut. So kann die Stütze ihre versteifende Wirkung bereits in einer frühen Phase der Verformung der Haube entfalten, bevor ein Spalt zwischen der Außenhaut und der Unterstruktur unter dem Aufschlag kollabiert ist.
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Vorzugsweise ist die Stütze an der Unterstruktur befestigt. Eine solche Befestigung kann z. B. durch Punktschweißen erfolgen, ohne das dies von außen sichtbare Spuren an der Außenhaut der Haube hinterlässt.
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Um sicherzustellen, dass die Stütze bereits in einer frühen Phase der Verformung der Haube wirksam wird, kann ein Bereich der Unterstruktur, an der die Stütze befestigt ist, die Außenhaut berühren. So wird, wenn die Außenhaut unter einem Aufschlag zurückweicht, auch sofort auch die Unterstruktur ausgelenkt und die an ihr befestigte Stütze verlagert.
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Einer bevorzugten Ausgestaltung zufolge ist die Stütze einteilig mit der Unterstruktur ausgebildet. Für eine solche einteilige Realisierung kann insbesondere die Stütze aus der Unterstruktur freigeschnitten sein.
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Die beim Freischneiden der Stütze in der Unterstruktur gebildete Öffnung kann genutzt werden, um einen Teil der Stütze sich hindurch bis in Kontakt mit der Außenhaut erstrecken zu lassen.
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Die Stütze, insbesondere eine aus der Unterstruktur freigeschnittene Stütze, kann zweckmäßigerweise einen U-förmig gebogenen Materialstreifen umfassen, von dem ein mittlerer Abschnitt dem Einbauteil zugewandt ist und zwei Enden an der Haube angreifen.
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Im Falle der mit der Unterstruktur einteilig ausgebildeten Stütze kann ein Ende des Materialstreifens die einteilige Verbindung zur Unterstruktur herstellen, während das andere Ende die beim Freischneiden erhaltene Öffnung der Unterstruktur durchgreift, um die Außenhaut der Haube abzustützen. Alternativ kann das zweite Ende auch wiederum die Unterstruktur abstützen. Hierfür kann es insbesondere als ein Querbalken ausgebildet sein, dessen Enden beiderseits der Freischnittöffnung an der Unterstruktur befestigt sind.
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Einer weiteren Ausgestaltung zufolge kann die Stütze aus Flachmaterial in Form eines Sterns mit wenigstens drei Strahlen zugeschnitten sein. Eine solche Stütze kann ebenfalls aus der Unterstruktur freigeschnitten sein und mit dieser über ein Ende der Strahlen einteilig verbunden bleiben; bevorzugt ist hier allerdings eine von der Unterstruktur unabhängige Realisierung der Stütze.
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Eine solche Stütze kann zweckmäßigerweise an der Haube montiert sein, indem ein zentraler Abschnitt des Sterns dem Einbauteil zugewandt ist und die Strahlen jeweils an einer Öffnung der Unterstruktur befestigt sind.
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Insbesondere können die Strahlen jeweils einen, in der Unterstruktur befestigten Zwischenabschnitt und eine an einer Unterseite der Außenhaut anliegende Spitze aufweisen, um die Außenhaut bereits in einer frühen Phase des Aufschlags abzustützen.
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Da der Rand der Haube auf andere Weise an einem sich rings um den Motorraum erstreckenden Rahmen abgestützt sein kann, hat die Stütze von dem Rand vorzugsweise einen Abstand von wenigstens 10 cm. Wenn der Rand der Haube zu einem rings um den Motorraum erstreckenden Rahmen einen zu geringen Abstand aufweist, kann die Stütze auch hier eingebaut werden.
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Als Einbauteil, mit dem die Stütze bei einem Aufschlag zusammenwirkt, kommen insbesondere ein Zylinderkopf, eine Motorabdeckung oder eine Batterie in Betracht.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Unterstruktur einer erfindungsgemäßen Motorhaube;
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2 eine Frontpartie einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzedgkarosserie in einem schematischen Längsschnitt;
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3 eine erste Stütze der Motorhaube im Schnitt;
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4 eine zweite Stütze der Motorhaube im Schnitt;
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5 eine Stütze im Schnitt gemäß einer abgewandelten Ausgestaltung;
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6 eine Draufsicht auf einen Flachmaterialzuschnitt, der zur Realisierung einer Stütze gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen ist;
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7 die aus dem Flachmaterialzuschnitt der 6 gebildete Stütze im Schnitt; und
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8 eine Stütze im Schnitt gemäß einer weiteren Ausgestaltung.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht schräg von oben eine Unterstruktur 1 einer Kraftfahrzeug-Motorhaube. Die Unterstruktur 1 ist aus Blech zugeschnitten und zur Erhöhung ihrer Tragfähigkeit mit einer dreidimensionalen Kontur versehen. Diese Kontur umfasst hier eine Mehrzahl von nach oben ausgelenkten Rippen 2, die von den Rändern 3, 4, 5 der Unterstruktur 1 auf einen Mittelpunkt zulaufen, ohne diesen jedoch vollständig zu erreichen. Stattdessen ist ein kreisrunder zentraler Bereich 6 der Unterstruktur 1 von den Rippen 2 freigehalten.
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Auf den Scheiteln der Rippen 2 sind Streifen 7 aus Klebstoff oder einem unter Hitzeeinwirkung expandierbaren Kunststoffmaterial aufgebracht, die, wenn die Unterstruktur 1 mit einer in 1 nicht dargestellten Außenhaut 8 (s. 2) zur vollständigen Motorhaube 9 verbunden ist, eine feste Klebeverbindung zwischen der Unterstruktur 1 und der Außenhaut 8 herstellen. Auch ein sich rings um den zentralen Bereich erstreckender Versteifungsring 10 kann aus einem solchen unter Hitzeeinwirkung expandierbaren Material gefertigt sein, um, wenn die Haube 9 fertig zusammengefügt ist, die Zwischenräume zwischen den Rippen 2 spielfrei auszufüllen.
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In einem zentralen Bereich 6 der Unterstruktur 1 ist eine T-förmige Freischnittöffnung 11 gebildet. Eine beim Schneiden der Öffnung 11 gebildete Lasche umfasst einen Querbalken 12, der gegen den Teil der Öffnung 11, aus dem er geschnitten ist, zum hinteren Rand der Unterstruktur 1 hin verlagert ist, so dass die an dieser Stelle über den Rand der Öffnung 11 überstehenden Enden des Querbalkens 12 an der Unterstruktur 1 durch Nieten, Punktschweißungen 13 oder dergleichen befestigt werden können. Ein Längsbalken 14, der an einem Ende einteilig mit der Unterstruktur 1 und am anderen Ende mit dem Querbalken 12 zusammenhängt, ist U-förmig nach unten ausgelenkt, um eine in den Motorraum eingreifende Stütze 15 zu bilden.
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2 verdeutlicht diesen Sachverhalt anhand eines schematischen Längsschnitts durch den vorderen Bereich einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie. Oberhalb eines Kühlers 16 erkennt man einen Schlossquerträger 17, an dem sich der vordere Rand 3 der Unterstruktur 1 abstützt. Zwischen der Unterstruktur 1 und der hier mit 8 bezeichneten Außenhaut ist ein Stück des Versteifungsrings 10 im Schnitt zu sehen. Der Versteifungsring 10 erscheint hier im Schnitt nur einmal, da er an der zweiten Stelle, an der er die Schnittebene kreuzen müsste, durch eine Rippe 2 unterbrochen ist. Im zentralen Bereich 6 erkennt man die von dem nach unten ausgelenkten Längsbalken 14 gebildete Stütze 15. Eine untere Spitze der Stütze 15 liegt, durch einen Spalt 18 getrennt, einer Motorabdeckung 19 gegenüber.
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Wenn ein Körper, im Falle der 2 ein Impaktor 20, in der Umgebung der Stütze 15 auf die Motorhaube 9 aufschlägt, dann gibt diese zunächst großflächig elastisch nach, bis die Stütze 15 gegen die Motorabdeckung 19 anschlägt. Ein weiteres Nachgeben der Motorhaube 9 ist dann nur möglich, wenn die Stütze 15 zwischen der Haube 9 und der Motorabdeckung 19 flachgedrückt wird. Da auch zwischen dem zentralen Bereich 6 und der Außenhaut 8 ein Zwischenraum 21 vorhanden ist, kann auch dieser beim Aufschlag kollabieren.
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3 zeigt die Stütze 15 des zentralen Bereichs 6 in einem vergrößerten Längsschnitt, gesehen schräg von unten. Man erkennt deutlich den Zwischenraum 21 zwischen der Unterstruktur 1 und der Außenhaut 8, sowie das an der Unterstruktur 1 benachbart zur Freischnittsöffnung 11 verschweißte Ende des Querbalkens 12.
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Wieder bezogen auf 1 gliedern die Rippen 2 die Unterstruktur 1 in eine Mehrzahl von tortenstückähnlich zum zentralen Bereich 6 hin spitz zulaufenden Sektoren, von denen einige wie der zentrale Bereich 6 mit einer Freischnittöffnung 11 und einer einteilig aus der Unterstruktur 1 ausgeklinkten Stütze 22 versehen sind. In der Darstellung der 1 sind die Sektoren im Wesentlichen eben, so dass wie im zentralen Bereich 6 die Stützen durch einen Zwischenraum von der Außenhaut beabstandet sind. Die Freischnittöffnungen 11 in diesen Sektoren können allerdings auch, wie in dem vergrößerten Schnitt der 4 gezeigt, jeweils in gegenüber ihrer unmittelbaren Umgebung überhöhten Bereichen 23 der Unterstruktur 1 gebildet sein, um im Bereich der Stützen 22 den Abstand zwischen Unterstruktur 1 und Außenhaut 8 zu minimieren oder gar, wie gezeigt, beide in unmittelbaren Kontakt miteinander zu bringen. So ist ein Nachgeben der Haube 9 unter einem Aufschlag ohne gleichzeitige Verlagerung der Stütze 15 ausgeschlossen, und die volle Versteifungswirkung der Stütze 22 setzt ein, sobald deren Spitze die Motorabdeckung 19 oder ein anderes unter ihr befindliches und im Wesentlichen nicht verformbares Einbauteil des Motorraums erreicht hat.
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5 zeigt einen Schnitt durch eine Stütze der Motorhaube 9 gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Gezeigt ist eine – hier mit 24 bezeichnete – Stütze des zentralen Bereichs 6; nach demselben Prinzip gebildete Stützen können jedoch auch in den den zentralen Bereich 6 umgebenden Sektoren der Unterstruktur 1 vorgesehen sein. Aus der Unterstruktur 1 ist hier ein langgestreckter Streifen von gleichbleibender Breite freigeschnitten und im Wesentlichen U-förmig ausgeklinkt. Die dadurch erhaltene Stütze 24 hat eine der Motorabdeckung 19 zugewandte untere Spitze 25, einen ersten seitlichen Schenkel 26, der die Spitze 25 einteilig mit der Unterstruktur 1 verbindet, sowie einen zweiten Schenkel 27, dessen distales Ende die Öffnung 11 durchgreift und flach an der Unterseite der Außenhaut 8 anliegt. Eine von außen nicht sichtbare Befestigung des Schenkels 27 an der Außenhaut 8 kann z. B. durch eine Klebstoffschicht 28 gebildet sein. Obwohl hier die Unterstruktur 1 und die Außenhaut 8 einander nicht unmittelbar berühren, ist die Außenhaut 8 hier durch die Stütze 24 wirksam versteift, sobald deren Spitze 25 die Motorabdeckung 19 berührt.
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6 zeigt eine Draufsicht auf einen Flachmaterialzuschnitt 29, der vorgesehen ist, um daraus eine Stütze 30 gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung anzufertigen. Der Zuschnitt 29 hat im Wesentlichen die Form eines Kreuzes oder eines vierstrahligen Sterns mit einem Kernbereich 31, von dem sich vier Strahlen 32 radial erstrecken. Gestrichelte Linien 33 rings um den Kernbereich 31 bezeichnen Stellen, an denen die Strahlen 32 abgebogen werden, um aus dem Zuschnitt 29 die Stütze 30 zu formen. Weitere Knicklinien 34 gliedern die Strahlen 32 jeweils in einen an den Kernbereich 31 angrenzenden inneren Abschnitt 35 und einen äußeren Abschnitt oder eine Spitze 36. Wie in 7 zu erkennen, werden die Spitzen 36 entlang der Linie 34 scharf nach außen abgewinkelt, um einen Anschlag für den Einbau in der Unterstruktur 1 zu schaffen, und mit konvexer Außenseite gekrümmt.
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Die Stütze 30 ist in eine Öffnung 37 der Unterstruktur 1 eingefügt. Die Öffnung 37 ist von abgewinkelten Laschen 38 der Unterstruktur 1 begrenzt, an deren oberen Kanten die nach außen abgewinkelten Spitzen 36 der Stütze 30 anschlagen. Die Stütze 30 könnte von oben in die Öffnung 37 eingeschoben werden, bevor die Unterstruktur 1 mit der Außenhaut 8 verbunden wird; denkbar ist aber auch, zunächst die Unterstruktur 1 und die Außenhaut 8 aneinander zu befestigen und die Stütze 30 in der Öffnung 37 zu verrasten, indem ihre Strahlen 32 elastisch gegeneinander gedrückt werden, so dass die Spitzen 36 die Öffnung 37 passieren können, und die Strahlen 32 anschließend losgelassen werden, woraufhin sich diese auseinanderspreizen und die Stütze 30 in der Öffnung 37 in Kontakt mit der Außenhaut 8 verrasten.
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8 zeigt einen zur 7 analogen Schnitt durch eine Stütze 39 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Wie im Falle der 6, 7 ist die Stütze 39 aus einem von Unterstruktur 1 und Außenhaut 8 getrennten Flachmaterialzuschnitt geformt, der allerdings nicht sternförmig sondern materialsparend rechteckig berandet ist. Der Zuschnitt ist parallel zu zwei gegenüberliegenden Rändern durchgebogen, um eine nach unten gewandte Spitze 25 und beiderseits daran angrenzende Schenkel 26, 27 zu formen. An einem oberen Rand der Schenkel 26 sind Laschen 40 rechtwinklig nach außen abgewinkelt und an der Außenhaut 8 verklebt. Wie bei der Ausgestaltung der 7 sind auch hier an den Rändern einer Öffnung 37, die in die Unterstruktur 1 geschnitten ist, um die Stütze 39 aufzunehmen, Laschen 38 nach oben, zur Außenhaut 8 hin, abgewinkelt. An den Laschen 38 ist die Stütze 39 befestigt, z. B. durch Klebung oder Punktschweißung. Die bis zu den horizontalen Laschen 40 der Stütze 39 hochgezogenen Laschen 38 der Unterstruktur 1 versteifen die Haube 9 am Ort der Stütze 39, so dass, wenn die Haube 9 bei einem Aufschlag eingedrückt wird und die Spitze 25 auf ein nicht verformbares Einbauteil des Motorraums stößt, die Schenkel 26, 27 zunächst in ihrem unteren Bereich, unterhalb der Unterstruktur 1, nachgeben. Erst wenn hier keine weitere Stauchung möglich ist, knicken auch die Laschen 38 und die mit ihnen verbundenen oberen Bereiche der Schenkel 26, 27 ein, so dass bei einem starken Aufschlag die Verzögerungswirkung der Haube 9 kurz vor einem Durchschlagen auf das nichtverformbare Einbauteil nochmals erheblich zunimmt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Unterstruktur
- 2
- Rippe
- 3
- Rand
- 4
- Rand
- 5
- Rand
- 6
- zentraler Bereich
- 7
- Streifen
- 8
- Außenhaut
- 9
- Motorhaube
- 10
- Versteifungsring
- 11
- Freischnittöffnung
- 12
- Querbalken
- 13
- Punktschweißung
- 14
- Längsbalken
- 15
- Stütze
- 16
- Kühler
- 17
- Schlossquerträger
- 18
- Spalt
- 19
- Motorabdeckung
- 20
- Impaktor
- 21
- Zwischenraum
- 22
- Stütze
- 23
- Bereich
- 24
- Stütze
- 25
- unterer Spitze
- 26
- Schenkel
- 27
- Schenkel
- 28
- Klebstoffschicht
- 29
- Zuschnitt
- 30
- Stütze
- 31
- Kernbereich
- 32
- Strahl
- 33
- Linie
- 34
- Linie
- 35
- innerer Abschnitt
- 36
- Spitze
- 37
- Öffnung
- 38
- Lasche
- 39
- Stütze
- 40
- Lasche
