-
Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugfrontendabschnitt mit Stoßfängerüberzug und/oder Ziergitter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Bei einem gattungsgemäßen Kraftfahrzeugfrontendabschnitt werden häufig an Strukturteilen, wie zum Beispiel Montageträgern, Ziergitter oder Stoßfängerüberzüge befestigt. Oftmals befinden sich an den genannten Bauteilen auch positionskritische Sensoren. Diese Sensoren sind in der Regel darauf angewiesen, dass sich für die ordnungsgemäße Funktion ihre Position am Fahrzeug möglichst nicht ändert. Sind diese Sensoren am Stoßfängerüberzug oder Ziergitter angeordnet, so kann es bei Crash-Situationen mit geringen Geschwindigkeiten, wie zum Beispiel Parkrempler oder dergleichen, dazu kommen, dass diese positionskritischen Sensoren durch die crashbedingte Verformung oder Verlagerung von Ziergitter und/oder Stoßfängerüberzug aus der Position geraten und die Funktion von damit verbundenen Fahrzeugsystemen, wie zum Beispiel LIDAR-Systemen, einschränken oder gar zum Ausfall bringen. Das ist dann besonders kritisch, wenn die genannten Sensoren zu Fahrzeugsystemen gehören, von denen die unmittelbare Sicherheit des Fahrzeuginsassen abhängig ist.
-
Da bei Crash-Situationen mit geringer Geschwindigkeit in der Regel die Weiterfahrt möglich ist, muss dafür Sorge getragen werden, dass positionskritische Sensoren nach Möglichkeit nach kurzfristiger Verlagerung wieder in die erforderliche Position zurückkehren können.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kraftfahrzeugfrontendabschnitt der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem positionskritische Sensoren an Ziergitter und/oder Stoßfängerüberzug auch nach einem Crash mit geringen Geschwindigkeiten ihre erforderliche Position einnehmen können.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Kraftfahrzeugfrontendabschnitt mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
-
Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugfrontendabschnitt weist einen Stoßfängerüberzug und/oder ein Ziergitter sowie ein damit über wenigstens eine Verbindungsanordnung verbundenes Strukturbauteil auf, welches insbesondere als Montageträger ausgebildet sein kann. Das Strukturbauteil ist dazu ausgelegt, auf Stoßfängerüberzug und/oder Ziergitter wirkende Kräfte in eine Fahrzeugstruktur einzuleiten. Die wenigstens eine Verbindungsanordnung, bevorzugt gibt es eine Mehrzahl solcher Verbindungsanordnungen, weist ein am Stoßfängerüberzug und/ oder Ziergitter montiertes erstes Verbindungsteil und ein an dem Strukturbauteil montiertes zweites Verbindungsteil auf. Dabei ist das eine Verbindungsteil am anderen Verbindungsteil verschieblich angeordnet. Weiter ist zwischen den beiden zu einer Verbindungsanordnung gehörenden Verbindungsteilen ein Federelement so angeordnet, dass es durch auf eine auf Stoßfängerüberzug und/oder Ziergitter wirkende Kraft und damit einhergehender Verlagerung von Stoßfängerüberzug und/oder Ziergitter relativ zum Strukturbauteil von einer Ausgangslage in eine davon verschiedene Lage, elastisch verformt, insbesondere in seiner Hauptlängserstreckungsrichtung (X) gestaucht, wird und dabei eine Rückstellkraft aufbaut. Diese Rückstellkraft reicht aus, um bei nachlassender oder fehlender Kraftwirkung auf Stoßfängerüberzug und/oder Ziergitter denselben und/oder dasselbe durch Verschieben des einen Verbindungsteils relativ zum anderen Verbindungsteil wieder in die Ausgangslage zurückzuverlagern. Erfindungsgemäß ist das Federelement ein elastisch verformbarer Federblock. Dieser Federblock kann dabei aus einem, bevorzugt reversiblen, Schaumstoff ausgebildet sein.
-
Mit Hilfe derartiger Verbindungsanordnungen werden die Kräfte, die auf den Stoßfängerüberzug und/oder das Ziergitter einwirken, vorrangig auf die elastisch verformbaren Federblöcke übertragen, die nach dem Stoß wieder in die Ausgangsform zurückkehren und dabei den Stoßfängerüberzug und/oder das Ziergitter wieder in die Ausgangslage zurückbringen. Erst wenn die elastische Verformbarkeit der Federblöcke ausgeschöpft ist, können die einwirkenden Kräfte auf andere Bauteile wirken und so zu einer irreversiblen Verformung führen. Somit wird die Stoßtoleranz von Fahrzeugfrontabschnitten erhöht.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Federblock in eine Aufnahme in einem der Verbindungsteile eingesteckt. Damit wird der Federblock an einer vorgegebenen Position der Verbindungsanordnung gehalten. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verbindungsteil mit der Aufnahme, in die der elastische Federblock eingesteckt ist, in das andere Verbindungsteil eintauchen kann. So wird das Federelement vor Verschmutzungen geschützt, was die Funktionalität und damit die Lebensdauer des Federelements erhöht.
-
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Verbindungsteile jeweils einen Wandabschnitt aufweisen, gegen welchen der Federblock zumindest in der von der Ausgangslage verschiedenen Lage von Stoßfängerüberzug und/oder Ziergitter mit seinen beiden gegenüberliegenden Stirnseiten anliegt. Bei einer Krafteinwirkung, die auf die Verbindungsanordnung wirkt, werden so die Federelemente unmittelbar elastisch verformt. Nach dem Stoß kehren die Federelemente in ihre ursprüngliche Form zurück und schieben dabei die Wandabschnitte und somit die jeweiligen Verbindungsteile in die Ausgangslage zurück. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Stirnseiten des Federblocks immer an den Wandabschnitten anliegen und so eine gewisse Vorspannung erzeugen. Damit ist sichergestellt, dass die Rückkehr in die Ausgangsstellung recht zeitnah nach Ende der unerwünschten Krafteinwirkung auf den Kraftfahrzeugfrontendabschnitt erfolgt.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfinderischen Gegenstands umfasst die Verbindungsanordnung eine Blockiereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, das Verschieben des einen Verbindungsteils relativ zum anderen Verbindungsteil zu blockieren, sofern eine auf Stoßfängerüberzug und/oder Ziergitter ausgeübte Kraft einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, und das Verschieben zu ermöglichen, sofern der vorgegebene Schwellenwert erreicht oder überschritten wird. Mit einer solchen Blockiereinrichtung wird sichergestellt, dass die Verbindungsanordnung nicht auf jegliche Krafteinwirkung reagiert und zusammengeschoben wird. So wäre es nachteilig, wenn beispielsweise allein durch die Luftreibung des Fahrtwinds der Stoßfängerüberzug und/oder das Ziergitter in die Verbindungsanordnung eingedrückt würden. Auch leichte Stöße, die nicht zu einer Beschädigung von Stoßfängerüberzug und/oder Ziergitter führen, brauchen nicht abgefangen werden. Erst wenn die Krafteinwirkung nahe daran ist, einen Schaden anzurichten, sollte die Verbindungsanordnung Kräfte aufnehmen, um eben einen solchen Schaden zu vermeiden.
-
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Blockiereinrichtung eine Schenkelfeder umfasst, welche an einem Verbindungsteil angebracht ist. Eine Schenkelfeder ist so ausgelegt, einen Gegenstand zu umfassen und festzuhalten, bis die auf den Gegenstand ausgeübte Kraft so groß wird, dass die Schenkel so weit auseinander gedrückt werden, dass der Gegenstand nicht mehr gehalten werden kann und freigegeben wird. Die Stärke der Schenkelfeder bestimmt so die Auslösekraft für die Stauchung der Verbindungsanordnung.
-
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist an einem Verbindungsteil ein Vorsprung und im anderen Verbindungsteil eine Aussparung angeordnet, wobei der Vorsprung beim relativen Verschieben der beiden Verbindungsteile zueinander in der Aussparung bewegt wird. Der Vorsprung ist Teil der Blockiereinrichtung. Nach dem Überschreiten des Schwellenwertes wird der Vorsprung in der Aussparung bewegt. Auf diese Weise kann die relative Bewegung der beiden Verbindungsteile geführt werden. Ganz besonders vorteilhaft erfolgt die Führung, wenn die Aussparung als Schlitz ausgebildet ist. Bei Überschreiten des Schwellenwertes gleitet der Vorsprung in dem Schlitz und führt so die Stauchbewegung zusätzlich, so dass die Gefahr einer Verkantung der beiden Verbindungsteile minimiert wird.
-
Insbesondere bei einwirkenden Kräften, die nicht entlang der Haupterstreckungsrichtung der Verbindungsanordnung wirken, kann eine Aussparung die Formhaltung des Bauteils negativ beeinflussen. Es hat sich dabei als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Aussparung durch einen die Aussparung übergreifenden Stegabschnitt stabilisiert ist. Der Stegabschnitt hält die Formteile links und rechts der Aussparung zusammen, so dass die Form erhalten bleibt, auch wenn Querkräfte die Seitenabschnitte der Aussparungen zueinander verschieben könnten.
-
In einer weiteren ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Vorsprung von der Blockiereinrichtung in der Ausgangslage, insbesondere zwischen zwei Schenkeln der Blockiereinrichtung, gehalten. In dieser Ausführungsform übernimmt der Vorsprung zwei Aufgaben. Zum einen wird er von der Blockiereinrichtung, beispielsweise von der Schenkelfeder umfasst, gehalten und bei Überschreiten des oben genannten Schwellenwertes freigegeben. Zum anderen dient der Vorsprung als Führungselement, das die Stauchbewegung zusätzlich führt, wenn der Vorsprung sich dabei in der Aussparung, insbesondere in dem Schlitz des anderen Verbindungsteils bewegt.
-
Von großem Vorteil hat es sich für den erfinderischen Gegenstand erwiesen, wenn die beiden Verbindungsteile jeweils rohrförmige Abschnitte, insbesondere vierkantrohrförmige Abschnitte, umfassen. Die rohrförmigen Abschnitte können von der Größe der Querschnitte so ausgelegt sein, dass sie nahezu reibungsfrei ineinander gleiten können. Dabei haben vierkantrohrförmige Abschnitte den zusätzlichen Vorteil gegenüber runden, dass sie Torsionskräfte abfangen können.
-
Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn wenigstens eines der Verbindungsteile aus einem Kunststoffmaterial, Metallmaterial und/oder Hybridmaterial gebildet ist. Insbesondere im Automobilbau muss immer ein Ausgleich zwischen Gewicht und Stabilität von Bauteilen geschaffen werden. Dabei bieten Teile aus Kunststoffmaterial ein geringes Gewicht, Metallmaterialien sind steifer, was es erlaubt materialsparender zu arbeiten, allerdings mit höherem Gewicht. Durch die Verwendung von Hybridmaterial, bei dem beispielsweise der Grundkörper aus dünnwandigerem Kunststoffmaterial hergestellt wird und die Schwachstellen bzw. stark belasteten Stellen durch Metallmaterial verstärkt werden, können die Vorteile beider zuvor genannten Materialien genutzt werden. Auch können die unterschiedlichen Verbindungsteile aus verschiedenen Materialien hergestellt werden und so zu einem optimalen Materialmix führen. So kann der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugfrontendabschnitt auf geringes Gewicht und/oder Stabilität und/oder Kosten hin optimiert werden.
-
Die Erfindung soll im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
- 1 zeigt die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugfrontendabschnitts.
- 2 zeigt die perspektivische Explosionsdarstellung einer Verbindungsanordnung.
- 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine Verbindungsanordnung.
- 4 und 5 zeigen eine perspektivische Ansicht der Verbindungsanordnung aus Sicht des Stoßfängerüberzugs und/oder Ziergitters bzw. aus Sicht des Strukturbauteils.
- 6 zeigt die „Draufsicht“ auf eine Verbindungsanordnung.
-
In 1 wird beispielhaft ein Ziergitter 10 dargestellt, das hier mittels vier Verbindungsanordnungen 30 (es können auch mehr oder weniger als vier sein) an einem Strukturbauteil 20 angeordnet ist. An dem Ziergitter 10 ist beispielsweise ein Sensor 11 oder ein anderes positionskritisches Bauteil angeordnet. Handelt es dabei beispielsweise um einen LIDAR-Sensor, so sind für seine Funktionalität sowohl die Position des Sensors 11 wie auch seine Lage von großer Wichtigkeit. Wirkt nun eine Kraft F auf das Ziergitter 10, so soll diese Kraft den Sensor 11 nicht schädigen und nicht dazu führen, dass dessen Position dauerhaft verändert wird. Dazu sind die Verbindungsanordnungen 30 so ausgelegt, die Kraft F so aufzunehmen, dass das Ziergitter 10 mit dem Sensor 11 nicht beschädigt oder die Position dauerhaft verändert wird. Nach dem Ende oder dem Nachlassen der Krafteinwirkung F auf das Ziergitter 10 sollen die Verbindungsanordnungen 30 das Ziergitter 10 wieder in die vorhergehende Position zurückbringen, damit die Position und Lage des Sensors 11 in den ursprünglichen Zustand bringen und so die Funktionalität der Sensors 11 sichern.
-
Die 2 zeigt in einer Explosionszeichnung die Teile einer solchen Verbindungsanordnung 30. In dieser Ausführungsform umfassen die Verbindungsteile 31, 33 Abschnitte, die im gezeigten Beispiel (vierkant-)rohrartig geformt sind. Dabei ist der Querschnitt dieser Abschnitte nicht erheblich. Es können hierzu ebenso runde, dreieckige oder beliebige andere Querschnitte verwendet werden. Links in der 2 ist ein erstes Verbindungsteil 31 gezeigt, an dessen linkem Ende ein Befestigungsabschnitt 31a (vgl. 4 - 6) angeordnet ist, an dem beispielsweise ein Ziergitter 10 angeordnet werden kann. Auf der oberen Seite des rohrartigen Abschnittes des ersten Verbindungsteils 31 ist ein Vorsprung 35 angeordnet, auf den weiter unten näher eingegangen wird.
-
In Hauptlängserstreckungsrichtung X ist neben dem ersten Verbindungsteil 31 das Federelement 32 in Form eines Federblocks mit der einen Stirnseite 32a und der der einen Stirnseite 32a gegenüberliegenden Stirnseite 32b gezeigt. Rechts neben dem Federelement 32 ist das zweite Verbindungsteil 33 dargestellt. Dieses hat ebenfalls einen rohrartigen Abschnitt, der so ausgelegt ist, in seinem Inneren sowohl das Federelement 32 wie auch den rohrförmigen Abschnitt des ersten Verbindungselements 31 aufzunehmen. Auf die Details der Elemente 31, 32, 33 wird weiter unten noch eingegangen. Zu erwähnen sei hier noch die auf der Oberseite des rohrförmigen Abschnitts des zweiten Verbindungsteils 33 eingebrachte Aussparung 39 (6) mit dem darüber angeordneten Stegabschnitt 33b (s. 4 - 6). Oberhalb des zweiten Verbindungsteils 33 ist die Blockiereinrichtung 34 hier in Form einer einteiligen oder mehrteiligen Schenkelfeder gezeigt.
-
3 zeigt ein Schnittbild durch eine zusammengebaute Verbindungsanordnung 30 mit dem ersten Verbindungsteil 31. Etwa im letzten Drittel des rohrförmigen Abschnitts ist ein Wandabschnitt 37 angeordnet, der den Innenraum des rohrförmigen Abschnitts teilt. Zwischen dem Wandabschnitt 37 und dem offenen Ende des rohrförmigen Abschnitts wird eine Aufnahme 38 aufgespannt, in die das Federelement 32 eingeführt wird, bis die eine Stirnseite 32a an dem Wandabschnitt 37 anliegt oder fast anliegt. Gemeinsam werden nun das erste Verbindungsteil 31 mit dem Federelement 32 in das offene Ende des rohrförmigen Abschnitts des zweiten Verbindungsteils 33 eingeschoben, bis die zweite Stirnseite 32b an den Wandabschnitt 36, der das rechte Ende des rohrförmigen Abschnitts des zweiten Verbindungsteils 33 verschließt, anstößt oder fast anstößt. Am rechten Ende des zweiten Verbindungsteils 33 ist oberhalb des Wandabschnitts 36 ein Befestigungsabschnitt 33a angeordnet, mit dem das zweite Verbindungsteil 33 an dem Strukturbauteil 20 (hier nicht gezeigt) angeordnet werden kann.
-
Die 4 und 5 zeigen eine Verbindungsanordnung 30. Auf der einen (linken) Seite ist das erste Verbindungsteil 31 mit seinem Befestigungsabschnitt 31a an einem Stoßfängerüberzug und/oder an einem Ziergitter 11 (hier nicht gezeigt) befestigt, an der gegenüberliegenden Seite (rechts) ist das zweite Verbindungsteil 33 mit dem Befestigungsabschnitt 33a an dem Strukturbauteil 20 (hier nicht gezeigt) angeordnet. Der rohrförmige Abschnitt des ersten Verbindungsteils 31 ist in den rohrförmigen Abschnitt des zweiten Verbindungsteils 33 eingeschoben, wobei, wie zu 3 ausgeführt, das Federelement 32 in der Aufnahme 38 des von den Verbindungsteilen 31, 33 gebildeten Raums angeordnet ist. Gesichert wird die Verbindung der beiden Verbindungsteile 31, 33 mittels des Vorsprungs 35, der auf der oberen Seite des rohrförmigen Abschnitts des ersten Verbindungsteils 31 angeordnet ist, und der Blockiereinrichtung 34. Dabei ist die Blockiereinrichtung 34, die in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei Schenkelfedern gebildet ist, an dem zweiten Verbindungsteil 33 so angeordnet, dass es den Vorsprung 35 in der Sollposition hält. Zusätzlich wird der Vorsprung 35 in der Aussparung 39 (s. 6) geführt, wobei die Aussparung 39 durch den Stegabschnitt 33b so abgedeckt ist, dass sich der Vorsprung 35 in der Aussparung 39 bewegen kann.
-
Wirkt nun, wie in 6 dargestellt, eine Kraft F auf das Ziergitter 10, so wird diese über den Befestigungsabschnitt 31a auf das erste Verbindungsteil 31, an dem der Vorsprung 35 angeordnet ist. Solange die Kraft F kleiner ist als die Haltekraft der Blockiereinrichtung 34, verändert sich die räumliche Anordnung des Ensembles aus Ziergitter 10 und/oder Stoßfängerüberzug, Verbindungsanordnung 30 und Strukturbauteil 20 nicht. Wird die einwirkende Kraft F größer als die Haltekraft der Blockiereinrichtung 34, so schiebt der Vorsprung 35 die Schenkelfedern der Blockiereinrichtung 34 auseinander und gleitet in der Aussparung 39 in Hauptlängserstreckungsrichtung X, so dass sich der Abstand zwischen Ziergitter 10 und Strukturbauteil 20 verringert. Dabei wird gleichzeitig der elastische Federblock 32 verformt. Lässt die Krafteinwirkung F nach, so entspannt sich der elastisch verformte Federblock 32 und schiebt dabei die Wandabschnitte 36, 37 auseinander. Das erste Verbindungsteil 31 schiebt sich mit dem Ziergitter 10 und/oder dem Stoßfängerüberzug von dem Strukturbauteil 20 weg, wobei sich der Vorsprung 35 entlang der Aussparung zur Blockiereinrichtung 34 hin bewegt, bis die Schenkelfeder(n) den Vorsprung 35 wieder festhalten. In der Position befindet sich das erste Verbindungsteil 31 mit dem Ziergitter 10 und/oder dem Stoßfängerüberzug mit dem Sensor 11 wieder an der ursprünglichen Position.
-
Mit einer solchen Anordnung wird ein Kraftfahrzeugfrontendabschnitt angegeben, mit welchem positionskritische Sensoren an Ziergitter und/oder Stoßfängerüberzug auch nach einem Crash mit geringen Geschwindigkeiten ihre Sollposition wieder einnehmen können.
