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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Stoßfängeranordnung mit einem Querträger und einer Außenhautkomponente mit einer Öffnung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
EP 3 385 126 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Stoßfängeranordnung mit einem Querträger und einer Außenhautkomponente bekannt, in der eine Öffnung vorgesehen ist. Hinter dieser Öffnung ist eine als Radareinrichtung ausgebildete Sensoreinrichtung angeordnet. Zwischen der Außenhautkomponente und dem Querträger ist darüber hinaus ein energieabsorbierendes Absorberelement angeordnet. Dieses soll eine Verformung eines Bugteils sowie eines Kühlergrills bei einem Frontalaufprall, insbesondere bei einem Unfall mit einem Fußgänger, begrenzen.
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Aus der
DE 20 2011 052 507 U1 ist eine Haltevorrichtung aus einem polymeren Werkstoff zur Aufnahme und Befestigung einer Elektronikeinheit hinter einem aus ebenfalls einem polymeren Werkstoff gebildeten Verkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Haltevorrichtung besitzt einen Aufnahmeabschnitt sowie einen daneben angeordneten Fügeabschnitt mit einem Fügebereich, wobei der Fügeabschnitt ein Verbindungselement zu dem Aufnahmeabschnitt aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass die Elektronikeinheit im Montagezustand der Haltevorrichtung einen definierten Mindestabstand zur Innenseite des Verkleidungsteils besitzt. Das Verbindungselement besitzt darüber hinaus einen Federungsabschnitt, der eine Längendehnung des Verbindungselements parallel zur Längserstreckung des Verkleidungsteils ermöglicht. Ebenfalls besitzt die Haltevorrichtung eine Abweiserblende, die bei einer vergleichsweise geringen Deformation des Verkleidungselements ausweicht.
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Aus der
DE 10 2007 045 001 A1 ist eine Anordnung einer Halterung an einem Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welcher aus einem vor einem Stoßfängerquerträger angeordneten Prallkörper eine Ausnehmung ausgespart ist, in welcher die Halteeinrichtung angeordnet ist. Die Halteeinrichtung besitzt darüber hinaus zumindest ein seitlich abstehendes Flügelteil, mittels welchem die Halterung an einem die Ausnehmung begrenzenden Randbereich des Prallkörpers abgestützt ist. Hierdurch soll eine energieabsorbierende Abstützung der Halterung erreicht werden.
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Aus der
US 9,855,914 B1 ist wiederum ein Kraftfahrzeug bekannt, welches im Frontbereich eine Sensorbaugruppe aufweist, unter und hinter der eine energieabsorbierende Struktur angeordnet ist.
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In modernen Kraftfahrzeugen kommt eine Vielzahl an Sensoreinrichtungen zum Einsatz, beispielsweise Kameraeinrichtungen oder Radareinrichtungen, die in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind und beispielsweise Daten für ein Fahrassistenzsystem liefern. Derartige Sensoreinrichtungen sind über entsprechende Halter an einer angrenzenden Kraftfahrzeugkomponente, beispielsweise einem Rahmen, insbesondere einem Querträger, befestigt und ragen oftmals durch eine in einer Außenhautkomponente vorgesehene Öffnung hindurch bzw. greifen in diese ein, um dadurch einen uneingeschränkten Erfassungsbereich nach vorne zu ermöglichen. Bei einem Aufprall eines Hindernisses auf das Kraftfahrzeug, beispielsweise bei einem Parkrempler, kann es jedoch dazu kommen, dass sich die Außenhautkomponente nach innen verformt und den Halter der Sensoreinrichtung belastet, wodurch dieser beschädigt wird. Hierdurch kann die Sensoreinrichtung bzw. ein Sensor derselben verstellt werden, wodurch die Assistenzfunktion nicht mehr funktioniert. Zudem erhöhen sich auch zu erwartende Reparaturkosten unter Umständen erheblich, da nicht nur eine Reparatur des Halters bzw. der Sensoreinrichtung erforderlich ist, sondern zudem auch eine Neuausrichtung bzw. Neujustierung der Sensoreinrichtung.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Kraftfahrzeug der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, an einem Frontbereich eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Außenhautkomponente und einer Karosseriestruktur, beispielsweise einem Querträger, eine direkte Abstützung vorzusehen, welches ab einem vordefinierten Verformungszustand der Außenhautkomponente bei einem Aufprall auf ein Hindernis, beispielsweise einen Fußgänger, eine direkte Abstützung der Außenhautkomponente an der Karosseriestruktur, beispielsweise dem Querträger bewirkt, ohne dass eine Halteeinrichtung für eine Sensoreinrichtung und damit auch die Sensoreinrichtung selbst direkt belastet werden. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug besitzt dabei eine Stoßfängeranordnung mit einem Querträger und der zuvor erwähnten Außenhautkomponente, die eine Öffnung besitzt. Ebenfalls vorgesehen ist eine Sensoreinrichtung, die über eine Halteeinrichtung gehalten ist und durch die Öffnung hindurchragt oder in dieser bzw. in Fahrtrichtung hinter dieser angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist nun zwischen der Außenhautkomponente und dem Querträger bzw. generell einer Karosseriestruktur eine Abstützeinrichtung angeordnet, die an der Außenhautkomponente angeordnet ist und in einem Einbauzustand zum Querträger einen ersten Abstand A1 und zur Halteeinrichtung einen zweiten Abstand A2 aufweist. Der zweite Abstand A2 ist dabei größer als der erste Abstand A1, so dass sich die Außenhautkomponente bei einem vordefinierten Crashfall vorzugsweise ausschließlich an dem Querträger, nicht aber an der Halteeinrichtung abstützt. Hierdurch ist es möglich, die im Crashfall zu erwartenden Unfallkosten für eine Reparatur des Kraftfahrzeugs zu reduzieren, da zumindest bei leichteren Unfällen, bei welchen lediglich eine leichte Stoßeinwirkung auf die Außenhautkomponente erfolgt, keine Beschädigung der Halteeinrichtung bzw. der Sensoreinrichtung befürchtet werde muss und auch keine Neuausrichtung bzw. Neujustierung derselben mehr erforderlich ist. Vor allem können die Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung und die damit verbundene Assistenzfunktion erhalten bleiben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug werden geringere Stoßeinwirkungen auf die Außenhautkomponente, somit direkt über die Abstützeinrichtung an den Querträger übertragen, so dass in diesen vordefinierten Crashfällen weder die Halteeinrichtung noch die Sensoreinrichtung überhaupt belastet werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Außenhautkomponente ein Kühlergrill. Ein derartiger Kühlergrill stellt ein besonderes Designelement an modernen Kraftfahrzeugen dar und kann beispielsweise eine Öffnung der vorgenannten Art aufweisen, in bzw. in Fahrtrichtung hinter der die zuvor beschriebene Sensoreinrichtung angeordnet ist. In diesem Fall ist somit die Abstützeinrichtung zwischen dem Kühlergrill und dem Querträger bzw. generell der Karosseriestruktur angeordnet.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Abstützeinrichtung als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Die Ausbildung der Abstützeinrichtung als Kunststoffspritzgussteil bietet die Möglichkeit, dieses nicht nur qualitativ hochwertig, sondern zugleich auch kostengünstig herzustellen, wobei zudem auch eine vergleichsweise frei wählbare Formgebung möglich ist, die mit anderen Herstellungsverfahren nur schwierig, das heißt aufwendig und teuer, zu realisieren wäre. Durch eine entsprechende Auswahl des Kunststoffs bzw. der Formgebung kann zugleich Einfluss auf eine mögliche Verformung bzw. Abstützwirkung im Crashfall genommen werden.
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Zweckmäßig besitzt die Abstützeinrichtung ebenfalls eine Öffnung, durch welche die Sensoreinrichtung im Einbauzustand hindurchragt oder in welcher bzw. in Fahrtrichtung hinter welcher die Sensoreinrichtung angeordnet ist. In diesem Fall umgreift somit die Abstützeinrichtung mit ihrer Öffnung die Sensoreinrichtung, wodurch zumindest bei einem vordefinierten, in Axialrichtung der Öffnung auftretenden Crashfall keine Krafteinwirkung auf die Sensoreinrichtung bzw. deren Halteeinrichtung zu befürchten ist. Durch die Öffnung der Abstützeinrichtung kann diese vergleichsweise steif ausgebildet werden, da die Abstützeinrichtung ringförmig um die Sensoreinrichtung geschlossen ausgebildet ist und darüber hinaus eine nahezu frei wählbare Krafteinleitung in den Querträger ermöglicht.
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Erfindungsgemäß ist der erste Abstand A1 im Einbauzustand größer als Null. Der Einbauzustand entspricht dabei dem Normalzustand, das heißt einem Zustand in einem Nicht-Crashfall. Durch die Wahl des ersten Abstandes A1 > 0 ist es möglich, gegebenenfalls auftretende Fertigungs- und Montagetoleranzen auszugleichen und zugleich eine permanente Anlage der Abstützeinrichtung am Querträger bzw. an der Karosseriestruktur zu vermeiden, so dass die Außenhautkomponente in dem zuvor beschriebenen vordefinierten Crashfall weder die Sensoreinrichtung, noch die Halteeinrichtung der Sensoreinrichtung berührt bzw. beeinträchtigt oder beschädigt. Durch die Wahl des ersten Abstandes A1 größer Null kann zudem ein klappernder Kontakt zwischen der Abstützeinrichtung und dem Querträger vermieden werden.
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Zweckmäßig weist die Abstützeinrichtung zwei pendelstützenartige Arme auf, die jeweils einenends an der Außenhautkomponente angebunden sind. Mit ihrem anderen Ende sind sie üblicherweise ebenfalls mit der Außenhautkomponente verbunden, wobei die pendelstützenartige Lagerung des Arms zwei gelenkige Anbindungen an die Außenhautkomponente erfordert. Durch die pendelstützenartigen Arme ist ein Verschwenken der Abstützeinrichtung in dem zuvor beschriebenen vordefinierten Crashfall möglich, wobei ab einem vordefinierten Verschwenkungsgrad die pendelstützenartigen Arme und damit die Abstützeinrichtung an dem Querträger anliegen und sich daran abstützen. Hierzu kann an zumindest einem der pendelstützenartigen Arme ein Halteplateau, insbesondere in der Art eines Knicks des Arms, vorgesehen sein, über welches sich der Arm in dem zuvor beschriebenen vordefinierten Crashfall an dem Querträger abstützt. Durch das Halteplateau bzw. Anlageplateau kann somit eine Anlagefläche zur Verfügung gestellt werden. Die gelenkige Anbindung des jeweiligen pendelstützenartigen Arms an der Außenhautkomponente kann beispielsweise an einem dem Querträger abgewandten Längsende des Arms über eine abgewinkelte Lasche und eine Schraubverbindung erfolgen, während an dem dem Querträger zugewandten Längsende des Arms eine Haltenut angeordnet sein kann, in welche die Außenhautkomponente mit einem Rand eingreift und dadurch gehalten ist. Eine derartige Ausbildung der Abstützeinrichtung bzw. der beiden Arme ermöglicht eine vergleichsweise einfache Montage der Abstützeinrichtung an der Außenhautkomponente, da die Abstützeinrichtung lediglich mit ihren armseitigen Haltenuten über einen freien Rand der Außenhautkomponente geschoben und am anderen Längsende des jeweiligen Arms mit der Außenhautkomponente verschraubt bzw. verclipst werden muss.
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Zweckmäßig weist die Senoreinrichtung einen Abstandssensor, eine Radareinrichtung und/oder eine Kameraeinrichtung auf. Bereits diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen, welche mannigfaltigen Ausführungsführungsmöglichkeiten für die Sensoreinrichtung gegeben sind. Die zuvor genannten Einrichtungen bzw. Sensoren stellen dabei zentrale Bestandteile von modernen Fahrassistenzsystemen dar, wobei mit der vorliegenden Erfindung beliebige Sensoreinrichtungen vor einer crashbedingten Beeinträchtigung geschützt werden können.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist das Kraftfahrzeug als Elektrofahrzeug ausgebildet. Besonders Elektrofahrzeuge besitzen in einem Frontbereich oftmals eine geschlossene Außenhaut, insbesondere keinen Kühlergrill mehr, da eine Kühlung eines Antriebsaggregats nicht mehr erforderlich ist. Aus diesem Grund können die Außenhautkomponenten großflächig und durchgängig ausgebildet werden, was besondere designerische Effekte ermöglicht und zugleich mithilft, Kosten einzusparen. Bei einem Aufprall eines derartigen Elektrofahrzeugs bieten derartige großflächige Außenhautkomponenten jedoch auch mehr Angriffsfläche, so dass die erfindungsgemäß wirkende Abstützeinrichtung besonders bei Elektrofahrzeugen mit nicht separat aufgebauter Frontpartie, sondern beispielsweise einteiliger bzw. einstückiger Außenhautkomponente, von besonderem Vorteil sind.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine Frontansicht auf ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einer Stoßfängeranordnung mit einem Querträger,
- 2 eine Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug im Bereich einer Stoßfängeranordnung im Einbauzustand,
- 3 eine Darstellung wie in 2, jedoch in einem vordefinierten Crashfall.
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Entsprechend den 1 bis 3, weist ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1, welches beispielsweise als Elektrofahrzeug ausgebildet sein kann, eine Stoßfängeranordnung 2 mit einem Querträger 3 auf. Gemäß den 2 und 3 ist noch eine Außenhautkomponente 4 mit einer Öffnung 5 dargestellt. Des Weiteren in den 1 bis 3 dargestellt ist eine Sensoreinrichtung 6, die über eine Halteeinrichtung 7 gehalten ist und durch die Öffnung 5 hindurchragt bzw. in dieser oder in Fahrtrichtung 8 hinter diese angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist nun zwischen der Außenhautkomponente 4, welche im vorliegenden Fall als Kühlergrill bzw. Kühlergitter ausgebildet sein kann, und dem Querträger 3 eine Abstützeinrichtung 9 angeordnet, welche an der Außenhautkomponente 4 angeordnet und in einem Einbauzustand (vgl. 2) zum Querträger 3 einen ersten Abstand A1 und zur Halteeinrichtung 7 einen zweiten Abstand A2 aufweist. Der Einbauzustand stellt dabei den Normalzustand dar, das heißt im Gegensatz zu einem Crashfall einen Zustand im Nicht-Crashfall. Der zweite Abstand A2 ist dabei größer als der erste Abstand A1 (vgl. 2), wodurch sich die Außenhautkomponente 4 in einem vordefinierten Crashfall (vgl. 3) an dem Querträger 3 abstützt, das heißt an diesem anliegt, nicht aber an der Halteeinrichtung 7.
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Hierdurch kann erreicht werden, dass bei einem vordefinierten Crashfall, beispielsweise einem leichteren Auffahrunfall oder einem leichteren Fußgängeraufprall, der zu einer Verformung bzw. einem Verschieben der Außenhautkomponente 4 führt, sich diese nicht an der Halteeinrichtung 7 der Sensoreinrichtung 6 und damit indirekt an der Sensoreinrichtung 6 abstützt und diese unter Umständen beschädigt, sondern vorzugsweise ausschließlich am Querträger 3. Dies hat den großen Vorteil, dass eventuell auftretende Reparaturkosten deutlich geringer sind, insbesondere da die Halteeinrichtung 7 und die Sensoreinrichtung 6 nicht oder nur marginal belastet werden und deshalb insbesondere auch die Sensoreinrichtung 6 nach dem Unfall nicht neu justiert bzw. neu ausgerichtet werden muss. Vor allem können die Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung 6 und die damit verbundene Assistenzfunktion erhalten bleiben.
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Den Unterschied zwischen dem Einbauzustand und dem Crashfall ist dabei den 2 und 3 eindeutig zu entnehmen. In 2 beträgt der erste Abstand A1 größer Null, so dass in diesem Fall, das heißt dem Normalzustand, die Abstützeinrichtung 9 nicht am Querträger 3 anliegt. In dem in 3 gezeigten Zustand, das heißt im Crashfall, fährt das Kraftfahrzeug 1 in Fahrtrichtung 8 gegen ein Hindernis, welches daraufhin eine Kraft 10 entgegen der Fahrtrichtung 8 auf die Außenhautkomponente 4 ausübt. Durch die Kraft 10 wird die Außenhautkomponente 4 und damit auch die damit verbundene Abstützeinrichtung 9 entgegen der Fahrtrichtung 8 verschoben, bis sich die Abstützeinrichtung 9 am Querträger 3 abstützt. In diesem Fall ist der erste Abstand A1 auf Null geschrumpft. Der zweite Abstand A2 ist gemäß der 3 deutlich kleiner als der ursprüngliche zweite Abstand A2 gemäß der 2, jedoch noch größer als Null, so dass sich die Abstützeinrichtung 9 und damit die Außenhautkomponente 4 auch im Crashfall nicht an der Halteeinrichtung 7 und damit indirekt an der Sensoreinrichtung 6 abstützt.
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Vorzugsweise ist die Abstützeinrichtung 9 als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet und dadurch nicht nur konstruktiv äußerst flexibel, sondern zugleich auch kostengünstig herstellbar. Denkbar ist hierbei insbesondere, dass die Abstützeinrichtung 9 einstückig ausgebildet ist, wodurch sich eine rationelle und kostengünstige Fertigung ergibt. Die Abstützeinrichtung 9 kann darüber hinaus Aussteifungsrippen aufweisen, die beispielsweise zuvor, insbesondere mittels Finite-Elementmethode ermittelte Kraftflüsse berücksichtigen und besser verteilen bzw. lenken und zugleich eine höhere Steifigkeit der Abstützeinrichtung 9 bewirken.
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Betrachtet man die 1 bis 3 weiter, so kann man erkennen, dass die Abstützeinrichtung 9 ebenfalls eine Öffnung aufweist, hier die Öffnung 11, durch welche die Sensoreinrichtung 6 zumindest im Einbauzustand, hindurchragt oder in bzw. in Fahrtrichtung 8 hinter dieser angeordnet ist. Gemäß den 2 und 3 ist erkennbar, dass die Sensoreinrichtung 6 sowohl in der Öffnung 5 der Außenhautkomponente 4 als auch in der Öffnung 11 der Abstützeinrichtung 9 angeordnet ist bzw. in diese Öffnungen 5, 11 eingreift.
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Die Abstützeinrichtung 9 kann darüber hinaus zwei pendelstützenartige Arme 12 aufweisen, die jeweils längsendseitig an der Außenhautkomponente 4 angebunden sind. An dem in Fahrtrichtung 8 gesehenen vorderen Längsende der Arme 12 können diese beispielsweise eine Durchgangsöffnung aufweisen und mit der Außenhautkomponente 4 verschraubt oder verclipst sein. An einem im Einbauzustand dem Querträger 3 zugewandten Längsende des Arms 12, das heißt im vorliegendem Fall an dem in Fahrtrichtung 8 gesehenen hinteren Längsende, kann an dem Arm 12 eine Haltenut 13 angeordnet sein, in welche die Außenhautkomponente 4 mit einem Rand 14 eingreift. Über eine derartige formschlüssige Fixierung des Arms 12 der Abstützeinrichtung 9 am Rand 14 der Außenhautkomponente 4 kann eine gelenkige Lagerung und zugleich eine einfache und schnell zu montierende Fixierung erreicht werden. Am gegenüberliegenden Längsende des Arms 12 kann über eine abgewinkelte Lasche 15 sowie eine dort vorgesehene Schraubverbindung bzw. Clipsverbindung mit der Außenhautkomponente 4 ebenfalls eine gelenkige Lagerung geschaffen werden, so dass der Arm 12 in der Art einer Pendelstütze ausgebildet ist.
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Betrachtet man die Arme 12 der Abstützeinrichtung 9 gemäß den 1 bis 3 weiter, so kann man erkennen, dass an diesen jeweils ein Halteplateau 16 vorgesehen ist, über das sich der jeweilige Arm 12 im vordefinierten Crashfall (vgl. 3) am Querträger 3 abstützt, bzw. an diesem anliegt. Hierdurch kann eine flächige Anlage geschaffen werden, über welche eine verbesserte Krafteinleitung in den Querträger 3 bzw. eine verbesserte Abstützung erreicht werden können.
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Die Sensoreinrichtung 6 kann generell einen Abstandssensor, eine Radareinrichtung und/oder eine Kameraeinrichtung aufweisen bzw. umfassen, wobei selbstverständlich auch noch andere Sensoren bzw. Erfassungseinrichtungen Bestandteil einer derartiger Sensoreinrichtung 6 sein können. Das Kraftfahrzeug 1 kann - wie eingangs erwähnt - als Elektrofahrzeug ausgebildet sein, wobei in diesem Fall die Außenhautkomponente 4 nicht als Kühlergrill, sondern beispielsweise als durchgängige Frontschürze ausgebildet sein kann.
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Bezugnehmend auf die vorangehende Absätze ist dabei selbstverständlich klar, dass die Stoßfängeranordnung 2 nicht nur frontseitig, des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein kann, sondern in analoger Weise auch an einem Heck des Kraftfahrzeugs 1, so dass die die Halteeinrichtung 7 und die Sensoreinrichtung 6 schützende Wirkung der Abstützeinrichtung 12 auch bei einem Heckaufprall auf das Kraftfahrzeug 1 realisiert werden kann.
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Mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 1 ist es möglich, crashbedingte Einflüsse auf die Sensoreinrichtung 6 bzw. deren Halteeinrichtung 7 zu reduzieren und dadurch insbesondere die durch einen Unfall bedingten Kosten zu reduzieren.
