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Die Erfindung bezieht sich auf eine Stützstruktur für eine Außenverkleidung des Frontbereichs eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen aus Kunststoff gefertigten, an einem vorderen Träger des Kraftfahrzeugs fixierbaren Querkörper, der sich im Montageendzustand vor der Vorderkante einer Fronthaube des Kraftfahrzeugs über dessen Breite erstreckt und einen der Vorderkante der Fronthaube vorgelagerten Teil der Außenverkleidung trägt.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Frontend-Modul für ein Kraftfahrzeug mit einer Außenverkleidung und einer solchen Stützstruktur.
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Soweit im Einzelfall nichts anderes gesagt ist, verstehen sich im Rahmen dieser Beschreibung Positions- und Richtungsangaben wie „vorne“, „hinten“, „seitlich“, „oben“, „unten“ etc. in Bezug auf ein in Betriebsstellung befindliches Kraftfahrzeug.
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Im modernen Fahrzeugbau wird auf den sogenannten Fußgängerschutz besonderer Wert gelegt, d.h. Kraftfahrzeuge werden insbesondere in ihrem Frontbereich sehr stark danach ausgelegt, dass die Schäden, die ein Fußgänger bei einer Kollision erfährt, möglichst minimiert werden. Insbesondere wird versucht, den vorderen Fahrzeugbereich, das sogenannte Frontend, mit einer auch als „Softnose“ bezeichneten energieabsorbierenden Struktur auszustatten, die sich im Kollisionsfall über lange Wege verformt und dabei kinetische Energie langsam abbaut um hohe Beschleunigungswerte beim Fußgänger zu vermeiden. Hierfür ist insbesondere die Vorderkante der Fahrzeug-Fronthaube nach hinten rückversetzt. Die fragliche Stützstruktur befindet sich vor dieser Hauben-Vorderkante und erfüllt die Doppelaufgabe, einerseits die energieabsorbierenden Strukturen zur Verfügung zu stellen und andererseits eine Außenverkleidung des Kraftfahrzeugs zu tragen, die sich im Wesentlichen bündig an das Blech der Fronthaube anschließt. In Bezug auf Design und Windwiderstand besteht also im Wesentlichen kein Unterschied zu einer gemäß früherer Bauart bis zur Kraftfahrzeug-Vorderkante vorgezogenen Fronthaube; die im Kollisionsfall den Fußgänger kontaktierenden Strukturen sind aber nachgiebig und energieabsorbierend ausgebildet.
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Es ist üblich, den gesamten, der Fronthaube vorgelagerten Bereich einschließlich „Softnose“ mit zugehörigen Stützstrukturen und Verkleidungen, Kühlergrill und Scheinwerferträgern in Form eines komplexen Bauteils, das als sogenannten Frontend-Modul bekannt ist, zu fertigen und zu montieren.
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Es ist ein grundlegendes Bedürfnis, den Fußgängerschutz noch weiter zu optimieren.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Stützstruktur derart weiterzubilden, dass sie im Kollisionsfall mit einem Fußgänger noch besser geeignet ist, Verletzungen zu minimieren, und ein entsprechendes Frontend-Modul zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der Querkörper aus zwei ihn in Breitenrichtung mittig unterteilenden Lateral-Teilkörpern aufgebaut ist, die durch im Fall eines Frontalaufpralls als Sollbruchstellen wirkende Verbindungsbrücken miteinander verbunden sind.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Erfindungsgemäß setzt sich der Querkörper, welcher, wie oben erläutert, einerseits die zum Fußgängerschutz erforderlichen, energieabsorbierenden Strukturen bereitstellt und andererseits den vor der Fronthaube liegenden Teil der Außenverkleidung trägt, aus zwei im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgebildeten Elementen zusammen, die hier als Lateral-Teilkörper bezeichnet werden. Einer davon liegt rechts, der andere links der Fahrzeugmittelebene. Jeder von ihnen kann energieabsorbierende Strukturen enthalten, sodass insoweit dieselbe Wirkung erzielt wird, wie von den einheitlichen Querkörpern aus dem Stand der Technik bekannt. Die erfindungsgemäße Zweiteiligkeit bewirkt jedoch eine zusätzliche Schutzfunktion. Da die beiden Lateral-Teilkörper erfindungsgemäß über Sollbruchstellen miteinander verbunden sind, d.h. über Verbindungsstellen, die im Vergleich zu sämtlichen anderen Strukturelementen des Querkörpers eine geringere Stabilität aufweisen, bricht der Querkörper im Fall einer hinreichend starken Kollision, insbesondere mit einem Fußgänger, an exakt diesen Stellen. Die Lateral-Teilkörper werden dadurch voneinander getrennt und können unabhängig voneinander nach hinten verschwenken. Diese Verschwenkung ist mit einer Energieaufnahme verbunden, die zusätzlich zu der Energieaufnahme durch Deformation der energieabsorbierenden Strukturen erfolgt. Insgesamt kann also über einen großen Weg eine erhebliche Energiemenge aufgenommen werden. Die auf den kollidierenden Fußgänger wirkenden Beschleunigungen werden dadurch massiv reduziert, was zu einer verminderten Verletzungsgefahr führt.
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Die konkrete Auslegung der als Sollbruchstellen wirkenden Verbindungsbrücken muss vom Fachmann jeweils in Ansehung des Einzelfalls gewählt werden. Einerseits darf keine zu große Stabilität vorliegen, sodass die erläuterte Schutzwirkung erst zu einem zu späten Zeitpunkt einsetzen würden. Andererseits muss auch bei extremen Fahrsituationen die Strukturintegrität des Frontend-Moduls insgesamt gewahrt bleiben. Der Fachmann wird hier allerdings ohne weiteres eine entsprechende Abwägung vornehmen können.
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Bevorzugt sind die Verbindungsbrücken als Clips-Verbindungen miteinander verrasteter Kunststoff-Rastelemente ausgebildet. Verrastungen können einerseits hinreichend stabil ausgebildet werden und sind andererseits im Hinblick auf eine schnelle Montage besonders günstig.
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Die Kunststoff-Rastelemente können als mit den Lateral-Teilkörpern integrale Elemente ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass beispielsweise korrespondierende Rastnasen und Rastnuten in Abweichung von der perfekten Spiegelsymmetrie der beiden Lateral-Teilkörper unmittelbar an diesen angeformt sind.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Kunststoff-Rastelemente wenigstens auch von den Lateral-Teilkörpern separate Elemente umfassen. Beispielsweise können Rast-Spreizdübel vorgesehen sein, die durch korrespondierende Laschen oder Ösen der Lateral-Teilkörper geführt werden.
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Wie aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, weist der Querkörper bevorzugt einen über seine Breite erstreckten, oberen Flachbereich auf, dem sich nach vorne eine gerundete, abfallende Frontschräge anschließt. Dieser Flachbereich zeichnet sich durch eine im Wesentlichen horizontal orientierte Oberseite aus, die Frontschräge durch eine entsprechend schräg orientierte Oberseite. Bei einem mit einer entsprechenden Stützstruktur und einer Außenverkleidung ausgestatteten Frontend-Modul verläuft die Außenverkleidung bevorzugt im Bereich besagter Frontalschräge parallel zu dieser. Damit ergibt sich eine entsprechend abgeschrägte Außenkontur der „Softnose“, mit der Zeitpunkt und Ausmaß der Rotation, die ein kollidierender Fußgänger nimmt, positiv beeinflusst werden können. Die Verbindung von Stützstruktur und Außenverkleidung erfolgt bevorzugt im Flachbereich des Querkörpers, wo die Außenverkleidung - bevorzugt mittels Spreizdübeln - am Querkörper fixiert ist, insbesondere klemmend fixiert ist.
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Im Bereich der Frontalschräge liegt die Außenverkleidung bevorzugt am Querkörper an oder ist - noch günstiger - bei parallelem Verlauf durch Abstandhalter in einem geringen Abstand von weniger als 10 mm gehalten. Insbesondere, wenn es sich um eine unter Spannung stehende Parallelführung handelt, kann so ein Klappern oder Vibrationsgeräusche der Außenverkleidung auf dem Querkörper vermieden werden.
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Im Flachbereich des Querkörpers ist hingegen bevorzugt vorgesehen, dass die Außenverkleidung diesen spitzdachartig überwölbt. Mit anderen Worten folgt die Außenverkleidung hier bevorzugt nicht dem Knick in der Kontur des Querkörpers sondern folgt einer stetigen Krümmung, die im Wesentlichen bündig in die Form der Fronthaube übergeht. Hierdurch bildet sich zwischen der Außenverkleidung und dem Flachbereich des Querkörpers ein größerer Hohlraum. Dieser Hohlraum kann für zusätzliche Sicherheitsmerkmale genutzt werden. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist nämlich vorgesehen, dass die Lateral-Teilkörper insbesondere im Querkörper-Flachbereich in Breitenrichtung erstreckte und im Fall eines Frontalaufpralls als Sollknicklinien wirkende Nuten aufweisen. Bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung mit einem durch die Außenverkleidung spitzdachartig überwölbten Flachbereich führt ein solcher Knickvorgang, sofern er hinreichend gering ausfällt, nicht zu einer wesentlichen Veränderung der Fahrzeugaußenkontur, insbesondere nicht zum Vorstehen scharfer Kanten, die zu Verletzungen führen könnten. Die Verformung verbleibt vielmehr innerhalb des genannten Hohlraums; die den kollidierenden Fußgänger kontaktierende Außenkontur wird nach wie vor von der hier mit Abstand zum Querkörper geführten Außenverkleidung gebildet.
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Zur weiteren Minimierung der Verletzungsgefahr ist die Außenverkleidung selbst vorzugsweise ebenfalls, d.h. wie auch die beiden Lateral-Teilkörper, aus Kunststoff gefertigt.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
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Es zeigen:
- 1: eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Querkörpers und der von ihm getragenen Teil der Außenverkleidung,
- 2: der Querkörper von 1 mit separat dargestellten Lateral-Teilkörpern sowie
- 3: eine Schnittdarstellung durch die „Softnose“ eines erfindungsgemäßen Frontend-Moduls.
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Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche oder analoge Elemente hin.
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1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Querkörper 10 und - davon separiert - den von ihm getragenen Teil der Außenverkleidung 12 für ein im Übrigen nicht dargestelltes Kraftfahrzeug. Wie in 2 dargestellt, ist der Querkörper 10 aus zwei Lateral-Teilkörpern 10a, 10b aufgebaut, die im Wesentlichen spiegelsymmetrisch geformt sind. In für die vorliegende Erfindung nicht relevanter Weise verfügt jeder Lateral-Teilkörper 10a, 10b in seinem unteren Bereich über einen Fuß 14a, 14b zur Fixierung des Querkörpers 10 an einem nicht dargestellten Träger der Tragstruktur des Fahrzeugs, beispielsweise eines Rahmen oder einer selbsttragenden Karosserie. In ihrem Kontaktbereich sind die Lateral-Teilkörper 10a, 10b mit Rastelementen 16 ausgestattet, die es erlauben, die beiden Lateral-Teilkörper 10a, 10b auf einfache Weise zu dem Querkörper 10 zu verbinden. Allerdings sind die Rastelemente 16 erfindungsgemäß schwächer ausgebildet als sämtliche übrigen Streben und Verbindungsbrücken der Lateral-Teilkörper 10a, 10b. Dies führt dazu, dass im Fall eines Frontalaufpralls, insbesondere eines Fußgängers, der Querkörper 10 zuerst an besagten Rastverbindungen 16 bricht und sich in seine beiden Lateral-Teilkörper 10a, 10b zerlegt. Diese können dann um die Verbindungsstellen am Fahrzeugträger herum verschwenken und dabei kinetische Energie der Kollision aufnehmen und sanft durch Energiedissipation abbauen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der obere Bereich des Querkörpers 10 bzw. der Lateral-Teilkörper 10a, 10b besonders günstig geformt, was anhand von 3 näher erläutert werden soll.
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3 stellt einen Querschnitt durch den Querkörper 10 mit aufgesetzter Frontverkleidung 12 in der Nachbarschaft zum Kontaktbereich der Lateral-Teilkörper 10a, 10b dar. Gestrichelt angedeutet ist eine aus Außenblech 18 und Innenblech 20 aufgebaute Fronthaube 22, deren Vorderkante 24 erkennbar gegenüber der Fahrzeug-Vorderkante rückversetzt ist. Die Lücke zwischen der Fronthauben-Vorderkante 24 und der Fahrzeug-Vorderkante wird durch die Außenverkleidung 12 überbrückt, die sich quasi bündig und formstetig an das Außenblech 18 der Fronthaube 22 anschließt.
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Getragen wird die Außenverkleidung 12 von dem Querkörper 10, der einen oberen Flachbereich 26 und eine sich nach vorne daran anschließende Frontalschräge 28 aufweist. Die Außenverkleidung 12 ist im hinteren Teil des Flachbereichs 26 am Querkörper 10 fixiert. Bei der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform erfolgt dies durch eine Klemmung, die insbesondere durch rastende Spreizdübel 30 bewirkt wird. Dieser Klemmbereich ist bei der dargestellten Ausführungsform von der Vorderkante 24 der Fronthaube 22 überwölbt. Die vertikale Lücke zwischen besagtem Klemmbereich und der Fronthauben-Vorderkante 24 ist durch eine Dichtung 32 gefüllt, die in nicht dargestellter Weise auf der Außenverkleidung 12 fixiert ist, insbesondere ebenfalls durch eine Verklemmung, vorzugsweise mittels weiterer Spreizdübel.
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Dem Klemmbereich nach vorne vorgelagert weist der Flachbereich 26 zwei parallele Quernuten 34 auf, die im Kollisionsfall als Sollknickstellen des Querkörpers 10 wirken. Dieser vordere Teil des Flachbereichs 26 ist von der Außenverkleidung 12 spitzdachartig überwölbt, sodass ein Knicken des Querkörpers 10 entlang besagter Sollknicklinien im Kollisionsfall innerhalb des zwischen Querkörper 10 und Außenverkleidung 12 bestehenden Hohlraumes verbleibt und keine scharfen, verletzungsträchtigen Kanten, die besagter Knickvorgang hervorrufen könnte, nach außen gelangen können.
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Dem Flachbereich 26 und seiner spitzdachartigen Überwölbung durch die Außenverkleidung 12 nach vorne vorgelagert erstreckt sich eine Frontalschräge 28, in der die Außenkontur des Querkörpers 10 und die Außenverkleidung 12 einander eng benachbart parallel verlaufen. Durch Abstandhalter 36 ist zwischen beiden Elementen ein hinreichender Abstand gewährleistet, um ein Anschlagen aneinander und somit entsprechende Klappergeräusche zu verhindern. Im Bereich der Abstandhalter 36 liegt die Außenverkleidung 12 unter Spannung am Querkörper 10 an, sodass auch hier jedes Klappern unterbunden wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind sowohl der Querkörper 10 als auch die Außenverkleidung 12 aus Kunststoff gefertigt.
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Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere kann die konkrete Linienführung der Außenverkleidung und entsprechend des sie stützenden Querkörpers den Sicherheits- und Designvorstellungen des Fachmanns unterworfen werden. Dies gilt insbesondere auch für ein in den Zeichnungen nicht explizit dargestelltes Frontend-Modul, umfassend den Querkörper 10, die Außenverkleidung 12 sowie weitere Elemente wie Kühlergrill und Scheinwerferträger sowie gegebenenfalls auch die Scheinwerfer selbst.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Querkörper
- 10a, b
- Lateral-Teilkörper von 10
- 12
- Außenverkleidung
- 14a, b
- Fuß von 10a, b
- 16
- Rastelement
- 18
- Außenblech von 22
- 20
- Innenblech von 22
- 22
- Fronthaube
- 24
- Vorderkante von 22
- 26
- Flachbereich von 10
- 28
- Frontalschräge von 10
- 30
- Spreizdübel
- 32
- Dichtung
- 34
- Nut/Sollknicklinie
- 36
- Abstandhalter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009050464 A1 [0003]
