DE10352310A1

DE10352310A1 - Leuchteinheit für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10352310A1
Application number: DE10352310A
Authority: DE
Inventors: Guido Dipl.-Ing. Opperbeck; Bernd Dipl.-Ing. Mennen
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co; HBPO GmbH
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA; HBPO GmbH
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2005-06-09

Abstract

Leichteinheit für Fahrzeuge mit eimem Leuchtengehäuse, mit einer eine Öffnung des Leuchtengehäuses abschließenden Abdeckscheibe und mit einem an dem Leuchtengehäuse angeordneten stoßenergieaufnehmenden Zusatzelement, wobei die Ausgestaltung des Zusatzelements und/oder der Abstand desselben zu dem Leuchtengehäuse derart ist, dass der sich während des auf die Leuchteinheit wirkenden Stoßes einstellende Kraftverlauf im Hinblick auf Kraftspitzen beeinflusst wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchteinheit für Fahrzeuge mit einem Leuchtengehäuse, mit einer eine Öffnung des Leuchtengehäuses abschließenden Abdeckscheibe und mit einem an dem Leuchtengehäuse angeordneten stoßenergieaufnehmenden Zusatzelement.
Bei der Kollision eines Kraftfahrzeugs beispielsweise mit einem Fußgänger muss eine Leuchteinheit des Fahrzeuges in der Lage sein, die Energie eines definierten Stoßes nach gesetzlichen Vorgaben aufzunehmen.
Aus der DE 34 42 902 C1 ist beispielsweise eine Leuchteinheit für Fahrzeuge bekannt, bei der ein Leuchtengehäuse derart mit Befestigungsmitteln versehen ist, dass das Leuchtengehäuse bei einer Stoßbeanspruchung eine geführte Ausweichbewegung durchführt. Die geführte Ausweichbewegung des Leuchtengehäuses setzt voraus, dass im rückwärtigen Bereich der Leuchteinheit ein ausreichender Freiraum zur Verfügung steht.
Aus der DE 38 02 104 A1 ist eine Leuchteinheit für Fahrzeuge mit einem Leuchtengehäuse bekannt, bei der im rückwärtigen Bereich der Leuchteinheit ein Freiraum vorgesehen ist, so dass das Leuchtengehäuse bei einer Stoßbeanspruchung in den rückwärtigen Bereich ausweichen kann und nach der Stoßbeanspruchung mittels einer Rückstelleinrichtung wieder in die vordere Normallage zurückverlagert werden kann.
Aus der DE 31 08 059 A1 ist eine Leuchteinheit für Fahrzeuge mit einem Leuchtengehäuse bekannt, das über ein Zusatzelement an einem Rahmen des Fahrzeugs gehalten ist. Das Zusatzelement ist elastisch ausgebildet und ermöglicht bei einer Stoßbeanspruchung, dass das Leuchtengehäuse um eine in einem stoßstangennahen Bereich angeordnete horizontale Drehachse schwenkbar ist. Das elastische Zusatzelement ermöglicht eine geführte Bewegung des Leuchtengehäuses während des Stoßes.
Aus der DE 199 26 346 A1 ist eine Leuchteinheit für Fahrzeuge mit einem Leuchtengehäuse bekannt, das in einem Träger über Sollbruchstellen gelagert ist. Bei einer Stoßbeanspruchung einer vorgegebenen Größe wird die Verbindung des Leuchtengehäuses zu dem Träger an den Sollbruchstellen durch Trennen gelöst, so dass das Leuchtengehäuse eine geführte Ausweichbewegung in den rückwärtigen Raum vollziehen kann. An einer Rückseite des Leuchtengehäuses ist ein Zusatzelement angeordnet, das durch plastische Verformung desselben die in das Leuchtengehäuse eingeleitete Stoßenergie aufnimmt.
Nachteilig an den bekannten Leuchteinheiten ist, dass zur Aufnahme der Stoßenergie im rückwärtigen Bereich der Leuchteinheit stets ein Freiraum erforderlich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchteinheit für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass bei einer Stoßbeanspruchung der Leuchteinheit ein vorgegebener Betrag an Stoßenergie durch Verformung umgewandelt wird, ohne dass ein vergrößerter Bauraum erforderlich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgestaltung des Zusatzelements und/oder der Abstand desselben zu dem Leuchtengehäuse derart ist, dass der sich während des auf die Leuchteinheit wirkenden Stoßes einstellende Kraftverlauf im Hinblick auf Kraftspitzen beeinflusst wird.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der sich im Zuge des auf die Leuchteinheit wirkenden Stoßes sich einstellende Kraftverlauf derselben in günstiger Weise beeinflusst werden kann. Vorteilhaft kann eine Nivellierung des Kraft-Wege-Diagramms erfolgen, wobei die relativen Kraftmaxima und die relativen Kraftminima des Kraftverlaufes verringert bzw. erhöht werden. Auf diese Weise ergibt sich ein den Erfordernissen verbesserter Kraftverlauf während des Stoßvorganges.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Zusatzelement derart ausgebildet bzw. in einem Abstand zu dem Leuchtengehäuse angeordnet, dass der sich während des Stoßes einstellende Kraftverlauf homogenisiert wird. Vorteilhaft kann hierdurch eine Glättung des Kräfteverlaufs erfolgen, wobei die Kraftspitzen (relative Kraftmaxima, relative Kraftminima) verringert werden.
Durch das erfindungsgemäße Zusatzelement ist eine optimale Beeinflussung des Kraft-Wege-Diagramms während des Stoßes an die gesetzlichen Vorgaben bzw. festgelegten Normen möglich. Dabei kann insbesondere zur Erzielung eines optimalen Fußgängerschutzes eine Glättung des Kraftverlaufes erfolgen, ohne dass Änderungen hinsichtlich der Konstruktion und des Materials des Leuchtengehäuses erforderlich sind.
Vorteilhaft ermöglicht eine Ausführungsform der Erfindung, dass durch das Vorsehen eines stoßenergieaufnehmenden Zusatzelementes ein über den durch die Verformung des Leuchtengehäuses umgewandelten Hauptstoßenergieanteil hinausgehenden Reststoßenergieanteil durch Verformung des Zusatzelementes umgewandelt werden kann. Das Stoßenergieaufnahmevermögen der Leuchteinheit insgesamt wird damit vergrößert. Ein zusätzlicher Freiraum im rückwärtigen Bereich der Leuchteinheit ist nicht erforderlich.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Aufnahme des Reststoßenergieanteils bei einer Stoßbeanspruchung der Leuchteinheit erst dann, wenn das Leuchtengehäuse an mindestens einem Lagerpunkt von dem Träger getrennt worden ist und/oder wenn das Leuchtengehäuse infolge der Stoßbeanspruchung eine Drehbewegung um eine durch einen festen Lagerpunkt verlaufende horizontale Drehachse durchführt. Die Steifigkeit des Zusatzelementes ist derart groß gewählt, dass ein möglichst hoher Stoßenergiebetrag aufgenommen werden kann. Es ist vorgesehen, dass nach Überschreitung einer vorgegebenen Stoßkraft das Leuchtengehäuse von vorgegebenen Lagerpunkten abschert.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Zusatzelement an einer Unterseite des Leuchtengehäuses und in einem vorgegebenen horizontalen Abstand zu dem festen Lagerpunkt des Leuchtengehäuses angeordnet. Es ergibt sich hierdurch ein Hebelarm, der entgegen der durch die Stoßbeanspruchung hervorgerufenen Rotationsbewegung des Leuchtengehäuses wirkt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Zusatzelement elastisch ausgebildet, so dass insbesondere bei Stoßbeanspruchungen geringerer Größe eine Wiederverwendbarkeit bzw. Weiterverwendbarkeit des Zusatzelementes gegeben ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Zusatzelement außerhalb des Leuchtengehäuses angeordnet. Vorzugsweise ist es einstückig mit einem das Leuchtegehäuse tragenden Modulträger verbunden. Das Zusatzelement ist Bestandteil des Modulträgers, dessen Geometrie so ausgeführt ist, dass es den Reststoßenergieanteil aufnehmen kann. Vorteilhaft kommt dem Modulträger damit eine Doppelfunktion zu. Zum einen dient er zum Tragen des Leuchtengehäuses und zum anderen dient ein Teilbereich desselben zur Aufnahme eines Stoßenergieteils.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Zusatzelement und einer Unterseite des Leuchtengehäuses ein Distanzelement angeordnet, das den Abstand des Zusatzelementes zu dem Leuchtegehäuse vorgibt. Durch Veränderung des Abstandes kann eine zeitliche Verschiebung der relativen Kraftmaxima und/oder relativen Kraftminima des Zusatz elementes erfolgen, wobei die resultierenden relativen Kraftmaxima bzw. relativen Kraftminima in günstiger Weise homogenisiert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Vorderansicht einer Leuchteinheit und
2 ein Kraft/Weg-Diagramm bei einer Stoßbeanspruchung der Leuchteinheit.
Eine Leuchteinheit 1 für Fahrzeuge besteht im Wesentlichen aus einem Leuchtengehäuse 2 und einer die vordere Öffnung des Leuchtengehäuses 2 abschließenden Abdeckscheibe 3. Innerhalb des Leuchtengehäuses 2 sind in Abhängigkeit von der Lichtfunktion Lichtquellen sowie Reflektoren angeordnet. Beispielsweise kann die Leuchteinheit 1 als Scheinwerfer im vorderen Endbereich des Fahrzeugs angeordnet sein.
Das Leuchtengehäuse 2 ist an mehreren Lagerpunkten lösbar an einem Modulträger 4 gehalten. Beispielhaft ist in der 1 ein unterer fester Lagerpunkt 5 schematisch dargestellt. An einen Rand 6 der Abdeckscheibe 3 schließen sich unter Fugenbildung nicht dargestellte Bauteile der Karosserie des Fahrzeugs an. Bei den Bauteilen kann es sich beispielsweise um einen Kotflügel, ein Frontendmodul etc. handeln.
Auf einer Rückseite sind dem Leuchtengehäuse 2 Versteifungselemente zugeordnet, so dass bei einer Stoßbeanspruchung der Leuchteinheit 1 eine gezielte Umwandlung der Stoßenergie in eine Verformungsarbeit des Leuchtengehäuses 2 erfolgen kann. In der 1 ist schematisch ein Stoßkraftstempel 7 dargestellt, der eine Fußgängerkollision simulieren soll. Dabei drückt der Stoßkraftstempel 7 mit einer vorgegebenen Stoßkraft schräg seitlich von oben auf die Leuchteinheit 1.
Der Modulträger 4 weist auf einer der Fahrzeuglängsmittelachse abgewandten Seite einen Fortsatz 14 auf, der als Zusatzelement 8 zur Aufnahme eines Reststoßenergieanteils der Leuchteinheit 1 dient. Der Fortsatz 14 ist, wie der restliche Teil des Modulträgers 4, als Rahmenstruktur ausgebildet. Es kann auch als eine elastische Unterstützungsfläche ausgebildet sein, die auf einer Unterseite mit einer Verrippung versehen ist. Das Zusatzelement 8 ist im Vergleich zum Leuchtengehäuse 2 relativ nachgiebig ausgebildet. Zwischen dem Zusatzelement 8 und einer Unterseite 9 des Leuchtengehäuses 2 ist als Distanzelement 12 ein Vorschaltgerät der Leuchteinheit 1 angeordnet, mittels dessen der Betrieb der innerhalb des Leuchtengehäuses 2 untergebrachten lichttechnischen Komponenten ermöglicht wird. Durch die Dimensionierung des Distanzelementes 12 kann ein Abstand 13 zwischen dem Zusatzelement 8 und der Unterseite 9 des Leuchtengehäuses 2 voreingestellt werden. Alternativ kann das Distanzelement 12 auch statt aus einem Metallmaterial auch aus einem Kunststoffschaummaterial ausgebildet sein.
Durch optimale Einstellung des Abstandes 13 kann ein Kräfteverlauf der Leuchteinheit 1 über den Weg während eines durch den Stoßkraftstempel 7 bewirkten Stoßes in günstiger Weise beeinflusst werden. Wie aus 2 zu ersehen ist, stellt sich bei nicht angepasster Beabstandung des Zusatzelementes 8 zu dem Leuchtengehäuse 2 ein Kräfteverlauf A ein. Der Kräfteverlauf A weist am Anfang des Stoßes ein erstes Maximum A_MA1 und nach einer weiteren Wegstrecke des Stoßkraftstempels 7 ein Minimum A_MI1 auf. Es folgen weitere relative Kraftmaxima und Kraftminima über die weitere Wegstrecke des Stoßes. Der Kräfteverlauf A ist relativ ungünstig, da das Maximum A_MA1 an eine vorgegebene und nicht zu überschreitende Grenzkraft G heranreicht. Durch Einstellung des Abstandes 13 in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften des Leuchtengehäuses 2 und/oder des Zusatzelementes 8 entsprechend 1 lässt sich ein vergleichsweise homogenisierter oder geglätteter Kräfteverlauf B erzeugen. Obwohl die gleiche Stoßenergie aufgenommen wird, sind die Kraftspitzenausschläge vergleichsweise geringer. Somit fällt zu Beginn des Stoßes ein Maximum B_MA1 kleiner aus als das Maximum A_MA1. Die in diesem Teilbereich des Stoßes weniger aufgenommene Verformungsarbeit, die durch die schraffierte Fläche dargestellt ist, wird in einem nachfolgenden Abschnitt des Stoßes umgewandelt. In diesem zweiten Abschnitt ist ein Minimum B_MI1 größer als das Minimum A_MU1 des ersten Kraftverlaufs A. Auch die weiteren relativen Maxima B_MA2, B_MA3 weisen einen geringeren Ausschlag auf als die korrespondierenden relativen Maxima A_MA2, A_MA3 des Kräfteverlaufs A. Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung somit, dass zum einen die dem Stoß entgegenstehende Kraft B unter einer vorgegebenen Grenzkraft G verbleibt. Zum anderen erfolgt eine Homogenisierung bzw. Glättung des Kräfteverlaufs B, so dass eine verbesserte Krafteinleitung gegeben ist. Durch die veränderte Einstellung des Abstandes 13 kann eine zeitliche Verschiebung des durch das Zusatzelement 8 aufgenommenen Reststoßenergieanteils erfolgen, so dass der durch Schraffur kenntlich gemachte Differenzenergiebetrag nicht am Anfang des Stoßes, sondern in einem folgenden Abschnitt in Verformungsarbeit umgewandelt wird.
Die Stoßkraft des Stoßkraftstempels 7 wird zum einen durch kontrollierte Verformung des Leuchtengehäuses 2 aufgenommen. Zum anderen wird die Stoßkraft durch das Stoßenergie aufnehmende Zusatzelement 8 aufgenommen, das einen über einen durch Verformung des Leuchtengehäuses 2 umgewandelten Hauptstoßenergieanteil übersteigenden Reststoßenergieanteil in Verformung umwandelt. Der Reststoßenergieanteil kann kleiner aus der Hauptstoßenergieanteil sein.
Das Distanzelement 12 ist quaderförmig ausgebildet und in einem horizontalen Abstand zu dem festen Lagerpunkt 5 angeordnet. Durch den festen Lagerpunkt 5 erstreckt sich parallel zur Fahrzeuglängsachse liegend eine Schwenkachse, um die das Leuchtengehäuse 2 bei Überschreitung einer vorgegebenen Stoßkraft eine geführte Rotationsbewegung ausführen kann. Einer solchen Rotationsbewegung würde ein Brechen der weiteren Lagerpunkte des Leuchtengehäuses 2 vorausgehen, wobei der feste untere Lagerpunkt 5 als Auflagepunkt dient. Zur Vermeidung einer solchen Rotationsbewegung stellt das Zusatzelement 8 einen mechanischen Widerstand dar, der den Reststoßenergieanteil aufnimmt. Bei einer extrem hohen Stoßbeanspruchung, die größer ist als die von dem Leuchtengehäuse 2 und dem Zusatzelement 8 aufnehmbaren Hauptstoß- und Reststoßenergieanteilen, erfolgt eine Rotationsbewegung 10, die zu einer Beschädigung der benachbarten Bauteile führt.
Das Zusatzelement 8 kann als elastisches Unterstützungselement ausgebildet sein, das sich in seine Ausgangslage zurückverformt, wenn die eingeleitete Stoßenergie kleiner ist als die Summe aus dem aufnehmbaren Haupt- und Reststoßenergieanteil des Leuchtengehäuses 2 bzw. des Zusatzelementes 8.
Das Zusatzelement 8 weist keine feste Verbindung zu dem Leuchtengehäuse 2 auf. Es ist in einem vorderen Bereich des Modulträgers 4 unterhalb des Leuchtengehäuses 2 angeordnet. Das Zusatzelement 8 kann aus einem Stahlmaterial oder einem Kunststoffmaterial hergestellt sein mit einem solchen Dehnverhalten, dass es bei Aufnahme des Reststoßenergieanteils nicht bricht. Es kann elastisch und/oder plastisch in einem vorgegebenen Beanspruchungsbereich ausgebildet sein.
Nach einer alternativen Ausführungsform können die Versteifungsmittel des Leuchtengehäuses 2 bzw. die Befestigungsmittel desselben derart ausgebildet sein, dass in einem ersten Abschnitt der Stoßbeanspruchung das Leuchtengehäuse 2 verformt wird. Nach Erreichen einer vorgegebenen Stoßkraft brechen die weiteren Lagerpunkte des Leuchtengehäuses 2, so dass dann eine weitere Verformung des Leuchtengehäuses 2 in Verbindung mit einer Verformung des Zusatzelementes 8 erfolgt. Erst wenn eine weitere Verformung des Leuchtengehäuses 2 und des Zusatzelementes 8 nicht mehr eintritt, erfährt das Leuchtegehäuse 2 eine vorgegebene Rotationsbewegung 10, die zu einer Beschädigung benachbarter Bauteile führen würde.

Claims

Leuchteinheit für Fahrzeuge mit einem Leuchtengehäuse, mit einer eine Öffnung des Leuchtengehäuses abschließenden Abdeckscheibe und mit einem an dem Leuchtengehäuse angeordneten stoßenergieaufnehmenden Zusatzelement, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgestaltung des Zusatzelements (8) und/oder der Abstand desselben zu dem Leuchtengehäuse (2) derart ist, dass der sich während des auf die Leuchteinheit (1) wirkenden Stoßes einstellende Kraftverlauf im Hinblick auf Kraftspitzen beeinflusst wird.
Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgestaltung des Zusatzelementes (8) und/oder der Abstand desselben zu dem Leuchtengehäuse (2) derart ist, dass der sich während des auf die Leuchteinheit (1) wirkenden Stoßes einstellende Kraftverlauf homogenisiert wird.
Leuchteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgestaltung des Zusatzelementes (8) und/oder der Abstand desselben zu dem Leuchtengehäuse (2) derart ist, dass das Zusatzelement (8) einen Reststoßenergieanteil einer auf das Leuchtengehäuse (2) wirkenden Stoßbeanspruchung aufnimmt, nachdem das Leuchtengehäuse (2) durch Verformung desselben einen Hauptstoßenergieanteil aufgenommen hat.
Leuchteinheit nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzelement (8) Bestandteil eines das Leuchtengehäuse (2) tragenden Modulträgers (4) ist.
Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zusatzelement (8) und der Unterseite (9) des Leuchtengehäuses (2) ein den Abstand (13) vorgebendes Distanzelement (12) vorgesehen ist.
Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzelement (8) eine solche Steifigkeit aufweist, dass durch die Verformung desselben ein vorgegebener Restenergieanteil der Stoßbeanspruchung umwandelbar ist.
Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzelement (8) in Fahrtrichtung in einem vorderen Bereich des Modulträgers (4) angeordnet ist.
Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzelement (8) in Fahrtrichtung in einem vorderen Bereich des Modulträgers (4) und/oder an einem vorderen Rand der Unterseite (9) des Leuchtengehäuses (2) angeordnet ist.
Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzelement (8) außerhalb des Leuchtengehäuses (2) angeordnet ist.
Leuchteinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzelement (8) aus einem Stahlmaterial oder einem Kunststoffmaterial mit einem vorgegebenen Dehnverhalten besteht.