DE10362405B3

DE10362405B3 - Fronthaube zur Verbesserung des Fußgängerschutzes im Bereich derScheibenwischeranlage an einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE10362405B3
Application number: DE10362405.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ostrowski
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2017-11-23
Anticipated expiration: 2023-11-01

Abstract

Fronthaube zur Verbesserung des Fußgängerschutzes im Bereich der Scheibenwischeranlage an einem Fahrzeug, mit einem Oberblech und einem eine Versteifungsstruktur ausbildenden Innenblech, die mit einem in Fronthaubenquerrichtung ausgebildeten Randbereich an wenigstens einen Scheibenwischerarm grenzt, der an einer an der Fahrzeugkarosserie vorstehenden Wischerwelle unterhalb einer Windschutzscheibe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (5) mit dem Innenblech (9, 15) in der normalen Schließposition (I) der Fronthaube (1, 2) bis über die Wischerwelle (6, 18, 21) in Richtung der Windschutzscheibe (4) ragt und im vertikalen Abstand (A) über der Wischerwelle (6, 18, 21) angeordnet ist, wobei das Innenblech (9, 15) sowohl einen vertikalen Abstand zu dieser (6, 18, 21) als auch zum Oberblech (8) hat, und dass das Innenblech (9, 15) derart gestaltet ist, dass dieses in einem vorbestimmten Maße eine aufprallbedingte Deformationsbewegung des Randbereiches der Fronthaube (1, 2) in Richtung auf die Wischerwelle (6, 18, 21) zu ermöglicht, wobei das Innenblech (15) im radialen Abstand zur Wischerwelle (6, 18) mit einer Perforation (16) versehen ist, die bei einer aufprallbedingten Deformationsbewegung der Fronthaube (2) eine gezielte Deformation des Innenblechs (15) im Bereich des freien Endes der Wischerwelle (6, 18) ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fronthaube zur Verbesserung des Fußgängerschutzes im Bereich der Scheibenwischeranlage an einem Fahrzeug, bei der der Aufprall eines Fußgängers oder eines anderen Aufprallbeteiligten, insbesondere scheibenwischeranlagenseitig, mit einer Deformationsbewegung auf den festen Fahrzeugaufbau zu verbunden ist.
Es sind zahlreiche aufpralldämpfende, sog. fußgängerfreundliche Fronthauben bekannt, die im Falle eines Aufpralls eines Fußgängers oder eines anderen Aufprallbeteiligten in erhöhtem Maße Aufprallenergie aufnehmen und abbauen können, um die Schwere von Verletzungen, insbesondere Kopfverletzungen, zu reduzieren. Dabei spielt auch deren Anordnung am Fahrzeug, insbesondere der Abstand zum steifen Fahrzeugaufbau eine wesentliche Rolle, da dieser den maximalen Deformationsweg zur Absorption der Aufprallenergie vorgibt. Dieser Abstand muss möglichst so bestimmt sein, dass die beim Aufprall eingebrachte Aufprallenergie in bekannter Weise entsprechend einer idealen Beschleunigungs-Zeit-Kurve aufgenommen werden kann, wobei dieser Abstand aus optischen Gründen möglichst gering gehalten, jedoch noch so groß sein soll, dass das sog. Kopfverletzungskriterium HIC (head injury Criterion) mit dem kleinstmöglichen, aber noch ausreichenden Deformationsweg verringert wird ( DE 195 14 324 A1 ). Daher sind auch Fronthaubenkonstruktionen bekannt, die bei einer Kollision sensorgesteuert im Bereich vor der Windschutzscheibe gegenüber ihrer normalen Schließposition durch einen Anhebemechanismus, gegebenenfalls auch in Verbindung mit einem Airbag, in eine angehobene Position verbracht werden, um eben den Abstand der Fronthaube zur steifen Unterstruktur des Fahrzeugs zu vergrößern und den kleinstmöglichen Deformationsweg im oben genannten Sinne ein- und sicherzustellen. Solche Fronthauben sind beispielsweise aus der DE 27 11 338 A1 , der DE 28 14 107 A1 , der DE 28 41 315 A1 , der DE 197 12 961 A1 und der DE 197 10 417 A1 bekannt. Beim Aufprall des jeweiligen Aufprallbeteiligten auf die Fronthaube wird diese, ob angehoben oder nicht angehoben, deformiert und niedergedrückt.
Die bekannten Fronthauben sind dabei so gestaltet und angeordnet, dass diese mit ihrem windschutzscheibenseitigen, in Fahrzeugquerrichtung gegebenen Randbereich den Windlauf und teilweise den Wasserkasten überdecken und an den Anordnungsraum der Scheibenwischeranlage für die Windschutzscheibe grenzen, deren wenigstens einer Wischerarm an einer unterhalb der Windschutzscheibe an der Fahrzeugkarosserie vorstehenden Wischerwelle angeordnet ist. Bei einer aufprallbedingten Deformation der Fronthaube wird deren windschutzscheibenseitiger Randbereich entweder auf die Wischerwelle oder an dieser vorbei auf den festen Fahrzeugaufbau gedrückt. Die DE 101 23 480 A1 beschreibt eine solche Fronthaube mit einem Oberblech und einem eine Versteifungsstruktur ausbildenden Innenblech, bei der letzteres derart profiliert ist, dass dieses bei einem Aufprall an der vorderen Begrenzungswand des Wasserkastens vorbei in den Motorraum hineindrückbar ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Fronthaube zur Verbesserung des Fußgängerschutzes im Bereich der Scheibenwischeranlage an einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, dass mit dieser im Falle eines Aufpralls die durch die Scheibenwischeranlage gegebene Verletzungsgefahr für einen Fußgänger oder einen anderen Aufprallbeteiligten reduziert ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Fronthaube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den nachfolgenden Ansprüchen aufgeführt.
Die Erfindung besteht darin, dass bei einer in bekannter Weise ein Oberblech und ein eine Versteifungsstruktur bildendes Innenblech aufweisenden Fronthaube, deren in der Fronthaubenquerrichtung ausgebildeter windschutzscheibenseitiger Randbereich an wenigstens einen Scheibenwischerarm einer Scheibenwischeranlage grenzt, der an einer an der Fahrzeugkarosserie vorstehenden Wischerwelle unterhalb der Windschutzscheibe angeordnet ist, dieser Randbereich mit dem Innenblech in der normalen Schließposition der Fronthaube bis über die Wischerwelle in Richtung der Windschutzscheibe ragt und sich im vertikalen Abstand über der Wischerwelle befindet, und zwar so, dass das den Randbereich versteifende Innenblech sowohl im vertikalen Abstand zur Wischerwelle als auch im vertikalen Abstand zum Oberblech angeordnet und derart gestaltet ist, dass die Fronthaube in einem durch die übrige Fronthaubengestaltung und -anordnung vorbestimmten Maße eine aufprallbedingte Deformationsbewegung des Randbereiches der Fronthaube in Richtung auf die Wischerwelle zulässt. Dadurch bleibt die Wischerwelle durch die Fronthaube verdeckt, ist durch diese geschützt, und die Fronthaube verhindert, dass sich der aufprallende Fußgänger oder andere Aufprallbeteiligte an der Wischerwelle verletzen kann. Damit wird, unabhängig von der übrigen Konstruktion der Fronthaube und den an dieser getroffenen Fußgängerschutzmaßnahmen der Fußgängerschutz auf einfache Weise verbessert, ohne dass Veränderungen am Wischerlager vorgenommen werden müssen. Auch erübrigen sich externe Deformationselemente oder Airbags im Bereich des Wischerlagers.
Auf einfache Weise kann das Innenblech im radialen Abstand zur Wischerwelle mit einer Perforation versehen sein, die bei einer aufprallbedingten Deformationsbewegung der Fronthaube eine gezielte Deformation des Innenblechs im Bereich des freien Endes der Wischerwelle ermöglicht, wobei zur Deformation des Innenblechs Aufprallenergie verbraucht und der Deformationsweg der Fronthaube reduziert wird. Die Perforation dient dazu, dass das Innenblech bei einer Stoßbeaufschlagung über die Wischerwelle gestülpt und ein Durchschlagen des Oberblechs bis zu dieser verhindert wird.
Die vorstehend beschriebene Fronthaube kann vorteilhaft für eine Systemlösung für den Fußgängerschutz Verwendung finden, bei der die Fronthaube mit einer Scheibenwischeranlage mit einer aufprallweichen Lagerung einer Wischerwelle kombiniert ist. Eine solche Lösung ermöglicht einen größeren Spielraum für die Vorbestimmung eines Deformationsweges der Fronthaube im Bereich der Scheibenwischeranlage und der Windschutzscheibe und senkt die Verletzungsgefahr weiter. Die aufprallweiche Lagerung der Wischerwelle kann, wie in den Patentanmeldungen DE 103 43 573 A1 und DE 103 43 572 A1 offenbart ist, dadurch gegeben sein, dass diese in einem fahrzeugfesten Lagerkörper derart gelagert ist, dass eine aufprallbedingte Kraftbeaufschlagung derselben deren axiale Verschiebung im Lagerkörper verursacht. Die Verwendung einer vorbeschriebenen Fronthaube für ein Fahrzeug mit einer derartigen Scheibenwischeranlage führt zu einer Summierung der Wirkungen der beiden aufpralldämpfenden Maßnahmen, so dass eine weitere Verbesserung des Fußgängerschutzes erzielt wird, weil das System höhere Aufprallkräfte und Deformationen aufnehmen kann und das Gefahrenpotential Wischerwelle weiter reduziert wird. Die wesentlichen Merkmale der aufprallweichen Lagerung nach der Patentanmeldung DE 103 43 573 sind im Unteranspruch 8 aufgeführt und zwei alternative Maßnahmen der aufprallweichen Lagerung nach der DE 103 43 572 in den Unteransprüchen 3 und 4.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1: eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, schematisch,
2: den Randbereich der Fronthaube des Fahrzeugs in Anordnung über einer Wischerwelle der Scheibenwischanlage des Fahrzeugs,
3: eine andere Ausführung des Randbereichs der Fronthaube,
4: eine Draufsicht auf das Innenblech in diesem Randbereich,
5: den Randbereich der Fronthaube nach 3 in Anordnung über einer aufpralldämpfenden Wischerwelle und
6a und b: den Randbereich der Fronthaube nach 2 in Anordnung über einer anderen Ausführung einer aufpralldämpfenden Wischerwelle.
1 zeigt ein Fahrzeug mit einer Fronthaube 1, 2 und mit einer Scheibenwischeranlage 3 für dessen Windschutzscheibe 4, wobei der windschutzscheibenseitige Randbereich 5 der Fronthaube 1, 2 eine unterhalb der Windschutzscheibe 4 an der Fahrzeugkarosserie vorstehend angeordnete Wischerwelle 6 für einen (Scheiben-)Wischerarm 7 überdeckt. Dabei ist der Randbereich 5 an die Wölbung der Windschutzscheibe 4 angepasst und in Fahrzeuglängsrichtung nach vorn konkav gewölbt. Der Wischerarm 7 tritt im Abstand von der Wischerwelle 6 nach der Fahrzeugmitte zu aus der Überdeckung hervor.
In 2 ist die überdeckende Anordnung im Bereich der Wischerwelle 6 ausführlicher dargestellt. Die gezeigte Fronthaube 1 weist ein Oberblech 8 und ein eine Versteifungsstruktur ausbildendes Innenblech 9 auf. Der Randbereich 5 der Fronthaube 1 ist in der normalen Schließposition I im vertikalen Abstand (A) über der Wischerwelle 6 angeordnet. Dabei hat das Innenblech 9 sowohl einen vertikalen Abstand zu dieser (6) als auch zum Oberblech 8 und ist im Bereich über der Wischerwelle 6 mit einer im wesentlichen kreisförmigen Ausnehmung 10 versehen. Deren Durchmesser ist größer als die Breite des an der Wischerwelle 6 angeordneten Wischerarmes 7, der zur Fahrzeugmitte zu ausgestreckt ist und im Abstand von der Wischerwelle 6 aus dem (in einer nicht dargestellten Draufsicht) konkav gewölbten Randbereich 5 hervortritt. Der Rand der Ausnehmung 10 ist in Richtung auf das Oberblechs 8 zu einem Kragen 11 ausgestellt, und die Wischerwelle 6 ist in bekannter Weise in einem fahrzeugfesten Lagerkörper 12, der über eine Befestigungslasche 13 und ein Befestigungselement 14 an der Fahrzeugkarosserie festgelegt ist, drehbar gelagert und in axialer Richtung an dieser abgestützt.
Bei einer aufprallbedingten Stoßbelastung der Fronthaube, die eine Deformationsbewegung derselben in Richtung auf den festen Fahrzeugaufbau zur Folge hat, wird auch der Randbereich 5 in Richtung auf die Wischerwelle 6 zu gedrückt, wobei das Innenblech 9 mit der Ausnehmung 10 über das freie Ende der Wischerwelle 6 gestülpt wird und diese durch die Ausnehmung 10 hindurchtreten kann. Dadurch wird eine durch die Wischerwelle 6 unbehinderte Deformationsbewegung der Fronthaube 1 bis zum Anstoßen des Oberblechs 8 an der Wischerwelle 6 ermöglicht (Position II). Bei einer Deformationsbewegung bis zu dieser Position II stellt die Wischerwelle 6 kein Verletzungspotential für einen Fußgänger oder einen anderen Aufprallbeteiligten dar, da diese (6) immer noch vom Oberblech 8 überdeckt wird. Da die bei einem Aufprall erlangte Deformationsposition der Fronthaube 1 letztlich von der Schwere des Aufpralls und der durch diesen eingebrachten Aufprallenergie abhängig ist, kann bei einem schweren Aufprall auch das Oberblech 8 durch die feststehende Wischerwelle 6 deformiert werden, wodurch das Verletzungspotential ansteigt.
Bei der in 3 gezeigten Fronthaube 2 ist der Randbereich 5 abweichend von der vorbeschriebenen Fronthaube 1 gestaltet. Dieser Randbereich wird durch das Oberblech 8 und ein eine Versteifungsstruktur ausbildendes Innenblech 15 gebildet, das im Bereich über der Wischerwelle 6 geschlossen ist, jedoch im radialen Abstand zu dieser mit einer Perforation 16 versehen ist, die, wie 4 zeigt, aus kreisförmig angeordneten Langlöchern 17 gebildet ist und deren radialer Abstand größer als die Breite des Wischerarmes 7 ist. Die Wischerwelle 6 unterscheidet sich dabei von der vorbeschriebenen nicht und ist in axialer Richtung fahrzeugfest angeordnet.
Bei einer aufprallbedingten Stoßbelastung der Fronthaube 2 kann der Randbereich 5 in Abhängigkeit von der Schwere des Aufpralls auf die Wischerwelle 6 gedrückt werden, wobei das Innenblech 15 gezielt, d. h. im Bereich der Perforation 16 erleichtert, deformiert wird. Dieses (15) wird unter Abbau von Aufprallenergie verformt und über die Wischerwelle 6 gestülpt. Bis zur Position II, in der dieses am Oberblech 8 anliegt, stellt die Wischerwelle keine Verletzungsgefahr dar, sondern erst dann, wenn der Randbereich 5 noch weiter deformiert und mit den beiden an die Wischerwelle 6 anstoßenden Bleche 15 und 8 über diese gestülpt wird.
In 5 ist die Anordnung einer Fronthaube 2 mit einem Oberblech 8 und einem perforierten Innenblech 15 über einer aufprallweich an einem fahrzeugfesten Lagerkörper 12 angeordneten Wischerwelle 18 dargestellt. Diese ist mit einer Anlageschulter 19 versehen und über diese und eine Druckfeder 20 am Lagerkörper 12 in radialer Richtung abgestützt. Diese aufprallweiche Wischerwellenanordnung ist in der Patentanmeldung DE 103 43 572 ausführlich beschrieben, ebenso die im Anspruch 7 dargestellte Ausführung und weitere Ausführungen.
In der normalen Schließposition I befindet sich der Randbereich 5 im vertikalen Abstand (A) zur Wischerwelle 18. Bei einer Deformation der Fronthaube 2 kann der Randbereich 5 bis in die Position III gedrückt werden. In dieser ist das Innenblech 15 deformiert und über die Wischerwelle 18 gestülpt, das Innenblech 15 und das Oberblech 8 sind an der Wischerwelle 18 angedrückt, und die Wischerwelle 18 ist axial zur Fahrzeugkarosserie zu verschoben. Der Deformationsweg des Randbereichs 5 wird somit um den Verschiebeweg der Wischerwelle 18 verlängert. In Abhängigkeit von der Auslegung der Federkraft und der Steifigkeit des Randbereiches 5 kann der Deformationsvorgang bei einem Aufprall so ablaufen, dass zunächst eine Deformation des Randbereichs erfolgt (Position II) und dann erst eine Verschiebung der Wischerwelle 18. Es kann jedoch auch zu einer Überlagerung beider Vorgänge kommen.
In den 6a und b ist die Kombination einer Fronthaube 1 nach 2 mit einer weiteren Ausführung einer aufprallweichen Wischerwelle 21 dargestellt. Diese Wischerwelle 21 ist ausführlich in der Patentanmeldung DE 103 43 573 beschrieben. Sie ist in einem fahrzeugfesten Lagerkörper 22 mit einer scheibenwischerseitig in diesem drehfest angeordneten Lagerbuchse 23 gelagert und mit einer Anlageschulter 24 zur lagerkörperseitigen Abstützung in axialer Richtung versehen, wobei die Lagerbuchse 23 über eine Druckfeder 25 am Lagerkörper 22 abgestützt ist und durch eine aufprallbedingte Kraftbeaufschlagung der Wischerwelle 21 in axialer Richtung gemeinsam mit dieser in eine Fußgängerschutzposition (Position III) verschiebbar ist. 6b zeigt die Wischerwelle 21 in ihrer Normalposition und 6a in ihrer eingeschobenen Position. Das Einschieben der Wischerwelle 21 in den Lagerkörper 23 beginnt, wenn das Oberblech 8 mit einer Aufprallkraft auf diese gedrückt wird, die größer als die Druckfederkraft ist, und endet spätestens dann, wenn die Druckfeder 25 völlig zusammengedrückt ist (Position III). Bei diesem Vorgang kann das Oberblech 8 schon eine gewisse Deformation erleiden. Da jedoch das deformierte Oberblech 8 gemeinsam mit der Wischerwelle axial verschoben wird, stellt diese Deformation ein vernachlässigbares Verletzungspotential dar.
Bezugszeichenliste

1: Fronthaube
2: Fronthaube
3: Scheibenwischeranlage
4: Windschutzscheibe
5: Randbereich
6: Wischerwelle
7: Wischerarm
8: Oberblech
9: Innenblech
10: Ausnehmung
11: Kragen
12: Lagerkörper
13: Befestigungslasche
14: Befestigungselement
15: Innenblech
16: Perforation
17: Langloch
18: Wischerwelle
19: Anlageschulter
20: Druckfeder
21: Wischerwelle
22: Lagerkörper
23: Lagerbuchse
24: Anlageschulter
25: Druckfeder
A: Abstand
I: Schließposition
II: Position
III: Position

Claims

Fronthaube zur Verbesserung des Fußgängerschutzes im Bereich der Scheibenwischeranlage an einem Fahrzeug, mit einem Oberblech und einem eine Versteifungsstruktur ausbildenden Innenblech, die mit einem in Fronthaubenquerrichtung ausgebildeten Randbereich an wenigstens einen Scheibenwischerarm grenzt, der an einer an der Fahrzeugkarosserie vorstehenden Wischerwelle unterhalb einer Windschutzscheibe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (5) mit dem Innenblech (9, 15) in der normalen Schließposition (I) der Fronthaube (1, 2) bis über die Wischerwelle (6, 18, 21) in Richtung der Windschutzscheibe (4) ragt und im vertikalen Abstand (A) über der Wischerwelle (6, 18, 21) angeordnet ist, wobei das Innenblech (9, 15) sowohl einen vertikalen Abstand zu dieser (6, 18, 21) als auch zum Oberblech (8) hat, und dass das Innenblech (9, 15) derart gestaltet ist, dass dieses in einem vorbestimmten Maße eine aufprallbedingte Deformationsbewegung des Randbereiches der Fronthaube (1, 2) in Richtung auf die Wischerwelle (6, 18, 21) zu ermöglicht, wobei das Innenblech (15) im radialen Abstand zur Wischerwelle (6, 18) mit einer Perforation (16) versehen ist, die bei einer aufprallbedingten Deformationsbewegung der Fronthaube (2) eine gezielte Deformation des Innenblechs (15) im Bereich des freien Endes der Wischerwelle (6, 18) ermöglicht.
Verwendung einer Fronthaube nach Anspruch 1 zur Anordnung an einem Fahrzeug mit einer aufprallweichen Scheibenwischeranlage, bei der die Wischerwelle (18, 21) in einem fahrzeugfesten Lagerkörper (12, 22) aufprallweich gelagert ist, derart, dass eine aufprallbedingte Kraftbeaufschlagung der Wischerwelle (18, 21) durch die Fronthaube (1, 2) eine axiale Verschiebung der Wischerwelle (18, 21) verursacht.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wischerwelle (18) in einem fahrzeugfesten Lagerkörper (12) gelagert ist und mit einer Anlageschulter (19) zur lagerkörperseitigen Abstützung derselben (18) in axialer Richtung versehen ist, und dass zwischen der Anlageschulter (19) und dem Lagerkörper (12) eine Druckfeder (20) koaxial zur Wischerwelle (18) angeordnet ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wischerwelle zweiteilig ausgebildet ist und aus einem drehbar in einem fahrzeugfesten Lagerkörper angeordneten hohlzylindrischen Wellenschaft und einem drehfest in diesem angeordneten und den Scheibenwischer tragenden inneren Wellenteil besteht, wobei der Wellenschaft am Lagerkörper in axialer Richtung fixiert ist, und dass die Anlageschulter in dem dem Lagerkörper abgewandten Bereich des inneren Wellenteils ausgebildet ist und dieser durch eine zwischen der Anlageschulter und dem Wellenschaft angeordnete Druckfeder gegenüber diesem abgestützt ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wischerwelle (21) in einem fahrzeugfesten Lagerkörper (22) mit einer scheibenwischerseitig in diesem drehfest angeordneten Lagerbuchse (23) gelagert und mit einer Anlageschulter (24) zur lagerkörperseitigen Abstützung in axialer Richtung versehen ist, und dass die Lagerbuchse (24) vorzugsweise an einer im Innern des Lagerkörpers (22) angeordneten Druckfeder (25) oder über eine an ihr (24) oder einem weiteren Element ausgebildeten Sollbruchlinie am Lagerkörper (22) angeordnet ist und durch eine aufprallbedingte Kraftbeaufschlagung der Wischerwelle (21) in axialer Richtung gemeinsam mit dieser in eine Fußgängerschutzposition (Position III) verschiebbar ist.