DE19846192A1

DE19846192A1 - Karosseriehaube, insbesondere Motorraumhaube eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE19846192A1
Application number: DE19846192A
Authority: DE
Inventors: Ruprecht Sinnhuber; Gerhard Zogalla; Thomas Wohllebe; Martin Schmuecker; Holger Pries; Johann Siebels
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-13
Also published as: DE59908402D1; ATE258517T1; EP0992418B1; ES2214780T3; EP0992418A2; EP0992418A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Karosseriehaube, insbesondere eine Motorraumhaube eines Kraftfahrzeugs mit einer Haubenwand (2), die sich an seitlichen Auflageteilen (3, 4) abstützt und den abgedeckten Karosserieraum (5) frei überspannt. Ein mittlerer Haubenwandbereich ist als potentieller Aufschlagbereich eines Fußgängers bei einer Fußgänger-Fahrzeug-Kollision nachgiebig und verformbar ausgebildet. Erfindungsgemäß verläuft die Haubenwand (2) im Querschnitt dergestalt, daß sich an einen etwa horizontal flach verlaufenden und nur wenig aufgewölbten Mittelteil (6) seitlich Bogenteile (7, 8) anschließen, die jeweils mit einem freien Bogenende auf dem zugeordneten seitlichen Auflageteil (3, 4) abgestützt sind. Zudem sind vier Konzepte für den Aufbau der Haubenwand (2) angegeben. Mit der Erfindung wird eine Verbesserung des Fußgängerschutzes erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriehaube, insbesondere eine Motorraumhaube eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer Fußgänger-Fahrzeug-Kollision insbesondere bei einem Frontaufprall eines Fahrzeugs auf einen Fußgänger wird dieser an den Füßen meist ausgehebelt und schlägt mit dem Oberkörper und Kopf auf die Motorraumhaube. Herkömmliche Motorraumhauben weisen eine Haubenwand auf, die sich wenigstens an seitlichen Auflageteilen eines Fahrzeugaufbaus abstützt und die den Motorraum frei überspannt. Zum Schutz von Fußgängern bei einem Aufprall auf die Motorraumhaube ist bereits bekannt, diese in einem mittleren Haubenwandbereich als potentiellem Aufschlagbereich eines Fußgängers nachgiebig und verformbar auszubilden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Karosseriehaube, insbesondere eine Motorraumhaube so weiterzubilden, daß der Fußgängerschutz bei einer Fußgänger- Fahrzeug-Kollision verbessert wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Nach Anspruch 1 verläuft die Haubenwand im Querschnitt durch einen mittleren Haubenbereich dergestalt, daß sich an einen etwa horizontal flach verlaufenden Mittelteil seitlich Bogenteile anschließen, die jeweils mit einem freien Bogenende auf dem zugeordneten seitlichen Auflageteil abgestützt sind.

Durch eine solche Formgebung werden zwei an sich konträre Forderungen, nämlich einerseits eine hohe Haubenstabilität und Haubenfestigkeit und andererseits eine leichte, energieabsorbierende Verformung beim Aufprall eines Fußgängers kombinierbar. Die Seitenbereiche mit den Bogenteilen ergeben dazu insbesondere eine hohe Abstützstabilität, während der mittlere Haubenwandbereich als potentieller Aufschlagbereich eines Fußgängers flach und damit bei insgesamt hoher Haubenstabilität bei den Krafteinwirkungen eines Fußgängeraufpralls energieabsorbierend verformbar gehalten werden kann.

Für Ausführungsformen, bei denen sich die Karosseriehaube bei einem Fußgängeraufprall insgesamt nach unten verformt, soll vorzugsweise ein Abstand als möglicher Verformungsweg von der Haubenunterseite bis zu einem darunter liegenden, unverformbaren Fahrzeugteil, insbesondere einer Brennkraftmaschine entsprechend der gestellten Anforderungen zur Verfügung stehen.

In einem ersten Konzept für eine Karosseriehaube wird vorgeschlagen, daß die Haubenwand ein Oberteil als durchgehendes Blechteil und ein Unterteil mit einer Verstärkung als abgestimmter Verrippung aufweist. Das obere Blechteil kann dabei aus Stahl, Aluminium, Materialien wie SMC (Sheet Molding Compound) und CFK (carbonfaserverstärkter Kunststoff) oder aus einer Sandwichbauweise mit verschiedenen Materialkombinationen das untere Blechteil aus Stahl, Aluminium oder Magnesium hergestellt sein. Die Rippenstruktur kann je nach den Gegebenheiten durch Längsrippen, Querrippen oder Kreuzrippen ausgeführt sein. Bei diesem ersten Konzept besteht der Konstruktionsvorteil darin, daß keine hohen lokalen Steifigkeiten, insbesondere in einem großen mittleren Haubenbereich als potentiellen Aufschlagbereich eines Fußgängers auftreten und damit ein insgesamt günstiges, gleichmäßiges Verformungsverhalten ohne Kraftspitzen für einen aufschlagenden Fußgänger vorliegt.

In einem zweiten Konzept für eine Karosseriehaube ist das Unterteil ausgehend vom ersten Konzept an seiner Unterseite mit einem energieabsorbierenden Polstermaterial wenigstens im Bereich darunter liegender, unverformbarer Fahrzeugteile verkleidet. Damit werden als Konstruktionsvorteile zusätzlich eine Reduktion der Haubenelastizität erreicht sowie eine zusätzliche Energieabsorption durch das Polstermaterial bei Kontakt mit darunterliegenden Aggregaten. Als Polstermaterial sind an sich bekannte Kunststoffschaumauflagen, vorzugsweise aus Polypropylen- oder Polyurethanschaum verwendbar.

In den vorstehend beschriebenen Konzepten sollen das Oberteil und das Unterteil bei einem Fußgängeraufprall verformbar sein. Bei dem nachfolgend beschriebenen dritten Konzept ist dagegen bei kleineren Krafteinwirkungen nur das Oberteil mit einer Zwischenlage verformbar, während das Unterteil sehr steif und formhaltig ausgebildet ist und erst bei hohen Krafteinwirkungen mitverformt.

Dazu wird vorgeschlagen, daß ein sehr steifes Unterteil verwendet wird, das mit einer energieabsorbierenden Zwischenlage verbunden ist, auf der das Oberteil schwimmend gelagert ist. Das Unterteil kann auch hier aus Stahl, Aluminium oder Magnesium als Blechteil oder Gußteil hergestellt sein, wobei zur Erhöhung der Steifigkeit eine Rippenstruktur vorgesehen ist. Die energieabsorbierende Zwischenlage wird vorzugsweise in an sich bekannter Weise als Wabenstruktur verschiedener Materialien, Aluschaum oder Hartschaum, insbesondere aus strukturiertem Polypropylen- oder Polyurethanschaum hergestellt. Durch die Trennung von Ober- und Unterteil ist eine bedingte Trennung der Funktionen (Haubensteifigkeit sowie Festigkeit für Fußgängerschutz, Fahrbetrieb und Frontalaufprall) möglich.

Das Oberteil ist als durchgehendes, leicht verformbares Blechteil, vorzugsweise aus Stahl, Aluminium, Materialien wie SMC und CFK oder aus einer Sandwichbauweise ausgeführt. In einer Alternative innerhalb dieses dritten Konzepts kann das Oberteil bei gleicher Funktion der Gesamtanordnung folienartig glatt und mit der Zwischenlage materialeinheitlich ausgebildet sein. Dabei ist vorzugsweise am Oberteil integral an dessen Unterseite Hartschaum angeformt oder angespritzt. Dadurch kann ggf. eine kostengünstige Haubenherstellung erreicht werden.

In einem vierten Konzept einer Karosseriehaube wird eine Sandwichbauweise vorgeschlagen mit einem Oberteil als durchgehendem Blechteil, vorzugsweise aus Stahl oder Aluminium und einem entsprechenden Unterteil als durchgehendem Blechteil. Dazwischen liegt eine flächig mit dem Oberteil und dem Unterteil verbundene Zwischenlage aus energieabsorbierendem Material. Dieses Material weist vorzugsweise eine Wabenstruktur auf, die aus dünnen Blechen oder aus Kunststoff hergestellt ist oder es wird ein Schaummaterial verwendet.

Ein wesentlicher Konstruktionsvorteil ist auch hier, wie bei allen vorstehenden Konzepten, darin zu sehen, daß keine hohen lokalen Steifigkeiten vorliegen, die bei einem Fußgängeraufprall zu ungünstigen Kraftspitzen führen können. Zudem ist durch die Zwischenlage auch hier die Haubenelastizität reduziert. Die Energieabsorption erfolgt hier im wesentlichen in der Zwischenlage, wobei auch durch die verformenden Blechteile Energie absorbiert wird.

Durch eine Lochung des Unterteils und der Zwischenlage ist insbesondere bei den Konzepten 3 und 4 als zusätzlicher, vorteilhafter Effekt eine Schall-Dämmwirkung erreichbar.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 einen schematischen Querschnitt durch eine Motorhaube im unverformten und verformten Zustand,

Fig. 3 und 4 eine schematische Darstellung einer Motorhaube nach einem zweiten Konzept im unverformten und verformten Zustand,

Fig. 5 und 6 eine schematische Darstellung einer Motorhaube nach einem dritten Konzept im unverformten und verformten Zustand, und

Fig. 7 und 8 eine schematische Darstellung einer Motorhaube nach einem vierten Konzept in einem unverformten und verformten Zustand.

In Fig. 1 ist eine Motorhaube 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt mit einer Haubenwand 2, die sich an seitlichen Auflageteilen 3, 4 eines Fahrzeugaufbaus abstützt und den Motorraum 5 überspannt.

Die Haubenwand 2 verläuft im dargestellten Querschnitt dergestalt, daß sich an einen etwa horizontal flach verlaufenden Mittenteil 6 seitlich Bogenteile 7, 8 anschließen, die jeweils mit dem freien Bogenende auf dem zugeordneten seitlichen Auflageteil 3, 4 abgestützt sind.

Nach dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Konzept einer Motorraumhaube weist die Haubenwand ein Oberteil 9 als durchgehendes Blechteil und ein Unterteil 10 mit einer Verstärkung als abgestimmter Längsrippenstruktur auf. Das Oberteil 9 ist aus Stahl, Aluminium, Materialien wie SMC und CFK oder in Sandwichbauweise mit verschiedenen Materialkombinationen und das Unterteil entsprechend oder aus Magnesium hergestellt.

Bei der Ausführungsform nach dem Konzept 1 gemäß Fig. 1 treten in der Haubenwand 2 im potentiellen Aufschlagbereich für einen Fußgänger bei einer Fußgänger-Fahrzeug-Kollision keine hohen lokalen Steifigkeiten auf. Ein auftreffender Fußgänger ist schematisch durch die Belastungskugel 12 dargestellt. Bei einem Auftreffen ergibt sich somit eine günstige, gleichmäßige Einbeulung mit energieabsorbierender Verformung ohne Kraftspitzen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

In einem zweiten ähnlichen Konzept entsprechend der Fig. 3 und 4 ist das Unterteil 10 an der Unterseite mit einem energieabsorbierenden Polstermaterial 13 verkleidet, wodurch zusätzlich die Haubenelastizität reduzierbar ist. Bei einem auftreffenden Fußgänger, dargestellt durch die Belastungskugel 12, ergibt sich der in Fig. 4 dargestellte Zustand. Dabei wird Aufprallenergie im wesentlichen durch eine Verformung und Dickenreduzierung des Polstermaterials 13 in Verbindung mit der Verformung des Oberteils 9 und des Unterteils 10 aufgenommen.

In einem dritten Konzept einer Motorhaube 1 weist die Haubenwand 2 wiederum ein Oberteil 9 und ein Unterteil 10 auf, das jedoch hier durch eine stabile Rippenstruktur 11 sehr steif ausgeführt ist. Zwischen dem Oberteil 9 und dem Unterteil 10 ist eine energieabsorbierende Zwischenlage 15 eingebracht, auf der das Oberteil 9 schwimmend gelagert ist. Das Oberteil 9 greift hier durch seitliche Überstände 16,17 in zugeordnete Längsfalze der Auflageteile 3, 4 ein und ist damit trotz der schwimmenden Lagerung gegen eine seitliche Verschiebung gesichert.

Das Oberteil 9 ist hier als Blechteil aus Stahl, Aluminium, Materialien wie SMC und CFK, oder in Sandwichbauweise mit verschiedenen Materialkombinationen ausgeführt, während das stabile Unterteil 10 mit der Rippenstruktur 11 vorzugsweise als Gußteil in Stahl oder Aluminium hergestellt ist.

In Fig. 6 ist der Zustand beim Auftreffen eines Fußgängers entsprechend der Belastungskugel 12 dargestellt, wobei das steife Unterteil 10 im wesentlichen formhaltig in seiner Position verbleibt und die Energieabsorption durch Verformung der Zwischenlage 15 erfolgt.

Die Zwischenlage 15 kann hierbei eine Wabenstruktur verschiedener Materialien aufweisen oder aus Hartschaum, Aluschaum oder aus strukturiertem Polypropylen- oder Polyurethanschaum hergestellt sein. Dabei kann in einer Alternative innerhalb des dritten Konzepts das Oberteil 9 auch materialeinheitlich als glattes Folienteil mit der Zwischenlage 15 verbunden sein.

In einem vierten Konzept einer Motorhaube 1 ist die Haubenwand 2 in Sandwichbauweise ausgebildet mit einem Oberteil 9 als durchgehendem Blechteil, einer Zwischenlage 15 aus energieabsorbierendem Material und einem damit verbundenen Unterteil 10 ebenfalls als durchgehendem Blechteil.

Die Blechteile 9, 10 bestehend vorzugsweise aus Stahl oder Aluminium. Die Zwischenlage 15 ist vorzugsweise als Wabenstruktur verschiedener Materialien, Aluschaum, Kunststoffschaum oder strukturiertes Polypropylen oder Polyurethan ausgebildet. Auch bei einer solchen Sandwichbauweise ergeben sich vorteilhaft keine hohen lokalen Steifigkeiten, die Haubenelastizität wird reduziert und die Energieabsorption erfolgt im wesentlichen in der Zwischenlage 15, wie dies im Aufprallfall in Fig. 8 gezeigt ist.

Bei den Ausführungen mit Zwischenlagen 15 gemäß der Konzepte 3 und 4 ergeben Lochungen des Unterteils 10 und evtl. der Zwischenlage 15 zudem eine vorteilhafte Schalldämmwirkung.

Bezugszeichenliste

1

Motorhaube

2

Haubenwand

3

Auflageteil

4

Auflageteil

5

Motorraum

6

Mittelteil

7

Bogenteil

8

Bogenteil

9

Oberteil

10

Unterteil

11

Längsrippenstruktur

12

Belastungskugel

13

Polstermaterial

14

Aggregat

15

Zwischenlage

16

Überstand

17

Überstand

Claims

1. Karosseriehaube, insbesondere Motorraumhaube eines Kraftfahrzeugs, mit einer Haubenwand (2), die sich wenigstens an seitlichen Auflageteilen (3, 4) eines Fahrzeugaufbaus abstützt und den abgedeckten Karosserieraum (5) frei überspannt und die wenigstens in einem mittleren Haubenwandbereich als potentiellem Aufschlagbereich eines Fußgängers bei einer Fußgänger-Fahrzeug-Kollision nachgiebig und verformbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubenwand (2) im Querschnitt durch einen mittleren Haubenbereich dergestalt verläuft, daß sich an einen etwa horizontal flach verlaufenden und nur wenig aufgewölbten Mittelteil (6) seitlich Bogenteile (7, 8) anschließen, die jeweils mit einem freien Bogenende auf dem zugeordneten seitlichen Auflageteil (3, 4) abgestützt sind.

2. Karosseriehaube nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein definierter Abstand als möglicher Verformungsweg von der Haubenunterseite bis zu einem darunter liegenden, unverformbaren Fahrzeugteil, insbesondere einem Aggregat (14), entsprechend den gestellten Anforderungen vorhanden ist.

3. Karosseriehaube insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubenwand (2) ein Oberteil (9) als durchgehendes Blechteil und ein Unterteil (10) mit einer Verstärkung als abgestimmter Verrippung (11) aufweist.

4. Karosseriehaube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Blechteil (9) aus Stahl, Aluminium, Materialien wie SMC und CFK oder als Sandwichbauweise mit verschiedenen Materialkombinationen und das untere Blechteil (10) aus Stahl, Aluminium oder Magnesium mit Längsrippen (11), Querrippen oder Kreuzrippen hergestellt ist.

5. Karosseriehaube nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (10) an der Unterseite mit einem energieabsorbierenden Polstermaterial (13) wenigstens im Bereich darunter liegender, unverformbarer Fahrzeugteile (14) verkleidet ist.

6. Karosseriehaube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polstermaterial (13) eine Kunststoffschaumauflage, vorzugsweise aus Polypropylen- oder Polyurethanschaum, ein Aluschaum oder eine Wabenstruktur ist.

7. Karosseriehaube insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubenwand (2) ein Oberteil (9), ein sehr steifes Unterteil (10) und eine energieabsorbierende Zwischenlage (15) aufweist, wobei das Oberteil (9) als Oberschale schwimmend auf der energieabsorbierenden Zwischenlage (15) gelagert ist.

8. Karosseriehaube nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (10) aus Stahl, aus Aluminium oder aus Magnesium und dabei als Blechteil oder Gußteil vorzugsweise mit einer Rippenstruktur (11) hergestellt ist.

9. Karosseriehaube nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (15) eine Wabenstruktur aufweist oder aus Hartschaum, Aluschaum oder aus strukturiertem Polypropylen oder Polyurethan hergestellt ist.

10. Karosseriehaube nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (9) ein durchgehendes Blechteil, vorzugsweise aus Stahl, Aluminium, Materialien wie SMC und CFK, oder eine Sandwichbauweise mit verschiedenen Materialkombinationen ist.

11. Karosseriehaube nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (9) folienartig glatt und mit der Zwischenlage (15) materialeinheitlich ausgebildet ist, wobei am Oberteil (9) integral an dessen Unterseite Hartschaum als Zwischenlage (15) angeformt oder angespritzt ist.

12. Karosseriehaube insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubenwand (2) in Sandwichbauweise ausgebildet ist mit einem Oberteil (9) als durchgehendem Blechteil, vorzugsweise aus Stahl, Aluminium, Materialien wie SMC und CFK, oder eine Sandwichbauweise mit verschiedenen Materialkombinationen einer damit verbundenen Zwischenlage (15) aus energieabsorbierendem Material, vorzugsweise als Wabenstruktur, als Alu- oder Kunststoffschaum oder als strukturiertes Polypropylen oder Polyurethan, und einem damit verbundenen Unterteil (10) als durchgehendem Blechteil, vorzugsweise aus Stahl oder Aluminium.

13. Karosseriehaube nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (10) evtl. auch die Zwischenlage (15) eine Lochung aufweist.