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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frontpartie für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eine im Hinblick auf den Fußgängerschutz optimierte Frontpartie.
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Bei einem Unfall mit Fußgängerbeteiligung stößt das Kraftfahrzeug in der Regel zunächst mit einem vorderen Stoßfänger gegen die Beine des Fußgängers und beschleunigt diese. Der Rumpf wird nicht im gleichen Maße mitbeschleunigt und schlägt daher von oben auf die Haube des Fahrzeugs auf. Um die verschärften gesetzlichen Anforderungen an den Fußgängerschutz bei Verkehrsunfällen zu erfüllen, sind zahlreiche Konstruktionen von Frontpartien vorgeschlagen worden, die in der Lage sind, bei einem Zusammenstoß mit einem Fußgänger nachzugeben und dadurch die auf ihn einwirkenden Beschleunigungen und Biegekräfte zu verringern. So zeigt z. B.
US 201 2/01 53643 A1 eine Frontpartie mit einer Stoßfängerverkleidung, die in einem oberen Bereich über einen bei einem Unfall stauchbaren Energieabsorber an einem Stoßfängerquerträger abgestützt ist und von der sich ein unterer Bereich vor und unterhalb einer im Wesentlichen plattenförmigen, durch in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Sicken verlaufenden Unterschenkelvorrichtung erstreckt, die bei einem Unfall in Fahrzeuglängsrichtung gestaucht werden und dabei Energie absorbieren soll.
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DE 10 2007 021 216 A1 zeigt eine Frontpartie für ein Kraftfahrzeug mit einer Stoßfängerverkleidung und einen Unterfahrschutz, der an der Unterseite der Karosserie freiliegt und bei einem Unfall als energieabsorbierendes Deformationselement wirken soll. Der Unterfahrschutz weist beabstandet von einem vorderen Rand Befestigungsaufnahmen auf, die zur Befestigung am Stoßfänger dienen. Der Stoßfänger selber muss eine beträchtliche Steifigkeit aufweisen, um sicherzustellen, dass, wenn der Stoßfänger zwischen zweien dieser Befestigungsaufnahmen mit einem Fußgänger kollidiert, er nicht am Ort der Kollision einknickt und unter den vorderen Rand des Unterfahrschutzes zurückweicht, sondern eine zum Stauchen des Unterfahrschutzes ausreichende Kraft auf diesen überträgt. Eine solche hohe Steifigkeit des Stoßfängers macht die Einhaltung der Grenzwerte für die mechanische Beanspruchung der Beine des Fußgängers schwierig.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine einfach aufgebaute Frontpartie für ein Kraftfahrzeug anzugeben, mit dem die gesetzlichen Vorgaben für den Fußgängerschutz eingehalten werden können.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer Frontpartie für ein Kraftfahrzeug mit einer Stoßfängerverkleidung und einem durch sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Strukturen versteiften Unterfahrschutz, von dem ein hinterer Rand an einem Rahmen des Kraftfahrzeugs befestigt ist, ein vorderer Rand des Unterfahrschutzes mit der Stoßfängerverkleidung verbunden ist. Der Unterfahrschutz ist daher auf seiner gesamten Länge, vom vorderen bis zum hinteren Rand, bei einem Unfall einer Stauchbelastung ausgesetzt, und es gibt keinen Bereich, der unbelastet bleibt und im Laufe der Verformung der Frontpartie eine vorspringende scharfe Kante bilden könnte.
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Vorzugsweise hängt die Stoßfängerverkleidung mit dem Unterfahrschutz einteilig zusammen. Dadurch kann vermieden werden, dass die bei einem Zusammenstoß auf die Stoßfängerverkleidung einwirkenden Kräfte örtlich konzentriert, z. B. auf eine begrenzte Zahl von Befestigungsaufnahmen, auf den Unterfahrschutz übertragen werden, und die Gefahr eines unkontrollierten Reißens der Verbindung zwischen Unterfahrschutz und Stoßfängerverkleidung kann minimiert werden.
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Die Stoßfängerverkleidung kann in sich aus mehreren Teilen zusammengefügt sein. Eine weitere Vereinfachung des Aufbaus ist jedoch dadurch zu erreichen, dass Unterfahrschutz und Stoßfängerverkleidung sich einteilig wenigstens bis über einen sich in vor einem Kühleraggregat erstreckenden Stoßfängerquerträger erstrecken.
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Bei einer solchen Einheit aus Unterfahrschutz und Stoßfängerverkleidung kann die Abstützung durch den Unterfahrschutz ausreichen, um einem unteren Bereich der Stoßfängerverkleidung die notwendige Widerstandsfähigkeit gegen Stauchbelastung zu verleihen, so dass ein unterer Stoßfängerquerträger zum Abstützen dieses unteren Bereichs verzichtbar wird.
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Vorzugsweise erreichen die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Strukturen nicht den vorderen Rand des Unterfahrschutzes. Dies führt dazu, dass der Unterfahrschutz im Bereich des vorderen Randes leichter biegsam ist als in einem zentralen Bereich, über dem sich die Strukturen erstrecken, so dass der Unterfahrschutz dazu neigt, dem bei einem Zusammenstoß einwirkenden Druck durch Verbiegen entlang des vorderen Randes nachzugeben.
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Der Unterfahrschutz ist vorzugsweise über die Länge der Strukturen hinweg frei tragend, um ein Nachgeben durch Knicken der Strukturen zu ermöglichen.
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Vorzugsweise ist der Unterfahrschutz im Längsschnitt gekrümmt mit konvexer Unterseite. Dadurch wird erreicht, dass der Unterfahrschutz dazu neigt, dem bei einem Zusammenstoß einwirkenden Druck auszuweichen, indem er einknickt und dabei nach unten ausweicht. Auf diese Weise vergrößert sich durch die Verformung des Unterfahrschutzes die Kontaktfläche zu den Beinen des Fußgängers, so dass sich die hier übertragenen Kräfte auf eine große Fläche verteilen, was dazu beiträgt, die Verletzungsgefahr zu verringern.
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Die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Strukturen können insbesondere Rippen oder Sicken sein.
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Der Abstand zwischen benachbarten Strukturen ist vorzugsweise kleiner als die Breite eines Beinimpaktors, um sicherzustellen, dass, unabhängig davon, an welcher Frontpartie diese mit den Beinen des Fußgängers zusammenstößt, stets wenigstens eine der Strukturen unmittelbar hinter der Kontaktfläche mit den Beinen liegt und diese abstützt.
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Vorzugweise sind die Strukturen zum vorderen Rand des Unterfahrschutzes hin aufgefächert, um auch solche Randbereiche des Stoßfängers noch an dem Rahmen abzustützen, die sich nicht unmittelbar vor dem Rahmen sondern z. B. vor einem den Rahmen flankierenden Radkasten befinden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur. Aus dieser Beschreibung und der Figur gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Frontpartie in einer perspektivischen Ansicht schräg von unten;
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2 einen schematischen Schnitt durch die Frontpartie;
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3 ein Detail eines Unterfahrschutzes im Schnitt in Fahrzeugquerrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung;
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4 ein zu 3 analoges Detail im Schnitt gemäß einer zweiten Ausgestaltung;
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5 ein Detail der Frontpartie in einem schematischen Längsschnitt, jeweils im Normalzustand bzw. in einem durch einen Zusammenstoß eingedrückten Zustand;
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6 ein zu 5 analoges Detail in einem Schnitt entlang einer zur Schnittebene der 3 parallel versetzten Schnittebene; und
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Frontpartie eines Kraftfahrzeugs. Die Frontpartie setzt sich aus mehreren aus Kunststoff einteilig spritzgeformten Elementen zusammen, hier einer unteren Schale 1 und einer oberen Schale 2, die entlang einer Stoßkante 3 aneinander befestigt sind. Die Stoßkante 3 ist durch mehrere von beiden Schalen 1, 2 begrenzte Öffnungen unterbrochen, die Nebelscheinwerfer 4 bzw. einen unteren Kühlergrill 5 aufnehmen. Öffnungen, die Abblendscheinwerfer 7 bzw. einen oberen Kühlergrill 6 aufnehmen, sind aus der oberen Schale 2 ausgespart und können nach oben von einer Motorhaube 8 begrenzt sein. Vor der Frontpartie ist, aus der Fahrzeugmitte nach rechts versetzt, ein Beinimpaktor 9 dargestellt, der, um einen Zusammenstoß mit einem Fußgänger zu simulieren, von vorn gegen die Frontpartie geschossen wird.
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2 zeigt die Frontpartie und den Beinimpaktor 9 in einem schematischen Schnitt in Fahrzeugslängsrichtung. Im Fahrzeuginnern erstreckt sich in üblicher Weise zwischen oberem und unterem Kühlergrill 6 bzw. 5 und vor einem Kühleraggregat 22 ein oberer Stoßfängerquerträger 10. Zwischen ihm und der oberen Schale 2 ist ein bei einer Kollision nachgiebiger Energieabsorber 11, typischerweise ein sich in Fahrzeugquerrichtung entlang des oberen Stoßfängerquerträgers 10 erstreckender Hartschaumkörper, angebracht.
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Die untere Schale 1 umfasst beiderseits des unteren Kühlergrills 5 im Wesentlichen aufrechte Wandbereiche 13 (siehe 1), die entlang der Stoßkante 3 auf die obere Schale 2 treffen und durch diese im Wesentlichen bündig nach oben verlängert sind. Zwischen den aufrechten Wandbereichen 13, unterhalb des unteren Kühlergrills 5, bildet die untere Schale 1 ein zum Fahrzeuginneren hin offenes U-Profil 14, das am besten in 2 zu erkennen ist. Ein unterer Stoßfängerquerträger 12 erstreckt sich hinter den Wandbereichen 13 und greift in die dem Fahrzeuginneren zugewandte Nut des U-Profils 14 ein. Die Wandbereiche 13 und das U-Profil 14 bilden so zusammen mit der oberen Schale 2 eine Stoßfängerverkleidung, die die Stoßfängerquerträger 10, 12 zur Fahrzeugvorderseite hin überdeckt.
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Die Wandbereiche 13 sind nach unten durch eine Biegezone 15 begrenzt, an der sie in einen sich plattenartig unter den Motorraum des Fahrzeugs erstreckenden Unterfahrschutz 16 übergehen. Derselbe Unterfahrschutz 16 verlängert auch einen unteren Schenkel des U-Profils 14. Der Unterfahrschutz 16 ist durch zahlreiche sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende, nach vorn leicht auffächernde Strukturen 17 versteift. Bei der unteren Schale der 1 sind die versteifenden Strukturen Sicken, d. h. einer an der Unterseite des Unterfahrschutzes 16 sichtbaren rinnenförmigen Einbuchtung liegt an der dem Motorraum zugewandten Oberseite eine Ausbuchtung gegenüber, und umgekehrt, wie in 3 dargestellt. Alternativ und wie in 4 gezeigt, könnten auch langgestreckte Rippen als versteifende Strukturen 17 an Ober- und/oder Unterseite des Unterfahrschutzes 16 vorgesehen sein. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Strukturen 17 ist deutlich kleiner als die Breite des Impaktors 9, so dass, egal an welcher Stelle er gegen die Frontpartie geschossen wird, mehrere der Strukturen dem Stauchdruck des Impaktors 9 unmittelbar ausgesetzt sind.
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Ein hinterer Rand 19 des Unterfahrschutzes 16 ist an einem Querträger 18 (siehe 2) der Karosserie des Fahrzeugs befestigt. In 1 ist dieser Querträger durch den Unterfahrschutz 16 verdeckt, zu sehen sind entlang des hinteren Randes 19 des Unterfahrschutzes 16 verteilte Öffnungen 20, die vorgesehen sind, um nicht dargestellte, den hinteren Rand 19 am Querträger 18 verankernde Schrauben aufzunehmen, sowie Längsträger- 21, deren vordere Enden mit dem Querträger 18 verbunden sind, um einen den Motorblock des Fahrzeugs tragenden Rahmen zu bilden.
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Wie in 2 zu erkennen, ist der Unterfahrschutz 16 im Längsschnitt leicht gekrümmt mit konvexer Unterseite. Dies hat zur Folge, dass, wenn die Stoßfängerverkleidung durch den Aufschlag des Beinimpaktors lokal eingedrückt wird, so dass ein Teil des U-Profils 14 oder eines der Wandbereiche 13 ins Fahrzeuginnere zurückgedrängt wird, der am Querträger 18 verankerte hintere Rand 19 jedoch nicht zurückweichen kann, ein mittlerer Bereich 22 des Unterfahrschutzes 16 nach unten ausweicht. Um diese Ausweichbewegung zu erleichtern, können die Strukturen 17 dort, wie in 2 angedeutet, ein Querschnittsminimum aufweisen oder sogar unterbrochen sein.
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Wenn der Aufschlag an einem der aufrechten Wandbereiche 13 stattfindet, führt die Ausweichbewegung des Unterfahrschutzes 16, wie in 5 zu erkennen, zu einer Verringerung der Krümmung im Bereich der Biegezone 15 und damit zu einer Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen unterer Schale 1 und Impaktor 9. Bei einem Zusammenstoß mit einem Fußgänger trägt eine solche Vergrößerung der Kontaktfläche zur Verringerung des Verletzungsrisikos bei. Da die versteifenden Strukturen 17 sich nicht bis in die Biegezone 17 erstrecken, behindern sie die Verformung in diesem Bereich nicht, sondern tragen vielmehr dazu bei, in erwünschter Weise die Verformung auf die Biegezone 17 zu konzentrieren.
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Wenn der Impaktor im Bereich des U-Profils 14 auftrifft, ist nicht einmal eine Verformung des Querschnitts im vorderen Bereich der unteren Schale 1 erforderlich, um dem Impaktor 9 ausweichen zu können. Stattdessen dreht sich lediglich, wie in 6 gezeigt, das U-Profil 14 um eine horizontale Achse, so dass ein vorderer Bereich des Unterfahrschutzes 16 in zunehmend großflächigeren Kontakt mit dem Impaktor kommt und diesen abfängt.
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Einer zweiten Ausgestaltung zufolge sind die zwei Schalen 1, 2 der Stoßfängerverkleidung durch eine einzige Schale ersetzt, die sich zusammen mit den Unterfahrschutz 16 einteilig über die Frontpartie des Fahrzeugs von den Unterkanten der Abblendscheinwerfer 7 und des oberen Kühlergrills 6 über den oberen Stoßfängerquerträger 10 hinweg bis zum Querträger 18 erstreckt. Diese Ausgestaltung ist nicht in einer eigenen Figur dargestellt, da diese sich von der Ansicht der 1 lediglich durch den Wegfall der Stoßkante 3 unterscheiden würde.
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Die den einteiligen Aufbau der Stoßfängerverkleidung erreichte Stabilisierung bietet überdies die Möglichkeit, den unteren Stoßfängerquerträger 12 entfallen zu lassen und dadurch den Fertigungsaufwand deutlich zu verringern, ohne dass dies einen wesentlichen Einfluss auf das in den 5 und 6 dargestellte Deformationsverhalten des Unterfahrschutzes 16 hätte.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- untere Schale
- 2
- obere Schale
- 3
- Stoßkante
- 4
- Nebelscheinwerfer
- 5
- unterer Kühlergrill
- 6
- oberer Kühlergrill
- 7
- Abblendscheinwerfer
- 8
- Motorhaube
- 9
- Beinimpaktor
- 10
- oberer Stoßfängerquerträger
- 11
- Energieabsorber
- 12
- unterer Stoßfängerquerträger
- 13
- Wandbereich
- 14
- U-Profil
- 15
- Biegezone
- 16
- Unterfahrschutz
- 17
- Struktur
- 18
- Querträger
- 19
- hinterer Rand
- 20
- Öffnung
- 21
- Längsträger
- 22
- Kühleraggregat
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2012/0153643 A1 [0002]
- DE 102007021216 A1 [0003]
