DE2711339C3

DE2711339C3 - Aufprallschutzvorrichtung für Fußgänger an einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2711339C3
Application number: DE19772711339
Authority: DE
Inventors: Hermann Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Appel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-16
Filing date: 1977-03-16
Publication date: 1979-09-06
Also published as: DE2711339B2; DE2711339A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufprallschutzvorrichtung für Fußgänger an einem Kraftfahrzeug mit einer in Fußgängerhöhe befindlichen, mittels Lagerungen am Kraftfahrzeug befestigten, bei einem Aufprall nachgiebigen Fronthaube.

Bei Unfällen von Kraftfahrzeugen mit Fußgängern ist außer dem Stoßfänger die Fronthaube für die meisten Verletzungen verantwortlich. Dabei ist zu unterscheiden zwischen der im wesentlichen horizontalen Krafteinwirkung zwischen der Haubenvorderkante und dem Becken der Erwachsenen bzw. dem Kopf des Kindes sowie einer nachfolgenden, im wesentlichen normal gerichteten Krafteinwirkung im Bereich der Haubenoberseite beim Aufschlagen des Körpers im sogenannten Aufschöpfvorgang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fußgängerverletzungen beim Anprall an und Aufprall auf die Fronthaube und den Windlauf des Kraftfahrzeuges zu mildern.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von der Erkenntnis aus, daß der örtlich deformierbaren Ausbildung der Fronthaube Grenzen gesetzt sind und besteht darin, daß die Haubenlagerungen, mit denen die Fronthaube am Kraftfahrzeug befestigt ist, gegenüber von vorne und/oder oben auf die Fronthaube einwirkenden Kräfte der bei einem Fußgängeraufprall auftretenden Größenordnung nachgiebig ausgebildet sind.

Die Erfindung steht insofern im Gegensatz zu bisherigen Auffassungen, weil man allgemein bemüht ist, irgendeine Nachgiebigkeit im Bereich der Fronthaubenbefestigung zur Verhütung von Vibrationen zu vermeiden. Jedoch liegen die bei einem Fußgängerunfall auf die Fronthaube ausgeübten Kräfte wesentlich höher als die während des normalen Fahrbetriebes auftretenden vibrEiionserregendcn Kräfte. Es besteht daher sehr wohl die Möglichkeit, die Lagerungseinrichtungen für die Fronthaube erfindungsgemäß nachgiebig gegenüber den in der Größenordnung der bei einem Fußgängerunfall auftretenden Kräfte, gleichzeitig aber für den normalen Fahrbetrieb starr genug zu gestalten.

Während die erforderliche Längsverschieblichkeit der Fronthaube, beispielsweise durch geeignete Biegeglieder in der Haubenbefestigung, konstruktiv leichter zu verwirklichen ist, kann die Anordnung des erforderlichen vertikalen Deformationsweges größere Schwierigkeiten bereiten. Wichtig ist aber ein ausreichender > vertikaler Verformungsweg insbesondere im hinteren Bereich der Fronthaube, wo mit dem Auftreffen des Kopfes zu rechnen ist. Es ist deshalb zweckmäßig, wenn der hintere Haubenrand den Windlauf und gegebenenfalls die Scheibenwischerlagerung mit einem dem gewünschten Deformationsweg entsprechenden Abstand überlappt. Jedenfalls mu;> dieser Abstand zwischen denjenigen Teilen vorhanden sein, die als starr

ίο betrachtet werden müssen, während zwischen verformbaren Teilen ein geringerer Abstand zugelassen werden kann. Die Verformungswege, die nach dieser Regel vorgesehen werden können, werden in manchen Fällen durch die konstruktiven Verhältnisse unerwünscht beschränkt sein. Erfindungsgemäß läßt sich dadurch Abhilfe schaffen, daß die hintere Lagerungseinrichtung eine den hinteren Fronthaubenrand bei einer nach hinten gerichteten Relativverschiebung der Fronthaube anhebende Führungseinrichtung aufweist. Dies beruht auf dem Gedanken, daß der Beanspruchung der Fronthaube von oben durch einen Aufprall stets ein Anprall in Längsrichtung vorausgehen wird, der die angegebene Relativverschiebung der Fronthaube nach hinten bewirkt. Der Begriff der die Haube bei nach

■>'■ hinten gerichteter Relativverschiebung der Fronthaube anhebenden Führungseinrichtung ist in seinem weitesten Sinne zu verstehen. Es ist eine Vielzahl kinematischer Glieder in der Technik bekannt, die sich dafür anbieten.

Die Anhebung des hinteren Haubenrandes hat den weiteren Vorteil, daß die harten Teile des Windlaufs und die Scheibenwischerlager, die häufig für Verletzungen verantwortlich sind, besser abgedeckt werden.

Es muß darauf geachtet werden, daß die Fronthaube bei der nach hinten gerichteten Längsverschiebung nicht in die Windschutzscheibe eindringt. Erfindungsgemäß können die Lagerungseinrichtungen daher mil einem die Fronthaube gegen Verschiebung in die

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Windschutzscheibe sichernden Anschlag versehen sein. Dieser Anschlag kann mit der erwähnten Führungseinrichtung kombiniert werden. Wenn beispielsweise die Führungseinrichtung eine Biegefeder aufweist während ein Ende in einer Längsführung gehalten ist kann diese Biegefeder im Zusammenwirken mit dem einen Ende der Längsführung den erwähnten Anschlag bilden. In diesem Zusammenhang umfaßt der Begriff der Längsführung jede Führungseinrichtung mit in Längsrichtung stehender Komponente; eine ausschließlich in Längsrichtung gehende Ausrichtung der Führung ist nicht erforderlich.

Die Nachgiebigkeit der Fronthaube in vertikaler Richtung kann ferner durch das Zusammenwirken der Haubenränder mit den angrenzenden Karosserieteilen begrenzt sein. Diese Einschränkung des Verformungsweges kann erfindungsgemäß dadurch ausgeschaltet werden, daß die im Querschnitt gewölbte Fronthaube bezüglich der sich an ihre Seitenränder anschließenden Karosserieteilen so angeordnet ist, daß säe unter Einwirkung von Vertikalkräften ungehindert spreizbar ist Jede im Querschnitt gewölbte Fronthaube neigt unter vertikal einwirkenden Kräften zu einer solchen seitlichen Ausspreizung. Dieser Effekt wird durch die Erfindung im Sinne einer vertikalen Nachgiebigkeit nutzbar gemacht

Er gibt nämlich die Möglichkeit, die Seitenränder der Fronthaube aus dem Abstützungsbereich de^r angrenzenden Karosserieteile zu entfernen, um der Fronthaube dadurch einen weiteren Deformationsweg zu eröffnen. Die Seitenränder der Fronthaube und die angrenzenden Karosserieteile können mit Gleitflächen versehen sein, die diese Aufspreizung — unabhängig von dem durch die von oben einwirkenden Kräfte erzeugten Biegemoment — fördern.

Die nachgiebige Lagerung der Fronthaube ist im allgemeinen nur dann sinnvoll, wenn gleichzeitig dafür gesorgt wird, daß nicht schon beim horizontalen Anprall aufgrund dt.' Massenkräfte der Haube und der Form der am Anprall beteiligten Haubenkante extreme Verletzungen auftreten. Es ist deshalb zweckmäßig, wenn die Fronthaube massearm und am Rand anprallweich ausgebildet ist Letzteres erreicht man insbesondere durch die Wahl großer Biegeradien und kantenferne Anordnung von versteifenden Rippen.

Es ist auch vorteilhaft wenn nachgiebige Zwischenlagen zwischen dem Haubenrand und den Karosserieseitenteilen angeordnet sind, die eine vibrationsarme Auflage gewährleisten, ohne die erfindungsgemäß gewünschte Nachgiebigkeit zu beeinträchtigen.

Die Enlndung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, die vorteilhafte Ausfuhrungsbeispiele veranschaulichen. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Personenkraftwagens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnliche Seitenansicht,

F i g. 3 eine Seitenansicht einer hinteren Haubenlagerung,

F i g. 4 eine Seitenansicht einer anderen hinteren Haubenlagerung,

F i g. 5 eine Seitenansicht einer vorderen Haubenlagerung,

F i g. 6 einen Schnitt durch den Haubenseitenrand,

F i g. 7 eine andere Ausführung des Haubenseitenrandes.

In der ersten Phase eines Anfahrunfalls wirkt die Vorderkante der Fronthaube I des Kraftfahrzeuges — wie in Fig. 1 veranschaulicht — in horizontaler Richtung auf die angefahrene Person ein, wobei auf aie Haubenvorderkante Kräfte in der Richtung des horizontalen Pfeils ausgeübt werden. Dabei entstehen örtliche Deformationen t/l, und die Fronthaube 1 wird relativ zu den Seitenteilen 2 des Kraftfahrzeuges dank der durch Federn in F i g. 1 angedeuteten Nachgiebigkeit ihrer Lagerungen 3 und 4 um den Deformationsweg d2 insgesamt nach hinten verschoben. In einer zweiten

ίο Phase schlägt der Körper von oben auf die Haube I auf. Unter den dabei auftretenden, ebenfalls durch Pfeile symbolisierten Kräften findet im vorderen Fronthaubenbereich eine nach unten gerichtete Deformation c/3 und am hinteren Fronthaubenrand eine entsprechende

is Deformation d4 statt In diesem Zusammenhang sei daran erinnert, daß eine geringfügige Vergrößerung der verfügbaren Deformationswege um wenige Zentimeter

— bei einem Kopfaufprall sogar um wenige Millimeter

— die Belastungen der am Unfall beteiligten Personen auf einer. Bruchteil senken kann.

Der Deformationsweg d 1 am vorderen Haubenrand kann durch bekannte Maßnahmen, beispielsweise eine Vergrößerung der Biegeradien, vergrößert werden.
F i g. 2 veranschaulicht eine Ausführung der vorderen und hinteren Haubenlagerungen 3 und 4, bei denen energieabsorbierende Deformationen c/2 und c/3 möglich sind. Im Bereich der vorderen Haubenlagerung 3, die in bekannter Weise als Scharnier ausgebildet ist, befindet sich ein drehfedernder Kurbellenker 6 zwisehen zwei Gelenkpunkten 7 und 8, von denen wenigstens einer an der normalen Scharnierfunktion beteiligt ist Unter der beim Unfall zunächst horizontal von vorne und später von oben ausgeübten Kraft gibt der Kurbellenker 6 durch Drehung im Uhrzeigersinn

J5 (bezogen auf die Zeichnung) nach, womit eine Bewegung der gesamten Fronthaube nach hinten c/2 und im vorderen Bereich nach unten c/3 verbunden ist. Die hintere Haubenlagerung 4 ist so ausgebildet, daß sie in einer in Längsrichtung verlaufenden Führung 9 die Vr-schiebung eines mit der Fronthaube verbundenen Bolzens 10 zuläßt, um die in Längsrichtung des Fahrzeuges verlaufende Verschiebung dl zu ermöglichen.

Bei dieser in Längsrichtung verlaufenden Verschie-

·'"> bung rf 2 schiebt sich der hintere Rand 11 der Fronthaube 1 mehr oder weniger über den Windlauf 12 und die dort vorhandenen lagenjngsnahen Teile 13 der Scheibenwischer. Dabei kann eine Biegefeder 14 (Fig.3) zur Begrenzung dieser Längsverschiebung

">f> dienen, um das Eindringen der Hinterkante der Fronthaube in die Windschutzscheibe zu verhüten.

Di^ Überlappung des hinteren Haubenrandes 11 über den Windlauf 12 ist gemäß Fig.3 vorzugsweise so getroffen, daß ein ausreichender Abstznd füi den

j> Verformungsweg c/4 zwischen den jeweils steifen Teilen verbleibt. Die Biegefeder 14 bzw. äquivalente Teile können energieverzehrend ausgebildet sein.

Die in F i g. ^ί dargestellte Ausführungsform der hinteren Haubenlagerung (Verriegelung) weist ein starr

*-·· an der Haube 1 befestigtes Verriegelungselement 15 auf, das bekannterweise mit einem Verriegelungshaken 16 zusammenwirkt, der durch eine Feder 17 in seine Sperrstellung gedrängt ist und mittels eines Zugseils 18 durch Drehung ui<i seins Schwenkachse 19 gelöst

■ werden kann. Die Darstellung zeigt den Verriegelungshaken 16 und das Verriegelungselement 15 in der normalen Verriegelungsstellung.

An diejenige Stelle, an der sich der mit dem

Verriegelungshaken 16 zusammenwirkende Teil 20 des Verriegelungselements 15 in der Verriegelungsstellung befindet, schließt sich eine Führungseinrichtung 21 an, die nach hinten aufwärts gekrümmt ist und bei 22 einen F.ndanschlag bildet. Wenn die Fronthaube durch einen Unfall nach hinten geschoben wird, gleitet der Teil 20 in die Führungseinrichtung 21 und wird darin angehoben, bis er gegebenenfallb den Anschlagsbereich 22 erreicht. Das bedeutet, daß sich der hintere Rand der Fronthaube gleichzeitig mit der nach hinten gerichteten Haubenbewegung anhebt. Die nach hinten gerichtete Haubenbcwegung wird durch den Anschlag 22 der Führung gestoppt, damit die Hinterkante der Fronthaube nicht in die Windschutzscheibe eindringen kann.

Unterhalb des Anschlags 22 der Führung schließt sich — nach unten gerichtet — ein weiterer Abschnitt 23 der Führung an, ue^r gegebenenfalls iiiii cficrgievcrzcurcnden Hinrichtungen versehen sein kann. Infolgedessen kann der hintere Bereich der Fronthaube beim Aufprall des Körpers gedämpft nach unten nachgeben.

Es versteht sich, daß das Verriegelungselement 15 durch Elemente anderer Art ersetzt sein könnte, beispielsweise durch eine Biegefeder, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, oder durch ein ene^gieverzehrend ausgebildetes Biegeglied, das dank seiner Nachgiebigkeit den Abschnitt 23 der Führungseinrichtung ?ü rrsetzen vermag.

Voraussetzung für die beschriebene, nach hinten gerichtete Bewegung der Fronthaube ist eine entsprechend nachgiebige Ausbildung der vorderen Haubenlagerung, die in Fi g. 5 als Scharnier 24 mit den üblichen Scharnierelementen angedeutet ist, die keiner weiteren Erläuterung bedürfen. Gemäß der Erfindung enthält jedoch dieses Scharnier ein Biegeelement 25, das gegenüber von vorne und von oben einwirkenden Kräften nachzugeben vermag.

F i g. 6 veranschaulicht den Seitenbereich der Fronthaube 1, der zu vertikaler Deformation dZ bzw. d4 befähigt sein soll. Zu diesem Zweck ist zwischen der nach unten gewendeten Fläche 26 des Seitenrands der Fronthaube und der dieser gegenüberliegenden Fläche 27 der Seitenteile 2 ein nachgiebiges Element 28 eingeschaltet, das über die geforderte Nachgiebigkeit verfügt und den Abstand — soweit dieses zur Vermeidung von Vibrationen und zur Abdichtung erforderlich ist — ausfüllt.

Eine andere Lösung ist in Fig. 7 dargestellt. Die Fronthaubc 1 und die Seitenteile 2 sind so ausgebildet, daß im Falle einer von oben einwirkenden Kraft der Randbereich 29 der Haube 1 über die zusammenwirkenden Unterstützungsflächen seitlich aufgespreizt wird und damit nach unten nachgeben kann. Es stehen im wesentlichen zwei Mittel zur Verfugung, die diese Spreizung gesondert oder gemeinsam herbeiführen können. Das erste Mittel besteht in zumindest einseitiger Anordnung von Schrägflächen. d.·'.:. andere beruht auf der Biegeverformung der Haube unter den von oben einwirkenden Kräften. Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 7 vereinigt beide Mittel.

Auf den Seitenteilen 2 ist ein Gummiprofii 30 aufgesetzt, dessen Oberseite 31 als eine im wesentlichen nach außen abfallend«; Schrägfläche ausgebildet ist. Bei 32 besitzt es einen Sattel, der Hie Ruheauflage fir ■'■„■

«.«.Ilt-ttUl.

Unter dem Sattel 32 befindet sich ein Profil-Hohlraum 34, der den Sattel nach unten nachgiebig macht.

Die i lonthaube 1 ist zumindest in ihrem Randbereich gewölbt ausgeführt, so daß die Kante 33 tiefer liegt als die Haubenoberseite, au;" die Unfallkräfte auftreffen. Diese Kräfte bewirken daher eine Durchbiegung der Fronthaube, durch die die Kante 33 nach außen erdrängt wird. -Vn die Kante 33 schließt sich auf der Innen:. ;ite der Haube das Verstärkungsblech 35 an, das einer nach außen abfallende Richtung folgt.

Wenn bei einem Unfall auf die Haube von oben eine Kraft ausgeübt wird, wird die Kantr ^3 — wie bereits erläutert — nach außen gedrängt so daß sie den Sattel 32 überwindet. Außerdem kann der Sattel 32 nachgeben. Es kommt somit zu einem Zusammenwirken der Schrägflächen des Verstärkungsbleches 35 und der Fläche 31, wobei der Randbereich 29 der Haube unter den von oben einwirkenden Kräften auseinandergespreizt wird und somit bis zu einem gewissen Grade von den Stützquerschnitten der Seitenteile frei wird und eine nach unten gerichtete Deformationsbewegung vollziehen kann.

Die nach außen gerichtete Spreizung des Haubenquerschnitts ist im allgemeinen zweckmäßig, weil sie sinngemäß übereinstimmt mit der Haubenbiegung. In Sonderfällen mag auch eine nach innen gerichtete Spreizung erwogen werden, wenn es nicht möglich ist, die Fronthaube als Gesamtüberdeckung des vorderen Fahrzeugbereiches auszuführen.

Hierzu 5 Blatt Zcichnuncen

Claims

Patentansprüche:

1. Aufprallschutzvorrichtung für Fußgänger an einem Kraftfahrzeug mit einer in Fußgängerhöhe befindlichen, mittels Lagerungen am Kraftfahrzeug befestigten, bei einem Aufprall nachgiebigen Fronthaube, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubenlagerungen (3 und 4) gegenüber von vorne und/oder oben auf die Fronthaube (1) einwirkenden Kräften der bei einem Fuflgängeraufprall auftretenden Größenordnung nachgiebig ausgebildet sind.

2. Aufprallschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Fronthaubenrand (11) den Windlauf (12) und gegebenenfalls die Scheibenwischerlagerung (13) mit einem dem gewünschten Deformationsweg (d4) entsprechenden Abstand zwischen steifen Teilen des Windlaufs und der Haube überlappt.

3. AufpraUschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Haubeniagerung (4) eine den hinteren Fronthaubenrand (11) bei einer nach hinten gerichteten Relativverschiebung (d2) der Fronthaube (1) anhebende Führung (21) aufweist.

4. Aufprallvorrichtung nach -äinem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubenlagerungen (3 und 4) einen die Fronthaube (1) gegen Verschiebung in die Windschutzscheibe sichernden Anschlag (9,14 bzw. 15,22) aufweisen.

5. Aufpraf'schutzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ^ie hintere Haubenlagerung (4) eine an einer Längsführung (9 oder 21) gehaltene und als Zuganschlag ausgebildete Biegefeder (14) aufweist.

6. Aufprallschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fronthaube (1) bezüglich der sich an ihre Seitenränder (29) anschließenden Karosserieteile (2) so angeordnet ist, daß sie unter Einwirkung von Vertikalkräften ungehindert spreizbar ist.

7. Aufprallschutzvorrichtung nach einem de*· Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine weiche Zwischenlage (28) zwischen dem Haubenrand (26) und den angrenzenden Seitenteilen (27) der Karosserie angeordnet ist.

8. Aufprallschutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fronthaube (1) massearm und am Haubenrand in an sich bekannter Weise anprallweich ausgebildet ist.