DE60013519T2

DE60013519T2 - Kombination von stossfängerhaut und verkleidungsteil für die unterseite eines motors für ein fahrzeug

Info

Publication number: DE60013519T2
Application number: DE60013519T
Authority: DE
Inventors: Thierry Renault
Original assignee: Peguform France SA
Current assignee: Peguform France SA
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: FR2791628A1; WO2000058144A1; EP1082247A1; FR2791628B1; US6435577B1; EP1082247B1; DE60013519D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kombination aus einer Vorderstoßstangenschale eines Fahrzeugs und eines unteren Schließteils des Motorraums, häufig Motorbodenverkleidung genannt. Eine Kombination gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus dem Stand der Technik bekannt. Ferner offenbart das Dokument FR-A-2 757124 eine Motorbodenverkleidung, die eine Platte umfasst, welche eine Hauptsymmetrieebene und einen Querträger aufweist, der sich in der Gebrauchslage gemäß der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt.
Man weiß, dass zwischen 3 und 10 % der Todesfälle in Folge eines Verkehrsunfalls Fußgänger betreffen. Unter diesen Opfern wurde eine Mehrheit in Ballungsräumen beim Überqueren oder Spielen auf der Fahrbahn getötet. Ein erstes ordnungsgemäßes Versuchsverfahren wurde 1996 geschaffen, das darauf abzielte, einen frontalen Zusammenstoß eines Fahrzeugs mit 40 km/h mit einem überquerenden Fußgänger darzustellen.
Drei Aufprallmöglichkeiten wurden definiert:

– Aufprall des Kopfs auf die Motorhaube
– Aufprall der Hüfte; und
– Aufprall des Beins.

Die Konstrukteure werden also schrittweise diese Beanspruchungen für die Entwicklung ihrer Fahrzeuge einbeziehen.
Der Aufprall des Beins betrifft die Stoßstange direkt. Drei Kriterien werden gemessen, um sicherzustellen, dass das Schienbein nicht gebrochen und das Knie nicht beschädigt wird:

– die negative Beschleunigung des Schienbeins muss unter 150 g liegen, wobei g für die Erdbeschleunigung steht;
– die Scherung muß kleiner als 6 mm sein; und
– die Kniebiegung weniger als 15° sein.

Diese Werte können leicht in einer nächsten, neuen Reglementierung verändert werden, werden aber in dieser Größenordnung bleiben. Um diesen Test zu bestehen, wird die Stoßstange in drei verschiedenen Zonen ihrer Länge einem Stoß ausgesetzt. Heutzutage entspricht kein Auto auf dem Markt diesen neuen Kriterien, obwohl zufällig eine Zone manchmal ein gutes Ergebnis liefert.
Überdies steht der Aufprall eines Fußgängers in Konflikt mit den anderen Standardstößen, die man auf der Stoßstange definiert:

– Aufprall beim Parken bei 4 km/h; und
– Aufprall Reparierbarkeit (oder Danner) bei 15 km/h.

Insbesondere dieser letzte Aufprall verlangt von vornherein eine große Starrheit der Stoßstange, wohingegen der Aufprall eines Fußgängers eine weiche Stoßstange verlangt.
Ein Ziel der Erfindung ist es, eine einfache und wirtschaftliche Lösung vorzuschlagen, um es den Fahrzeugen zu erlauben, den Kriterien des Fußgängeraufpralls sowie anderen, klassischen Aufprallmöglichkeiten zu genügen.
Hinsichtlich der Realisierung dieses Ziels sieht man gemäß der Erfindung eine Kombination nach Anspruch 1 vor. Folglich schafft der Querträger einen tiefen Kontaktpunkt, der es bei einem Fußgängeraufprall erlaubt, die Rotation des Beins einzuleiten, so dass das Fahrzeug die oben genannten Kriterien erfüllen kann (Geschwindigkeitsverminderung, Scherung, Biegen). Außerdem ist ein wichtiger Vorteil dieser Lösung, dass sie nicht die Längsträger des Fahrzeugs beansprucht. Falls man in der Tat den klassischen Stoßstangenbalken, der mit den Längsträgern verbunden ist, verwenden würde, um einen tiefen Auflagepunkt zu Zwecken des Fußgängeraufpralls zu schaffen, würde man außerdem riskieren, dass bei einem Frontalaufprall bei 56 km/h oder 64 km/h der Längsträger sich verdreht, bevor er die Energie des Aufpralls absorbiert, was das Leben der Fahrzeuginsassen in Gefahr bringen würde. Die Erfindung erlaubt also zu Zwecken des Fußgängeraufpralls einen tief gelegenen Auflagepunkt zu schaffen, der die Längsträger, die Schließplatte, die klassischerweise am Motorenhaltegestell festgemacht ist, nicht beansprucht.
Die Kombination umfasst vorteilhaft einen Stoßdämpfer, der sich hinter der Schale und vor dem Träger erstreckt.
Der Dämpfer umfasst vorteilhaft ein zellenartiges Material.
Der Dämpfer, der ein unterer Dämpfer ist, umfasst vorteilhaft darüber hinaus einen oberen Balken und einen oberen Stoßdämpfer, der hinter der Schale und vor dem Balken eingebaut ist, wobei der untere Dämpfer hinsichtlich einer frontalen Beanspruchung vom Vorderteil des Fahrzeugs starrer ist als der obere Dämpfer.
Folglich kann man es einrichten, dass der obere Dämpfer und der gegenüberliegende Teil der Schale sich im allgemeinen weiter nach vorne erstrecken als der untere Dämpfer und der zugehörige Teil der Schale, und das aus Fragen des Automobilstils. Nichtsdestoweniger neigt der obere Dämpfer dazu, sich beim Fußgängeraufprall mehr zu verformen als der untere Dämpfer, so dass, obwohl der erste Kontakt des Beins in Höhe der Stoßstange stattfindet, die tatsächliche Auflage auf das Bein häufig schnell an die Unterseite der Stoßstange verlegt wird. Man bringt auf diese Weise die Stilbeschränkungen und die Sicherheitsbeschränkungen für den Fußgänger miteinander in Einklang.
Der Träger erstreckt sich vorteilhaft einstückig gegenüber der Schale.
Folglich läßt man den unteren Dämpfer weg.
Das Schließstück umfasst vorteilhaft zwei Längsträger, die sich der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs folgend erstrecken.
Man vergrößert so die Starrheit des Schließteils. Vorteilhaft bildet der Träger mit den Querträgern, von oben betrachtet, ein "U".
Vorteilhaft ist die Schale so angeordnet, dass ein Teil der Schale, der sich in der Seitenansicht vor dem Träger erstreckt, sich weiter nach vorne erstreckt als der oder die Teile der Schale, die an diesem Teil anschließen.
Man sieht auch, gemäß der Erfindung, eine Fahrzeugkarosserie vor, die eine Kombination gemäß der Erfindung umfasst.
Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden noch in der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erscheinen, das als nichteinschränkendes Beispiel angegeben wird. Zu den beigefügten Zeichnungen:
1 ist eine Querschnittsansicht einer Kombination gemäß der Erfindung im mittleren Längsriß des Fahrzeugs, wobei 1 überdies ein Bein eines Fußgängers schematisch darstellt; und
2 ist eine Ansicht einer Karosserie in Explosionsperspektive, die die Kombination aus 1 einschließt, wobei die Stoßdämpfer nicht dargestellt wurden.
In Bezug auf die Abbildungen hat man eine Karosserie und ein Fahrzeugchassis teilweise dargestellt, die die Kombination gemäß der Erfindung einschließen. Das Chassis umfasst zwei Längsträger 2 eines klassischen Typs, z.B. aus Metall, die sich in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs erstrecken.
Die Karosserie umfasst einen profilierten Stoßstangenbalken 4, der sich quer zur Bewegungsrichtung erstreckt, gegenüber eines vorderen Endes der Längsträger 2, von einem Querbalken zum anderen. Dieser Balken 4 ist hier aus thermoplastischem Material aufgebaut, das durch Glasfaser verstärkt ist. Er ist mittels Formguß hergestellt. Alternativ dazu kann der Balken aus Metall sein (z.B. Stahl oder Aluminium) oder aus einem in Wärme aushärtenden Plastikmaterial vom Typ SMC ("Sheet molding compound": vorimprägniertes Formverfahren). Der Balken 4 hat ein Querprofil in "U"-Form, das in Richtung des Hecks des Autos bzgl. der Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs geöffnet ist. Er weist zwei Ausstülpungen 6 in allgemeiner Zylinderform auf, die sich in Höhe der zwei Öffnungen 8 der Vorderseite des Balkens in Richtung Heck erstrecken. Die Ausstülpungen 6 bilden mit dem Balken ein einziges Stück. Sie sind dazu gemacht, in den vorderen, geöffneten Endpunkten der Längsträger 2 für die Befestigung des Balkens an diesen aufgenommen zu werden.
Die Karosserie umfasst einen oberen Stoßdämpfer 10 in erhabener Form, realisiert aus einem zellenartigen, deformierbaren Material wie Schaumstoff. Dieser Dämpfer 10 ist als Auflagefläche gegen die Vorderseite des Balkens vor dem Balken 4, parallel zu ihm, eingebaut. Dieser Dämpfertyp ist an sich bekannt.
Die Karosserie umfasst ein unteres Schließteil 12 des Motorraums, oder Verkleidungsteil für die Unterseite eines Motors.
Die Verkleidung 12 umfasst eine in allgemeiner Form rechteckige, nicht streng ebene Platte und zwei Längsträger oder Stahlbalken 16, die sich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs folgend nahe an den entsprechenden Seitenrändern der Platte erstrecken. Die Verkleidung 12 umfasst überdies einen vorderen Querträger 18 in Form eines Balkens, der sich nahe einer Vorderseite der Platte 14 erstreckt. In der Planansicht bildet der Träger 18 mit den Längsträgern 16 ein in Richtung Heck geöffnetes "U". Die beiden Längsträger 16 und der Träger 18 sind hier aneinanderstoßend zwischen ihnen. Sie bilden mit der Platte 14 ein einziges Stück. Die Verkleidung 12 ist hier durch Formverfahren mit thermoplastischen Material realisiert. Die Längsträger 16 und der Träger 18 erstrecken sich im Vorsprung einer Oberseite der Platte 12. Sie haben beide ein Querprofil in "U"-Form, das in Richtung des unteren Endes der Unterseite geöffnet ist, wie es 1 für den Balken illustriert.
Die Verkleidung weist überdies zwei geradlinige Balken 20 mit trapezartigem Profil auf, die sich schräg von der Mitte des vorderen Trägers 18 bis zur Mitte der Längsträger 16 erstrecken. Die Platte 14 weist an ihrer Rückseite eine Einkerbung auf. Die Verkleidung hat als Symmetrieebene den mittleren Längsriß des Fahrzeugs.
Die Längsträger 16 weisen an ihrem hinteren Endpunkt ein ebenes Anschlagstück 24 in Form einer Wand auf, die die Längsträger abschließt. Diese Anschlagstücke, senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, kommen in Anlage gegen entsprechende Anschlagstücke 26 des Motorträgers des Fahrzeugs. Hier ist die Verkleidung 12 an ihrer Hinterseite an zwei horizontalen Haken 28, die aus dem Motorträger kommen, an ihren Seitenränder an zwei oberen Haken 30, die aus an sich bekannten Teilen der Karosserie kommen, die nicht zu den Längsträgern 2 gehören und nicht direkt an ihnen befestigt ist, und an ihrer Vorderseite an der Stoßstangenschale befestigt, wie man es sehen wird. Es handelt sich dabei nur um ein Beispiel der Befestigung der Verkleidung am Fahrzeug und es ist klar, dass andere Arten der Befestigung in Betracht gezogen werden können. Vorzugsweise wird man die Verkleidung nicht mit den Längsträgern 2 verbinden, damit ein Stoß auf die Verkleidung nicht deren Biegung bewirkt.
Die Karosserie umfasst einen unteren Stoßdämpfer 32, in erhabener Form, der durch ein zellenartiges, deformierbares Material wie Schaumstoff realisiert ist. Dieser Dämpfer ist vor dem Querträger 18 der Verkleidung 12, als Druckauflage gegen diesen und auf der Vorderseite der Platte 14 eingebaut. Er ist hier an diese Teile geklebt. Alternativ kann er an den Träger 18 geschweißt oder geklammert werden.
Der Querträger 18 erstreckt sich im wesentlichen entlang der Vertikalen des Stoßstangenbalkens 4 unter diesem. Ebenso erstreckt sich der untere Dämpfer 32 formgenau entlang der Vertikalen des oberen Dämpfers 10.
Die Karosserie umfasst eine erhabene Stoßstangenschale 34 eines klassischen Typs, die sich vor den beiden Dämpfern 10, 32 von einem zum anderen erstreckt, wobei sie ihre Vorderseite bedeckt und sie kaschiert, wenn man das Auto von vorne betrachtet. Die Schale 34 ist an jedem Dämpfer auf klassische Weise befestigt, z.B. für den unteren Dämpfer 32 unter Zuhilfenahme von Durchsteckschrauben 34 , die auch durch die Verkleidungsplatte 12 gehen.
Die Verkleidung 12 hat eine gute Stabilität bei einem Aufprall von 56 km/h. Eine Verkleidung dieses Typs, die keinen vorderen Träger 18 aufweist und nicht mit einem unteren Dämpfer verbunden ist, ist in der Patentanmeldung FR-2 757 124 beschrieben. Bei einem Fußgängeraufprall dient der Träger 18 als tiefer Kontaktpunkt in Höhe des Schienbeins 36, dessen Schwerpunkt in Punkt 38 liegt. Das Schienbein ist vom Beim 40 durch das Knie 42 getrennt. Vorzugsweise ordnet man die Verkleidung ausreichend tief an, damit der Aufprall am häufigsten unter dem Schwerpunkt 38 des Schienbeins eintritt, um den Start der Rotation des Beines zu erleichtern.
Um auf andere klassische Beanspruchungen eines Verkleidungsteils für die Unterseite eines Motors einzugehen, kann die Verkleidung 12 aus thermoplastischem Material hergestellt sein, das durch Glasfaser verstärkt ist. Diese Beanspruchungen sind:

– Widerstandsfähigkeit gegen Flüssigkeiten des Motorraums;
– Widerstandsfähigkeit gegen kleine Stöße;
– Widerstandsfähigkeit gegen Splittabdeckung;
– Widerstandsfähigkeit gegen Flammenausbreitung; und
– Akustische Isolierung und Absorption.

Man wird die Verkleidung 12 insbesondere aus einem verstärkten, stanzbaren thermoplastischen Material (das Polypropylen und Glasfaser enthält), aus einem thermoplastischen Material, das eingeflochtenes Glasvlies enthält, aus injiziertem Polypropylen oder aus mit Glasfaser verstärktem Polyurethan herstellen können. Alternativ kann man die Verkleidung 12 als Sandwichform realisieren, die ein Sandwich aus zwei Verbundschichten aus thermoplastischen Materialien auf beiden Seiten einer Lage aus thermoplastischem Material in Bienenwabenform bezeichnet, so wie es im Patent EP-0 649 736-B1 beschrieben ist.
Die akustische Isolierung kann auf klassische Weise mittels Anbringen einer zusätzlichen Materialschicht, z.B. Filz, erreicht werden.
Die Längsträger 16 und der Querträger 18, hier im Querschnitt geöffnet, können geschlossen sein. Man kann auch die Platte 14 und zumindest einen der Längsträger 16 und den Querträger 18 getrennt gießen und sie anschließend durch Vernietung, Kleben, Schweißen, etc. zusammensetzen. Die Längsträger 16 und der Querträger 18 können nicht-aneinanderstoßend sein.
Man sieht in 1, dass der obere Dämpfer 10 sich weiter nach vorne erstreckt als der untere Dämpfer 32. Das gleiche gilt für die entsprechenden oberen und unteren Teile der Stoßdämpferschale, die sie bedecken. Der hohe Kontaktpunkt 44 der Stoßstange ist also weiter vorne als der tiefe Kontaktpunkt 46. Eine derartige Lösung ist gegenwärtig hinsichtlich des Automobilstils zu bevorzugen. (Dennoch stellt man auch fest, dass die Teile 48 und 50 der Stoßstange, die an dem unteren Teil 46 anliegen, weiter hinten sind als dieser. Der untere Teil 46 ist also lokal der Teil, der am weitesten nach vorne steht und bildet daher den tiefen Kontaktpunkt). Um dies zu kompensieren, ist es vorzuziehen, unten einen starreren Dämpfer als oben hinsichtlich einer frontalen Beanspruchung vom Vorderteil des Fahrzeugs zu benutzen. Man kann z.B. für die beiden Dämpfer expandierten Polypropylen-Schaum der Dichte 40 bis 60 g/l für den oberen Dämpfer 10 und 80 bis 100 g/l für den unteren Dämpfer 32 verwenden. Deshalb wird, obwohl der obere Punkt 44 am weitesten vorne liegt, dieser bei einem Fußgängeraufprall mehr gestaucht als der tiefe Punkt 46. Infolgedessen besteht die Tendenz, dass die effektive Druckauflage der Stoßstange auf das Bein während des Aufpralls am Ort des unteren Punkts 46 ist. Die effektiven Widerstandsfähigkeiten gegen Formveränderungen, die man dem Balken 4 und dem Träger 18 gibt, können auch in dieser Hinsicht eine Rolle spielen und können also dementsprechend gewählt werden.
Man kann für die Dämpfer 10 und 32 andere Materialien verwenden, z.B. Polyurethan-Schaum für beide Dämpfer. Für den tief gelegenen Dämpfer kann man eine zellenartige Struktur in Bienenwabenform aus Polypropylen oder Polycarbonat wählen.
Man kann den Querträger 18 weiter vorne positionieren und den tief gelegenen Dämpfer 32 weglassen, so dass der Querträger 18 sich einstückig gegenüber der Schale 34 erstreckt.
Alternativ kann man den tief gelegenen Kontaktpunkt 46 der Stoßstange in die Vertikale des oberen Punkts 44, sogar vor diesen verlegen, so dass der tief gelegene Punkt der am weitesten vorne liegende Punkt ist, wobei der tief gelegene Dämpfer 32 und der Querträger 18 dementsprechend nach vorne versetzt sind.
Gemäß der Erfindung, bei welcher der tief gelegene Auflagepunkt 46 nicht mit den beiden Längsträgern 2 des Chassis verbunden ist, vermeidet man bei einem Aufprall auf den unteren Punkt 46 der Stoßstange die Übertragung der Beanspruchung auf diese, und folglich deren Deformation.

Claims

Kombination aus einer Vorderstoßstangenschale (34) eines Fahrzeugs und einem unteren Schließteil (12) des Motorraums, das hinter der Schale bezüglich der Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließteil (12) einen vorderen Querträger (18) umfasst.
Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Stoßdämpfer (32) umfasst, der sich hinter der Schale (34) und vor dem Träger (18) erstreckt.
Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (32) ein zellenartiges Material umfasst.
Kombination nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie, wobei der Dämpfer (32) ein unterer Dämpfer ist, außerdem einen oberen Balken (4) und einen oberen Stoßdämpfer (10) umfasst, der hinter der Schale (34) und vor dem Balken eingebaut ist, wobei der untere Dämpfer (32) hinsichtlich einer frontalen Beanspruchung vom Vorderteil des Fahrzeugs (34) starrer ist als der obere Dämpfer (10).
Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (18) sich einstückig gegenüber der Schale (34) erstreckt.
Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließteil (12) zwei Längsträger (16) umfasst, die sich in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs erstrecken.
Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (18) mit den Längsträgern (16), von oben betrachtet, ein "U" bildet.
Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (34) so ausgebildet ist, dass ein Teil (46) der Schale, der sich im Profil vor dem Träger (18) erstreckt, sich weiter nach vorne erstreckt als der oder die Teile der Schale (48, 50), die an diesem Teil (46) anschließen.
Fahrzeugkarosserie, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.