DE10116284A1 - Energieabsorbierende Fronthaube an einem Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine energieabsorbierende Fronthaube an einem Fahrzeug, mit einer am Fahrzeugaufbau abgestützten biegesteifen Unterstruktur und einem Oberblech und mit diesem in Wirkverbindung stehenden energiespeichernden und -freisetzenden Mitteln, die das Oberblech im Falle eines Aufpralls wenigstens auf der der Windschutzscheibe zugewandten Seite in eine angehobene Aufprallposition verbringen. Sie löst die Aufgabe, eine alternative Lösung zum Anheben des Oberblechs im Falle eines Aufpralls eines Aufprallbeteiligten anzugeben. Dazu ist die Unterstruktur (1, 14, 19, 27) im Abstand vom Oberblech (3) geteilt, und die Teile sind über betätigbare Verriegelungselemente (5, 17, 22/23, 30) miteinander verbunden, die bei einem Aufprall sensorgesteuert eine Entriegelung der Teile vornehmen, wobei der dem Oberblech (3) zugewandte Teil der Unterstruktur (1, 14, 19, 27) mit diesem verbunden bleibt und mit angehoben wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine energieabsorbierende Fronthaube an einem Fahrzeug zur Aufnahme von Aufprallenergie, die durch einen Fußgänger oder einen anderen Aufprallbeteiligten oder auch durch einen den aufprallenden Kopf eines Fußgängers simulierenden Impaktor eingebracht wird.

Fronthauben an Kraftfahrzeugen werden in zunehmendem Maße "fußgängerfreundlich" gestaltet, derart, daß diese den Aufprall eines Fußgängers oder Radfahrers (Aufprallbeteiligten) energieabsorbierend aufnehmen, um die Schwere seiner Verletzungen zu reduzieren. Dazu ist es aus der DE 196 15 744 C1 bekannt, einem vorbestimmten Außenwandungsbereich eines aus einer inneren und einer äußeren Wandung gebildeten Karosserieteils (Fronthaube) eine Gassackvorrichtung zuzuordnen, durch die der Außenwandungsbereich dem Aufprallbeteiligten entgegen verlagerbar ist. Bei einer erkannten Kollision und Aufprallbelastung wölbt sich der Außenwandungsbereich unter dem Druck des freigesetzten Gases nach außen auf, wodurch ein zeitiger, energieverzehrender Kontakt des Aufprallbeteiligten mit der Fronthaube erzielt wird. Mit der DE-Anmeldung, Aktenzeichen 100 14 832.8, ist eine aus einem Innen- und einem Außenblech gebildete Fronthaube vorgeschlagen worden, zwischen denen Airbagschläuche angeordnet sind, die im Falle einer Kollision das gesamte Außenblech gegenüber dem Innenblech anheben, um die Härte des Aufpralls eines Aufprallbeteiligten zu reduzieren. Bei dieser Lösung werden ein größerer Deformationsweg für das Außenblech und zusätzlich Gaspolster zur Energieaufnahme zur Verfügung gestellt.

Gegenstand der DE-Anmeldung, Aktenzeichen 100 22 094.0, ist ein energieabsorbierendes Karosserieteil (Fronthaube) an einem Fahrzeug mit einer äußeren Wandung (Oberblech) und einer am Fahrzeugaufbau abgestützten biegesteifen inneren Wandung (Unterstruktur) und unter dem Oberblech ausgebildeten Kammern mit deformierbaren Kammerwänden, die durch von wenigstens einem Gasgenerator freigesetztes Gas beaufschlagbar sind, so daß das gesamte Oberblech bei einer Aktivierung des Gasgenerators von der Unterstruktur weggedrückt und somit angehoben wird. Dabei können die Kammerwände mit Sollbruchlinien versehen und in der jeweiligen Kammer ein Airbagschlauch angeordnet sein. Alternativ dazu ist die Unterstruktur derart geformt, daß diese mit dem Oberblech im Bereich des Karosserieteilrandes (Fronthaubenrandes) eine umlaufende Kammer ausbildet, wobei die Unterstruktur eine äußere Kammerwand und eine innere Kammerwand formt und die Kammerwände gegenüber dem Oberblech mit einer Sollbruchlinie versehen oder deformierbar gestaltet sind, wobei bei zwei mit Sollbruchlinien versehenen Kammerwänden Airbagschläuche in Teilbereichen der Kammer angeordnet sind. Bei einer Aktivierung des Gasgenerators wird ebenfalls das Oberblech von der Unterstruktur weggedrückt. Auch bei diesen Lösungen ist das Verletzungsrisiko für den Aufprallpartner reduziert, da durch das Anheben des Oberbleches ein größerer Deformationsraum für dieses zur Verfügung steht und die Fronthaube damit ein größeres Energieaufnahmevermögen hat.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine alternative Lösung zum Anheben des Oberblechs bei einer aus einem solchen und einer Unterstruktur gebildeten energieabsorbierenden Fronthaube im Falle eines Aufpralls eines Aufprallbeteiligten anzugeben.

Diese Aufgabe wird bei einer Fronthaube mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Fronthaube, die eine am Fahrzeugaufbau abgestützte biegesteife Unterstruktur und ein Oberblech sowie mit diesem in Wirkverbindung stehende energiespeichernde und -freisetzende Mittel aufweist, die das Oberblech im Falle eines Aufpralls wenigstens auf der der Windschutzscheibe zugewandten Seite in eine angehobene Aufprallposition verbringen, die Unterstruktur im Abstand vom Oberblech geteilt ist und die Teile über betätigbare Verriegelungsmittel miteinander verbunden sind, die bei einem Aufprall entriegelt werden. Dabei bleibt der dem Oberblech zugewandte Teil der Unterstruktur mit diesem verbunden und wird gemeinsam mit diesem in die angehobene Position verbracht. Durch das Anheben des mit einem Teil der Unterstruktur verbundenen Oberbleches steht ein größerer Deformationsraum zur Verfügung, der mit einem größeren Energieaufnahmevermögen des Oberblechs einhergeht, wodurch das Verletzungsrisiko für den Aufprallpartner reduziert ist. Durch die Abkopplung eines Teils der Unterstruktur von der anzuhebenden Fronthaube wird auch deren Trägheitsmasse reduziert.

Die Unterstruktur kann aus einem aus Spriegeln bestehenden Rahmen gebildet sein, auf dem das Oberblech, insbesondere durch Klebung, befestigt ist, wobei die Spriegel in einer parallel zum Oberblech verlaufenden Ebene geteilt und miteinander verriegelt sind. Auch kann die Unterstruktur aus zwei Lagen von miteinander korrespondierenden Spriegeln gebildet sein, die entweder ineinander angeordnet oder gegeneinander gerichtet und aufeinander angeordnet und miteinander verriegelt sind. Dabei können die Spriegel schwächer ausgelegt sein.

Als energiespeichernde und -freisetzende Mittel werden vorgespannte Federn eingesetzt, die entweder in dem durch das Oberblech und dem jeweiligen Spriegel gebildeten Raum angeordnet sind oder, bei ineinander oder aufeinander angeordneten Spriegeln, neben diesen, wobei die Unterstruktur zur Halterung der dem Oberblech abgewandten Spriegel ein Innenblech aufweist. Dieses kann dann auch zur Abstützung der neben den Spriegeln angeordneten Federn dienen. Airbagschläuche werden bevorzugt ebenfalls neben den Spriegeln eingesetzt.

Die Verriegelungsmittel sind vorteilhaft aus an den Teilen der Unterstruktur ausgebildeten Hinterschneidungselementen und mit diesen in Eingriff gebrachten Schiebeelementen oder aus Steckelementen und Ösen für diese gebildet, die bei einem Aufprall sensorgesteuert pyrotechnisch, durch Kolben-Zylinder-Einheiten, magnetisch oder auch durch Federmittel betätigt werden und die Verriegelung lösen, wodurch die energiefreisetzenden Mittel das Oberblech mit Teilen der Unterstruktur anheben können. Bei Einsatz von Airbagschläuchen in Verbindung mit wenigstens einem Gasgenerator als energiefreisetzendes Mittel können die Verriegelungselemente auch Klemmelemente sein, deren Klemmkraft bei der Befüllung der Airbagschläuche überwunden wird.

Zur Fixierung des angehobenen Oberbleches zur Schwingungsdämpfung und zur zusätzlichen Energieaufnahme können im Querschnitt abgewinkelte Blechstege vorgesehen sein, die mit der Ober- und der Unterstruktur verbunden, insbesondere verklebt, sind und die beim Anheben des Oberbleches und der Oberstruktur aufgebogen werden oder wenigstens teilweise an der unteren Befestigung aufreißen. Beim Aufprall eines Fußgängers werden die deformierten Blechstege wieder zurückgebogen und absorbieren dadurch Energie. Damit auch im vorderen Haubenbereich die Fronthaube abgestützt wird, sind diese stegförmigen Deformationselemente im gesamten Bereich der Fronthaube zwischen Ober- und Unterstruktur vorzusehen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen schematisch:

Fig. 1a eine Draufsicht auf die Unterstruktur einer Fronthaube,

Fig. 1b einen Schnitt A-A durch die Fronthaube,

Fig. 1c einen Schnitt B-B durch die Fronthaube,

Fig. 2 einen Fronthaubenabschnitt mit einer weiteren Ausführung der Unterstruktur,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Fronthaubenabschnitt mit einer dritten Ausführung der Unterstruktur und

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Fronthaubenabschnitt mit einer vierten Ausführung der Unterstruktur.

Die Fig. 1a bis 1c zeigen eine energieabsorbierende Fronthaube mit einer biegesteifen Unterstruktur 1 und einem mit dieser durch Kleberschichten 2 verbundenen Oberblech 3. Die Unterstruktur 1 besteht aus einem aus U-förmigen Spriegeln 4F, 4S und 4W gebildeten Rahmen, der das Oberblech 3 trägt, wobei die Schenkel der beiden seitlichen Spriegel 4S und des windschutzscheibenseitigen Spriegels 4W in einer parallel zum Oberblech 1 verlaufenden Ebene geteilt und an der Teilungsfuge hakenförmig nach außen abgebogen und durch ein C-förmiges Verriegelungsstück 5 aneinander festgelegt sind, wobei im Innern der Spriegel 4F bis 4 W zwischen diesen und dem Oberblech vorgespannte Druckfedern 6 als energiespeichernde und -freisetzende Mittel angeordnet sind. Der frontendseitige Spriegel 4F ist im Unterschied zu den Spriegeln 4S und 4W an seinem frontendseitigen Schenkel mit einer durchgehenden Sicke 7 und mit einem Schloßbügel 8 versehen, mit dem die Fronthaube in ihrer Schließposition gehalten ist. Die Verriegelungsstücke 5 sind jeweils mit einer Kolbenstange 9 einer Doppel-Kolben- Zylinder-Einheit 10 über Seilzüge 11 verbunden. Die Doppel-Kolben-Zylinder-Anordnung 10 steht über Gasdruckleitungen 12 mit einem sensorgesteuerten Gasgenerator 13 in Wirkverbindung.

Bei einem Aufprall des Fahrzeugs wird, durch die nicht dargestellte Sensorik ausgelöst, der Gasgenerator 13 aktiviert. Die beiden Kolben der Doppel-Kolben-Zylinder-Anordnung 10 werden durch das freigesetzte Gas beaufschlagt und ziehen die Verriegelungsstücke 5 aus ihrer Verriegelungsstellung. Dadurch und durch die nun ihre Federenergie freisetzenden Druckfedern 6 wird das Oberblech 3 mit dem oberblechseitigen Teil der die Unterstruktur 1 bildenden Spriegel 4S und 4W von dem dem Oberblech 3 abgewandten Teil weggedrückt und gegenüber diesem angehoben. Der frontendseitige Spriegel 4F dient dabei mit seinem frontendseitigen Schenkel mit der Sicke 7 als Scharniergelenk, um das das Oberblech 3 nach oben geschwenkt wird. Die Anordnung ist reversibel, so daß bei einer Fehlauslösung der Verriegelungsstatus wieder herstellbar ist.

Fig. 2 zeigt eine Unterstruktur 14, die aus zwei Lagen von miteinander korrespondierenden Spriegeln 15 und 16 gebildet ist, die ineinander angeordnet und durch magnetisch betätigbare Verriegelungsstifte 17 aneinander festgelegt sind. Bei dieser Ausführung sind die als energiespeichernde und -freisetzende Mittel eingesetzten vorgespannten Druckfedern 18 zwischen den Spriegeln 15 und 16 an deren Außenseite angeordnet, wobei die Spriegel 15 am Fahrzeugaufbau abgestützt sind. Bei einem Aufprall werden die an den Spriegeln 15 gehalterten Elektromagnete M sensorgesteuert betätigt und die Verriegelungsstifte 17 aus an den Spriegeln 16 angeordneten Öffnungen gezogen. Die Druckfedern 18 drücken den aus den Spriegeln 16 gebildeten Teil der Unterstruktur 14 mit dem Oberblech 1 in eine durch die Auslegung der Anordnung vorbestimmte Aufprallposition. Die Anordnung ist ebenfalls reversibel.

Bei der Ausführung der Unterstruktur 19 nach Fig. 3 sind die Spriegel 20 und 21 gegeneinander gerichtet und durch miteinander korrespondierende Klemmelemente 22 und 23 druckknopfartig aneinander festgelegt. Die dem Oberblech 1 abgewandten Spriegel 20 sind an einem Innenblech 24 angeordnet. Außerhalb der Spriegel 20 und 21 sind Airbagschläuche 25 angeordnet, die mit einem sensorgesteuerten Gasgenerator 26 gekoppelt sind. Bei einer Aktivierung desselben werden die Klemmverbindungen durch die sich entfaltenden Airbagschläuche gelöst, und die Spriegel 21 mit dem Oberblech 1 angehoben. Die Anordnung ist irreversibel.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung einer Unterstruktur 27 sind die diese mitbildenden Spriegel 28 und 29 ebenfalls gegeneinander gerichtet und durch pyrotechnisch betätigbare Verriegelungsstifte 30 aneinander festgelegt, wobei die Spriegel 29 mit gelochten Ansätzen 31 für diese versehen sind, die durch entsprechende Ausnehmungen in den Spriegeln 28 ragen. Zwischen den Spriegeln 28 und 29 sind vorgespannte Druckfedern 32 zum Anheben des Oberblechs 1 angeordnet. Bei einer Aktivierung des pyrotechnischen Treibsatzes 33 werden die jeweiligen Verriegelungsstifte 30 aus den Ansätzen 31 gezogen, und die Spriegel 29 mit dem Oberblech 1 sind entriegelt. Die Anordnung ist irreversibel.

Bezugszeichenliste

1

Unterstruktur

2

Kleberschicht

3

Oberblech

4

F Spriegel

4

S Spriegel

4

W Spriegel

5

Verrieglungsstück

6

Druckfeder

7

Sicke

8

Schloßbügel

9

Kolbenstange

10

Doppel-Kolben-Zylinder-Einheit

11

Seilzug

12

Gasdruckleitung

13

Gasgenerator

14

Unterstruktur

15

Spriegel

16

Spriegel

17

Verriegelungsstift

18

Druckfeder

19

Unterstruktur

20

Spriegel

21

Spriegel

22

Klemmelement

23

Klemmelement

24

Innenblech

25

Airbagschlauch

26

Gasgenerator

27

Unterstruktur

28

Spriegel

29

Spriegel

30

Verriegelungsstift

31

Ansatz

32

Druckfeder

33

Treibsatz
M Elektromagnet

Claims (7)

1. Energieabsorbierende Fronthaube an einem Fahrzeug, mit einer am Fahrzeugaufbau abgestützten biegesteifen Unterstruktur und einem Oberblech und mit diesem in Wirkverbindung stehenden energiespeichernden und -freisetzenden Mitteln, die das Oberblech im Falle eines Aufpralls wenigstens auf der der Windschutzscheibe zugewandten Seite in eine angehobene Aufprallposition verbringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstruktur (1, 14, 19, 27) im Abstand vom Oberblech (3) geteilt ist und die Teile über betätigbare Verriegelungsmittel (5, 17, 22/23, 30) miteinander verbunden sind, die bei einem Aufprall sensorgesteuert eine Entriegelung der Teile vornehmen, wobei der dem Oberblech (3) zugewandte Teil der Unterstruktur (1, 14, 19, 27) mit diesem verbunden bleibt und mit angehoben wird.

2. Fronthaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstruktur (1) einen aus Spriegeln (4F, 4S, 4W) bestehenden Rahmen aufweist, auf dem das Oberblech (3) befestigt ist, und daß die Spriegel (4F, 4S, 4W) in einer parallel zum Oberblech (3) verlaufenden Ebene geteilt und miteinander verriegelt sind.

3. Fronthaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstruktur (19) aus zwei Lagen von miteinander korrespondierenden Spriegeln (20, 21) gebildet ist, die gegeneinander gerichtet und miteinander verriegelt sind.

4. Fronthaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstruktur (14) aus zwei Lagen von miteinander korrespondierenden Spriegeln (15, 16) gebildet ist, die ineinander angeordnet und miteinander verriegelt sind.

5. Fronthaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die energiespeichernden und -freisetzenden Mittel vorgespannte Federn (6, 18, 32) oder mit wenigstens einem aktivierbaren Gasgenerator (26) gekoppelte Airbagschläuche (25) sind.

6. Fronthaube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel (5, 17, 22/23, 30) pyrotechnisch, durch eine hydraulische, pneumatische oder pyrotechnische Kolben-Zylinder-Einheit (10), magnetisch (M) oder durch Federmittel (32) betätigbar sind.

7. Fronthaube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel bei Einsatz von Airbagschläuchen (25) in Verbindung mit wenigstens einem Gasgenerator (26) als energiespeichernde und -freisetzende Mittel Klemmelemente (22123) sind, die bei der Befüllung der Airbagschläuche (25) außer Eingriff gebracht werden.