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Die Erfindung betrifft einen Vorderwagen für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein allgemein bekannter Vorderwagen für ein Kraftfahrzeug weist eine Fronthaube auf, wobei in Fahrzeughochrichtung gesehen im Bereich unterhalb eines Fronthauben-Vorderkantenbereichs wenigstens ein Scheinwerfer angeordnet ist. Dabei ist die Fronthaube insgesamt gesehen in etwa horizontal ausgerichtet am Vorderwagen angeordnet und bildet zugleich in Fahrzeughochrichtung gesehen nach oben einen Abschluss als Fahrzeug-Außenhaut für den Vorderwagen. In einem in Fahrzeuglängsrichtung gesehen vorderen Fronthauben-Vorderkantenbereich der Fronthaube ist diese in Fahrzeughochrichtung gesehen nach unten gezogen, so dass sich insgesamt eine optisch ansprechende und zugleich strömungsgünstige Fronthaubenform ergibt. Unterhalb des Fronthauben-Vorderkantenbereichs ist jeweils im seitlichen Randbereich desselben ein Scheinwerfer als Frontscheinwerfer angeordnet.
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Ein vorrangiges Bestreben der modernen Fahrzeugtechnologie ist, dass bei einer Kollision eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise mit einem Fußgänger, insbesondere im Fronthauben-Vorderkantenbereich und/oder im Bereich des wenigstens einen Scheinwerfers des Vorderwagens günstige Energieabsorptionsverhältnisse geschaffen sind. Aus der
DE 197 32 301 A1 ist eine Scheinwerferanordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die ein Aufnahmeteil für den Scheinwerfer aufweist, das als energieabsorbierendes Deformationsteil zur Aufnahme von im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung eingeleiteter Stoßenergie ausgebildet ist. Dadurch kann beispielsweise bei einem Fußgängeranprall an die Scheinwerferanordnung aufgrund des als Deformationsteil ausgebildeten Aufnahmeteils eine entsprechende Energieabsorption erwartet werden.
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Aus der
DE 197 18 786 A1 ist ein beispielhafter Vorderwagen bekannt, dessen Fronthaube zweiteilig aufgebaut ist, und zwar mit einem Fronthauben-Oberteil und einem Fronthauben-Unterteil. Aus der
DE 101 43 676 A1 ist ein Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Gehäuse und einer Abdeckscheibe bekannt. Der Scheinwerfer ist so ausgelegt, dass bei einer Krafteinwirkung auf die Vorderfläche der Scheinwerfer-Abdeckscheibe eine Energieabsorption stattfindet. Aus der
DE 70 32 438 U ist ein Fahrzeug bekannt, deren Motorhaube so ausgelegt ist, dass diese im Kollisionsfall nicht in den Fahrgastraum eindringen kann. Aus der
DE 102 48 795 A1 ist eine gattungsgemäße, aufpralldämpfende Fronthaube für ein Fahrzeug bekannt. Aus der
US 2001/0017778 A1 und aus der
JP 2001-233 121 A sind jeweils Scheinwerfer-Anbindungen in einem Vorderwagen eines Kraftfahrzeuges bekannt. Die
DE 603 03 274 T2 offenbart einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit verbesserten Verbindungsmitteln zum Fahrgestell.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vorderwagen für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zu schaffen, bei dem bei einem Anprall an den Vorderwagen, insbesondere im Bereich eines Fronthauben-Vorderkantenbereichs und/oder eines Scheinwerfers günstige Energieabsorptionsverhältnisse geschaffen sind.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß sind der Fronthauben-Vorderkantenbereich und/oder der wenigstens eine Scheinwerfer so dimensioniert und ausgelegt, dass bei einer kollisionsbedingten Krafteinwirkung auf den Vorderwagen im Bereich des Fronthauben-Vorderkantenbereichs und/oder des Scheinwerfers in einem Zeitintervall von einem Kollisionsbeginn bis zu einem vorgebbaren Zeitpunkt ein vorgegebenes Kraftniveau als Kontaktkraftniveau erreicht wird und das anschließend im weiteren Verlauf der Kollision dieses Kontaktkraftniveau in etwa konstant aufrechterhalten wird.
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Vorteilhaft hierbei ist, dass bei einer derartigen Auslegung und Dimensionierung des Fronthauben-Vorderkantenbereichs und/oder des Scheinwerfers vom Kollisionsbeginn bis zum vorgebbaren Zeitpunkt eine relativ steife Anprallstruktur im Bereich des Fronthauben-Vorderkantenbereichs und/oder des Scheinwerfers zur Verfügung steht, wobei bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktkraftniveaus zum vorgebbaren Zeitpunkt der Fronthauben-Vorderkantenbereich und/oder der Scheinwerfer so nachgeben, dass dadurch insgesamt optimierte Energieabsorptionsverhältnisse geschaffen sind. Grundsätzlich könnte ein derartiger Aufbau mit einem Eierschalenprinzip verglichen werden, bei dem zuerst eine steife Struktur und dann eine weiche, auf das Kontaktkraftniveau abgestimmte Struktur ausgebildet ist. Je schneller das vorgegebene Kontaktkraftniveau erreicht wird, d. h. je kürzer das Zeitintervall vom Kollisionsbeginn bis zum vorgebbaren Zeitpunkt ist, umso günstiger sind die erhaltenen Energieabsorptionsverhältnisse zu beurteilen. Prallt beispielsweise ein Fußgänger an den Vorderwagen des Fahrzeuges, so ist durch eine entsprechende Auslegung und Dimensionierung des Fronthauben-Vorderkantenbereichs und/oder des wenigstens einen Scheinwerfers eine Verbesserung des Schutzpotentials für den Fußgänger möglich. Bei üblicherweise eingesetzten Fahrzeugdesigns, insbesondere bei Kleinbussen, ist der Fronthauben-Vorderkantenbereich und der unterhalb desselben angeordnete Scheinwerfer in etwa auf Hüfthöhe eines durchschnittlich großen Fußgängers angeordnet, so dass durch den erfindungsgemäßen Vorderwagen eine Verbesserung des Fußgängerschutz insbesondere im Bereich der Hüfte desselben erhalten werden kann. Die Auslegung und Dimensionierung des Fronthauben-Vorderkantenbereichs und/oder des Scheinwerfers kann dabei einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeuges zugeordnet werden, innerhalb dem beispielsweise bei einem entsprechenden Fußgängeranprall eine Verbesserung des Schutzpotentials für den Fußgänger gegeben sein soll. Dabei ist insbesondere im Hinblick auf gesetzliche Vorschriften ein Geschwindigkeitsbereich von bis zu 40 km/h als relevanter Bereich anzusehen.
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In einer nächsten Ausführungsform kann der vorgebbare Zeitpunkt vom Kollisionsbeginn aus gesehen in einem Bereich zwischen 3 und 7 ms, bevorzugt bei 5 ms, liegen. Durch Berechnungen bzw. Versuche hat sich gezeigt, dass wenn das vorgegebene Kontaktkraftniveau bereits bei ca. 5 ms erreicht ist, ein optimaler Schutz beispielsweise für einen anprallenden Fußgänger gegeben ist. Der Verlauf der Kontaktkraft über die Kollisionszeit gesehen sollte dabei von 0 beginnend relativ steil ansteigen und anschließend im weiteren Verlauf der Kollision in etwa waagrecht verlaufen, so dass insgesamt gesehen eine in etwa trapezförmige Kurve als Kontaktkraftverlauf erhalten wird.
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Erfindungsgemäß ist der Fronthauben-Vorderkantenbereich und/oder der wenigstens eine Scheinwerfer, insbesondere eine Streuscheibe eines Scheinwerfers, vom Kollisionsbeginn wenigstens bis zum Erreichen des vorgebbaren Zeitpunkts im wesentlichen verformungssteif ausgebildet sein. Durch derartige verformungssteife Strukturen kann der Anstieg des Kontaktkraftniveaus vom Kollisionsbeginn aus relativ steil erfolgen, was sich vorteilhaft auf das Schutzpotential insgesamt auswirkt. Derartige steife Strukturen können im Fronthauben-Vorderkantenbereich beispielsweise durch entsprechende Verdickungen des verwendeten Blechmaterials der Fronthaube bzw. beim Scheinwerfer durch eine entsprechend steife Streuscheibe des Scheinwerfers umgesetzt werden. Zudem kann durch die Verwendung entsprechend steifer Werkstoffe sowohl für die Streuscheibe des Scheinwerfers als auch für die Fronthaube die entsprechend gewünschte Verformungssteifigkeit des Fronthauben-Vorderkantenbereichs und/oder des wenigstens einen Scheinwerfers erreicht werden.
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Erfindungsgemäß ist die Fronthaube wenigstens im Fronthauben-Vorderkantenbereich wenigstens bereichsweise wenigstens zweischichtig aufgebaut, und zwar aus einem Fronthauben-Oberteil und einem Fronthauben-Unterteil. Um den gewünschten Kontaktkraftniveauverlauf bei einer kollisionsbedingten Krafteinwirkung auf den Vorderwagen zu erhalten, ist durch den zweischichtigen Aufbau wenigstens des Fronthauben-Vorderkantenbereichs eine einfache Ausführungsvariante bereitgestellt. So kann beispielsweise das Fronthauben-Oberteil, das zugleich die Außenhaut der Fronthaube bildet, optisch ansprechend ausgebildet sein, wobei die gewünschte Funktion im Fronthauben-Vorderkantenbereich, nämlich zu Kollisionsbeginn relativ steif und ab einem vorgebbaren Zeitpunkt relativ weich zu sein, im Fronthauben-Unterteil verwirklicht ist.
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In einer Weiterbildung kann dazu im Fronthauben-Oberteil und/oder im Fronthauben-Unterteil wenigstens eine Versteifungssicke angeordnet sein. Um ein entsprechend gewünschtes Nachgeben des Fronthauben-Vorderkantenbereichs ab dem vorgebbaren Zeitpunkt zu erhalten, hat sich durch Berechnungen gezeigt, dass durch Anbringung wenigstens einer Versteifungssicke im Fronthauben-Oberteil und/oder im Fronthauben-Unterteil entsprechende Ergebnisse erhalten werden können.
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Erfindungsgemäß ist eine Mehrzahl von in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandeten Versteifungssicken im Fronthauben-Unterteil angeordnet. Die Versteifungssicken sind über die gesamte Fahrzeugbreite verteilt angeordnet, so dass unabhängig vom Anprallort beispielsweise eines anprallenden Fußgängers das gewünschte Schutzpotential für diesen anprallenden Fußgänger gegeben ist.
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Erfindungsgemäß sind die Versteifungssicken in etwa in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet. Dadurch ist vom Kollisionsbeginn bis zum vorgebbaren Zeitpunkt eine entsprechend gewünschte Steifigkeit durch die Versteifungssicke im Fronthauben-Oberteil und/oder im Fronthauben-Unterteil gegeben, wobei bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktkraftniveaus ab dem vorgebbaren Zeitpunkt ein entsprechend gewünschtes Nachgeben bzw. Deformieren des Fronthauben-Oberteils und/oder des Fronthauben-Unterteils gegeben ist.
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Erfindungsgemäß ist der wenigstens eine Scheinwerfer mittels wenigstens einer Scheinwerfer-Anbindung lösbar am Vorderwagen befestigt. Dadurch ist der Scheinwerfer im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeuges funktionssicher am Vorderwagen befestigt, so dass ein ungewolltes Verrutschen bzw. Abfallen des Scheinwerfers vom Vorderwagen funktionssicher verhindert ist.
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Die Scheinwerfer-Anbindung wird bei einer Überschreitung des Kontaktkraftniveaus getrennt werden für einen Freigabe einer möglichen Verlagerung des Scheinwerfers. Vom Kollisionsbeginn bis zum vorgebbaren Zeitpunkt ist die Scheinwerfer-Anbindung intakt, so dass in gewünschter Weise der Anstieg des Kontaktkraftniveaus bei einem Anprall beispielsweise eines Fußgängers an den Scheinwerfer erhalten wird. Bei Überschreitung des vorgegebenen Kontaktkraftniveaus wird die Scheinwerfer-Anbindung getrennt, so dass der Scheinwerfer im weiteren Verlauf der Kollision verlagert werden kann. Die Trennung der Scheinwerfer-Anbindung kann dabei auch reversibel ausgebildet sein, d. h., dass der Scheinwerfer nach einer Kollision wieder unter Ausbildung der Scheinwerfer-Anbindung in seiner entsprechenden Montageposition befestigt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist in Verlagerungsrichtung gesehen hinter dem Scheinwerfer ein Verlagerungsfreiraum vorgesehen. Durch den Verlagerungsfreiraum ist sichergestellt, dass der Scheinwerfer nach Trennung der wenigstens einen Scheinwerfer-Anbindung bei Überschreitung des vorgegebenen Kontaktkraftniveaus funktionssicher verlagert werden kann, so dass das gewünschte Schutzpotential für den beispielsweise anprallenden Fußgänger gegeben ist. Bevorzugt ist der Verlagerungsfreiraum dabei so auszulegen, dass bei der kollisionsbedingten Verlagerung des Scheinwerfers kein Formschluss entsteht.
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Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische, perspektivische Darstellung einer Fronthaube mit Scheinwerfern in einer Explosionsdarstellung,
- 2 eine schematische Detailvergrößerung der Einzelheit A von 1, und
- 3 ein schematisches Diagramm des Kontaktkraftverlaufes über der Zeit.
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In 1 ist schematisch eine Perspektivdarstellung eines Vorderwagens 1 eines Kraftfahrzeuges dargestellt, wobei nur eine Fronthaube 2 und Scheinwerfer 3 des Vorderwagens 1 dargestellt sind. Die Fronthaube 2 ist zweischichtig aus einem Fronthauben-Oberteil 4 und einem Fronthauben-Unterteil 5 aufgebaut. In Fahrzeughochrichtung gesehen unterhalb eines Fronthauben-Vorderkantenbereichs 6 sind jeweils in einem Seitenbereich der Fronthaube 2 die beiden Scheinwerfer 3 angeordnet. Insgesamt sind die Bauteile Fronthauben-Oberteil 4, Fronthauben-Unterteil 5 und Scheinwerfer 3 in einer Explosionsdarstellung gezeigt.
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Am Fronthauben-Unterteil 5 sind im Fronthauben-Vorderkantenbereich 6 eine Mehrzahl von in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandeten Versteifungssicken 7 angeordnet, wobei sich die Versteifungssicken 7 über die gesamte Fahrzeugbreite verteilt angeordnet sind. Die einzelnen Versteifungssicken 7 sind dabei in etwa in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet. In 2 ist schematisch eine Detailvergrößerung der Einzelheit A von 1 dargestellt, in der eine in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Versteifungssicke 7 zu erkennen ist.
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Durch Berechnungen bzw. Versuche hat sich gezeigt, dass bei einem Fußgängeranprall an den Fronthauben-Vorderkantenbereich 6 mit darunterliegenden Scheinwerfer 3 von einem Kollisionsbeginn 9 ausgehend bis zu einem vorgebbaren Zeitpunkt 12 ein vorgegebenes Kraftniveau als Kontaktkraftniveau 8 erreicht wird. Im weiteren Verlauf der Kollision soll dieses Kontaktkraftniveau 8 in etwa konstant aufrecht erhalten werden. Dadurch ist ein optimiertes Schutzpotential für den anprallenden Fußgänger gegeben. Um dies zu erreichen, ist der Fronthauben-Vorderkantenbereich 6, d. h. beim gezeigten Ausführungsbeispiel das Fronthauben-Unterteil 5 im Fronthauben-Vorderkantenbereich 6, so ausgelegt, dass ein gewünschter Kontaktkraftverlauf 13 erhalten werden kann. Zudem sind die Scheinwerfer 3 mittels einer hier nicht näher dargestellten Scheinwerfer-Anbindung am Vorderwagen 1 befestigt, wobei die Scheinwerfer-Anbindung bei Überschreitung des vorgegebenen Kontaktkraftniveaus 8 getrennt wird, so dass der Scheinwerfer 3 in einen entsprechenden Verlagerungsfreiraum (hier nicht näher dargestellt) verlagert werden kann.
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In 3 ist schematisch der Kontaktkraftverlauf 13 über der Zeit in einem Diagramm dargestellt. Die Kontaktkraft ist dabei Newton N und die Zeit in Millisekunden ms angegeben. Vom Koordinatenursprung, der den Kollisionsbeginn 9 definiert, ausgehend ist eine steil ansteigende Linie 10 eingezeichnet, die den theoretisch möglichen Kontaktkraftanstieg darstellt. Mit einer waagrechten Linie 11 ist das gewünschte Kontaktkraftniveau 8 eingezeichnet, das ab dem vorgebbaren Zeitpunkt, der schematisch mit einer strichlierten Linie 12 eingezeichnet ist, aufrechterhalten werden soll. Mit einer dicken Linie ist der Kontaktkraftverlauf 13 über der Zeit im Diagramm eingezeichnet. Hierbei ist zu erkennen, dass vom Kollisionsbeginn 9 bis zum vorgebbaren Zeitpunkt 12 ein steiler Anstieg des Kontaktkraftverlaufs 13 gegeben ist, was auf die anfänglich steife Struktur des Fronthauben-Vorderkantenbereichs 6 und der intakten Scheinwerfer-Anbindung des Scheinwerfers 3 zurückzuführen ist. Zum vorgebbaren Zeitpunkt 12 wird das vorgegebene Kontaktkraftniveau 8 erreicht, so dass ab jetzt im weiteren Verlauf der Kollision einerseits der Fronthauben-Vorderkantenbereich 6 nachgibt, und andererseits die Scheinwerfer-Anbindung des Scheinwerfers 3 getrennt wird, so dass das Kontaktkraftniveau 8 für den weiteren Verlauf der Kollision in etwa gehalten werden kann. Dadurch ist insgesamt ein optimiertes Schutzpotential für den anprallenden Fußgänger bei einem Anprall an den Fronthauben-Vorderkantenbereich 6 und den darunterliegenden Scheinwerfer 3 gegeben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorderwagen
- 2
- Fronthaube
- 3
- Scheinwerfer
- 4
- Fronthauben-Oberteil
- 5
- Fronthauben-Unterteil
- 6
- Fronthauben-Vorderkantenbereich
- 7
- Versteifungssicke
- 8
- Kontaktkraftniveau
- 9
- Kollisionsbeginn
- 10
- Linie
- 11
- Linie
- 12
- strichlierte Linie
- 13
- Kontaktkraftverlauf