DE102005016324B4

DE102005016324B4 - Karosserie für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005016324B4
Application number: DE200510016324
Authority: DE
Inventors: Joachim 64297 Schäfer
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-04-09
Filing date: 2005-04-09
Publication date: 2011-08-18
Anticipated expiration: 2025-04-10
Also published as: DE102005016324A1

Abstract

Karosserie für ein Kraftfahrzeug mit einem Rahmen (7) und wenigstens einem an dem Rahmen befestigten plattenförmigen Element (1), das mit Hilfe von wenigstens einem Stellglied (6) bei einem Aufprall aus einer Ruhestellung in eine vorgeschobene Stellung verlagerbar ist, wobei wenigstens ein Dämpfungsglied (8) an dem plattenförmigen Element (1) beabstandet von jedem Stellglied (6) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsglied (8) in Richtung der Verlagerung irreversibel dehnbar ist und nur in irreversibel gedehntem Zustand die Verlagerung des plattenförmigen Elements (1) bis in die vorgeschobene Stellung ohne eine gleichzeitige Verformung des plattenförmigen Elements (1) zulässt, um eine durch die Verlagerung des plattenförmigen Elements (1) in die vorgeschobene Stellung angeregte Schwingung des plattenförmigen Elements (1) zu dämpfen, und dass das Dämpfungsglied (8) die Verlagerung des plattenförmigen Elements (1) über den größeren Teil des Weges in die vorgeschobene Stellung zulässt, ohne irreversibel gedehnt zu werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug mit einem Rahmen und wenigstens einem an dem Rahmen befestigten, bei einem Aufprall aus einer Ruhestellung in eine vorgeschobene Stellung mit Hilfe von wenigstens einem Stellglied beweglichen plattenförmigen Element.
Eine Karosserie, bei der das plattenförmige Element eine Fronthaube ist, ist in DE 102 04 594 A1 beschrieben. Die Verschiebung der Fronthaube mit Hilfe der Stellglieder dient dazu, bei einem Aufprall den Abstand zwischen der Fronthaube und einem darunter installierten Motorblock zu vergrößern, so dass, falls ein angefahrener Fußgänger auf die Haube aufschlägt, er diese stark verformen und dabei allmählich abgebremst werden kann, bevor die Haube mit dem Motorblock in Kontakt gelangt und eine weitere Verformung nicht mehr möglich ist. Die Haube ist mit dem Rahmen über drei Stellglieder verbunden, von denen zwei aussenseitig an einem der Frontscheibe zugewandten rückwärtigen Rand der Fronthaube angreifen und das dritte in Höhe eines Haubenschlosses an dem vorderen Rand der Haube angreift. Diese Art der Aufhängung mit einer kleinen Zahl von Angriffspunkten und die notwendige Flexibilität der Haube führen dazu, dass diese nach dem Anheben in die vorgeschobene Stellung, wenn die Stellglieder jeweils ihren Anschlag erreichen, zu Schwingungen angeregt wird, deren Amplitude beträchtlich sein kann. Wenn der Fußgänger zu einem Zeitpunkt auftrifft, an welchem die Haube zwischen den Angriffspunkten der Stellglieder stark nach unten ausgelenkt ist, ist der zum Abbremsen des Fußgängers verfügbare wirksame Verformungsweg der Haube stark verkürzt, so dass die durch das Anheben der Haube bezweckte Wirkung nicht oder zumindest nicht voll erreicht wird.
DE 102 52 285 A1 offenbart eine Karosserie für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei dieser bekannten Karosserie ist die Motorhaube am Ende einer durch einen expandierenden Airbag angetriebenden Anhebebewegung durch ein elastisches Fangseil abgebremst. Die Elastizität des Fangseils hat zur Folge, dass auch bei dieser Karosserie die angehobene Haube zumindest an der Angriffsstelle des Fangseils zum Nachschwingen neigt.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Kraftfahrzeugkarosserie zu schaffen, bei der die Wirksamkeit des Fußgängeraufprallschutzes nach dem Übergang des plattenförmigen Elements in seine vorgeschobene Stellung besser gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Karosserie mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Einer bevorzugten Anwendung der Erfindung zufolge ist das plattenförmige Element eine Fronthaube, doch ist die Erfindung grundsätzlich auch auf andere plattenförmige Karosserieteile wie etwa Kotflügel, Heckklappen, anwendbar.
Vorzugsweise greift das Dämpfungsglied symmetrisch zwischen zwei Stellgliedern an dem plattenförmigen Element an, um wenigstens einen Grundschwingungsmodus des plattenförmigen Elements wirksam zu dämpfen.
Einer besonders einfachen und preiswerten Lösung zufolge umfasst das Dämpfungsglied ein flexibles Band oder Seil, das sich zwischen Angriffspunkten am Rahmen und am Karosserieteil erstreckt.
Vorzugsweise sind ferner zwei Enden des Bandes oder Seils an voneinander beabstandeten Angriffspunkten des plattenförmigen Elements gehalten, und das Band oder Seil ist um einen Angriffspunkt am Rahmen herumgeschlungen.
Das Band oder Seil kann aus in einer reckbaren Konfiguration verwobenen, verflochtenen oder verseilten Fasern gebildet sein, oder die Fasern, aus denen das Band oder Seil gebildet ist, können in sich reckbar sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Karosserie im Normalzustand;
2 das Kraftfahrzeug mit angehobener Fronthaube; und
3 verschiedene Stadien des Anhebens der Fronthaube jeweils in einem Schnitt quer zur Fahrzeugslängsrichtung.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Karosserie. Das äußere Erscheinungsbild der Karosserie ist herkömmlicher Art, mit einer Mehrzahl von plattenartigen Karosserieteilen wie etwa Fronthaube 1, Kotflügel 2, 3 einer Heckklappe 4 und einem Stoßfänger 5, die an einem starren Rahmen montiert sind und diesen verbergen.
Die Erfindung wird im folgenden exemplarisch anhand der Frontklappe 1 erläutert, es versteht sich jedoch, dass sie ohne weiteres auch auf die anderen Karosserieteile anwendbar ist.
2 zeigt eine zweite perspektivische Ansicht des Fahrzeugs, in der sich die Fronthaube 1 in einer angehobenen Stellung befindet. In dieser Stellung ist sie von drei Stellgliedern 6 unterstützt, von denen zwei in der Figur sichtbar sind. Eines der Stellglieder 6 ist am Karosserierahmen in Höhe eines (nicht dargestellten) Haubenschlosses befestigt und greift an der Fronthaube 1 mittig in der Nähe von deren Vorderkante an. Die zwei anderen Stellglieder 6 sind am Karosserierahmen in Höhe eines Wasserkastens 7 befestigt und greifen in Höhe der Hinterkante der Haube 1 jeweils an deren Ecken an.
3 veranschaulicht anhand von schematischen Schnitten durch die Haube 1 in Höhe der am Wasserkasten 7 angreifenden Stellglieder 6 den Aufbau der Haube 1 und den Ablauf des Anhebens der Haube 1 bei einem Aufprall.
Teil a von 3 zeigt den Schnitt durch die Haube 1 und ihre Umgebung im Normalzustand des Fahrzeugs. Die seitlichen Ränder der Haube 1 schließen bündig an die Oberseiten der benachbarten Kotflügel 2 an. Die Stellglieder 6 sind eingefahren. Ein reckbares Band 8 ist an seinen beiden Enden 9 symmetrisch an der Unterseite der Haube 1 verankert und liegt locker und geschützt in einem vom Wasserkasten 7 abgesetzten Fach 10 des Karosserierahmens. Am Boden des Fachs 10 ist mittig eine Öse 11 angebracht, durch die das Band 8 hindurchgeführt ist.
Bei einem Aufprall werden die Stellglieder 6 ausgelöst, strecken sich und heben die Haube 1 an. Das ursprünglich locker in dem Fach 10 aufgenommene Band 8 behindert das Anheben der Haube 1 zunächst nicht. Diese bewegt sich unbegrenzt bis zu einem in Teil b der Figur gezeigten Zwischenstadium, in welchem das Band 8 zwischen Haube 1 und Öse 11 straff gespannt ist.
Die Stellglieder 6 bewegen die von ihnen unterstützten Ränder der Haube 1 über die in Teil b gezeigte Position hinaus bis in eine in Teil c der Figur gezeigte Anschlagstellung. Dieser Anschlagstellung entspricht ein als gestrichelte Linie 1' dargestellter Verlauf der unverformten Haube 1. Dieser Verlauf ist in 3c jedoch noch nicht erreicht, da die Haube 1 durch das straff gespannte Band 8 in der Mitte verlangsamt ist und daher die Linie 1' noch nicht erreicht hat.
Der Reckwiderstand des Bandes 8 kann so bemessen sein, dass die Haube 1 von unten kommend die Gleichgewichtslinie 1' erreicht und an dieser zur Ruhe kommt. Dies impliziert jedoch gegen Ende des Anhebevorgangs eine sehr langsame Bewegung des Mittelbereichs der Haube 1, so dass die Gefahr besteht, dass dieser zum Zeitpunkt des Aufschlagens des Fußgängers den gewünschten Abstand vom Motor noch nicht erreicht hat. Der Reckwiderstand ist daher vorzugsweise so bemessen, dass er, wie in 3d gezeigt, ein leichtes Hinausschwingen des Mittelbereichs der Haube 1 über die Gleichgewichtslinie 1' hinaus zulässt und aus dieser Stellung zurückschwingt, um schließlich die in 3e gezeigte Gleichgewichtskonfiguration zu erreichen, in welcher das Band 8, wie zu sehen, nicht mehr straff gespannt ist.
Als reckbares Band 8 wird ein Band des herkömmlicherweise für Sicherheitsgurte verwendeten Typs eingesetzt, dessen Gewebestruktur sich irreversibel unter Energieaufnahme verändert, wenn das Band einer einen vorgegebenen Grenzwert überschreitenden Zugkraft ausgesetzt ist. An Stelle eines solchen gewobenen Bandes 8 könnte allerdings auch ein flexibler Strang aus einem Polymermaterial verwendet werden, dessen Gefügestruktur durch Zugkraft irreversibel veränderbar ist.
Anstelle des in 3 gezeigten einzelnen Bandes 8 können auch mehrere Bänder zwischen Haube 1 und Wasserkasten 7 angebracht sein, die jeweils an verschiedenen Stellen entlang der Hinterkante der Haube angreifen, um so nicht nur die Grundschwingung, sondern auch höhere Schwingungsmoden der Haubenkante zu dämpfen.
Schwingungsdämpfende reckbare Bänder können auch an den Längskanten oder der Vorderkante der Haube oder inmitten der Haube angreifen. So kann es z. B. zweckmäßig sein, die Schwingungen, die durch das Anheben in der Haube angeregt werden, experimentell zu untersuchen oder zu simulieren, um den oder die Punkte mit der größten Schwingungsamplitude herauszufinden, und ein Band an diesen Punkten zu befestigen. Insbesondere bei einer festen Haube, d. h. einer Haube, die nicht zum Zugreifen auf den Motor aufklappbar ist, ist dies ohne Einschränkungen möglich.
Bei einer aufklappbaren Haube ist sicherzustellen, dass die Bänder ein Hochklappen der Haube zum Zugreifen auf den Motor nicht behindern. So kann z. B., wenn ein Band an der Vorderkante der Haube angebracht werden soll, am Haubenschloss eine Sollbruchstelle oder eine lösbare Verbindung zwischen der Haube und einem in eine Aufnahme des Karosserierahmens einrückenden Zapfen vorgesehen werden, die bricht bzw. gelöst wird, wenn bei einem Aufprall die Haube angehoben wird, so dass der Zapfen in der Aufnahme zurückbleibt, und ein reckbares Band ist zwischen der Haube und dem Zapfen angebracht, um beim Anheben gereckt zu werden.
Bezugszeichenliste

1: Fronthaube
2, 3: Kotflügel
4: Heckklappe
5: Stoßfänger
6: Stellglied
7: Wasserkasten
8: Dämpfungsglied, Band
9: Ende von 8
10: Fach
11: Öse

Claims

Karosserie für ein Kraftfahrzeug mit einem Rahmen (7) und wenigstens einem an dem Rahmen befestigten plattenförmigen Element (1), das mit Hilfe von wenigstens einem Stellglied (6) bei einem Aufprall aus einer Ruhestellung in eine vorgeschobene Stellung verlagerbar ist, wobei wenigstens ein Dämpfungsglied (8) an dem plattenförmigen Element (1) beabstandet von jedem Stellglied (6) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsglied (8) in Richtung der Verlagerung irreversibel dehnbar ist und nur in irreversibel gedehntem Zustand die Verlagerung des plattenförmigen Elements (1) bis in die vorgeschobene Stellung ohne eine gleichzeitige Verformung des plattenförmigen Elements (1) zulässt, um eine durch die Verlagerung des plattenförmigen Elements (1) in die vorgeschobene Stellung angeregte Schwingung des plattenförmigen Elements (1) zu dämpfen, und dass das Dämpfungsglied (8) die Verlagerung des plattenförmigen Elements (1) über den größeren Teil des Weges in die vorgeschobene Stellung zulässt, ohne irreversibel gedehnt zu werden.
Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Element (1) eine Vorderhaube (1) der Karosserie ist.
Karosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsglied (8) symmetrisch zwischen zwei Stellgliedern (6) an dem plattenförmigen Element (1) angreift.
Karosserie nach Anspruch 2 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Stellglieder (6) an zwei rückwärtigen Ecken der Vorderhaube (1) angreifen.
Karosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsglied (8) ein flexibles Band (8) oder Seil umfasst, das sich zwischen Angriffspunkten am Rahmen (7) und am Karosserieteil (1) erstreckt.
Karosserie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Enden (9) des Bandes (8) oder Seils an voneinander beabstandeten Angriffspunkten des plattenförmigen Elements (1) gehalten sind und das Band (8) oder Seil um einen Angriffspunkt (11) am Rahmen (7) herumgeschlungen ist.
Karosserie nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (8) oder Seil aus in einer irreversibel dehnbaren Konfiguration verwobenen, verflochtenen oder verseiften Fasern gebildet ist.
Karosserie nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Band oder Seil aus irreversibel dehnbaren Fasern gebildet ist.