WO2006048239A1

WO2006048239A1 - Aufprallweiches karosseriebauelement, insbesondere fronthaube in einem kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2006048239A1
Application number: PCT/EP2005/011691
Authority: WO
Inventors: Klaus Blümel; Erik Hilfrich; Bernhard Osburg; Lothar Patberg
Original assignee: Thyssenkrupp Steel Ag
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2006-05-11
Also published as: DE102004053248A1

Abstract

Das erfindungsgemäße Karosseriebauteil, insbesondere die Fronthaube eines Kraftfahrzeuges, weist ein dünnwandiges Außenblech (1) auf, das mit einem als schmaler Rahmen ausgebildeten Innenblech (2) zu einer Baueinheit fest verbunden ist. Das Außenblech (1) ist an seiner Unterseite an einer Deformationsstruktur (3) abgestützt, die aus einer Trägerplatte (4) und einzelnen bis zu einem bestimmten Druck formstabilen Stützelementen (5) besteht. Die Trägerplatte (4) ist an ihrem Rand mittels Befestigungselementen (6) zerstörungsfrei lösbar am Rahmen des Innenbleches (2) befestigt. Vorzugsweise weist die Trägerplatte Aussparungen außerhalb der Befestigungsorte und der Abstützorte auf.

Description

Aufprallweiches Karosseriebauelement, insbesondere Fronthaube in einem Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein großflächiges

Karosseriebauelement, insbesondere Fronthaube, in einem Kraftfahrzeug, mit einem dünnwandigen Außenblech und einem als Rahmen ausgebildeten Innenblech, wobei das Außenblech und das Innenblech an ihren umlaufenden Außenrändern zu einer Baueinheit fest miteinander verbunden sind, und mit einer das Außenblech an dessen Innenseite abstützenden, in das rahmenartige Innenblech eingesetzten und daran gehaltenen Deformationsstruktur, die eine Trägerplatte und ein darauf abgestütztes Dämpferbauteil aufweist, das aus mehreren Abstützelementen aufgebaut ist.

Die Kraftfahrzeugindustrie beschäftigt sich seit langem bei der Entwicklung von Karosserien nicht nur mit dem passiven, sondern auch dem aktiven Personenschutz. Besonderes Augenmerk beim aktiven Personenschutz wird dabei der Fronthaube gewidmet, weil im Falle einer Kollision eines Kraftfahrzeuges mit einem Fußgänger oder einem Zweiradfahrer dieser erheblich verletzt werden kann, wenn er mit seinem Kopf auf eine steife Motorhaube aufschlägt. Um eine solche Gefährdung zu vermindern, sind aufprallweiche Fronthauben entwickelt worden. Neue Gesetzesvorschriften schreiben sogar Belastungsgrenzen vor, die beim Aufprall eines Kopfes auf eine Fronthaube nicht überschritten s werden dürfen . Diese Vorschriften variieren allerdings von Land zu Land.

In der Vergangenheit wurden eine Vielzahl von aufprallweichen Fronthauben entwickelt. Bekannte Fronthauben der eingangs genannten Art (GB 23 41 147 A) oder sehr ähnlicher Art (DE 199 29 048 Al) haben das Prinzip gemeinsam, dass der von dem Außenblech und der Trägerplatte gebildete Hohlraum praktisch vollständig von einem Dämpferbauteil ausgefüllt ist. Das Dämpferbauteil kann einstückig ausgebildet sein oder aus mehreren Elementen bestehen, zwischen denen nur konstruktionsbedingte Spalte vorhanden sind. In jedem Fall ergibt sich eine praktisch vollständige Abstützung des Außenbleches. Unabhängig davon, ob das Dämpferbauteil zwischen dem Außenblech und der Trägerplatte nur eingeklemmt ist oder daran angeklebt ist, ist Voraussetzung für die vollflächige Abstützung, dass das Dämpferbauteil der Kontur des Hohlraums angepasst ist.

Ein solches großflächiges Karosseriebauelement hat mehrere Nachteile: Die Herstellung einer konturierten Oberfläche des Dämpferbauteils, die der Kontur der Unterseite des Außenbleches entspricht, erfordert einen erheblichen Fertigungsaufwand. Zwar ergibt sich wegen der vollflächigen Abstützung des Außenbleches und seiner Verklebung mit dem Dämpferbauteil für das in der Regel verhältnismäßig dünne Außenblech über die gesamte Fläche eine hohe Formstabilität, doch führt das auch zu einer Verminderung der Weichheit des Karosseriebauelementes im Falle eines Aufpralls. Schließlich ist ein Karosseriebauelement mit einem konturierten, vollflächig verklebten Dämpferbauteil nicht besonders reparaturfreundlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Karosseriebauelement zu schaffen, das einerseits eine für die Optik ausreichende Beulsteifigkeit hat, das aber andererseits für die Kollision mit einem Verkehrsteilnehmer sehr aufprallweich ist. Darüber hinaus soll das Karosseriebauelement leicht an unterschiedliche gesetzliche Vorschriften bezüglich des aktiven Personenschutzes angepasst werden können. Schließlich soll es reparaturfreundlich sein.

Diese Aufgabe wird mit einem großflächigen Karosseriebauelement, insbesondere einer Fronthaube in einem Kraftfahrzeug, der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Trägerplatte an ihrem Außenrand mit Befestigungsmitteln an dem rahmenartigen Innenblech zerstörungsfrei lösbar befestigt ist und die Abstützelemente über die Fläche des Außenbleches mit gegenseitigem Abstand verteilt angeordnet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Karosseriebauelement lassen sich das Außenblech und das damit eine Baueinheit bildende Innenblech mit den jeweiligen Anforderungen, insbesondere Gesetzesvorschriften, entsprechenden Deformationsstrukturen komplettieren. Da das Außenblech nicht vollflächig abgestützt ist, sondern an den mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordneten und über die Fläche des Außenbleches verteilten Abstützelementen der aus der Trägerplatte und dem Dämpferbauteil gebildeten Deformationsstruktur kann die Abstützung gezielt an einzelnen Punkten derart erfolgen, dass es einerseits ausreichend beulsteif ist und andererseits ausreichend aufprallweich. Da die Trägerplatte mit besonderen Befestigungsmitteln zerstörungsfrei lösbar an dem Innenblech befestigt ist, kann die Baueinheit aus Außenblech und Innenblech vollständig gefertigt sein, also auch lackiert sein, bevor die jeweils geeignete Deformationsstruktur mit der Trägerplatte und den einzelnen Abstützelementen angebracht wird. Das Karosseriebauelement ist auch reparaturfreundlich, da es nicht vollflächig angeklebt sein muss, sondern nur durch die leicht lösbaren Befestigungsmittel gehalten zu werden braucht.

Vorzugsweise bestehen die Abstützelemente des Dämpferbauteils aus einem bis zu einem vorgegebenen Druck formstabilen Material, insbesondere einem Schaumstoff aus Polymer.

Da die Abstützung des Außenbleches nur an gezielten Punkten erfolgt, wo die Abstützelemente angeordnet sind, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Trägerplatte bis auf die Orte der Abstützung und der Befestigungsmittel Aussparungen aufweist. Diese Ausgestaltung kommt dem Leichtbau zugute. Um gleichwohl ausreichend steif zu sein, kann die Trägerplatte profiliert sein. Über die spezielle Formgebung der Trägerplatte lässt sich die Steifigkeit gezielt einstellen. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Abstützelemente unter Vorspannung zwischen dem Außenblech und der Trägerplatte eingesetzt sind. Durch die Vorspannung kann eine gewisse Fixierung der Stützelemente erreicht werden. Die Fixierung kann allerdings auch mittels Klebstoff erfolgen. In diesem Fall sollte allerdings ein Klebstoff verwendet werden, der sich leicht lösen lässt, so dass im Falle eines Aufpralls der Klebstoff nicht negativ die Aufprallweichheit beeinflusst. Der Einsatz von Klebstoff kann auch vorteilhaft eingesetzt werden, um die Beulsteifigkeit und die Akustik zu verbessern. Notwendig ist er zur Fixierung der Abstützelemente allerdings nicht. Um die Abstützelemente besonders gut zu fixieren, kann die

Trägerplatte den Abstützelementen angepasste Vertiefungen aufweisen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein großflächiges Karosseriebauelement in Form einer Fronthaube, in Ansicht von deren Unterseite,

Fig. 2 das Karosseriebauelement gemäß Fig. 1 im Schnitt nach der Linie A-A,

Fig. 3a-c ein Karosseriebauelement in Form einer Fronthaube in zu Fig. 1 und 2 anderen Ausführungen in Ansicht von der Unterseite.

Die Fronthaube besteht aus einem dünnen Außenblech 1, einem Innenblech 2 und einer Deformationsstruktur 3. Das Innenblech 2 ist als schmaler Rahmen ausgebildet, der ein Versteifungsprofil hat. Das Außenblech 1 und das rahmenartige Innenblech 2 sind an ihren Außenrändern zu einer Baueinheit fest verbunden. Diese Baueinheit wird vollständig fertiggestellt, also auch lackiert, bevor sie mit der Deformationsstruktur 3 komplettiert wird. Für das Außen- und Innenblech 1, 2 wird vorzugsweise Stahl_ mit einer Dicke von 0,4 mm bis 0,8 mm eingesetzt.

Die Deformationsstruktur 3 besteht aus einer Trägerplatte 4 insbesondere aus Stahl, denkbar ist auch der Einsatz aus Aluminium oder Kunststoff, mit einem durch Ausspairungen 4a konturierten Außenrand 4b und einem darauf angeordneten Dämpferbauteil, das aus mehreren mit Abstand voneinander angeordneten Abstützelementen 5 aus

Polymermaterial, vorzugsweise geschäumt, gebildet ist. Zur seitlichen Fixierung der Abstützelemente 5 auf der: Trägerplatte 4 weist diese angepasste Vertiefungen / Sicken 4c auf.

Die Deformationsstruktur 3 ist mit dem Außenrand 4b ihrer Trägerplatte 4 an dem als Rahmen ausgebildeten Innenblech 2 mit nur angedeuteten Befestigungsmitteln 6 befestigt, die eine schnelle Montage und ein zerstörungsfreies Lösen ermöglichen. Solche Befestigungsmittel 6 können Schrauben, Klipse u.dgl. sein. Auch kann zwischen den aufeinanderliegenden Teilen des Innenbleches 2 und der Trägerplatte 4 ein Unterfütterungskleber 7 vorgesehen sein.

Die Fronthaube besteht also aus zwei Baueinheiten, und zwar dem Außenblech 1 und dem daran dauerhaft befestigten rahmenartigen Innenblech 2 und der Deformationsstruktur 3 aus der Trägerplatte 4 und den Abstützelementen 5. Deshalb bildet die Deformationsstruktur eine austauschbare Einheit, die für die gleichen Baueinheiten aus Außenblech 1 und Innenblech 2 entsprechend den gesetzlichen Vorschriften unterschiedlich dimensioniert sein kann. Wegen ihrer zerstörungsfrei lösbaren Befestigung lässt sie sich einfach montieren und auch im Crashfall entsprechend austauschen.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Trägerplatte 4 im montierten Zustand mit Abstand vom Außenblech 1 angeordnet. Nur die Abstützelemente 5 liegen an der Unterseite des Außenbleches 1 an, vorzugsweise sind sie unter Vorspannung eingesetzt. Die Größe, Anzahl, Verteilung und Druckfestigkeit der Abstützelemente 5 richtet sich nach den Anforderungen der Beulsteifigkeit und der Aufprallweichheit des Karosseriebauelementes. Insgesamt beträgt die Abstützfläche maximal 1/4 der Fläche des Außenbleches 1. Der gegenseitige Abstand der Abstützelemente 5 ist größer als ihr Durchmesser. Das für die Abstützelemente 5 ausgewählte Material hat eine bestimmte Druckfestigkeitscharakteristik, z.B. kann es bis zu einer bestimmten Druckbelastung steif und darüber weich sein.

Wie das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 für die Deformationsstruktur zeigt, weist die Trägerplatte 4 nur am Außenrand 4b bis auf einzelne Befestigungspunkte Aussparungen 4a auf. Darüber hinaus könnten im Sinne einer Gewichtsoptimierung im mittleren Bereich weitere Aussparungen immer dort vorgesehen sein, wo keine Abstützelemente 5 angeordnet sind. Auch über die Dimensionierung der Tiefe der Sicken 4c läßt sich die Druckfestigkeitscharakteristik der Abstützelemente 5 einstellen.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 3a-c sind diese Aussparungen realisiert. Hier sind die Abstützelemente 5', 5^'', 5''' gestrichelt gezeichnet. Aussparungen 4a', 4a'', 4a''' sind in dicker und Sicken und/oder Versteifungsprofilierungen 4c', 4c'', 4c''' in dünner ausgezogener Strichstärke gezeichnet.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Großflächiges Karosseriebauelement, insbesondere Fronthaube, in einem Kraftfahrzeug, mit einem dünnwandigen Außenblech (1) und einem als Rahmen ausgebildeten Innenblech (2), wobei das Außenblech (1) und das Innenblech (2) an ihren umlaufenden Außenrändern zu einer Baueinheit fest miteinander verbunden sind, und mit einer das Außenblech (1) an dessen Innenseite abstützenden, in das rahmenartige Innenblech (2) eingesetzten und daran gehaltenen Deformationsstruktur (3), die eine Trägerplatte (4) und ein darauf abgestütztes Dämpferbauteil (5) aufweist, das aus mehreren Abstützelementen aufgebaut ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Trägerplatte (4) an ihrem Außenrand mit Befestigungsmitteln an dem rahmenartigen Innenblech (2) zerstörungsfrei lösbar befestigt ist und die Abstützelemente über die Fläche des Außenbleches (1) mit gegenseitigem Abstand verteilt angeordnet sind.

2. Karosseriebauelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Dämpferbauteil (5) aus bis zu einem vorgegebenen Druck formstabilem Material, insbesondere Polymerschaumstoff besteht. - 2 -

3. Karosseriebauelement nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Trägerplatte (4) mit ihren Abstützelementen (5) eine leicht austauschbare Baueinheit bildet.

4. Karosseriebauelement nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Trägerplatte (4) bis auf die Orte der Befestigungsmittel (6) und der Abstützelemente (5) Aussparungen aufweist.

5. Karosseriebauelement nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Trägerplatte (4) profiliert ist.

6. Karosseriebauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Abstützelemente (5) unter Vorspannung zwischen dem Außenblech (1) und der Trägerplatte (4) angeordnet sind.

7. Karosseriebauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Abstützelemente (5) in angepassten Vertiefungen (4a) der Trägerplatte (4) seitlich fixiert sind.

8. Karosseriebauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Abstützelemente (5) am Außenblech (1) angeklebt sind. - 3 -

9. Karosseriebauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die mit Abstand voneinander angeordneten Abstützelemente (5) insgesamt eine Abstützfläche haben, die kleiner als die halbe Fläche des Außenbleches (1) ist.

10. Karosseriebauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der gegenseitige Abstand der Abstützelemente mindestens gleich ihrem Durchmesser ist.