DE2509265C2 - Stoßfänger für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegirff des Anspruchs 1.

Der DE-AS 12 08 208 ist ein derartiger Stoßfänger für Kraftfahrzeuge als bekannt entnehmbar, bei dem die zwischen der Stoßstange und der Karosserie angeordneten Deformationsglieder topfartig ausgebildet sind und aus Blech oder Kunststoff bestehen. Wirkt auf diesen bekannten Stoßfänger eine Aufprallkraft, so bleiben die topfartigen Deformationsglieder zunächst unverformt, bis eine gewisse Kraftspitze überschritten wird. Die Deformationsglieder knicken dann ein, wobei ihre Widerstandskraft erheblich abnimmt. Ein solcher Verlauf der Widerstandskraft ist insofern nachteilig, als einerseits das Energieabserptionsvermögen insgesamt relativ gering ist und andererseits aufgrund der Kraftspitze, die in die Karosserie des Kraftfahrzeugs eingeleitet wird, eine Beschädigung der Karosserie eintreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stoßfänger der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art das Auftreten einer Kraftspitze zu ^b0 verhindern, um dadurch das Energieabsorptionsvermöggen zu erhöhen und eine Beschädigung der Karosserie ffdes Kraftfahrzeuges schon bei kleineren Aufprallstößen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausbildung des Stoßfängers gelöst, wie sie in dem Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Zurücksetzen der Stirnflächen eines Teils der Einzelprismen jedes Deformationsgliedes werden eine Kraftspitzs und der daran anschließende starke Kraftabfall bei einem Aufprall vermieden. Es ergibt sich dadurch eine insgesamt höhere Energieabsorption und eine geringere Krafteinleitung in die Karosserie des Kraftfahrzeugs. Durch die zurückgesetzten Stirnflächen werden die Einzelprismen nich' alle gleichzeitig von i_er Aufprallkraft betroffen und daher auch nicht gleichzeitig, sondern nacheinander verformt Die Querwand unterstützt dies, indem sie verhindert, daß die sich verformenden Einzelprismen die mit ihnen verbundenen Einzelprismen ebenfalls abknicken.

Gemäß der DE-AS 19 23 305 und der US-PS 37 44 835 gehört es schon zum Stand der Technik, einen für Kraftfahrzeuge bestimmten Stoßfänger selbst aus einer Vielzahl miteinander vereinigter hohler Einzelprismen zu bilden. Im Falle der DE-AS 19 23 305 ist auf einem Trägerprofil ein energieverzehrendes Paket angeordnet, das aus Wabenmetall bestehen kann und von Polyurethanschaum umschlossen ist. Die Anordnung von energieverzehrenden Deformationsgliedern zwischen Stoßstange und Karosserie des Kraftfahrzeuges ist ausdrücklich nicht vorgesehen. Im Falle der US-PS 37 44 835 sitzt die in · Honigwabenstruktur ausgebildete Stvßstange unmittelbar auf der Frontpartie der Karosserie des Kraftfahrzeuges. Aus rein stilistischen Gründen haben hier die Honigwaben bzw. Einzelprismen entsprechend der gewünschten Kontur der Stoßstange unterschiedliche Längen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoßfängers.

F i g. 2 eine perspektivische, teilweise weggebrochene Ansicht desselben Stoßfängers,

F i g. 3, 4 und 5 verschiedene Querschnittsformen der Einzelprismen der Deformationsglieder,

Fig.6 und 7 Energieaufnahmekennlinien verschiedener Arten von Stoßfängern,

F i g. 8 den Zusammenhang zwischen der Eindringtiefe und der Oberfläche der Einzelprismen, die am Verformungsvorgang teilnehmen,

F i g. 9 eine Ausführungsform der Kontaktfläche eines Deformationsgliedes mit der Stoßstange.

Fig. 10—13 Längsschnitte verschiedener Deformationsglieder, wobei die Einzelprismen zur Vereinfachung mit gleichen Längen dargestellt sind.

Gemäß F i g. 1 und 2 setzt sich ein erfindungsgemäßer Stoßfänger aus einer im Querschnitt ein Profil bildenden Stoßstange 1, Deformationsgliedern 2 und einer Ummantelung 3 zusammen.

Die Stoßstange 1 ist zweckmäßigerweise aus einem Glasfaserband aufgebaut, das mit einem hitzehärtbaren Harz getränkt ist.

Die Deformationsglieder 2 sind durch Nebeneinanderanordnung einer Vielzahl von geraden Einzelprismen mit Wänden von geringer Dicke gebildet, die aus thermoplastischen Harzen oder aus thermosplatischen bzw. hitzehärtbaren Elastomeren preßgeformt sind. Der Querschnitt der Deformationsglieder kann verschiedene Arten von gleichen oder unterschiedlichen Prismenformen vereinigen. In F i g. 3 sind z. B. sechseckige, in Fig.4 rautenförmige und in Fig.5 kreisförmige Einzelprismen gezeigt, welch letztere durch Zwischen-

wände miteinander verbunden sind.

Wenn die Deformationsglieder eines Stoßfängers Aufprallkräften ausgesetzt werden, tritt bei bekannten Stoßfängern, wie das Diagramm gemäß F i g. 6 erkennen läßt, eine Kraftspitze 4 auf, die dem Beginn des Abknickens der Wände entspricht und der ein Kraftverlauf 5 folgt, der durch aufeinanderfolgende Weilen gekennzeichnet ist.

Eine Besonderheit der Erfindung besteht im Vermeiden einer solchen Kraftspitze, die das Energieabsorptionsvermögen des Stoßfängers herabsetzt und die Gefahr von örtlichen Verformungen der Zonen der Karosserie des Kraftfahrzeuges herbeiführt, gegen welche sich die Defonnationsglieder abstützen.

Die Unterdrückung der Kraftspitze wird dadurch erreicht, daß das Profil der Abstützfläche der Deformationsglieder mit Bezug auf dasjenige der Karosserie oder Stoßstange derart verändert wird, daß die Längswände der Einzelprismen zu Beginn des Eindringvorgangs nicht alle gleichzeitig betroffen werden.

Beispielsweise ist während der ersten Millimeter des Eindringvorgangs zu Beginn eines Stoßes Aur ein Drittel oder die Hälfte der Kontaktfläche mit der Stoßstange 1 oder der Karosserie betroffen, während der übrige Teil der Kontaktfläche erst danach betroffen wird.

F i g. 6, 7,8 und 9 erläutern diese Arbeitsweise. F i g. 6 zeigt, wie schon erwähnt, das Diagramm der Stoßkraft in Abhängigkeit von der Eindringtiefe für einen bekannten Stoßfänger. Wie ersichtlich, steigt die Kraft bis zur Kraftspitze 4 an und fällt dann beim Abknicken der Wände ab, worauf sie einen wellenförmigen Kraftverlauf 5 nimmt.

Fig. 7 stellt das entsprechende Diagramm für einen Stoßfänger dar. bei dem zumindest eine der Anlageflächen der Deformatiunsglieder so profiliert ist, daß die Anlagefiächen in Abhängigkeit von der Eindringtiefe gemäß einem Verlauf nach Fig.8 zur Wirkung kommen, wonach erst für eine Eindringtiefe entsprechend der Kraftspitze 4 gem. Fig. 6 die stirnseitige Gesamtob.rfläche des Deformationsglieds von der Krafteinwirkung betroffen zu werden beginnt.

In F i g. 7 läßt sich die Unterdrückung d?r Kraftspitze und die Bildung eines wellenförmigen Kraftverlaufs 6 feststellen.

In Fig. 9 ist ein Stirnflächenprofil 7 für die Deformationsglieder dargestellt, welches der in F i g. 8 dargestellten Abhängigkeit zwischen Eindringtiefp und beaufschlagtem Stirnfiächenanteil der Deformationsglieder Rechnung trägt

Eine weitere Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß senkrecht zu den Längsw^nden der Einzelprismen eine Querwand 20 angeordnet ist, die besonders wirksam ist, wenn Deformationsglieder von großer Länge gewählt worden sind, um große Eindringtiefen zu ermöglichen (Fig. 10). Es wurde festgestellt, daß zwei hintereinander angeordnete Deformationsglieder von geringerer Länge, von denen jedes eine Querwand 20 an seiner Basis aufweist (Fig. 11), einen besseren Wirkungsgrad ergeben als ein einziges Deformationsglied gleicher Gesamtlänge, das an seiner Basis mit einer Querwand 20 versehen ist (F i g. 10). Die gleiche Kraft wie boi der Ausführung nach Fig. 11 kann aber auch ein einziges Deformationsglied von gleicher Gesamtlänge aufnehmen (F i g. 12), bei dem die Querwand 20 entspreche -\d wie in Fig. 11 angeordnet ist. Da die Deformation'glieder im Spritzgußverfahren hergestellt werden können, ist es auch möglich, die Querwände in unterschiedlichen Höhen vorzusehen (Fig. 13).

E? wurde festgestellt, daß die Querwand 20 eine besonders vorteilhafte Wirkung hat, wenn sie die Längswände (8) (Fig. 12) bzw. 9 (Fig. 13) jedes Einzelprismas längenmäßig im Verhältnis von 4 zu 10 bis 7 zu 10 unterteilt.

Zur Herstellung erfindungsgemäßer Deformationsgiiedersind beispielsweise Polyäthylen und Polyurethan verwendbar. Es ist vorteilhaft, die Deformationsglieder aus einem Material herzustellen, dessen Zug- bzw. Druckelastizitätsmodul sich mit der Temperatur nur

π wenig verändert. Thermoplastische Polyester sind wegen ihrer geringen Veränderung zwischen —40⁰C und +60°C von besonderem Interesse. Außerdem können hitzehärtbare Elastomere verwendet werden. Zu diesen gehören Naturkautschuk, Polyisopren, PoIy-

butadien, Kautschuk vom Typ der Äthylen-Propylen-C.enmonomere, gemischt mit ölen, die wegen ihrer geringen Veränderung der Viskosität in Abhängigkeit von der Temperatur gewählt werden, und Silikonelastomere.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   L Stoßfänger für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer mit einer Ummantelung aus dehnbarem Material versehenen, im Querschnitt ein Profil bildenden Stoßstange, die durch wenigstens zwei Deformationsglieder an der Karosserie des Kraftfahrzeugs abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformationsglieder (2) jeweils in an sich bekannter Weise aus einer Vielzahl zueinander paralleler, miteinander vereinigter hohler Einzelprismen gebildet sind, deren Längsachsen in Stoßrichtung orientiert sind, daß bei jedem Deformationsglied (2) die Stirnflächen eines Teils der Einzelprismen auf einer Länge zurückgesetzt sind, die mit demjenigen Verformungsweg des Deformationsglieds übereinstimmt, bei dem ohne Zurücksetzen der Stirnflächen eines Teils der Einzelprismen eine Kraftspitze auftreten würde, und daß die Einzelprismen jeweils eine Querwand (20) aufwej.-";n.
2. 2. Stoßfänger nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die rückgesetzten Stirnflächen eines Teils der Einzelprismen etwa 30 bis 50% der Gesamtstirnfläche aller Einzelprismen ausmachen.
3. 3. Stoßfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (20) die Einzelprismen jeweils in zwei Yeile aufteilt, und zwar in ihrer Längsrichtung in einem Verhältnis von 4 zu 10 bis 7 zu 10.
4. 4. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ^kennzeichnet, daß die Deformationsglieder (2) aus einem Kunstharz bestehen, dessen Zugbzw. D-ruckelastizitätsmouul sich nur wenig mit der Temperatur verändtrt

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