DE3402456A1

DE3402456A1 - Stossfaenger fuer fahrzeuge, insbesondere kraftfahrzeuge, und verfahren zur herstellung eines solchen stossfaengers

Info

Publication number: DE3402456A1
Application number: DE19843402456
Authority: DE
Inventors: Claus Peter 6090 Rüsselsheim Scharf; Hans-Gerhard Trabert
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1984-01-25
Filing date: 1984-01-25
Publication date: 1985-07-25
Also published as: DE3402456C2; US4623182A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßfänger für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, bestehend aus zwei halbschalenförmigen Profilteilen aus Kunststoff, die an ihren Endflanschen durch Verschweißung zu einem geschlossenen Hohlprofil verbunden sind, und mit Befestigungselementen (z.B. Schraubenbolzen oder Muttern) zur Anbringung des Stoßfängers an der Fahrzeugkarosserie, die an dem karosserieseitigen halbschalenförmigen Profilteil angeordnet sind.

Es ist bekannt, Stoßfänger von Kraftfahrzeugen als Verbundkonstruktionen zu konzipieren, derart, daß auf einem metallischen Trägerkörper, der unmittelbar an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, Verkleidungsteile aus Kunststoff, die u.U. auch Verformungsenergie aufnehmen können, angebracht sind. 15

Eine derartige Verbundkonstruktion zeigt z.B. die DE-PS 27 02 Hierbei ist das aus Kunststoff bestehende Verkleidungsteil als karosserieseitig offener Hohlkörper ausgebildet.

Bei einer anderen, durch die DE-OS 30 20 997 bekannt gewordenen Verbundkonstruktion ist ein äußeres Verkleidungsteil aus hochwertigem Kunststoff und ein inneres Verkleidungsteil aus weniger hochwertigem Kunststoff vorgesehen. Die beiden Verkleidungsteile sind einerseits miteinander verklipst, andererseits kann das innere Verkleidungsteil auf den metallischen Stoßfängerträgerkörper aufgeklipst werden.

Nun geht man aber aus Bestrebungen heraus, Material, Gewicht und Kosten einzusparen, zunehmend dazu über, bei Stoßfängern von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, auf einen metallischen Tragkörper gänzlich zu verzichten. Hierzu mußten schon aus Festigkeitsgründen neue konstruktive Konzepte entwickelt werden, die von den bekannten Verbundkonstruktionen (s.o.) völlig abweichen. Moderne Stoßfänger der hier in Rede stehenden Art sind als geschlossene Hohlkörperprofile ausgebildet. Die Herstellung erfolgt„nach dem derzeitigen Stand der Technik durch zwei halbschalenförmige Strangprofile aus Kunststoff, die an ihren Endflanschen durch Reibverschweißung

zu einem geschlossenen Hohlprofil verbunden werden. Hinsichtlich dieses aktuellen Standes der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ihren Ausgang nimmt, wird verwiesen auf die Druckschrift "Kunststoffe im Automobilbau", VDI-Verlag, 19 83. Da ein am Fahrzeugkörper verankerter metallischer Tragkörper entfällt, mußten geeignete Maßnahmen gefunden werden, den' als geschlossenen Kunststoff-Hohlkörper ausgebildeten selbsttragenden Stoßfänger an der Karosserie einerseits fest, andererseits aber auch lösbar zu befestigen. Die bisherige Lösung besteht darin (siehe vorgenannte Literaturstelle), die Befestigungselemente (Schraubenbolzen oder Muttern) vor dem Zusammenschweißen der beiden den Stoßfänger bildenden Halbschalen durch Ultraschallschweißung, in der karosserieseitigen Halbschale fest anzubringen. Hierdurch sind aber wesentliche Nachteile bedingt. Einmal ergeben sich Schwierigkeiten bei der Reibverschweißung der beiden halbschalenförmigen Profilteile, und zwar durch die veränderte Masse des die Befestigungselemente tragenden (karosserieseitigen) Profilteils (Schwingungsprobleme) . Desweiteren - und dieser Nachteil wiegt besonders schwer - sind Reparaturen an einem beschädigten Stoßfänger, z.B. Auswechseln bzw. Erneuern der Befestigungselemente, erheblich erschwert, weil in ein geschlossenes Hohlprofil kein Eingriff möglich ist. Um beispielsweise einen beschädigten Befestigungsbolzen zu erneuern, muß also der gesamte (selbst u.U. nicht defekte) Stoßfänger ersetzt werden. Dadurch, daß Sitz und Lage der fest mit dem karosserieseitigen halbschalenförmigen Profilteil verbundenen Befestigungselemente nach Verschweißung der beiden Profilteile zu einem geschlossenen Hohlkörper nicht mehr kontrollierbar und korrigierbar sind, kann sich bei nicht ordnungsgemäßer Anbringung der Befestigungselemente u.U. von vornherein eine gewisse Ausschußquote bei den Stoßfängern insgesamt ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es einmal, Maßnahmen dafür zu treffen, daß ein Stoßfänger"der eingangs bezeichneten Art ohne vorherigen Einbau metallischer Befestigungselemente und damit ohne das Auftreten die Schwoißuny boointrächtiqendor Schwinqunq·

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zu einem geschlossenen Hohlkörper verschweißt werden kann, wobei andererseits diese Maßnahmen zugleich dazu dienen sollen, einen hinsichtlich der Befestigungselemente reparierbaren und damit kundendienstfreundlichen Stoßfänger zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das karosserieseitige halbschalenförmige Profilteil an jeder Befestigungsstelle eine Öffnung mit seitlich angeformten Rastarmen aufweist und daß die Befestigungselemente mittelbar oder unmittelbar angeformte Gegenrastelemente besitzen, die nach Einführung des Befestigungselements in die Öffnung mit den Rastarmen lösbar verrastbar sind.

Die Erfindung ermöglicht vorteilhaft ein nachträgliches Einsetzen und Fixieren der Befestigungselemente, d.h. nachdem die beiden halbschalenförmigen Profilteile bereits zu einem geschlossenen Hohlkörper verschweißt sind. Durch die Möglichkeit des nachträglichen Einbaus der Befestigungselemente ergibt sich der weitere Vorteil einfacheren Transports und besserer Lagerfähigkeit der Hohlkörper, weil die hierbei früher störenden sperrigen Befestigungselemente zunächst nicht vorhanden sind.

Aufgrund der erfindungsgemäßen lösbaren Verrastung der Befestigungselemente mit den Rastarmen am zugeordneten Profilteil wird darüber hinaus der wesentliche Vorteil erzielt, daß die Befestigungselemente - nach Lösung der Verrastung - jederzeit wieder ausgebaut und ggf. durch neue Befestigungselemente ersetzt werden können, ohne daß - wie dies früher der Fall war zwangsläufig die gesamten Stoßfänger als unbrauchbar angesehen werden müssen.

In praktischer Ausgestaltung des Grundgedankens der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die metallischen Befestigungselemente jeweils in ein Befestigungsteil aus Kunststoff eingeformt sind, an dem seitliche Gegenrastelemente ausgebildet sind, und daß die Rastarme als Klipse ausgebildet sind, derart, daß sie jeweils ein nach innen gerichtetes hakenförmiges Ende mit einer Anlaufschräge besitzen.

Eine derartige Rastverbindung zwischen den Befestigungselementen und dem zugeordneten Stoßfänger-Profilteil zeichnet sich einerseits durch bestmögliche Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Lösen aus, läßt sich aber andererseits - durch elastisches Auseinanderbiegen der Rastarme mittels eines geeigneten Werkzeugs - bei Bedarf leicht lösen. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, im karosserieseitigen Profilteil, auf Höhe der seitlichen Rastarme, jeweils eine zu dem zugeordneten Rastarm führende Nut einzuarbeiten. Durch ) die Nuten läßt sich dann das zur Lösung der Rastverbindung vorgesehene Werkzeug, z.B. ein Schraubenzieher, leicht einführen.

Hinsichtlich optimaler Übertragbarkeit von Zugkräften zwischen dem Stoßfänger und seinen Befestigungselementen ist es vorteilhaft, wenn das Befestigungsteil in der Ebene, in der sich die Rastarme und die im montierten Zustand mit den Rastarmen zusammenwirkenden Gegenrastelemente befinden, eine größere Erstreckung aufweist als die Öffnung, derart, daß das karosserieseitige Profilteil im Bereich der Öffnung auf seiner Rückseite von dem Befestigungsteil beidseitig hintergriffen wird.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Stoßfängers gekennzeichnet durch die folgenden nacheinander vorzunehmenden ;5 Maßnahmen:

1. Verschweißen der beiden halbschalenförmigen Profilteile zu einem geschlossenen Hohlprofil.

2. Einführen der die Befestigungselemente tragenden Be-

festigungsteile von außen in die Öffnungen des karosserieseitigen halbschalenförmigen Profilteils, in einer Position, in der die Gegenrastelemente zu den Rastarmen zunächst in einer um 90° verdrehten Stellung stehen.

3. Drehen der eingesetzten Befestigungsteile um jeweils

90°, bis die Gegenrastelemente mit den Rastarmen verrasten.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung können den Unteransprüchen sowie der Zeichnung und der nachstehenden

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äispieie im

Beschreibung entnommen werden, worin Ausführungsbeispie. einzelnen dargestellt bzw. näher erläutert sind. Es zeigt:

Fig. 1 einen Stoßfänger für einen Personenkraftwagen (teilweise), in perspektivischer Rückansicht, Fig. 2 eine (leicht vergrößerte) Schnittdarstellung längs

der Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 den in Fig. 1 mit A bezeichneten Ausschnitt des Stoßfängers, gegenüber Fig. 1 vergrößert und in Explosionsdarstellung, in perspektivischer Vorderansicht,
Fig. 4 den Gegenstand von Fig. 3 in Montageposition, in perspektivischer Ansicht schräg von hinten gesehen und gegenüber der Darstellung nach Fig. 3 nochmals vergrößert, und

Fig. 5 einen vergrößerten Teilausschnitt aus Fig. 3 (dort mit B bezeichnet), jedoch in Montageposition.

Ein in Fig. 1 teilweise gezeigter Stoßfänger eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, ist insgesamt mit 10 bezeichnet. Es kann sich hierbei um einen vorderen oder um einen hinteren Stoßfänger handeln. Der Stoßfänger 10 setzt sich zusammen aus zwei halbschalenförmigen Profilteilen 11, 12, die aus Kunststoff bestehen und im Strangpreßverfahren hergestellt sein können. Die beiden halbschalenförmigen Profilteile 11, 12 besitzen jeweils flanschartige Ränder 13, 14 bzw. 15, 16, an denen sie miteinander im Reibschweißverfahren verschweißt sind. Bei der mit 11 bezifferten Halbschale handelt es sich um das äußere Profilteil und bei der mit 12 · bezeichneten Halbschale um das karosserieseitige Profilteil des Stoßfängers 10.

Fig. 1 läßt erkennen, daß an" das karosserieseitige Profilteil innen Rippen 17 angeformt sind, die zur Versteifung des Profilteils 12 dienen und - im Falle eines Aufpralles des Fahrzeuges auf ein Hindernis - ,die Funktion.haben, kinetische Energie in Verformungsenergie umzuwandeln. . - . . ,, .."

Zur Befestigung des gesamten Stoßfängers 10 an der (nicht gezeigten) Fahrzeugkärosserie müssen am karosserieseitigen

Profilteil 12 geeignete Maßnahmen zur Anbringung von Befestigui elementen vorgesehen werden, die dann an der Karosserie mit I entsprechenden korrespondierenden Befestigungselementen zusammenwirken. Zu diesem Zweck sind in das karosserieseitige Profi teil 12 - symmetrisch zur Längs-Mittelachse (nicht gezeigt) des Stoßfängers 10, die in aller Regel auch der Längs-Mittelachse des ^gesamten Fahrzeugs entspricht - zwei rechteckförmige: Öffnungen eingearbeitet, von denen in Fig. 1 eine gezeigt und mit 18 bezeichnet ist. Wie insbesondere auch aus Fig. 2-4 erkennbar ist, sind an die öffnung 18 beidseitig zwei Rastarme 19, 20 angeformt, die in das Innere des von den beiden halbschalenförmigen Profilteilen 11, 12 gebildeten geschlossen Hohlprofils des Stoßfängers 10 ragen. Die Rastarme 19, 20 sind einstückig an das Profilteil 12 angeformt und als Klipse ausgebildet. Sie besitzen nach innen gerichtete hakenförmige Enden 21 bzw. 22, jeweils mit einer Anlaufschräge 23 bzw. 24.

Jeder Öffnung 18 ist ein metallisches Befestigungselement 25 zugeordnet. Bei dem im Ausführungsbeispiel gezeigten Befestigt element 25 handelt es sich um einen Schraubenbolzen, der mit entsprechenden Schraubenmuttern (nicht gezeigt) am Fahrzeugkörper zusammenwirken kann. Wie die Zeichnung, insbesondere Fig. 2, weiterhin verdeutlicht, ist das metallische Befestigui element 25 mit seinem einen Ende in ein Befestigungsteil· 26 aus Kunststoff, dieses dabei durchsetzend, fest eingebettet.

Fig. 1 und insbesondere auch Fig. 3 und 4 lassen erkennen, dal das Befestigungsteil 26 ebenfalls etwa rechteckförmige Konture besitzt, und zwar derart, daß es durch die Öffnung 18 im karosserieseitigen Profilteil· 12 hindurch in das Innere des | geschlossenen Stoßfänger-Hohlprofils 10 eingeführt werden kani (s. hierzu Pfeilrichtung"27 in Fig. 3) . Wie Fig. 2-4 weiterhii zeigen, besitzt das Befestigungsteil 26 beidseitig angeformte Gegenrastelemente 28, 29, die im montierten Zustand des Befestigungsteils 26 mit den beiden hierbei als Klipse fungiere:

Rastarmen 19, 20 säes karosserieseitigen Profilteiis 12 kooper. Die Gegenrasteiemente 28, 29 sind jeweiis etwa quaderförmig I ausgebiidet und weisen in Montagerichtung (vgl·, hierzu Pfeiie 27 in Fig. 3) eine Erstreckung auf, die dem Abstand der haken

förmigen Enden 21, 22 der Rastarme 19, 20 von der als Anlage für das Befestigungsteil 26 dienenden Rückseite - in Fig. 4 mit 30 beziffert - des karosserieseitigen Profilteils 12 entspricht. Hierdurch ist in der Montageposition des Befestigungsteils 26 zusammen mit dem Befestigungselement 25, die besonders gut aus Fig. 4 ersichtlich ist, ein spielfreier Sitz des Befestigungsteils 26 gegenüber dem karosserieseitigen Profilteil 12 und damit gegenüber dem gesamten Stoßfänger 10 gewährleistet

Fig. 3 und 4 lassen weiterhin erkennen, daß das aus Kunststoff bestehende Befestigungsteil 26, im Querschnitt gesehen, etwa U-förmig ausgebildet ist und daß die etwa quaderförmigen Gegenrastelemente 28, 29 in beidseitigen Aussparungen 31, 32 des Befestigungsteils 26 angeordnet sind.

Die Montage des Befestigungsteils 26, zusammen mit dem metallischen Befestigungselement 25, erfolgt nachdem die beiden halbschalenförmigen Profilteile 11, 12 bereits zu einem geschlossenen Hohlkörper zusammengeschweißt sind. Das Einsetzen des Befestigungsteils 26 wird - wie Fig. 3 zeigt - in Pfeilrichtung 27 vorgenommen, und zwar von der der Karosserie zugewandten Rückseite des Stoßfänger-Hohlprofils 10 her. Das Einführen des Befestigungsteils 26 in die Öffnung 18 des Profilteils 12 erfolgt in hochkanter Stellung des Befestigungsteils 26. Anschließend wird das Befestigungsteil 26 in Pfeilrichtung 33 (Fig. 3) um 90° in seine aus Fig. 1, 2 und 4 ersichtliche End-Montageposition gedreht, bis die Gegenrastelemente 28, 29 mit den Rastarmen 19, 20 verrastet sind. In dieser Stellung hintergreift das Befestigungselement 26 beidseitig die Öffnung 18 im Profilteil 12, so daß eine Demontage des Befestigungselements 25 ohne vorheriges Lösen der Verklipsung 19, 20; 28, 29 nicht möglich ist.

Um eine Demontage des Befestigungsteils 26 zusammen mit dem Befestigungselement 25 vornehmen zu können - etwa um die Teile 26, 25 bei Beschädigung auszuwechseln - sind im karosserieseitigen Profilteil 12, auf Höhe der seitlichen Rastarme 19, 2O₇

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Nuten 34, 35 eingearbeitet, die zu dem jeweils zugeordneten Rastarm 19 bzw. 20 führen. Wie Fig. 5 zeigt, kann nun in die Nuten 34, 35 jeweils ein geeignetes Werkzeug, in diesem Fall ein Schraubenzieher 36, eingeführt werden. Durch Druck mit deir. Werkzeug 36 in Pfeilrichtung 37 wird der Rastarm 20 elastisch nach außen gedrückt und gibt hierbei mit seinem hakenförmigen Ende 22 das Gegenrastelement 29 frei. Auf der anderen, in Fig. 5 nicht gezeigten Seite wird ebenso verfahren. Das Befestigungsteil 26 wird nun wiederum in Pfeilrichtung

(s. Fig. 3) um 90° gedreht und kann anschließend entgegen der Pfeilrichtung 27 (Fig. 3) aus der öffnung 18 des karosserieseitigen Profilteils 12 herausgenommen werden.

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Claims

23. Jairaer 1984 •3075 - Fid''cb

Anmelderin: Adam Opel Aktiengesellschaft, — o/no/ro

o4 U Z4 üb Rüsselsheim

Stoßfänger für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, und Verfahren zur jHerstellung eines solchen Stoßfängers

Ansprüche

Stoßfänger für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, bestehend aus zwei halbschalenförmigen Profilteilen aus Kunststoff, die an ihren Endflanschen durch Verschweißung zu einem geschlossenen Hohlprofil verbunden sind, und mit Befestigungselementen (z.B. Schraubenbolzen oder Muttern) zur Anbringung des Stoßfängers an der Fahrzeugkarosserie, die an dem karosserieseitigen halbschalenförmigen Profilteil angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das karosserieseitige Profilteil (12) an jeder Befestigungsstelle eine öffnung (18) mit seitlich angeformten Rastarmen (19, 20) aufweist und daß die Befestigungselemente (25) mittelbar oder unmittelbar angeformte Gegenrastelemente (28, 29) besitzen, die nach Einführung des Befestigungselements (25) in die öffnung (18) mit den Rastarmen (19, 20) lösbar verrastbar sind.

2. Stoßfänger nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Befestigungselemente (25) jeweils in ein Befestigungsteil· (26) aus Kunststoff eingeformt sind, an dem seitliche Gegenrastelemente (28, 29) ausgebiidet sind.

3. Stoßfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastarme (19, 20) als Klipse ausgebildet sind, derart, daß sie jeweils ein

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nach innen gerichtetes hakenförmiges Ende (2r, 22t ThftP einer Anlaufschräge (23, 24) besitzen.

4. Stoßfänger nach Anspruch 2 und 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenrastelemente (28, 29) jeweils quaderförmig oder im wesentlichen quaderförmig ausgebildet sind und in Montagerichtung (27) eine Erstreck!, aufweisen,, .die dem Abstand der hakenförmigen Enden (21, 22) der Rastarme (19, 20) von der als Anlage für das Befestigur teil (26) dienenden Rückseite (30) des karosserieseitigen Profilteils (12) entspricht.

5. Stoßfänger nach Anspruch 2, 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das' Befestigungsteil (26) in der Ebene, in der sich die Rastarme (19, 20) und die im montierten Zustand mit den Rastarmen zusammenwirkenden Gegenrastelemente (28, 29) befinden, eine größere Erstreckung aufweist als die Öffnung (18) im karosserieseitigen Profilteil (12), derart, daß das karosserieseitige Profilteil im Bereich der öffnung (18) auf seiner Rückseite (30) von dem Befestigungsteil (26) beidseitig hintergriffen wird.

6. Stoßfänger nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenrastelemente (28, 29) in beidseitigen Aussparungen (31, 32) des Befestigungsteils (26) angeordnet sind. i

7. Stoßfänger nach einem oder mehreren der vorstehenden 0 Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (18) im karosserieseitigen Profilteil (12), wie auch die in diese einzuführenden, die Befestigungselemente (25) tragenden Befestigungsteile (26), jeweils rechteckförmig oder im wesentlichen lechteckförmig ausgebildet sind.

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8. Stoßfänger nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsteile (26) einen U-förmigen oder im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen.

9. Stoßfänger nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß im karosseriescitiyer· Profilteil (12), auf Höhe der seitlichen Rastarme (19, 20), jeweils eine zu dem zugeordneten Rastarm führende Nut . ' (34 bzw. 35) eingearbeitet ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Stoßfängers nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden nacheinander vorzunehmenden Maßnahmen:

1. Verschweißen der beiden halbschalenförmigen Profilteile (11, 12) zu einem geschlossenen Hohlprofil

(10).

2. Einführen des das Befestigungselement (25) tragenden Befestigungsteils (26) von außen in die Öffnung

(18) des karosserieseitigen Profilteils (12), in einer Position, in der die Gegenrastelemente (28,

29) zu den Rastarmen (19, 20) zunächst in einer um 90° verdrehten Stellung stehen (Fig. 3).

3. Drehen des eingesetzten Befestigungsteils (26) um 90° (Pfeilrichtung 33 in Fig. 3), bis die Gegenrastelemente (28, 29) mit den Rastarmen (19,

20) verrasten.

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