DE3636030A1

DE3636030A1 - Stossfaenger fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3636030A1
Application number: DE19863636030
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Ing Hoefs; Ismail-Hakki Dipl Ing Cira; Axel Dipl Ing Dr Kamprath
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1986-10-23
Filing date: 1986-10-23
Publication date: 1988-04-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug, der ein erstes aufbauseitig befestigtes Trägerteil, ein vorgelagertes, mit Abstand zu diesem verlaufendes zweites Trägerteil und einen zwischen den beiden Trägerteilen angeordneten, energieabsorbierenden und regenerierbaren Schaumstoffkörper umfaßt, wobei die beiden profilierten Trägerteile über örtlich angebrachte, in Höhenrichtung versetzt zueinander angeordnete elastische Halteelemente derart miteinander verbunden sind, daß das zweite Trägerteil bei einem Aufprallstoß eine horizontale Verschiebebewegung in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung ausführt.

Bei einem bekannten Stoßfänger der eingangs genannten Gattung (DE-OS 33 25 104) stützt sich das vorgelagerte zweite Trägerteil kippsicher am aufbauseitig befestigten ersten Trägerteil ab, d. h., bei einem Aufprall stoß auf den Stoßfänger erfolgt lediglich eine horizontale Verschiebebe wegung des zweiten Trägerteils in Fahrzeuglängs- und/oder Farzeugquer richtung. Der zwischen den beiden Trägerteilen eingebettete Schaumstoff körper weist über seine gesamte Höhenerstreckung gesehen, einen gleich bleibenden Aufbau mit einem konstanten Deformationsweg bzw. einer gleich bleibenden Längserstreckung auf.

Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß zur Erzielung einer guten Funktion dieses Stoßfängers über die gesamte Höhenerstreckung des Schaumstoffkörpers ein gleichbleibender, relativ großer Bauraum in Fahrzeuglängsrichtung vor handen sein muß. Dies läßt sich insbesondere bei Fahrzeugen mit strömungs günstig gestalteten (gerundeten) Endbereichen, bei denen der Stoßfänger abschnittsweise den Endbereich des Aufbaus bildet, nur schwerlich reali sieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, an einem Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug solche Vorkehrungen zu treffen, daß auch bei einem örtlich begrenzten Bauraum in Fahrzeuglängsrichtung entlang der Höhenerstreckung des Stoß fängers gesehen, die Aufprallenergie bei einer Frontalkollision bis zu einer Geschwindigkeit von etwa 8 km/h sicher aufgenommen werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung in vorteilhafter Weise ausge staltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß durch die begrenzt gelenkartige Verbindung zwischen den beiden Träger teilen sowie durch die unterschiedlichen Deformationswege des oder der Schaumstoffkörper die bei einem Aufprallstoß auftretenden Kräfte sicher aufgenommen und dorthin verlagert werden können, wo genügend Bauraum in Fahrzeuglängsrichtung vorhanden ist. Bei einem Aufprallstoß auf den unteren Bereich des Stoßfängers wird ein Teilbereich der Aufprallenergie durch die gelenkartige Verbindung in den oberen Bereich des Stoßfängers übertragen und umgekehrt. Somit wird ein höheres Potential an Energieaufnahme geschaffen als ohne eine gelenkartige Verbindung. Durch die elastischen Halteelemente wird stets der obere und der untere Bereich des Stoßfängers zur Energieaufnahme herangezogen. Die Energieaufnahme kann durch das Raumgewicht und/oder die Stauchhärte des oder der Schaumstoffkörper sowie durch die unterschiedliche Ausbildung der oberen und unteren Halteelemente gesteuert werden. Die oberen Halteelemente fixieren das zweite Trägerteil im normalen Fahrbetrieb in vertikaler Richtung, wogegen die unteren Halteelemente die Bewegung des zweiten Trägerteils in Querrichtung auf ein erlaubtes Maß einschränken. Durch die in den Stoßfänger integrierten Leuchteneinheiten und den Kühlluftkanal wird der vorhandene Bauraum gut genutzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von vorne auf einen Endbereich eines Kraftfahrzeuges mit einem integrierten Stoßfänger,

Fig. 2 eine Ansicht von vorne auf den Endbereich und den Stoßfänger,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Endbereich und den Stoßfänger,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV, wobei sich der Stoßfänger in unbelastetem Zustand befindet,

Fig. 5 einen Schnitt entsprechend Fig. 4, wobei der Stoßfänger in deformiertem Zustand dargestellt ist,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 2,

Fig. 7 eine Ansicht in Pfeilrichtung R der Fig. 1,

Fig. 8 eine Ansicht in Pfeilrichtung S der Fig. 1.

Der in Fig. 1 gezeigte Personenwagen umfaßt im dargestellten Bereich einen Aufbau 1 mit einem Endbereich 2, der abschnittsweise von einem Stoßfänger 3 gebildet wird. Im Ausführungsbeispiel ist der Endbereich 2 durch einen Bugendbereich dargestellt.

Der Stoßfänger 3 ist in den strömungsgünstig gestalteten, gerundeten Form verlauf des Endbereiches 2 integriert und ohne Zwischenschaltung von hydraulischen Dämpfungselementen (Pralldämpfer, Prallrohre oder der gleichen) am Aufbau 1 in Lage gehalten.

Gemäß den Fig. 1 und 4 umfaßt der Stoßfänger 3 ein erstes aufbauseitig befestigtes Trägerteil 4, ein vorgelagertes, mit Abstand zu diesem verlau fendes zweites Trägerteil 5, zumindest einen, zwischen den beiden Träger teilen 4, 5 eingebetteten, energieabsorbierenden und wieder regenerierbaren Schaumstoffkörper 6 sowie eine aus elastischem Werkstoff gefertigte Ab deckung 7.

In den Stoßfänger 3 integriert sind Leuchteneinheiten 8 und ein Kühlluft kanal 9, der zu einem Kühler 10 führt. Der Kühlluftkanal 9 ist in einem mittleren Bereich der Quererstreckung des Stoßfängers 3 vorgesehen und wird durch die Abdeckung 7, die beiden Trägerteile 4, 5 und den Schaumstoff körper 6 begrenzt. Benachbart dem Kühler 10 ist am zweiten Trägerteil 5 ein trichterförmig ausgebildeter Abschnitt 30 angeformt, der einen Endbereich des Kühlluftkanals 9 bildet. Durch den trichterförmigen Abschnitt 30 wird eine gute Beaufschlagung des Kühlers 10 mit Kühlluft erzielt. Das erste Trägerteil 4 ist unmittelbar an einem vorderen, kastenförmig ausgebildeten Querträger 11 des Aufbaus 1 befestigt. Hierzu sind bei 12 und 13 nicht näher dargestellte Befestigungsschrauben vorgesehen, die einer seits vertikal und andererseits horizontal ausgerichtet sind.

Die beiden aus metallischem oder auch nichtmetallischem Werkstoff, insbe sondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff, gefertigten profilierten Trägerteile 4, 5 sind lediglich über örtlich angeordnete, elastische Halteelemente 14, 15 miteinander verbunden, dergestalt, daß das zweite Trägerteil 5 bei einem Aufprallstoß eine Horizontalverschiebung entgegen der Fahrtrichtung und/oder in Fahrzeugquerrichtung sowie eine nachfolgende Kippbewegung in Richtung der Fahrzeughochachse ausführt.

Die Kippbewegung erfolgt dadurch, daß der Schaumstoffkörper 6 - in Höhenrichtung gesehen - mehrere übereinanderliegend angeordnete Bereiche (z. B. A und B) aufweist, in denen die Verformungswege bzw. die Längser streckungen des Schaumstoffkörpers 6 unterschiedlich ausgebildet sind.

Gemäß Fig. 1 ist ein einziger Schaumstoffkörper 6 zwischen den beiden Trägerteilen 4, 5 angeordnet, der im oberen Bereich wegen des Kühlluft kanals 9 eine geringere Längserstreckung aufweist als in einem unten liegenden Bereich B. Im Bereich des Kühlluftkanals 9 ist zwischen den Abschnitten A und B eine durchgehende Öffnung 16 vorgesehen.

Es ist aber auch denkbar, daß in den Bereichen A und B zwei verschieden artig ausgebildete Schaumstoffkörper 6 a und 6 b vorgesehen sind, die ein unterschiedliches Raumgewicht und/oder eine unterschiedliche Stauchhärte aufweisen. Der Schaumstoffkörper, z. B. 6 a mit dem größeren Raumgewicht und der größeren Stauchhärte wird im Bereich des geringeren Bauraumes in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet und weist einen Verformungsweg L 1 auf. Der andere Schaumstoffkörper 6 b besitzt einen Verformungsweg L 2 (siehe Fig. 5).

Vorzugsweise sind die beiden Trägerteile 4, 5 über je zwei untere Halte elemente 14 und zwei obere Halteelemente 15 miteinander verbunden, wobei die Halteelemente 14, 15 jeweils mit Abstand zu einer Fahrzeuglängsmittel ebene E-E verlaufen. Die Halterungen 14, 15 sind derart ausgebildet, daß der Stoßfänger 3 im normalen Fahrbetrieb relativ starr am Aufbau 1 angeordnet ist. Erst bei einem Aufprallstoß bewegt sich die Abdeckung 7 und das zweite Trägerteil 5 relativ zum ersten Trägerteil 4. Die oberen Halteelemente 14 fixieren dabei das zweite Trägerteil 5 in vertikaler Richtung D-D, wogegen die unteren Halteelemente 15 die Bewegung des zweiten Trägerteiles 5 in Fahrzeugquerrichtung E-E begrenzen.

Das obere Halteelement 14 ist - im Querschnitt gesehen - etwa viereckig ausgebildet und setzt sich aus vertikal verlaufenden Querwänden 17, 18 sowie nach außen gekrümmten Längswänden 19, 20 zusammen, wobei sich die Längswände 19, 20 ebenfalls in vertikaler Richtung erstrecken. Zwischen den beiden Querwänden 17, 18 sind zwei mit Abstand zueinander angeordnete, in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Zwischenwände 21, 22 vorgesehen, die geradlinig verlaufen oder leicht nach außen gekrümmt sind (Fig. 7). Nach oben und unten hin ist das obere Halteelement 14 offen ausgebildet. Nicht dargestellte Befestigungselemente für das obere Halteelement 14 sind durch vertikale Wandabschnitte der Trägerteile 4, 5 und durch die Querwände 17, 18 des Halteelementes 14 hindurchgeführt.

Das untere Halteelement 15 umfaßt zwei Querwände 23, 24, die vertikal ausgerichtet sind, sowie eine obere und eine untere Begrenzungswand 25, 26. Die beiden leicht gekrümmten Begrenzungswände 25, 26 verlaufen annähernd horizontal. An den beiden Längsseiten ist das untere Halteelement 15 offen ausgebildet. Zwischen den beiden Querwänden 23, 24 können beispielsweise weitere, zu den oberen und unteren Begrenzungswänden 25, 26 parallel verlaufende, federnde Zwischenwände 27, 28 und ein aufrechter, labyrinth förmig ausgebildeter Steg 29 vorgesehen sein. Der Steg 29 ist an die Zwischenwände 27, 28 und an die obere und die untere Begrenzungswand 25, 26 angeschlossen (Fig. 8).

Der Stoßfänger 3 weist folgende Funktion auf: Bei einem Aufprallstoß auf den oberen Bereich B des Stoßfängers 3 erfolgt eine Horizontalverschiebung des zweiten Trägerteils 5 in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung, und zwar um einen solchen Betrag, bis die oberen Halteelemente 14 auf Block zusammengedrückt sind. Dabei wird der Schaumstoffkörper 6, 6 a um Betrag L 1 zusammengedrückt. Im oberen Bereich B steht sodann kein weiterer Ver formungsweg mehr zur Verfügung. Anschließend erfolgt eine Kippbewegung des Stoßfängers 3 um den Drehpunkt C, wodurch die noch vorhandene Energie in den unteren Bereich A übertragen wird. Der Drehpunkt C liegt etwa in der Mitte der Höhenerstreckung des oberen Halteelementes 14.

Erfolgt der Aufprallstoß auf den unteren Bereich des Stoßfängers, wird das zweite Trägerteil in horizontaler Richtung soweit verschoben, bis wiederum die oberen Halteelemente 14 auf Block zusammengedrückt sind. Danach erfolgt wieder eine Kippbewegung des Stoßfängers um den Drehpunkt C und die ver bleibende Energie wird im Bereich A des größeren Verformungsweges L 2 aufgenommen.

Der Großteil der bei einem Aufprallstoß auftretenden Energie wird durch den Schaumstoffkörper 6 absorbiert; der verbleibende Rest der Energie wird teilweise durch die beiden Trägerteile 4, 5 und die elastischen Halte elemente 14, 15 aufgenommen und teilweise in die Aufbaustruktur einge leitet.

Claims

1. Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug, der ein erstes, aufbauseitig be festigtes Trägerteil, ein vorgelagertes, mit Abstand zu diesem verlaufendes zweites Trägerteil und einen zwischen den beiden Trägerteilen angeordneten, energieabsorbierenden und regenerierbaren Schaumstoffkörper umfaßt, wobei die beiden profilierten Trägerteile über örtlich angebrachte, in Höhen richtung versetzt zueinander angeordnete, elastische Halteelemente derart miteinander verbunden sind, daß das zweite Trägerteil bei einem Aufprall stoß eine horizontale Verschiebebewegung in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Trägerteile (4, 5) lediglich über die elastischen Halteelemente (14, 15) miteinander verbunden sind, dergestalt, daß das zweite Trägerteil (5) bei einem Aufprallstoß zusätzlich eine Kippbewegung in Richtung der Fahrzeughochachse ausführt und daß der Schaumstoffkörper (6) - in Höhenrichtung gesehen - übereinanderliegende Bereiche (z. B. A und B) mit unterschiedlicher Längserstreckung bzw. unterschiedlichem Deformationsweg aufweist.

2. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das erste Trägerteil (4) an einem Querträger (11 ) des Aufbaus abstützt und an diesem befestigt ist.

3. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Schaumstoffkörper (6) zwischen den beiden Trägerteilen (4, 5) vorgesehen ist.

4. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, in Höhenrichtung gesehen, übereinanderliegende Schaumstoffkörper (6 a und 6 b) zwischen den beiden Trägerteilen (4, 5) angeordnet sind, wobei die Schaumstoffkörper (6 a, 6 b) ein unterschiedliches Raumgewicht und/oder eine unterschiedliche Stauchhärte aufweisen.

5. Stoßfänger nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schaumstoffkörper (6, 6 a, 6 b) aus halbhartem Polyurethanschaum hergestellt sind.

6. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Trägerteil (5) im normalen Fahrbetrieb durch obere Halteelemente (14) in vertikaler Richtung und durch untere Halteelemente (15) in Fahrzeugquer richtung fixiert ist.

7. Stoßfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Halteelemente (14) im Querschnitt etwa viereckig ausgebildet sind, wobei vertikal verlaufende Querwände (17, 18) mit den beiden Trägerteilen (4, 5) verbunden sind, wogegen aufrechte, mit einer nach außen gerichteten Krümmung versehene Längswände (19, 20) und Zwischenwände (21, 22) in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sind und daß die oberen Halteelemente (14) nach oben und unten hin offen ausgebildet sind.

8. Stoßfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Halteelemente (15) an beiden Längsseiten offen ausgebildet sind und aufrecht verlaufende Querwände (23, 24 ) und etwa horizontal ausgerichtete, obere und untere Begrenzungswände (25, 26) aufweisen, wobei in einem mittleren Bereich der Längserstreckung zwischen diesen Begrenzungswänden (25, 26) ein aufrechter, labyrinthförmiger Steg (29) vorgesehen ist, der die Begrenzungswände (25, 26) miteinander verbindet.

9. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Trägerteil (5) von einer Abdeckung (7) aus elastischem Werkstoff verkleidet ist, wobei sich die Abdeckung (7) örtlich am zweiten Trägerteil (5) abstützt und am angrenzenden Aufbau (1) mittels Befestigungselementen in Lage gehalten ist.

10. Stoßfänger nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (7), die beiden Trägerteile (4, 5) und der oder die Schaumstoff körper (6, 6 a, 6 b) einen durch den Stoßfänger (3) hindurchragenden Kühlluftkanal (9) begrenzen.

11. Stoßfänger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Trägerteil (5) ein trichterförmig ausgebildeter Abschnitt des Kühlluft kanals (9) angeformt ist.