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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Schütztbügel für ein Fahrzeug.
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Derartige
Schutzbügel
werden an einem Fahrzeug, bevorzugt an einem Geländefahrzeug, bevorzugt and
der Frontseite des Fahrzeugs, aber auch an der Seite oder dem Heck
des Fahrzeugs angeordnet, um das Fahrzeug bei Kollision mit einem
Gegenstand vor Beschädigung
zu schützen.
Diese Schutzbügel
werden meist zusätzlich
zu einer serienmäßig vorgesehenen
Stoßstange
am Fahrzeug angebracht.
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Bisher
wurden die Schutzbügel
aus Metallrohren gebogen und geschweißt. Um eine ansehnliche Oberfläche zu erhalten,
wurden die Bügel
verchromt oder poliert. Schutzbügel
aus Metallrohren haben jedoch den Nachteil, bei Kollision mit einem Tier
oder einem Menschen schwere Verletzungen herbeizuführen.
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Daher
wird in der
DE 695
02 107 T2 vorgeschlagen einen Schutzbügel aus einem Verbundwerkstoff
herzustellen, der einen mit einem Polyurethan-Schaum umschäumten Kern
aus einem Kunststoff aufweist. Mit dieser Bauweise kann der Aufprall eines
Gegenstands besser gedämpft
werden.
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Nachteilig
ist jedoch dass der Schaumwerkstoff mit keiner ansehnlichen Oberfläche versehen werden
kann und wenig resistent gegen mechanische Einwirkungen ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Schutzbügel und
einem Verfahren zum Herstellen eines Schutzbügels zur Verfügung zu
stellen, der ein gutes Dämpfungsverhalten
und eine ansehnliche Oberfläche
hat.
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Diese
Aufgabe wird bezüglich
der Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und bezüglich des
Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 12 gelöst.
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Indem
der Schutzbügel
in Verbundbauweise einen Kern zum Aufnehmen und Übertragen der Kräfte und
eine mantelartig um den Kern und integral mit dem Kern ausgebildete
Schaummaterialschicht hat, wobei eine Schale aus einem dünnwandigen
Material vorgesehen ist, die mit der äußeren Oberfläche der
Schaummaterialschicht verbunden ist, kann ein Aufbau des Schutzbügels bereitgestellt
werden, der ein gutes Dämpfungsverhalten
hat, und der durch das Vorsehen der Schale aus dünnwandigem Material eine Basis
für die
Gestaltung einer ansehnliche Oberfläche zur Verfügung stellt.
Die Schale ist bevorzugt aus einem Material, das eine glatte, geschlossene,
porenfreie Oberfläche
hat, die verchrombar oder lackierbar ist, und das eine gewisse Duktilität aufweist.
Bei einem Aufprall eines Gegenstands auf den Bügel wird daher zunächst die
Kraft über
die dünnwandige
Schale in die Schaummaterialschicht eingeleitet, wobei sich sowohl
die Schale als auch die Schaummaterialschicht deformiert und Aufprallenergie
absorbiert. Der Aufprall wird dabei auf vorteilhafte Weise durch
die Schale auf einen größeren Bereich des
Schaummaterials verteilt. Bei einem starken Aufprall mit einem hohen
Impuls kann auch der Kern deformiert werden, wobei Aufprallenergie
absorbiert wird.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
besteht die Schale aus einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt
ABS, die auf ihrer äußeren Oberfläche mit
einer Chromschicht versehen ist. Bevorzugt wird die äußere Oberfläche der
Schale vor dem Aufbringen auf die Schaummaterialschicht verchromt.
Die dünnwandige
Schale aus thermoplastischem Kunststoff weist eine gute Verformbarkeit
auf, um den Aufprallimpuls an die Schaummaterialschicht und den
Kern weiterzuleiten. Insbesondere der Werkstoff ABS zeigt eine geringe
Riss- und Splitterbildung, so dass das Verletzungsrisiko für einen
Menschen oder ein Tier weiter herabgesetzt wird.
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Die
aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellte Schale wird
bevorzugt durch einen Tiefziehvorgang oder einen Spritzvorgang hergestellt.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
ist die Schale bevorzugt an Abschnitten der Oberfläche der Schaummaterialschicht
aufgebracht, die in am Fahrzeug montiertem Zustand sichtbar ist.
Allerdings kann die Schale auch aus zwei halben oder mehreren Schalen
gebildet sein, die die Schaummaterialschicht vollständig von
zwei Seiten umschließen.
Dabei wird eine halbe Schale von vorne und eine halbe Schale von
hinten unter Ausbildung einer Stoßnaht auf die Schaummaterialschicht
aufgebracht. Indem die Schaummaterialschicht durch die Schale nur
teilweise bedeckt wird bzw. indem eine Stoßnaht zwischen vorderen und
hinterer Teilschale ausgebildet wird, wird eine gute Nachgiebigkeit
der Schale bei einem Aufprall erzielt.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
wird die Schale mittels einer Klebeschicht mit der Schaummaterialschicht
verbunden. Bevorzugt werden stegförmige Klebestreifen bevorzugt
an den Randabschnitten und/oder einem mittigen Abschnitt der Schale
vorgesehen. Hierdurch wird eine schwimmende, elastische Verbindung
zwischen Schaummaterialschicht und Schale ausgebildet. Durch diese Verbindung
wird eine Relativbewegung zwischen der inneren Fläche der
Schale und der Oberfläche
der Schaummaterialschicht in einem definierten Bereich zugelassen,
was das Absorptionsverhalten des Aufbaus des Schutzbügels verbessert.
Weiterhin wird durch diese Verbindung verhindert, dass sich bei
einem Aufprall eventuell bildende Teile der Schale aufstellen oder
lösen,
wodurch Verletzungen vermieden werden.
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Durch
die stegförmigen
Klebestreifen werden Klebezonen mit definierten Auflagen geschaffen, wobei
benachbart zu den stegförmigen
Klebestreifen ein spaltförmiger
Abstand zischen der Innenseite der Schale und der Außenseite
der Schaummaterialschicht ausgebildet wird, um eine Hinterlüftung und ein
Ablaufen von Flüssigkeiten
zu gewährleisten.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
ist die Schaummaterialschicht aus Polyurethan-Schaum, bevorzugt aus Polyurethan-Hartintegralschaum
ausgebildet. Der Kern wir dazu bevorzugt in eine Form eingelegt
und umschäumt
um einen integralen Aufbau auszubilden.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
hat die Schaummaterialschicht eine innere, weiche Schaumschicht
und eine sich daran anschließende äußere, harte
Schaummaterialschicht und eine sich daran anschließende äußere, geschlossene,
hautförmige
Außenschicht.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
ist der Kern aus einem dünnwandigen
geschlossenem Profil, wie einem Rohr oder einem dünnwandigen,
offenen Profil aus Metall ausgebildet, wobei sowohl das geschlossene
als auch das offene Profil aus einer Stahllegierung oder einer Aluminiumlegierung
oder einem Kunststoff ausgebildet sein kann. Bevorzugt ist der Kern
aus einem dünnwandigen
Stahlrohr mit einem Außendurchmesser
von bevorzugt 7 mm bis 15 mm insbesondere 10 mm ausgebildet. Alternativ
kann auch ein Stahldraht mit einem Durchmesser von 5 bis 7 mm verwendet
werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
sind am Kern Elemente zum Befestigen des Schutzbügels am Fahrzeug und/oder Element
zum Befestigen von Zusatzeinrichtungen am Schutzbügel, wie
Scheinwerfer angeordnet.
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Durch
die Gestaltung und die Auswahl des Materials für den Kern und durch Einstellung
der Härte
der Schaummaterialschicht und durch die radiale Verteilung des Härtegrads
der Schaummaterialschicht und weiterhin durch die Dicke und die
Auswahl des Materials der Schale wird das Stoßabsorbtionsverhalten des Schutzbügels derart
eingestellt, dass zum einen die Karosserie des Fahrzeugs gut geschützt wird,
andererseits die Verletzungsgefahr beim Zusammenprall mit einem
Menschen oder einem Tier für
Letztere minimiert wird.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schutzbügels unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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Darin
zeigen:
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1 eine
perspektivische Schrägansicht des
Schutzbügels
für ein
Fahrzeug;
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2 eine
perspektivische, geschnittene Schrägansicht des Schutzbügels von
der Seite;
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3 eine
perspektivische, geschnittene Schrägansicht des Schutzbügels von
der Rückseite;
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4 eine
detaillierte Schnittansicht durch eine obere Strebe des Schutzbügels.
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Gemäß 1 hat
eine Schutzbügel
eine obere, bogenförmige
Strebe 1 und eine untere, quer verlaufende Strebe 2,
die miteinander verbunden sind. Die untere Strebe 2 hat
einen nach unten erweiterten Verlängerungsabschnitt 3,
der mit Öffnungen 4 zum
durchlassen von Kühlluft
zum Fahrzeug versehen ist.
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Gemäß 2 bis 4 haben
die Streben 1 und 2 des Schutzbügels einen
Kern 5 der mit einer Schaummaterialschicht 6 ummantelt
ist. Auf der vorderen, sichtbaren Außenseite der Streben 1, 2 ist
mittels einer Klebeschicht 7 eine äußere, aus einem thermoplastischen
Kunststoff, bevorzugt ABS, hergestellte dünnwandige Schale 8 angebracht.
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Der
Kern 5 ist aus einem dünnwandigen Stahlrohr
mit einem bevorzugten Durchmesser von 10 mm bei einer Wanddicke
von bevorzugt 1 bis 2 mm insbesondere 1,5 hergestellt. Der Kern 5 der oberen
Strebe 1 wird in einer Biegevorrichtung gebogen und mit
dem Kern 5 der unteren Strebe 2 verschweißt, um einen
steifen Aufbau zu erhalten, der Kräfte aufnehmen und übertragen
kann. Am Kern 5 sind Elemente, wie Laschen (nicht dargestellt)
zum Befestigen des Schutzbügels
am Fahrzeug und/oder Elemente (nicht dargestellt) zum Befestigen
von Zusatzeinrichtungen, wie Scheinwerfer, angeordnet.
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Um
die Schaummaterialschicht 6, die bevorzugt aus Polyurethan-Hartintegralschaum
hergestellt ist, am Kern 5 anzubringen, wird der Kern 5 in
eine Form (nicht dargestellt) eingelegt, und umschäumt. Die
Schaummaterialschicht 6 der oberen Strebe 1 ist dabei
dickwandig und im Querschnitt kreisförmig ausgebildet. Die Schaummaterialschicht 6 hat
benachbart zum Kern 5 eine innere weiche Schaumschicht 12 aus
einem weichen Schaum und am Rand eine äußere harte Schaumschicht 13 aus
einem härteren
Schaum als die innere, weiche Schaumschicht. Die Härte des
Schaums innerhalb der Schaummaterialschicht 6 nimmt von
der Mitte zum Rand hin zu. Weiterhin hat die Schaummaterialschicht 6 eine äußere, geschlossene,
porenfreie, hautförmige
Außenschicht 14.
Die Außenschicht
hat eine bevorzugte Dicke von 0,3 bis 1 mm. Die Dicke der Schaummaterialschicht
kann mehrere Zentimeter betragen.
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Die
Schaummaterialschicht 6 der unteren Strebe 2 ist
etwas dünnwandiger
ausgebildet als die der oberen Strebe 1 und hat einen rechteckigen Querschnitt.
Die Schaummaterialschicht 6 der unteren Strebe 2 ist
daher bevorzugt durchgehend aus einem härten Schaum ausgebildet, der
der Härte
der äußeren Schaumschicht 13 der
oberen Strebe 1 entspricht.
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An
der oberen Strebe 1 ist im vorderen Abschnitt eine Aussparung 9 eingeformt,
die zur Aufnahme der Schale 8 dient. Die Klebeschicht 7 mit
der die Schale 8 an der Schaummaterialschicht 6 befestigt
ist, besteht aus mehreren Klebestreifen 10, die jeweils
in einem Randabschnitt der Schale 6 und einem mittleren
Abschnitt der Schale 8 angeordnet sind. Zwischen den Klebestreifen 10 wird
in der Aussparung 9 in fertigem Zustand des Schutzbügels ein
kleiner, spaltförmiger
Abstand 11 zwischen Innenseite der Schale 8 und
Außenschicht 14 der
Schaummaterialschicht 6 ausgebildet, um ein Ablaufen von
Flüssigkeit
und ein Austrocknen von Flüssigkeit
(Hinterlüftung)
zu gewährleisten.
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Durch
das vorsehen von Klebestreifen 10 zwischen Schale 8 und
Schaummaterialschicht 6 wird eine schwimmende, elastische
Verbindung mit definierten Auflageflächen geschaffen, wodurch eine zusätzlich Dämmung erzielt
wird.
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Die
Schale 8 der unteren Strebe 2 hat den Verlängerungsabschnitt 3 integral
ausgebildet. Der Verlängerungsabschnitt 3 dient
auch als Schutz für den
Motor und Kühler
des Fahrzeugs.
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Die
Schale 8 kann aus einer Mehrzahl von Schalenabschnitten
zusammengesetzt sein.
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Die
Schale 8 wird an ihrer Außenseite mittels eines Verchromverfahrens
für Kunststoff
mit einer Chromschicht versehen. Alternativ kann die Oberfläche der Schale 8 auch
mit einer Lackschicht oder Ähnlichem
versehen werden. Die Schale 8 wird bevorzug durch einen
Tiefziehvorgang oder einen Spritzvorgang hergestellt. Die Dicke
der Schale beträgt
bevorzugt 0,5 bis 3 mm bevorzug 1,5 mm.
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Der
Kern 5 kann anstatt aus einem Stahlrohr auch aus einem
anderen Metall, wie einer Aluminiumlegierung oder auch aus einem
Kunststoff wie einem thermoplastischen Kunststoff oder einem faserverstärktem Kunststoff
hergestellt sein.
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Um
den Schutzbügel
herzustellen wird zunächst
der Kern 5, wie vorstehend beschrieben, gefertigt und in
einer Form die Schaummaterialschicht 6 um den Kern 5 umschäumt. Schließlich wird
die Schale 8 mittels einer Vielzahl von Klebestreifen 10 an
der Schaummaterialschicht 6 befestigt.