DE102004034123A1

DE102004034123A1 - Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004034123A1
Application number: DE200410034123
Authority: DE
Inventors: Arend Brünjes; Frank Zerjeski
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-02-09

Abstract

Ein Stoßfänger (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem quer zur vorgesehenen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges anzuordnenden Querträger (3) hat ein energieabsorbierendes Element (7) mit einer Wabenstruktur. Die Wabenstruktur erstreckt sich von dem Querträger (3) bis in an einer Karosserie des Kraftfahrzeuges abstützende Stützelemente (4, 5). Der Stoßfänger (1) lässt sich besonders kostengünstig fertigen und weist ein besonders geringes Gewicht auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug mit einem quer zur vorgesehenen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges anzuordnenden Querträger, mit Stützelementen zur Abstützung des Querträgers an einer Karosserie des Kraftfahrzeuges und mit einem energieabsorbierenden Element.

Solche Stoßfänger werden bei heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Der Querträger des bekannten Stoßfängers weist meist ein Metallprofil auf, welches mit eine Außenhaut des Stoßfängers bildendem Kunststoff umschlossen ist. Die Stützelemente verbinden den Querträger mit der Karosserie des Kraftfahrzeuges und sind mit dem Querträger verschraubt. Zur Adsorption von Aufprallenergie sind die Stützelemente als Hohlprofil aus Metall mit einer Wellenstruktur gefertigt und damit als energieabsorbierendes Element ausgebildet. Bei einem Crash des Kraftfahrzeuges werden die Stützelemente gezielt verformt, wodurch Energie abgebaut wird. Ein Schaden an der Karosserie des Kraftfahrzeuges kann hierdurch bis zu einer Geschwindigkeit von beispielsweise 35 km/h vermieden werden. Damit lässt sich bei einem Crash mit einer geringen Geschwindigkeit der Schaden am Kraftfahrzeug besonders gering halten.

Nachteilig bei dem bekannten Stoßfänger ist, dass er ein sehr hohes Gewicht aufweist und die Anforderungen an eine ausreichende Stabilität und eine vorgesehene Nachgiebig keit bei einem Fußgängeraufprall nur sehr schwer zu erfüllen sind.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde einen Stoßfänger der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass er möglichst einfach auf die vorgesehenen Anforderungen angepasst werden kann und ein niedriges Gewicht aufweist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das energieabsorbierende Element ein Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen aufweist.

Durch diese Gestaltung lassen sich gezielt Bereiche des erfindungsgemäßen Stoßfängers mit der vorgesehenen Festigkeit beim Crash und der vorgesehenen Nachgiebigkeit bei einem Fußgängeraufprall einstellen. Das Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen ermöglicht es gerade bei hohen Geschwindigkeiten, beim Crash die Festigkeit des erfindungsgemäßen Stoßfängers einzustellen. Durch das Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen hat der erfindungsgemäße Stoßfänger zudem ein besonders geringes Gewicht. Durch eine gezielte Auslegung der Breite und Höhe der Stege und deren Beabstandung zueinander in den jeweiligen Bereichen lässt sich das Fachwerk auf das vorgesehene technische Verhalten, insbesondere auf die vorgesehene Energieaufnahme, die Verformung und Sollbruchbereiche bzw. Entlastungsbruchbereiche anpassen.

Die bei dem bekannten Stoßfänger erforderliche Verbindung von Kunststoff und Metallteilen ist sehr kostenintensiv zu fertigen. Zur Vereinfachung der Fertigung des erfindungsgemäßen Stoßfängers trägt es bei, wenn das Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen aus Kunststoff gefertigt ist. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass sich der erfindungsgemäße Stoßfänger besonders einfach recyceln lässt.

Eine vorgesehene Erhöhung der Stabilität des Fachwerks aus miteinander verbundenen Stegen oder eine vorgesehene Dämpfung einiger Teilbereiche lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach erzeugen, wenn der Kunststoff zumindest in Teilbereichen mit Einlagen als Verbundwerkstoff ausgebildet und/oder zumindest in Teilbereichen aufgeschäumt ist. Durch Einlagen mit anderen Materialeigenschaften oder durch Aufschäumen des Kunststoffs können die vorgesehenen Teilbereiche gezielt so verändert werden, dass sie Teilaufgaben im Verbund übernehmen können, wie beispielsweise die Abstützung von Quer- oder Längskräften oder Stößen, deren Dämpfung, die Isolation oder Klemmung von Komponenten.

Das energieabsorbierende Element gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn das Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen als Wabenstruktur ausgebildet ist.

Der erfindungsgemäße Stoßfänger lässt sich partiell mit unterschiedlichen Steifheitsgraden versehen, wenn Waben der Wabenstruktur unterschiedlich groß sind.

Die Wandung des energieabsorbierenden Elements des bekannten Stoßfängers ist horizontal angeordnet. Hierdurch kann das energieabsorbierende Element knicken. Die Gefahr des Knickens des Querträgers oder der Stützelemente lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die Stege in der vorgesehenen Montageposition am Kraftfahrzeug vertikal angeordnet sind.

Das energieabsorbierende Element könnte wie bei dem bekannten Stoßfänger vollständig in den Stützelementen angeordnet sein. Dies führt jedoch zu einer großen Länge des Stoßfängers. Die Abmessungen des erfindungsgemäßen Stoßfängers lassen sich besonders gering halten, wenn das energieab sorbierende Element teilweise in den Stützelementen und teilweise in dem Querträger angeordnet ist.

Der erfindungsgemäße Stoßfänger lässt sich besonders kostengünstig herstellen, wenn die Stützelemente und zumindest ein Teilbereich des Querträgers einstückig gefertigt sind.

Eine vorgesehene Stabilität des erfindungsgemäßen Stoßfängers lässt sich besonders einfach einstellen, wenn ein horizontales Wandelement zumindest einen Teil der Stege in einem mittleren Bereich miteinander verbindet. Das horizontale Wandelement muss sich dabei nicht über die gesamte Wabenstruktur erstrecken. Für eine ausreichende Stabilität des erfindungsgemäßen Stoßfängers genügt es meist, einen Teilbereich der Wabenstruktur mit dem horizontalen Wandelement zu versehen. Dies führt bei einem leichten Crash, beispielsweise mit einem Fußgänger zu einer Verformung mit geringer Energieabsorption der nicht mit dem horizontalen Wandelement versehenen Wabenstruktur. Bei einem starken Crash führt der mit dem horizontalen Wandelement versehene Bereich des energieabsorbierenden Elements zu einer hohen Energieabsorption.

Zur weiteren konstruktiven Vereinfachung des erfindungsgemäßen Stoßfängers trägt es bei, wenn eine Außenhaut des Stoßfängers unmittelbar mit den Stegen verbunden ist. Weiterhin weist der erfindungsgemäße Stoßfänger hierdurch eine ausreichende Stabilität zur Abstützung von Wind- oder Abstützkräften auf. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung der Waben mit der Außenhaut stoffschlüssig.

Die Montage des erfindungsgemäßen Stoßfängers am Kraftfahrzeug gestaltet sich besonders einfach, wenn die Stützelementen an ihrem dem Querträger abgewandten Ende einen Flansch zur Verbindung mit der Karosserie des Kraftfahrzeuges aufweisen. Weiterhin lässt sich hierdurch der erfindungsge mäße Stoßfänger nach einer Beschädigung des energieabsorbierenden Elements einfach auswechseln.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Stoßfänger,
2 schematisch einen Teilschnitt durch den erfindungsgemäßen Stoßfänger aus 1 entlang der Linie II – II,
3 schematisch eine Schnittdarstellung durch den Stoßfänger aus 2 entlang der Linie III – III,
4 schematisch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoßfängers.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einem vorderen und einem hinteren Stoßfänger 1, 2. Der vordere Stoßfänger 1 ist in 2 schematisch in einem Teilschnitt entlang der Linie II – II aus 1 dargestellt. Der Stoßfänger 1 weist einen Querträger 3 und zwei Stützelemente 4, 5 auf. Die Stützelemente 4, 5 haben jeweils an ihrem dem Querträger 3 abgewandten Ende einen Flansch 6 zur Verschraubung mit der Karosserie des Kraftfahrzeuges. Der Querträger 3 ist einteilig mit den Stützelementen 4, 5 ausgebildet. Ein energieabsorbierendes Element 7 ist innerhalb einer Außenhaut 8 des Querträgers 3 und der Stützelemente 4, 5 angeordnet. Das energieabsorbierende Element 7 hat ein Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen 9. Die Stege 9 sind im montierten Zustand des Stoßfängers 1 am Kraftfahrzeug aus 1 vertikal angeordnet und mit der Außenhaut 8 verbunden. Das Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen 9 bildet eine Wabenstruktur. Weiterhin zeigt 2, dass das energieabsorbierende Element 7 teilweise in den Stützelementen 4, 5 und teilweise in dem Querträger 3 angeordnet ist. Die Wabenstruktur kann sich aus gleich großen Waben 10 oder unterschiedlich großen Waben 10 zusammensetzen.
3 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Stoßfänger 1 aus 2 entlang der Linie III –III. Die Stege 9 des energieabsorbierenden Elements 7 erstrecken sich über die gesamte Höhe des Querträgers 3 und der Stützelemente 4 und stützen die Außenhaut 8 ab. In einem mittleren Bereich sind die Stege 9 über ein horizontales Wandelement 11 miteinander verbunden. In dem das Wandelement 11 aufweisenden Bereich hat das energieabsorbierende Element 7 eine höhere Stabilität als in den übrigen Bereichen.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Stoßfängers 1 aus 1, bei dem ein Querträger 12 und ein Stützelement 13 jeweils einen Flansch 14, 15 aufweisen. Über die Flansche 14, 15 sind das Stützelement 13 und der Querträger 12 miteinander verbunden. Weiterhin haben der Querträger 12 und das Stützelement 13 jeweils ein energieabsorbierendes Element 16, 17 mit einem Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen 18, 19. Das Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen 18, 19 ist wie zu den 2 und 3 beschrieben aufgebaut. Ein horizontales Wandelement 20 ist ausschließlich in dem Stützelement 13 angeordnet.

1, 2: Stoßfänger
3: Querträger
4, 5: Stützelement
6: Flansch
7: energieabsorbierendes Element
8: Außenhaut
9: Steg
10: Wabe
11: Wandelement
12: Querträger
13: Stützelement
14, 15: Flansch
16, 17: energieabsorbierendes Element
18, 19: Steg
20: Wandelement

Claims

Stoßfänger (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem quer zur vorgesehenen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges anzuordnenden Querträger (3, 12), mit Stützelementen (4, 5, 13) zur Abstützung des Querträgers (3, 12) an einer Karosserie des Kraftfahrzeuges, und mit einem energieabsorbierenden Element (7, 16, 17), dadurch gekennzeichnet, dass das energieabsorbierende Element (7, 16, 17) ein Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen (9, 18, 19) aufweist.
Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen (9, 18, 19) aus Kunststoff gefertigt ist.
Stoßfänger nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff zumindest in Teilbereichen mit Einlagen als Verbundwerkstoff ausgebildet und/oder zumindest in Teilbereichen aufgeschäumt ist.
Stoßfänger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fachwerk aus miteinander verbundenen Stegen (9, 18, 19) als Wabenstruktur ausgebildet ist.
Stoßfänger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Waben (10) der Wabenstruktur unterschiedlich groß sind.
Stoßfänger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (9, 18, 19) in der vorgesehenen Montageposition am Kraftfahrzeug vertikal angeordnet sind.
Stoßfänger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das energieabsorbierende Element (7, 16, 17) teilweise in den Stützelementen (4, 5, 13) und teilweise in dem Querträger (3, 12) angeordnet ist.
Stoßfänger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (4, 5) und zumindest ein Teilbereich des Querträgers (3) einstückig gefertigt sind.
Stoßfänger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein horizontales Wandelement (11, 20) zumindest einen Teil der Stege (9, 18, 19) in einem mittleren Bereich miteinander verbindet.
Stoßfänger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenhaut (8) des Stoßfängers (1) unmittelbar mit den Stegen (9) verbunden ist.
Stoßfänger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (4, 5) an ihrem dem Querträger (3) abgewandten Ende einen Flansch (6) zur Verbindung mit der Karosserie des Kraftfahrzeuges aufweisen.