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Die
Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung
für ein
Kraftfahrzeug mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Stoßfängersysteme
von Kraftfahrzeugen erlangen bezüglich
heutiger Gesetzesanforderungen im Bereich der Low-Speed-Tests (bis
10 km/h) eine besondere Bedeutung, da die Auslegung eines Stoßfängersystems
unmittelbaren Einfluss auf das Schadensbild und die Schadenshöhe eines
Kraftfahrzeugs hat. Das Schadensbild und die Schadenshöhe werden
zur Einstufung von Kraftfahrzeugen in bestimmte Versicherungsklassen
herangezogen. Je niedriger die zu erwartende Schadenshöhe ist,
desto besser ist die versicherungstechnische Einstufung. Es gibt
eine Reihe unterschiedlicher Crashreparaturtests. Beispielsweise
ist der Einsatz einer 10° Barriere
vorgesehen, d. h. beim Front-Offset-Crash fährt das Fahrzeug auf eine 10° angeschrägte Barriere, während beim
Heck-Offset-Crash das Fahrzeug von einem Stoßwagen getroffen wird, welcher
in einem Winkel von 10° zur Fahrzeuglängsachse
auf das Kraftfahrzeug trifft. Die Barrieren treffen durch die Auslegung
heutiger Fahrzeuge bedingt direkt auf die den Stoßfängerquerträgern nachgeschalteten
Crashboxen, wodurch die Hauptarbeit, d. h. annähernd die gesamte Energie,
bei diesen Crashreparaturtests von den Crashboxen aufgenommen wird.
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Es
sind jedoch auch Tests mit einer Barrierenüberdeckung von nur 15% der
Achsbreite bzw. Fahrzeugbreite vorgesehen. Dieser so genannte Bumper-to-Bumper-Test stellt
völlig
andere Anforderungen an die Eigenschaften des Stoßfängerquerträgers. Üblicherweise
sind Stoßfängerquerträger leicht gekrümmt, wobei
ihre über
die Längsträger bzw. Crashboxen
vorstehenden Endabschnitte eine stärkere Krümmung bzw. Abwinklung aufweisen
können. Bei
sehr geringen Überdeckungsgraden
mit der Barriere wie z. B. beim Bumper-to-Bumper-Test kann dies dazu führen, dass
die bei einem Crashversuch eingesetzte Barriere an dem gekrümmten Endabschnitt
des Stoßfängerquerträgers abgleitet
bzw. das Kraftfahrzeug an der Barriere abgleitet, so dass erhebliche
Beschädigungen
im Bereich des Kotflügels
auftreten können.
Derartige Beschädigungen
resultieren in einer schlechten versicherungstechnischen Einstufung.
Die heutige Form der Kraftfahrzeuge mit abgerundeten Eckbereichen
lässt hinsichtlich
der Gestaltung des Stoßfängerquerträgers allerdings
nur geringen Spielraum, wobei ein Verzicht auf die gekrümmten Endabschnitte
nicht möglich
ist, da diese notwendig sind, um die Anprallkraft in die Crashboxen
bzw. die Längsträger einzuleiten.
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Hiervon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Stoßfängeranordnung
eines Kraftfahrzeugs hinsichtlich der Geometrie des Stoßfängerquerträgers dahingehend
zu verbessern, dass die Schadenshöhe auch bei Crashreparaturtests,
bei denen eine Barrierenüberdeckung
von 15% vorgesehen ist, möglichst
gering gehalten wird.
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Diese
Aufgabe ist bei einer Stoßfängeranordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wesentlich
bei der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung
ist, dass die Kontur der Endabschnitte ein ungehindertes Abgleiten
hemmt, und zwar dadurch, dass an ihrem äußeren Ende ein quer zur Mittellängsachse
des Kraftfahrzeugs orientiertes Aufhalteelement angeordnet ist.
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Das
Aufhalteelement kann als separates Bauteil mit dem Stoßfängerquerträger gekoppelt
sein oder einstückiger
Bestandteil des Stoßfängerquerträgers sein.
Im einfachsten Fall ist das Aufhalteelement eine nach außen gerichtete
Umstellung an dem Endabschnitt.
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Das
Aufhalteelement ist so orientiert, dass die Abgleitbewegung der
Barriere gehemmt wird, so dass die Barriere bei niedriger Anprallgeschwindigkeit
nicht in den Kotflügelbereich
des Kraftfahrzeugs eindringen kann. Daher wird die Krümmungsrichtung bzw.
die Abwinklung der Endabschnitte durch ein quer zur Längsachse
des Kraftfahrzeugs orientiertes Aufhalteelement verändert bzw.
unterbrochen. Die Querorientierung zur Längsachse des Kraftfahrzeugs ist
so zu verstehen, dass das Aufhalteelement nicht notwendigerweise
im rechten Winkel zur Mittellängsachse
des Kraftfahrzeugs stehen muss, aber zumindest eine Orientierung
besitzt, die der Krümmung bzw.
Abwinklung des Endabschnitts entgegengesetzt ist. Die Endabschnitte
können
daher auf ihrer dem Längsträger abgewandten
Vorderseite S-förmig
gekrümmt
sein, wobei sich die Richtung der Krümmung im Übergang zu den endseitigen
Aufhalteelementen ändert.
Entscheidend für
das Aufhalten der Barriere ist die Geometrie der Endabschnitte auf
der dem Anprall zugewandten Seite, d. h. der Vorderseite. Selbstverständlich ist
es möglich,
dass auch die Rückseite
des jeweiligen Endabschnitts S-förmig
gekrümmt
ist, so dass Vorder- und Rückseite
parallel zueinander verlaufen. Dies ist jedoch nicht zwingend notwending.
Entscheidend ist vielmehr, dass das Aufhalteelement hinreichend
widerstandsfähig
ist, um die von der Barriere in das Aufhalteelement eingeleiteten
Momente nicht nur auf die Endabschnitte, sondern letztlich auf den
Stoßfängerquerträger haltenden
Längsträger bzw.
den Längsträgern vorgeschaltete
Crashboxen zu übertragen.
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Das
Aufhalteelement hat die Funktion, das ungehinderte Abgleiten des
Stoßfängerquerträgers zu
verhindern. Das Aufhalteelement muss daher nicht sonderlich lang
sein, darf allerdings auch eine Mindestlänge nicht unterschreiten, um
die gewünschte
Funktion zu erfüllen.
Es wird als hinreichend angesehen, wenn die in Querrichtung des Kraftfahrzeugs
gemessene Länge
des Aufhalteelements größer ist
als 2% der Breite des Kraftfahrzeugs. Die Breite des Kraftfahrzeugs
wird zwischen zwei zur Mittellängsebene
des Kraftfahrzeugs parallelen Ebenen gemessen, die das Kraftfahrzeug
seitlich im Bereich der Mittelquerebene des Kraftfahrzeugs berühren. Diese
Definition des Kraftfahrzeugs ergibt sich aus den einschlägigen Vorschriften
für Crashtests
der RCAR (Research Council for Automobile Repairs) bzw. der IIHS
(Insurance Institute for Highway Safety) bzw. des AZT (Allianz Zentrum
für Technik).
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Für das Bestehen
dieses Bumper-to-Bumper-Tests ist es von Vorteil, wenn sich die
Stoßfänger treffen.
Sehr lange Stoßfängerquerträger würden bei einer
entsprechenden Auslegung zu einem starren Verbund führen, der
viel Aufprallenergie in die Crashboxen weiterleiten kann, andererseits
trägt er
jedoch zur Erhöhung
des Gesamtgewichts des Kraftfahrzeugs bei, was sich negativ auf
den Kraftstoffverbrauch auswirkt. Mit der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung
ist es jedoch möglich,
einen Stoßfängerquerträger einzusetzen,
der sich über
höchstens
85% der Breite des Kraftfahrzeugs erstreckt, wobei die Breite des
Kraftfahrzeugs entsprechend den oben stehenden Vorschriften für Crashtests
bestimmt wird. Die Breite des gesamten Stoßfängerquerträgers kann auch kleiner als
80% der Breite des Kraftfahrzeugs sein und insbesondere in einem
Bereich von 75%–80%
liegen. Bei einem Bumper-to-Bumper-Test mit einem Stoßfängerquerträger, der
sich über
80% der Breite eines Kraftfahrzeugs erstreckt, würde dies eine Überlappung
des Stoßfängerquerträgers und
der Barriere von 5% bedeuten. Bei Low-Speed-Tests im Geschwindigkeitsbereich
von 5–10
km/h reicht diese Überdeckung
aus, um ein Abgleiten der Barriere in weiche Fahrzeugstrukturen,
d. h. in den Kotflügelbereich,
wirkungsvoll zu verhindern und das Schadensbild zu begrenzen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Stoßfängeranordnung eines Kraftfahrzeugs;
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2 eine
weitere schematische Darstellung einer Stoßfängeranordnung eines Kraftfahrzeugs
und
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3 eine
Stoßfängeranrordnung
aus dem Stand der Technik.
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1 zeigt
eine Stoßfängeranordnung
eines Kraftfahrzeugs in stark vereinfachter Darstellung. Die Stoßfängeranordnung
ist symmetrisch bezüglich
einer Mittellängsebene
MLE eines nicht näher
dargestellten Kraftfahrzeugs aufgebaut. Es ist in 1 der vordere
Stoßfängerquerträger 1 dargestellt,
der über eine
Crashbox 2 mit einem Längsträger 3 verbunden ist.
Zusätzlich
ist eine Barriere 4 eingezeichnet, die bei einem Anfahrversuch
mit 15%-iger Überdeckung, bezogen
auf die Breite des Kraftfahrzeugs, bei niedriger Geschwindigkeit
(5 km/h) zum Einsatz kommt. Es handelt sich um standardisierte Testbedingungen. Der
Pfeil verdeutlicht die Anfahrrichtung.
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Der
Stoßfängerquerträger 1 besitzt
einen Mittelabschnitt 5, der sich im Wesentlichen zwischen den
Längsträgern 3 bzw.
den Crashboxen 2 erstreckt. Dieser Mittelabschnitt 5 ist
leicht gekrümmt. An
den Mittelabschnitt 5 schließt sich ein Endabschnitt 6 an,
der seitlich, in Fahrzeugquerrichtung betrachtet, über die
Crashboxen 2 bzw. Längsträger 3 hinausragt.
Die Krümmung
des Endabschnitts 6 ist bereichsweise größer als
im Mittelabschnitt 5, so dass der Endabschnitt 6 in
Richtung des Längsträgers 3 gewissermaßen abgewinkelt
ist.
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Es
ist zu erkennen, dass der Endabschnitt 6 an seinem äußeren Ende 7 ein
quer zur Mittellängsachse
MLE des Kraftfahrzeugs orientiertes Aufhalteelement 8 aufweist,
das in dieser schematischen Darstellung quer zur Mittellängsachse
weist. Die strichpunktiert eingezeichneten Linien verdeutlichen,
dass sich die Barriere 4 und das Aufhalteelement 8 bei
einem Crashtest überlappen,
so dass Aufprallenergie von dem Aufhalteelement 8 in den
Endabschnitt 6 und von dort in die Crashboxen 2 geleitet
wird. Die Orientierung des Aufhalteelements 8 verhindert
ein Abgleiten des Stoßfängerquerträgers 6 von
der Barriere 4. Es ist zu erkennen, dass die Endabschnitte 6 ihrer
dem Längsträger 3 abgewandten
Vorderseite 9 S-förmig
gekrümmt
sind, wobei sich die Richtung der Krümmung im Übergang zu den endseitigen
Aufhalteelementen 8 ändert.
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In
einer möglichen
praktischen Ausgestaltung spiegelt sich dieser S-förmig gekrümmte Verlauf wider,
wie in 2 zu erkennen ist. Der dort dargestellte Stoßfängerquerträger 1 weist
ebenfalls einen Endabschnitt 6 auf, der bereichsweise eine
stärkere Krümmung aufweist
als sein Mittelabschnitt 5. Am Endabschnitt 6 ist
wiederum ein Aufhalteelement 8 zu erkennen, das kurz vor
dem Kontakt mit einer Barriere 4 bei einem Anprallversuch
mit 15%-iger Überdeckung
steht. Es ist zu erkennen, dass sich der Stoßfängerquerträger 1 von der Mitte
her in Richtung zu seinem Aufhalteelement 8 verjüngt und
im Bereich des äußeren Endes
eine wesentlich geringere Dicke aufweist als in seinem mittleren
Bereich. Der Stoßfängerquerträger 1 ist
daher sowohl auf seiner Vorderseite 9 als auch auf seiner
Rückseite 10 im
Bereich des Endabschnitts 6 und des Aufhalteelements 8 S-förmig gekrümmt, wobei
die Krümmung
auf der Rückseite 10 größer ist
als auf der Vorderseite 9.
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Zum
Vergleich ist in 3 ein Stoßfängerquerträger aus dem Stand der Technik
dargestellt. Dieser Stoßfängerquerträger ist
nicht mit einem Aufhalteelement 8 versehen, so dass diese
Ausführungsform
bei einem Anfahrversuch von der Barriere 4 abgleiten könnte, mit
der Folge, dass die Barriere in weichere Karosseriebestandteile
eindringt und erhebliche Schäden
verursacht.
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- 1
- Stoßfängerquerträger
- 2
- Crashbox
- 3
- Längsträger
- 4
- Barriere
- 5
- Mittelabschnitt
- 6
- Endabschnitt
- 7
- äußeres Ende
- 8
- Aufhalteelement
- 9
- Vorderseite
- 10
- Rückseite
- 11
- Stoßfängerquerträger
- MLE
- Mittellängsebene