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Die
Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung für
ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Die
Stoßfängeranordnung eines Kraftfahrzeuges kann
aus Fußgängerschutzgründen ein Deformationselement
aufweisen, das einen Beinaufprall des Fußgängers
dämpft.
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Aus
der
EP 1 633 603 B1 ist
eine gattungsgemäße Stoßfängeranordnung
für ein Kraftfahrzeug bekannt, das einen im Fahrzeugfrontendbereich
in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Stoßfängerquerträger
aufweist. Diesem ist ein energieabsorbierendes Fußgängerschutz-Deformationselement
zugeordnet.
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Bei
einer solchen Stoßfängeranordnung kann es bereits
bei einem leichten Auffahrunfall im Stadtverkehr auf das Heck eines
vorausfahrenden Fahrzeuges zu größeren Beschädigungen
des Fahrzeugfrontendbereiches kommen. Dies liegt im Deformationsverhalten
des Deformationselementes begründet, das sich hier nach
Art einer Rampe deformiert, an der das unfallverursachende Fahrzeug
unter den heckseitigen Stoßfänger des vorausfahrenden
Fahrzeuges abgleitet. Dadurch kann aufgrund mangelnder Überdeckung
beider Stoßfänger die Aufprallenergie nicht abgebaut
werden. Vielmehr wird diese in weichere Fahrzeugstrukturen geleitet,
wodurch die unfallbedingten Reparaturkosten ansteigen.
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Die
oben erwähnte Unfallkonstellation von leichten Auffahrunfällen
im Stadtverkehr wird im so genannten RCAR-Bumpertest simuliert.
Bei diesem Standard-Testverfahren fährt ein Testfahrzeug
mit geringer Aufprallgeschwindigkeit gegen eine starre Barriere,
die in etwa auf Höhe des Testfahrzeug-Stoßfängers
angeordnet ist und einen heckseitigen Stoßfänger
des vorausfahrenden Fahrzeuges simuliert.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Stoßfängeranordnung
bereitzustellen, die in einfacher Weise sowohl die Anforderungen
bezüglich Fußgängerschutz erfüllt
als auch bei Aufprallunfällen die Reparaturkosten reduziert.
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Die
Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
offenbart.
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Gemäß dem
kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist der Stoßfängeranordnung
ein Fangelement zugeordnet. Das Fangelement schlägt bei
einem Auffahrunfall gegen eine Oberseite eines Heck-Stoßfängers
eines vorausfahrenden Fahrzeuges, sobald das unfallverursachende
Fahrzeug mit seiner Stoßfängeranordnung in eine
Richtung unter den Heck-Stoßfänger des vorausfahrenden
Fahrzeuges gedrückt wird. Auf diese Weise wird gewährleistet,
dass der Stoßfängerquerträger und der Heck-Stoßfänger
des vorausfahrenden Fahrzeuges beim Aufprall ausreichend in Überdeckung
sind und die Aufprallkräfte in den Stoßfängerquerträger
eingeleitet werden. Mit dem Fangelement wird somit ein Abtauchen
bzw. Abgleiten des Stoßfängerquerträgers
unter den Heck-Stoßfänger des vorausfahrenden
Fahrzeuges verhindert. Ein solches Abtauchen ergibt sich durch eine
rampenartige Verformung des Deformationselementes.
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Bevorzugt
kann das Fangelement sich in Fahrzeugquerrichtung in einem Bereich
oberhalb des Deformationselementes erstrecken. Das Fangelement ist
bevorzugt an den äußeren Seitenbereichen des Stoßfängerquerträgers
angebunden, d. h. von dessen Mittelabschnitt entkoppelt. Bevorzugt
kann das Deformationselement über einen freien Abstand oberhalb
des Deformationselementes oder des Stoßfängerquerträgers
angeordnet sein.
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Die
oben erwähnte Unfallkonstellation wird im so genannten
RCAR-Bumpertest simuliert. Bei diesem Standard-Testverfahren fährt
ein Testfahrzeug mit geringer Aufprallgeschwindigkeit gegen eine
starre Barriere, die in etwa in Höhe des Stoßfängerquerträgers
angeordnet ist und einen heckseitigen Stoßfänger
eines vorausfahrenden Fahrzeuges simuliert.
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Die
Höhenlage der starren Barriere richtet sich nach den bei
Fahrzeug-Heckstoßfängern üblichen Höhenlagen
und beträgt im Bumpertest ca. 45 cm. Die Materialdicke
der starren Barriere kann hierbei ca. 10 cm betragen.
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Für
eine zuverlässige Funktionsweise des Fangelementes ist
es von Bedeutung, dass das Fangelement auch bei variierenden Höhenlagen
des Heck-Stoßfängers des vorausfahrenden Fahrzeuges sicher
auf den Heck-Stoßfänger schlagen kann. Es ist
daher von Vorteil, wenn das Fangelement in der Fahrzeughochachsenrichtung
um eine Höhendifferenz oberhalb der Barriere bzw. einer
durchschnittlichen Höhenlage eines Heck-Stoßfängers
angeordnet ist. Die Höhendifferenz kann in einer Größenordnung
von 2 bis 10 cm liegen.
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten
Figuren beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 in
einer grob schematischen Seitenansicht einen Frontendbereich eines
Fahrzeuges während eines so genannten Bumpertests;
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2 eine
vergrößerte Detailansicht, anhand der die Positionierung
des Fangelementes veranschaulicht ist;
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3 die
Wirkungsweise des Fangelementes der Stoßfängeranordnung
nach einem Aufprall auf die Barriere im RCAR-Bumpertest; und
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4 in
einer Ansicht von vorne die Stoßfängeranordnung.
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In
der 1 ist in einer schematischen Seitenansicht ein
Fahrzeugfrontend 1 mit einer Stoßfängeranordnung 3 gezeigt.
Die Stoßfängeranordnung 3 ist mit einem
Stoßfängerquerträger 5 und einem
energieabsorbierenden Deformationselement gebildet, das dem Stoßfängerquerträger 5 in
Fahrtrichtung F vorgelagert ist und hinter einem Stoßfängerüberzug 9 verläuft.
Der Stoßfängerquerträger 5 kann über Schottwände 8 in
bekannter Weise, etwa mittels Typschadenelementen, mit den nicht
gezeigten, seitlichen Längsträgern der Fahrzeugkarosserie
verbunden sein. Wie in der 4 gezeigt
ist, erstreckt sich das Deformationselement 7 im Wesentlichen
in der Fahrzeugquerrichtung y über die gesamte Länge
des Stoßfängerquerträgers 5 und überdeckt
dabei im Wesentlichen die Stirnseite 10 des Stoßfängerquerträgers 5 vollständig.
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Der
erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung
ist ein als Fangrohr 11 ausgebildetes Fangelement zugeordnet,
das in einem Bereich oberhalb des Deformationselementes 7 und
des Stoßfängerquerträgers 5 verläuft
sowie unterhalb des Stoßfängerüberzugs 9 angeordnet
ist. Das Fangrohr ist gemäß der 2 über
einen freien Abstand a vom Stoßfängerquerträger 5 bzw.
dem Deformationselement 7 beabstandet.
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Gemäß der 4 ist
das Fangrohr 11 in etwa U-förmig mit seitlich
nach unten gebogenen Schenkeln 12 ausgebildet. Die Fangrohr-Schenkel 12 sind
vorzugsweise entkoppelt vom Stoßfängerquerträger 5,
etwa an den Typschadenelementen, befestigt.
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In
der 2 sind die geometrischen Verhältnisse
an der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung
sowie in Verbindung mit einer Bumpertest-Barriere 19 veranschaulicht,
die später beschrieben werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
ist in der 2 die Stoßfängeranordnung
zusammen mit der Bumpertest-Barriere 19 in Alleinstellung
gezeigt.
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Wie
aus der 2 hervorgeht, überdeckt das
Deformationselement 7 die Stirnseite 10 des Stoßfängerquerträgers 5 vollständig.
Das Fangrohr 11 ist in der Fahrtrichtung F hinter der Aufprallfläche 13 des
Deformationselementes 7 angeordnet, um im Falle eines Fußgängeraufpralls
die Verformung des Deformationselementes 7 nicht zu blockieren.
Das Fangrohr 11 ist hierbei um eine Distanz b hinter die Aufprallfläche 13 des
Deformationselementes 7 verlagert, die einen maximalen
Deformationsweg beim Fußgängeraufprall entspricht.
Das Fangrohr 11 ist demzufolge hinter einem Fußgängerschutzdeformationsraum
im Bereich einer verbleibenden Restblockdicke r angeordnet. Somit
ist gewährleistet, dass die Dämpfungseigenschaften
der Stoßfängeranordnung beim Fußgängeraufprall
nicht beeinträchtigt werden.
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Durch
die erfindungsgemäße Positionierung des Fangrohrs 11 wird
bei einem Auffahrunfall im Stadtverkehr eine gute Krafteinleitung
in die Stoßfängeranordnung gewährleistet,
ohne dass Gefahr besteht, dass der Stoßfängerquerträger 5 unter
einen Heck-Stoßfänger eines vorausfahrenden Fahrzeuges
gedrückt wird.
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Eine
solche Unfallkonstellation wird im, in den Fig. veranschaulichten
RCAR-Bumpertest simuliert, bei dem das gezeigte Testfahrzeug mit
geringer Aufprallgeschwindigkeit gegen die starre Barriere 19 fährt.
Diese simuliert einen heckseitigen Stoßfänger eines
vorausfahrenden Fahrzeuges. Die Barriere 19 ist dabei in
einer üblichen Standard-Höhe h1 von
45 cm über dem Boden positioniert. Deren Materialdicke d
kann bei ca. 10 cm liegen. Die sich somit ergebende Barrieren-Geometrie
soll die geometrischen Dimensionen üblicher Heck-Stoßfänger
ausreichend genau nachbilden.
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Entsprechend
ist die Höhenlage des Deformationselementes 7 und
des Stoßfängerquerträgers 5 so
gewählt, dass die Aufprallflächen 13, 15 des
Deformationselementes 7 und der Barriere 19 sich
in der Fahrtrichtung F ausreichend überdecken. Das Deformationselement 7 überragt
gemäß den Fig. mit seiner Unterkante 22 die
Barriere 19 nach unten.
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Im
Kollisionsfall wird über das Deformationselement 7 die
Aufprallkraft in den Stoßfängerquerträger 5 eingeleitet.
Das crashbedingte Deformationsverhalten der Stoßfängeranordnung
ist anhand der 2 und 3 nachfolgend
beschrieben. So ergibt sich mit der in der 2 gezeigten
geometrischen Konstellation eine in etwa rampenförmige
Verformung des Deformationselementes 7, wie es in der 3 angedeutet
ist. Die 3 zeigt den Zustand der Stoßfängeranordnung
nach simuliertem Heck-Aufprall. Auf Grund der rampenförmigen
Verformung des Deformationselementes 7 ist der Stoßfängerquerträger 5 nach
unten gekippt. Diese Kippbewegung in Richtung unter die Barriere 19 ist
jedoch begrenzt durch das Fangrohr 11. Das Fangrohr 11 schlägt
nämlich bereits bei einem anfänglichen Abgleiten
des Stoßfängerquerträgers 5 gegen
die Oberseite 21 der Barriere 19, wodurch ein
weiteres Abgleiten des Stoßfängerquerträgers 5 verhindert
ist. Somit ist eine ausreichende Überdeckung der Aufprallfläche 15 der
Barriere 19 mit dem Stoßfängerquerträger 5 sichergestellt.
Entsprechend können auch die Aufprallkräfte zuverlässig
in den Stoßfängerquerträger 5 eingeleitet
werden, ohne in weichere Fahrzeugstrukturen eingeleitet zu werden.
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Demgegenüber
wird ein Beinaufprall eines Fußgängers durch die
Verformung des Deformationselementes 7 über den
Deformationsweg b gedämpft, ohne dass das Fangrohr 11 ein
zusätzliches Widerlager für das Fußgängerbein
bilden würde. Durch dessen Anordnung hinter dem Fußgängerschutz-Deformationsraum
ist somit gewährleistet, dass die Anforderung bezüglich
Fußgängerschutz erfüllt werden können.
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- 1
- Fahrzeugfrontendbereich
- 3
- Stoßfängeranordnung
- 5
- Stoßfängerquerträger
- 7
- Deformationselement
- 9
- Stoßfängerüberzug
- 11
- Fangelement
- 12
- Fangrohr-Schenkel
- 13
- Aufprallfläche
des Deformationselementes 7
- 15
- Aufprallfläche
der Barriere
- 19
- Barriere
- 21
- Oberseite
der Barriere
- a
- freier
Abstand
- b
- Deformationsweg
- r
- Restblockdicke
- F
- Fahrtrichtung
- d
- Materialstärke
der Barriere 19
- h1
- Standhöhe
der Barriere 19
- y
- Fahrzeugquerrichtung
- z
- Fahzeughochachsenrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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