DE102009048336A1

DE102009048336A1 - Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009048336A1
Application number: DE102009048336A
Authority: DE
Inventors: James Hope
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2011-04-07
Also published as: CN102029960A; GB201014932D0; GB2474327A; GB2474327B; US8191942B2; RU2010140782A; CN102029960B; US20110133499A1

Abstract

Ein Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Stoßfängerschale (1), die eine Außenfläche (7) und eine ausgeschnittene Öffnung (6) aufweist. Ein Schnittrand (8) der Öffnung (6) trifft an einer scharfen Kante (9) auf die Außenfläche (7). Ein in die Öffnung (6) eingefügter Rahmen (10) überdeckt den Schnittrand (8) und eine freiliegende Außenfläche (13) des Rahmens (10) weist eine konvexe Krümmung mit einem Krümmungsradius von mindestens 2 mm auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stoßfänger, insbesondere einen Heckstoßfänger, für ein Kraftfahrzeug.
Die Stoßfänger moderner Kraftfahrzeuge umfassen meist eine großflächige Stoßfängerschale, die einen Teil der sichtbaren Außenhaut des Fahrzeugs bildet. Sie ist zum einen ausgelegt, um bei einem Zusammenstoß mit einem Fußgänger diesen abzufangen und unter geringer Energieaufnahme zurückzuweichen, zum anderen verdeckt sie Teile des Stoßfängers wie etwa einen Querträger, die bei einem schwereren Zusammenstoß, z. B. mit einem zweiten Fahrzeug, in der Lage sind, sich unter Aufnahme hoher Energiemengen zu verformen und dadurch die Insassen des Kraftfahrzeugs zu schützen.
Um das Verletzungsrisiko für einen Fußgänger zu minimieren, ist es wichtig, dass der Stoßfänger keine unnötig scharfen freiliegenden Kanten aufweist, die mit dem Fußgänger in Kontakt kommen könnten. Ein Kraftfahrzeug kann daher in Europa nur dann für den Straßenverkehr zugelassen werden, wenn es keine Kanten mit einem Krümmungsradius von weniger als 2,5 mm aufweist, die mit einem gegen die Karosserie stoßenden Prüfkörper von 100 mm Durchmesser in Kontakt kommen könnten. Um diese Anforderung zu erfüllen, sind Öffnungen der Stoßfängerschale, die z. B. für die Montage von Scheinwerfern benötigt werden, herkömmlicherweise nicht einfach aus der Stoßfängerschale ausgestanzt, sondern sie weisen einen kurzen, sich rings um die Öffnung erstreckenden, ins Fahrzeuginnere eingreifenden Stutzen auf, der über eine kontinuierliche Krümmung in die Außenfläche der Stoßfängerschale übergeht. Diese Krümmung kann beim Urformen der Stoßfängerschale ohne weiteres mit dem benötigten Radius erzeugt werden, erfordert allerdings jeweils angepasstes Werkzeug.
Eine Öffnung, die bei nur einem Teil der Stoßfänger einer Serie vorhanden ist, verteuert die Fertigung erheblich, da eigene Sätze von Formwerkzeugen für die Fertigung von Stoßfängerschalen mit und ohne Öffnung benötigt werden. Um diese Kosten zu vermeiden, hat die Anmelderin einen Stoßfänger entwickelt, bei dem eine Öffnung der Stoßfängerschale, durch die ein Lastenträger, insbesondere ein Fahrradträger, aus der Karosserie herausziehbar ist, in eine fertige urgeformte Stoßfängerschale nachträglich eingeschnitten ist. Es entsteht durch das nachträgliche Schneiden der Öffnung zwar eine scharfe Kante, an der ein Schnittrand der Öffnung auf die Außenfläche des Stoßfängers trifft, doch ergeben sich daraus keine zulassungsrechtlichen Probleme, da die Öffnung in einer Vertiefung des Stoßfängers gebildet ist, die auch das Nummernschild aufnimmt, so dass die scharfe Kante für den oben erwähnten Prüfkörper nicht erreichbar ist.
Wenn jedoch die Öffnung nur in einer Vertiefung der Stoßfängerschale gebildet werden kann, so führt dies zu erheblichen Einschränkungen bei der Gestaltungsfreiheit der Karosserie. Es besteht daher Bedarf nach einem Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug, der trotz einer scharfkantig ausgeschnittenen Öffnung für den Straßenverkehr zulassungsfähig ist, ohne dass die Öffnung an der Stoßfängerschale vertieft angeordnet sein muss.
Die Erfindung befriedigt diesen Bedarf, indem bei einem Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug mit einer Stoßfängerschale, die eine Außenfläche und eine ausgeschnittene Öffnung aufweist, wobei ein Schnittrand der Öffnung an einer scharfen Kante auf die Außenfläche trifft, ein in die Öffnung eingefügter Rahmen den Schnittrand überdeckt und eine frei liegende Außenfläche des Rahmens eine konvexe Krümmung mit einem Krümmungsradius von mindestens 2 mm aufweist. Es ist hier also nicht die vertiefte Anordnung der Öffnung, die den Kontakt des Prüfkörpers mit der scharfen Kante verhindert, sondern der in die Öffnung eingefügte Rahmen.
Einer bevorzugten Ausgestaltung zufolge schließt die frei liegende Außenfläche des Rahmens bündig an die Außenfläche der Stoßfängerschale an; alternativ besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Rahmen über die Außenfläche der Stoßfängerschale übersteht. Eine aus diesem Überstand eventuell resultierende scharfe Krümmung in der gemeinsamen Außenfläche der Stoßfängerschale und des Rahmens am Übergang zwischen beiden beeinträchtigt die Zulassungsfähigkeit eines mit dem erfindungsgemäßen Stoßfänger ausgestatteten Fahrzeugs nicht, da diese Krümmung konkav ist, so dass sie kein Verletzungsrisiko darstellt bzw. der Prüfkörper nicht in sie eindringen kann.
Während die Stoßfängerschale in an sich üblicher Weise kostengünstig tiefgezogen sein kann, ist der Rahmen vorzugsweise spritzgeformt. Da die Abmessungen des Rahmens im Allgemeinen deutlich kleiner sind als die der Stoßfängerschale, sind die mit der Bereitstellung von Formwerkzeugen für den Rahmen verbundenen Kosten in der Regel erheblich geringer als die Kosten eines zweiten Satzes von Formwerkzeugen für eine komplette Stoßfängerschale, selbst wenn es sich bei ersteren um Spritz- und bei letzteren um Tiefziehwerkzeuge handelt.
Um eine großflächige, belastbare Verankerung des Rahmens an der Stoßfängerschale zu gewährleisten, ist der Rahmen vorzugsweise mit einem an einer Innenfläche der Stoßfängerschale anliegenden Schenkel versehen.
Dieser Schenkel ist an der Innenfläche der Stoßfängerschale vorzugsweise verschweißt, insbesondere ultraschall-verschweißt, oder verklebt.
Um die Position des Rahmens an der Stoßfängerschale trotz eventueller Fertigungstoleranzen exakt festzulegen und insbesondere eine geringe Spaltbreite zwischen dem Schnittrand und dem ihn überdeckenden Teil des Rahmens zu gewährleisten, können am Schenkel Öffnungen vorgesehen sein, die von Vorsprüngen der Stoßfängerschale durchsetzt sind.
Derartige Vorsprünge können an die Stoßfängerschale angefügt sein, es kann sich aber auch um beim Schneiden der Öffnung der Stoßfängerschale erhaltene, ins Innere der Karosserie hinein abgewinkelte Zungen der Stoßfängerschale handeln.
Die Stoßfängerschale ist üblicherweise wenigstens an ihrer Außenfläche mit einer Lackschicht versehen, um ihr ein mit angrenzenden Karosserieblechen einheitliches Erscheinungsbild zu verleihen. Der Schnittrand ist vorzugsweise von der Lackschicht frei. Eine solche Stoßfängerschale kann zweckmäßigerweise erhalten werden, indem die Öffnung nach dem Lackieren geschnitten wird. Dies hat fertigungslogistische Vorteile, da für die Fertigung verschiedener Fahrzeugtypen lackierte Stoßfängerschalen mit und ohne Öffnung nicht getrennt in Vorrat gehalten werden müssen.
Auch der Rahmen weist vorzugsweise eine Lackschicht wenigstens an seiner Außenfläche auf, damit er am fertig montierten Fahrzeug nicht als ein von der Stoßfängerschale getrenntes Element auffällt. Indem Stoßfängerschalen und Rahmen mit Lack einer gleichen Charge lackiert werden, können Farbtonabweichungen zwischen beiden ohne weiters vermieden werden.
Indem die Stoßfängerschalen und Rahmen getrennt lackiert werden, werden getrennte Lackschichten an beiden erhalten, und es besteht keine Gefahr des Aufreißens einer kontinuierlichen Lackschicht an einer Fuge zwischen Stoßfängerschale und Rahmen.
Vorzugsweise ist in der Öffnung ein beweglicher Deckel angeordnet, um ein durch die Öffnung hindurch ausfahrbares Ausstattungsteil bei Nichtgebrauch zu verbergen.
Ein Anschlag, der eine mit der Außenfläche der Stoßfängerschale bündige Stellung des Deckels definiert, kann an dem Rahmen gebildet sein.
Bei dem Ausstattungsteil handelt es sich vorzugsweise um einen Lastenträger, insbesondere für Fahrräder.
Für den Fall, dass ein Nummernschild an dem Stoßfänger oder einem anderen Teil der Kraftfahrzeugkarosserie oberhalb der Öffnung angebracht ist, so dass es durch eine auf dem Lastenträger platzierte Last verdeckt werden kann, ist zweckmäßigerweise mit dem Lastenträger ein weiteres Nummernschild aus der Öffnung ausfahrbar.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Stoßfängerschale;
2 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Stoßfänger in Fahrzeuglängsrichtung entlang der in 1 mit II-II bezeichneten Linie;
3 eine in die Stoßfängerschale gestanzte Öffnung;
4 eine Frontalansicht eines zur Anbringung der Öffnung in der 3 vorgesehenen Rahmens;
5 einen Schnitt durch die Stoßfängerschale und den Rahmen der 3 bzw. 4 im zusammengefügten Zustand; und
6 einen zu 5 analogen Schnitt gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung.
1 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht eine Stoßfängerschale 1 für die Heckpartie eines Kraftfahrzeugs. Die Stoßfängerschale 1 ist einstückig aus Kunststoff tiefgezogen. Sie umfasst ein horizontales Mittelstück 2, das sich über die gesamte Breite der Fahrzeugkarosserie erstreckt, und zwei von den Enden des Mittelstücks beiderseits einer Heckklappenaussparung 3 nach oben erstreckende, vertikale Kanten des Hecks der Karosserie überdeckende Arme 4.
In einem Übergangsbereich zwischen dem Mittelstück 2 und den Armen 4 sind Öffnungen 5 für Nebelschlussleuchten vorgesehen. Diese Öffnungen 5 sind erhalten durch Eindrücken einer Vertiefung in das Flachmaterial der Stoßfängerschale 1 während des Tiefziehens und Herausstanzen eines Bodens der Vertiefung und sind somit jeweils von einem kurzen ins Innere der Karosserie hineinreichenden Stutzen umgeben, dessen Innenfläche über einen gleichmäßig gekrümmten Randbereich in die Außenfläche der Stoßfängerschale 1 übergeht. Die Krümmung dieses Randbereichs ist durch die Gestalt der zum Tiefziehen verwendeten Formwerkzeuge vorgegeben und kann typischerweise 5 bis 6 mm betragen.
Eine großflächige Öffnung 6 in einem zentralen Bereich des Mittelstücks 2 ist vorgesehen, um, wie noch genauer anhand der 2 beschrieben, einen bei Nichtgebrauch in der Karosserie versenkten Fahrradträger durch sie hindurch auszufahren. Da ein solcher Fahrradträger nicht serienmäßig bei allen Fahrzeugen eines gleichen Typs vorhanden ist, sondern vom Kunden nach Bedarf geordert wird, wird die Öffnung 6 nur bei einem Teil der Stoßfängerschalen eines gegebenen Fahrzeugtyps benötigt. Um die Stoßfängerschalen mit und ohne die Öffnung 6 mit einem gleichen Satz von Werkzeugen tiefziehen zu können, ist es daher zweckmäßig, die Öffnung 6 nachträglich in die tiefgezogene Stoßfängerschale 1, insbesondere durch Ausstanzen, einzubringen. Wie im Schnitt der 2 zu erkennen, entstehen dabei zur Außenfläche 7 der Stoßfängerschale 1 im Wesentlichen rechtwinklig orientierte Schnittränder 8, die dort, wo sie mit der Außenfläche 7 zusammentreffen, eine scharfe Kante 9 bilden.
Da die Kante 9 nicht in einer Vertiefung der Stoßfängerschale 1 liegt – eine Vertiefung, die ein Nummernschild aufnimmt kann zum Beispiel an der nicht dargestellten Heckklappe des Fahrzeugs vorgesehen sein – ist ein Kontakt der Kante 9 mit einem dagegen schlagenden Prüfkörper nicht ausgeschlossen, wenn keine geeigneten Gegenmaßnahmen getroffen werden. Diese Gegenmaßnahmen bestehen aus einem in die Öffnung 6 eingefügten, einteilg spritzgeformten viereckigen Rahmen 10, dessen vier Seiten jeweils einen an einer Innenfläche der Stoßfängerschale 1 anliegenden und an dieser Innenfläche durch Klebung oder Schweißung, insbesondere Ultraschallschweißung befestigten Schenkel 11 und einen diesen ersten Schenkel 11 im Wesentlichen rechtwinklig kreuzenden zweiten Schenkel 12 aufweisen, wobei ein über den Schenkel 11 vorspringender Abschnitt des Schenkels 12, der die Schnittränder 8 verdeckt, eine Außenfläche 13 aufweist, welche an der Kante 9 bündig an die Außenfläche 7 der Stoßfängerschale 1 anschließt. Ein gleichmäßig gekrümmter Abschnitt dieser Außenfläche 13 hat einen Krümmungsradius von 2,5 mm oder mehr. So ist ein Kontakt des Prüfkörpers mit Oberflächenbereichen, die einen kleineren Krümmungsradius als 2,5 mm aufweisen, ausgeschlossen.
Ein durch die Öffnung 6 ausfahrbarer Fahrradträger 14 ist in 2 in versenkter Stellung gezeigt, in der ein Deckel 15 des Fahrradträgers 14 die Öffnung 6 im Wesentlichen bündig mit der Außenfläche 7 verschließt. Der Deckel 15 ist gehalten von zwei in Fahrzeuglängsrichtung bewegbaren Längsträgern 16, die beiderseits der Schnittebene der 2 angeordnet sind. Am Rahmen 10 befestigte Puffer 24 bilden einen Anschlag für den Deckel 15 in der versenkten Stellung. Ein Halter 17 mit einem daran befestigten Nummernschild 18 ist an einem äußeren Ende der beiden Träger 16 schwenkbar befestigt, so dass er, wenn der Fahrradträger 14 aus der Öffnung 6 ausgefahren ist, in eine aufrechte Stellung geklappt werden kann, in der das Nummernschild 18 als Ersatz für das eventuell von auf dem Fahrradträger 14 montierten Fahrrädern verdeckte Nummernschild der Heckklappe sichtbar ist.
An den Längsträgern 16 sind mehrere Paare von Querträgern 19 in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar montiert. Jeder Querträger 19 trägt an jeweils einem Längsende ein Klammer 20 zum Umgreifen eines Vorder- bzw. Hinterrades eines Fahrrads. Die Querträger 19 sind in Fahrzeugquerrichtung verstellbar zwischen einer zusammengeschobenen Stellung, in der sie durch die Öffnung 6 hindurchpassen, und einer auseinander gezogenen Stellung, in der sie sich seitlich über die Öffnung 6 hinaus vor dem Mittelstück 2 erstrecken. Zwischen zwei Paaren von Querträgern 19 sind Säulen 21 untergebracht, die in der ausgefahrenen Stellung des Fahrradträgers 14 um in Fahrzeuglängsrichtung orientierte Achsen in eine aufrechte Stellung schwenkbar sind, in der an ihnen jeweils der Rahmen eines in den Klammern 20 der Querträger 19 gehaltenen Fahrrades fixierbar ist.
Die Stoßfängerschale 1 und der Rahmen 2 sind jeweils getrennt voneinander im gleichen Farbton lackiert, so dass im fertig zusammengefügten Zustand nicht auffällt, dass es sich um zwei getrennte Teile handelt. An der Stoßfängerschale 1 ist die Lackschicht nur auf die Außenfläche 7 vor dem Ausstanzen der Öffnung 6 aufgebracht; am Rahmen 10 ist zumindest die der Stoßfängerschale 1 zugewandte Oberfläche des Schenkels 11 aus der Lackschicht ausgespart, um die Verschweißung des Rahmens 10 mit der Stoßfängerschale 1 nicht zu behindern.
Fertigungstoleranzen beim Tiefziehen der Stoßfängerschale 1 oder beim Ausstanzen ihrer Öffnung 6 oder beim Spritzgießen des Rahmens 10 können dazu führen, dass zwischen den Schnitträndern 8 und dem Schenkel 12 des Rahmens 10 eine Fuge offen bleibt. Um dies zu verhindern bzw. um eine auf ihrer gesamten Länge gleichmäßige Breite dieser Fuge zu gewährleisten, wird einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung zufolge vorgeschlagen, die Öffnung 6 in der in 3 gezeigten Form, mit ins Innere vorspringenden Laschen 23, auszustanzen, wobei die Laschen 13 in einem weiteren Bearbeitungsschritt nachdem Stanzen oder vorzugsweise durch das Stanzwerkzeug selbst rechtwinklig ins Innere der Stoßfängerschale 1 hinein abgebogen werden. Passend zu den Laschen 23 sind im Schenkel 11 des Rahmens 10 unmittelbar an den vorspringenden Schenkel 12 angrenzende Schlitze 24 gebildet, wie in der Frontalansicht der 4 dargestellt. Indem bei der Montage des Rahmens die Laschen 23 in diese Schlitze 24 eingeführt werden, kann eine einheitliche, geringe Spaltbreite rings um die Öffnung 6 herum sichergestellt werden. 5 zeigt einen Schnitt durch die Stoßfängerschale 1 und den Rahmen 10 entlang der in 3 und 4 jeweils mit V-V bezeichneten Ebene, in der der Eingriff der Laschen 23 in die Schlitze 24 zu sehen ist.
6 zeigt eine Abwandlung des mit Bezug auf 3 bis 5 beschriebenen Prinzips, demzufolge an der Stoßfängerschale 1 beim Ausstanzen der Öffnung 6 anstelle der Laschen 23 an der Außenfläche 7 nicht sichtbare Bezugsmarken 25 gebildet sind. Diese mit minimaler Toleranz relativ zu den Schneidkanten 8 ausgebildeten Bezugsmarken definieren diejenigen Stellen an der Innenfläche der Stoßfängerschale 1, an denen in einem anschließenden Fertigungsschritt Formkörper 26 befestigt werden, die jeweils einen flächig an der Innenfläche der Stoßfängerschale 1 anliegenden Fuß 27 und wenigstens eine abstehende Lasche 28 aufweisen. Der Rahmen 10 ist wiederum mit Schlitzen 23 versehen, die so am Schenkel 11 platziert sind, dass, wenn sie die Laschen 27 aufnehmen, die Schnittränder 8 unmittelbar an den Schenkeln 12 des Rahmens 10 anliegen. So kann die Spaltbreite zwischen den Schenkeln 12 und den Schnitträndern 8 auf ein Minimum reduziert werden.
Bezugszeichenliste

1: Stoßfängerschale
2: Mittelstück
3: Heckklappenaussparung
4: Arm
5: Öffnung
6: Öffnung
7: Außenfläche
8: Schnittränder
9: Kante
10: Rahmen
11: Schenkel
12: Schenkel
13: Abschnitt
14: Fahrradträger
15: Deckel
16: Längsträger
17: Halter
18: Nummernschild
19: Querträger
20: Klammer
21: Säulen
22: Puffer
23: Lasche
24: Schlitze
25: Bezugsmarke
26: Formkörper
27: Fuß
28: Lasche

Claims

Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug mit einer Stoßfängerschale (1), die eine Außenfläche (7) und eine ausgeschnittene Öffnung (6) aufweist, wobei ein Schnittrand (8) der Öffnung (6) an einer scharfen Kante (9) auf die Außenfläche (7) trifft, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die eingefügter Rahmen (10) den Schnittrand (8) überdeckt und dass eine frei liegende Außenfläche (13) des Rahmens (10) eine konvexe Krümmung mit einem Krümmungsradius von mindestens 2 mm aufweist.
Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die frei liegende Außenfläche (13) des Rahmens (10) bündig an die Außenfläche (7) der Stoßfängerschale (1) anschließt.
Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen über die Außenfläche der Stoßfängerschale übersteht.
Stoßfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (10) spritzgeformt und die Stoßfängerschale (1) tiefgezogen ist.
Stoßfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (10) einen an einer Innenfläche der Stoßfängerschale (1) anliegenden Schenkel (11) aufweist.
Stoßfänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schenkel (11) an der Innenfläche verschweißt oder verklebt ist.
Stoßfänger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schenkel (11) Öffnungen (24) aufweist, die von Vorsprüngen (23, 28) der Stoßfängerschale durchsetzt sind.
Stoßfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche (7) der Stoßfängerschale (1) eine Lackschicht aufweist und der Schnittrand (8) von der Lackschicht frei ist.
Stoßfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (10) wenigstens an seiner Außenfläche (13) eine Lackschicht aufweist.
Stoßfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßfängerschale (1) und der Rahmen (10) getrennte Lackschichten aufweisen.
Stoßfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein beweglicher Deckel (15) in der Öffnung (6) angeordnet ist.
Stoßfänger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (22), der eine mit der Außenfläche (7) der Stoßfängerschale (1) bündige Stellung des Deckels (15) definiert, an dem Rahmen (10) gebildet ist.
Stoßfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lastenträger (14) aus der Öffnung (6) ausfahrbar ist.
Stoßfänger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nummernschild (18) mit dem Lastenträger (14) aus der Öffnung (6) ausfahrbar ist.