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Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug, mit einem im Querschnitt geschlossenen Profilteil, welches eine fahrzeugseitige Wand und jeweils eine an diese anschließende in Einbaulage oberseitige und in Einbaulage unterseitige Wand umfasst. Die Einbaulage des Stoßfängers bezeichnet hierbei eine räumliche Ausrichtung des Stoßfängers in dessen an dem Kraftfahrzeug befestigten Zustand, etwa als Heckstoßfänger oder als Frontstoßfänger. Im Inneren des Profilteils ist wenigstens eine Verstärkungsrippe angeordnet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Stoßfänger.
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Die
US 6 767 650 B2 beschreibt einen Stoßfänger, welcher als extrudiertes, im Querschnitt geschlossenes Profilteil ausgebildet ist. Das Profilteil hat vier Wände, welche im Querschnitt ein gleichschenkliges Trapez bilden. Hierbei entspricht die kürzere der beiden parallelen Seiten des Trapezes in der Einbaulage des Stoßfängers der fahrzeugseitig angeordneten Wand. Im Inneren des Profilteils sind zwei Verstärkungsrippen vorgesehen, welche jeweils parallel zu den die oberseitige Wand und die unterseitige Wand des Profilteils bildenden Schenkeln des Trapezes ausgerichtet sind. Sowohl die oberseitige Wand und die unterseitige Wand des Profilteils als auch die beiden Verstärkungsrippen sind bzgl. einer in Einbaulage des Stoßfängers horizontalen Mittelebene des Profilteils symmetrisch. Dem Stoßfänger ist so eine große Steifigkeit bei einem Aufprall auf die außenseitige, also fahrzeugferne Wand des Profilteils verliehen.
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Um eine angemessene Belastbarkeit bei einem Aufprall auf ein Hindernis zu gewährleisten, muss ein solcher Stoßfänger vergleichsweise viel Bauraum beanspruchend ausgelegt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen besonders kompakten und gleichzeitig biegesteifen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Stoßfänger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Stoßfänger erstreckt sich bezogen auf die Einbaulage des Stoßfängers die oberseitige Wand vom Fahrzeug weg nach oben, die unterseitige Wand vom Fahrzeug weg horizontal oder nach oben und die wenigstens eine Verstärkungsrippe vom Fahrzeug weg nach unten.
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Diese Anordnung der oberseitigen Wand, der unterseitigen Wand und der Verstärkungsrippe bewirkt, dass bei einem Aufprall des den Stoßfänger aufweisenden Kraftfahrzeugs auf eine in Höhe des Stoßfängers angeordnete Barriere, welche an einem verformbaren Körper angeordnet ist, auf den Stoßfänger eine Kraft wirkt, welche das Profilteil zumindest bereichsweise nach oben hin verkippt. Mit dem Verkippen – oder Aufstellen – des Stoßfängers wird die sich im nichtdeformierten Zustand vom Fahrzeug weg nach unten erstreckende Verstärkungsrippe zumindest weitgehend horizontal ausgerichtet, so dass sich der Biegewiderstand des Stoßfängers in die Aufprallrichtung während des Aufpralls erhöht. Während des Aufpralls nimmt also die Biegesteifigkeit des Stoßfängers dadurch zu, dass die Verstärkungsrippe im sich aufstellenden Profilteil im Wesentlichen in Richtung der Krafteinleitung verläuft. Im nichtdeformierten Zustand des Stoßfängers ist die schräge Anordnung der sich vom Fahrzeug weg nach unten erstreckenden Verstärkungsrippe im Hinblick auf den Bauraumbedarf des Stoßfängers in Fahrzeuglängsrichtung vorteilhaft. Es ist also ein kompakter und biegesteifer Stoßfänger bereitgestellt.
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Wenn die unterseitige Wand mit der fahrzeugseitigen Wand einen größeren Winkel einschließt als die oberseitige Wand, so unterstützt dies das Aufstellen des Stoßfängers beim Aufprall.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwei zueinander parallele Verstärkungsrippen vorgesehen, welche im Zusammenwirken mit der fahrzeugseitigen Wand und einer der fahrzeugseitigen Wand gegenüberliegenden Außenwand einen im Querschnitt geschlossenen Innenraum bereitstellen. Beim Aufprall des Kraftfahrzeugs auf die Barriere richten sich die beiden Verstärkungsrippen durch Verkippen des Profilteils nach oben horizontal aus und können so besonders gut Aufprallenergie absorbieren.
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Eine besonders hohe Steifigkeit ist erzielbar, wenn alle den geschlossenen Innenraum bereitstellenden Wände dickwandiger sind als zumindest eine andere Wand des Profilteils.
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Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn durch eine Verstärkungsrippe im Zusammenwirken mit der oberseitigen Wand und der Außenwand ein im Querschnitt dreieckiger geschlossener Innenraum mit der oberseitigen Wand als längster Seite bereitgestellt ist. Beim Verkippen des Stoßfängers wird die Verstärkungsrippe aus der vom Fahrzeug weg sich nach unten erstreckenden Lage in die horizontale Lage verbracht. Hierbei erfährt auch der dreieckige geschlossene Innenraum eine andere Ausrichtung. Dies sorgt dafür, dass sich in Fahrzeughochrichtung gesehen eine besonders hohe Widerstandsfläche im Bereich des Stoßfängers ausbildet. Eine solche hohe Widerstandsfläche dient einem besonders guten Aufnehmen der beim Aufprall in den Stoßfänger eingeleiteten Kräfte und einem besonders guten Schutz von der Aufprallseite des Stoßfängers abgewandten Teilen des Kraftfahrzeugs.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Stoßfänger, wobei bevorzugt zumindest die fahrzeugseitige Wand des geschlossenen Profilteils in einer Draufsicht von oben auf den Stoßfänger gesehen konvex gewölbt ist. Diese konvexe Wölbung des Stoßfängers ist im Hinblick auf das gewünschte, sich beim Aufprall ergebende Verkippen bzw. Aufstellen des Stoßfängers besonders günstig.
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Die für den erfindungsgemäßen Stoßfänger beschriebenen Vorteile und Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 ausschnittsweise und perspektivisch ein Kraftfahrzeug mit einem teilweise geschnitten dargestellten Stoßfänger;
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2 eine vergrößerte Schnittansicht des an dem Kraftfahrzeug angebrachten Stoßfängers; und
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3 schematisch sich beim Aufprall des Stoßfängers auf ein Hindernis ergebende Verformungen von Komponenten des Stoßfängers.
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Bei einem Kraftfahrzeug 10 ist an seinem Fahrzeugaufbau über zwei Träger 12 ein Stoßfänger 14 angebunden, welcher in 1 beispielhaft als Heckstoßfänger gezeigt ist. Der Stoßfänger 14 umfasst ein im Querschnitt geschlossenes Profilteil, etwa ein aus einer Aluminiumlegierung gebildetes Strangpressprofil. An dem Profilteil des Stoßfängers 14 können Deformationsboxen 15 angeordnet sein, um bei einem Anecken des Kraftfahrzeugs 10 dessen Eckbereiche besser zu schützen.
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Das Profilteil weist eine fahrzeugseitige Wand 16 auf, eine an die fahrzeugseitige Wand 16 anschließende oberseitige Wand 18, eine unterseitige Wand 20 und eine Außenwand 22, welche zu einer Außenseite des Kraftfahrzeugs 10 hin gestuft ausgebildet ist (vgl. 2). Es erstreckt sich die oberseitige Wand 18 leicht und die unterseitige Wand 20 etwas stärker nach oben. Hilfslinien 24 veranschaulichen diese räumliche Orientierung der oberseitigen Wand 18 und der unterseitigen Wand 20 in Bezug auf die fahrzeugseitige Wand 16. Beispielsweise schließt die oberseitige Wand 18 mit der fahrzeugseitigen Wand 16 einen Winkel α von 100° ein, wobei ein Winkel α aus dem Bereich von 95° bis 105° vorteilhaft ist, und die unterseitige Wand 20 mit der fahrzeugseitigen Wand 16 einen Winkel β von 120°, wobei ein Winkel β aus dem Bereich von 115° bis 125° vorteilhaft ist.
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Im Inneren des durch die Wände 16, 18, 20, 22 gebildeten Profilteils sind zwei schräge, zueinander parallele Verstärkungsrippen 26, 28 angeordnet, welche sich vom Kraftfahrzeug 10 weg nach unten erstrecken. Zusammen mit den zwischen der oberen Verstärkungsrippe 26 und der unteren Verstärkungsrippe 28 angeordneten Bereichen der fahrzeugseitigen Wand 16 und der Außenwand 22 umschließen diese Verstärkungsrippen 26, 28 einen Innenraum 30. Durch eine besonders dickwandige Ausbildung der den Innenraum 30 umschließenden Wände ist diesem Bereich des Stoßfängers 14 eine besonders hohe Steifigkeit verliehen. Außerhalb des Innenraums 30 angeordnete Abschnitte der fahrzeugseitigen Wand 16 und der Außenwand 22 weisen eine geringere Wandstärke auf. Die Verstärkungsrippen 26, 28 weisen eine größere Länge auf als die fahrzeugseitige Wand 16 in dem Bereich, in welchem die Verstärkungsrippen 26, 28 den geschlossenen Innenraum 30 bereitstellen.
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Ein typischer Heckaufprall, bei welchem ein von hinten kommendes Fahrzeug auf das stehende Kraftfahrzeug 10 auffährt, kann durch einen Aufprallversuch nachgebildet werden. In einem solchen Aufprallversuch trifft das Kraftfahrzeug 10 auf ein Hindernis 32 und der Stoßfänger 14 verformt sich auf eine seine Biegesteifigkeit erhöhende Art und Weise.
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Das den Heckaufprall verursachende, auffahrende Fahrzeug ist im Aufprallversuch durch das Hindernis 32 repräsentiert, welches eine weitgehend formstabile Barriere 34 auf einem verformbaren Grundkörper 36 umfasst. Das Zusammenprallen von Kraftfahrzeug 10 und Barriere 34 bewirkt, dass der Stoßfänger 14 nach oben hin verkippt wird. Bei diesem Verkippen oder Aufstellen des Stoßfängers 14 werden die im unverformten Zustand schräg verlaufenden Verstärkungsrippen 26, 28 in eine waagrechte Position gebracht (vgl. 3). Das hierbei von der Barriere 34 auf den Stoßfänger 14 wirkende Moment M ist in 3 durch Pfeile veranschaulicht. Das Aufstellen des Stoßfängers 14 wird durch dessen konvexe Wölbung unterstützt (vgl. 1).
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Ein oberer Bereich der Außenwand 22 umschließt im Zusammenwirken mit der oberen Verstärkungsrippe 26 und der oberseitigen Wand 18 einen im Querschnitt dreieckigen Innenraum 38, welcher beim Verkippen des Stoßfängers 14 der Richtung des Moments M folgend zusammen mit dem Stoßfänger 14 aufgestellt wird. Das Aufstellen des Stoßfängers 14 beim Aufprall auf die Barriere 34 bewirkt also des Weiteren, dass durch den Stoßfänger 14 eine besonders hohe Widerstandsfläche 40 bereitgestellt ist (vgl. 3). Als Widerstandsfläche 40 wirkt nämlich das sich über eine Höhe h (vgl. 2) erstreckende Material des Stoßfängers 14. Diese Höhe h ist in Folge des Aufstellens des Stoßfängers 14 beim Zusammenprall mit dem Hindernis 32 vergrößert, da die Widerstandsfläche 40 des Stoßfängers 14 aus einer schrägen Orientierung in eine vertikale Orientierung gebracht wird (vgl. 3). Somit steht in Folge des Aufpralls über eine besonders große Höhe h Material des Stoßfängers 14 zur Verfügung, welches beim Aufprall Energie absorbieren kann.
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Im Zusammenwirken der hohen Widerstandsfläche 40 mit dem horizontalen Ausrichten der Verstärkungsrippen 26, 28 (vgl. 3) ist der Stoßfänger 14 besonders gut geeignet, Aufprallenergie zu absorbieren und auf einer dem Hindernis 32 abgewandten Seite des Stoßfängers 14 angeordnete Teile des Kraftfahrzeugs 10 zu schützen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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