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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, das wenigstens einen Stoßfängerträger aufweist, der an wenigstens einem Low Speed Energy-Absorber (LSEA) befestigt ist. Die Erfindung gilt insbesondere für Personenkraftwagen.
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Beim Aufprall auf einen Stoßfängerträger bestimmter Personenkraftwagen wird der Stoßfängerträger auf wenigstens einen Low Speed Energy-Absorber gedrückt. Interne, bislang noch nicht offenbarte Versuche haben gezeigt, dass ein Low Speed Energy-Absorber, wenn er aus Verbundmaterial hergestellt ist, in kleinere Trümmer und Streifen zerbricht, die oft aus den Ecken gebildet sind, nachdem sie beim Aufprall gestaucht werden. An der Stauchfront, an der das Material an der Barriere fragmentiert wird, bestehen nach dem Aufprall keine konkreten Strukturattribute. Diese Strukturschwäche verursacht, dass sich der Stoßfängerträger selbst nach einem Aufprall mit niedriger Geschwindigkeit von etwa 16 km/h gemäß AZT („Allianz Zentrum für Technik”) oder ähnlich lockert oder abfällt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik wenigstens teilweise zu überwinden. Insbesondere ist es eine Aufgabe, eine Crashstruktur für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die wenigstens einen Stoßfängerträger aufweist, der an wenigstens einem Verbundmaterial-Low Speed Energy-Absorber befestigt ist, bei dem der Stoßfängerträger nach einem Aufprall bei niedriger Geschwindigkeit, zum Beispiel von etwa 16 km/h oder weniger gemäß AZT oder ähnlich, an dem Low Speed Energy-Absorber befestigt bleibt.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen können insbesondere von den abhängigen Ansprüchen abgeleitet werden.
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Die Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug gelöst, das wenigstens einen Stoßfängerträger aufweist, der an wenigstens einem Low Speed Energy-Absorber befestigt ist. Der wenigstens eine Low Speed Energy-Absorber ist ein Low Speed Energy-Absorber aus einem Verbundmaterial, das heißt, er besteht aus Verbundmaterial. Eine Vorderseite des wenigstens einen Low Speed Energy-Absorbers wird in den entsprechenden Stoßfängerträger eingefügt, zum Beispiel durch eine hintere Öffnung des Stoßfängerträgers. Der Stoßfängerträger weist wenigstens eine sich nach außen erstreckende Auskragung in der Nähe der Vorderseite des wenigstens einen dazugehörenden Low Speed Energy-Absorbers auf. Ferner ist die wenigstens eine Auskragung derart geformt und eingerichtet, dass das gestauchte Material eines Low Speed Energy-Absorbers in der wenigstens einen Auskragung enthalten sein kann.
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Dieses Kraftfahrzeug hat den Vorteil, dass Verbundmaterialien ein beträchtliches Potential zur Gewichtsverringerung für die Energie absorbierenden Längsträger und den Stoßfängerträger quer über das Fahrzeug bieten. Die mindestens eine Auskragung wird als eine „Falle” für Streifentrümmer verwendet, die aus dem gestauchten Material des dazugehörenden Low Speed Energy-Absorbers entstehen. Die Streifen/Trümmer können im Wesentlichen nicht aus der Auskragung entkommen, und eine formschlüssige oder formsperrende Verbindung wird hergestellt. Die Trümmer des Low Speed Energy-Absorbers können insbesondere in einem bestimmten Ausmaß innerhalb der Auskragung aufgrund des hohen Drucks, der auf die Trümmer ausgeübt wird, wieder zusammengepresst werden. Wenn der Aufprall vorbei ist und das Fahrzeug abprallt, hat das Streifenmaterial den Stoßfängerträger an den Low Speed Energy-Absorber verkeilt. Der Stoßfängerträger ist danach an dem Kraftfahrzeug trotz der Fragmentierung des Verbundmaterials des Low Speed Energy-Absorbers befestigt.
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Ein Verbundmaterial-Low Speed Energy-Absorber kann insbesondere ein Low Speed Energy-Absorber sein, der ein Faserverbundmaterial aufweist oder daraus besteht, zum Beispiel ein kohlefaserverstärkter Kunststoff oder glasfaserverstärkter Kunststoff. Bei einer Alternative besteht der Stoßfängerträger aus Metall und/oder Kunststoff.
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Der Stoßfängerträger kann insbesondere ein Stoßfängerträger aus einem Verbundmaterial sein. Ein Stoßfängerträger aus einem Verbundmaterial kann insbesondere ein Stoßfängerträger sein, der ein Faserverbundmaterial aufweist oder daraus besteht. Das Faserverbundmaterial kann zum Beispiel kohlefaserverstärkter Kunststoff oder glasfaserverstärkter Kunststoff sein.
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Eine Vorderseite des wenigstens einen Low Speed Energy-Absorbers kann insbesondere ein Abschnitt des Low Speed Energy-Absorbers sein, der dem Stoßfängerträger gegenüber liegt. Ein hinterer Abschnitt des Low Speed Energy-Absorbers kann zum Beispiel an einem Haupt-High Speed Energy-Absorber befestigt sein. Der High Speed Energy-Absorber kann zum Beispiel eine Crashbox sein, die vor einem Karosserielängsträger positioniert ist oder zu einem Karosserielängsträger gehört.
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Eine Crashstruktur, wie oben beschrieben, kann an der Vorderseite und/oder an der Rückseite des Kraftfahrzeugs verwendet werden, das heißt, dass es jeweils einen vorderen Stoßfänger und einen hinteren Stoßfänger aufweist.
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Die Auskragung kann auch als Tasche beschrieben werden. Allgemein sind die Form und die Größe der Auskragung nicht beschränkt und können angepasst werden, um diese Funktion des Aufnehmens des gestauchten Materials zu erfüllen.
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Die Position der Auskragung in der Nähe der Vorderseite des Low Speed Energy-Absorbers beinhaltet eine Position in der Nähe der Vorderseite des Low Speed Energy-Absorbers vor und/oder während eines Aufpralls. Dazu gehört der Fall, bei dem der Low Speed Energy-Absorber vordem Aufprall nur teilweise in den Stoßfängerträger eingefügt ist und die Auskragung vor dem Low Speed Energy-Absorber positioniert ist, und bei dem der Stoßfängerträger nur während des Aufpralls derart nach hinten geschoben wird, dass sich die Auskragung in die Nähe des Low Speed Energy-Absorbers bewegt.
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Die Tatsache, dass gestauchtes Material in der wenigstens einen Auskragung aufgenommen werden kann, umfasst insbesondere den Fall, in dem das gestauchte Material in der Auskragung zusammengepresst werden kann. Die Tatsache, dass das gestauchte Material in der wenigstens einen Auskragung aufgenommen werden kann, beinhaltet insbesondere den Fall, in welchem ein Streifen/mehrere Streifen in der Auskragung aufgenommen werden kann/können.
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Es ist eine Ausführungsform, dass wenigstens eine Auskragung innerhalb einer Außenfläche des Stoßfängerträgers ausgebildet ist. Das ermöglicht ein besonders effektives Halten des Stoßfängerträgers.
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Es ist eine weitere Ausführungsform, dass wenigstens eine Auskragung benachbart zu einer Vorderseite des Stoßfängerträgers ausgebildet ist. Das ermöglicht ein sofortiges Füllen der Auskragung nach dem Aufprall und falls zutreffend, einen besonders hohen Grad an Zusammenpressen der Trümmer.
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Es ist noch eine weitere Ausführungsform, dass wenigstens eine Auskragung von einer Vorderseite des Stoßfängerträgers beabstandet ausgebildet ist (nach hinten verlagert). Das ermöglicht eine gefüllte Auskragung näher an einem strukturmäßig unversehrten Element, zum Beispiel dem High Speed Energy-Absorber, und daher eine stärkere Befestigung.
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Es ist noch eine weitere Ausführungsform, dass wenigstens eine Auskragung eine Breite hat, die eine Breite des Low Speed Energy-Absorbers nicht überschreitet. Daher ist ein Volumen der Auskragung vorteilhafterweise beschränkt, um ein schnelles Füllen und einen hohen” Grad an Zusammenpressen sicherzustellen, falls zutreffend, weil das gestauchte Material/die gestauchten Streifen nicht seitwärts/in einer seitlichen Richtung ausweichen kann/können.
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Es ist noch eine weitere Ausführungsform, dass wenigstens eine Auskragung wenigstens eine Öffnung aufweist. Die Öffnung erlaubt, dass gestauchtes Material (Streifen und/oder wiederkompaktierte Trümmer) durch die Öffnung durchgeht und als ein Haken für weiter verstärktes Zurückhalten des Stoßfängerträgers wirkt. Die Öffnung ist derart ausgebildet und bemessen, dass ein Füllen der Auskragung für eine formschlüssige oder formsperrende Verbindung und Wiederkompaktierung, falls zutreffend, nicht verhindert wird.
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Die Öffnung kann insbesondere ein Schlitz sein, insbesondere ein sich seitlich erstreckender Schlitz.
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Es ist eine weitere Ausführungsform, dass wenigstens eine Auskragung eine seitlich längliche Auskragung ist. Die Auskragung kann insbesondere einer Länge des Stoßfängerträgers an diesem Abschnitt folgen. Die Auskragung kann linear und/oder gekrümmt sein.
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Allgemein kann ein Stoßfängerträger eine oder mehrere solcher Auskragungen für einen Low Speed Energy-Absorber aufweisen. Wenigstens zwei Auskragungen können dieselbe oder eine unterschiedliche Größe und/oder Form haben. Wenigstens zwei Auskragungen können in derselben Seite oder in unterschiedlichen Seiten des Stoßfängerträgers positioniert werden.
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Der Stoßfängerträger kann eine längliche Struktur oder ein längliches Element sein, die/das hohl ist oder einen offenen Querschnitt hat. Der Stoßfängerträger kann insbesondere ein röhrenförmiges Element sein. Eine Querschnittform des Stoßfängerträgers ist nicht beschränkt und kann zum Beispiel ein offener C-Querschnitt, Hutquerschnitt, kreisförmiger, ovaler oder winkeliger, insbesondere rechteckiger Querschnitt sein. Die Größe und/oder die Querschnittform des Stoßfängerträgers können über seine Länge variieren. Der Stoßfängerträger kann linear und/oder entlang seiner Mittellinie gekrümmt sein oder kann eine lineare oder gekrümmte Mittellinie aufweisen. Der Stoßfängerträger kann an der Vorderseite oder der Rückseite eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, das heißt, Teil eines vorderen oder eines hinteren Stoßfängers sein.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und eine Art ihrer Umsetzung werden von der folgenden schematischen Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform, die in Verbindung mit den Figuren erklärt ist, ausführlicher offenbart. Dabei können ähnlichen und funktional ähnlichen Elementen in allen Figuren dieselben Bezugszeichen zugewiesen sein.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer vorderen Crashstruktur eines Personenkraftwagens vor einem Aufprall, die einen Stoßfängerträger und Low Speed Energy-Absorber aufweist,
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2 zeigt eine detailliertere Querschnittseitenansicht der vorderen Crashstruktur der 1,
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3 zeigt eine Querschnittseitenansicht der vorderen Crashstruktur der 2 während oder nach einem Aufprall und
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4 zeigt eine Querschnittseitenansicht einer anderen vorderen Crashstruktur während oder nach einem Aufprall.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer vorderen Crashstruktur eines Personenkraftwagens 1, die einen Stoßfängerträger 2 (zum Beispiel einen Stoßfängerträger aus einem Verbundmaterial) und zwei Low Speed Energy-Absorber 3 aufweist, vor einem Aufprall. Der Stoßfängerträger 2 hat eine grundlegende Form einer Hohlröhre mit einem rechteckigen Querschnitt. Ein mittlerer Abschnitt 5 des Stoßfängerträgers 2 ist wenigstens ungefähr linear, während seine zwei seitlichen Endabschnitte 6 leicht zu der Hauptkarosserie des Fahrzeugs 1 gekrümmt sind. Eine jeweilige Mittellinie C ist daher auch teilweise gerade und teilweise gekrümmt. Der Stoßfängerträger 2 besteht aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere kohlefaserverstärktem Kunststoff. Der Stoßfängerträger 2 kann an der Vorderseite oder der Rückseite des Fahrzeugs 1 verwendet werden, das heißt, Teil eines vorderen oder eines hinteren Stoßfängers sein.
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Die Low Speed Energy-Absorber 3 sind als kurze Hohlröhren mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Die Low Speed Energy-Absorber 3 sind in einer Längsrichtung des Fahrzeugs 1 ausgerichtet. Die Low Speed Energy-Absorber 3 bestehen ebenfalls aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere kohlefaserverstärktem Kunststoff.
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An einem jeweiligen Verbindungsabschnitt 7 des Stoßfängerträgers 2 ist ein vorderer Abschnitt 12 (siehe 2) der Low Speed Energy-Absorber 3 in eine hintere Öffnung 13 (siehe 2) des Stoßfängerträgers 2 eingefügt und an dem Stoßfängerträger 2 befestigt, zum Beispiel durch Befestigungsvorrichtungen, die einen Bolzen oder eine Schraube aufweisen, der/die gleichzeitig durch die Bohrungen in dem Stoßfängerträger 2 und dem Low Speed Energy-Absorber 3 (nichtgezeigt) hindurchgeführt wird. Ein hinterer Abschnitt 8 der Low Speed Energy-Absorber 3 ist mit einem jeweiligen Haupt-High Speed Energy-Absorber 9 verbunden. Der High Speed Energy-Absorber 9 kann ebenfalls aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt sein, insbesondere kohlefaserverstärktem Kunststoff. Auf einer Oberseite oder Außenfläche 10 des Stoßfängerträgers 2 an den Verbindungsabschnitten 7 befinden sich jeweilige sich nach außen erstreckende seitlich längliche Auskragungen 11. Die Auskragungen 11 haben eine (seitliche) Breite, die die Breite der Low Speed Energy-Absorber 3 nicht überschreitet.
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2 zeigt einen detaillierten Querschnitt des Stoßfängerträgers 2 und des Low Speed Energy-Absorbers 3 der 1. Der vordere Abschnitt 12 des Low Speed Energy-Absorbers 3 ist in die hintere Öffnung 13 des Stoßfängerträgers 2 bis zu einer Vorderseite oder Außenfläche 14 des Stoßfängerträgers 2 eingefügt. Die Auskragung 11 befindet sich oberhalb des Low Speed Energy-Absorbers 3 in der Nähe oder zu ihm benachbart und benachbart zu der vorderen Fläche 14 des Stoßfängerträgers 2. Die Auskragung 11 erstreckt sich derart nach außen, dass ein Hohlraum 15 zwischen der Auskragung 11 und dem Low Speed Energy-Absorber 3 ausgebildet ist.
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3 zeigt einen Querschnitt der vorderen Crashstruktur 2, 3 der 2 während oder nach einem Aufprall. In diesem Fall wurde der Stoßfängerträger 2 auf den Low Speed Energy-Absorber 3, wie von dem Pfeil angezeigt, gedrückt. Der Low Speed Energy-Absorber 3 fragmentiert sich nacheinander von der Vorderseite zur Rückseite in kleinen Trümmern und Streifen 16, die von den Ecken, nachdem sie in dem Aufprall gestaucht wurden, gebildet werden. Diese Trümmer und Streifen 16 werden wenigstens teilweise jeweils in die Auskragung 11 und den Hohlraum 15 geschoben, wie von den Trümmern und Streifen 18 angezeigt.
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Die Streifen und Trümmer 18 innerhalb des Hohlraums 15 können im Wesentlichen nicht aus der Auskragung 11 entkommen, die daher als eine „Falle” wirkt und eine formsperrende Befestigung des Stoßfängerträgers 2 an dem Low Speed Energy-Absorber 3 ermöglicht. Wenn der Aufprall vorbei ist und das Fahrzeug 1 abprallt, hat das Material 16 aus den Trümmern und Streifen daher den Stoßfängerträger 2 an den Low Speed Energy-Absorber 3 verkeilt. Daher ist der Stoßfängerträger 2 an dem Fahrzeug 1 trotz der Fragmentierung des Verbundmaterials des Low Speed Energy-Absorbers 3 befestigt. Die Trümmer 18 können innerhalb des Hohlraums 15 zusammengepresst werden.
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4 zeigt eine Querschnittseitenansicht einer anderen vorderen Crashstruktur 22, 3 während oder nach einem Aufprall. Die vordere Crashstruktur 22, 3 ist ähnlich der Crashstruktur 22, 3 der 2 und 3, mit der Ausnahme, dass die Auskragung 21 des Stoßfängerträgers 22 eine Öffnung 24 in Form eines kleinen, sich seitlich erstreckenden Schlitzes aufweist. Die Öffnung 24 ist derart bemessen und ausgebildet, dass die Funktion der Auskragung 21 aufrechterhalten wird, dass ein Teil der Trümmer und Streifen 18 aber durch die Öffnung 24 geschoben werden oder als ein Haken wirken kann.
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Obwohl die Erfindung ausführlich von der gezeigten spezifischen Ausführungsform beschrieben und veranschaulicht wurde, ist sie nicht darauf beschränkt. Variationen und Änderungen können vielmehr durch einen Fachmann davon abgeleitet werden, ohne den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Personenkraftwagen
- 2
- Stoßfängerträger
- 3
- Low Speed Energy-Absorber
- 5
- mittlerer Abschnitt des Stoßfängerträgers
- 6
- seitlicher Endabschnitt des Stoßfängerträgers
- 7
- Verbindungsabschnitt des Stoßfängerträgers
- 8
- Rückseitenabschnitt des Low Speed Energy-Absorbers
- 9
- High Speed Energy-Absorber
- 10
- Oberseitenfläche des Stoßfängerträgers
- 11
- Auskragung
- 12
- Vorderseitenabschnitt des Low Speed Energy-Absorbers
- 13
- Rückseitenöffnung des Stoßfängerträgers
- 14
- Vorderseitenfläche des Stoßfangerträgers
- 15
- Hohlraum
- 16
- Trümmer und Streifen
- 17
- innere Oberfläche der Vorderseitenfläche
- 18
- Trümmer und Streifen innerhalb des Hohlraums
- 21
- Auskragung
- 22
- Stoßfängerträger
- 24
- Öffnung in der Auskragung
- C
- Mittellinie des Stoßfängerträgers
