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Die Erfindung betrifft eine Stoßfängereinrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie betrifft weiterhin ein Fahrzeug mit einer derartigen Stoßfängereinrichtung.
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Bei Fahrzeugkollisionen mit geringfügiger Überdeckung der Fahrzeugsilhouetten (so genannten „Small-Overlap“-Kollisionen), zum Beispiel bei nur 25% Überdeckung bezüglich der Fahrzeugbreite, können die miteinander kollidierenden Fahrzeuge in Bereichen außerhalb der im Fahrzeug vorhandenen Strukturkomponenten aufeinandertreffen, die zum Abbau von Kollisionsenergie vorgesehen sind, so dass diese Strukturkomponenten nur bedingt Kollisionsenergie aufnehmen können.
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Aus der
DE 10 2011 053 158 A1 ist ein Stoßfängersystem für Fahrzeuge bekannt, bei dem ein Stoßfängerquerträger auf der Rückseite seiner zur Fahrzeugaußenseite weisenden Endbereiche jeweils mit einem Deformationselement versehen ist, das sich im Fall einer Kollision an einem Fahrzeuglängsträger und am Fahrzeugrad abstützt und energieverzehrend verformt.
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Aus der WO 2014 / 088 117 A1 ist eine gattungsgemäße Stoßfängereinrichtung bekannt, bei der das jeweilige seitliche Ende des Stoßfängers mit einem äußeren Stützelement versehen ist, das am Stoßfänger und am Stoßfängerstützträger fest angebracht ist. Zudem ist in dem Raum zwischen Stoßfänger, Stoßfängerstützträger und äußerem Stützelement ein inneres Stützelement vorgesehen, das am Stoßfängerstützträger und am Stoßfänger angebracht ist und an dem das äußere Stützelement im nicht verformten Normalzustand anliegt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stoßfängereinrichtung für ein Fahrzeug anzugeben, die bei Small-Overlap-Kollisionen ein verbessertes Kollisionsverhalten besitzt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Stoßfängereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist dazu bei einer Stoßfängereinrichtung für ein Fahrzeug mit zwei parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordneten Stoßfängerstützträgern, wobei die Stoßfängereinrichtung einen quer zur Fahrzeuglängsachse angeordneten Stoßfängerquerträger aufweist und wobei der Stoßfängerquerträger zwei Befestigungsabschnitte, an denen der Stoßfängerquerträger direkt oder mittels einer jeweiligen Verbindungsstruktur am zugeordneten Stoßfängerstützträger befestigbar ist, einen Mittelabschnitt zwischen den Befestigungsabschnitten und zwei über die Befestigungsabschnitte hinaus ragende seitliche Endabschnitte aufweist, wobei die seitlichen Endabschnitte jeweils mit einer Stützstruktur versehen sind, die sich bei einem Einknicken des Endabschnitts im Fall eines Frontalaufpralls am Stoßfängerstützträger und/oder an der Verbindungsstruktur abstützt, wobei die jeweilige Stützstruktur ein dem zugeordneten Befestigungsabschnitt benachbartes erstes Stützelement sowie ein zweites Stützelement aufweist, das auf der vom Befestigungsabschnitt abgewandten Seite des ersten Stützelements angeordnet ist, vorgesehen, dass die beiden Stützelemente so ausgebildet sind, dass bei einem Frontalaufprall zunächst das erste, dem Befestigungsabschnitt benachbarte Stützelement und danach das zweite Stützelement mit dem Stoßfängerstützträger und/oder der Verbindungsstruktur in Kontakt gerät.
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Die Stützstruktur bildet mit den beiden Stützelementen nach einer kollisionsbedingten Verformung zusammen mit dem zugehörigen Endabschnitt des Stoßfängerquerträgers eine Abgleitrampe aus, an der das auftreffende Hindernis zur Seite abgleiten kann und so vom Fahrzeug weg gedrängt wird. Die erfindungsgemäße Stoßfängereinrichtung zehrt somit während der kollisionsbedingten Verformung zunächst einen Teil der Kollisionsenergie auf und wird durch die Kollision in eine Position verformt, in der das auf das Fahrzeug auftreffende Hindernis an der so gebildeten Abgleitrampe zur Seite verdrängt wird.
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Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der erfindungsgemäßen Stoßfängereinrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10.
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Vorzugsweise weist das erste Stützelement ein Druckstück mit zumindest einer dem Stoßfängerstützträger und/oder der Verbindungsstruktur unmittelbar benachbarten ersten Abstützfläche auf.
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Dabei ist es von Vorteil, wenn das Druckstück einen polygonen, nicht-rechteckigen Grundriss, insbesondere einen keilförmigen Grundriss, aufweist, wobei auf der von der zumindest einen ersten Abstützfläche abgewandten Seite des Druckstücks zumindest eine zweite Abstützfläche vorgesehen ist.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn die zumindest eine zweite Abstützfläche im Grundriss nicht-parallel zur zumindest einen ersten Abstützfläche verläuft.
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Vorzugsweise sind die zumindest eine erste Abstützfläche und die zumindest eine zweite Abstützfläche im Grundriss vom Stoßfängerquerträger weg gerichtet zueinander geneigt und stehen in einem Winkel zueinander, der kleiner als 90° ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Druckstück am rückwärtigen Ende der zumindest einen ersten Abstützfläche mit einer Abstützkante versehen.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn das zweite Stützelement zumindest eine dem ersten Stützelement unmittelbar benachbarte Abstützfläche aufweist.
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Bevorzugterweise weist das zweite Stützelement an seinem vom ersten Stützelement abgewandten Ende einen sich vom Stoßfängerquerträger abgewandt erstreckenden abgewinkelten äußeren Stützabschnitt auf, der an seinem freien Ende zumindest eine Stützfläche ausbildet.
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Dabei ist es von Vorteil wenn die zumindest eine Stützfläche an ihrer zur Fahrzeugmitte weisenden Seite eine Abstützkante ausbildet.
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Die Erfindung ist auch gerichtet auf ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Stoßfängereinrichtung.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung eines solchen Fahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass die jeweilige Verbindungsstruktur zumindest ein mit dem zugeordneten Stoßfängerstützträger verbundenes Energieaufnahmeelement aufweist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigt:
- 1 eine erfindungsgemäße Stoßfängereinrichtung im unverformten Zustand;
- 2 die Stoßfängereinrichtung kurz nach dem Aufprall auf eine Barriere und
- 3 die Stoßfängereinrichtung beim seitlichen Abgleiten an einer Barriere.
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1 zeigt einen Teil eines Fahrzeugs 1 mit einer Stoßfängereinrichtung 2 in einer schematischen Grundriss- oder Draufsichtdarstellung kurz vor dem Aufprall auf eine Barriere B. Die in 1 schematisch dargestellte Situation gibt den Zustand unmittelbar vor dem Aufprall des Fahrzeugs 1 auf die Barriere B wieder, wobei die Barriere sich auf der in Fahrtrichtung F linken Fahrzeugseite bis etwa in die Höhe eines linken Stoßfängerstützträgers 10 des Fahrzeugs 1 von links außen vor das Fahrzeug 1 erstreckt, was in etwa der Situation eines so genannten „Small-Overlap“-Frontalaufpralls entspricht.
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Am vorderen Ende des linken Stoßfängerstützträgers 10 ist ein Energieaufnahmeelement 14 vorgesehen, das auch als „crash box“ bezeichnet wird. Am vorderen Ende dieses Energieaufnahmeelements 14 ist ein Stoßfängerquerträger 20 der Stoßfängereinrichtung 2 mit seinem linken Befestigungsabschnitt 21 befestigt. Der Stoßfängerquerträger 20 erstreckt sich quer zur Fahrzeuglängsachse X und weist eine Krümmung auf, aufgrund der die seitlichen Enden des Stoßfängerquerträgers 20 weiter hinten liegen als dessen Mitte.
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In 1 ist nur der von der Fahrzeuglängsachse X aus gesehen linksseitige Aufbau der erfindungsgemäßen Stoßfängereinrichtung 2 gezeigt. Der rechtsseitige Aufbau ist dazu spiegelbildlich angeordnet, so dass die nachfolgende Beschreibung in spiegelbildlich-analoger Form auch für die rechte vordere Fahrzeugseite zutrifft. Dementsprechend ist der Stoßfängerquerträger 20 auch an einem rechtsseitigen Befestigungsabschnitt mit einem Energieaufnahmeelement verbunden, das sich am freien Ende eines rechtsseitigen Stoßfängerstützträgers des Fahrzeugs 1 befindet.
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Das Energieaufnahmeelement 14 am freien Ende des Stoßfängerstützträgers 10, der beispielsweise die Fortsetzung eines Fahrzeuglängsträgers sein kann, ist Teil einer Verbindungsstruktur 12, die sich zwischen dem Stoßfängerstützträger 10 und dem Stoßfängerquerträger 20 erstreckt und die einerseits der Befestigung des Stoßfängerquerträgers 20 und andererseits der Energieaufnahme im Fall einer Kollision dient.
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Der Stoßfängerquerträger 20 weist zwischen seinem linken Befestigungsabschnitt 21 und einem (nicht gezeigten) rechten Befestigungsabschnitt, der mittels einer (nicht gezeigten) rechtsseitigen Verbindungsstruktur mit einem (nicht gezeigten) rechten Stoßfängerstützträger des Fahrzeugs 1 verbunden ist, einen Mittelabschnitt 22 auf. Vom jeweiligen Befestigungsabschnitt 21 nach außen erstreckt sich jeweils ein seitlicher Endabschnitt 23 des Stoßfängerquerträgers 20. Der jeweilige Endabschnitt 23 des Stoßfängerquerträgers 20 ist mit einer Stützstruktur 3 ausgestattet, die sowohl auf der linken Fahrzeugseite als auch auf der rechten Fahrzeugseite vorgesehen ist und die nachstehend anhand der in 1 gezeigten Darstellung der linken Fahrzeugseite beschrieben wird.
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Die Stützstruktur 3 weist ein dem zugeordneten Befestigungsabschnitt 21 benachbartes erstes Stützelement 3' sowie ein zweites Stützelement 3" auf, das auf der vom Befestigungsabschnitt 21 abgewandten Seite des ersten Stützelements 3' angeordnet ist. Das erste Stützelement 3' weist ein Druckstück 30 auf, welches an seiner fahrzeuginneren Seite, also der der Verbindungsstruktur 12 zugewandten Seite, eine erste im Wesentlichen vertikale Abstützfläche 31 und eine hintere im Wesentlichen vertikale Abstützfläche 34 aufweist. Im gezeigten Beispiel verläuft die erste Abstützfläche 31 parallel zu der ihr gegenüber gelegenen äußeren Seitenfläche der Verbindungsstruktur 12. Am rückwärtigen Ende des Druckstücks endet die erste, vertikal verlaufende Abstützfläche 31 in einer im Wesentlichen vertikalen Abstützkante 33. Am vorderen Ende des Druckstücks 30 ist zumindest ein Montageabschnitt 30' des ersten Stützelements 3' vorgesehen, mit dem das erste Stützelement 3' am Stoßfängerquerträger 20 fest anbringbar ist.
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Das Druckstück 30 weist im Grundriss eine polygone Querschnittsform auf, die im gezeigten Beispiel einen nicht-rechteckigen Querschnitt bildet. Der Grundriss des Druckstücks 30 ist eher von keilförmiger Gestalt, wobei auf der von der ersten Abstützfläche 31 abgewandten Seite des Druckstücks 30 zumindest eine zweite im Wesentlichen vertikale Abstützfläche 32 vorgesehen ist. Diese zweite Abstützfläche 32 verläuft in dem in 1 gezeigten Grundriss nicht-parallel zur ersten Abstützfläche 31, wobei die beiden Abstützflächen 31 und 32 vom Stoßfängerquerträger 20 weg gerichtet aufeinander zu laufen und unter einem Winkel α zueinander stehen, der kleiner als 90° ist.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α etwa 30° wobei die Erfindung nicht auf diesen Winkel beschränkt ist.
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Das weiter außen zur Fahrzeugaußenseite hin angeordnete zweite Stützelement 3" ist in Form eines in der Draufsicht gesehen an der Außenseite nach hinten abgebogenen Winkelelements mit einem äußeren Stützabschnitt 38 versehen, der sich vom Stoßfängerquerträger 20 abgewandt schräg nach hinten und innen erstreckt. Ein am Stoßfängerquerträger 20 angebrachter innerer Stützabschnitt 35 des zweiten Stützelements 3" erstreckt sich vom äußeren Stützabschnitt 38 entlang der Kontur des Endabschnitts 23 des Stoßfängerquerträgers 20 hin zum ersten Stützelement 3' und endet dort in einer dem ersten Stützelement 3' unmittelbar benachbarten im Wesentlichen vertikalen Abstützfläche 36, die an ihrem rückwärtigen Ende eine im Wesentlichen vertikale Abstützkante 37 ausbildet, die unmittelbar benachbart zur zweiten Abstützfläche 32 des ersten Stützelements 3' gelegen ist.
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Der innere Stützabschnitt 35 und der äußere Stützabschnitt 38 des zweiten Stützelements 3" bilden eine bogenförmige Struktur aus, wobei der innere Stützabschnitt 35 und der äußere Stützabschnitt 38 etwa in einem rechten Winkel zueinander liegen. Der äußere Stützabschnitt 38 ist an seinem rückwärtigen freien Ende mit zumindest einer zweiten im Wesentlichen vertikalen Stützfläche 39 versehen, die an ihrer zur Fahrzeugmitte weisenden Seite eine im Wesentlichen vertikale Abstützkante 39' ausbildet.
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Wenn in dieser Beschreibung hinsichtlich der Abstützflächen und Abstützkanten von „im Wesentlichen senkrecht“ die Rede ist, bedeutet dies, dass die entsprechende Abstützfläche oder Abstützkante senkrecht ist oder geringfügig (z.B. bis zu ± 5°) von der Senkrechten abweichen kann.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Stoßfängereinrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert.
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2 zeigt die erfindungsgemäße Stoßfängereinrichtung 2 unmittelbar nach dem Aufprall des linken Endabschnitts 23 auf die Barriere B. Der Stoßfängerquerträger 20 ist im Bereich seines Mittelabschnitts 22 nahe des Befestigungsabschnitts 21 eingeknickt und bildet dort eine Knickstelle 22' aus. Das Energieaufnahmeelement 14 der Verbindungsstruktur 12 hat sich ebenfalls verformt, um dem durch den Aufprall nach hinten abknickenden Stoßfängerquerträger 20 nachzugeben. Beim Abknicken des linken Endabschnitts 23 ist die erste Abstützfläche 31 des Druckstücks 30 in Kontakt mit der Verbindungsstruktur 12 geraten und das erste Stützelement 3' stützt den linken Endabschnitt 23 des Stoßfängerquerträgers 20 an der Verbindungsstruktur 12 ab. Dabei dringt die Abstützkante 33 des Druckstücks 30 seitlich in das Energieaufnahmeelement 14 der Verbindungsstruktur 12 ein und verkeilt das Druckstück 30 in der Verbindungsstruktur 12.
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Das zweite Stützelements 3", dass beim Abknicken des linken Endabschnitts 23 nach hinten wandert und um eine Hochachse entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt wird, stützt sich mit seiner ersten Abstützfläche 36 und der zugehörigen Abstützkante 37 gegen die zweite Abstützfläche 32 des ersten Stützelements 3' ab und verstärkt so das Eindringen des Druckstücks 30 in die Verbindungsstruktur 12. Auf diese Weise wird auch der auf das zweite Stützelement 3" einwirkende Teil der Kollisionskraft K von der Verbindungsstruktur 12 und dem darin vorgesehenen Energieaufnahmeelement 14 in die Fahrzeugstruktur eingeleitet.
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Die hintere Stützfläche 34 des Druckstücks 30 stützt beim Verkeilen des Druckstücks 30 mit der Verbindungsstruktur 12 und deren Energieaufnahmeelement 14 die von vorne wirkende Kollisionskraft K in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten gegen das Energieaufnahmeelement 14 ab. Auf diese Weise ist ein weiteres Abknicken des linken Endabschnitts 23 des Stoßfängerquerträgers 20 nach hinten zumindest erschwert, so dass die Kollisionskraft K aufgrund der seitlich nach hinten gebogenen Kontur des Stoßfängerquerträgers 20, die durch das erste Abknicken des Endabschnitts 23 nach der Berührung mit der Barriere B verstärkt worden ist, eine Querkraftkomponente Q aufbaut, die quer zur Fahrtrichtung F gerichtet ist und die eine seitliche Relativbewegung zwischen der Barriere B und dem Fahrzeug 1 bewirkt. Im gezeigten Beispiel wird dadurch das Fahrzeug 1 von der Barriere B zur Seite (in 2 nach oben) abgedrängt.
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3 zeigt die Kollision in einem weiter fortgeschrittenen Stadium, in welchem der linke Endabschnitt 23 des Stoßfängerquerträgers 20 noch weiter abgeknickt ist als im Beispiel der 2. Das Energieaufnahmeelement 14 ist in diesem Zustand noch stärker verformt und das Druckstück 30 ist noch weiter von der Außenseite im das Energieaufnahmeelement 14 eingedrungen. Bei diesem weiteren Eindringen stützt sich das Druckstück 30 mit seiner ersten Abstützfläche 31 und mit seiner hinteren Abstützfläche 34 gegen das Energieaufnahmeelement 14 ab, wodurch ein Teil der kinetischen Energie des Aufpralls in Verformungsenergie umgewandelt wird.
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Das weitere Abknicken des linken Endabschnitts 23 des Stoßfängerquerträgers 20 bewirkt, dass der äußere Stützabschnitt 38 des zweiten Stützelements 3" mit seiner hinteren inneren Abstützkante 39' gegen das hintere Ende der Verbindungsstruktur 12 zur Anlage kommt und dass sich die zweite Abstützfläche 39 des zweiten Stützelements 3" gegen den vorderen Bereich des Stoßfängerstützträgers 10 abstützt. Da der Stoßfängerstützträger 10 wesentlich drucksteifer ausgebildet ist als das Energieaufnahmeelement 14, ist ein weiteres Abknicken des linken Endabschnitts 23 des Stoßfängerquerträgers 20 nur noch in sehr geringem Maße möglich, wodurch die Querkraftkomponente Q der Kollisionskraft K ansteigt und das Fahrzeug 1 an der Barriere B vorbei gedrängt wird.
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Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
