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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung insbesondere für einen Bugbereich eines Kraftfahrzeugs.
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Es sind Stoßfängeranordnungen im Stand der Technik bekannt geworden, die Energie absorbierende Teile und Komponenten aufweisen. So zeigt die
DE 103 26 420 A1 eine Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem im Fahrzeugfrontendbereich in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Stoßfängerquerträger, einem Stoßfängerüberzug und einem Energie absorbierenden Einlegeteil, wobei das Einlegeteil eine Mehrzahl noppenartiger Deformationstöpfe aufweist, die im montierten Zustand des Einlegeteils dem Stoßfängerquerträger so zugeordnet sind, dass das Einlegeteil im Kollisionsfall durch Deformation der Deformationstöpfe am Stoßfängerquerträger mit geringer Blocklänge plastisch verformt ist. Damit ist eine Stoßfängeranordnung bekannt geworden, mit der ein kompakter Aufbau der Stoßfängeranordnung mit einem vernünftigen Fußgängerschutz erzielt wird.
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Mit der
WO 2013/114163 A1 ist eine Energie absorbierende Anordnung bekannt geworden, bei der zusätzlich ein Prallschaum als Schaumstoffdeformationskörper einem plastischen Druckkörpervorgelagert ist. Dadurch wird bei einem Aufprall zunächst der direkt hinter der Außenhaut angeordnete Druckkörper beaufschlagt, bevor schließlich der Prallschaum belastet wird.
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Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stoßfängeranordnung für einen Bugbereich eines Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, womit eine flexiblere Reaktion auf einen Aufprall ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Stoßfängeranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
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Eine erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung ist insbesondere für einen Bugbereich eines Fahrzeugs und insbesondere eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und weist einen sich im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand quer zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs bzw. Kraftfahrzeugs erstreckenden Querträger und eine durch einen Halterahmen gehaltene Außenhaut auf. Dabei ist an dem Halterahmen insbesondere wenigstens ein Lufteinlass für das Kraftfahrzeug ausgebildet. Es ist wenigstens eine Verformungseinrichtung zwischen der Außenhaut und dem Querträger angeordnet, die dazu ausgebildet ist, sich bei einem Aufprall z. B. eines Lebewesens oder eines Objektes zu verformen. Die Verformungseinrichtung umfasst wenigstens ein Prallschaumelement und wenigstens eine federelastisch aufgenommene Deformationstaste mit einem topfartig oder kastenförmig ausgebildeten Deformationskörper. Dabei wirkt bei einem Aufprall z. B. eines Lebewesens oder eines Objekts die Deformationstaste insbesondere flächig auf das Prallschaumelement ein. Dabei ist die Deformationstaste über wenigstens einen Federschenkel federnd an dem Halterahmen befestigt. Dabei ist der Halterahmen in einer Längsrichtung verschiebbar aufgenommen.
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Die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung wird dadurch erreicht, dass auf das Prallschaumelement die federnd bzw. federelastisch aufgenommene Deformationstaste einwirkt. Dadurch wird es im Fall eines Aufpralls ermöglicht, die Verformung bzw. Verschiebung der Deformationstaste zu detektieren, ohne, dass zuvor schon eine Verformung der Deformationstaste oder des gesamten Bugbereichs stattgefunden haben muss. Oder die Verformung der Deformationstaste wird so frühzeitig erfasst, dass noch Maßnahmen zur Verringerung möglicher Aufprallfolgen eingeleitet werden können.
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Der Halterahmen kann auch als Gitter bezeichnet werden und trägt vorzugsweise die Deformationstaste und insbesondere die Außenhaut. Die insbesondere an dem Halterahmen befestigte Deformationstaste verschiebt sich mit dem gesamten Halterahmen und drückt auf das Prallschaumelement, um so in einer ersten Phase des Aufpralls einen gewissen Deformationsweg mit einem relativ geringen Widerstand zur Verfügung zu stellen.
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Das ist vorteilhafter, als wenn an der Außenhaut der Stoßfängeranordnung ein deformierbares Prallschaumelement angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung wird das Prallschaumelement in der Regel nur sehr lokal begrenzt deformiert, wodurch der zur Verfügung stehende Verformungsweg sehr schnell ausgenutzt wird. Dadurch können nur kleine Kräfte aufgenommen und abgeleitet werden, was beispielsweise bei Aufprall eines Fußgängers zu erheblich gesundheitsgefährdenden Einwirkungen führen kann.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die einwirkenden Kräfte von dem Halterahmen über die Deformationstaste auf das Prallschaumelement abgeleitet werden, sodass eine bessere und insbesondere gleichmäßigere Verteilung und Absorbierung der Energie erzielbar ist.
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Es ist möglich und bevorzugt, dass der Halterahmen insgesamt in Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist. Dann wird der Halterahmen insgesamt verschoben, bevor die Deformationstaste auf das Prallschaumelement trifft oder während das Prallschaumelement belastet und komprimiert wird.
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Vorzugsweise ist der Halterahmen an wenigstens einem Zapfen verschiebbar angeordnet. Der Halterahmen ist insbesondere über eine Mehrzahl von Zapfen verschiebbar angeordnet oder daran beweglich gelagert. Der Halterahmen kann auf einer Zapfenstruktur mit mehreren Zapfen verschiebbar sein. Die Zapfen können als Kreuzzapfen ausgebildet sein. Die Zapfen hemmen vorzugsweise eine Verschiebung oder Verlagerung, um ein gewisses Maß an Energie schon bei der Verlagerung abzubauen.
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Bei der Verformungseinrichtung ist das Prallschaumelement insbesondere so ausgebildet, dass es sich leichter verformt als die Deformationstaste oder der Körper der Deformationstaste. Bei einer Verformung wird die federnd aufgenommene Deformationstaste federelastisch bewegt und wirkt auf das Prallschaumelement ein, welches sich bei einem Aufprall so zunächst verformt. Anschließend verformt sich gegebenenfalls die Deformationstaste insbesondere plastisch und nicht reversibel.
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Die Deformationstaste kann eine einstückig und durchgängig ausgebildete Druckfläche aufweisen. Die Druckfläche der Deformationstaste kann auch Poren haben oder porös sein. Die Poren oder Löcher sind dann aber so klein, dass immer noch eine flächige Druckausübung auf das Prallschaumelement erfolgt. Die Deformationstaste kann einen Deformationskörper aufweisen, der z. B. topfartig oder kastenförmig ausgebildet ist. Der Deformationskörper kann an seiner „Bodenseite“ die Druckfläche zur Weiterleitung des Drucks an das Prallschaumelement aufweisen. Seitliche Wände oder Wandungen können vorgesehen sein und die Steifigkeit in Längsrichtung erhöhen, wodurch im laufe eines Aufpralls noch mehr Energie durch die Deformationskörper aufgenommen und absorbiert werden kann.
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Bei der Stoßfängeranordnung kann der Halterahmen die Außenhaut stützen oder die Außenhaut wird direkt durch den Halterahmen gebildet. In bevorzugten Ausgestaltungen ist eine separate Außenhaut auf dem Halterahmen angebracht. Ein Lufteinlass ist insbesondere an oder neben der federnd aufgenommenen Deformationstaste vorgesehen. Vorzugsweise ist ein Abstand zwischen der Außenhaut und dem Halterahmen gering. Die Außenhaut oder die Außenhaut bildende Verkleidung weist vorzugsweise einen Abstand kleiner 10 mm und insbesondere kleiner 6 mm und vorzugsweise kleiner 3-4 mm auf. Der Abstand kann an maßgeblichen Stellen 2 mm (+/- 1 mm betragen).
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Vorzugsweise ist die Deformationstaste an dem Halterahmen befestigt. Die Deformationstaste kann auch einstückig mit dem Halterahmen ausgebildet sein. Möglich ist es auch, dass die Deformationstaste über separate Befestigungselemente an dem Halterahmen angeordnet ist. Bevorzugt ist es, dass die Deformationstaste einstückig mit dem Halterahmen ausgebildet ist, wobei der Körper der Deformationstaste über insbesondere dünne Federschenkel elastisch gehalten wird. Es können auch Stege oder Abreißstege vorgesehen sein, um z. B. eine Druckspitze zur Sensierung eines Fußgängeraufpralls zu erzeugen oder um Schwingungen im normalen Fahrbetrieb zu vermeiden. Wenigstens ein Federschenkel kann insbesondere als Schwanenhals ausgebildet sein oder eine derartige Form aufweisen.
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In bevorzugten Weiterbildungen ist das Prallschaumelement funktionell zwischen dem Querträger und dem Halterahmen angeordnet. Dabei ist es möglich, dass das Prallschaumelement direkt oder indirekt an dem Querträger und/oder dem Halterahmen befestigt ist. Möglich ist es zum Beispiel, dass das Prallschaumelement über entsprechende Haltelaschen oder Haltefinger oder andere Halteelemente verfügt, mit denen das Prallschaumelement zum Beispiel an dem Querträger und/oder dem Halterahmen befestigt wird.
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In diesen Ausgestaltungen kann das Prallschaumelement direkt an dem Querträger angeordnet sein. Möglich ist es auch, dass zwischen dem Prallschaumelement und dem Querträger eine weitere Komponente oder mehrere weitere Komponenten vorgesehen sind.
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Insbesondere ist die Deformationstaste über wenigstens einen Federschenkel und insbesondere über wenigstens zwei Federschenkel federnd an dem Halterahmen befestigt. Besonders bevorzugt sind die Federschenkel an zwei gegenüberliegenden Seiten des offenen Deformationskörpers der Deformationstaste vorgesehen und mit dem Halterahmen verbunden, sodass die Deformationstaste federnd an dem Halterahmen angeordnet ist.
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In bevorzugten Ausgestaltungen entspricht eine Breite des Federschenkels in Querrichtung im Wesentlichen einer Breite einer Deformationstaste. Besonders bevorzugt liegt eine Breite des Federschenkels zwischen der halben Breite und etwa der 1 ,5fachen gesamten Breite einer Deformationstaste. Eine Dicke des Federschenkels ist vorzugsweise kleiner als 1/5 einer Breite des Federschenkels und insbesondere kleiner als 1/10 einer Breite des Federschenkels.
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In bevorzugten Weiterbildungen weist der Federschenkel in einer Längsebene quer zu dem Querträger wenigstens einen im Wesentlichen U-förmigen Schenkelabschnitt auf. Möglich ist es auch, dass der Federschenkel zwei oder mehr benachbarte U-förmige Schenkelabschnitte umfasst. Durch wenigstens einen U-förmigen Schenkelabschnitt wird eine federnde Halterung des Schenkelabschnitts erzielt. Dadurch wird ein größerer Federweg zur Verfügung gestellt als bei sich linear erstreckenden Federschenkeln.
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Vorzugsweise ist wenigstens eine Sensoreinrichtung zur Detektion einer Verformung der Verformungseinrichtung und/oder zur Erfassung einer Verlagerung des Halterahmens vorgesehen. Die Sensoreinrichtung kann eine Verformung der Deformationstaste sensieren. Die Sensoreinrichtung erfasst vorzugsweise eine Verformung wenigstens eines Federschenkels der Deformationstaste.
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Die oder wenigstens eine Sensoreinrichtung kann insbesondere funktionell zwischen dem Prallschaumelement und dem Querträger angeordnet sein. Vorzugsweise ist die oder eine Sensoreinrichtung dafür vorgesehen, ein Maß für ein in dem Prallschaumelement wirkenden Druck zu erfassen. Eine solche Sensoreinrichtung kann einen Sensor oder auch mehrere Sensoren umfassen und kann beispielsweise als Drucksensoreinrichtung ausgebildet sein. Durch eine derartig angeordnete Sensoreinrichtung wird der Vorteil erzielt, dass schon bei einer Deformierung des Prallschaumelements ein Aufprall erkannt werden kann. Es ist nicht nötig, dass sich erst die Deformationstaste elastisch oder plastisch verformt, um einen Aufprall zu sensieren.
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In bevorzugten Weiterbildungen gibt die Sensoreinrichtung wenigstens ab einer vorbestimmten Verformung des Federschenkels der Deformationstaste und/oder des Prallschaumelements ein Signal aus. Möglich ist es auch, dass die Sensoreinrichtung ab einem vorbestimmten Druck auf das Prallschaumelement ein Signal ausgibt. Dadurch können relativ frühzeitig weitere Maßnahmen eingeleitet werden, um das Schadensausmaß insgesamt zu begrenzen. Vorzugsweise sensiert die Sensoreinrichtung das Eindringen oder Aufprallen eines Fußgängers.
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In bevorzugten Weiterbildungen ist die Sensoreinrichtung mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung koppelbar, um bei Überschreiten der vorbestimmten Verformung oder eines vorbestimmten Drucks wenigstens eine Aktion auszulösen, wie beispielsweise ein Öffnen einer Motorhaube. Auch die Auslösung anderer Aktionen ist möglich. Wird eine Motorhaube relativ frühzeitig bei einem Aufprall z. B. leicht geöffnet, so ergeben sich größere Deformationswege bei Aufprall zum Beispiel eines Fußgängers. Dadurch kann der Fußgänger besser vor Verletzungen geschützt werden.
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Durch die Stoßfängeranordnung ist es möglich, die unterschiedlichen Phasen bei einem Aufprall gezielt zu beeinflussen. Durch das Prallschaumelement wird bei einem Aufprall zunächst ein bestimmter Verformungsweg zur Verfügung gestellt, bei dem nur relativ geringe Kräfte wirken. Dann löst die Sensoreinrichtung schon ein Signal aus, sodass weitere Aktionen durchführbar sind, vor, oder während eine weitere Bewegung oder Verformung der Deformationstaste erfolgt. Eine solche Abfolge bietet erheblich bessere Steuerungsmöglichkeiten der zeitlichen Abfolge bei einem Aufprall.
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In bevorzugten Weiterbildungen weist die Deformationstaste eine quaderförmige Grundstruktur auf. Es ist möglich, dass die Deformationstaste einen im Wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweist. Möglich ist es auch, dass die Deformationstaste wenigstens abschnittsweise eine zylindrische oder ovale oder abgerundete Grundstruktur aufweist. Vorzugsweise ist die Deformationstaste am Topfboden geschlossen ausgebildet. Der Topfboden kann aber Öffnungen oder dergleichen aufweisen. Eine im Wesentlichen geschlossene Topfbodenfläche ermöglicht eine größere Druckfläche, um Kraft von der Deformationstaste auf das Prallschaumelement abzuleiten.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, mehrere Deformationstasten vorzusehen. Insbesondere sind mehrere Deformationstasten benachbart an dem Halterahmen befestigt. Dabei sind die Deformationstasten vorzugsweise voneinander beabstandet angeordnet.
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Insbesondere kann benachbart zu einer Deformationstaste wenigstens eine Versteifungseinheit ausgebildet sein. Die Versteifungseinheit kann separat an dem Halterahmen vorgesehen sein oder einstückig damit ausgebildet werden. Insbesondere kann zwischen wenigstens zwei Deformationstasten wenigstens eine Versteifungseinheit vorgesehen oder ausgebildet sein.
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Vorzugsweise erstreckt sich die Versteifungseinheit quer zu dem Querträger. Die Versteifungseinheit kann sich in Längsrichtung und/oder in Richtung der Vertikalen erstrecken. In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass ein Querschnitt der Versteifungseinheit im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Dadurch wird in Belastungsrichtung eine hohe Steifigkeit erreicht.
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Unter einem U-förmigen Querschnitt wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Querschnitt verstanden, bei dem zwei benachbarte Schenkel an einem Ende miteinander verbunden sind und an dem anderen Ende voneinander beabstandet sind, sodass nur zu einem Ende eine Öffnung vorliegt. Dabei ist es nicht wesentlich, ob die beiden Schenkel parallel zueinander ausgerichtet sind. Insofern fallen auch V-förmige Ausgestaltungen und eckige Ausgestaltungen und dergleichen mehr unter den Begriff „U-förmige“ Querschnitte.
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In bevorzugten Ausgestaltungen befindet sich die Versteifungseinheit in Längsrichtung vor der Deformationstaste. Dadurch wird bei einem Aufprall die auftretende Last besser über eine größere Breite verteilt, sodass nicht nur ein Prallschaumelement von einer Deformationstaste belastet wird, sondern mehrere Prallschaumelemente durch mehrere Deformationstasten. Es ist auch möglich, dass ein durchgehendes Prallschaumelement verwendet wird, auf welches mehrere Deformationstasten einwirken.
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Eine Deformationstaste im Sinne der vorliegenden Erfindung kann auch als Druckaufbringer bezeichnet werden, da die Deformationstaste den aufgebrachten Druck weiter gibt. Die Deformationstasten im oder am Halterahmen ermöglichen es, einen möglichen Impakt bzw. Aufprall eines Fußgängers homogener sensieren zu können.
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Um den Fußgängerschutzanforderungen gerecht zu werden, wird es vorzugsweise ermöglicht, mindestens 80% der Fahrzeugbreite insbesondere weitestgehend gleichmäßig und homogen zu sensieren. Dabei sind vorteilhafter Weise keine vorgelagerten Störkonturen vor dem Prallschaumelement vorhanden.
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Deshalb erfolgt besonders bevorzugt die Sensierung des Sensors und/oder des Druckschlauches, der im Prallschaumelement integriert ist, über die gesamte Länge des Querträgers oder doch wenigstens im Wesentlichen die gesamte Länge des Querträgers möglichst ungestört.
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In den seitlichen Bereichen über den seitlichen Lufteinlässen befinden sich oftmals komplexe Halterahmen im Wesentlichen direkt vor dem Prallschaumelement. Solche komplexe Halterahmen können eine Art von Störkonturen bilden, die eine gleichmäßige Sensierung somit erschweren. Um eine saubere Sensierung zu ermöglichen, werden vorzugsweise mehrerer sogenannter Druckkörper mit vordefinierten Abständen zur Außenhaut sowie zum Prallschaum im Halterahmen integriert und insbesondere mit angespritzt. Die Deformationstasten sind bevorzugterweise so ausgelegt, dass über diese bei Krafteinwirkung und/oder einem Impakt auf die Außenhaut der direkte Druck auf den Prallschaum im Wesentlichen vollständig und insbesondere 1:1 weitergeben werden kann.
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Die Deformationstasten sind dabei insbesondere mindestens an einer Seite über eine bogenförmige und/oder federwirkende Geometrie im Halterahmen angespritzt. Des Weiteren sind optional diese Deformationstasten an anderer Stelle durch z. B. kleine „Anbindungsstege“ angebunden, die zum Einen die Deformationstaste in Position halten sollen, und zum Anderen bei einer Krafteinwirkung oder einem Impakt definiert abreißen und somit die Intrusion der Deformationstasten zulassen.
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Die Deformationstasten bzw. Tasten sind insbesondere nach innen gerichtet. Das gesamte Gitter bzw. der Tragrahmen ist vorzugsweise auf Zapfen oder Bolzen verschiebbar. Die Deformationstasten liegen vorzugsweise direkt am Schaum an. Eine Sensierung eines Aufpralls oder dergleichen kann durch Überwinden der Federkraft der z.B. als Schwanenhals oder dergleichen ausgebildeten Federschenkel erfolgen.
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Bei der Erfindung ist ein Vorteil, dass eine direkte Blockbildung vermieden wird. Eine Deformation der Fahrzeugfront kann direkt über eine Verschiebung des gesamten Gitters bzw. des Tragrahmens kompensiert werden. Eine gleichmäßige Druckverteilung wird erreicht.
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Besonders vorteilhaft ist, dass mehr Bauraum für die Federschenkel oder Schwanenhälse oben und unten zur Verfügung gestellt wird. Kinetische Energie kann durch Einfederung aufgrund der Verschiebung des gesamten Tragrahmens oder Gitters abgebaut werden.
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Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung;
- 2 eine schematische perspektivische Rückansicht eines Teils der Stoßfängeranordnung nach 1; und
- 3 einen stark schematisierten prinzipiellen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung.
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Mit Bezug auf die beiliegenden Figuren wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 1 erläutert. Der in 1 perspektivisch dargestellte wesentliche Teil einer Stoßfängeranordnung 1 für den Bugbereich 2 eines hier nicht abgebildeten Kraftfahrzeugs weist ein Gitter bzw. Traggitter in Form eines Halterahmens 5 auf. Der Halterahmen 5 kann direkt die Außenhaut 6 des Kraftfahrzeugs bilden oder wird vorzugsweise mit einer separaten Außenhaut 6 (vgl. 3) überzogen, um einen ansprechenden optischen Gesamteindruck zur Verfügung zu stellen.
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Die Stoßfängeranordnung 1 erstreckt sich im Wesentlichen in Querrichtung 17 quer zu einer Längsrichtung 3 des Kraftfahrzeugs. An die Stoßfängeranordnung 1 können sich weitere Anbauteile anschließen, die gestrichelt angedeutet sind.
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An der Stoßfängeranordnung 1 sind Aussparungen 7 vorgesehen. Dem Halterahmen 5 sind mehrere Deformationstasten 12 zugeordnet, die über jeweils einen oberen Federschenkel 14 und einen unteren Federschenkel 15 mit dem Halterahmen 5 verbunden sind.
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Die Deformationstasten 12 erstrecken sich über einen erheblichen Teil der Fahrzeugbreite und vorzugsweise über mehr als 80 % der Fahrzeugbreite, um hohen Fußgängerschutzanforderungen gerecht zu werden. Dadurch wird eine gleichmäßige und homogene Erfassung eines Aufpralls ermöglicht. Die Sensierung eines Aufpralls kann über eine Relativbewegung der Federschenkel 14 und/oder 15 erfolgen, die sich verformen, wenn ein Aufprall erfolgen. Möglich ist zusätzlich oder stattdessen auch eine Detektion über einen Druckschlauch, der im Prallschaumelement 11 integriert ist und sich hier über die gesamte Länge des Querträgers 4 erstrecken kann und eine praktisch ungestörte Erfassung eines Aufpralls ermöglicht.
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Die Deformationstasten 12 können topfartig ausgebildet sein. An den hier vertikalen Enden der Deformationstasten 12 sind die Federschenkel 14, 15 in Form von Schwanenhälsen angespritzt. Die Federschenkel 14, 15 bilden jeweils eine bogenförmige und federwirkende Geometrie.
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Eine Deformationstaste 12 kann auch als „Taste“ bezeichnet werden. Eine solche „Taste“ drückt bei einem Aufprall gegen das elastische Prallschaumelement 11, auch Schaumelement genant. Die Deformationstasten 12 können zusätzlich zu den Federschenkeln 14, 15 noch über z. B. kleine „Anbindungsstege“ angebunden sein, die die jeweiligen Taste in Position halten und bei einer Krafteinwirkung definiert abreißen und somit die Intrusion der Deformationstaste 12 zulassen.
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Über die Deformationstasten 12 wird ein bei einem Aufprall einwirkender Druck vollständig weiter gegeben. Die Deformationstasten 12 weisen hier einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Die Deformationstasten 12 stellen eine flächige Andruckfläche 36 (vgl. 2) zur Verfügung, mit der über eine ausgedehnte Fläche Druck auf ein Prallschaumelement 11 übertragen werden kann. Die Höhe 33 (2) einer Deformationstaste 12 ist vorzugsweise größer als die Höhe des Querträgers. Die Breite 18 einer einzelnen Deformationstaste 12 ist in der Regel geringer als ihre Höhe 33. Vorzugsweise sind mehrere Deformationstasten 12 insbesondere benachbart vorgesehen, die so insgesamt eine große Druckübertragungsfläche zur Druckübertragung auf das Prallschaumelement 11 zur Verfügung stellen.
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Dadurch, dass mehrere einzelne Deformationstasten 12 vorgesehen sind, wird auf einen lokalisierten Aufprall individuell reagiert. Es muss nicht das sich über die gesamte Breite des Querträgers 4 erstreckende Prallschaumelement 11 eingedrückt werden, sondern die einzelnen bei dem Aufprall belasteten Deformationstasten 12 drücken dort in dem jeweiligen Bereich auf das Prallschaumelement 11, wo die Belastung auftritt.
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Durch die Federschenkel 14 und 15 wird ein Lufteinlassbereich zur Verfügung gestellt. Zwischen zwei Deformationstasten 12 kann jeweils eine Versteifungseinheit vorgesehen sein, die zum Beispiel einen etwa U-förmigen oder V-förmigen Querschnitt aufweist und den vorderen Bugbereich verstärkt.
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Bei einem Aufprall eines Lebewesens oder eines Gegenstandes drückt die sich nahezu unmittelbar hinter der Außenhaut 6 (vgl. 3) den Tragrahmen 5 lokal oder insgesamt auf den Querträger 4 zu. Die Bewegungsrichtung kann in Abhängigkeit von dem Aufprallort und der Aufprallintensität dabei genau in Längsrichtung 3 sein.
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Der Tragrahmen 5 wird hier auf mehreren Zapfen längsverschieblich gehalten. Die Zapfen sind hier nicht Teil des Tragrahmens 5, dieser weist hier nur die Öffnungen 10 auf, durch welche die Zapfen tauchen. Eine Ausführung, bei der die Zapfen in den Halterahmen 5 integriert sind, ist ebenfalls möglich. Jeder einzelne Zapfen kann in der Art eines Kreuzzapfens ausgebildet sein. Vorzugsweise setzt der Tragrahmen 5 einer Längsverschiebung auf den Zapfen einen definierten Widerstand entgegen. Dadurch wird einerseits eine definierte Grundposition gewährleistet und andererseits schon bei der Relativbewegung Energie abgebaut.
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2 zeigt eine Ansicht eines Teils der Stoßfängeranordnung von 1 von hinten. In dieser Ansicht sind die Deformationstasten 12 dem Halterahmen 5 vorgelagert. Die hier vier seitlich nebeneinander angeordneten Deformationstasten 12 werden über die Federschenkel 14 und 15 am oberen und unteren Ende der offenen Enden der jeweiligen Deformationstasten mit dem Halterahmen 5 verbunden. Zwischen den Deformationstasten 12 kann jeweils eine Versteifungseinheit vorgesehen sein, um im Falle eines Aufpralls für eine Verteilung der auftretenden Kräfte zu sorgen.
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Die einzelnen Deformationstasten 12 weisen jeweils einen Breite auf, die im Wesentlichen der Breite 18 der Federschenkel 14 und 15 entspricht. Es ist möglich, dass einzelne Deformationstöpfe 12 eine unterschiedliche Breite und auch eine unterschiedliche Höhe 33 aufweisen. Dadurch kann flexibel auf die Platzverhältnisse eingegangen werden.
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Jeder Federschenkel 14 und 15 weist hier einen etwa U-förmigen Schenkelabschnitt 21 auf, wodurch die jeweilige Deformationstaste 12 federelastisch an dem Halterahmen 5 aufgenommen ist. Dadurch kann die jeweilige Deformationstaste 12 ein erhebliches Stück in Längsrichtung 3 versetzt werden, bevor eine plastische Verformung der Deformationstaste 12 bei einem Aufprall erfolgt. Die Länge 34 der Federschenkel 14 und 15ist hier größer als die Breite der Schenkel und kann halb so groß wie die Höhe 33 oder sogar größer sein.
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Insbesondere erstreckt sich der Federschenkel 15 oberhalb des Querträgers 4. Vorzugsweise erstreckt sich der Federschenkel 14 unterhalb des Querträgers 4. Dadurch steht viel Platz zur Verfügung.
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In den seitlichen Bereichen können sich über den seitlichen Lufteinlässen (komplexe) Halterahmen direkt vor dem Prallschaumelement 11 befinden. Solche Halterahmen können als Störkonturen eine gleichmäßige Sensierung erschweren. Um eine saubere Erkennung eines Aufpralls zu ermöglichen, werden deshalb mehrerer dieser sogenannten Deformationstasten 12 oder Deformationskörper 35 mit vordefinierten Abständen zur Außenhaut 6 sowie zum Prallschaumelement 11 im Halterahmen 5 integriert und hier mit angespritzt. Die Deformationstasten 12 geben eine Krafteinwirkung auf die Außenhaut vollständig über die Druckflächen 36 auf das Prallschaumelement 11 weiter.
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3 zeigt eine nur prinzipielle und sehr stark schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 1. 3 zeigt einen Grundzustand im undeformierten Zustand, bei dem die Außenhaut nur wenige Millimeter vor dem schematisch als Rechteck eingezeichneten Tragrahmen 5 gehalten wird.
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Bei einem Aufprall verschiebt sich der Halterahmens 5 und es verschieben sich die daran befestigten bzw. ausgebildeten Deformationstasten 12. Die Druckflächen 36 übertragen den Druck auf das Prallschaumelement 11 der Verformungseinrichtung 9, sodass sich das Prallschaumelement 11 elastisch oder auch plastisch verformt.
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Das Prallschaumelement 11 ist hier direkt an dem sich in Querrichtung 17 erstreckenden Querträger 4 befestigt oder aufgenommen. Eine Sensoreinrichtung 8 ist vorgesehen, die über entsprechende Signalleitungen oder auch drahtlos mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung 13 in Verbindung steht.
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Wird nun das Prallschaumelement 11 der Verformungseinrichtung 9 durch die Deformationstaste 12 belastet, so verformt sich das Prallschaumelement 11 und übt Druck auf die Sensoreinrichtung 8 aus oder die Sensoreinrichtung 8 detektiert eine Verformung der Federschenkel 14, 15.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel gibt die Sensoreinrichtung 8 ein Signal aus, wenn eine vorbestimmte Verformung erreicht wird.
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Insgesamt stellt die Erfindung eine vorteilhafte Stoßfängeranordnung 1 zur Verfügung. Beim Aufprall eines Fußgängers drückt das Bauteil mit dem Halterahmen 5 das Prallschaumelement 11 mittels der Deformationstaste 12 ein.
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Dadurch gibt die Sensoreinrichtung 8 ein Signal aus und die Fahrzeugsteuereinrichtung 13 kann schon frühzeitig ergänzende Maßnahmen einleiten, um die Auswirkungen des Aufpralls auf zum Beispiel einen Fußgänger möglichst zu minimieren. Dazu kann beispielsweise das leichte Öffnen der Motorhaube 29 beitragen.
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Auch weitere bekannte Maßnahmen können erfolgen. Nach dem das Prallschaumelement 11 entsprechend komprimiert wurde, bewegt sich die Deformationstaste durch die Federschenkel 14 und 15 noch weiter, sodass insgesamt ein erheblich größerer Deformationsweg zur Verfügung gestellt wird.
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Schließlich kann sich auch der Deformationskörper der Deformationstaste 12 noch plastisch deformieren, sodass eine erhebliche Energiemenge abgebaut werden kann.
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Die Stoßfängeranordnung ist im Bereich der Aussparung 7 ausreichend steif gestaltet. Gleichzeitig kann beispielsweise ein Fußgängeranprall im Bugbereich zuverlässig sensiert werden. Das bietet vorteilhafte Gestaltungsmöglichkeiten für die unterschiedlichen Phasen bei einem Fußgängeraufprall.
