DE102016213931A1

DE102016213931A1 - Stoßfängeranordnung und Personenkraftwagen

Info

Publication number: DE102016213931A1
Application number: DE102016213931.2A
Authority: DE
Inventors: Philipp Bankus; Daniele Recluta
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2018-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung (10) für einen Personenkraftwagen (1) mit einem Querträger (11), welcher sich in einer Erstreckungsrichtung (11-3) erstreckt, und mit einem Stoßabsorber (20), welcher an einer in der Erstreckungsrichtung (11-3) verlaufenden Seitenfläche (11-1) des Querträgers (11) angeordnet und mit einem Absorbermaterial (22) ausgebildet ist, bei welcher der Stoßabsorber (20) zumindest lokal gegenüber Druck und/oder Stoß richtungsabhängig eine unterschiedliche Steifheit, ein unterschiedliches Lastaufnahmevermögen und/oder eine unterschiedliche Deformierbarkeit aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung für einen Personenkraftwagen sowie einen Personenkraftwagen als solchen.
Stoßfänger sollen helfen, bei einem Unfall Verletzungen bei Fußgängern oder Radfahrern zu minimieren.
Verschiedene Lastfälle stellen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten an den Stoßfänger Anforderungen mit widersprüchlichem Charakter. Die Norm US Part 581 fordert z.B. für Geschwindigkeiten im Bereich bis zu 5 km/h eine sehr harte und stabile Stoßfängerstruktur, um z.B. die Beschädigung der Frontklappe und der Scheinwerfer im Falle einer Kollision – z.B. bei Parkremplern – zu vermeiden.
Hingegen fordert der passive Fußgängerschutz für Geschwindigkeiten im Bereich von circa 20 km/h bis 50 km/h eine weiche Stoßfängerstruktur, um die Energie einer möglichen Fußgängerkollision so abzubauen, dass die zulässigen Belastungswerte nicht überschritten werden. Des Weiteren muss eine Deformation der Stoßfängerverkleidung stattfinden, um eine Sensierung relevanter Fußgänger z.B. mittels eines Druckschlauches zu ermöglichen.
US Part 581 prüft neben Pendelschlägen in Fahrzeuglängsrichtung Y = 0 auch Schläge auf die Fahrzeugecken oder an den Seitenbereichen des Stoßfängers, also den Seitenbereichen des Stoßfängerquerträgers, und zwar mit einer um 30° gegenüber der Fahrzeuglängsrichtung X gedrehten oder geneigten Schlagrichtung oder Impaktrichtung.
Bisherige passive Maßnahmen zur Lösung dieses Zielkonfliktes fokussieren sich insbesondere auf einen seriellen Aufbau der weichen Struktur auf einer harten Struktur. Dies ist oft nicht designneutral umsetzbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Stoßfängeranordnung sowie ein Fahrzeug zu schaffen, bei welchen ein erweitertes Spektrum von Aufprallszenarien mit besonders einfachen Mitteln zuverlässig berücksichtigt werden kann.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer Stoßfängeranordnung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und bei einem Personenkraftwagen erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Stoßfängeranordnung für einen Personenkraftwagen, der im Folgenden auch kurz als Fahrzeug bezeichnet wird, geschaffen. Die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung ist ausgebildet mit einem Querträger, welcher sich in einer Erstreckungsrichtung erstreckt, die vorzugsweise einer Quererstreckungsrichtung eines zugeordneten Fahrzeugs im Wesentlichen entspricht, und mit einem Stoßabsorber, welcher an einer in der Erstreckungsrichtung verlaufenden Seitenfläche des Querträgers angeordnet und mit einem Absorbermaterial ausgebildet ist, wobei der Stoßabsorber zumindest lokal gegenüber Druck und/oder Stoß richtungsabhängig eine unterschiedliche Steifigkeit, ein unterschiedliches Lastaufnahmevermögen und/oder eine unterschiedliche Deformierbarkeit aufweist.
Ein Kernaspekt der vorliegenden Erfindung ist also das Vorsehen eines Stoßabsorbers am Querträger, welcher gegenüber herkömmlichen Stoßabsorbern zumindest lokal gegenüber Druck und/oder Stoß richtungsabhängige Eigenschaften aufweist.
Durch die Richtungsabhängigkeit der Steifigkeit, des Lastaufnahmevermögens und/oder der Deformierbarkeit des Materials oder der Bestandteile des Stoßabsorbers, kann unterschiedlichen Aufprall- und Unfallszenarien, die sich ja gerade durch unterschiedliche Druck- und Stoßverteilungen und -richtungen unterscheiden, Rechnung getragen werden. Dies ist mit herkömmlichen Stoßabsorbern nicht möglich, weil diese isotrop auf die Stärke und die Richtung von Druck und Stoß reagieren und somit sämtliche Unfallszenarien gleich behandeln.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei unter der Steifigkeit zum Beispiel eine Dehnsteifigkeit, definiert über den Elastizitätsmodul des zu Grunde liegenden Materials, eine Schubsteifigkeit auf der Grundlage des Schubmoduls des zu Grunde liegenden Materials, eine Biegesteifigkeit, ebenfalls definiert über den Elastizitätsmodul des zu Grunde liegenden Materials, eine Torsionssteifigkeit, ebenfalls definiert über den Schubmodul des zu Grunde liegenden Materials, oder – je nach Lastfall – eine Kombination dieser Größen verstanden.
Der Begriff der Deformierbarkeit kann im Sinne der vorliegenden Erfindung über den Begriff der Festigkeit und insbesondere über die Begriffe Zugfestigkeit, Druckfestigkeit, Kompressionsfestigkeit, Biegefestigkeit, Torsionsfestigkeit und/oder Scherfestigkeit definiert werden. Dies ist vom jeweiligen Lastfall abhängig.
Das Lastaufnahmevermögen beschreibt im Sinne der vorliegenden Erfindung z.B. diejenige Druckbelastung oder Stoßbelastung, bis zu welcher der zu Grunde liegende Stoßfänger zumindest lokal nach Entlastung keine bleibenden Schäden erfahren hat.
Folgende Vorteile stellen sich erfindungsgemäß ein:

(1) Anpassung an die verschiedenen Lastfälle durch ein richtungsabhängig bewegliches und/oder deformierbares Element im Bereich des Querträgers.
(2) Durch eine situationsgerechte Anpassung der Stoßfängerstruktur ist eine serielle Aufschaltung von Strukturen unterschiedlicher Härte nicht mehr in der bisherigen Form notwendig.
(3) Der Bauraumbedarf ist gegenüber bisherigen Lösungen geringer.
(4) Die dargestellten Stützelemente sind von geringer Komplexität und mit geringem Aufwand umsetzbar.
(5) Durch die Vielfalt an Lösungsmöglichkeiten ergeben sich größere Designfreiheiten im Bereich des Frontends.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung ist zur Realisierung der Richtungsabhängigkeit der unterschiedlichen Steifigkeit, des Lastaufnahmevermögens und/oder der Deformierbarkeit der Stoßabsorber zumindest lokal gegenüber Druck und/oder Stoß aus einer Stoß- oder Impaktrichtung I senkrecht zur – vorzugsweise lokalen – Erstreckungsrichtung des Querträgers, parallel zu einer Schichtdickenrichtung des Absorbermaterials und/oder parallel zu einer Längserstreckungsrichtung X des zugeordneten Fahrzeugs eine höhere Steifigkeit und/oder eine geringere Deformierbarkeit aufweist als bei Druck und/oder Stoß aus gegenüber diesen Richtungen um mehr als einen Grenzwinkel α geneigten Stoß- oder Impaktrichtungen.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung des Stoßabsorbers und seiner Bestandteile kann der Grenzwinkel entsprechend den Notwendigkeiten der jeweiligen Anwendung derart eingestellt werden, dass er einen Wert α von 25°, vorzugsweise von 15° und weiter bevorzugt von 5° aufweist. Je nach Anwendung können auch andere Winkel oder Winkelbereiche für den Grenzwinkel bestimmt werden.
Die jeweiligen Notwendigkeiten ergeben sich unter anderem aus der Positionierung des Stoßfängers bzw. seines relevanten Abschnitts am Fahrzeug und somit in Relation zur üblichen Fortbewegungsrichtung. Dabei können auch gesetzliche oder technische Vorschriften berücksichtigt werden, zum Beispiel um Testszenarien zu bestehen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung weist der Stoßabsorber mindestens ein Stützelement auf – vorzugsweise im Absorbermaterial eingebettet – welches gegenüber Druck und/oder Stoß richtungsabhängig als Ganzes oder in seinen Teilen oder in Bezug auf seine Teile (i) unterschiedlich deformierbar und/oder (ii) – vorzugsweise im Absorbermaterial – unterschiedlich bewegbar oder beweglich ist.
Es bieten sich verschiedene konkrete Ausgestaltungen an, um die Vorteile der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung zu realisieren, vorzugsweise also die Richtungsabhängigkeit der Steifigkeit, des unterschiedlichen Lastaufnahmevermögens und/oder der Deformierbarkeit des Stoßabsorbers und der dem Stoßabsorber zu Grunde liegenden Materialien und weiteren Bestandteile.
So kann je nach Anwendungsfall bei einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung ein jeweiliges Stützelement als einteiliger, vorzugsweise materialeinstückiger Körper, oder mehrteilig mit einer Mehrzahl entsprechender Körper als seinen Teilen ausgebildet sein.
Ein jeweiliges Stützelement oder bei Mehrteiligkeit seine Teile können in Form, Material und/oder Größe variiert werden, um den jeweiligen Anforderungen eines Unfallszenarios auch in Abhängigkeit von der Positionierung am Stoßfänger gerecht zu werden.
So ist es bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung vorgesehen, dass ein jeweiliges Stützelement als Ganzes oder Teile davon in Form eines Quaders oder eines Zylinders, jeweils als Voll- oder als Hohlkörper, und/oder mit oder aus einem Material aus der Gruppe von Materialien, welche Kunststoffe, Metalle und vorzugsweise Stahl umfasst, ausgebildet sind.
Konkret können die richtungsabhängigen Eigenschaften der Stoßfängeranordnung realisiert werden über eine Richtungsabhängigkeit einer Bewegbarkeit oder Verschwenkbarkeit eines jeweiligen Stützelements oder gegebenenfalls seiner Teile, auch relativ zueinander.
So ist es bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung vorgesehen, dass ein jeweiliges Stützelement als Ganzes oder Teile davon um eine Schwenkachse S verschwenkbar ausgebildet sind, wobei die Schwenkachse S vorzugsweise durch eine Kante des jeweiligen Stützelements oder eines Teiles davon verläuft oder diese tangiert und/oder senkrecht steht zur Dickenrichtung des Absorbermaterials und/oder zur Erstreckungsrichtung des Querträgers.
Dabei kann die zu Grunde liegende Schwenkachse S in vielfältiger Weise definiert und realisiert werden.
So ist es bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung vorgesehen, dass die Schwenkachse S definiert ist durch ein Gelenk, mit mit der Schwenkachse S zusammenfallender Gelenkachse, ein Stützelement als Schubsperre entgegen einer Schubrichtung, vorzugsweise in Form eines Stabes, und/oder ein Halteelement als Zugsperre entgegen einer Zugrichtung, vorzugsweise in Form eines Seiles, Bandes oder Kabels, jeweils vorzugsweise in Verbindung mit dem Querträger oder dem Absorbermaterial und/oder einem Bereich des Stützelements oder eines oder mehrere Teile davon.
Gerade bei der Ausgestaltung des jeweiligen Stützelements mit oder aus einer Mehrzahl von Teilen können die Wechselwirkungen der mehreren Teile mit und aufeinander berücksichtigt werden, um die Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften des Stoßfängers von der Richtung des Stoßes oder des Impakts zu modulieren.
So ist es bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung vorgesehen, dass ein jeweiliges Stützelement eine Mehrzahl – vorzugsweise identischer – Teile aufweist, welche in der – vorzugsweise lokalen – Erstreckungsrichtung des Querträgers oder in der – vorzugsweise lokalen – Dickenrichtung des Absorbermaterials, und vorzugsweise direkt aneinandergrenzend und/oder als Stapel angeordnet sind.
Um diese Eigenschaften konkret hervorzurufen, können verschiedene Verbindungen oder Ankopplungen der Mehrzahl von Teilen eines jeweiligen Stützelements entsprechend eingestellt und ausgebildet werden.
Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn eine Mehrzahl von Teilen eines jeweiligen mehrteiligen Stützelements über eine Verbindung miteinander gekoppelt sind, vorzugsweise (i) an oder in einem Bereich einer einer beabsichtigten Bewegungsrichtung B oder Schwenkrichtung zugewandten Seite der Teile, (ii) über ein gemeinsames oder über mehrere Verbindungselemente und/oder (iii) wobei ein jeweiliges Verbindungselement vorzugsweise als flexibles Element, Seil, Kabel oder Band ausgebildet ist.
Alternativ oder zusätzlich kann statt einer einfachen Verbindung auf eine konkrete Verzahnung der Teile des Stützelements zurückgegriffen werden.
So ist es bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Teilen eines jeweiligen mehrteiligen Stützelements über eine Verzahnung miteinander gekoppelt ist, vorzugsweise an oder in einem Bereich (i) einer jeweiligen Berührungsfläche eines Teils der Mehrzahl von Teilen mit einem benachbarten Teil der Mehrzahl von Teilen, (ii) einer einem benachbarten Teil der Mehrzahl von Teilen zuwandten Seite eines Teils der Mehrzahl von Teilen und/oder (iii) über ein oder mehrere Verzahnungselemente oder Zähne.
Neben der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung wird durch die vorliegende Erfindung auch ein Personenkraftwagen als solcher geschaffen.
Der erfindungsgemäße Personenkraftwagen, der auch allgemein kurz als Fahrzeug bezeichnet wird, weist mindestens eine Stoßfängeranordnung auf, welche im Wesentlichen in einer Quererstreckungsrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist und die erfindungsgemäße Struktur besitzt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Fahrzeug zum Beispiel zwei Stoßfängeranordnungen auf, eine für den vorderseitigen Bereich und eine für den rückseitigen Bereich.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
1A und 1B zeigen in schematischer und teilweise geschnittener Seitenansicht bzw. in einer Explosionsdarstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs bzw. Details dieses Fahrzeugs im Bereich einer vorgesehenen erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung.
2 und 3 zeigen in schematischer und teilweise geschnittener Draufsicht Details der Umgebung, die bei einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung zur Anwendung kommen können.
4 bis 8 zeigen in schematischer und teilweise geschnittener Draufsicht bzw. in perspektivischer Seitenansicht Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung unter Verwendung verschiedener Stützelemente im Bereich des Stoßabsorbers.
9 bis 11 zeigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung auf der Grundlage eines einteiligen Stützelements mit richtungsabhängiger Verschwenkbewegung.
12 und 13 zeigen in schematischer und geschnittener Draufsicht eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung mit einem mehrteiligen Stützelement mit richtungsabhängiger Verschwenkbewegung.
14 bis 16 zeigen in schematischer und geschnittener Draufsicht eine andere Ausführungsform der Stoßfängeranordnung mit mehrteiligem Stützelement mit einer Stapelrichtung im Wesentlichen in der Fahrzeuglängsrichtung.
17 und 18 zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung mit mehrteiligem Stützelement mit Stapelrichtung im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugquererstreckungsrichtung und lösbarer Kopplung der Teile des Stützelements über eine Verzahnung.
20 und 21 zeigen in schematischer und geschnittener Draufsicht eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung mit mehrteiligem Stützelement mit Stapelrichtung im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und Kopplung der Teile des Stützelements über eine gemeinsame seitliche Verbindung.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1A bis 21 Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten wiedergegeben.
Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form voneinander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.
1A zeigt in schematischer und teilweise geschnittener Seitenansicht den vorderen Bereich einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1, bei welchem im Inneren einer Karosserie 2 im Bereich des Motorraums 3 eine erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung 10 direkt im Bereich der Rückseite einer Stoßfängerverkleidung 5 angeordnet ist.
Die Stoßfängeranordnung 10 besteht dem Kern nach aus einem Querträger 11, an dessen Vorderseite oder Außenseite 11-1, also derjenigen Seite, welche der Längserstreckungsrichtung X des Fahrzeugs 1 zugewandt ist, mit einem Stoßabsorber 20 ausgebildet ist. Auf der Rückseite 11-2, die auch als Innenseite bezeichnet wird, sind am Querträger 11 Längsträger 12 zur Befestigung zum Beispiel an einem Aufnahmerahmen für einen Motor gebracht.
Die Längsträger 12 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Längserstreckungsrichtung X des Fahrzeugs 1, welche parallel zur x-Richtung verläuft. Der Querträger 11 der Stoßfängeranordnung 10, der auch als Stoßfängerquerträger bezeichnet wird, erstreckt sich dagegen im Wesentlichen parallel zur Quererstreckungsrichtung Y des Fahrzeugs 1, welche parallel zur y-Richtung ausgerichtet ist.
Der Antrieb für die Räder 4 des Fahrzeugs 1 ist in der Darstellung der 1A nicht explizit aufgenommen.
1B zeigt in perspektivischer Explosionsdarstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 10.
Kernbestandteil ist wiederum der Querträger 11 mit den an dessen Rückseite 11-2 angebrachten Längsträgern 12.
In der Darstellung gemäß 1B ist der Stoßabsorber 20 in der x-Richtung von der Vorderseite 11-1 des Querträgers 11 abgelöst dargestellt. Beim Zusammenbau der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 10 wird der Stoßabsorber 20 jedoch an die Vorderseite 11-1 des Querträgers 11 herangeführt und an diesem befestigt.
Der Stoßabsorber 20 besteht herkömmlicherweise nur aus einem Schaumstoffmaterial oder dergleichen als Absorbermaterial 22. Bei Ausführungsformen der Erfindung sind jedoch ein oder mehrere Stützelemente 30 entweder im Absorbermaterial 22 des Stoßabsorbers 20 eingebettet oder alternativ oder zusätzlich an der Vorderseite 11-1 des Querträgers 11 befestigt angebracht.
In der Explosionsdarstellung der 1B ist des Weiteren eine Stoßfängerverkleidung 5 in x-Richtung verschoben angeordnet, die im vollmontierten Zustand für das Fahrzeug 1 ebenfalls im Bereich der Stoßfängeranordnung 10 angebracht wird.
2 zeigt in schematischer und teilweise geschnittener Draufsicht eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 unter Verwendung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 10 in einer Testsituation mit einer Impaktoranordnung 80 mit einem Impaktor 82, der geeignet ist, einen Stoß in einer Impaktrichtung I auszuführen, welche gegenüber der Fahrzeuglängserstreckungsrichtung X um einen Winkel von etwa 30° geneigt ist.
In dieser Anordnung ist das erfindungsgemäß vorgesehene Stützelement 30 nur schematisch angedeutet. Die 2 dient vielmehr der Beschreibung der Systemumgebung der Erfindung.
Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 20 besteht dem Kern nach aus einem Querträger 11, an dessen Vorderseite 11-1 ist ein Stoßabsorber 20 mit oder aus einem Absorbermaterial 22 ausgebildet. Das Absorbermaterial 22 verläuft einerseits entlang der Erstreckungsrichtung 11-3 des Querträgers 11, die im Wesentlichen der Fahrzeugquerstreckungsrichtung Y entspricht. Andererseits besitzt das Absorbermaterial 22 des Stoßabsorbers 20 in einer Dickenrichtung 22-3, welche lokal zum Beispiel der Fahrzeuglängserstreckungsrichtung X entspricht, eine bestimmte Schichtstärke. Die Schichtstärke kann entlang der Erstreckungsrichtung 11-3 des Querträgers 11 auch variieren und an die jeweiligen Karosseriebedingungen und den Anwendungsfall angepasst sein. In der Längserstreckungsrichtung X des Fahrzeugs 1 schließt sich an den Stoßabsorber 20 die Stoßfängerverkleidung 5 als Teil der Karosserie 2 an.
Auf der Rückseite 11-2 des Querträgers 11 sind Längsträger 12 zur Montage und Abstützung der Stoßfängeranordnung 10 zum Beispiel am Motorquerträger vorgesehen.
Bei der Ausführungsform gemäß 2 ist das erfindungsgemäß vorgesehene Stützelement 30 in einem rechten Seitenbereich 11-4 außerhalb der Position des Längsträgers 12 angeordnet.
Es können auch mehrere Stützelemente 30 vorgesehen sein, zum Beispiel auch am linken Seitenbereich 11-5 und/oder im Zentralbereich 11-6 des Querträgers 11, nämlich zwischen den Längsträgern 12. Die Anordnung mit mehreren Stützelementen 30 kann in Bezug auf deren Verteilung symmetrisch sein, z.B. in Bezug auf eine Symmetrieachse des Querträgers 11 senkrecht zu dessen Erstreckungsrichtung 11-3 und parallel zur Fahrzeuglängsrichtung X.
Die Anzahl der Stützelemente 30 und deren Positionierung entlang der Vorderseite 11-1 des Querträgers 11 kann beliebig und an die jeweilige Anwendungssituation angepasst gewählt sein.
In 2 ist noch eine Testanordnung im Sinne einer Impaktoranordnung 80 mit einem Impaktor 82 vorgesehen. Dieser ist zu einem Impakt oder Stoß in einer Impaktrichtung I ausgebildet, wobei sich die Impaktrichtung I beliebig einstellen lässt und in der in 2 dargestellten Situation etwa 30° zur Fahrzeuglängserstreckungsrichtung X ausgerichtet ist.
3 zeigt ebenfalls in schematischer und geschnittener Draufsicht eine zur Ausführungsform gemäß 2 ähnliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 mit der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 10. Bei dieser besteht die Impaktoranordnung 80 aus einem Impaktor 81, dessen Impaktrichtung I parallel zur Fahrzeuglängserstreckungsrichtung X und damit parallel zur Raumrichtung x ausgerichtet ist.
Bei den Ausführungsformen der 2 und 3 ist das erfindungsgemäß vorgesehene Stützelement 30 im Wesentlichen außerhalb des Absorbermaterials 22 an der Vorderseite 11-1 des Querträgers 11 angebracht, also seitlich neben dem Absorbermaterial 22 des Stoßabsorbers 20 und nicht in dieses eingebettet.
Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend, vielmehr kann in vorteilhafter Weise eine materielle Einbettung des Stützelements 30 im Absorbermaterial 22 zur besseren Definition der Beweglichkeit des Abstützelements 30 herangezogen werden.
Bei der Ausführungsform gemäß 4, welche eine andere Anordnung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 10 in einem Fahrzeug 1 in schematischer und teilweise geschnittener Draufsicht zeigt, ist das Stützelement 30 im rechten Seitenbereich 11-4 des Querträgers 11 an dessen Vorderseite 11-1 im Absorbermaterial 22 des Stoßabsorbers 20 eingebettet, und zwar mit Abstützung und/oder Befestigung an der Vorderseite 11-1 des Querträgers 11.
Dargestellt ist eine Impaktoranordnung 80 mit dem Impaktor 82 für einen gegenüber der Fahrzeuglängserstreckungsrichtung X geneigten Aufprall.
5 zeigt in stärkerem Detail die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung 10 aus 4 im Bereich des Abstützelements 30, welches im Absorbermaterial 22 des Stoßabsorbers 20 eingebettet ist.
Die 6 bis 8 zeigen in perspektivischer Ansicht verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäß vorzusehenden Abstützelements 30.
In 6 ist das Abstützelement 30 nach Art eines geschlossenen Zylinders ausgebildet, z.B. eines Vollzylinders mit einer Stirnfläche als Vorderseite 31, der gegenüberliegenden Stirnfläche als Rückseite 32 und der Kante 35, welche durch die begrenzende Linie der Mantelfläche gebildet wird.
7 zeigt ein Abstützelement 30 in Quaderform.
In 8 ist ein Abstützelement 30 als offener Hohlzylinder dargestellt, nach Art eines Rohrstücks.
9 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 10, bei welcher das Abstützelement 30 mit seiner Unterseite 32 an der Vorderseite 11-1 des Querträgers 11 angebracht ist. Linksseitig an der Seitenfläche 33 wird das Stützelement 30 von einer Stütze 51 seitlich gestützt. Die Stütze 51 ist mit einem ersten Ende an der Seite 33 des Stützelements 30 und mit einem zweiten Ende an der Vorderseite 11-1 des Querträgers 11 angebracht. Dadurch ist bei einem Stoß ein seitliches Kippen des Stützelements 30 nur in der Kipprichtung B um die Kante 35 und die dadurch im Schnitt durch den Kipppunkt 55 laufende Kipp- oder Schwenkachse S möglich.
Eine Verkippung in der entgegengesetzten Kipprichtung B' wird durch die Stütze 51, welche als Schubsperre fungiert, verhindert. Somit wird durch das Vorsehen der Stütze 51 im Zusammenwirken mit der Kante 35 des Stützelements 30 ein Kipp- oder Schwenkmechanismus 50 definiert, welcher die Anisotropie und mithin die Richtungsabhängigkeit der Beweglichkeit des Stützelements 30 realisiert.
Die Stütze 51 fungiert dabei als Teil des Kipp- oder Schwenkmechanismus' 50 und ist bei der Ausführungsform der 9 als ein starres Element realisiert, zum Beispiel nach Art eines Stabes oder dergleichen.
Bei der Ausführungsform gemäß 10 wird dagegen ein Halterelement 52 auf der gegenüberliegenden Seite 34 des Stützelements 30 vorgesehen, welches flexibel ausgebildet ist, zum Beispiel nach Art eines Seiles, Bandes oder eines Kabels. Auch durch diese Form des Kipp- oder Schwenkmechanismus 50 findet ein Abstützen des Stützelements 30 statt, nämlich nach Art einer Zugsperre. Diese Zugsperre durch das Halteelement 52 verhindert ein Verkippen in der gesperrten Richtung B' und ermöglicht ein Verkippen des Stützelements 30 im Falle eines Stoßes um die Kante 35, die mithin wieder als Kipp- oder Schwenkachse S fungiert und im Schnitt durch den Schwenkpunkt 55 symbolisiert ist, nur in der freigegebenen Richtung B.
Bei den Ausführungsformen der 9 und 10 wurde ein quaderförmiges Stützelement 30 im Absorbermaterial 22 des Stoßabsorbers 20 eingebettet.
Bei der Ausführungsform gemäß 11 wird dagegen ein Stützelement 30 nach Art eines Vollzylinders verwendet. Dieser ist mit seiner Rückseite 32 an der Vorderseite 11-1 des Querträgers 11 angebracht, wobei im Bereich der Kante 35 als Teil des Kipp- oder Schwenkmechanismus 50 ein Gelenk 53 mit einer Gelenkachse 54 ausgebildet ist. Über dieses Gelenk 53 ist das Stützelement 30 der Ausführungsform gemäß 11 auch an der Vorderseite 11-1 des Querträgers 11 montiert, so dass ausschließlich eine Verkippung in der dadurch freigegebenen Kipprichtung B mit der Gelenkachse 54 als Schwenkachse S möglich ist, nicht jedoch in der durch die Befestigung über das Gelenk 53 gesperrten entgegengesetzten Kipprichtung B'.
In 11 ist der Impaktor 81 der Impaktoranordnung 80 für einen Stoß in der Fahrzeuglängserstreckungsrichtung X in einem weiter entfernten ersten Zustand und gestrichelt in einem Zustand mit größerer Nähe zum Fahrzeug 1, also im Moment des Stoßes dargestellt.
Bei der Ausführungsform gemäß 12, welche eine schematische und teilweise geschnittene Draufsicht auf das erfindungsgemäße Fahrzeug 1 mit der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 10 liefert, wird der Kipp- oder Schwenkmechanismus 50 mit einem Halteelement 52 als Zugsperre, zum Beispiel in Form eines Seiles, Bandes oder Kabels, kombiniert mit einem stapelförmigen Aufbau des erfindungsgemäß vorzusehenden Stützelements 30 mit einer Mehrzahl gleichartiger Teile 40, welche jeweils quaderförmig ausgebildet und direkt zueinander benachbart sind, mit ihren Seitenflächen 43, 44 aneinandergrenzend und mit Stapelrichtung in der Erstreckungsrichtung 11-1 des Querträgers 11.
Untereinander sind die einzelnen Teile 40 des mehrteiligen Stapels des Stützelements 30 über ein durchgehendes Verbindungselement 61 einer Verbindung oder Kopplung 60 im Bereich der Oberseiten 41 der Teile 40 miteinander verbunden.
Es kann sich dabei alternativ aber auch um eine Abfolge einzelner und voneinander getrennter Verbindungselemente 62 handeln, die jeweils nur direkt zueinander benachbarte Teile 40 des Stützelements 30 miteinander verbinden.
12 zeigt einen Zustand der Anordnung vor und bei einem Stoß mit einem Impaktor 82 mit zur Fahrzeuglängserstreckungsrichtung X geneigter Impaktrichtung I. Die einzelnen Teile 40 und somit das Stützelement 30 insgesamt nehmen diesen dort lokal senkrechten Stoß auf und geben die Energie über den Querträger 11 an die Längsträger 12 weiter.
Bei der in 13 gezeigten Situation mit derselben Ausführungsform des Stützelements 30 aus mehreren Teilen 40 in Form eines Stapels mit Stapelrichtung in der Erstreckungsrichtung 11-1 des Querträgers 11 wird ein Impaktor 81 der Impaktoranordnung 80 verwendet, welcher einen Stoß in der Fahrzeuglängserstreckungsrichtung X ausführt. Bei diesem Stoß treffen die Kräfte lokal geneigt auf das Stützelement 30 auf. Auf Grund des Kipp- oder Schwenkmechanismus 50 mit dem Halteelement 52 in Form eines Seiles, Bandes oder Kabels kann das Stützelement 30 über ein Verschwenken der einzelnen Teile 40 dem Stoß ausweichen und dadurch Energie absorbieren.
In den 12 und 13 sind die Impaktoren 82 bzw. 81 der Impaktoranordnung 80 wiederum in einem weiter entfernten und in einem an das Fahrzeug 1 näher herangeführten Zustand, also beim Stoß gezeigt.
Die 14 bis 16 zeigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 mit einer Stoßfängeranordnungen 10, bei welchen ebenfalls mit mehreren Teilen 40 aufgebaute Stützelemente 30 in Form eines Stapels verwendet werden.
Die Stapelrichtung liegt hier nicht in der Quererstreckungsrichtung 11-1 des Querträgers 11, sondern in der Dickenrichtung 22-3 des Absorbermaterials 22 des Stoßabsorbers 20, und zwar unabhängig von einer vorliegenden oder nicht vorliegenden Einbettung im Absorbermaterial 22.
Wie z.B. aus den 15 und 16 hervorgeht, besitzen in der Stapelrichtung aufeinanderfolgende Teile 40 eine Verzahnung 70 mit zueinander komplementären Zähnen 71 und 72 an der Oberseite 41 bzw. an der Unterseite 42 eines jeweiligen Teils. Über diese komplementären Zähne 71 und 72 der Verzahnung 70 können sich die aufeinander folgenden Teile 40 im Bereich der Seiten 43 derart gegeneinander abstützen, dass eine Verschiebung in der Quererstreckungsrichtung 11-1 des Querträgers – also in den 15 und 16 nach links in der y-Richtung – unterbunden wird. D.h., die Richtung B‘ ist für eine Bewegung gesperrt.
Da im Bereich der gegenüberliegenden Seiten 44 der Teile 40 keine entsprechende Verzahnung vorgesehen ist, sondern höchstens eine flexible Verbindung 60 über Verbindungselemente 62 zwischen direkt zueinander benachbarten Teilen 40 des Stützelements 30, ist eine Verschiebung entgegen der Quererstreckungsrichtung 11-3 des Querträgers 11 in der entgegengesetzten Richtung möglich, und zwar mit einer Bewegungsrichtung B der einzelnen Teile 40 des Stützelements 30.
Bei der Ausführungsform der 14 bis 16 wurde die Verzahnung 70 aufeinanderfolgender Teile 40 des Abstützelements 30 durch jeweils miteinander kooperierende und komplementäre einzelne Zähne 71 und 72 definiert. Es können jedoch auch jeweils mehrere Zähne ausgebildet sein.
Dies ist im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß den 17 und 18 bei einem Stützelement 30 mit mehreren Teilen 40 in Form eines Stapels mit einer Stapelrichtung in der Quererstreckungsrichtung 11-3 des Querträgers 11 dargestellt.
In 18 ist gezeigt, dass die zu unterdrückende Schwenkbewegung in der Richtung B' gesperrt ist, indem die zueinander komplementären Zähne 71 und 72 auf den jeweiligen Seiten 43 und 44 der aufeinanderfolgenden Teile 40 des Stützelements 30 durch Ineinandergreifen ein weiteres Verschwenken verhindern.
Bei einer Bewegung in der erwünschten Kipprichtung B geraten die Zähne 71 und 72 dagegen außer Eingriff und ein weiteres Verschwenken in der Richtung B ist durch die Zähne 71, 72 ungehindert möglich.
Die 19 bis 21 zeigen bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug 1 eine Ausführungsform der Stoßfängeranordnung 10 mit einem Stützelement 30 mit mehreren Teilen 40 in Form eines Stapels mit Stapelrichtung in der Dickenrichtung 22-3 des Absorbermaterials 22, jedoch ohne Einbettung in das Absorbermaterial 22.
Bei dieser Anordnung ist der zuunterst vorgesehene Teil 40 des Stapels des Stützelements 30 mit seiner Unterseite 42 an der Vorderseite 11-1 des Querträgers 11 angebracht.
Die aufeinanderfolgenden einzelnen Teile 40 des Stützelements 30 sind mit einem durchgehenden einzelnen Verbindungselement 61 der Verbindung oder Kopplung 60 an den Seiten 44 miteinander verbunden, so dass gemäß 21 bei einem schrägen Stoß mit dem Impaktor 81 ein Ausweichen in der Schwenkrichtung B möglich ist, die entgegengesetzte Schwenkrichtung B' auf Grund der gemeinsamen und durchgehenden Verbindung 61 dagegen unterbunden ist.
Diese und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden an Hand der folgenden Darlegungen weiter erläutert:
Verschiedene Lastfälle stellen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten an den Stoßfänger 10 Anforderungen mit widersprüchlichem Charakter. Die Norm US Part 581 fordert für Geschwindigkeiten im Bereich bis 5 km/h eine sehr harte und stabile Stoßfängerstruktur 10, um z.B. die Beschädigung der Frontklappe und der Scheinwerfer im Falle einer Kollision – z.B. bei Parkremplern – zu vermeiden.
Hingegen fordert der passive Fußgängerschutz für Geschwindigkeiten im Bereich von circa 20 km/h bis 50 km/h eine weiche Stoßfängerstruktur 10, um die Energie einer möglichen Fußgängerkollision so abzubauen, dass die zulässigen Belastungswerte nicht überschritten werden. Des Weiteren muss eine Deformation der Stoßfängerverkleidung 5 stattfinden, um eine Sensierung relevanter Fußgänger mittels bspw. eines Druckschlauches zu ermöglichen.
US Part 581 prüft neben Pendelschlägen in Fahrzeuglängsrichtung X bei Y0 oder Y = 0 auch Schläge auf die Fahrzeugecken oder an den Seitenbereichen des Stoßfängers 10, also den Seitenbereichen 11-4, 11-5 des Stoßfängerquerträgers 11, und zwar mit einer um 30° gegenüber der Fahrzeuglängsrichtung X gedrehten oder geneigten Schlagrichtung oder Impaktrichtung I.
Bisherige passive Maßnahmen zur Lösung dieses Zielkonfliktes fokussieren sich insbesondere auf einen seriellen Aufbau der weichen Struktur auf einer harten Struktur. Dies ist oft nicht designneutral umsetzbar.
Um die aufgezeigten Probleme zu beseitigen, wird Folgendes vorgeschlagen:
Der Ansatz basiert auf einer richtungsabhängigen Bauteilsteifigkeit bzw. einem richtungsabhängigen Lastaufnahmevermögen im Bereich der Stoßfängerstruktur 10.
Dieser Vorschlag zielt z.B. auf den schrägen Pendelschlag auf die Fahrzeugecken, mit dem Ziel, den Scheinwerfer und die Frontklappe vor Beschädigung zu schützen.
Dabei wird der Umstand berücksichtigt, dass die Lasteinleitung beim Test mit dem sogenannten Eckpendel als Impaktor 82 in einer um 30° gegenüber der Fahrzeuglängsachse X gedrehten Richtung I erfolgt, wohingegen die Schussrichtung beim Test mit dem Beinprüfkörper für den Fußgängerschutz als Impaktor 82, z.B. im Sinne des Flex-PLI, exakt in Fahrzeuglängsrichtung X erfolgt.
Die Frontendstruktur sollte so gestaltet sein, dass sie in einer Richtung ähnlich der Impaktrichtung I des Pendelschlages bei 30° sehr steif ausgeführt ist. Dadurch kann eine hohe Intrusion des Pendels 82 vermieden werden.
In Richtung der Fahrzeuglängsachse X sollte die Steifigkeit auf die Anforderungen des Fußgängerschutzes, z.B. des Beinanpralls, abgestimmt sein und in der Regel eine deutlich niedrigere Steifigkeit aufweisen. Dadurch ist es möglich, die Belastungsgrenzwerte des Prüfimpaktors 81 einzuhalten.
In den 1 bis 3 ist die allgemeine Systemumgebung dargestellt, wie dies oben im Detail beschrieben wurde.
Variante 1
Das Stützelement 30 in 4 kann sich z.B. im Bereich der Pendelauftrefffläche an der vorderen seitlichen Fahrzeugecke befinden. Das Element kann möglichst weit am Rand oder besser außerhalb des Beinprüffeldes für den Fußgängerschutz angebracht sein. Um die Abstützung des Pendels zu begünstigen, ist eine Positionierung z.B. zwischen Stoßfängerquerträger 11 und Stoßfängerverkleidung 5 denkbar. Das Stützelement 30 ist gegenüber der Fahrzeuglängsachse X um einen bestimmten Winkel um die z-Achse verdreht.
Die Lagerung des Stützelements 30 kann z.B. in dem umgebenden Stoßabsorberschaum 22 ausgeführt sein. Eine Lagerung mittels Gelenk 53 ist möglich.
Beim Pendelschlag in schräger Richtung, z.B. in 30° gegenüber der Fahrzeuglängsachse X, wird das Stützelement 30 die aufgenommene Last direkt an die Fahrzeugstruktur weiterleiten, also über die Längsträger 12 z.B. an die Motorquerträger. Ein kinematisches Ausweichen im Sinne von beispielsweise Wegkippen ist durch die geometrischen Randbedingungen nicht möglich. Dadurch verhält sich das Stoßfängersystem 10 in dieser Richtung steif und kann ein Beschädigen des Fahrzeugs 1 verhindern.
Das Stützelement 30 kann z.B. aus Kunststoff oder Stahl gefertigt sein. Es sind verschiedene Ausprägungen hinsichtlich des Profils denkbar, z.B. Zylinder, Rechteck, Rohr, Kugel, wie dies in den 5 bis 8 gezeigt ist.
Als vorteilhafte Ausprägung ist eine zusätzliche Abstützung 50 mittels eines Seils 52 oder Stabs 51 möglich, so wie dies in den 9 und 10 gezeigt ist.
Beim Beinanprall im Lastfall für den Fußgängerschutz entlang der Fahrzeuglängsachse X wird das Stützelement 30 schräg zu seiner Längsachse mit einer Last beaufschlagt. Es neigt dazu, kinematisch auszuweichen z.B. mit Rotation z.B. um den Drehpunkt der Gelenkachs 53 in 11 und um die Deformation der Stoßfängerverkleidung 5 zu ermöglichen. Dadurch kann die kinetische Energie des Impaktors 81 so aufgenommen werden, dass die Belastungsgrenzen eingehalten werden.
Variante 2
Eine vorteilhafte Ausprägung des in Variante 1 skizzierten Wirkmechanismus kann dadurch realisiert werden, dass anstelle eines einzelnen und einteiligen Stützträgers oder Stützelements 30 ein Verbund aus mehreren Teilen 40 als Stützelement 30 eingesetzt wird, wie dies in den 12 und 13 angedeutet ist.
Dadurch kann es zu einer flächigeren Abstützung der Stoßfängerverkleidung 5 kommen. Die einzelnen Teile 40 können leichter ausgeführt werden als bei der Variante 1 und bieten damit eine geringere Neigung zur Blockbildung und weniger Trägheitswiderstand im Lastfall für den Fußgängerschutz. Die Teile 40 des Stützelements 30 sind untereinander gekoppelt. Diese Kopplung 60, die auch als Verbindung bezeichnet wird, kann z.B. mittels eines Seils 61 oder Kabels 61 realisiert werden, das z.B. als ein Teil und durchgängig ausgebildet ist. Das Kabel 61 ist nach Art einer Zugsperre 52 fest mit dem Querträger 11 und dessen Vorderseite 11-1 verbunden und hindert den Verbund der Teile 40 durch die Aufnahme von Zugspannung an der freien Bewegung in der gesperrten Richtung.
Variante 3
Eine vorteilhafte Ausprägung des Funktionsprinzips in Variante 1 kann mittels eines axial in mehrere Segmente als Teile 40 unterteilten Stützelements 30 erfolgen.
Wie in den 14 bis 16 dargestellt ist, besitzen die einzelnen Teile 40 hier eine einseitige laterale, formschlüssige Abstützung. Diese Abstützung im Punkt B wird dargestellt über eine Stufe oder Verzahnung 70 mit einem unteren Zahn 72 in der Ober- oder Vorderseite 41 eines unteren Teils 40, an dem sich das jeweils darüber liegende Teil 40 mit einem Zahn 71 an der Unter- oder Rückseite 42 abstützt. Damit wird die Integrität des Stützverbunds bei einer überwiegend axialen Belastung mit geringen Lastanteilen in der durch die Stufen oder die Verzahnung 70 gesperrten Richtung sichergestellt.
Im Lastfall für den Fußgängerschutz ist eine Verschiebung der Segmente 40 relativ zueinander möglich.
Variante 4
Diese Variante besteht aus einem Verbund mehrerer einzelner Teile 40 als Lamellenelemente. Die einzelnen Lamellen 40 sind relativ biegeweich ausgeführt. Bei Biegung z.B. um die negative z-Achse gemäß den 17 und 18 können die einzelnen Lamellen 40 relativ zueinander verrutschen bzw. aneinander abgleiten. Bei Biegung um die negative z-Achse wird das Abgleiten durch eine entsprechende Ausprägung der Struktur verhindert, z.B. durch eine formschlüssige Verbindung oder ein anisotropes Reibungsverhalten. Dadurch verhalten sich die einzelnen Lamellen 40 wie ein verbundenes, starres System mit einer deutlich höheren Biegesteifigkeit als das unverbundene System. Das System ist so auszulegen, dass im Pendellastfall das System in Sperrrichtung belastet wird und im Lastfall für den Fußgängerschutz in freier Richtung.
Variante 5
In dieser Variante gemäß den 19 bis 21 ist das Stützelement 30 ähnlich wie in Variante 3 axial in mehrere Segmente als Teile 40 unterteilt. Die Segmente 40 sind an einer Seite des Elements 30 miteinander verbunden. Das ermöglicht eine spannungsfreie Biegung in einer Richtung. In der anderen Richtung wird die Biegung durch die Spannungsaufnahme der Verbindung unterbunden. Das Stützelement 30 ist so auszulegen, dass im Lastfall Pendelschlag keine Biegung auftritt und die Last an den Querträger 11 weitergegeben wird. Im Fall des Fußgängerschutzes soll das Element 30 mit möglichst geringem Widerstand deformieren.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Karosserie
3: Motorraum
4: Rad
5: Stoßfängerverkleidung, -blende
10: Stoßfängeranordnung
10‘: herkömmliche Stoßfängeranordnung
11: Querträger, Stoßfängerquerträger
11-1: Vorder-/Außenseite des Stoßfängerträgers 11
11-2: Rück-/Innenseite des Stoßfängerträgers 11
11-3: Erstreckungsrichtung des Querträgers 11
11-4: (rechter) Seitenbereich
11-5: (linker) Seitenbereich
11-6: zentraler Bereich
12: Längsträger, Stoßfängerlängsträger
20: Stoßabsorber
20‘: herkömmlicher Stoßabsorber
22: Absorbermaterial, Stoßabsorbermaterial
22-3: Dickenrichtung, Schichtstärkenrichtung des Absorbermaterials
30: Stützelement
31: Oberseite
32: Unterseite
33: Seite
34: Seite
35: Kante
40: Teil des Stützelements
41: Oberseite
42: Unterseite
43: Seite
44: Seite
50: Kipp-/Schwenkmechanismus
51: Stütze, Schubsperre
52: Halteelement, Zugsperre
53: Gelenk
54: Gelenkachse
55: Schwenkpunkt, Kipppunkt
60: Verbindung, Kopplung
61: gemeinsames/durchgehendes Verbindungselement
62: Verbindungselement
70: Verzahnung
71: Zahn
72: Zahn
80: Impaktoranordnung
81: Impaktor (Stoß in Fahrzeuglängserstreckungsrichtung X)
82: Impaktor (Stoß geneigt zur Fahrzeuglängserstreckungsrichtung X)
B: Kipprichtung, Schwenkrichtung, Bewegungsrichtung,
B‘: unterbundene/gesperrte Bewegungsrichtung
I: Stoßeinrichtung, Impaktrichtung
S: Schwenkachse
x: Raumrichtung
X: Längserstreckungsrichtung des Fahrzeugs 1
y: Raumrichtung
Y: Quererstreckungsrichtung des Fahrzeugs 1
z: Raumrichtung
Z: Höhenrichtung des Fahrzeugs 1

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm US Part 581 [0003]
US Part 581 [0005]
Norm US Part 581 [0099]
US Part 581 [0101]

Claims

Stoßfängeranordnung (10) für einen Personenkraftwagen (1), – mit einem Querträger (11), welcher sich in einer Erstreckungsrichtung (11-3) erstreckt, und – mit einem Stoßabsorber (20), welcher an einer in der Erstreckungsrichtung (11-3) verlaufenden Seitenfläche (11-1) des Querträgers (11) angeordnet und mit einem Absorbermaterial (22) ausgebildet ist, – bei welcher der Stoßabsorber (20) zumindest lokal gegenüber Druck und/oder Stoß richtungsabhängig eine unterschiedliche Steifigkeit, ein unterschiedliches Lastaufnahmevermögen und/oder eine unterschiedliche Deformierbarkeit aufweist.
Stoßfängeranordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßabsorber (20) zumindest lokal gegenüber Druck und/oder Stoß aus einer Impaktrichtung (I) senkrecht zur Erstreckungsrichtung (11-3) des Querträgers (11), parallel zu einer Schichtdickenrichtung (22-3) des Absorbermaterial (22) und/oder parallel zu einer Längserstreckungsrichtung (X) des zugeordneten Fahrzeugs (1) eine höhere Steifigkeit und/oder eine geringere Deformierbarkeit aufweist als bei Druck und/oder Stoß aus gegenüber diesen Richtungen um mehr als einen Grenzwinkel (α) geneigten Impaktrichtungen (I).
Stoßfängeranordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwinkel (α) 25°, vorzugsweise 15° und weiter bevorzugt 5° beträgt.
Stoßfängeranordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßabsorber (20) mindestens ein Stützelement (30) aufweist, welches gegenüber Druck und/oder Stoß richtungsabhängig als Ganzes oder in seinen Teilen (40) oder in Bezug auf seine Teile (40) (i) unterschiedlich deformierbar und/oder (ii) unterschiedlich bewegbar ist.
Stoßfängeranordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Stützelement (30) als einteiliger Körper oder mehrteilig mit einer Mehrzahl entsprechender Körper als seinen Teilen (40) ausgebildet ist.
Stoßfängeranordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Stützelement (30) als Ganzes oder Teile (40) davon – in Form eines Quaders oder eines Zylinders, jeweils als Voll- oder als Hohlkörper, und/oder – mit oder aus einem Material aus der Gruppe von Materialien, welche Kunststoffe, Metalle und Stahl umfasst, ausgebildet sind.
Stoßfängeranordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Stützelement (30) als Ganzes oder Teile (40) davon um eine Schwenkachse (S) verschwenkbar ausgebildet sind.
Stoßfängeranordnung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (S) durch eine Kante (35) des jeweiligen Stützelements (30) oder eines Teiles (40) davon verläuft oder diese tangiert und/oder senkrecht steht zur Dickenrichtung (22-3) des Absorbermaterials (22) und/oder zur Erstreckungsrichtung (11-3) des Querträgers (11).
Stoßfängeranordnung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (S) definiert ist durch: – ein Gelenk (53), mit mit der Schwenkachse (S) zusammenfallender Gelenkachse (54), – ein Stützelement (51) als Schubsperre entgegen einer Schubrichtung, – ein Halteelement (52) als Zugsperre entgegen einer Zugrichtung und/oder – jeweils in Verbindung mit dem Querträger (11) oder dem Absorbermaterial (22) und/oder einem Bereich des Stützelements (30) oder eines oder mehrere Teile (40) davon.
Stoßfängeranordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Stützelement (30) eine Mehrzahl Teile (40) aufweist, welche – in der Erstreckungsrichtung (11-3) des Querträgers (11), – in der Dickenrichtung (22-3) des Absorbermaterials (22), – direkt aneinandergrenzend und/oder – als Stapel angeordnet sind.
Stoßfängeranordnung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Teilen (40) eines jeweiligen mehrteiligen Stützelements (30) über eine Verbindung (60) miteinander gekoppelt sind.
Stoßfängeranordnung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung ausgebildet ist (i) an oder in einem Bereich einer – einer beabsichtigen Bewegungsrichtung (B) oder Schwenkrichtung zugewandten – Seite (43) der Teile (40), (ii) über ein gemeinsames oder über mehrere Verbindungselemente (61, 62) und/oder (iii) wobei ein jeweiliges Verbindungselement (61, 62) als flexibles Element, Seil, Band oder Kabel ausgebildet ist.
Stoßfängeranordnung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Teilen (40) eines jeweiligen mehrteiligen Stützelements (30) über eine Verzahnung (70) miteinander gekoppelt ist.
Stoßfängeranordnung (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzahnung (70) ausgebildet ist an oder in einem Bereich (i) einer jeweiligen Berührungsfläche (41, 42) eines Teils (40) der Mehrzahl von Teilen (40) mit einem benachbarten Teil (40) der Mehrzahl von Teilen (40), (ii) einer einem benachbarten Teil (40) der Mehrzahl von Teilen (40) zuwandten Seite (41, 42) eines Teils (40) der Mehrzahl von Teilen (40) und/oder (iii) über ein oder mehrere Zähne (71, 72).
Personenkraftwagen (1), welcher mindestens eine Stoßfängeranordnung (10) aufweist, die im Wesentlichen in einer Quererstreckungsrichtung (Y) des Personenkraftwagen (1) angeordnet und nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.