DE102017215220A1

DE102017215220A1 - Stoßfängersystem für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102017215220A1
Application number: DE102017215220.6A
Authority: DE
Inventors: Tobias Duffe; Tachafine Machaar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2019-02-28

Abstract

Stoßfängersystem für Fahrzeuge, bestehend aus mindestens zwei in gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordneten Deformationselementen (1), die mit ihren hinteren Enden (4) an jeweils einem Längsträger des Fahrzeugs befestigbar sind, sowie einem zur Halterung einer Stoßstange dienenden Querträger (3), der mit den vorderen Enden (5) der Deformationselemente (1) verbunden ist, wobei die Deformationselemente (1) mit Hohlkammern (6) versehen sind. Ein solches Stoßfängersystem soll derart weitergebildet werden, dass eine wirkungsvolle und schonende Verformung der Deformationselemente (1) gewährleistet ist und dass ferner sichergestellt ist, dass keine Rissbildung an den Deformationselementen (1) auftritt und sich der Querträger (3) nicht von den Deformationselementen (1) löst. Dies wird dadurch erreicht, dass die Deformationselemente (1) jeweils von ihrem hinteren Ende (4) zu ihrem vorderen Ende (5) mit durchgehenden Hohlkammern (6) versehen sind und dass die Stirnseiten der die Hohlkammern (6) umgebenden Begrenzungswände (12, 13, 14) zumindest teilweise gegen den Querträger (3) anliegen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stoßfängersystem für Fahrzeuge bestehend aus mindestens zwei in gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordneten Deformationselementen, die mit ihren hinteren Enden an jeweils einem Längsträger des Fahrzeugs befestigbar sind, sowie einem als Stoßstange dienenden Querträger, der mit den vorderen Enden der Deformationselemente verbunden ist., wobei die Deformationselemente mit Hohlkammern versehen sind.
Bei einem bekannten Stoßfängersystem der genannten Art ( US 2016/ 304044 A1 ) weisen die Deformationselemente drei in vertikaler Richtung übereinander angeordnete hohle Teilkammern auf. Die nach vorne gerichteten Enden der oberen und unteren Teilkammern sind gegenüber der mittleren Teilkammer nach vorne vorgezogen, wobei die oberen und unteren horizontalen Begrenzungswände der oberen und unteren Teilkammern derart zusammengepresst sind, dass die jeweils oberen und unteren horizontalen Begrenzungswände gegeneinander anliegen. Diese zusammengepressten Bereiche übergreifen die Ober- und Unterseite des vorderen Querträgers und sind mit diesem verbunden.
Eine solche Konstruktion weist den Nachteil auf, dass der Deformationsmechanismus bei einem Auffahrunfall oder einem sonstigen Aufprall des Fahrzeugs nicht optimal verläuft. Insbesondere wird als nachteilig empfunden, dass die Deformationselemente in ihren kritischen Bereichen Aufgrund des Aufbaus zur Rissbildung neigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stoßfängersystem zu schaffen, das eine sehr wirkungsvolle und schonende Verformung der Deformationselemente gewährleistet und das sicherstellt, dass keine Rissbildung an den Deformationselementen auftritt und sich der Querträger nicht von den Deformationselementen löst.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Deformationselemente jeweils von ihrem hinteren zu ihrem vorderen Ende mit durchgehenden Hohlkammern versehen sind und dass die Stirnseiten der die Hohlkammern umgebenden Begrenzungswände zumindest teilweise gegen den Querträger anliegen.
Bei dem erfindungsgemäßen Stoßfängersystem können die Deformationselemente aus leicht herstellbaren extrudierten Profilen bestehen, die zum Einsatz als Deformationselemente nicht oder nur geringfügig bearbeitet werden müssen. Der Deformationsmechanismus verläuft optimal ohne Rissbildung an den Deformationselementen. Auch verläuft der Deformationsmechanismus dann optimal, wenn die Verformungsenergie vorwiegend auf eines der beiden Deformationselemente wirkt. Bei sämtlichen möglichen Verformungsvorgängen absorbieren die Deformationselemente eine größtmögliche Menge der Aufprallenergie. Auch ist durch die erfindungsgemäße Konstruktion gewährleistet, dass der Querträger sich zumindest bei einem Aufprall bei einer geringen Geschwindigkeit nicht von den Deformationselementen löst. Besonders vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemäße Stoßfängersystem auch bei höhergelegten Fahrzeugen (CUV, SUV) anwenden.
Zweckmäßig weisen die Hohlkammern einen rechteckigen Querschnitt auf. Der rechteckige Querschnitt ist nicht nur für die weitere Ausstattung der Deformationselemente vorteilhaft, sondern trägt auch zu einem optimalen Deformationsverhalten bei.
Die Hohlkammern können durch in Längsrichtung der Deformationselemente verlaufende horizontale Querstege unterteilt sein.
Die Querstege sind dabei vorzugsweise parallel zu den unteren und oberen horizontalen Begrenzungswänden der Hohlkammern angeordnet und bilden jeweils Teilkammern zwischen sich beziehungsweise den oberen und unteren horizontalen Begrenzungswänden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die die obere Teilkammer bildenden Begrenzungswände verlängert ausgebildet und stehen über das vordere Ende des jeweiligen Deformationselementes hinaus vor.
Dabei kann die Unterseite der unteren Begrenzungswand der oberen Teilkammer auf der Oberseite des Querträgers aufliegen. Die Begrenzungswand könnte im vorliegenden Fall der entsprechende Quersteg sein.
Darüber hinaus besteht eine vorteilhafte Konstruktion darin, dass sich die obere Teilkammer bis zur Vorderseite des Querträgers erstreckt. Durch diese Maßnahme wird die Stoßenergie unmittelbar auf das jeweilige Deformationselement übertragen.
Alternativ kann auch der die obere Teilkammer bildende abgrenzende Quersteg, insbesondere gleichmäßig mit Blick auf den Querschnitt, gegen den Querträger anliegen, während die obere Teilkammer die Oberseite des Querträgers überragt. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, dass bei einem Aufprall sich der an dem Querträger anliegende Steg der oberen Teilkammer sofort verformt.
Zweckmäßigerweise liegen die Begrenzungswände der unteren Teilkammer beziehungsweise Teilkammern mit ihren vorderen Enden bündig gegen den Querträger an, damit der Verformungsvorgang zeitnah und gleichmäßig eingeleitet werden kann und somit eine Rissbildung vermieden werden kann.
Um den Verformungsvorgang der Teile des jeweiligen Deformationselementes gezielt zu beschleunigen, kann zumindest die obere Begrenzungswand der Hohlkammer mit mindestens einer querverlaufenden Sicke versehen sein. Auch die anderen Seitenwände können dabei Sicken aufweisen.
Die Sicke ist dabei zweckmäßig nach innen gewölbt.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und im Nachstehenden im Einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1: ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stoßfängersystems in perspektivischer Darstellung;
2: in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus 1;
3: in nochmals vergrößerter Darstellung einen Schnitt entlang der Linie III-III aus 2;
4: ein Detail einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoßfängersystems;
5: in nochmals vergrößertem Maßstab einen Schnitt entlang der Linie V-V aus 4;
6: ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stoßfängersystems; und
7: in vergrößertem Maßstab einen Schnitt entlang der Linie VII-VII aus 6.

Nach 1 der Zeichnung besteht das erfindungsgemäße Stoßfängersystem aus zwei in gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordneten Deformationselementen 1, die an ihren hinteren Enden jeweils mit einer Grundplatte 2 versehen sind. Die Grundplatten 2 dienen dazu, die Deformationselemente 1 an jeweils einem in der Zeichnung nicht dargestellten Längsträgers eines Fahrzeugs zu befestigen.
Ferner ist ein Querträger 3 vorgesehen, der zur Aufnahme einer Stoßstange dient. Der Querträger 3 ist mit den vorderen Enden 5 der Deformationselemente 1 verbunden.
Die Deformationselemente 1 sind von ihrem hinteren Ende 4 zu ihrem vorderen Ende 5 als durchgehende Hohlkammern 6 ausgebildet. Jede Hohlkammer 6 ist dabei durch in Längsrichtung der Deformationselemente 1 verlaufende Querstege 7, 8 in übereinander liegende Teilkammern 9, 10, 11 unterteilt.
Die durch die obere Begrenzungswand 12, die untere Begrenzungswand 13 sowie die Seitenwände 14 gebildete gesamte Hohlkammer 6 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. Die in dieser Hohlkammer 6 durch die Querstege 7, 8 gebildeten Teilkammern 9, 10, 11 weisen ebenfalls rechteckige Querschnitte auf.
Bei dem in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die obere Teilkammer 9 etwa bis zur Mitte des Querträgers 3, wobei die Unterseite des die Teilkammer 9 bildenden Querstegs 7 auf der Oberseite 16 des Querträgers 3 aufliegt.
Die Begrenzungswände, die die mittlere Teilkammer 10 sowie die untere Teilkammer 11 bilden, liegen mit Ausnahme des oberen Querstegs 7 bündig an der Innenseite 17 des Querträgers 3 an.
Bei dem in 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die obere Teilkammer 9 bis zu dem vorderen äußeren Ende 18 des Querträgers 3. Die Unterseite des oberen Steges 7, der die obere Teilkammer 9 nach unten hin abgrenzt, liegt dabei auf der Oberseite 16 des Querträgers 3 auf und schließt mit dem vorderen äußeren Ende 18 des Querträgers 3 ab.
Bei den in 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispielen liegt der die obere Teilkammer 9 abgrenzende Quersteg 7 gegen das innere, hintere Ende 17 des Querträgers 3 an, während die obere Begrenzungswand 12 sich bis zu dem vorderen äußeren Ende 18 des Querträgers 3 erstreckt.
In beiden Ausführungsformen gemäß 4 bis 7 liegen die untere Begrenzungswand 13 des Deformationselements 1 sowie der untere Quersteg 8 bündig gegen den Querträger 3 an.
Bei den beiden letztgenannten Ausführungsbeispielen weist die obere Begrenzungswand 12 des Hohlkammerprofils eine nach innen gewölbte Sicke 19 auf, um den Stauchvorgang zu erleichtern.
Bezugszeichenliste

1.: Deformationselemente
2.: Grundplatten
3.: Querträger
4.: hinteres Ende der Deformationselemente 1
5.: vorderes Ende der Deformationselemente 1
6.: Hohlkammer
7.: Quersteg
8.: Quersteg
9.: Teilkammer
10.: Teilkammer
11.: Teilkammer
12.: obere Begrenzungswand
13.: untere Begrenzungswand
14.: Seitenwände der Deformationselemente 1
15.: Unterseite des Querstegs 9
16.: Oberseite des Querträgers 3
17.: inneres, hinters Ende des Querträgers 3
18.: vorderes, äußeres Ende des Querträgers 3
19.: Sicke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2016/304044 A1 [0002]

Claims

Stoßfängersystem für Fahrzeuge, bestehend aus mindestens zwei in gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordneten Deformationselementen (1), die mit ihren hinteren Enden (4) an jeweils einem Längsträger des Fahrzeugs befestigbar sind, sowie einem als Stoßstange dienenden Querträger (3), der mit den vorderen Enden (5) der Deformationselemente (1) verbunden ist, wobei die Deformationselemente (1) mit Hohlkammern (6) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass - die Deformationselemente (1) jeweils von ihrem hinteren Ende (4) zu ihrem vorderen Ende (5) mit durchgehenden Hohlkammern (6) versehen sind und - die Stirnseiten der die Hohlkammern (6) umgebenden Begrenzungswände (12, 13, 14) zumindest teilweise gegen den Querträger (3) anliegen.
Stoßfängersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammern (6) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Stoßfängersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammern (6) durch in Längsrichtung der Deformationselemente (1) verlaufende Querstege (7, 8) unterteilt sind.
Stoßfängersystem nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstege (7, 8) parallel zu den oberen und unteren Begrenzungswänden (12, 13) der Hohlkammern (6) angeordnet sind und jeweils Teilkammern (9, 10, 11) zwischen sich beziehungsweise den oberen und unteren Begrenzungswänden (12, 13) bilden.
Stoßfängersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die die obere Teilkammer (9) bildenden Begrenzungswände verlängert sind und über das vordere Ende des jeweiligen Deformationselementes (1) hinaus vorstehen.
Stoßfängersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des die obere Teilkammer (9) abtrennenden Querstegs (7) auf der Oberseite (16) des Querträgers (3) aufliegt.
Stoßfängersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die obere Teilkammer (9) bis zum vorderen äußeren Ende (18) des Querträgers (3) erstreckt.
Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der die obere Teilkammer (9) abgrenzende Quersteg (7) gegen den Querträger (3) anliegt, während die obere Teilkammer (9) die Oberseite (16) des Querträgers (3) überragt.
Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswände der unteren Teilkammer (11) beziehungsweise Teilkammern mit ihren vorderen Enden bündig gegen den Querträger (3) anliegen.
Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die obere Begrenzungswand (12) der Hohlkammer (6) mit mindestens einer quer verlaufenden Sicke (19) versehen ist.
Stoßfängersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (19) nach innen gewölbt ist.