DE10220633A1 - Fahrzeugstoßstangen-bzw. Fahrzeugstoßfängeranordnung - Google Patents

Abstract

Eine Fahrzeugstoßstangen- bzw. Fahrzeugstoßfängeranordnung gemäß der Erfindung zeichnet sich aus durch eine hohe Aufprallabsorption, eine hohe Verbindungsfestigkeit zwischen einem Fahrzeugkarosserieelement und einem Stoßfänger und eine zuverlässige Prall- oder Stoßabsorption. Hierbei ist die Trägerkonsole (1) in Form einer mehrstufigen Konstruktion vorgesehen, die über Rohrteile (2; 3; 4) unterschiedlicher Außendurchmesser, die aneinander über Abstufungen (5; 6) begrenzen, verfügt. Abstufungen zwischen den Rohrteilen sind vorgesehen, die dadurch gestaltet werden, dass teilweise ein glattes plastisch verformbares Rohr von ursprünglich gleichem Rohrdurchmesser reduziert und aufgeweitet wird, ein kleiner Rohrteil (2) eines Endes der Trägerkonsole mit einem Stoßfängerverbindungselement versehen wird, das mit einem Stoßfänger verbunden ist und ein großer Rohrteil (4) des anderen Endes dieser Trägerkonsole (1) mit einem Fahrzeugkarosserieverbindungselement (37), das befestigbar ist an und lösbar ist von einem Fahrzeugkarosserieelement (8), versehen wird, wobei das Stoßfängerverbindungselement (34) an einem Ende oder einem Endteil des Stoßfängers (7) installiert ist; weiterhin ein Verbindungsloch (19) auf dem Stoßfängerverbindungselement gegen die Richtung zum Fahrzeugkarosserieelement hin zum Einführen des kleinen Rohrteils (2) eines Endes der Trägerkonsole (1) und Stoßfänger (7) und Trägerkonsole (1) verbunden werden, indem der kleine Rohrendteil eines Endes der ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoßstangen- bzw. Stoßfängeranordnung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, die an einem Karosserieelement eines Fahrzeugs über eine an einer Stoßstange befestigte Trägerkonsole angeschlossen ist.

Stoßstangenanordnungen für Fahrzeuge, die mit einem Element einer Fahrzeugka­ rosserie über eine Trägerkonsole verbunden sind, die an einer Stoßstange befestigt ist, sind vielfach bekannt. Beispiele dieser Art von Stoßfängern sind gezeigt in USP3,511,345 B1, USP4,995,660 B1, USP6,174,009 B1, USP6,231,095 B1, EP 114753 2, DE 100 02 148 A1, etc.

Die US-PS 3,511,345 B1 offenbart eine Fahrzeugstoßstangenanordnung, bei der ein Stoßfänger am Teil einer Fahrzeugkarosserie über eine röhrenförmige Trägerkonsole angeschlossen ist, die über zwei oder mehr axial ausgerichtete Rohre unterschiedli­ chen Durchmessers verfügt, die zu einer Impactabsorption führen.

Die US-PS 4,995,660 B1 offenbart eine Fahrzeugstoßfängeranordnung unter Ver­ wendung eines Zylinders als Trägerkonsole, um für die Impactabsorption zu sorgen.

Die US-PS 6,174,009 B1 offenbart eine Fahrzeugstoßfängeranordnung, die die Ver­ bindung zu einem zu knautschenden Turm herstellt, wobei eine Trägerkonsole und ein Stoßfänger unter Verwendung einer Gelenkverbindung zusammengefügt sind.

Die US-PS 6,231,095 B1 beschreibt eine Fahrzeugstoßfängeranordnung, wobei ein Stoßfänger mit einem Fahrzeugkarosserieelement unter Verwendung einer Träger­ konsole verbunden ist, wobei ein geschlitzes Ende eines aufgeweiteten Rohres mit einem Fahrzeugkarosserierahmen verschweißt ist.

Die EP 1114753 A2 beschreibt eine Fahrzeugstoßfängeranordnung, bei der ein Stoß­ fänger mit einem Fahrzeugkarosserieelement unter Verwendung einer Trägerkonsole verbunden ist, die mit einer großen Anzahl von Vertiefungen auf der Oberfläche ei­ nes Rohres versehen ist und für die Prall- oder Impactabsorption sorgt.

Die DE 10 00 214 A1 beschreibt eine Fahrzeugstoßfängeranordnung, bei der ein Stoß­ fänger mit einem Fahrzeugkarosserieteil unter Verwendung einer Trägerkonsole ver­ bunden ist, die eine Verlängerung einer Feder benutzt, die normalerweise gefalzt ist.

Obwohl die bekannten Fahrzeugstoßfängeranordnungen das gleiche charakteristi­ sche Merkmal haben, derart, dass eine Trägerkonsole die Fähigkeit besitzt, Stöße zu absorbieren, so haben die Trägerelemente, die zu einer solchen Prall- oder Im­ pactabsorption führen, eine vielfältigste Art von Konfiguration. Zurückzuführen ist dies darauf, dass (1) eine gesteigerte Fähigkeit Stöße abzufangen, (2) eine starke Verbindung zwischen einer Stoßstange, einer Trägerkonsole und einem Fahrzeugka­ rosserieelement und (3) zuverlässige Prallabsorption (Verlässlichkeit) als Forderun­ gen an eine Fahrzeugstoßfängeranordnung gestellt werden. Da zusätzlich der Befes­ tigungsraum für eine Trägerkonsole begrenzt ist, ist (4) eine platzsparende und (5) eine einfache Konfiguration ebenfalls gefragt. Untersuchungen wurden durchgeführt, um eine Fahrzeugstoßfängeranordnung unter Verwendung einer Trägerkonsole zu entwickeln, welche die obigen Forderungen (1) bis (5) in ausgeglichener Weise erfüllt und die Fähigkeit hat, Stöße oder Impacts unter Verwendung plastischer Verformung zu absorbieren.

Erfindungsgemäß umfasst die Fahrzeugstoßfängeranordnung: einen Stoßfänger; ein Stoßfängerverbindungselement, das mit dem Stoßfänger verbunden ist; eine an dem Stoßfänger über ein Stoßfängerverbindungselement befestigte Trägerkonsole, wobei die Trägerkonsole in Form einer geformten mehrfach gestuften röhrenförmigen Kon­ struktion mit einer Vielzahl von plastisch verformbaren geraden Rohrabschnitten un­ terschiedlicher Außendurchmesser, die einander benachbart sind, vorliegt, wobei die Rohrteile geformt werden, indem ein glattes Rohr von ursprünglich gleichförmigem Durchmesser reduziert und radial an in Längsrichtung beabstandeten örtlichen Stel­ len aufgeweitet wird; und ein Fahrzeugkarosserieelement mit der Trägerkonsole über ein Fahrzeugkarosserieelement verbunden ist, wobei ein Rohrendteil der Trägerkon­ sole mit dem Stoßfänger über das Stoßfängerverbindungselement verbunden ist und der andere Rohrendteil der Trägerkonsole mit dem Fahrzeugkarosserieelement über das Fahrzeugkarosserieverbindungselement verbunden ist; das Stoßfängerverbin­ dungselement an einem Ende oder einem Endteil des Stoßfängers unter Verwen­ dung von Bolzen, Nieten oder Schweißen installiert wird; das Stoßfängerverbin­ dungselement ein Verbindungsloch auf der Oberseite hat, die zur Richtung gegen das Fahrzeugkarosserieelement geöffnet ist; und dass der eine Endteil der Träger­ konsole in das Verbindungsloch des Stoßfängerverbindungselements eingeführt wird und über eine Seitenfläche verfügt, die an einem Umfangsrand des Verbindungs­ lochs angeschweißt ist.

Der Stoßfänger hat an einer Stelle, die gegen ein Ende und in einer Fläche, die dem Fahrzeugkarosserieelement gegenüber liegt, einen Ausschnitt und das Stoßfänger­ verbindungselement ist gegen den Ausschnitt oder Abschnitt des Stoßfängers befes­ tigt. In diesem Fall braucht nur die rückseitige Fläche des Stoßfängers oder ein gro­ ßer Teil des Endteils des Stoßfängers einschließlich der rückseitigen Fläche wegge­ schnitten werden. Der Fall, dass der gesamte Endteil des Stoßfängers abgeschnitten wird, ist dann gegeben, wenn das Stoßfängerverbindungselement an einem Stoß­ fänger befestigt ist, wobei beide Enden, um rechtwinklig zu sein, vorgeschnitten sind. Der Rohrteil an einem Ende der Trägerkonsole in Verbindung mit dem Stoßfänger ist so konfiguriert, dass der Umfang eines Endes des Rohrteiles gegen die Innenseite der Vorderfläche des Stoßfängerverbindungselements gepresst wird, und ein vom Stoßfänger aufgenommener Aufprall veranlasst wird, in einer Richtung der einander benachbarten Rohrteile der Trägerkonsole über das Stoßfängerverbindungselement zu wandern. So zeichnet sich die Erfindung durch einzelne Verbindungselemente aus, die die Trägerkonsole an den Stoßfänger und das Fahrzeugkarosserieelement in einfacher und sicherer Weise verbinden und erfüllt die Anforderungen an plasti­ sche Verformung zu (1) und die Forderungen (4) und (5) aufgrund dessen, dass es sich nur um eine einzige Einheit handelt.

Senkt sich ein Rohrteil von kleinem Außendurchmesser (im Folgenden als kleiner Rohrteil bezeichnet) in einen Rohrteil mit einem großen Außendurchmesser (im Fol­ genden als großer Rohrteil bezeichnet) infolge einer Kollision, so wird eine plastische Verformung im Bereich der Trägerkonsole hervorgerufen, wie sie erfindungsgemäß zwischen einer Abstufung beider Rohrteile sowie dem großen Rohrteil verwendet wird. Individuelle Verbindungselemente, die an der Vorder- und Rückseite der Trä­ gerkonsole befestigt sind, stören daher nicht bei der plastischen Verformung der Trägerkonsole. Bildet die Trägerkonsole eine dreistufige Konstruktion, also eine Auf­ einanderfolge von großem Rohrteil - kleinem Rohrteil - großem Rohrteil (die Durch­ messer der ersten und letzten Rohrteile können unterschiedlich sein) oder eines klei­ nes Rohrteils - eines großen Rohrteils - eines kleinen Rohrteils (die Durchmesser der ersten und letzten kleinen Rohrteile können unterschiedlich sein), so ist doch ei­ ne mehrstufige Konstruktion mit angrenzenden Rohrteilen entsprechend einer Größe der äußeren Durchmesser (nämlich einem kleinen Rohrteil - einem mittleren Rohrteil - einem großen Rohrteil) zu bevorzugen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, über eine Beziehung zu verfügen, wo der Außendurchmesser des kleinen Rohrteils schmaler als der Innendurchmesser des mittleren Rohrteils und der Außendurchmesser des mittleren Rohrteils schmaler als der Innendurchmesser des großen Rohrteils ist.

Das Stoßfängerverbindungselement ist bevorzugt so konfiguriert, dass es über eine zylindrische Wandung verfügt, die von einem Umfangsrand des Verbindungslochs, das die Seitenfläche des Rohrteils kontaktiert, vorsteht und der Umfangsrand der zylindrischen Wandung und die Seitenfläche des Rohrteils verschweißt sind. Die zy­ lindrische Wandung kann zusammen mit dem Verbindungsloch unter Verwendung eines Entgratungsverfahrens vorgesehen sein. Das Verschweißen unter Verwen­ dung der zylindrischen Wandung macht den Schweißvorgang geradlinig und unter­ drückt das Lösen des verschweißten Verbindungsteils der Trägerkonsole bei Beginn der plastischen Deformation und des Stoßfängerverbindungselements, so dass die Forderungen (2) und (3) erfüllt werden. Die Richtung, in der die zylindrische Wand vorsteht, kann rückwärts oder vorwärts sein, jedoch eine Richtung, wo ein Aufprall zu erwarten ist; im allgemeinen ist eine Richtung, die der Fahrzeugkarosserie (rück­ wärts) gegenübersteht, zu bevorzugen. Das Verbindungsloch ist so konfiguriert, dass der Umfang von einem Ende des Rohres gegen die Innenseite der Vorderfläche des Stoßfängers gepresst wird und ein vom Stoßfänger empfangener Aufprall veranlasst wird, direkt in Richtung der angrenzenden Rohrteile der Trägerkonsole zu wandern.

Das Fahrzeugkarosserieverbindungselement ist bevorzugt so geformt, dass eine Ringrippe veranlasst wird, gegen den Endumfang des Rohres des Trägerelement­ endes und der Schweißung anzuschlagen, und die Ringrippe verfügt über eine Öff­ nung als Knautschbehälterloch mit einer Trägerfläche, umschlossen von einem Au­ ßenumfang, der breiter als der Außendurchmesser des Rohres am Trägerele­ mentende ist und einen Innenumfang, der geringer als der Innendurchmesser eines mit dem Rohr am Trägerelementende verbundenen Rohres sowie der Trägerflä­ cheninnenseite ist. Das Karosserieverbindungselement sichert eine stabile plastische Verformung der Trägerkonsole bei Anwendung auf Konsolen mit drei oder mehr Ab­ stufungen. So ist beispielsweise "ein einendiger Rohrteil an einem Ende der Träger­ konsole", der große Rohrteil und "ein an diesem einendigen Rohrteil angrenzender Rohrteil" der mittlere Rohrteil, wenn die Trägerkonsole eine dreistufige Konstruktion aus kleinem Rohrteil - mittlerem Rohrteil - großem Rohrteil ist. Zusätzlich ist die Größe des verformten rohraufnehmenden Loches definiert aus dem Bereich, wo der Außendurchmesser von kleinem Rohrteil < der Durchmesser des das verformte Rohr aufnehmenden Loches < der Innendurchmesser des mittleren Rohrteils (= der Durchmesser des Innenumfangs der Ringrippe) definiert, unter Berücksichtigung des plastischen Verformungsteils, der von der Abstufung ausgeht, so dass es möglich wird, dass ein kleiner Rohrteil eingesenkt wird.

Die Trägerfläche, die der Ringsteg hat, stützt die Annäherungsabstufung zwischen dem großen und mittleren Rohrteil, hervorgerufen durch plastische Verformung we­ gen der Impactabsorption ab, so dass die plastische Verformung am Umfangsrand des großen Rohrteils nicht auftritt. Als Ergebnis kann ein Ablösen des Umfangsran­ des des großen Rohrteils verhindert werden, wenn die Trägerkonsole einen Impact oder Aufprall absorbiert, wodurch die Forderungen (2) und (3) erfüllt werden. Der kleine Rohrteil kann durch die Innenseite des Ringssteges aufgrund der plastischen Verformung abgesenkt werden, da das das verformte Rohr aufnehmende Loch in­ nerhalb des Innenumfangs der Trägerfläche geöffnet wird. Diese Bewegung macht den Bereich der plastischen Verformung größer und erfüllt somit die Forderung (1).

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die bei­ liegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

Fig. 1 ein Querschnitt durch ein Beispiel einer Fahrzeugstoßfängeranordnung, auf die die Erfindung Anwendung findet, ist;

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung entsprechend Fig. 1, jedoch von der Rückseite aus gesehen und zeigt die Beziehung der Fahrzeugstoßfängeranordnung;

Fig. 3 ist ein Querschnitt entsprechend Fig. 1 und zeigt den Zustand von Impact- oder Aufprallabsorption an der in Fig. 1 beschriebenen Fahrzeugstoßfängeranord­ nung;

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Fahrzeug­ stoßfängeranordnung, bei der die Erfindung Anwendung gefunden hat;

Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung entsprechend Fig. 4, gesehen aus der Richtung der Rückseite, wobei die Beziehung der Fahrzeugstoßfängeranordnung zu sehen ist; und

Fig. 6 ist ein Querschnitt und zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Fahrzeug­ stoßfängeranordnung.

Beispielsweise Einzelheiten der Erfindung sollen nun gemäß den Zeichnungen näher beschrieben werden.

Eine Trägerkonsole 1 hat die gleiche Konstruktion und den gleichen Aufbau in jedem der gezeigten Beispiele. Die Trägerkonsole 1 ist, wie Fig. 1 erkennen lässt, eine dreistufige Konstruktion, erzeugt durch die Komprimierung des Durchmessers eines Endteils eines plastisch verformbaren geraden Metallrohres, wobei der Durchmesser des anderen Endteils des Rohres aufgeweitet wird, so dass ein kleiner Rohrteil 2, ein mittlerer Rohrteil 3 und ein großer Rohrteil 4 mit unterschiedlichen Außendurchmes­ sern gebildet werden, wobei diese über Abstufungen 5 und 6 zwischen den einzel­ nen Rohrteilen aneinander angrenzen. Die Trägerkonsole 1 verfügt nämlich über den mittleren Rohrteil 3 ursprünglicher Dicke, den kleinen Rohrteil 2 von einem kompri­ mierten Durchmesser, der dicker im Vergleich zum mittleren Rohrteil 3 ist. Anderer­ seits ist der größere Rohrteil 4 mit aufgeweitetem Durchmesser dünner als der mittle­ re Rohrteil 3. Die einzelnen Abstufungen 5 und 6 machen es leicht, dass die plasti­ sche Verformung zum Zeitpunkt des Aufpralls beginnt, und zwar aufgrund der Quer­ schnittsfläche der gefalzten angrenzenden Rohrteile. In diesem Beispiel liegt der kleine Rohrteil 2 der Trägerkonsole 1 der Seite des Stoßfängers 7 gegenüber und der große Rohrteil 4 liegt gegen die Seite eines Fahrzeugkarosserieelementes 8.

Der Stoßfänger 7 dieses Beispiels hat, wie in den Fig. 1 und 2, einen im wesent­ lichen quadratischen Querschnitt, der gebildet wird durch Walzen eines Stahlblechs und verfügt über eine Verstärkungsrippe 11 parallel zu einer Stoßfängeroberseite 9 und einer Stoßfängerunterseite 10, die quer über die Stoßfängervorderseite 12 und eine Stoßfängerrückseite 13 in der Mitte in vertikaler Richtung vorgesehen sind. Ein Stoßfängerverbindungselement 34, das am kleinen Rohrteil 2 der Trägerkonsole 1 befestigt ist, ist an einem Endteil des Stoßfängers 7 fest. Dieses Stoßfängerverbin­ dungselement 34 ist so konfiguriert, dass eine vorderseitige Flächenabdeckung 35 und eine rückseitige Flächenabdeckung 36 angepasst sind. Ein Verbindungsloch 19, umschlossen von einer zylindrischen Wand 30, ist vorgesehen, um gegen das Fahr­ zeugkarosserieelement 8, das auf der rückseitigen Abdeckung 36 vorgesehen ist, vorzustehen und der kleine Rohrteil 2 ist in das Verbindungsloch 19 eingeführt, so dass der Umfangsrand 29 der zylindrischen Wandung mit der Seitenfläche 21 des kleinen Rohrteils verschweißt wird. Die zylindrische Wandung 30 verhindert ein Lö­ sen einer Verbindung zwischen dem Stoßfängerverbindungselement 34 und der Trä­ gerkonsole 1 unter Impact oder Aufprall geringer Lasten (Lösen der verschweißten Teile in diesem Beispiel). Als Ergebnis schieben die Stoßfängervorderfläche 12 und die Stoßfängerrückseite 13 des Stoßfängers die vordere Seitenabdeckung 35 und die hintere Seitenabdeckung 36 jeweils, so dass der Aufprall auf die Trägerkonsole 1 (siehe die später beschriebene Fig. 3) übertragen wird.

Der große Rohrteil 4 ist gegen ein Fahrzeugkarosserieverbindungselement 37 ver­ schweißt und dieses Fahrzeugkarosserieverbindungselement 37 ist auf das Fahr­ zeugkarosserieelement 8 unter Verwendung von Bolzenlöchern 42 verbolzt, so dass der große Rohrteil 4 indirekt mit dem Fahrzeugkarosserieelement 8 verbunden ist, derart, dass ein Umfangsrand 24 des großen Rohrteils mit dem Fahrzeugkarosserie­ element 8 indirekt verbunden wird. Auf diese Weise wird, wenn der Stoßfänger 7 oder die Trägerkonsole 1 beschädigt wird, das Fahrzeugkarosserieverbindungsele­ ment 37 von dem Fahrzeugkarosserieelement, um den Stoßfänger 7, das Stoßfän­ gerverbindungselement 34, die Trägerkonsole 1 und das Fahrzeugkarosserieverbin­ dungselement 37 als einzige Einheit auszuwechseln, entfernt. Das Fahrzeugkaros­ serieverbindungselement 37 in diesem Beispiel ist mit eine Ringsteg 39 mit einer kreisförmigen Abstützfläche 38 versehen, die ein verformtes rohraufnehmendes Loch 23 umschließt. Der Ringsteg 39 wirkt als Verstärkungsrippe des Fahrzeugkarosse­ rieverbindungselements 37. Der Außendurchmesser der Trägerfläche 38 ist breiter als ein Außendurchmesser R1 des großen anzuschweißenden Rohrteils und der In­ nendurchmesser der Trägerfläche 38 ist schmaler als ein Innendurchmesser R2 des mittleren Rohrteils und der Durchmesser des das verformte Rohr aufnehmenden Lochs 23 innerhalb der Trägerfläche 38 ist breiter als ein Außendurchmesser R3 des kleinen Rohrteils. Im Augenblick der plastischen Verformung aufgrund eines Auf­ pralls wird in der Trägerkonsole 1 die plastische Verformung zurückgehalten, indem die Abstufung zwischen dem mittleren Rohrteil und dem großen Rohrteil gegen die Trägerfläche erfolgt. Die Abstufung 5 zwischen dem kleinen Rohrteil und dem mittle­ ren Rohrteil geht in das Aufnehmerloch 23 innerhalb der Trägerfläche 38 für das ver­ formte Rohr und der kleine Rohrteil senkt sich in das das verformte Rohr aufneh­ mende Loch 23. Wenn auf diese Weise das das verformte Rohr aufnehmende Loch 23, in welches der kleine Rohrteil 2 sich senkt, im Fahrzeugkarosserieelement 8 vor­ gesehen ist, lässt sich Platz einsparen, da der Raum, den die Trägerkonsole 1 ein­ nimmt, begrenzt wird und gleichzeitig der Raum, der für die plastische Verformung zur Verfügung steht, vollständig sichergestellt werden kann.

Wird im Beispiel der Fig. 3 ein weiterer Aufprall F von der Stoßfängervorderseite 12 auf die Stoßfängerrückseite 13 ausgeübt, dann wird der Stoßfänger 7 nach unten relativ nach hinten verschoben, während er teilweise verformt oder beschädigt wird. Wenn zum Beispiel der Verbindungsteil zwischen dem Stoßfänger 7 und dem Stoß­ fängerverbindungselement 34 verformt wird, da ja die Stoßfängervorderfläche 12 ge­ gen die vordere Seitenflächenabdeckung 35 des Stoßfängerverbindungselementes presst und die Stoßfängerrückseite 13 gegen die rückseitige Seitenabdeckung 36 presst, wird keinerlei Störung der Haftung zwischen dem Stoßfängerverbindungs­ element 34 und dem Stoßfänger 7 hervorgerufen. Das Stoßfängerverbindungsele­ ment 34 wird längs einer Seitenfläche 21 des kleinen Rohrteils verschoben, die mit der Zylinderwandumfangsrandfläche 29 und der Innenfläche der vorderen Seitenab­ deckung 35 verbunden ist und schiebt eine Umfangskante 20 des kleinen Rohrteils und überträgt den Aufprall F auf die Trägerkonsole 1. Die Trägerkonsole 1 absorbiert diesen Aufprall F als Ergebnis einer Faltbewegung (plastische Deformation) der Sei­ tenflächen der Rohrteile, die den Abstufungen 5 und 6 folgen. Die plastische Verfor­ mung tritt nicht vollständig gleichmäßig ein. Anders ausgedrückt, die plastische Ver­ formung tritt ein, damit die Abstufung 6 zwischen dem mittleren Rohrteil und dem großen Rohrteil zunächst nach innen gestreckt wird, um sich plastisch zu verformen, und der mittlere Rohrteil 3 wird in eine Seitenfläche 40 des großen Rohrteils, angren­ zend an die Abstufung 6, gefaltet, um das Loch 23 zur Aufnahme des verformten Rohrs zu beaufschlagen, und zwar aufgrund der Beziehung zwischen der Dicke der einzelnen Rohrteile.

Wenn jedoch die Abstufung 6 zwischen dem mittleren Rohrteil und dem großen Rohrteil gegen die Trägerfläche 38 verschoben wird, wird eine nachfolgende plasti­ sche Verformung der Seitenfläche 40 des großen Rohrteils unterdrückt. Als Ergebnis wird eine plastische Verformung daran gehindert, sich auf den gepressten Teil des Umfangsrandes 24 des großen Rohrteils gegen die Trägerfläche 38 fortzupflanzen und sorgt dafür, dass der Schweißstoßteil sich nicht löst. Anschließend wird, um den verbleibenden Aufprall F zu absorbieren, die Abstufung 5 zwischen dem kleinen Rohrteil und dem mittleren Rohrteil dann nach innen verstreckt, um sich plastisch zu verformen und der kleine Rohrteil 2 wird in das Loch 23 zur Aufnahme des verform­ ten Rohrs geschoben, während eine mittlere Rohrteilseitenfläche 41, angrenzend an die Abstufung 5, gefaltet wird. Diese plastische Verformung erfordert eine Kraft, die größer als die für die plastische Verformung ist, welche in der Lage ist, die Seitenflä­ che 40 des großen Rohrteils aufgrund des Verhältnisses der Rohrdicken zu falten; der Aufprall F kann daher viel wirksamer absorbiert werden.

Wenn beispielsweise der kleine Rohrteil 2 sich gegen den mittleren Rohrteil 3 neigt (einzelne Achsen der Rohrteile sind außer Ausrichtung), so unterdrückt die Konstruk­ tion zur Abstützung der Abstufung 6 zwischen dem mittleren Rohrteil und dem gro­ ßen Rohrteil mit der Trägerfläche 38 des Ringsteges 39 die Neigung des mittleren Rohrteils 3, begleitet von der (körperlichen) Neigung des kleinen Rohrteils 2, wo­ durch nur das Einsenken des kleinen Rohrteils 2 sichergestellt wird. Zurückzuführen ist dies darauf, dass die Abstufung 6 zwischen dem mittleren Rohrteil und dem gro­ ßen Rohrteil gegen die Trägerfläche 38 gedrückt bzw. beaufschlagt wird, welche in der Lage ist, die (körperliche) Neigung des mittleren Rohrteils 3 anschließend an den kleinen Rohrteil 2 zu verhindern, selbst wenn der kleine Rohrteil 2 sich neigt. Auf die­ se Weise verhindert der Ringsteg 39 die Trennung der Verbindung (Loslösen des geschweißten Teils in diesem Beispiel) zwischen dem Umfangsrand 24 des großen Rohrteils und dem Fahrzeugkarosserieverbindungselement 37, indem das Einsenken des mittleren Rohrteils 3 in das Aufnehmerloch für das verformte Rohr gesteuert bzw. geregelt und sichergestellt wird, dass der kleine Rohrteil 2 sich in das Loch 23 zur Aufnahme des verformten Rohrs senkt, wodurch der Aufprall absorbiert wird.

In der Trägerkonsole 1 einer mehrstufigen Konstruktion mit angrenzenden Rohrteilen verformen sich die Rohrteile 2, 3 und 4 plastisch einzeln oder integral, so dass ein Aufprall wirksam innerhalb einer kurzen Entfernung absorbiert werden kann. Diese plastische Verformung ist nämlich eine Verformung, bei der die Gesamtlänge der Trägerkonsole 1 zur gleichen Zeit wie die Anzahl der Abstufungen eingefaltet wird. Dieser Typ elastischer Verformung absorbiert vollständig den notwendigen Aufprall, solange wie die tatsächliche Verformung gegen die ausgelegte Verformungsrichtung eintritt. Bekannte Fahrzeugstoßfängeranordnungen, die eine plastische Verformung nutzen, benötigten eine komplizierte Konstruktion zur Bestimmung der Verformungs­ richtung: ein großen Volumen der plastischen Verformung war damit vergeudet. Durch die Maßnahme der vorliegenden Erfindung werden sowohl ausgeglichene Er­ gebnisse bei der Bestimmung einer Verformungsrichtung und des erreichten plasti­ schen Verformungsvolumens durch Verbindung auf der Stoßfängerseite unter Ver­ wendung der zylindrischen Wand 30 und der Verbindung auf der Fahrzeugkarosse­ rieelementseite 8 erreicht, bei der ein Ringsteg 39 Verwendung findet. Zusätzlich wird erfindungsgemäß eine Aufprallabsorptionskonstruktion ohne Verbindungstren­ nung, nämlich eine hoch verlässliche Aufprallabsorptionskonstruktion geschaffen.

In einem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Beispiel ist die Stoßfängerrückseite 13 an einer Stelle gegen das Ende des Stoßfängers 7 fortgeschnitten und die Stoßfänger­ oberseite 9 und die Stoßfängerunterseite 10 sind partiell diagonal mit der Ausnahme eines Teils ganz nahe der Stoßfängervorderseite 12 fortgeschnitten und dieser fort­ geschnittene Teil ist mit einem Stoßfängerverbindungselement 14 überdeckt, das vorgesehen ist, um die Trägerkonsole 1 zu befestigen. Das Stoßfängerverbindungs­ element 14 hat obere und untere horizontale Flansche 15 und 16, die je von oben an die Verstärkungsrippe 11 und die Stoßfängerunterseite 10 des Stoßfängers 7 jeweils unter Berührung angrenzen; ein Vertikalflansch 17 ist an der Außenseite der rücksei­ tigen Fläche 13 des Stoßfängers vorgesehen. Dieses Stoßfängerverbindungsele­ ment 14 ist durch Verbolzen, Vernieten oder Schweißen der Flansche 15, 16 und 17 gegen den Stoßfänger 7 befestigt. Dieses Stoßfängerverbindungselement 14 ist mit einem Verbindungsloch 19 auf einer Verbindungsfläche 18 zum Einführen des klei­ nen Rohrteils 2 versehen.

Bei der Trägerkonsole 1 wird der kleine Rohrteil 2 vom Verbindungsloch 19 einge­ führt, das auf der Verbindungsfläche 18 des Stoßfängerverbindungselements 14 sich öffnet, der Umfangsrandteil 20 des kleinen Rohrteils wird gegen die Innenseite der Stoßfängervorderfläche 12 des Stoßfängers 7 gepresst und die Seitenfläche 21 des kleinen Rohrteils ist am Umfangsrand 22 eines Verbindungslochs geschweißt (die gestrichelte Linie auf der Seitenfläche 21 des kleinen Rohrteils in Fig. 5 zeigt den verschweißten Teil). Obwohl die Umfangsrandkante 20 des kleinen Rohrteils keinen Kontakt mit der Innenseite der Stoßfängervorderfläche 12 haben muss, ist er bevor­ zugt so eng wie möglich gegen die Innenseite der Stoßfängervorderfläche 12 ange­ ordnet. Je enger die Umfangskante 20 des kleinen Rohrteils gegen die Innenseite der Stoßfängervorderfläche 12 angeordnet ist, desto eher kann die Trägerkonsole 1 beginnen, sich plastisch direkt nach einem Aufschlag gegen den Stoßfänger 7 zu verformen, so dass unter geringen Lasten eine minimale Verformung erfolgt. Der große Rohrteil 4 ist mit dem Fahrzeugkarosserieelement 8 über das Fahrzeugkaros­ serieverbindungselement 37, wie im oben genannten Beispiel gezeigt, verbunden.

In einem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Trägerkonsole 1 mit dem Stoßfängerverbindungselement 25, der am Endteil des Stoßfängers 7 befestigt ist, verbunden. Dieses Stoßfängerverbindungselement 25 ist ein hohles Element, das konfiguriert ist, indem eine Vorderseitenflächenabdeckung 26 und eine hintere Sei­ tenflächenabdeckung 27 angepasst "gefittet" sind. Das Stoßfängerverbindungsele­ ment 25 nimmt sandwichartig die Außenseiten der Stoßfängervorderfläche 12 und der Stoßfängerrückseitenfläche 13 des Stoßfängers 7 mit den Endflächen der einzel­ nen Abdeckungen 26 und 27 auf und ist so verschweißt, dass mit dem Stoßfänger 7 ein integrales Teil gebildet wird. Die Trägerkonsole 1 ist mit dem Stoßfänger 7 ver­ bunden, indem der kleine Rohrteil 2 in das Verbindungsloch 19 eingeführt wird, das auf einer vertieften Fläche 28 einer gekrümmten rückseitigen Abdeckung 27 vorge­ sehen ist und die Seitenfläche 21 des kleinen Rohrteils an der Zylinderwandum­ fangskante 29 wird ebenfalls verschweißt, während der Umfangsrand 20 des kleinen Rohrteils gegen die Innenfläche der vorderseitigen Abdeckung 26 gepresst wird.

Das Stoßfängerverbindungselement 25 umschließt das Verbindungsloch 19, das auf der vertieften Fläche 28 der hinteren Seitenwandabdeckung 27 vorgesehen ist, und die Zylinderwand 30, die gegen den Fahrzeugkarosseriekörper 8 vorsteht, ist unter Verwendung eines Entgratungsprozesses vorgesehen. In dem kleinen Rohrteil 2 macht die Seitenfläche des kleinen Rohrteils 21 Kontakt mit der Zylinderwandin­ nenfläche 31 und die Zylinderwandumfangskante 29 ist an der Seitenfläche 21 des kleinen Rohrteils verschweißt. Der Schweißvorgang der Zylinderwandumfangskante 29 und der kleinen Rohrteilseitenfläche 21 ist daher als "geradeaus" bezeichnet. Der kleine Rohrteil 2 wird in den mittleren Rohrteil 3 und den großen Rohrteil 4 gezogen und versenkt, als Ergebnis der Verschweißung mit der zylindrischen Wand 30 und zwar entsprechend der Bewegung des Stoßfängerverbindungselements 25 nach rückwärts integral mit dem Stoßfänger 7 und nicht ein Schieben gegen die Innenseite der Stoßfängervorderseite 12 erfolgt. Da die Innenfläche 31 der zylindrischen Wand von der Seitenfläche 21 des kleinen Rohrteils berührt wird, tritt nicht leicht ein Lösen des verschweißten Teils auf. Verglichen insbesondere damit, wenn der Umfangsrand des Verbindungslochs in der Seitenfläche des kleinen Rohrteils einfach verschweißt wird, tritt bei der Fahrzeugstoßfängeranordnung nach diesem Beispiel ein Loslösen unter geringen Lasten nicht auf und die Absorption von Aufprall, Schlägen oder Im­ pacts unter Ausnutzen der plastischen Verformung der Trägerkonsole 1 lässt sich verlässlich erreichen.

Die Trägerkonsole 1 ist indirekt mit dem Fahrzeugkarosserieelement 8 verbunden, weil die Umfangskante 24 des großen Rohrteils Kontakt mit einer Verbindungsflach­ fläche 33 eines Fahrzeugkarosserieverbindungselements 32 herstellt, das aus einer gebogenen Platte hergestellt ist, die durch Verbolzen mit dem Fahrzeugkarosserie­ element 8 befestigt ist, so dass ein Verschweißen mit dem Fahrzeugkarosseriever­ bindungselement 32 stattfindet. Die Umfangsrandkanten 24 und 25 des Rohrteils an beiden Enden der Trägerkonsole 1 können beide engen Kontakt mit den entspre­ chenden Flächen herstellen, indem der Stoßfänger 7 und das Fahrzeugkarosserie­ element 8 sowie das Stoßfängerverbindungselement 25 und das Fahrzeugkarosse­ rieverbindungselement 32 als getrennte Einheit benutzt werden. Zusätzlich ist es ein­ fach, mit dem Verbindungsloch 19 und dem Aufnehmerloch 23 für das verformte Rohr etc. zu arbeiten, wenn das Stoßfängerverbindungselement 25 und das Fahr­ zeugkarosserieverbindungselement 32 verwendet werden.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird eine Fahrzeugstoßfängeranordnung hergestellt, die verfügt über die Merkmale (1) die Fähigkeit, Stöße effektiv zu absor­ bieren, (2) starke Verbindungen zwischen einem Stoßfänger, einer Trägerkonsole und einem Fahrzeugkarosserieelement herzustellen, (3) verlässliche Stoßabsorption (Zuverlässigkeit), (4) Raumeinsparung und (5) einfache Konfiguration. Zunächst wird (1) die Fähigkeit, Stöße effektiv zu absorbieren, wirksam erreicht, und zwar aufgrund der Fähigkeit der Trägerkonsole selbst, die über eine Mehrstufenkonstruktion mit an­ einander angrenzenden Rohrteilen verfügt, um Stöße effektiv zu absorbieren. Zu­ sätzlich reduziert die Fahrzeugstoßfängeranordnung zur Verbindung der Umfangs­ ränder des Rohrteils mit der Innenseite der Vorderseite des Stoßfängers in im we­ sentlichen aneinander anliegender Weise das Volumen der plastischen Verformung unter geringen Lasten, um die Aufprallabsorptionsfähigkeit zu verbessern. Da das Erfüllen dieser Forderung (1) eine Miniaturisierung herbeiführt und die gesamte Fahr­ zeugstoßfängeranordnung vereinfacht, führt dies auch zu (4) Raumeinsparung und (5) einer einfachen Konfiguration.

(2) Eine hohe Verbindungsfestigkeit zwischen Stoßfänger, Trägerkonsole und Fahr­ zeugkarosserieelement wird erreicht, indem eine Seitenfläche eines Rohrteils mit einer zylindrischen Wand verschweißt wird, die vorgesehen wird, indem ein Verbin­ dungsloch zur Verbindung des Stoßfängers umschlossen wird und indem ein Um­ fangsrand des anderen Rohrteils mit einer Trägerfläche eines Ringsteges zusam­ mengefügt werden, um den Anschluss an das Fahrzeugkarosserieelement herzustel­ len. Ein Verschweißen der zylindrischen Wand an der Seitenfläche des Rohrteils verhindert ein Lösen des Schweißstoßteils und verbessert die Verbindungsfestigkeit, indem die verlängerte Richtung der Rohrteile gleich wie die stehende Richtung der zylindrischen Wandung ist. Weiterhin wird das Schweißen der zylindrischen Wand an der Seitenfläche des Rohrteils zu einem einfachen Verschweißen zwischen der zy­ lindrischen Wand und der Seitenfläche des Rohrteils. Ein Stoßen des Umfangsran­ des des anderen Rohrteils mit der Trägerfläche des Ringsteges hindert die plastische Verformung der Trägerkonsole daran, den Stoß- oder Verbindungsteil zu erreichen und verbessert somit die Verbindungsfestigkeit. In beiden Fällen wird die Verbin­ dungsfestigkeit zwischen dem Stoßfänger, der Trägerkonsole und dem Fahrzeugka­ rosserieelement aufrecht erhalten und verbessert, und (3) eine zuverlässige Aufprall­ absorption (Zuverlässigkeit) wird erhalten, wenn die plastische Verformung gleichzei­ tig wie die dynamische Aufprallabsorption abläuft.

Claims (4)

1. Fahrzeugstoßfängeranordnung umfassend: einen Stoßfänger (7); ein am Stoßfänger (7) befestigtes Stoßfängerverbindungselement (34); eine über die­ ses Stoßfängerverbindungselement (34) am Stoßfänger (7) befestigte Träger­ konsole (1), wobei diese Trägerkonsole (1) in der Gestalt einer (press)geform­ ten mehrstufigen rohrförmigen Konstruktion mit einer Vielzahl von plastisch verformbaren geraden Rohrteilen (2; 3; 4) unterschiedlicher Au­ ßendurchmesser, die aneinander angrenzen, vorliegt, diese Rohrteile durch Reduzieren und Vergrößern eines glatten ursprünglichen Rohrs von gleichem Durchmesser radial an in Längsrichtung unter Abstand angeordneten örtlichen Positionen geformt werden; und ein Fahrzeugkarosserieelement (8) mit der Trägerkonsole (1) über ein Fahrzeugkarosserieverbindungselement (37) ver­ bunden ist; ein Rohrendteil dieser Trägerkonsole (1) mit diesem Stoßfänger (7) über dieses Stoßfängerverbindungselement (34) verbunden ist und der andere Rohrendteil dieser Trägerkonsole (1) mit diesem Fahrzeugkarosserie­ element über dieses Fahrzeugkarosserieverbindungselement (37) verbunden ist, dieses Stoßfängerverbindungselement (34) gegen ein Ende oder einen Endteil dieses Stoßfängers (7) durch Verschweißen angebracht ist; dieses Stoßfängerverbindungselement (34) über ein Verbindungsloch (19) auf einer seiner Flächen (30), die sich gegen die Richtung dieses Fahrzeugkarosserie­ elements (8) öffnet, verfügt; und dieses eine Rohrendteil dieser Trägerkonsole (1) in dieses Verbindungsloch (19) des Stoßfängerverbindungselementes (34) eingeführt wird und über eine Seitenfläche verfügt, die gegen einen Umfangs­ rand (30) dieses Verbindungslochs (19) verschweißt ist.

2. Fahrzeugstoßfängeranordnung nach Anspruch 1, wobei der Stoßfänger (7) an dieser Position gegen das eine Ende und in einer dem Fahrzeugkarosserie­ element (8) gegenüberliegenden Fläche einen Ausschnitt oder Abschnitt hat und dieses Stoßfängerverbindungselement (34) an diesem Ausschnitt des Stoßfängers (7) befestigt ist.

3. Fahrzeugstoßfängeranordnung nach Anspruch 1, wobei dieses Stoßfänger­ verbindungselement (34) eine zylindrische Wandung (30) hat, die von diesem Umfangsrand dieses Verbindungslochs (19) vorsteht und diese Seitenfläche dieses einen Rohrendteils (2) berührt, wobei diese zylindrische Wand (30) über einen Umfangsrand (29) verfügt, der gegen diese Seitenfläche dieses ei­ nen Rohrendteils (31) verschweißt ist.

4. Fahrzeugstoßfängeranordnung nach Anspruch 1, wobei dieses Fahrzeugka­ rosserieverbindungselement (37) einen Ringsteg (39) hat, der gepresst wird gegen und geschweißt ist an eine Stirnkante (20) dieses einen Rohrendteils dieser Trägerkonsole (1), dieser Ringsteg (39) über eine Trägerfläche (38) verfügt, die zwischen einer Außenumfangswand, die breiter als der Außen­ durchmesser (R1) dieses einen Rohrendteils ist und einer Innenumfangswand definiert ist, die schmaler als der Innendurchmesser (R2) dieses an diesen ei­ nen Rohrendteil angrenzenden Rohres ist, wobei dieses Fahrzeugkarosserie­ verbindungselement (37) auch in dieser Trägerfläche auf einer gegen diese innere Umfangswand gelegenen Seite über ein Aufnehmerloch (23) für ein verformtes Rohr verfügt.