DE10226527A1

DE10226527A1 - Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10226527A1
Application number: DE2002126527
Authority: DE
Inventors: Achim Kurz-Ritter von Dipl.-Ing. Sporschill; Lutz Dipl.-Ing. Ristow
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-02-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einem Stoßfänger, der an einem äußeren Biegeträger angebracht ist, wobei der äußere Biegeträger an einem inneren Biegeträger angebracht ist, wobei der innere Biegeträger an einer Längsträgeranordnung des Kraftfahrzeugs anbringbar ist. Der äußere Biegeträger ist über zwei äußere Anbindungsstellen am inneren Biegeträger angebracht, während der innere Biegeträger über zwei innere Anbindungsstellen an der Längsträgeranordnung anbringbar ist, die näher an einer Längsmittelachse der Stoßfängeranordnung angeordnet sind als die äußeren Anbindungsstellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine derartige Stoßfängeranordnung ist beispielsweise aus der DE 29 41 879 A1 bekannt und weist einen Stoßfänger auf, der über einen Biegeträger an einer Längsträgeranordnung des Fahrzeugs anbringbar ist. Bei dieser bekannten Stoßfängeranordnung ist der Biegeträger aus zwei einseitig offenen U-Profilen zusammengebaut, die entlang ihrer oberen und unteren Seitenwände aneinander anliegen und aneinander angeschweißt sind. An den so zusammengebauten Biegeträger ist der Stoßfänger angeschraubt, wobei zwischen Stoßfänger und Biegeträger ein Hohlraum ausgebildet ist, in dem ein Stoßabsorbtionsglied, z.B. aus Urethanschaum oder Polyäthylenwaben, untergebracht ist.

Stoßfängeranordnungen müssen unterschiedlichen Anforderungen genügen. Einerseits müssen sie zur Erfüllung gesetzlicher Bestimmungen zulässige Missbrauchskräfte aufnehmen können, ohne dass dabei eine bleibende Beschädigung der Stoßfängeranordnung entsteht, z.B. sogenannte „Eckpendelschläge". Anderseits muss eine Stoßfängeranordnung im Crashfall eine reproduzierbare Kraftübertragung auf die Längsträgeranordnung der Fahrzeugkarosserie gewährleisten.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Stoßfängeranordnung der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Stoßfängeranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Stoßfängeranordnung mit zwei Biegeträgern, nämlich mit einem äußeren Biegeträger und mit einem inneren Biegeträger, auszustatten, wobei die Abstützung des den Stoßfänger tragenden äußeren Biegeträgers am inneren Biegeträger bezüglich einer Längsmittelachse der Stoßfängeranordnung weiter außen erfolgt als die Abstützung des inneren Biegeträgers an der Längsträgeranordnung. Durch diese Bauweise können einerseits Eckpendelschläge vom äußeren Biegeträger abgefangen werden, während im Crashfall die Kraftübertragung über den inneren Biegeträger auf die Längsträgeranordnung erfolgt. Von besonderem Interesse ist hierbei, dass durch diese Konstruktion die Anbindung der Stoßfängeranordnung an die Längsträgeranordnung relativ weit innen, also relativ nahe an der Längsmittelachse realisierbar ist. Die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung ist somit besonders gut bei einem Fahrzeug verwendbar, dessen Längsträger relativ weit innen verlaufen.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der die äußeren Anbindungsstellen, über welche der äußere Biegeträger am inneren Biegeträger gehaltert ist, als Lagestellen ausgebildet sind, die jeweils eine Schwenkbewegung des äußeren Biegeträgers relativ zum inneren Biegeträger um eine vertikale Lagerachse ermöglichen. Eine an den äußeren Enden der Stoßfängeranordnung angreifende Kraft, z.B. ein Eckpendelschlag, führt somit zu einer Biegeverformung des äußeren Biegeträgers, wobei sich dieser um die Lagerachsen drehend verstellen kann. Die Elastizität der gesamten Anordnung wird dadurch erhöht, derart, dass bleibende Verformungen erst bei relativ hohen Kräften entstehen.

Die Elastizität der Stoßfängeranordnung gegenüber Missbrauchskräften kann auch dadurch verbessert werden, dass die inneren Anlenkstellen, über welche der innere Biegeträger an der Längsträgeranordnung gehaltert ist, als Lagerstellen ausgebildet sind, die jeweils eine Schwenkbewegung des inneren Biegeträgers relativ zur Längsträgeranordnung um eine vertikale Lagerachse ermöglichen. Bei dieser Formgebung können insbesondere auch mittige Prüfkräfte ohne bleibende Verformung aufgenommen werden.

Desweiteren hat sich gezeigt, dass sich das elastische Verhalten der Stoßfängeranordnung auch dadurch verbessern lässt, dass der äußere Biegeträger zwischen den äußeren Anbindungsstellen vom inneren Biegeträger weggewölbt ist.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Bauteile beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,

1 eine Draufsicht auf eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung,
2 einen Querschnitt durch die Stoßfängeranordnung gemäß den Schnittlinien II in 1 und.
3 einen Querschnitt durch die Stoßfängeranordnung entsprechend den Schnittlinien III in 1.
Entsprechend 1 umfasst eine erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung 1 einen Stoßfänger 2, der die Stoßfängeranordnung 1 nach außen abdeckt. Dieser Stoßfänger 2 ist auf nicht näher dargestellte Weise an einem äußeren Biegeträger 3 der Stoßfängeranordnung 1 befestigt. Stoßfänger 2 und äußerer Biegeträger 3 sind hier in der gleichen Weise gewölbt, so dass sich der Stoßfänger 2 entlang der gesamten Erstreckung des äußeren Biegeträgers 3 an diesem abstützen kann. Der äußere Biegeträger 3 ist über zwei äußere Anbindungsstellen 4 an einem inneren Biegeträger 5 angebracht. Im Unterschied zum äußeren Biegeträger 3 erstreckt sich der innere Biegeträger 5 hier relativ gerade. Dementsprechend ist der äußere Biegeträger 3 gegenüber dem inneren Biegeträger 5 konkav gewölbt, wodurch zwischen den Biegeträgern 3 und 5 ein Zwischenraum 6 entsteht, in dem beispielsweise ein Dämpfungselement 7 angeordnet sein kann, das hier durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist.
Der innere Biegeträger 5 ist über zwei innere Anbindungsstellen 8 an einer Längsträgeranordnung 9 eines im Übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, angebracht. In der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform sind die inneren Anbindungsstellen 8 dabei jeweils an einem axialen Ende 10 eines Längsträgers 11 der Längsträgeranordnung 9 angeordnet. Dabei verlaufen diese Längsträger 11 parallel zu einer Längsmittelachse 12 der Stoßfängeranordnung 1, die bei am Fahrzeug montierter Stoßfängeranordnung 1 mit der Längsmittelachse des Fahrzeugs zusammenfällt.
Von besonderer Bedeutung ist hierbei, dass die inneren Anbindungsstellen 8 bei der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 1 näher an der Längsmittelachse 12 angeordnet sind als die äußeren Anbindungsstellen 4. Zweckmäßig sind die äußeren Anbindungsstellen 4 an Enden 13 des inneren Biegeträgers 5 angeordnet.
In Fahrzeugquerrichtung ist der äußere Biegeträger 3 länger als der innere Biegeträger 5, so dass Enden 14 des äußeren Biegeträgers 3 über die Enden 13 des inneren Biegeträgers 5 in Fahrzeugquerrichtung, also seitlich überstehen. In entsprechender Weise ist auch der Stoßfänger 2 bezüglich der Fahrzeugquerrichtung länger als der äußere Biegeträger 3 ausgestaltet. Somit stehen Enden 15 des Stoßfängers 2 in Fahrzeugquerrichtung, also seitlich über die Enden 14 des äußeren Biegeträgers 3 über.
Entsprechend 2 sind die äußeren Anbindungsstellen 4 zweckmäßig jeweils als Lagestellen ausgebildet, die jeweils eine im wesentliche vertikale Lagerachse 16 aufweisen. Diese Lagerachse 16 erstreckt sich somit quer zur Fahrzeuglängsrichtung und quer zur Fahrzeugquerrichtung. Diese äußeren Lagerstellen 4 können beispielsweise mit einem Bolzen 17 realisiert werden, an dem der äußere Biegeträger 3 gelagert ist und der am inneren Biegeträger 5 festgelegt ist. Durch diese Bauweise ist der äußere Biegeträger 3 im Bereich der äußeren Anbindungsstellen bzw. Lagerstellen 4 um die jeweilige vertikale Lagerachse 16 schwenkbeweglich am inneren Biegeträger 5 gehaltert.
Entsprechend 3 können auch die inneren Anbindungsstellen 8 jeweils als Lagerstellen ausgebildet sein, die jeweils eine im wesentlichen vertikale Lagerachse 18 aufweisen. Die Lagerachsen 18 der beiden inneren Lagerstellen 8 verlaufen somit parallel zu den Lagerachsen 16 der beiden äußeren Lagerstellen 4. Im Bereich dieser inneren Lagerstellen 8 ist der innere Biegeträger 5 um die Lagerachsen 18 schwenkbar an der Längsträgeranordnung 9 bzw. an den Längsträgern 11 gehaltert. Auch hier kann die jeweilige Lagerstelle 8 mit Hilfe eines Bolzens 19 realisiert werden, der an den Längsträgern 11 befestigt und an dem der innere Biegeträger 5 schwenkbar gelagert ist.
Wie aus den 2 und 3 hervorgeht, besitzt der äußere Biegeträger 3 im Querschnitt vorzugsweise ein geschlossenes Hohlprofil, während der innere Biegeträger 5 im Querschnitt zweckmäßig ein zum äußeren Biegeträger 3 hin offenes Profil, hier ein U-Profil, aufweist. Die Dimensionierung der Profile ist dabei so gewählt, dass der äußere Biegeträger 3 zumindest im Bereich der äußeren Lagerstellen 4 innerhalb des inneren Biegeträgers 5 verlaufen kann.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stoßfängeranordnung 1 können entsprechend 1 die inneren Anbindungsstellen 8 relativ nahe an der Längsmittelachse 12 angeordnet sein. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform sind die inneren Anbindungsstellen 8 etwa halb so weit von der Längsmittelachse 12 entfernt wie die äußeren Anbindungsstellen 4. Durch diese Bauweise ist möglich, die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung 1 an einem Fahrzeug zu montieren, dessen Längsträgeranordnung 9 so ausgebildet ist, dass seine Längsträger 11 relativ nahe an der Längsmittelachse 12 der Stoßfängeranordnung 1 bzw. des Fahrzeugs angeordnet sind.
Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung 1 sowohl am Heck als auch am Frontabschnitt des Fahrzeugs angeordnet werden. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform, bei der die Stoßfängeranordnung 1 an einem Heckabschnitt der Längsträgeranordnung 9 angebracht wird.
Die nach der Erfindung aufgebaute Stoßfängeranordnung 1 kann gemäß 1 zulässige Missbrauchskräfte aufnehmen, die beispielsweise entsprechend einem Pfeil 20 schräg an einem Ende 14 des äußeren Biegeträgers 3 angreifen oder entsprechend einem Pfeil 21 im wesentlichen mittig in Längsrichtung des Fahrzeugs am äußeren Biegeträger 3 angreifen. Bei einer schrägen, seitlichen Belastung entsprechend dem Pfeil 20, sogenannter Eckpendelschlag, wird der äußere Biegeträger 3 auf Biegung belastet, wobei er sich während seiner Biegeverformung in den äußeren Lagerstellen 4 drehend bewegen kann, wodurch sich eine entsprechende Biegeverformung quasi entlang des gesamten äußeren Biegeträgers 3 einstellen kann. Durch die Lagerung können diese seitlichen Belastungen erheblich besser reversibel elastisch aufgenommen werden. Bei einer zentralen Belastung entsprechend dem Pfeil 21 werden die Kräfte vom äußeren Biegeträger 3 auf den inneren Biegeträger 5 und von diesem in die Längsträger 11 übertragen, wobei auch hier relativ hohe Missbrauchskräfte übertragen werden können, bevor es zu einer bleibenden Verformung kommt.
Beachtenswert ist hierbei, dass die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung 1 im Crashfall ein reproduzierbares Versagens- bzw. Verformungsverhalten zeigt. Die axiale Abstützung der Stoßfängeranordnung 1 an der Längsträgeranordnung 9 verhindert außerdem im Crashfall eine Vorschädigung der Längsträgeranordnung 9, wodurch deren Crash-Funktion gewährleistet ist. Durch die Möglichkeit, den inneren Biegeträger 5 teils elastisch, teils plastisch zu deformieren, wird das Kraftniveau, das zur Abstützung der äußeren Anbindungsstellen 4 im Crashfall erforderlich ist, deutlich reduziert.
Die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung 1 ermöglicht außerdem eine Gewichtsreduzierung, wodurch zusätzlich die Kosten für die Stoßfängeranordnung 1 gesenkt werden können. Da die Stoßfängeranordnung 1 relativ raumsparend baut, ergeben sich verbesserte Gestaltungsmöglichkeiten für die an die Stoßfängeranordnung 1 angrenzenden Abschnitte der Fahrzeugkarosserie. Da die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung 1 zum Aufnehmen der zulässigen, seitlichen Prüfkräfte ohne zusätzliche, eine Seitenabstützung bewirkende Komponenten auskommt, wird das Deformationsverhalten der Längsträgeranordnung 9 durch die Stoßfängeranordnung 1 nicht beeinträchtigt. Störende Kraftspitzen, die zu nicht sichtbaren Vorschädigungen der Struktur, hauptsächlich in den Ecken, führen können, werden dadurch vermieden. Desweiteren kann die Stoßfängeranordnung 1 zum Fahrzeug hin offen ausgestaltet werden, so dass relativ große Verformungswege zur Vermeidung von Kraftspitzen erzielbar sind.

Claims

Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einem Stoßfänger (2), der über wenigstens einen Biegeträger (3, 5) an einer Längsträgeranordnung (9) des Kraftfahrzeugs anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Stoßfänger (2) an einem äußeren Biegeträger (3) angebracht ist, – dass der äußere Biegeträger (3) an einem inneren Biegeträger (5) angebracht, – dass der innere Biegeträger (5) an der Längsträgeranordnung (9) anbringbar ist, – wobei der äußere Biegeträger (3) über zwei äußere Anbindungsstellen (4) am inneren Biegeträger (5) angebracht ist, – wobei der innere Biegeträger (5) über zwei innere Anbindungsstellen (8) an der Längsträgeranordnung (9) anbringbar ist, – wobei die inneren Anbindungsstellen (8) näher an einer Längsmittelachse (12) der Stoßfängeranordnung (1) angeordnet sind als die äußeren Anbindungsstellen (4).
Stoßfängeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Anbindungsstellen (4) als Lagerstellen ausgebildet sind, die jeweils eine Schwenkbewegung des äußeren Biegeträgers (3) relativ zum inneren Biegeträger (5) um eine vertikale Lagerachse (16) ermöglichen.
Stoßfängeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Anbindungsstellen (8) als Lagerstellen ausgebildet sind, die jeweils eine Schwenkbewegung des inneren Biegeträgers (5) relativ zur Längsträgeranordnung (9) um eine vertikale Lagerachse (18) ermöglichen.
Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden äußeren Anbindungsstellen (4) an den Enden (13) des inneren Biegeträgers (5) angeordnet sind.
Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Biegeträger (3) zwischen den äußeren Anbindungsstellen (4) vom inneren Biegeträger (5) weg gewölbt ist.
Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Biegeträger (3) länger ist als der innere Biegeträger (5) und mit seinen Enden (14) über die äußeren Anbindungsstellen (4) seitlich übersteht.
Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfänger (2) länger ist als der äußere Biegeträger (3) und mit seinen Enden (15) über Enden (14) des äußeren Biegeträgers (3) seitlich übersteht.
Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Biegeträger (3) im Querschnitt ein geschlossenes Hohlprofil aufweist.
Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Biegeträger (5) im Querschnitt ein zum äußeren Biegeträger (3) hin offenes Profil, z.B. U-Profil, aufweist.
Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen äußerem Biegeträger (3) und innerem Biegeträger (5) wenigstens ein Dämpfungselement (7) angeordnet ist.
Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Anbindungsstellen (8) nahe an der Längsmittelachse (12) angeordnet sind.
Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Anbindungsstellen (8) etwa halb so weit von der Längsmittelachse (12) entfernt angeordnet sind wie die äußeren Anbindungsstellen (4).
Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Anbindungsstellen (8) jeweils an einem axialen Ende (10) eines Längsträgers (11) der Längsträgeranordnung (9) angeordnet sind, wobei die Längsträger (11) parallel zur Längsmittelachse (12) der daran angebrachten Stoßfängeranordnung (1) verlaufen.
Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßfängeranordnung (1) an einem Heckabschnitt der Längsträgeranordnung (9) anbringbar ist.