DE19522575A1 - Aufprallvorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents
Aufprallvorrichtung für FahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufprallvorrichtung für
Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, welche an dem
Fahrzeugaufbau, bspw. im Bereich eines Stoßfängers oder eines
Kniefängers, anbringbar ist, ein aus einem
Faserverbundwerkstoff (FVW) bestehendes erstes Aufprallelement
aufweist und bei Krafteinwirkung bspw. bei einem Aufprall des
Fahrzeuges auf ein Hindernis, unter Absorption von
freiwerdender Energie zerstörbar ist.
Aus der DE 38 33 048 A1 ist bereits eine derartige
Aufprallvorrichtung bekannt. Nach dieser Druckschrift ist
zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Stoßfänger bzw. einem
Stoßfängerträger als energieabsorbierendes Element ein Rohr aus
Faserverbundwerkstoff vorgesehen. Das Rohr nimmt einen Teil der
Krafteinwirkung bei einem Aufprall des Fahrzeuges auf ein
Hindernis unter vollständiger Zerstörung der Rohrwand auf.
Allerdings hat sich bei praktischen Versuchen gezeigt, daß die
Energieaufnahme bei der bekannten Aufprallvorrichtung nur dann
hinreichend gewährleistet ist, wenn die Aufprallrichtung i. w.
in Richtung der Rohrlängsachse verläuft. Geringfügige
Abweichungen der Aufprallkraft von der Längsrichtung des Rohres
führen zu einer einseitigen Belastung, wodurch das Rohr
einseitig aufplatzen oder gar abknicken kann und eine optimale
Energieabsorption somit nicht mehr gewährleistet ist. Auch ist
die Herstellung eines solchen Rohres in der Praxis recht
aufwendig, da zur gezielten Einleitung einer Zerstörung des
Aufprallelements im Falle eines Aufpralls definierte
Schwächungen der Rohrwandung o. dgl., sogenannte Trigger,
eingesetzt werden. Diese Trigger haben sich zwar in der Praxis
gut bewährt, sind aber in einer Großserienfertigung nur
aufwendig herzustellen und verteuern die Aufprallvorrichtung.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Aufprallvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend
weiterzubilden, daß eine kompakte und leichte Bauweise, auch in
Großserienfertigung, ermöglicht ist und die
Aufprallvorrichtung, auch unter Berücksichtigung eines weiten
Aufprallwinkelbereichs, in der Lage ist, einen hohen Anteil
freiwerdender Aufprallenergie zu absorbieren.
Diese Aufgabe wird i. w. durch eine Aufprallvorrichtung der
eingangs genannten Art gelöst, bei der die Wandung des
Aufprallelements i. w. die Form der Mantelfläche eines
Kegelstumpfes aufweist und eine konvex ausgebildete
Abschlußkappe die Wandung des Kegelstumpfes am verjüngten Ende
einstückig abschließt.
Die erfindungsgemäße Aufprallvorrichtung läßt sich vielseitig,
bspw. bei Stoßfängersystemen, in Kniefängern,
Seitenaufprallträgern oder in Sitzgestellen eines Fahrzeuges
einsetzen. Dadurch, daß statt eines Rohres ein kegelförmiges
Aufprallelement mit an dem verjüngten Endabschnitt des Kegels
einstückig angeformter Abschlußkappe eingesetzt wird, lassen
sich verschiedene Vorteile erzielen. Insbesondere ist hierdurch
zum einen eine gezielte Zerstörung des Aufprallelements auch
bei Abweichungen der Aufprallrichtung von der
Aufprallelementlängsachse bis zu solchen Winkeln, die in etwa
dem Öffnungswinkel des Aufprallelements entsprechen,
gewährleistet. In der Praxis kann man davon ausgehen, daß der
Öffnungswinkel des Kegelstumpfes so festgelegt ist, daß er etwa
der maximalen Abweichung der Aufprallrichtung von der
Axialrichtung des Aufprallelements entspricht. Dadurch, daß an
den Kegelstumpf eine Abschlußkappe einstückig angeformt ist,
kann für eine punktförmige Anlage der Abschlußkappe an einem
Blech, bspw. einem Prallblech gesorgt werden, wodurch bei
Beginn des Aufpralls eine Lastspitze erzeugt wird, die den
Bruch im Kegel ausgehend von der Aufprallkappe gezielt
einleitet. Auch ist die erfindungsgemäße Aufprallvorrichtung in
einer Großserienfertigung einfach herzustellen und hat
gegenüber der offenen Form nach dem Stand der Technik erheblich
fertigungstechnische Vorteile.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die
Abschlußkappe eine Wölbung in Form bspw. eines Teilausschnitts
der Oberfläche einer Kugel, eines Ellipsoids oder Paraboloids
auf, wobei die Wölbung ggf. eine zentrale oder zentrische
Abflachung besitzt. Aufgrund der i. w. rotationssymmetrischen
Kontur der Wölbung wird eine optimale Einleitung der
freiwerdenden Energie in das Aufprallelement gewährleistet,
selbst wenn die Aufprallrichtung winklig zu einer
Symmetrieachse des Aufprallelements verläuft.
Von Vorteil schließt sich an die Wandung im erweiterten zweiten
Endabschnitt des Kegelstumpfes ein um laufender erster
Ringflansch einstückig an, wobei die Wandung in einem
Übergangsabschnitt zu dem ersten Ringflansch insbesondere
trompetenförmig oder glockenförmig nach außen gewölbt ist. Der
Ringflansch bietet die Möglichkeit, das Aufprallelement an dem
Fahrzeugaufbau, einer Prallplatte oder einem Blech o. dgl. zu
befestigten, wobei die bevorzugte Ausgestaltung des
Übergangsabschnittes für eine hohe Stabilität des
Aufprallelements sorgt, so daß einem möglichen Abknicken des
Aufprallelements in diesem Übergangsbereich weitestgehend
entgegengewirkt wird.
Eine besonders einfache und kostengünstige Großserienfertigung
der Aufprallvorrichtung besteht darin, daß das Aufprallelement
durch Tiefziehen einer Faserverbundwerkstoffplatte gebildet ist
und die Faserverbundwerkstoffplatte wenigstens eine Gewebelage
bestehend aus Endlosfasern aufweist.
Dabei ist das Aufprallelement gemäß einer anderen
Ausführungsform aus einem glasmattenverstärkten
Faserverbundwerkstoff hergestellt, wodurch insbesondere eine
höhere spezifische Energieaufnahme der Aufprallvorrichtung
gewährleistet ist.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist der
Verbundfaserwerkstoff Endlosfasern oder Kurzfasern oder ein
Gemisch dieser Fasern in regelloser Anordnung auf.
Auch besteht die Möglichkeit, daß Aufprallelement aus einem
Gemisch von glasmattenverstärktem und gewebeverstärktem
Faserverbundwerkstoff herzustellen.
Von Vorteil sind die Gewebelagen des Faserverbundwerkstoffes in
zueinander unterschiedlichen Faserrichtungen angeordnet. Obwohl
diese Lösung einen gewissen Aufwand bzgl. der
Großserienfertigung der Aufprallvorrichtung herstellt, werden
hierdurch optimale Voraussetzungen bzgl. der spezifischen
Energieaufnahme bezogen auf die Baugröße und das Gewicht des
Aufprallelements geschaffen.
Nach einem Merkmal der Erfindung besteht das Aufprallelement
aus Glasfasern und/oder Kohlenstoffasern und/oder Aramidfasern.
Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, daß der
Matrixwerkstoff aus wenigstens einem thermoplastischen
Werkstoff und/oder duromeren Werkstoff besteht.
Gemäß einer äußerst vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
ist das erste Aufprallelement zwischen einem Blech und einer
Prallplatte angeordnet, wobei das Blech und/oder die
Prallplatte insbesondere integraler Bestandteil des
Fahrzeugaufbaus und/oder eines Stoßfängersystems, eines
Kniefängers, eines Seitenaufprallträgers o. dgl. sind. Durch
diese Maßnahme ist eine unaufwendige Befestigung der
Aufprallvorrichtung an dem Fahrzeug möglich, ohne daß
zusätzliche Bleche, Prallbleche o. dgl. eingesetzt werden
müßten.
Eine weitere äußerst vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung,
die an sich auch bei Aufprallelementen mit anderen Formen und
Aufbau eingesetzt werden kann, besteht darin, daß die
Aufprallvorrichtung, insbesondere mittels des Ringflansches auf
einem, einen Durchbruch aufweisenden Blech festgelegt und der
Durchbruch von der offenen Grundfläche des Aufprallelements
überdeckt ist. Hierdurch wird gewährleistet, daß Bruchstücke
des Aufprallelements bei dessen Zerstörung infolge eines
Aufpralls durch das Blech hindurchtreten können. Somit wird
vermieden, daß das Aufprallelement während der Zerstörung durch
die Bruchstücke in dem Innenraum soweit angefüllt wird, daß
eine weitere Energieabsorption verhindert ist. Ein wesentlicher
Vorteil ist auch, daß es bei der Energieabsorption zu keinem
Aufreißen oder Aufplatzen an der Mantelfläche und damit zu
einer unkontrollierten Energieabsorption kommt.
Von besonderem Vorteil ist der Durchbruch auf der der
Aufprallvorrichtung abgewandten Fläche des Blechs mittels eines
Schließblechs verschlossen, wobei das Schließblech durch eine
entsprechende Auswölbung zur Aufnahme eines bestimmten Anteils
von Bruchstücken der Aufprallvorrichtung ausgebildet ist. Durch
diese Maßnahme kann in bestimmten Anwendungsfällen mit
besonderem Vorteil die Energieaufnahme des Aufprallelements,
durch entsprechende Bemessung der Auswölbung, einstellbar
variiert werden. Insbesondere wird dadurch ermöglicht, während
des Aufpralls zu einem einstellbaren Zeitpunkt die auf den
Fahrzeugaufbau wirkende Kraft wieder ansteigen zu lassen, um
bspw. gezielt an anderen Stellen des Energieaufnahmesystems des
Fahrzeuges durch diesen Kraftanstieg ein definiertes Versagen
eines Strukturelementes einzuleiten oder bspw. auch den ggf.
vorhandenen Air-Bag oder die Gurtstraffer auszulösen. Wird das
Aufprallelement jedoch bspw. in einem Kniefängersystem
eingesetzt, ist ein derartiger Kraftanstieg nicht unbedingt
erwünscht, so daß man in diesem Anwendungsfall auf den Einsatz
eines Schließbleches verzichten kann.
Eine mit besonderen Vorteilen behaftete, an sich eigenständige
Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die
Aufprallvorrichtung ein erstes und ein zweites Aufprallelement
aufweist, das erste Aufprallelement und das zweite
Aufprallelement vergleichbare Grundform und vergleichbaren
Aufbau bzw. Struktur, das zweite Aufprallelement in axialer
Richtung jedoch eine geringer Höhe aufweist und in einen
Innenraum des ersten Aufprallelements eingesetzt ist, wobei die
erste Abschlußkappe und die zweite Abschlußkappe mit Abstand
zueinander angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird die
mögliche Energieabsorption der Aufprallvorrichtung weiter
erhöht, wobei insbesondere durch unterschiedliche
Dimensionierungen der Aufprallelemente, bspw. hinsichtlich der
Wandstärke und des Öffnungswinkels des Kegelmantels, eine
zeitliche Steuerung der Krafteinleitung ermöglicht ist.
Dabei entspricht der Abstand zwischen der ersten Abschlußkappe
und der zweiten Abschlußkappe in etwa der halben Höhe des
ersten Aufprallelements.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind das erste und
das zweite Aufprallelement mit übereinanderliegendem ersten und
zweiten Ringflansch auf einem, vorzugsweise eine Durchbrechung
aufweisenden Blech festgelegt und besitzen die erste und zweite
Abschlußkappe eine Durchbrechung, wobei durch die
Durchbrechungen eine Verbindungsstange gesteckt ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die
Verbindungsstange einends mit dem zweiten Aufprallelement und
anderenends mit einer der ersten Abschlußkappe aufliegenden
Prallplatte fest, bspw. durch Verschraubung verbunden. In
diesem Fall wird die Verbindung zwischen den zwei
Aufprallelementen über die Verbindungsstange hergestellt.
Dabei hat es sich als äußerst vorteilhaft erwiesen, daß das
erste Aufprallelement unter dem Einfluß einer Aufprallkraft
längs der Verbindungsstange axial verschiebbar ist und
insbesondere an der Verbindungsstange zwischen der ersten und
der zweiten Abschlußkappe, bevorzugt unmittelbar benachbart der
zweiten Abschlußkappe, ein Fangteller angeordnet ist. Durch
diese, äußerst vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird
verhindert, daß nach Zerstörung der Aufprallelemente der
Zusammenhalt der Aufprallstruktur aufgelöst wird, da die
Verbindungsstange zwischen dem äußeren und dem inneren
Aufprallelement mit einem Fangteller versehen ist. Während des
Aufpralls und bei Zerstörung des ersten, äußeren
Aufprallelements stülpt sich die kegelstumpfförmige Wandung des
ersten Aufprallelements nach innen ein, wobei das
Faserverbundmaterial in dem Zwischenraum oberhalb des
Fangtellers eingeschlossen wird. Das Material verkeilt sich
dann derart, daß nach Beendigung des Aufpralls bzw. der
Energieabsorption die Verbindungsstange nicht mehr nach oben
herausgezogen werden kann, so daß die derart gestaltete
Aufprallvorrichtung auch als Verbindungselement, bspw. zwischen
einem Stoßfängerträger und dem Fahrzeugaufbau einzusetzen ist
und der Stoßfängerträger bei einem Aufprall nicht mehr von dem
Fahrzeugaufbau abfallen kann. Nach dieser besonders bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung kommt der Aufprallvorrichtung
somit nicht nur die Aufgabe der Energieabsorption im Falle
eines Aufpralls zu, sondern auch eine zusätzliche
Verbindungsfunktion, die auch nach dem Aufprall des Fahrzeuges
erhalten bleibt und weitere Maßnahmen zur Halterung, bspw. des
Stoßfängerträgers nach einem Aufprall entbehrlich macht.
Insgesamt wird eine Trennung des Stoßfängerträgers von dem
Fahrzeugaufbau infolge eines Aufpralls verhindert, wodurch der
Schaden bei einem Unfall des Fahrzeuges begrenzt wird. Im
übrigen kann der Fangteller derart dimensioniert sein, daß er
sich bei einem Zusammenschieben des Aufprallelements leicht
plastisch verformt und somit zu einem gewissen Maß zur
Absorption der Aufprallenergie beiträgt. Der wesentliche Effekt
eines solchen Fangtellers besteht jedoch darin, den
Zusammenhang der Aufprallstruktur auch nach Ende des Aufpralls
zu gewährleisten.
Gemäß einer anderen besonders vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung weist die Aufprallvorrichtung ein erstes und ein
zweites Aufprallelement von vergleichbarer Form und
vergleichbarem Aufbau auf, wobei die erste und zweite
Abschlußkappe der Aufprallelemente kopfseitig aneinanderliegend
miteinander verschraubt sind. Auch bei diesem
Ausführungsbeispiel kann die Energieabsorption im Falle eines
Aufpralls durch den Einsatz von zwei Aufprallelementen
erheblich erhöht und auch durch entsprechende, unterschiedliche
Dimensionierung der Aufprallelemente in vorgegebenen Grenzen
auf den jeweiligen Anwendungsfall angepaßte Einstellungen
modifiziert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist durch Durchbrechung
der ersten und zweiten Abschlußkappe eine, in axialer Richtung
verschiebbare Stange gesteckt, die beidends je einen Fangteller
aufweist. Dadurch, daß die Stange zwischen den beiden
Fangtellern axial verschieblich gelagert ist, wird bei einem
Aufprall das zerstörte Material der Aufprallelemente durch die
Fangteller soweit festgehalten, daß nach einem Ende des
Aufpralls eine axiale Trennung der beiden Aufprallelemente
nicht möglich ist. Somit kommt auch dieser Ausgestaltung der
Aufprallvorrichtung neben der Energieabsorption eine
Verbindungsfunktion zu.
Dabei sind die Aufprallelemente mittels des ersten und zweiten
Ringflansches jeweils auf einem, vorzugsweise einen Durchbruch
aufweisenden Blech o. dgl. befestigt. Selbstverständlich
besteht auch die Möglichkeit, in bestimmten Einsatzfällen den
Durchbruch mittels eines Schließbleches mit einer vorgegebenen
Wölbung zu überdecken, wobei über den Rauminhalt der Wölbung
des Schließbleches eine zeitliche Steuerung des Maßes der
Energieabsorption möglich ist.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die
Aufprallvorrichtung ein erstes und ein zweites Aufprallelement
von vergleichbarer Form und vergleichbarem Aufbau auf, deren
erster und zweiter Ringflansch fußseitig aufeinanderliegend
mittels eines Ringelements verbunden sind. Diese vorteilhafte
Form der Aufprallvorrichtung dient ausschließlich der
Energieabsorption, nicht aber einer Verbindungsfunktion, wobei
durch entsprechende Dimensionierung des ersten und des zweiten
Aufprallelements, bspw. hinsichtlich der Wandstärke oder der
axialen Erstreckung eine dem jeweiligen Anwendungsfall
angepaßte Steuerung der Energieabsorption ermöglicht ist. Diese
Aufprallvorrichtung kann bspw. von Vorteil in Kniefängern,
Seitenaufprallträgern, Sitzgestellen o. dgl. eingesetzt werden.
Dabei liegt der ersten und/oder zweiten Abschlußkappe ein
Blech, eine Prallplatte o. dgl. auf.
Insbesondere besteht die Möglichkeit, daß das erste und das
zweite Aufprallelement, bspw. bzgl. der Wandstärke der Wandung
und/oder des Öffnungswinkels des Kegelstumpfes und/oder der
Wandungsstruktur unterschiedlich dimensioniert sind.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Aufprallvorrichtung sind
zwei oder mehrere Aufprallvorrichtungen seriell hintereinander
angeordnet, wodurch Mehrfach-Aufprallvorrichtungen gebildet
werden, die bei bestimmten Einsatzbedingungen von Vorteil
Anwendung finden.
Ebenso besteht die Möglichkeit, daß zwei oder mehrere
Aufprallvorrichtungen parallel nebeneinander angeordnet sind.
Durch diese parallele Anordnung der Aufprallvorrichtungen,
bspw. zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Stoßfängersystem,
kann trotz kleiner Dimensionierung und geringem Gewicht der
einzelnen Aufprallelemente ein hohes Maß an bei dem Aufprall
entstehender kinetischer Energie von der Aufprallvorrichtung
absorbiert werden.
Eine äußerst vorteilhafte, an sich eigenständige Ausgestaltung
eines kegelstumpfförmigen Aufprallelements einer
Aufprallvorrichtung besteht darin, daß die Wandung wenigstens
über Teilbereiche des Umfangs des erweiterten zweiten
Endabschnittes des Aufprallelements von einem außen der Wandung
anliegenden Stützelement umfaßt ist. Bei praktischen Versuchen
hat sich gezeigt, daß geringfügige Abweichungen der
Aufprallrichtung von der Längsachse des Aufprallelements zu
einem Aufplatzen des Aufprallelements führen können, wodurch
sich dieses der Krafteinwirkung entziehen kann und nicht mehr
in der Lage ist, die bei dem Aufprall entstehende Energie
entsprechend zu absorbieren. Insbesondere hat es sich gezeigt,
daß das kegelstumpfförmige Aufprallelement, sei es nun mit oder
ohne Abschlußkappe, auch bei einer Abweichung der
Aufprallrichtung im Bereich des Öffnungswinkels des
Kegelstumpfes während der Energieabsorption, bspw. über die
halbe Kegelhöhe aufplatzt, so daß nur ein Teil des
Aufprallelements zur Energieabsorption zur Verfügung steht.
Eine mögliche Maßnahme zur Behebung dieses Nachteils könnte
darin bestehen, das Aufprallelement entsprechend
überzudimensionieren, was jedoch zusätzlichen Bauraum,
zusätzliches Gewicht, zusätzlichen Materialaufwand und
entsprechend höhere Kosten verursacht. Dieser zusätzliche
Aufwand kann durch den Einsatz des außen der Wandung
anliegenden Stützelements vermieden werden. Die bei Beginn des
Aufpralls an dem erweiterten zweiten Endabschnitt des
Aufprallelements auftretenden Umfangskräfte werden durch das
Stützelement aufgenommen, wodurch einem Aufplatzen des
Aufprallelements entgegengewirkt wird. Damit ist eine
kontrollierte Zerstörung des Aufprallelements ausgehend von dem
ersten Endabschnitt des Kegelstumpfes bzw. ausgehend von der
Abschlußkappe bis zur Querkante des Stützelementes gesichert.
Insbesondere wird diese kontrollierte Zerstörung auch in
Kombination mit der konvex gewölbten Abschlußkappe des
Aufprallelements gewährleistet, indem die Energieabsorption und
damit auch die Zerstörung definiert von dem Berührungspunkt
zwischen dem Blech oder Prallblech und der Aufprallkappe her in
das Aufprallelement eingeleitet wird. Ausgehend von diesem
Berührungspunkt stülpen sich die Wände des Kegelstumpfes des
Aufprallelements nach innen ein, wobei der Faserverbund
zwischen den Fasern und der Matrix weitgehend aufgelöst wird.
Zusätzlich entsteht beim Einstülpen Reibung zwischen den
Bruchstücken, wodurch eine zusätzliche Umwandlung der
Aufprallenergie in Wärme stattfindet.
Nach einem anderen vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist das
Stützelement als der Wandung i. w. bündig anliegender Stützring
ausgebildet. Durch diese symmetrische Anordnung ist
gewährleistet, daß das Aufprallelement in dem zweiten,
erweiterten Endabschnitt des Kegelstumpfes über den gesamten
Umfang von dem Stützelement verstärkt wird und somit einem
Aufplatzen des Mantels des Aufprallelements sicher
entgegengewirkt wird.
Praktische Versuche haben ergeben, daß das Stützelement sich
von Vorteil über etwa 1/10 bis etwa 1/2, vorzugsweise etwa 1/4,
der Höhe des Aufprallelements erstreckt.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist
das Stützelement außenumfangsseitig, insbesondere einstückig
anschließende, Wandungsfortsätze, wie Lappen, einen
Befestigungsring o. dgl., auf, welche einen Ringflansch des
Aufprallelements übergreifen und insbesondere mit einem Blech,
einer Prallplatte, einem Teil des Fahrzeugaufbaus bzw. des
Stoßfängersystems o. dgl., verbindbar sind. Durch diese
Maßnahme kommt dem Stützelement nicht nur eine
Verstärkungsfunktion des Aufprallelements, sondern auch eine
Befestigungsfunktion zu.
Dabei ist das Stützelement mit dem Aufprallelement und/oder
Blech o. dgl. durch Verschrauben, Vernieten, Kleben, Klemmen
oder ähnliches verbunden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Stützelement
integraler Bestandteil eines Bauteils des Fahrzeugaufbaus
und/oder bspw. eines Stoßfängerträgers o. dgl..
Der Verstärkungsfunktion und/oder Befestigungsfunktion des
Stützelements wird dieses Stützelement insbesondere dann
gerecht, wenn es aus einem metallischen Werkstoff, wie
Eisenblech, Stahlblech o. dgl. besteht.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.
Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten
Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den
Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren
Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1a eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Aufprallvorrichtung in Seitenansicht sowie
teilweise geschnitten,
Fig. 1b ein Diagramm der in den Fahrzeugaufbau
eingeleiteten Kraft in Abhängigkeit von dem
Deformationsdreieck der Aufprallvorrichtung, wobei
das Aufprallelement auf einem Blech mit einem
Durchbruch befestigt ist und kein Schließblech
vorgesehen ist,
Fig. 1c ein entsprechendes Diagramm für eine vergleichbare
Ausführungsform, jedoch mit Schließblech,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit
Verbindungsfunktion, in Seitenansicht sowie
teilweise geschnitten,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit
Verbindungsfunktion, in Seitenansicht und teilweise
geschnitten,
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, ohne
Verbindungsfunktion, in Seitenansicht und teilweise
geschnitten und
Fig. 5 ein fünftes, mit Fig. 3 vergleichbares
Ausführungsbeispiel der Erfindung in Seitenansicht
und teilweise geschnitten, wobei mehrere
Aufprallvorrichtungen der Fig. 3 seriell
hintereinander angeordnet sind.
In Fig. 1a ist eine Aufprallvorrichtung 10, bspw. für
Kraftfahrzeuge, dargestellt, die im Bereich eines Stoßfängers,
Kniefängers, Seitenaufprallträgers, Sitzgestells o. dgl.
anbringbar ist. Die Aufprallvorrichtung 10 besteht aus einem
Faserverbundwerkstoff und weist ein Aufprallelement 12 auf. Das
Aufprallelement 12 ist durch Krafteinwirkung, bspw. bei einem
Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis, unter Absorption von
freiwerdender kinetischer Energie zerstörbar. Die Wandung 14
des Aufprallelements 12 weist i. w. die Form der Mantelfläche
eines Kegelstumpfes 16 auf. Wenn im folgenden von einem
Kegelstumpf die Rede ist, wird hierunter im allgemeinen ein i.
w. rotationssymmetrischer, innen hohler Körper verstanden, der
im oberen verjüngten sowie im unteren erweiterten Endabschnitt
jeweils eine in etwa kreisförmige Öffnung aufweist.
An dem verjüngten, ersten Endabschnitt 20 des Kegelstumpfes 16
ist eine konvex ausgebildete Abschlußkappe 18 dem Kegelstumpf
16 einstückig angeformt. Diese Abschlußkappe schließt somit den
Kegelstumpf 16 am verjüngten Endabschnitt 20 ab. Die
Abschlußkappe 18 weist eine i. w. kalottenartige oder
rotationssymmetrisch ausgebildete Wölbung 22 auf, welche in
Form eines Teilausschnittes der Oberfläche einer Kugel, eines
Ellipsoids oder Paraboloids ausgebildet ist. In einem
konzentrischen Bereich weist die Abschlußkappe 18 ggf. eine
Abflachung 24 auf. An die Wandung 14 des Aufprallelements 12
schließt sich in einem erweiterten zweiten Endabschnitt 26 des
Kegelstumpfes 16 ein einstückig angeformter, umlaufender
Ringflansch 28 an. Dabei ist die Wandung 14 in einem
Übergangsabschnitt 30 zu dem Ringflansch 28 trompetenförmig
oder glockenförmig nach außen gewölbt. Mittels des angeformten
Ringflansches 28 ist das Aufprallelement 12 auf einem Blech 32
festgelegt. Das Blech 32 ist bspw. dem Fahrzeugaufbau
zugeordnet bzw. ein Teil des Fahrzeugaufbaus selbst. Der
Abschlußkappe 18 liegt eine Prallplatte 34 o. dgl. auf, die
bspw. Bestandteil eines Stoßfängerträgers bzw. einem
Stoßfängersystem zugeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Alternative weist das Blech 32 einen
Durchbruch 36 auf, welcher von der offenen Grundfläche 38 im
Bereich des zweiten Endabschnitts 26 des Aufprallelements 12
überdeckt ist. Dieser Durchbruch 36 läßt bei einer Zerstörung
des Aufprallelements 12 ein Durchtreten der Bruchstücke des
Aufprallelements 12 durch das Blech 32 zu.
Im Diagramm der Fig. 1b ist der entsprechende Verlauf der
Kraft in Abhängigkeit von dem Grad der Zerstörung des
Aufprallelements 12 für den Fall dargestellt, daß das Blech 32
einen offenen Durchbruch 36 aufweist, durch den sämtliche
Bruchstücke austreten können. Der Anstieg der Kraft tritt in
diesem Fall erst nach einer völligen Zerstörung des
Aufprallelements 12 auf, was dann der Fall ist, wenn sich die
Prallplatte 34 dem Blech 32 weitgehend angenähert hat.
Es ist jedoch auch die Möglichkeit vorgesehen, daß der
Durchbruch 36 auf der der Aufprallvorrichtung 10 abgewandten
Fläche des Blechs 32 mittels eines Schließblechs 42
verschlossen ist. Das Schließblech 42 besitzt eine Auswölbung
44, welche zur Aufnahme eines bestimmten Anteils von
Bruchstücken der Aufprallvorrichtung 10 bzw. des
Aufprallelements 12 dient. Der Anteil der aufzunehmenden
Bruchstücke kann über eine Variation des Rauminhaltes der
Auswölbung 44 eingestellt und dem jeweiligen Anwendungsfall
angepaßt werden. Wie aus dem Diagramm der Fig. 1c entnehmbar
ist, steigt die auf das Aufprallelement 12 einwirkende Kraft
bereits bei einer erheblich geringeren Deformation des
Aufprallelements 12 an. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das
Aufprallelement 12, d. h. bereits bei einer im Vergleich zu
Fig. 1b geringeren Deformationswegstrecke s nach einer
Teilzerstörung in dem Innenraum 48 sowie in den Raum der
Auswölbung 44 des Schließblechs 42 mit Bruchstücken bereits
soweit angefüllt ist, daß eine weitere Deformation des
Aufprallelements 12 nicht mehr stattfindet. Aus den Diagrammen
gemäß Fig. 1b und 1c wird somit deutlich, daß die
Charakteristik der Energieabsorption des Aufprallelements 12,
bspw. durch eine Variation des Rauminhalts der Auswölbung 44
des Schließbleches 42 in weitem Umfang variiert bzw.
eingestellt werden kann.
Die Wandung 14 des Aufprallelements 12 ist wenigstens über
Teilbereiche des Umfangs des erweiterten zweiten Endabschnittes
26 von einem außen der Wandung 14 anliegenden Stützelement 74
umfaßt. Von Vorteil ist das Stützelement 74 als der Wandung i.
w. bündig anliegender Stützring 76 ausgebildet. Dabei erstreckt
sich das Stützelement 74 bzw. der Stützring 76 über etwa 1/20
bis 1/4, vorzugsweise etwa 1/10, der Höhe 54 des
Aufprallelements 12. Außenumfangsseitig weist das Stützelement
74 bzw. der Stützring 76 einstückig anschließende
Wandungsfortsätze 78 auf, welche bspw. als Lappen oder auch als
ein Befestigungsring 80 ausgebildet sein können. Der
Befestigungsring 80 übergreift den Ringflansch 28 des
Aufprallelements 12 und ist mit dem Blech 32 oder auch einer
Prallplatte 34 verbindbar. Insbesondere sind das Stützelement
74, das Aufprallelement 12 und das Blech 32 bzw. die
Prallplatte 34 miteinander durch Verschrauben, Vernieten,
Kleben oder Klemmen verbunden. Von Vorteil ist das Stützelement
74 als integraler Bestandteil eines Bauteils des
Fahrzeugaufbaus oder bspw. des Stoßfängerträgers ausgebildet.
Dabei besteht das Stützelement 74 selbst vorzugsweise aus einem
metallischen Werkstoff, wie Eisenblech, Stahlblech o. dgl.
Das Aufprallelement 12 ist zwischen dem Blech 32 und der
Prallplatte 34 angeordnet, wobei von Vorteil das Blech 32
und/oder die Prallplatte 34 insbesondere integraler Bestandteil
des Fahrzeugaufbaus und/oder eines Stoßfängersystems o. dgl.
sind.
Das Aufprallelement 12 selbst ist aus einem
glasmattenverstärkten Faserverbundwerkstoff hergestellt, der
Endlosfasern oder Kurzfasern oder beide Faserarten in
beliebigem Verhältnis gemischt in regelloser Anordnung
aufweist. Auch kann das Aufprallelement 12 aus einem Gemisch
von glasmattenverstärktem und gewebeverstärktem
Faserverbundwerkstoff bestehen. Dabei sind die Gewebelagen des
Faserverbundwerkstoffes in zueinander unterschiedlichen
Faserrichtungen angeordnet. Weiterhin besteht eine alternative
Möglichkeit darin, daß das Aufprallelement 12 aus Glasfasern
und/oder Kohlenstoffasern und/oder Aramidfasern besteht. Als
Matrixwerkstoff kann bevorzugt ein thermoplastischer Werkstoff
und/oder duromerer Werkstoff eingesetzt werden.
Die im folgenden beschriebenen weiteren Ausführungsformen der
Erfindung bauen auf der Aufprallvorrichtung 10 bzw. dem
Aufprallelement 12 gemäß Fig. 1a auf. Insoweit werden im
folgenden eher die Unterschiede der weiteren Ausführungsformen
der Erfindung zu dieser Grundform gemäß Fig. 1a beschrieben.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 weist die
Aufprallvorrichtung ein erstes Aufprallelement 12 sowie ein
zweites Aufprallelement 46 auf mit vergleichbaren Grundformen
und vergleichbarem Aufbau. Das zweite Aufprallelement 46 weist
jedoch gegenüber dem ersten Aufprallelement 12 eine reduzierte
Höhe 56 auf und ist in den Innenraum 48 des ersten
Aufprallelements 12 eingesetzt. Dabei sind die Abschlußkappen
1, 50 der Aufprallelemente 12, 46 mit Abstand 52 zueinander
angeordnet. Der Abstand 52 nimmt in etwa solche Werte an, die
der halben Höhe 54 des ersten Aufprallelements 12 entsprechen.
Jedoch sind auch durchaus Abweichungen von dieser
Bemessungsvorschrift je nach Anwendungsfall denkbar und
möglich. Die ineinandergesetzten Aufprallelemente 12, 46 sind
mit übereinanderliegendem ersten Ringflansch 28 und zweitem
Ringflansch 58 auf dem Blech 32 festgelegt, welches
vorzugsweise einen Durchbruch 36 sowie ggf. ein Schließblech 42
aufweist. Die erste Abschlußkappe 18 sowie die zweite
Abschlußkappe 50 weisen eine i. w. zentrische bzw. in der
Symmetrieachse der Aufprallelemente 12, 46 liegende
Durchbrechung auf, durch die eine Verbindungsstange 62 gesteckt
ist. Dabei ist die Verbindungsstange 62 einends mit dem zweiten
Aufprallelement 46 und anderenends mit einer der ersten
Abschlußkappe 18 aufliegenden Prallplatte 34 oder dgl. fest,
bspw. durch Verschraubung, verbunden. Das erste Aufprallelement
12 ist unter dem Einfluß einer auf die Prallplatte 34 wirkenden
Aufprallkraft längs der Verbindungsstange 62 axial
verschiebbar. Desweiteren weist die Verbindungsstange 62
zwischen der ersten Abschlußkappe 18 und der zweiten
Abschlußkappe 50, bevorzugt unmittelbar benachbart der zweiten
Abschlußkappe 50, einen Fangteller 64 auf. Diese
Aufprallvorrichtung 10 gemäß Fig. 2 dient nicht nur der
Energieabsorption im Falle eines Aufpralls des Fahrzeuges,
sondern weist auch eine Verbindungsfunktion auf. Die Verbindung
zwischen den beiden Aufprallelementen 12, 46 wird über die
Verbindungsstange 62 hergestellt. Um zu verhindern, daß nach
der Zerstörung der Aufprallelemente 12, 46 der Zusammenhalt der
Aufprallvorrichtung 10 aufgelöst wird, ist die
Verbindungsstange 62, wie beschrieben, mit dem Fangteller 64
versehen. Während des Aufpralls und bei Zerstörung des ersten
Aufprallelements 12 stülpt sich die Wandung des ersten
Aufprallelements 12 nach innen ein. Dieses Material wird in dem
Innenraum 48 oberhalb des Fangtellers 64 eingeschlossen und
verkeilt sich derart, daß nach abgeschlossener
Energieabsorption die Verbindungsstange 62 nicht mehr nach oben
herausgezogen werden kann. Somit ist gewährleistet, daß ein,
bspw. mit der Prallplatte 34 verbundener Stoßfängerträger nach
einem Unfall nicht von dem Fahrzeugaufbau abfallen kann.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 weist die
Aufprallvorrichtung 10 ein erstes Aufprallelement 12 sowie ein
zweites Aufprallelement 46 von vergleichbarer Form und
vergleichbarem Aufbau auf, deren erste Abschlußkappe 18 und
zweite Abschlußkappe 50 kopfseitig aufeinanderliegend
miteinander verschraubt sind. Durch i. w. zentrisch angeordnete
Durchbrechungen 60 der Abschlußkappen 18, 50 ist eine, in
axialer Richtung frei verschiebbare Stange 66 gesteckt, welche
beidends je einen Fangteller 64 aufweist. Die Aufprallelemente
12, 46 sind mittels des ersten und zweiten Ringflansches 28, 58
jeweils auf einem, vorzugsweise einen Durchbruch 36
aufweisenden Blech o. dgl., bspw. mittels des Stützrings 76
bzw. Befestigungsringes 80 befestigt. Auch die
Aufprallvorrichtung 10 der Fig. 3 weist neben der Funktion der
Energieabsorption auch eine Verbindungs- bzw. Haltefunktion
auf. Bei einem Aufprall wird das zerstörte Material der
Aufprallelemente 12, 46 durch die Fangteller 64 derart
festgehalten und verkeilt, daß nach einer Beendigung des
Aufpralls eine Trennung der beiden Aufprallelemente 12, 46
nicht möglich ist.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist eine
Aufprallvorrichtung 10 vorgesehen, die ein erstes
Aufprallelement 12 und ein zweites Aufprallelement 46 von
vergleichbarer Form und vergleichbarem Aufbau aufweist. Der
erste Ringflansch 28 des ersten Aufprallelements 12 und der
zweite Ringflansch 58 des zweiten Aufprallelements 46 sind
fußseitig aufeinanderliegend mittels eines Ringelements 68
miteinander verbunden. Dabei hat das Ringelement 68 von Vorteil
einen vergleichbaren Aufbau zu dem Stützring 76 mit angeformten
Befestigungsring 80. Der ersten Abschlußkappe 18 und/oder
zweiten Abschlußkappe 50 liegt ein Blech 32, eine Prallplatte
34 o. dgl. auf. Diese Aufprallvorrichtung 10 gemäß Fig. 4
weist lediglich die Funktion der Energieabsorption, nicht aber
eine Verbindungsfunktion auf, und ist somit bspw. für den
Einsatz in Kniefängern o. dgl. besonders geeignet.
In allen Fällen, in denen zwei oder mehrere Aufprallelemente
12, 46 in der Aufprallvorrichtung 10 eingesetzt werden, besteht
die Möglichkeit, daß bspw. die Wandstärke der Wandung 14
und/oder der Öffnungswinkel 70 des Kegelstumpfes 16 und/oder
die Wandungsstruktur verschiedener Aufprallelemente 12, 46
unterschiedlich dimensioniert sind. Durch diese Maßnahmen kann
bspw. die Reihenfolge der Zerstörung einzelner Aufprallelemente
und damit das Energieabsorptionsverhalten der gesamten
Aufprallvorrichtung 10 gezielt eingestellt und den jeweiligen
Anwendungsfällen angepaßt werden.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 zeichnet sich dadurch aus,
daß zwei oder mehrere Aufprallvorrichtungen 10, 72, die jeweils
einen zur Aufprallvorrichtung 10 der Fig. 3 vergleichbaren
Aufbau besitzen, seriell hintereinander angeordnet sind. Durch
diese Maßnahme kann in Verbindung mit einer unterschiedlichen
Dimensionierung der jeweils eingesetzten Aufprallelemente 12,
46 eine äußerst exakte Steuerung des
Energieabsorptionsverhaltens der Aufprallvorrichtung
eingestellt werden.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, zwei oder
mehrere Aufprallvorrichtungen 10, 72 parallel nebeneinander
anzuordnen, was sich insbesondere bei äußerst hohen, zu
absorbierenden Aufprallenergien anbietet. Doch auch in diesem
Fall kann durch eine unterschiedliche Dimensionierung der
einzelnen Aufprallvorrichtungen 10, 72 bzw. der
Aufprallelemente 12, 46 eine Steuerung des
Energieabsorptionsverhaltens in bestimmten Grenzen eingestellt
werden.
Bezugszeichenliste
10 - Aufprallvorrichtung
12 - erstes Aufprallelement
14 - Wandung
16 - Kegelstumpf
18 - erste Abschlußkappe
20 - erster Endabschnitt
22 - Wölbung
24 - Abflachung
26 - zweiter Endabschnitt
28 - erster Ringflansch
30 - Übergangsabschnitt
32 - Blech
34 - Prallplatte
36 - Durchbruch
38 - Grundfläche
40 - Fläche
42 - Schließblech
44 - Auswölbung
46 - zweites Aufprallelement
48 - Innenraum
50 - zweite Abschlußkappe
52 - Abstand
54 - Höhe
56 - Höhe
58 - zweiter Ringflansch
60 - Durchbrechung
62 - Verbindungsstange
64 - Fangteller
66 - Stange
68 - Ringelement
70 - Öffnungswinkel
72 - zweite Aufprallvorrichtung
74 - Stützelement
76 - Stützring
78 - Wandungsfortsatz
80 - Befestigungsring
s - Deformationswegstrecke
12 - erstes Aufprallelement
14 - Wandung
16 - Kegelstumpf
18 - erste Abschlußkappe
20 - erster Endabschnitt
22 - Wölbung
24 - Abflachung
26 - zweiter Endabschnitt
28 - erster Ringflansch
30 - Übergangsabschnitt
32 - Blech
34 - Prallplatte
36 - Durchbruch
38 - Grundfläche
40 - Fläche
42 - Schließblech
44 - Auswölbung
46 - zweites Aufprallelement
48 - Innenraum
50 - zweite Abschlußkappe
52 - Abstand
54 - Höhe
56 - Höhe
58 - zweiter Ringflansch
60 - Durchbrechung
62 - Verbindungsstange
64 - Fangteller
66 - Stange
68 - Ringelement
70 - Öffnungswinkel
72 - zweite Aufprallvorrichtung
74 - Stützelement
76 - Stützring
78 - Wandungsfortsatz
80 - Befestigungsring
s - Deformationswegstrecke
Claims (33)
1. Aufprallvorrichtung (10) für Fahrzeuge, insbesondere
Kraftfahrzeuge, welche an dem Fahrzeugaufbau, bspw. im
Bereich eines Stoßfängers oder eines Kniefängers,
anbringbar ist, ein aus einem Faserverbundwerkstoff (FVW)
bestehendes Aufprallelement (12) aufweist und bei
Krafteinwirkung, bspw. bei einem Aufprall des Fahrzeuges
auf ein Hindernis, unter Absorption von freiwerdender
Energie zerstörbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wandung (14) des Aufprallelements (12) i. w. die Form die
Mantelfläche eines Kegelstumpfes (16) aufweist, wobei eine
konvex ausgebildete Abschlußkappe (18) einstückig am
verjüngten Endabschnitt (20) des Kegelstumpfes (16)
angeformt ist und den Endabschnitt (20) abschließt.
2. Aufprallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abschlußkappe (18) eine
kalottenartige oder rotationssymmetrische Wölbung (22) in
Form bspw. eines Teilausschnitts der Oberfläche einer
Kugel, eines Ellipsoids oder Paraboloids aufweist, wobei
die Wölbung (22) ggf. eine zentrale oder konzentrische
Abflachung (24) besitzt.
3. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Wandung
(14) im erweiterten zweiten Endabschnitt (26) des
Kegelstumpfes (16) ein umlaufender Ringflansch (28)
einstückig anschließt, wobei die Wandung (14) in einem
Übergangsabschnitt (30) hin zu dem Ringflansch (28),
insbesondere trompetenförmig oder glockenförmig nach außen
gewölbt ist.
4. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufprallelement
(12) durch Tiefziehen einer Faserverbundwerkstoffplatte
gebildet ist und die Faserverbundwerkstoffplatte wenigstens
eine Gewebelage bestehend aus Endlosfasern aufweist.
5. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufprallelement
(12) aus einem glasmattenverstärkten Faserverbundwerkstoff
hergestellt ist.
6. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Faserverbundwerkstoff Endlosfasern oder Kurzfasern oder
beide in beliebigem Verhältnis gemischt in regelloser
Anordnung aufweist.
7. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufprallelement
(12) aus einem Gemisch von glasmattenverstärktem und
gewebeverstärktem Faserverbundwerkstoff besteht.
8. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebelagen des
Faserverbundwerkstoffes in zueinander unterschiedlichen
Faserrichtungen angeordnet sind.
9. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufprallelement
(12) aus Glasfasern und/oder Kohlenstoffasern und/oder
Aramidfasern besteht.
10. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrixwerkstoff
aus wenigstens einem thermoplastischen Werkstoff und/oder
duromeren Werkstoff besteht.
11. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufprallelement
(12) zwischen einem Blech (32) und einer Prallplatte (34)
angeordnet ist, wobei das Blech (32) und/oder die
Prallplatte (34), insbesondere integraler Bestandteil des
Fahrzeugaufbaus und/oder eines Stoßfängersystems o. dgl.
sind.
12. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aufprallvorrichtung (10) insbesondere mittels des
Ringflansches (28) auf einem, einen Durchbruch (36)
aufweisenden Blech (32) festgelegt und der Durchbruch (36)
von der offenen Grundfläche (38) des Aufprallelements (12)
überdeckt ist.
13. Aufprallvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchbruch (36) auf der der
Aufprallvorrichtung (10) abgewandten Fläche (40) des Blechs
(32) mittels eines Schließblechs (42) o. dgl. verschlossen
ist und das Schließblech (42) o. dgl. durch eine
entsprechende Auswölbung (44) zur Aufnahme eines bestimmten
Anteils von Bruchstücken der Aufprallvorrichtung (10) bzw.
des Aufprallelements (12) ausgebildet ist.
14. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aufprallvorrichtung (10) ein erstes Aufprallelement (12)
und ein zweites Aufprallelement (46) aufweist, die
Aufprallelemente (12, 46) vergleichbare Grundform und
vergleichbaren Aufbau aufweisen, das zweite Aufprallelement
(46) jedoch eine geringere Höhe (46) besitzt und in einem
Innenraum (48) des ersten Aufprallelements (12) eingesetzt
ist, wobei die erste Abschlußkappe (18) und die zweite
Abschlußkappe (50) mit Abstand (52) zueinander angeordnet
sind.
15. Aufprallvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand (52) in etwa der halben
Höhe (54) des ersten Aufprallelements (12) entspricht.
16. Aufprallvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite
Aufprallelement (12, 46) mit übereinanderliegenden ersten
und zweiten Ringflansch (28, 58) auf einem, vorzugsweise
einen Durchbruch (36) aufweisenden Blech (32) festgelegt
sind und die Abschlußkappen (18, 50) eine Durchbrechung
(60) besitzen, wobei durch die Durchbrechungen (60) eine
Verbindungsstange (62) gesteckt ist.
17. Aufprallelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungsstange (62) einends mit dem zweiten
Aufprallelement (46) und anderenends mit einer der ersten
Abschlußkappe (18) aufliegenden Prallplatte (34) o. dgl.
fest, bspw. durch Verschraubung, verbunden ist.
18. Aufprallelement nach einem der Ansprüche 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Aufprallelement (12)
unter dem Einfluß einer Aufprallkraft längs der
Verbindungsstange (62) axial verschiebbar ist und
insbesondere an der Verbindungsstange (62) zwischen den
Abschlußkappen (18, 50), bevorzugt unmittelbar benachbart
der zweiten Abschlußkappe (50), ein Fangteller (64)
angeordnet ist.
19. Aufprallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallvorrichtung (10)
ein erstes und zweites Aufprallelement (12, 46) von
vergleichbarer Form und vergleichbarem Aufbau aufweist,
deren erste und zweite Abschlußkappe (18, 50) kopfseitig
aufeinanderliegend miteinander verschraubt sind.
20. Aufprallvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß durch Durchbrechungen (60) der ersten
und zweiten Abschlußkammer (18, 50) eine in axialer
Richtung verschiebbare Stange (66) gesteckt ist, die
beidends je einen Fangteller (64) aufweist.
21. Aufprallvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallelemente (12, 46)
mittels des ersten und zweiten Ringflansches (28, 58)
jeweils an einem vorzugsweise einen Durchbruch (36)
aufweisenden Blech (32) o. dgl. befestigt sind.
22. Aufprallvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallvorrichtung (10)
ein erstes und zweites Aufprallelement (12, 46) von
vergleichbarer Form und vergleichbarem Aufbau aufweist,
deren erster und zweiter Ringflansch (28, 58) fußseitig
aufeinanderliegend mittels eines Ringelements (68)
verbunden sind.
23. Aufprallvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch
gekennzeichnet, daß der ersten und/oder zweiten
Abschlußkammer (18, 50) ein Blech (32), eine Prallplatte
(34) o. dgl. aufliegt.
24. Aufprallvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite
Aufprallelement (12, 46), bspw. bzgl. der Wandstärke der
Wandung (14) und/oder des Öffnungswinkels (70) des
Kegelstumpfes (16) und/oder der Wandungsstruktur,
unterschiedlich dimensioniert sind.
25. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere
Aufprallvorrichtungen (10, 72) seriell hintereinander
angeordnet sind.
26. Aufprallvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere
Aufprallvorrichtungen (10, 72) parallel nebeneinander
angeordnet sind.
27. Aufprallvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit
einem Aufprallelement (12, 46), dessen Wandung (14) i. w.
die Form der Mantelfläche eines Kegelstumpfes (16)
aufweist, oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (14) wenigstens
über Teilbereiche des Umfangs des erweiterten zweiten
Endabschnitts (26) des Aufprallelements (12, 46) von einem
außen der Wandung (14) anliegenden Stützelement (74) umfaßt
ist.
28. Aufprallelement nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stützelement (74) als der Wandung (14) i. w. bündig
anliegender Stützring (76) ausgebildet ist.
29. Aufprallvorrichtung nach einem der Ansprüche 27 oder 28,
dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (74) sich über
etwa 1/20 bis etwa 1/4, vorzugsweise etwa 1/10, der Höhe
(54, 56) des Aufprallelements (12, 46) erstreckt.
30. Aufprallvorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (74)
außenumfangsseitig, insbesondere anschließende
Wandungsfortsätze (78), wie Lappen, ein Befestigungsring
(80) o. dgl., aufweist, welche einen Ringflansch (28, 58)
des Aufprallelements (12, 46) übergreifen und insbesondere
mit einem Blech (32), einer Prallplatte (34) o. dgl.
verbindbar sind.
31. Aufprallvorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (74) mit dem
Aufprallelement (12, 46) und/oder Blech (32, 34) o. dgl.
durch Verschrauben, Vernieten, Kleben, Klemmen o. dgl.
verbunden ist.
32. Aufprallvorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 31,
dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (74)
integraler Bestandteil eines Bauteils des Fahrzeugaufbaus
oder bspw. eines Stoßfängerträgers ist.
33. Aufprallvorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 32,
dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (74) aus einem
metallischen Werkstoff, wie Eisenblech, Stahlblech o. dgl.
besteht.
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