DE19615875A1 - Aufpralldämpfer für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Aufpralldämpfer für KraftfahrzeugeInfo
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- B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
- B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
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Description
Die Erfindung betrifft einen Aufpralldämpfer zur Energieauf
nahme bei einem möglichen Front-, Heck- oder Seitenaufprall
eines Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Zum Schutz der Insassen eines Fahrzeuges bei einem Front-
oder Heckaufprall ist es bekannt, die an den stoßstangensei
tigen Querträgern angeordneten Längsträger, die ihrerseits
mit der Fahrgastzelle verbunden sind, derart auszugestalten,
daß sie die durch den Aufprall freiwerdende Energie durch
Verformung aufnehmen. Eine derartige Verformung kann einer
seits dadurch erreicht werden, daß die Längsträger gebogen
sind, wobei das beim Aufprall entstehende Biegemoment zu
einer Verformung des Längsträgers führen und die Verformungs
stellen durch die Wahl der Querschnitte bestimmt werden.
Andererseits kann eine Verformung der Längsträger auch durch
Sicken in Längsrichtung der Längsträger herbeigeführt werden.
Aufpralldämpfer der vorstehend erwähnten Art, bei denen im
wesentlichen nur die Längsträger selbst den jeweiligen Auf
prallträger bilden, sind relativ aufwendig herzustellen. Da
die Aufprallträger auch im niedrigen Geschwindigkeitsbereich
(z. B. bei 15 km/h) einen Aufprall abfangen müssen, müssen die
Längsträger entsprechend häufig nach Zusammenstößen ersetzt
werden, was außerordentlich zeitaufwendig und teuer ist.
Es sind ferner Aufpralldämpfer bekannt geworden (sogenannte
Crashboxen), die jeweils aus einem relativ kurzen Hohlprofil
teil bestehen und die zwischen den entsprechenden stoßstan
genseitigen Querträgern und den dazugehörigen Längsträgern
eingesetzt werden. Auch diese Hohlprofilteile werden übli
cherweise aus Blechen gefertigt. Der Hohlraum des Profiles
erstreckt sich bei diesen Aufpralldämpfern in Längsrichtung
des Längsträgers, wobei eine Anpassung an das Aufprallver
halten des Fahrzeuges in erster Linie durch die Form des
Hohlprofiles und durch die Wandstärke der Bleche erfolgt. Die
Herstellung der entsprechenden Hohlprofile ist sehr aufwen
dig, da die Bleche ausgestanzt und dann durch punktschweißen
miteinander verbunden werden müssen. Außerdem ist eine genaue
geschwindigkeitsabhängige Anpassung des Aufprallverhaltens
des jeweiligen Kraftfahrzeuges mit derartigen Aufprallträgern
nicht möglich.
Aus der unveröffentlichten Patentanmeldung DE 195 26 707 ist
schließlich ein Aufpralldämpfer bekannt, der aus einem
Strangpreßprofil, vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung,
besteht, dessen Profil sich quer zur Richtung der Längsachse
des Aufpralldämpfers erstreckt (quergepreßtes Strangprofil).
Ein derartiger Aufpralldämpfer ist einfach und kostengünstig
durch Ablängen eines entsprechenden Profilstranges herstell
bar. Durch die Orientierung des Profiles quer zur Richtung
der Längsachse kann durch eine entsprechende Anzahl nebenein
ander angeordneter Hohlkammern sowie durch die Formgebung des
Profiles und die Wandstärke der Seitenwände und eventueller
Versteifungsrippen der Aufprallträger auf das gewünschte
Aufprallverhalten des Fahrzeuges, auch im niedrigen Geschwin
digkeitsbereich, abgestimmt werden.
Nachteilig bei diesem Aufpralldämpfer ist vor allem, daß zu
Beginn des Deformationsverlaufes bei einem Aufprall eine
unerwünschte, relativ hohe Kraftspitze auftritt. Diese kann
dann bereits im unteren Geschwindigkeitsbereich zu einer
ungewollten Verformung der Fahrzeugstruktur zwischen Auf
pralldämpfer und Fahrgastzelle führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufpralldämp
fer der eingangs erwähnten Art anzugeben, der einfach und
billig herstellbar ist, und der bei einem Aufprall auf ein
Hindernis ein kontrollierbares Verformungsverhalten aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Weitere beson
ders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren
die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, daß
der Aufpralldämpfer, ähnlich wie im Falle der DE 195 26 707,
aus einem quergepreßten Strangpreßprofil mit mehreren Hohl
kammern besteht, dessen Profil allerdings derart gewählt ist,
daß die in Richtung der Längsachse des Aufpralldämpfers sich
erstreckenden Kammerwände der einzelnen Hohlkammern gewölbt
oder dachförmig ausgebildet sind.
Durch eine derartige wabenförmige Struktur des Aufprall
dämpfers wird überraschenderweise erreicht, daß bei einem
Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis die erste Kraft
spitze so gering ist, daß diese zu keiner wesentlichen
Strukturbeeinflussung des Fahrzeuges führt und somit unge
wollte Verformungen der Fahrzeugstrukturen hinter dem Auf
pralldämpfer vermieden werden.
Durch Variation von Anzahl, Länge und Querschnitt der Rippen
können Energieabsorptionsvermögen und Verformungsverhalten
des Aufpralldämpfers genau und spezifisch den jeweiligen An
forderungen angepaßt werden. Durch eine Abstufung der Wand
stärken in Richtung der Längsachse des Aufpralldämpfers kann
das Verhalten der Deformation genau kontrolliert werden
(stufenweise Verformung, beginnend bei der kleinsten und
endend bei der größten Wandstärke).
Als vorteilhaft hat es sich in der Praxis erwiesen, wenn die
das Hohlprofil randseitig begrenzenden Kammerwände der ein
zelnen Hohlkammern jeweils nach außen gewölbt sind. Dabei
soll die Wölbung H der einzelnen Hohlkammern zwischen 5 und
30% der Kammerlänge L liegen.
Wie Versuche ergeben haben, sollten in Richtung der Längs
achse des Aufpralldämpfers mindestens 3 Hohlkammern vorgese
hen sein. Außerdem sollten in der Regel die Wandstärken der
dem stoßstangenseitigen Querträger benachbarten Hohlkammern
am kleinsten sein und in Richtung der Längsachse des Auf
pralldämpfers zunehmen.
Als Material für die Hohlprofile haben sich besonders Alu
minium- und/oder Magnesiumlegierungen als geeignet erwiesen.
Denn die entsprechenden Hohlprofile weisen ein geringes Ge
wicht auf, sind einfach herstellbar und besitzen eine aus
reichende Festigkeit.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus dem folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs
beispiel. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungs
beispieles eines Aufpralldämpfers mit zwei Flanschen zum
Befestigen zwischen dem Querträger und einem Längsträger
eines Kraftfahrzeuges;
Fig. 2 den Kraftverlauf des in Fig. 1 dargestellten Aufprall
dämpfers als Funktion des Deformationsweges bei einem
Aufprall und
Fig. 3 einen Ausschnitt der in Fig. 1 mit 10 bezeichneten Hohl
kammer.
In Fig. 1 ist mit 1 ein erfindungsgemäßer Aufpralldämpfer
eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, der beispielsweise zur
Energieaufnahme bei einem Frontaufprall zwischen dem jewei
ligen stoßstangenseitigen Querträger eines Kraftfahrzeuges
und einem mit der Fahrgastzelle verbundenen Längsträger
verbindbar ist. Zur Verbindung mit dem Querträger ist der
Aufpralldämpfer 1 mit einem U-förmig ausgebildeten Flansch
teil 2 und zur Verbindung mit dem Längsträger mit einer
Flanschplatte 3 versehen.
Bei dem Aufpralldämpfer 1 handelt es sich um ein Strangpreß-Hohlprofil
aus Aluminium, dessen Profil sich quer zur Längs
achse 4 des Aufpralldämpfers 1 erstreckt. Das Hohlprofil be
steht im wesentlichen aus drei in Richtung der Längsachse 4
durch vertikale Profilwände 5, 6 getrennte, nebeneinander
angeordnete Hohlprofilabschnitte 7-9. In jedem der drei Hohl
profilabschnitte 7-9 sind drei Hohlkammern 10-18 angeordnet,
so daß das Hohlprofil 1 eine im wesentlichen wabenförmige
Struktur besitzt.
Erfindungsgemäß sind die sich in Richtung der Längsachse 4
des Aufpralldämpfers 1 erstreckenden Kammerwände 19-30 der
einzelnen Hohlkammern 10-18 gewölbt ausgebildet. Dadurch wird
erreicht, daß sich die Kammerwände 19-30 bei einem Aufprall
des jeweiligen Fahrzeuges auf ein Hindernis definiert in
Richtung der Wölbung verformen und nicht - wie bei Verwendung
von geraden Kammerwänden - ein unkontrolliertes Ausknicken der
Kammerwände zu befürchten ist. Als vorteilhaft hat es sich
erwiesen, wenn die Wölbung H der einzelnen Hohlkammern zwi
schen 5 und 30% der Kammerlänge L liegt (Fig. 3).
Wie aus Fig. 1 entnehmbar, nimmt die Wandstärke der Kammer
wände 19-30 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in
Richtung der Längsachse 4 von Hohlprofilabschnitt zu Hohl
profilabschnitt zu.
In Fig. 2 ist der Kraftverlauf des in Fig. 1 dargestellten
Aufpralldämpfers 1 als Funktion des Deformationsweges bei
einem Aufprall dargestellt. Zunächst ergibt sich dabei ein
Kraftmaximum 31, welches allerdings wesentlich geringer ist
als bei bekannten vergleichbaren Aufpralldämpfern und welches
daher zu keiner ungewollten Verformung der Fahrzeugstruktur
führt.
Bei zunehmendem Verformungsweg ergeben sich dann nacheinander
drei gezielt abgestufte Kraftniveaus 32-34, die einer kon
trollierten Verzögerung des Aufpralldämpfers 1 in bezug auf
die Fahrgastzelle und damit einer kontrollierten Belastung
der fahrzeugseitigen Bauteile (Strukturteile hinter den Auf
pralldämpfern) entsprechen. Dabei werden die einzelnen Kam
merwände 19-30 nacheinander hohlprofilabschnittsweise zu
sammengedrückt.
Beispielsweise werden bei einer Aufprallgeschwindigkeit von
5 km/h nur die Hohlkammern 10-12 des Hohlprofilabschnittes 7
zusammengedrückt. Bei einer Aufprallgeschwindigkeit von
10 km/h hingegen kollapieren auch die Kammern 13-15 des
Hohlprofilabschnittes 8. Beträgt schließlich die Aufprall
geschwindigkeit des Fahrzeuges ca. 15 km/h, so werden zusätz
lich auch die Hohlkammern 16-18 des Hohlprofilabschnittes 9
zusammengedrückt. Erst bei Geschwindigkeiten oberhalb von 15
km/h wird dann gegebenenfalls auch der nicht dargestellte
Längsträger verformt.
Zur Auslegung des Aufpralldämpfers 1 hinsichtlich eines
vorgebbaren Aufprallverhaltens, können außer der Wahl des
Materials, der Kammerzahl des Profiles, der Wandstärke der
Kammerwände und gegebenenfalls der Gestaltung der Verstei
fungsrippen auch der Außendurchmesser des Aufprallträgers
verändert werden.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So können zur
Vermeidung der anfänglichen Kraftspitzen die in Richtung der
Längsachse des Aufpralldämpfers verlaufenden Kammerwände auch
einen dachförmigen Aufbau aufweisen.
Ferner kann - sofern gewünscht - durch Einsatz von energieab
sorbierenden Schäumen in den Hohlkammern ein entsprechend
progressives Deformationsverhalten des jeweiligen Aufprall
dämpfers erhalten werden.
Bezugszeichenliste
1 Aufpralldämpfer, Strangpreß-Hohlprofil
2 Flanschteil
3 Flanschplatte
4 Längsachse
5, 6 vertikale Profilwände
7-9 Hohlprofilabschnitte
10-18 Hohlkammern
19-30 Kammerwände
31 Kraftmaximum
32-34 Kraftniveaus
2 Flanschteil
3 Flanschplatte
4 Längsachse
5, 6 vertikale Profilwände
7-9 Hohlprofilabschnitte
10-18 Hohlkammern
19-30 Kammerwände
31 Kraftmaximum
32-34 Kraftniveaus
Claims (11)
1. Aufpralldämpfer zur Energieaufnahme bei einem möglichen
Front-, Heck- oder Seitenaufprall eines Kraftfahrzeuges
auf ein Hindernis, wobei der Aufpralldämpfer (1) aus
einem stranggepreßten Hohlprofil besteht, dessen Profil
sich quer zur Längsachse (4) des Aufpralldämpfers (1)
erstreckt, und wobei das Hohlprofil (1) eine aus mehre
ren Hohlkammern (10-18) zusammengesetzte wabenförmige
Struktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die in
Richtung der Längsachse (4) des Aufpralldämpfers (1)
sich erstreckenden Kammerwände (19-30) der einzelnen
Hohlkammern (10-18) gewölbt oder dachförmig ausgebildet
sind.
2. Aufpralldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß alle das Hohlprofil (1) randseitig begrenzenden Kam
merwände (19, 22, 23, 26, 27, 30) der Hohlkammern jeweils
nach außen gewölbt sind.
3. Aufpralldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wölbung (H) der jeweiligen Hohlkammer
(10-18) zwischen 5 und 30% der Kammerlänge L liegt.
4. Aufpralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Hohlkammern
(10-18), die Form, die Wandstärke und/oder das Material
des Strangpreß-Hohlprofiles (1) derart gewählt sind, daß
bei niedrigen Aufprallgeschwindigkeiten zunächst die dem
Aufprallhindernis nächsten Kammern (10-12) und bei höhe
ren Aufprallgeschwindigkeiten auch die in Richtung der
Längsachse (4) benachbarten Kammern (13-15 bzw. 16-18)
des Strangpreß-Hohlprofiles (1) zusammengedrückt werden.
5. Aufpralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der Aufpralldämpfer (1) auf
seiner Vorder- und Rückseite integrierte Befestigungs
flansche (2, 3) besitzt.
6. Aufpralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Hohl
kammern (10-18) des Aufpralldämpfers (1) mit einem ener
gieaufnehmenden Schaum ausgefüllt ist.
7. Aufpralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß der Aufpralldämpfer (1) zur
Energieaufnahme bei einem möglichen Front- und/oder
Heckaufprall zwischen dem jeweiligen stoßstangenseitigen
Querträger und dem jeweiligen mit der Fahrgastzelle des
entsprechenden Fahrzeuges verbundenen Längsträger befe
stigt ist.
8. Aufpralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß in Richtung der Längsachse (4)
des Aufpralldämpfers (1) mindestens 3 Hohlkammern vorge
sehen sind.
9. Aufpralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Wandstärken der dem stoß
stangenseitigen Querträger benachbarten Hohlkammern (10-12)
am kleinsten sind und in Richtung der Längsachse (4)
des Aufpralldämpfers (1) zunehmen.
10. Aufpralldämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt des Strangpreßprofiles in vertikaler
und/oder in horizontaler Richtung zum stoßstangenseiti
gen Querträger hin abnimmt.
11. Aufpralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß das Strangpreßprofil (1) aus
einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996115875 DE19615875A1 (de) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | Aufpralldämpfer für Kraftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996115875 DE19615875A1 (de) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | Aufpralldämpfer für Kraftfahrzeuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19615875A1 true DE19615875A1 (de) | 1997-10-23 |
Family
ID=7792009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1996115875 Ceased DE19615875A1 (de) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | Aufpralldämpfer für Kraftfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
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