DE19942059C2 - Stoßfängeranordnung an einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine vorbekannte, gattungsgemäße Stoßfängeranordnung an einem Kraftfahrzeug um­ fasst einen Stoßfängerquerträger, der beidseitig über je ein in etwa in Fahrzeuglängs­ richtung ausgerichtetes Deformationselement als Typschadenelement mit je einem Längsträger einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Konkret ist hier, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ein Deformationselementende starr mittels einer Flanschplatte am freien Längsträgerende des Längsträgers über beabstandete Schrauben angeschraubt.

Durch diese starre Anbindung des Deformationselementes am Längsträger wird bei einem Fahrzeugaufprall mit einer Längskraft- und einer Querkraftkomponente am An­ bindungspunkt des Deformationselementes am Längsträger ein durch die Querkraft­ komponente bewirktes Drehmoment erzeugt. Dadurch kann es bei einem solchen Fahr­ zeugaufprall nahe des Anbindungspunktes zu einem örtlichen Ausknicken des Längs­ trägers kommen, wobei die Tragstruktur des Fahrzeugs beschädigt wird mit der Folge eines ungünstig hohen Reparaturaufwands.

Aus der gattungsbildenden DE OS 23 12 721 ist eine Stoßfängeranordnung an einem Kraftfahrzeug gezeigt mit einem Stoßfängerquerträger, der beidseitig über je einen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Energieabsorber für Aufprallenergie mit je ei­ nem Längsträger einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Der Energieabsorber ist da­ bei mit einem ersten Energieabsorberende mit dem Stoßfängerquerträger weitgehend starr verbunden. Zudem ist der Energieabsorber mit seinem zweiten Energieabsorber­ ende mittels eines um eine Hochachse verschwenkbaren Schwenklagers mit einem Schwenklagerbolzen an einem freien Längsträgerende befestigt sowie schwenkbar und momentenfrei angelenkt. Mit einer solchen Anordnung ist erreichbar, dass bei einem Fahrzeugaufprall durch eine Querkraftkomponente auf den Stoßfänger auf den jeweili­ gen Längsträger im Wesentlichen kein Drehmoment übertragen wird, da der Energie­ absorber mitsamt dem ggf. einknickenden Stoßfänger um das Schwenklager etwa in einer Fahrzeughorizontalebene verschwenkt wird. Einem ungünstigen örtlichen Ein­ knicken des Längsträgers wird dadurch entgegengewirkt.

Der Energieabsorber ist hier konkret als Stoßdämpfer bzw. Pralldämpfer ausgeführt mit einer Rückstellfunktion. Solche Pralldämpfer sind teleskopartig ausgebildet und aufwendige Bauteile. Die Befestigung und Anlenkung mittels des Schwenklagers hat keinen unmittelbaren Einfluss auf die Energieabsorberfunktion des Pralldämpfers.

Die DE 44 01 865 A1 zeigt mechanische Deformationselemente mit seitlich gegen­ überliegenden örtlichen Festigkeitsverringerungen, die eine senkrechte Biegachse in den Deformationselementen definieren.

Weiter zeigt die DE-OS 23 14 711 eine grundsätzliche Anordnung entsprechend der eingangs diskutierten DE-OS 23 12 721, so dass die dortigen Ausführungen auch hier zutreffen. Auch die DE 23 13 927 B1 zeigt prinzipiell eine karosserieseitig schwenkbar gelagerte Pralltopfanordnung, so dass auch hier die Ausführungen zur DE- OS 2312721 zutreffen.

In der DE-OS 17 80 205 ist ein stoßenergieabsorbierender Puffer gezeigt, der bei klei­ neren Aufprallenergien elastisch und rückstellend verformbar ist und der durch einen verschiebbaren Stößel bei größeren Aufprallenergien ein verformbares Bauteil verfor­ men kann.

Weiter ist aus der US 4 976 481 eine Stoßfängeranordnung mit einem schwenkbar in einer Öffnung gehaltenen Trägerrohr bekannt.

In der DE 197 41 422 A1 ist eine Stoßfängeranordnung mit einem Deformationsele­ ment dargestellt, mit einem Trägerrohr als Deformationsprofil und einem Profilträger­ rohr, in welches das Deformationsprofil bei einem Aufprall einschiebbar ist. Das De­ formationsprofil wird hier konkret durch zwei gegeneinander versetzte Querbolzen gehalten, welche entgegen der Einschubrichtung ein Keilprofil aufweisen.

Ferner ist aus der EP 949 092 eine Stoßfängeranordnung mit einer Abschleppvorrich­ tung bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Stoßfängeranordnung so weiterzu­ bilden, dass eine kostengünstige Anordnung mit geeigneter Energieabsorptionsfunk­ tion geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist der Energieabsorber jeweils ein Deformationselement als Typ­ schadenelement. Das Deformationselement ist bei einem Fahrzeugaufprall in den Längsträger einschiebbar und zur Absorption von Bewegungsenergie mittels einer Verformungseinrichtung zerteilbar und aufpflügbar. Die Verformungseinrichtung ist dabei durch den Schwenklagerbolzen als Querbolzen mit einer keilförmigen Schneide gebildet.

Vorteilhaft hat hier der Schwenklagerbolzen die Mehrfachfunktion einer Halterung und Lagerung sowie einer Verformungseinrichtung für die Zerteilung und Aufpflü­ gung des Deformationselements. Dadurch ist die Anordnung bei geringer Teilevielfalt kostengünstig herstellbar und einfach montierbar.

Prinzipiell ist es möglich, dass das Deformationselement und der Stoßfängerquerträger als separate Bauteile ausgebildet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist nach Anspruch 2 jedoch das Deformationselement in den Stoßfängerquerträger integriert, d. h. Bestandteil des Stoßfängerquerträgers. Mit einer derartigen integralen Anordnung des Deformationselements in den Stoßfängerquerträger kann der Montageaufwand insgesamt verringert werden.

Bevorzugt ist das Schwenklager gemäß Anspruch 3 an einer mit dem freien Längsträ­ gerende verbindbaren Abschlussplatte angeordnet. Die Verbindung zwischen dieser Halteplatte und dem Längsträgerende findet dabei vorzugsweise durch Verschrauben, Verschweißen, etc. statt. Alternativ kann das Schwenklager aber auch unmittelbar, d. h. ohne Abschlussplatte, am freien Längsträgerende angeordnet sein.

In einer konkreten bevorzugten Ausführungsform sind nach Anspruch 4 die in Fahr­ zeuglängsrichtung ausgerichteten Deformationselemente winklig zur Fahrzeugaußen­ seite hin geneigt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Deforma­ tionselemente z. B. in etwa um einen Winkel von 7° zur Fahrzeugaußenseite hin ge­ neigt. Damit ergeben sich besonders günstige Krafteinleitungsverhältnisse bei einer Stoßfängeranordnung.

In einer weiteren konkreten Ausführungsform ist nach Anspruch 5 an der Stoßfänger­ anordnung eine Abschleppvorrichtung angeordnet. Diese Abschleppvorrichtung ist bevorzugt im Bereich wenigstens eines der ersten Deformationselementenden ange­ ordnet, z. B. auf der Fahrerseite. Nach Anspruch 6 umfaßt die Abschleppvorrichtung eine Abschleppöse, die im Bedarfsfall in eine Abschleppposition bringbar ist. Grund­ sätzlich ist es möglich, dass die Abschleppöse ausgeklappt oder auf eine sonst geeig­ nete Weise in die Abschleppposition gebracht wird. In einer bevorzugten Ausführungs­ form wird die Abschleppöse jedoch aus einem Gehäuse herausgeschraubt, so dass in der Gebrauchsposition in vorteilhafter Weise eine Selbsthemmung gegeben ist. Zudem ist eine derartige schraubbare Anordnung einfach zu bedienen.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung, und

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Stoßfängeranordnung gemäß dem Stand der Technik.

In der Fig. 1 ist schematisch eine Draufsicht auf eine Stoßfängeranordnung 1 an einem Kraftfahrzeug dargestellt. Die Stoßfängeranordnung 1 kann da­ bei entweder an einer Frontseite und/oder einer Heckseite eines Fahrzeugs angeordnet sein.

Wie dies der Fig. 1 weiter zu entnehmen ist, umfaßt die Stoßfängeranord­ nung 1 einen Stoßfängerquerträger 2, der beidseitig über je ein in etwa in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtetes Deformationselement 3, 4 in der Art eines Typschadenelements mit je einem vorderen Längsträger 5, 6 einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist.

Die Deformationselemente 3, 4 sind jeweils mit einem ersten Deforma­ tionselementende 7, 8 mit dem Stoßfängerquerträger 2 starr verbunden. Desweiteren sind die Deformationselemente 3, 4 über je ein Schwenklager 11, 12 um eine Hochachse 13, 14 schwenkbar und momentenfrei an einem freien Längsträgerende 15, 16 angelenkt. Die Hochachse 13, 14 der Schwenklager 11, 12 verläuft dabei in etwa senkrecht zu einer Fahrzeug­ horizontalebene, so daß eine Verschwenkung der Stoßfängeranordnung 1 bei einem Fahrzeugaufprall in dieser Fahrzeughorizontalebene möglich ist. Im Normalbetrieb dagegen bildet die Stoßfängeranordnung 1 einen starren und steifen Aufbau, insbesondere durch die starre Anbindung der ersten Deformationselementenden 7, 8 am Stoßfängerquerträger 2.

Die Schwenklager 11, 12 sind dabei jeweils an einer mit dem freien Längs­ trägerende 15, 16 verbundenen Abschlußplatte 17, 18 angeordnet. Die Ab­ schlußplatte 17, 18 ist dabei mit dem jeweiligen Längsträger 5, 6 z. B. über eine Schraubverbindung oder eine Schweißverbindung oder sonstige Ver­ bindungsmöglichkeiten verbunden.

Wie dies der Fig. 1 weiter zu entnehmen ist, umfaßt das Schwenklager 11, 12 jeweils einen Schwenklagerbolzen 19, 20, über den die schwenkbare Anlenkung der Deformationselemente 3, 4 an den freien Längsträgerenden 15, 16 hergestellt ist.

Wie dies in der Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt ist, sind die Schwenklagerbolzen 19, 20 jeweils mit einer keilförmigen Schneide 21, 22 ausgebildet.

Wie dies aus der Fig. 1 weiter ersichtlich ist, sind die in etwa in Fahrzeug­ längsrichtung ausgerichteten Deformationselemente 3, 4 in etwa um einen Winkel von 7° zur Fahrzeugaußenseite hin leicht geneigt.

Ferner ist im Bereich des ersten Deformationselementendes 7 des Deforma­ tionselementes 3 eine Abschleppvorrichtung 23 vorgesehen. Diese Ab­ schleppvorrichtung 23 umfaßt eine Abschleppöse 24, die in der in der Fig. 1 schematisch eingezeichneten Gebrauchsposition aus einem Gehäuse 25 über ein Gewinde herausgeschraubt ist.

In der Fig. 2 ist eine Stoßfängeranordnung 26 gemäß dem Stand der Tech­ nik dargestellt, bei der die Deformationselemente 27, 28 mit einem zweiten Deformationselementende 29, 30 jeweils starr mit einem freien Längsträ­ gerende 31, 32 eines Längsträgers 33, 34 verbunden sind.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 1 werden im folgenden anhand eines Vergleichs der Stoßfängeranordnung 1 mit der Stoßfängeranordnung 26 des Standes der Technik näher erläutert:
Wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist, tritt durch die starre Anbindung des Deformationselementes 27, 28 am freien Längsträgerende 31, 32 im Falle eines Aufpralls auf der Fahrerseite mit einer Querkraftkomponente Q und einer Längskraftkomponente F am Anbindungspunkt des Deformations­ elementes 27 am freien Längsträgerende 31 ein durch die Querkraftkom­ ponente Q bedingtes Drehmoment M auf. Dieses Drehmoment M bewirkt eine an der Längsträgerinnenseite des Längsträgers 31 angreifende Längs­ kraft, wie sie in der Fig. 2 schematisch durch die Kraftpfeile dargestellt ist, die zum örtlichen Einknicken des Längsträgers 31 an der Längsträgerin­ nenseite führen kann, was in der Fig. 2 strichliert dargestellt ist.

Wie dies aus der Fig. 1 ersichtlich ist, werden bei der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 1 bei dem selben Aufprall auf der Fahrerseite durch die schwenkbare Anlenkung der Deformationselemente 3, 4 am freien Längsträgerende 15, 16 keine Momente in die Längsträger 5, 6 übertragen, da, wie dies in der Fig. 1 strichliert eingezeichnet ist, das Deformations­ element 3 um das Schwenklager 11 in der Fahrzeughorizontalebene ver­ schwenkt wird. Dieses Verschwenken um die Schwenklager 11, 12 wird durch die Querkraftkomponente Q bewirkt, wobei die Längsträger 5, 6 le­ diglich durch die Längskraftkomponente F belastet werden. Dadurch, daß die Querkraftkomponente Q keine durch ein Drehmoment bedingten Kräfte an der Längsträgerinnenseite aufbauen kann, wird somit erreicht, daß die Längsträger 5, 6 auf ihren gesamten Umfang gleichmäßig belastet werden. Dadurch wird ein örtliches Einknicken vermieden. Gleichzeitig wird damit erreicht, daß die Längsträger 5, 6 bei einem Fahrzeugaufprall in Fahrzeug­ längsrichtung mehr Kraft aufnehmen können.

Mit der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 1 wird zudem eine Ener­ gieabsorption dadurch vorgenommen, daß das Deformationselement 3 bei einem Fahrzeugaufprall mit Längskraft- und Querkraftkomponenten durch die Abschlußplatte 17 hindurch in den Längsträger 5, der als Hohlprofil ausgebildet ist, eingeschoben wird. Während dieses Einschiebens des De­ formationselementes 3 in den Längsträger 5 wird zur Absorption von Be­ wegungsenergie das Deformationselement 3 mittels der keilförmigen Schneide 21 des Schwenklagerbolzens 19 zerteilt und aufgepflügt. Dies ist in der Darstellung der Fig. 1 schematisch und strichliert dargestellt.

Claims (6)

1. Stoßfängeranordnung an einem Kraftfahrzeug,
mit einem Stoßfängerquerträger, der beidseitig über je einen in Fahrzeuglängs­ richtung ausgerichteten Energieabsorber für Aufprallenergie mit je einem Längs­ träger einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist, wobei
der Energieabsorber mit einem ersten Energieabsorberende mit dem Stoßfänger­ querträger (2) starr verbunden ist, und
der Energieabsorber mit einem zweiten Energieabsorberende mittels eines um eine Hochachse (13, 14) schwenkbaren Schwenklagers (11, 12) mit einem Schwenklagerbolzen (19, 20) an einem freien Längsträgerende (15, 16) befestigt sowie schwenkbar und momentenfrei angelenkt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Energieabsorber jeweils ein Deformationselement (9, 10) als Typscha­ denelement ist,
dass das Deformationselement (3, 4) bei einem Fahrzeugaufprall in den Längsträ­ ger (5, 6) einschiebbar ist, und zur Absorption von Bewegungsenergie mittels einer Verformungseinrichtung zerteilbar und aufpflügbar ist, und
dass die Verformungseinrichtung durch den Schwenklagerbolzen (19, 20) als Querbolzen mit einer keilförmigen Schneide (21, 22) gebildet ist.

2. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Defor­ mationselement (3, 4) in den Stoßfängerquerträger (2) integriert ist.

3. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager (11, 12) an einer mit dem freien Längsträgerende (15, 16) verbind­ baren Abschlußplatte (17, 18) angeordnet ist.

4. Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, dass die in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Deformationselemente (3, 4) winklig zur Fahrzeugaußenseite hin geneigt sind.

5. Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, dass an der Stoßfängeranordnung (1) im Bereich wenigstens eines der ersten Deformationselementenden (7, 8), eine Abschleppvorrichtung (23) angeordnet ist.

6. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab­ schleppvorrichtung (23) eine Abschleppöse (24) umfaßt, die im Bedarfsfall durch Herausschrauben der Abschleppöse (24) aus einem Gehäuse (25) in eine Ab­ schleppposition bringbar ist.