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HINTERGRUND
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Stoßfängeranordnungen von Fahrzeugen sind dazu konzipiert, bei Fahrzeugaufprallereignissen Energie zu absorbieren und/oder Energie zu übertragen. Solche Fahrzeugaufprallereignisse können Frontalaufprallereignisse beinhalten. Frontalaufprallereignisse können durch Crashtests simuliert werden, beispielsweise einen Frontalaufpralltest, einen Frontalschrägaufpralltest, einen Test für einen Aufprall an einem starren Hindernis mit kleinem Versatz (SORB – Small Offset Rigid Barrier) usw. Beispielsweise legt das Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) einen Standard für einen SORB-Crashtest für einen Frontalaufprall fest, bei dem das Fahrzeug mit 40 Meilen/Stunde auf ein starres Hindernis aufprallt, wobei 25 % eines äußeren Teils des Fahrzeugs das starre Hindernis überlappen.
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Die Konstruktion der Stoßfängeranordnung zum Absorbieren und/oder Übertragen von Energie während Fahrzeugaufprallereignissen kann Schwierigkeiten bei anderen Konstruktionsfaktoren wie der Herstellung und dem Styling des Fahrzeugs verursachen. Insbesondere die Größe und Form der Stoßfängeranordnung beeinflussen das äußere ästhetische Erscheinungsbild der Frontpartie des Fahrzeugs. Hier bleibt eine Gelegenheit, eine Stoßfängeranordnung zu konzipieren, die diesen konkurrierenden Entwurfsfaktoren gerecht wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs.
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Stoßfängeranordnung und eines Fahrzeugrahmens.
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils der Stoßfängeranordnung aus 2.
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4 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils der Stoßfängeranordnung aus 2, wobei zu Darstellungszwecken ein äußerer Träger entfernt ist.
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5 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Stoßfängeranordnung aus 2.
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6 ist eine perspektivische Hinteransicht eines Teils der Stoßfängeranordnung aus 2.
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7 ist eine weitere perspektivische Hinteransicht eines Teils der Stoßfängeranordnung aus 2.
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8 ist eine Draufsicht auf die Stoßfängeranordnung aus 2, einschließlich einer Zylindermutter für einen Schlepphaken.
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9 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Stoßfängeranordnung.
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10 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils der Stoßfängeranordnung aus 9, wobei eine äußere Verlängerung entfernt ist.
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11 ist eine perspektivische Ansicht einer Aufpralldose der Stoßfängeranordnung aus 9.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Bezug nehmend auf die Figuren, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten anzeigen, umfasst eine Stoßfängeranordnung 30 eine Stoßfängerstange 32, eine Verlängerung 56, eine Aufpralldose 66 und eine Halterung 104, 108. Die Stoßfängerstange 32 erstreckt sich längs von einem ersten Ende 40 zu einem zweiten Ende 42. Die Verlängerung 56 ist am ersten Ende 40 der Stoßfängerstange 32 angebracht und hat ein Segment 74 parallel zur Stoßfängerstange 32 und ein Bein 76, das sich relativ zur Stoßfängerstange 32 quer erstreckt. Die Aufpralldose 66 ist am Segment 74 angebracht. Die Halterung 104, 108 ist an den Aufpralldosen 66, 68 befestigt und an die Verlängerung 56 geschweißt.
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Die Halterung 104, 108 kann die Stoßfängeranordnung 30 stärken und die Leistung eines Fahrzeugs 46 während eines Fahrzeugaufpralls, beispielsweise eines SORB-Aufprallszenarios, verbessern. Insbesondere verstärkt die Halterung 104, 108 die Stoßfängerstange 32, die innere Verlängerung 34 und die äußere Verlängerung 36, um während des Fahrzeugaufpralls Energie zu absorbieren und/oder das Fahrzeug in eine Fahrzeugquerrichtung zu schieben, um während des Fahrzeugaufpralls die an das Fahrzeug übertragene Energie zu verringern. Die Schweißung der Halterung 104, 108 kann Konstruktionsbeschränkungen bei der möglichen Form der Stoßfängeranordnung 30 verringern. Insbesondere positioniert die Halterung 104, 108 Schweißungen zwischen der Aufpralldose 66 und der Verlängerung 56 in relativ leicht zugängliche Positionen. Dies verringert oder eliminiert Schwierigkeiten beim Zugang zu Schweißstellen, was der Stoßfängeranordnung 30 gestatten kann, in anderenfalls nicht möglichen Formen geformt zu werden, z. B. mit relativ spitzen Winkeln zwischen den Verlängerungen 34, 36 und der Aufpralldose 66.
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Eine erste Ausführungsform der Stoßfängeranordnung 30 ist in den 1–8 gezeigt, und eine zweite Ausführungsform der Stoßfängeranordnung 30 ist in den 9–11 gezeigt. Wie weiter unten dargelegt, beinhaltet die erste Ausführungsform der Stoßfängeranordnung eine erste Ausführungsform der Halterung 104, wie in den 5–8 gezeigt. Die zweite Ausführungsform der Stoßfängeranordnung beinhaltet eine zweite Ausführungsform der Halterung 108, wie in den 10–11 gezeigt.
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Bezug nehmend auf 1, kann das Fahrzeug 46 einen Rahmen 48, eine Haube 50 und die Stoßfängeranordnung 30 umfassen, die am Rahmen 48 unter der Haube 50 angebracht ist. Die Stoßfängeranordnung 30 kann in Richtung einer Front des Fahrzeugs 46 angeordnet sein. Das Fahrzeug 46 kann eine Verkleidung 52 beinhalten, die den Stoßfänger verdeckt. Die Verkleidung 52 kann vom Rahmen 48 und/oder Karosseriekomponenten des Fahrzeugs gestützt werden.
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Bezug nehmend auf die 2 und 9, kann der Rahmen 48 Karosseriekomponenten des Fahrzeugs 46 stützen. Der Rahmen 48 kann obere Fahrgestellschienen 54 umfassen. Die Rahmen 48 kann einen selbsttragenden Aufbau haben, bei dem zumindest ein Teil des Rahmens 48 freigelegt ist und eine Klasse-A-Oberfläche (nicht nummeriert) zeigen kann, d. h. eine speziell gefertigte Oberfläche, die hohe Qualität und ein hochwertiges, makelloses ästhetisches Erscheinungsbild aufweisen soll. Der Rahmen 48 kann alternativ eine nicht selbsttragende Bauweise oder eine andere geeignete Bauweise aufweisen. Der Rahmen 48 kann aus jedem geeigneten Material, z. B. Stahl, Aluminium usw., ausgebildet sein.
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Die oberen Fahrgestellschienen 54 können sich längs in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 46 erstrecken, d. h., in einer Fahrzeuglängsrichtung auf eine Vorderseite des Fahrzeugs 46 gerichtet. Die oberen Fahrgestellschienen 54 können an der Stoßfängeranordnung 30 angebracht sein, wie weiter unten dargelegt.
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Weiterhin Bezug nehmend auf die 2 und 9, kann die Stoßfängeranordnung 30 zwei Verlängerungen 56, 58 beinhalten, insbesondere eine Verlängerung 56 und eine zweite Verlängerung 58. Die Verlängerung 56 beinhaltet die innere Verlängerung 34, die äußere Verlängerung 36 und das Verstärkungselement 38 (gezeigt in 4). Die zweite Verlängerung 58 beinhaltet eine zweite innere Verlängerung 60, eine zweite äußere Verlängerung 62 und ein weiteres Verstärkungselement 38 (nicht gezeigt). Die Verlängerung 56 kann am ersten Ende 40 der Stoßfängerstange 32 angeordnet sein, und die zweite Verlängerung 58 kann am zweiten Ende 42 der Stoßfängerstange 32 angeordnet sein. Die Verlängerungen 56, 58 können Spiegelbilder voneinander sein. Obwohl die Verstärkungselemente 38 in der zweiten Ausführungsform der Stoßfängeranordnung 30 (9–11) nicht gezeigt sind, kann die zweite Ausführungsform der Stoßfängeranordnung 30 die Verstärkungselemente 38 beinhalten.
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Weiterhin Bezug nehmend auf die 2 und 9, erstreckt sich die Stoßfängerstange 32 längs vom ersten Ende 40 zum zweiten Ende 42. Die Stoßfängerstange 32 kann eine vom Fahrzeug aus nach vorn zeigende Fläche 70 und eine vom Fahrzeug aus nach hinten zeigende Fläche 72 beinhalten, die jeweils in die Richtung des Fahrzeugs 46 zeigen, wenn dieses vorwärtsfährt, bzw. in die Richtung des Fahrzeugs 46, wenn dieses rückwärtsfährt. Die Stoßfängerstange 32 kann die strukturelle Integrität des Fahrzeugs 46 verstärken. Die Stoßfängerstange 32 kann aus jedem geeigneten Material, z. B. Stahl, Aluminium usw., ausgebildet sein.
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Bezug nehmend auf die 3 und 10, ist die Verlängerung 56 am ersten Ende 40 der Stoßfängerstange 32 angebracht und hat ein Segment 74 parallel zur Stoßfängerstange 32 und ein Bein 76, das sich relativ zur Stoßfängerstange 32 quer erstreckt. Die zweite Verlängerung 58 ist am zweiten Ende 42 der Stoßfängerstange 32 angebracht und hat ein zweites Segment 78 parallel zur Stoßfängerstange 32 und ein zweites Bein 80, das sich relativ zur Stoßfängerstange 32 quer erstreckt. Das Bein 76 und das zweite Bein 80 erstrecken sich von der vom Fahrzeug aus nach hinten zeigenden Fläche 72 der Stoßfängerstange 32.
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Weiterhin Bezug nehmend auf die 3 und 10, beinhalten die Verlängerungen 56 und 58 jeweils eine innere Verlängerung 34 bzw. 60 und eine äußere Verlängerung 36 bzw. 62, die aneinander angebracht sind. Die innere Verlängerung 34 ist an das erste Ende 40 der Stoßfängerstange 32 geschweißt, und die zweite innere Verlängerung 60 ist an das zweite Ende 42 der Stoßfängerstange 32 geschweißt. Insbesondere grenzen die innere Verlängerung 34 und die zweite innere Verlängerung 60 an die vom Fahrzeug aus nach hinten zeigende Fläche 72 der Stoßfängerstange 32 an und sind daran angeschweißt. Die inneren Verlängerungen 34, 60 definieren mindestens einen Teil des Beins 76 bzw. 80 und mindestens einen Teil des Segments 74 bzw. 78. Die inneren Verlängerungen 34, 60 können aus jedem geeigneten Material, z. B. Stahl, Aluminium usw., ausgebildet sein.
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Die äußere Verlängerung 36 ist an die innere Verlängerung 34 geschweißt, und die zweite äußere Verlängerung 62 ist an die zweite innere Verlängerung 60 geschweißt. Die äußere Verlängerung 36 kann Löcher 86 beinhalten, die auf ein Ende 94 des Verstärkungselements 38 ausgerichtet sind, und die äußere Verlängerung 36 kann an den Löchern 86 an das Verstärkungselement 38 geschweißt sein. Ebenso kann die zweite äußere Verlängerung 62 Löcher 86 beinhalten, die auf ein Ende 94 des entsprechenden Verstärkungselements 38 ausgerichtet sind, und die zweite äußere Verlängerung 62 kann an den Löchern 86 an das entsprechende Verstärkungselement 38 geschweißt sein.
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Die inneren Verlängerungen 34, 60 und die äußeren Verlängerungen 36, 62 können von der Stoßfängerstange 32 verlängert sein und zwischen einander den länglichen Hohlraum 44 definieren. Bezug nehmend auf 4, kann das Verstärkungselement 38 im Hohlraum 44 angeordnet und entlang dieses Hohlraums verlängert sein, und zwar zwischen den inneren Verlängerungen 34, 60 und den äußeren Verlängerung 36, 62.
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Bezug nehmend auf die 1–4, beinhalten die Verlängerungen 56, 58, namentlich die inneren Verlängerungen 34, 60 und die äußeren Verlängerungen 36, 62, ein freitragendes Ende 88, das von der Stoßfängerstange 32 beabstandet ist. Die inneren Verlängerungen 34, 60 und die äußeren Verlängerungen 36, 62 können sich koaxial von der Stoßfängerstange 32 zum freitragenden Ende 88 erstrecken. Die inneren Verlängerungen 34, 60 und die äußeren Verlängerungen 36, 62 können zwischen der Stoßfängerstange 32 und dem freitragenden Ende 88 aneinandergeschweißt sein. Der Rahmen 48 kann einen Vorsprung oder ein anderes geeignetes Merkmal zum Kontaktieren des freitragenden Endes 88 in dem Fall beinhalten, dass das freitragende Ende 88 bei einem Fahrzeugaufprall in die Fahrzeug-Rückwärtsrichtung bewegt wird.
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Bezug nehmend auf 4, kann das Verstärkungselement 38 Flansche 90 beinhalten, die an die inneren Verlängerungen 34, 60 im Hohlraum 44 angrenzen, und eine Rippe 92 zwischen den Flanschen 90, die sich koaxial zu den inneren Verlängerungen 34, 60 erstreckt. Die Rippe 92 kann entlang des Hohlraums 44 verlängert sein.
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Das Verstärkungselement 38 kann ein Ende 94 beinhalten, das an das erste Ende 40 der Stoßfängerstange 32 angrenzt, insbesondere einen Arm 96, der sich von der Rippe 92 zum ersten Ende 40 der Stoßfängerstange 32 erstreckt. Der Arm 96 kann zwischen den Löchern 86 und der Stoßfängerstange 32 eingeschlossen sein. Die Löcher 86 in der äußeren Verlängerung 36 können auf den Arm 96 ausgerichtet sein, und die äußere Verlängerung 36 kann an den Löchern 86 an den Arm 96 geschweißt sein.
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Bezug nehmend auf die 4–8, kann das Verstärkungselement 38 an den inneren Verlängerungen 34, 60 befestigt sein. Insbesondere können Befestigungselemente 98 das entsprechende Verstärkungselement 38 an der inneren Verlängerung 34 und das entsprechende Verstärkungselement 38 an der zweiten inneren Verlängerung 60 befestigen. Die Befestigungselemente 98 können Gewindebolzen und Muttern sein, wie in 5 gezeigt, oder jedes andere geeignete Befestigungselement. Insbesondere die Flansche 90 der Verstärkungselemente 38 können an der inneren Verlängerung 34 befestigt sein; insbesondere können die Befestigungselemente 98 die Flansche 90 an der inneren Verlängerung 34, angrenzend an den Arm 96, befestigen.
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Das Verstärkungselement 38 kann die Stoßfängeranordnung 30 stärken und die Leistung eines Fahrzeugs 46 während eines Fahrzeugaufpralls, beispielsweise eines SORB-Aufprallszenarios, verbessern. Insbesondere verstärkt das Verstärkungselement 38 die Stoßfängerstange 32, die innere Verlängerung 34 und die äußere Verlängerung 36, um während des Fahrzeugaufpralls Energie zu absorbieren und/oder das Fahrzeug in eine Fahrzeugquerrichtung zu schieben, um während des Fahrzeugaufpralls die an das Fahrzeug übertragene Energie zu verringern. Das Befestigen des Verstärkungselements 38 an der inneren Verlängerung 34 kann Konstruktionsbeschränkungen bei der möglichen Form der Stoßfängeranordnung verringern. Insbesondere kann das Befestigen des Verstärkungselement 38 an der inneren Verlängerung 34 Schweißungen reduzieren oder eliminieren, die ausreichend Raum für Schweißwerkzeuge erfordern würden, um eine Grenze zwischen dem Verstärkungselement 38 und der inneren Verlängerung 34 zu erreichen. Durch Reduzieren oder Eliminieren solcher Schweißungen eliminiert das Befestigen des Verstärkungselement 38 an der inneren Verlängerung 34 die Notwendigkeit für Raum für die Schweißwerkzeuge, was der Stoßfängeranordnung 30 gestatten kann, in anderweitig nicht möglichen Formen geformt zu sein, z. B. in relativ spitzen Winkeln zwischen den Verlängerungen 34, 36 und der Stoßfängerstange 32.
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Die Verlängerungen 56, 58 können sich längs entlang einem Pfad erstrecken bzw. relativ zur Stoßfängerstange 32 gekrümmt sein. Insbesondere kann sich der Pfad von der Stoßfängerstange 32 in der Fahrzeug-Rückwärtsrichtung erstrecken. Die Verlängerungen 56, 58 können sich außerhalb der oberen Fahrgestellschienen 54 erstrecken bzw. nach innen in Richtung der oberen Fahrgestellschienen 54 drehen. Die inneren Verlängerungen 34, 60 und die äußeren Verlängerungen 36, 62 können sich längs entlang dem Pfad erstrecken und entlang dem Pfad den länglichen Hohlraum 44 definieren. Die inneren Verlängerungen 34, 60 können sich längs entlang der Pfade erstrecken bzw. innerhalb des länglichen Hohlraums 44.
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Bezug nehmend auf die 2–11, kann die Stoßfängeranordnung 30 Aufpralldosen 66, 68 beinhalten, die den Rest der Stoßfängeranordnung 30 auf dem Rahmen 48 stützen. Mit anderen Worten, die Aufpralldosen 66, 68 erstrecken sich von dem Rahmen 48 bis zur Stoßfängerstange 32 und stützen das Gewicht der Stoßfängerstange 32 und der Verlängerungen 56, 58. Die Aufpralldosen 66, 68 können beispielsweise an den oberen Fahrgestellschienen 54 befestigt sein. Die Aufpralldosen 66, 68 können an den inneren Verlängerungen 34, 60 angebracht, beispielsweise geschweißt, sein. Insbesondere können die Aufpralldosen 66, 68 an den Segmenten 74, 78 angebracht sein.
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Die Aufpralldosen 66, 68 können sich von der vom Fahrzeug aus nach hinten zeigenden Fläche 72 der Stoßfängerstange 32 erstrecken. Die Aufpralldose 66 kann eine Wand 100 beinhalten, die einen Hohlraum 102 definiert, der in einer Richtung quer zur Stoßfängerstange 32 verlängert ist.
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Die Aufpralldosen 66, 68 können als Energieabsorber dienen, mitunter bekannt als „Knautschzonen“. Die Aufpralldosen 66, 68 können einen Teil der Energie einer Kollision des Fahrzeugs 46 während einer Deformation absorbieren und damit den Betrag von Energie, der auf den Rest des Rahmens 48 und das Fahrzeug 46 übertragen wird, verringern.
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Bezug nehmend auf die 1, 2 und 8, kann eine Zylindermutter 112 an der inneren Verlängerung 34 und der äußeren Verlängerung 36 angebracht sein und durch sie hindurchverlaufen. Die Zylindermutter 112 kann so konzipiert sein, dass sie einen Schlepphaken aufnimmt. Diese Platzierung der Zylindermutter 112 gestattet dem Schlepphaken, die Stärke des Rahmens 48 zu nutzen, statt sich auf externe Komponenten des Fahrzeugs 46 zu verlassen.
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Die Halterungen 104, 108 können an der Aufpralldose 66 bzw. 68 befestigt und an die Verlängerung 56 bzw. 58 geschweißt sein. Wie oben dargelegt, ist eine erste Ausführungsform der Halterung 104 in den 5–8 gezeigt, und eine zweite Ausführungsform der Halterung 108 ist in den 10 und 11 gezeigt.
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Bezug nehmend auf die 5–8, kann die erste Ausführungsform der Halterung eine externe Halterung 104 sein. Mit anderen Worten, die externe Halterung 104 kann außerhalb der Verlängerungen 56, 58 und der Aufpralldosen 66, 68 sein. Die externe Halterung 104 kann an den inneren Verlängerungen 34 bzw. 60 angebracht sein, beispielsweise am Bein 76 bzw. 80 und an der Aufpralldose 66 bzw. 68. Insbesondere können die externen Halterungen 104 an die vom Fahrzeug aus nach hinten zeigende Fläche 72 der Beine 76, 80 der Verlängerungen 56, 58 geschweißt sein und an die Aufpralldosen 66, 68 geschweißt sein.
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Die externe Halterung 104 kann entlang einem spitzen Winkel verlaufen, der zwischen den Beinen 76 bzw. 80 und den Aufpralldosen 66 bzw. 68 definiert wird. Die externe Halterung 104 kann beispielsweise allgemein V-förmig sein. Die externe Halterung 104 kann beispielsweise entlang den Beinen 76, 80 zwischen den Befestigungselementen 98, wie in den 6 und 7 gezeigt, verlaufen. Die externe Halterung kann aus jedem geeigneten Materialtyp, z. B. Stahl, Aluminium usw., ausgebildet sein.
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Bezug nehmend auf die 10 und 11, kann die zweite Ausführungsform der Halterung ein Flansch 108, 110 sein, der von der Aufpralldose 66 bzw. 68 verläuft. Der Flansch 108 kann von der Wand 100 der Aufpralldose 66 bzw. 68 in den Hohlraum 102 verlaufen.
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Der Flansch 108 kann an den inneren Verlängerungen 34, 60 angebracht sein. Die Segmente 74, 78 können einen Schlitz 82 beinhalten, der in der inneren Verlängerung 34 bzw. 60 zwischen der Aufpralldose 66 bzw. 68 definiert ist, und der Flansch 108 kann am Schlitz 82 an das Segment 74 bzw. 78 geschweißt sein.
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Die Flansche 108, 110 können in die Aufpralldose 66 bzw. 68 integriert sein, d. h., die Flansche 108, 110 können gleichzeitig mit der Aufpralldose 66 bzw. 68 als eine einzelne durchgehende Einheit ausgebildet werden. Alternativ können die Flansche 108, 110 separat von der Aufpralldose 66 bzw. 68 ausgebildet sein und anschließend an der Aufpralldose 66 bzw. 68 befestigt werden.
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Bezug nehmend auf 10, kann die Stoßfängerstange 32 entlang den inneren Verlängerungen 34, 60 einen Ausschnitt 84 beinhalten. Der Schlitz 82 kann durch den Ausschnitt 84 gegenüber dem Hohlraum 44 freiliegen. Der Ausschnitt 84 gestattet einen Schweißzugang zum Schlitz 82.
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Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Art beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie den Charakter von Worten der Beschreibung und nicht der Beschränkung aufweisen soll. Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung sind im Licht der obigen Lehren möglich und die Offenbarung kann anders als hier spezifisch beschrieben umgesetzt werden.
