DE2340245C3

DE2340245C3 - Stoßfängersystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen

Info

Publication number: DE2340245C3
Application number: DE19732340245
Authority: DE
Inventors: Eduard 8900 Augsburg Blatner; Klaus 8074 Gaimersheim Schalle
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1973-08-09
Filing date: 1973-08-09
Publication date: 1979-04-26
Also published as: DE2340245A1; GB1482135A; FR2240619A5; IT1017963B; DE2340245B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Stoßfängersystem für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein Stoßfängersystem mit einem derartigen Stoßfänger ist in der DE-OS 2111309 beschrieben. Das die Stoßenergie absorbierende Stoßdämpfungselement ist hierbei als ein im wesentlichen über die Länge des Stoßfängers sich erstreckender Block aus volumenelastischem Kunststoffschaum ausgebildet. Zur Erzielung einer gebremsten Rückfederung nach einem Stoß ist der Kunststoffschaum mit einem Klebe-

eigenschaften aufweisenden Mittel getränkt. Um einen Verlust dieses Mittels zu vermeiden, ist in der DE-OS 2016855 vorgesehen, den gesamten Biock aus Kunststoffschaum in einem geschlossenen Sack unterzubringen. Zur Unterstützung der Rückfederung des eingangs genannten Stoßfängers sind Federzungen vorgesehen, die sich von den f ahrzeugseitigen Befestigungen zu den freien Enden des Stoßfängers erstrekken.

Der Nacbteil bei dem vorbeschriebenen Stoßfänger ist in der Verwendung von Kunststoff schaum als Stoßdämpfungselement zu sehen. Bekanntlich ist das volumenelastische Verhalten von Kunststoffschaum bei Temperaturen unter 0° C temperaturabhängig. Ein Stoßdämpfungselement aus einem Kunststoffschaum, der bei Umgebungstemperaturen bis beispielsweise —30° C bei Energieabsorption nahe der anzustrebenden idealen Kennung- konstante Energieabsorption über den gesamten Verformungswcg - arbeitet und nach Entlastung wieder seine ursprüngliche Raumform einnimmt, ist in der Herstellung sehr teuer. In diesem Zusammenhang ist dann auch ein Tränkungsmittel erforderlich, dessen Klebeeigenschaften in einem weiten Bereich unabhängig von der Umgebungstemperatur sind. Schließlich hat ein zur Verwendung als Stoßdämpfungselement geeigneter Kunststoffschaum ein beträchtliches Raumgewicht, was in Verbindung mit dem Tränkungsmittel einen im Verhältnis zum Vermögen der Energieaufnahme schweren Stoßfänger ergibt.

Ein weiterer Nachteil ist mit den weiter oben genannten Federzungen gegeben, und zwar dadurch, daß bei einem Eckstoß die betreffende Federzunge durch bleibende Verformung außer Funktion gesetzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insgesamt vom Gewicht her leichtere und damit wirtschaftliche Ausbildung eines Stoßfängersystems und seiner Abstützung im Fahrzeugaufbau zu erreichen, wobei der Stoßfänger auch quer zur Fahrzeuglängsachse gerichtete Stöße bzw. Belastungen aufnehmen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale nach dem Hauptanspruch gelöst.

Πι« im Kennzeichen angegebenen Stoßdämpfungselemente haben den Vorteil, daß sie trotz hoher Energieaufnahme kurz und damit verhältnismäßig leicht bauen. Die kurze Bauweise in Verbindung mit über nahezu den gesamten Stoßweg konstanter Energieabsorption ergibt den weiteren Vorteil, daß die Stoßfänger nicht so stark ausladend gegenüber der Karosserie gestaltet werden müssen. Damit ist auch eine stilistisch vorteilhafte Lösung gefunden.

Wird ferner bei jedem Stoßdämpfungselement die mit dem Stoßfänger in Verbindung stehende Kammer nach einem Merkmal eines weiteren Anspruchs von einer Wand aus elastischem Material gebildet, so ist auf baulich einfache Weise der Vorteil erzielt, daß der Stoßfänger sich auch quer zur Fahrzeuglängsachse bewegen und in dieser Richtung bei entsprechender Anordnung der Stoßdämpfungselemente auftretende Belastungen einwandfrei aufnehmen kann.

Damit der Stoßfänger leicht anspricht, ist nach einem weiteren Teilmerkmal der Erfindung vorgesehen, daß seine Schenkel auf im Träger vorgesehenen Bahnen aus selbstschmierenden: Kunststoff gleiten. Diese Gestaltung ergibt den Vorteil eines weitgehend wartungsfreien Stoßfängersystems.

Andere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen gegeben.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein am Heck eines Personenkraftwagens angeordnetes Stoßfängersystem, in

Fig. 2 das obengenannte Stoßfängersystem im

ίο Schnitt, in

Fig. 3 ein Stoßfängersystem mit einem anderen Rückstellelement und in den

Fig. 4 und 5 die Anordnung des jeweiligen Stoßfängersystems an einem Kraftfahrzeug.

Die Fig. 1 zeigt den heckseitigen Aufbau 1 eines Personenkraftwagens 2. Dieser ist an seinem Heck mit einem über energieabsorbierende Mittel (nicht gezeigt) abgestützten Stoßfänger 3 ausgerüstet. Der Stoßfänger 3 ist Teil eines in Fig. 2 im Schnitt dargestellten Stoßfängersystems 4, bei welchem'die Stoßbelastung über einen im Aufbau 1 integrierten Träger 5 in den Aufbau 1 eingeleitet wird. Der Träger 5 ist als U-förmige Profilschiene ausgebildet. Der in einer Durchbrechung 6 des Aufbaues 1 mit seiner offenen Seite dem Stoßfänger 3 zugewandt angeordnete Träger 5 steht über seine Schenkel 7 und 8 mit dem Aufbau 1 in fester Verbindung. Über seinen die Schenkel 7 und 8 verbindenden Steg 9 kann der Träger 5 ferner mit weiteren Teilen des Aufbaues 1, bei-

JO spielsweise mit dem Kofferraumboden in einem selbsttragenden Aufbau in Verbindung stehen. Dem im wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite sich erstreckenden Träger 5 ist ein ebenfalls als U-förmige Profilschiene ausgebildeter Stoßfänger 3 zugeordnet.

J5 Die Zuordnung ist dabei so getroffen, daß der Stoßfänger 3 mit seinen Schenkeln 10 und 11 in den Träger 5 ragt. Damit ergibt sich ein bis zum Aufbau 1 geschlossener Stoßfänger 3, wodurch bei einem Aufprall auf ein Fremdfahrzeug ein Unter- oder Verhaken vermieden ist.

Als energieabsorbierende Mittel sind zwischen dem Stoßfänger 3 und dem Träger S Stoßdämpfungselemente 12 angeordnet, bei welchen bei Stoßbelastung des Stoßfängers 3 jeweils flüssiges Medium aus einer ersten Kammer 13 über Drosselstellen 14 in eine zweite Kammer 15 verdrängt wird. Die mit dem Stoßfänger 3 in Verbindung stehende erste Kammer 13 ist im wesentlichen von einem zylindrischen Faltenbalg 16 aus elastischem Material gebildet. Am stoßfängerseitigen Ende ist der Faltenbalg 16 von einem einstückig anschließenden Boden 17 verschlossen. Der Boden 17 ist in radialer Richtung über den Faltenbalg 16 hinaus zur Bildung eines Befestigungsflansches ie verlängert. Trägerseitig weist jeder Faltenbalg 16 einen radial nach außen gerichteten Befestigungsflansch 19 auf.

Alle zwischen den Flanschen 18 und 19 nach außen gerichteten Wülste 20 weisen auf ihren Kuppen Verstärkungsringe 21 auf, welche mit den Wülsten 20 einstückig in Verbindung stehen. Die Verstärkungsringe 21 dienen zur Vermeidung einer übermäßigen Aufweitung des bei einer durch Stoßbelastung ausgelösten Bewegung des Stoßfängers 3 in axialer Richtung zusammendrückbaren Faltenbalges 16 Mit der Aussteifung des Faltenbalges 16 mittels Verstärkungsringen 21 wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß der überwiegende Teil der Stoßenergie zum Ausbringen des in der Kammer 13 vorhandenen flüssigen Mediums

über Drosselstellen 14 verbraucht wird. Die Drosselstellen 14 sind in einer die Kammer 13 trägerseitig begrenzenden, festen Wand 22 angeordnet, hinter welcher in Richtung Träger 5 die zweite Kammer 15 angeordnet ist. Diese gegenüber der ersten Kammer 13 wesentlich kleiner ausgeführte Kammer 15 ist von einer halbkugeiförmig gestalteten, elastisch dehnbaren Wand 23 begrenzt, an welcher ein radial nach außen gerichteter Befestigungsflansch 24 angeordnet ist. Das bei einer Stoßbelastung des Stoßfänger 3 in die Kammer 15 verdrängte flüssige Medium dehnt die Wand 23. Nach Entlastung des Stoßfängers 3 wird das in die Kammer 15 verdrängte Medium unter der Wirkung der ihre ursprüngliche Form einnehmenden Wand 23 in die Kammer 13 zurückgedrängt, wodurch eine selbsttätige Bereitstellung des Stoßfängers 3 erreicht ist.

Zur stoßfängerseitigen Anordnung der Stoßdämpfungselemente 12 stehen diese über ein mit dem Befestigungsflansch 18 des Faltenbalges 16 zusammenwirkendes, am Steg 25 des Stoßfängers 3 befestigbares Halteteil 26 in Verbindung. Das Halteteil 26 kann in Form einer Schiene susgebildet sein, in welche alle Faltenbälge 16 einknöpfbar sind. Das Halteteil 26 kann aber auch als scheibenförmiges Einzelteil mit umgebördeltem Rand gebildet sein.

Zur trägerseitigen Anordnung der Stoßdämpfungselemente 12 ist eine im Träger 5 anbringbare Stützschiene 27 von im wesentlichen U-förmigem Querschnitt vorgesehen. Diese stützt sich über ihre an den freien Enden abgewinkelten Schenkeln 28 und

29 gegen den Steg 9 des Trägers 5 ab und bildet mit diesem eine biegesteife Einheit. In dem die Schenkel 28 und 29 verbindenden Steg 30 sind Durchbrechungen 31 angeordnet, durch welche die Kammern 15 in den im wesentlichen von der Stützschiene 27 gebildeten Raum 32 ragen. Die Stoßdämpfungselemente 12 sind mittels Schrauben 33, welche nacheinander den Befestigungsflansch 19 des Faltenbalges 16, die Kammertrennwand 22 sowie den Befestigungsflansch 24 der Kammerwand 23 durchsetzen, am Steg

30 der Stützschiene 27 lösbar befestigt.

In den rinnenartigen, von den Schenkeln 7 und 8 des Trägers 5 sowie den Schenkeln 28 und 29 der Stützschiene 27 gebildeten Zwischenräumen ist jeweils eine in ihrem Querschnitt U-förmig gestaltete Leiste 34 angeordnet. Jede der im wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite sich im Träger 5 erstrekkenden Leisten 34 steht jeweils über den auf der Stützschiene 27 aufliegenden Schenkel 35 mit den zueinander parallel verlaufenden Innenflächen an den Schenkeln 10 und 11 des Stoßfängers 3 gleitbeweglich in Verbindung. Die Führung des Stoßfängers 3 in den Leisten 34 ist so gestaltet, daß der Stoßfänger Bewegungen in und quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausführen kann, so daß auch schräg zur Fahrzeuglängsrichtung auftretende Stöße vom Stoßfänger ausweichend aufgenommen und absorbiert werden können. Zur wartungsfreien Gestaltung der Führungen des Stoßfängers 3 sind die Leisten 34 aus einem selbstschmierenden Kunststoff gefertigt. Die auf den Schenkeln 7 und 8 des Trägers 5 aufliegenden Schenkel 36 der Leisten 34 weisen an ihren freien Enden jeweils eine zum jeweiligen StoGfängerschenkel K und 11 gerichtete Abwinkelung 37 auf. Der Stoßfänger 3 weist an den freien Enden seiner Schenkel H und 11 jeweils einen nach außen gerichteten Flansct 38 auf. Durch Anschlagen der Flansche 38 gegen die Abwinkelung 37 wird der Stoßfänger 3 nach Beendi gung einer Belastung in seiner von Rückstellelementen bewirkten Rückstellbewegung begrenzt. In derr in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind ah Rückstellelemente in den Leisten 34 angeordnete Schaurnstoffeinlagen 39 vorgesehen, welche auf die Stirnflächen der Schenkel 10 und 11 einwirken.

Nach einem in Fig. 3 aufgezeigten Ausführungs· beispie! des Stoßfangersystems werden die Rück Stellelemente zwischen einem Steg 40 einer Stützschiene 41 und einem. Steg 42 eines Stoßfängers 42 angeordnet. Hierbei können die Rücksteiieiemente ir Form von Blöcken 44 aus Gummi oder Elastomerer gebildet sein und Durchbrechungen 45 aufweisen Aus Fig. 3 ist weiter ersichtlich, daß der Stoßfängei 43 über seine Schenkel 46 und 47 mit den Schenkelr 48 und 49 des Trägers 50 über jeweils eine Zwischenlage 51 aus selbstschmierendem Kunststoff gleitbeweglich in Verbindung steht. Die Führungsflächen 52

des Stoßfängers 43 sind an über die Außenseite dei Stoßfängerschenkel 46 und 47 vorstehenden Erhebungen 53 angeordnet. Jede der Zwischenlagen 51 ist über einen Flansch 54 am Träger 50 befestigbar Außerdem weist jede Zwischenlage 51 zur Begren zung der Rückstellbewegung des Stoßfängers 43 einer Anschlag 55 auf.

Die Möglichkeiten des vorstehend geschilderter Stoßfängersystems sind dann optimal ausgeschöpft wenn der jeweilige Stoßfänger für Heck und Bug ir bekannter Weise um die Ecken des Fahrzeuges herumgezogen und bis zu den Radausschnitten 5t (Fig. 1) verlängert ausgebildet ist und diesen etwa ir Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Stoßfängerabschnitten jeweils eine im Aufbau entsprechende Ver- tiefung zugeordnet ist. Damit auf die vorgenannter Stoßfängerabschnitte einwirkende Belastungen gut aufgenommen und abgebaut werden, sind die in der Eckbereichen des jeweiligen Trägers angeordneten Stoßdämpfungselemente zur Fahrzeuglängsachse

schräg angeordnet. Bei langen seitlichen Stoßfängerabschnitten können diese über in ihrem Bereich angeordnete Stoßdämpfungselemente gegen der Aufbau abgestützt werden.

Das obengenannte Stoßfängersystem eignet sich

ΐ,ο aber auch zur Anordnung in den Längsseiten des Aufbaues eines Fahrzeuges, insbesondere zwischen der Radausschnitten eines Personenkraftwagens. Aus den Fig. 4 und S ist jeweils eine Anordnung eines auf die jeweiligen Rückstelielemente abgestellten Stoßfän gersysstems rund um ein Fahrzeug aufgezeigt.

Abschließend kann gesagt werden, daß die in den Aufbau integrierten Träger für die in und quer zui Fahrzeuglängsrichtung schwimmend gelagerten Stoßfänger wesentlich zur Erhöhung der Steifigkeit der be- treffenden Abschnitte des Fahrzeugaufbaues und bei Anordnung nach den letztgenannten Figuren auch zui Erhöhung der Steifigkeit des gesamten Aufbaues beitragen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stoßfängersystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit einem im Querschnitt U-förmigen Stoßfänger, welcher mit seiner offenen Seite einer rinnenartigen Vertiefung in der Karosserie bzw. im Aufbau zugewandt angeordnet ist und mit einem die Vertiefung begrenzenden Träger Ober Stoßdämpfungselemente und von diesen baulich getrennte Rückstellelemente in Verbindung steht, gekennzeichnet durch folgende für sich bekannte Merkmale:

a) der Stoßfänger (3; 43) ist über seine Schenkel (10 und 11, 46 und 47) im Träger (5; 50) geführt angeordnet,

b) die Stoßdämpfungselemente (12) sind jeweils aus zwei, durch eine gemeinsame Wand (22) getrennte Kammern (13 und 15) gebildet, wobei bei Belastung des Stoßfängers (3; 43) flüssiges Medium der ersten Kammer (13) über Drosselstellen (14) in der Trennwand in die zweite Kammer (15) verdrängt wird,

c) die Rückstellelemente (39; 44) sind aus einem volumenelastischeu Material gebildet.

2. Stoßfängersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (5; 50) in bekannter Weise als U-förmige Profilschiene ausgebildet ist, welche mit den freien Enden ihrer Schenkel (7 und S; 48 und 49) mit dem Fahrzeugaufbau (1) in Verbindung steht.

3. Stoßfängersystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Träger (5) entlang seiner Schenkel (7 und 8) verlaufende Leisten (34) von U-förmigem Querschnitt angeordnet und jeweils wenigstens mit einem Schenkel zur Führung des Stoßfängers (3) in und quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgebildet ist.

4. Stoßfängersystem nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer Stützschienc (27) aufliegenden Schenkel (35) der Leisten (34) mit den zueinander parallel verlaufenden Innenflächen der Schenkel (10 und 11) des Stoßfängers (3) gleitbeweglich in Verbindung stehen.

5. Stoßfängersystem nach den Ansprüchen 1—4. dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (34) an den freien Enden der Schenkel (36) jeweils eine zum jeweiligen Stoßfängerschenkel (10 und 11) gerichtete Abwinkelung (37) aufweisen, gegen weiche der Stoßfänger (3) über an seinen Schenkeln angeordnete Flansche (38) anschlägt.

6. Stoßfängersystem nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leiste (34) sus einem Kunststoff mit Selbstschmiereigenschaft gebildet ist.

7. Stoßfängersystem nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (13) von einem zylindrischen Faltenbalg (16) aus elastischem Material gebildet ist, welcher am stoßfängerseitigen Ende von einem einstückig anschließenden Boden (17) verschlossen ist, an beiden Enden radial nach außen gerichtete Befestigungsflansche (18 und 19) aufweist und auf den Kuppen der nach außen gerichteten Wülste (20) mit Verstärkungsringen (21) in einstückiger Verbindung steht.

8. Stoßfängersystem nach den Ansprüchen 1-7,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (15) kleiner als die erste ausgebildet und von einer halbkugelförmigen, elastisch dehnbaren Wand (23) mit radial nach außen gerichtetem Befesti--' gungsflansch (24) gebildet ist.

9. Stoßfängersystem nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß zur trägerseitigen Anordnung der Dämpfungselemente (12) eine im Träger (5; 50) anbringbare Stützschiene (27; 41) von U-förmigem Querschnitt vorgesehen ist, welche über ihre nach außen abgewinkelten Schenkel mit dem Steg des Trägers in Verbindung steht und im eigenen Steg Durchbrechungen zur Anordnung der zweiten Kammer (15) in den im wesentlichen von der Stützschiene gebildeten Raum aufweist.

10. Stoßfängersystem nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Leiste (34) eine auf die Stirnfläche des jeweiligen Stoßfängerschenkels (10 und 11) einwirkende Schaumstoffeinlage (39) als den Stoßfänger (3) nach einer Stoßbelastung in seine Ausgangsposition rückstellendes Element angeordnet ist.

11. Stoßfängersystem nach mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückstellung des Stoßfängers (43) zwischen den Stegen einer Stützschiene (41) und des Stoßfängers angeordnete, unter Vorspannung eingebaute Elemente (44) vorgesehen sind.

12. Stoßfängersystem nach mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksteiieiemente (44) in bekannter Weise in Form von Blöcken aus Gummi oder Elastomeren gebildet sind.

13. Stoßfängersystem nach mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßfänger (43) über seine Schenkel (46 und 47) mit den Schenkeln (48 und 49) des Trägers (50) über jeweils eine Zwischenlage (51) aus selbstschmierendem Kunststoff gleitbeweglich in Verbindung steht.

14. Stoßfängersystem nach mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (51) einerseits einen Flansch (54) zur lösbaren Befestigung am Träger (50) und andererseits einen Flansch (55) als Anschlag zur Begrenzung der Rückstellbewegung des Stoßfängers (43) aufweist.

15. Stoßfängersystem nach mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die an sich bekannte Anordnung in den Längsseiten des Fahrzeugaufbaues (1) eines Personenkraftwagens.