DE2411794A1

DE2411794A1 - Zusammengesetzte stosstange fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2411794A1
Application number: DE2411794A
Authority: DE
Inventors: Marcel Goupy; Pierre Roubinet
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Priority date: 1973-03-13
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1974-09-19
Also published as: GB1459301A; US3883168A; FR2221930A5; IT999939B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stoßstange für Kraftfahrzeuge ,

Es sind bereits zusammengesetzte verbesserte Stoßstangen bekannt, die mit federnd oder als Dämpfer wirkenden Zusatzteilen ausgerüstet sind. Beispielsweise hat man an üblichen Stoßstangen zusätzliche Hydraulikzylinder, mit Gas aufblasbare oder flüssigkeitsgefüllte Elemente, Federn, brechbare- Teile u. dgl. angebracht, damit ein gewisses

AO9838/0354

Quantum kinetischer Energie bei einem Aufprall des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis aufgezehrt wird.

Daraus ergaben sich aber häufig komplizierte, schwere und kostspielige Anordnungen, deren Energieabsorptionskoeffizient ungüäLchmässig war.

Sehr befriedigende Ergebnisse liessen sich mit einer Stoßstange erzielen, die nach dem in der deutschen Patentanmeldung P 22 61 4M-7.7 der Anmelderinnen vom 15; Dezember 1972 beschriebenen Prinzip gebaut waren; danach wird die Stoßstange nach dem Fadenwickelverfahren durch Wickeln von vorbelasteten, mit härtendem Kunststoff überzogenen Glasfasern um einen abnehmbaren Kern hergestellt, so daß die zueinander parallel in horizontalen Ebenen gewickelten Windungen die Höhe der Stoßstange bestimmen. Man kann auf diese Weise eine Schleife herstellen, die durch einen Schnitt in Richtung ihrer Längsachse in zwei Teile zerlegt wird, so daß zwei Stoßstangen entstehen.

Bei diesem Herstellungsverfahren treten jedoch Schwierigkeiten auf, wenn die Stoßstange öffnungen zur Aufnahme von Lampen oder Lüftungskanälen erhalten soll, weil dann ein so eifach wie oben beschrieben ablaufender Fadenwickelvorgang nicht geeignet ist.

Die Erfindung zeigt eine Lösung für derartige Probleme, wonach Stoßstangen mit hohen Energieabsorptionswerten einfach und wirtschaftlich hergestellt werden können, indem man von dem Vorgang der schichtweisen Anordnung von mit polymerisierbaren Kunststoffen überzogenen Glasfasern ausgeht.

Die zusammengesetzte Stoßstange gemäß der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem

409838/0354

Formelement besteht, das die genannten öffnungen aufweist und von einer Schicht aus Fasern und Harz ohne bevorzugte Festigkeitsrichtung und mindestens einem Verstärkungselement gebildet ist, das aus einer Schicht aus harzgetränkten Fäden oder Fasern mit bevorzugter Festigkeitsrichtung besteht und die genannten öffnungen ausspart.

Im Rahmen der Erfindung gibt es verschiedene Ausführungsformen für derartige Stoßstangen, auch verschiedene Herstellungsverfahren, wie weiter unten gezeigt wird; bei einigen dieser Verfahren wird die Eadenwickeltechnik für die Herstellung der in einer Richtung geschbhteten Verstärkung angewendet.

Nachstehend werden mehrere Ausführungsbäspiele von erfindungsgemäßen Stoßstangen beschrieben und anhand der Zeichnungen erläutert, die folgendes darstellen:

Fig, I einen Querschnitt durch eine Stoßstange;

Fig, 2 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung einer Möglichkeit für die Herstellung von Stoßstangen nach Fig. 1; ■ ·

Fig. 3 einen Teilschnitt durch Hilfsmittel für das in Fig. 2 angedeutete Herstellungsverfahren;

Fig, 4 einen Querschnitt durch ein Stoßstangenelement während einer Phase des Formpressens;

Fig, 5 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung der Herstellung von Einzelbestandteilen für das Stoßstangenelement nach Fig. 4;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5;

409838/0354

Fig, 7 einen Querschnitt durch ein Stoßstangenelement während einer Phase des FormpreßVorgangs.

Die in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Stoßstange zeigt ein Element 1, das etwa U-Quersc hnitt hat und in üblicher Weise durch Pressen in die ungefähre Form einer Stoßstange . gebracht worden ist; es enthält Fasern (Glasfasern, Kohlenstoff asern), die mit Polyester^ Epoxid- oder sonstigen organischen Harzen vor oder nach dem Pressen getränkt sind. Das Element kann somit als Schichtstoff ohne bevorzugte Festigkeitsrichtung mit gekreuzten Fasern bezeichnet werden.

Die nicht gezeichnete Preßform ist einfach in üblicher, beliebiger Weise so ausgeführt, daß in dem Element 1 öffnungen entstehen, wie sie bei 2 in Fig. 2 angedeutet sind und die, wie erwähnt, Lampen oder Lüftungskanäle aufnehmen sollen.

Die Stoßstange nach Fig. 1 weist ausserdem zwei Verstärkungsteile 3 bzw. M- auf, die den oberen bzw. unteren Schenkel des Eleaents 1 sowie teilweise auch dessen Vorderfläche bedecken, zwischen denen aber.ein Abstand bleibt, der zumindest gleich der Höhe der öffnungen 2 ist. Diese Elemente und 4 stellen Schichtstoffe mit bevorzugter Festigkeitsrichtung aus mit härtbarem Kunststoff umgebenen Glasfasern dar und können nach dem Fadenwickelverfahren hergestellt werden. Zu diesem Zweck werden zwei gepreßte Stoßstangenelemente 1 mit ihren Enden gegeneinander gesetzt (vgl. Fig, 2), so daß eine geschlossene Schleife entsteht, an der entlang des Fadenwickeln um eine senkrecht zur Ebene dieser Schleife stehende Achse, die schematisch bei 5 angedeutet ist, ausgeübt wird; der Pfeil 6 gibt eine mögliche Wickelrichtung an. ·

Λ09838/0354

Eine derartige Wicklung kann in einem Raum vorgenommen werden, der von einem innerhalb der Schleife liegenden Kern und einem die Schleife umgebenden Gürtel begrenzt wird. In diesem Fall können die obere und-die untere Seite des Elements 1 der SdiLeife nacheinander nach dem Wenden der Schleife behandelt werden.

Fig. 3 stellt ein Beispiel für Hilfsmittel dar, mit denen gleichzeitig unter Vorbelastung Bewicklungen vorgenommen werden können, die die beiden Elemente 3 und M· entstehen lassen. In diesem Fall werden die beiden Elemente 1 als geschlossene Schleife auf eine Unterlage 7 gesetzt, die die Form einer Spule hat und eine mit Zentrierfingern 8 für jedes Element 1 versehene Nabe 7a aufweist, sowie abnehmbare Backen 7b, 7c, die gegenüber den Flügeln jedes Elements 1 den Raum abgrenzen, der dem Raum für das Verstärkungselement 3 oder M- entspricht. Diese Elemente können miteinander somit den Gegenstand zum Aufbringen einer Wicklung nach dem Fadenwickelverfahren bilden (vgl. Fig. 2), wobei diese Elemente 1 um bewickelt werden zu können, mit Hilfe eines abnehmbaren Bandes 9 auf der Spule festgeklemmt werden können.

Dann wird in einem zweiten Preßvorgang eine Elastomerschicht 10, beispielsweise aus halbhartem Polyurethan oder einem harten Kunststoff, auf die offenliegenden Flächen der Elemente 1 und 3,4 der Stoßstange aufgetragen, wie in Fig. dargestellt, wobei die Öffnungen 2 ausgespart werden.

Eine andere Ausführungsform einer derartigen Stoßstange wird in den Fig. M- bis 6 erläutert. Die Fig. 5 und 6 beziehen sich auf eine erste Herstellungsphase, in der Verstärkungselemente 11 und 12 nach dem Fadenwicke lveröiren hergestellt werden, wobei mit härtendem Kunststoff, ummantelte Fasern auf eine Spule 13 gewickelt werden, deren Kernstück 13a und Flan-

409838/0354

ken 13b, 13c einen Raum begrenzen» der der Form der beiden Elemente 11 und 12 entspricht. Die Bewicklung.kann leicht mit vorbelastetem Faden erfolgen» wozu die Spule in Drehung versetzt wird. Die Elemente 11 und 12 entstehen schließlich durch Aufschneiden der mit dieser Spule hergestellten Wicklung in zwei Teile, wie in Fig· 5 angedeutet.

Dann werden in einem in Fig. ^ dargestellten Preßvorgang die beiden Verstärkungselemente 11 und 12 mit bevorzugter Festigkeitsrichtung in der dort gezeigten- Weise auf einen ihnen angepaßten Formstempel Vi gesetzt und mit von organischen Harzen getränkten Fasern bedeckt, die von einem mit demFormstempel IH zusammenwirkenden Preßformteil 15 zu einem Stoßstangenelement gepreßt werden, dessen Aussehen etwa dem des Elements 1 der-oben beschriebenen Ausführung entspricht und in dem, wie dort, mit den Formteilen IH, 15 öffnungen an den erforderlichen Stellen ausgespart sind. Bei dem Element 16 handelt es sich, wie bei dem Element 1, um eine Schicht ohne bevorzugte Festigkeitsrichtung.

In einem zweiten Herstellungsschritt wird dann das Formteil 15 gegen ein nicht gezeichnetes Formteil ausgetauscht, mit dem auf das Element 16 eine halbharte oder harte Materialschicht aufgebracht wirtj die der Schicht 10 aus dem vorhergehenden Fall entspricht.

Eine weitere Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Stoßstange ist in Fig. 7 dargestellt. In diesem Fall werden zwischen den beiden Preßformteilen 17 und 19 gleichzeitig ein Faservlies 20 ohne bevorzugte Festigkeitsrichtung und zwei Verstärkungen 18 mit bevorzugten Festigkeitsrichtungen miteinander verpreßt. Diese Verstärkungen mit bevorzugter Festigkeitsrichtung bestehen aus durchlaufenden parallellie-

409838/0354

genden, vorher beharzten oder nicht beharzten Fasern (Glas oder Kohlenstoff). Sie können durch einen Wickelvorgang oder durch Zusammenlegen parallellaufender Fasern hergestellt worden sein. Zwei die Basis der positiven Preßform umgebende Nuten 17a sind vorgesehen, um die Verstärkungen 18 mit bevorzugter Festigkeitsrichtung aufzunehmen. Danach wird eine Schicht aus halbhartem oder hartem Material aufgebracht, wie es schon in den vorhergehenden Fällen vorgesehen war.

Für die Schicht mit bevorzugter Festigkeitsrichtung oder der Fadenwicklung aus Fäden mit einem Durchmesser zwischen etwa 8 und IH ja werden beispielsweise 50 bis 80 % Fasermaterial (vorzugsweise Glasfasern E) und 20 bis 50 % Harz (Polyester- odea? Epoxidharz) verwendet.

Die Schicht, vorzugsweise vorbeharzte ohne bevorzugte Festigkeitsrichtung, besteht zu ungefähr 25 bis 35 % aus Glasfasern und zu ungefähr 65 bis 75 % aus beschwertem oder nicht beschwertem Harz.

An einer Stoßstange von 18 50 mm Abwicklungslänge, 4 mm Stärke der Vorderseite und 6 mm Stärke der Randleisten sind Schlagprüfungen vorgenommen worden; es zeigte sich, daß eine Energie von 1000 Joule reversible aufgenommen wurde und 2000 Joule zu irreversiblen Verformungen führten.

Ganz allgemein kann man an den beschriebenen Stoßstangen noch zusätzliche Energieabsorber anbringen, die die Verbindung zwischen der Rückseite der Stoßstange und dem Fahrzeugaufbau herstellen.

Patentansprüche t

409838/0354

Claims

Patentansprüche

1_# Zusammengesetzte Stoßstange für Kraftfahrzeuge, mit öffnungen für die Aufnahme von Lampen oder Belüftungskanälen,

dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Formelement
(1) besteht, das die genannten öffnungen (2) aufweist
und von einer Schicht aus Fasern und Harz und ohne bevorzugte Festigkeitsrichtung und mindestens einem Verstärkungselement gebildet ist, das aus einer Schicht
aus harzgetränkten Fäden oder Fasern mit bevorzugter
Festigkeitsrichtung besteht und die genannten öffnungen ausspart·

2» Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter anderem ein Belag (10) auf ihrer den Stößen ausgesetzten Seite vorgesehen ist.

3. Stoßstange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag (10) aus einem Elastomer besteht·

H. Stoßetange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement insgesamt U-förmigen Querschnitt hat und zwei Verstärkungselemente (3, ¹O aufweist, die längs der

409838/0354

Schenkel des U verlaufen.

5. Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement hohl ist und daß das Verstärkungselement die Ränder des Formelements umgürtet.

6. Verfahren zum .Herstellen von Stoßstangen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- Formelemente gepreßtwerden;

- zwei von ihnen zu einer geschlossenen Schleife zusammengesetzt werden;"

- die genannte Schicht mit bevorzugter Festigkeitsrichtung durch Fadenwicklung um jede der genannten Schleifen gebildet wird;

- und die genannte Schicht mit bevorzugter Festigkeitsrichtung an den Stoßstellen der Formelemente aufgeschnitten wird, so daß zwei Stoßstangen entstehen.

7, Verfahren zum Herstellen von Stoßstangen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wicklung mit vorbelastetem Faden um eine Spule, die eine Halterung der beiden zu einer geschlossenen Schleife zusammengesetzten Formelemente (1) darstellt, und zwischen diese Formelemente und zugeordnete Backen (7b, 7c) der Spule vorgenommen wird»

8, Verfahren zum Herstellen von Stoßstangen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

4 0*9 838/0354

-ΊΟ -

- durch einen FadenwickeIvorgang mit belastetem Faden eine geschlossene Schleife hergestellt wird;

- die Schleife in zwei Teile zerschnitten wird, um zwei Verstärkungselemente (11, 12) in Form von Schichten mit bevorzugter Festigkeitsrichtung zu erhalten;

- und die Vers tarkungse lemente in eine Preßform gelegt werden, in der die genannte Schicht (16) ohne bevorzugte Festigkeitsrichtung mit diesen Elementen zu einem einheitlichen Bauteil verbunden wird und die allgemeine Form von Stoßstangen erhält.

9. Verfahren zum Herstellen von Stoßstangen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- mindestens ein Verstärkungselement als Schicht (18) mit bevorzugter Festigkeitsrichtung durch einen Fadenwickelvorgang um ein positives Formelement an der Basis (17a) der Positivform (17) hergestellt wird;

- und mit dieser Schicht (18) mit bevorzugter Festigkeitsrichtung eine Schicht (20) ohne bevorzugte Festigkeitsrichtung zu einer Stoß stangen form verpreßt "Wird.

10. Verfahren zum Herstellen von Stoßstangen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- zwei Verstärkungselemente in Form einer Schichtnit bevorzugter Festigkeitsrichtung durch Anordnen und Ablegen von parallel zu der Basis einer Positivpreßform verlaufenden Fasern hergestellt werden;

- und mit diesen Elementen eine Schicht ohne bevorzugte Festigkeitsrichtung zu einer Stoßstangenform verpreßt

wird. /^)

per Paten-tranwalt

409838/03