DE2509265C2 - Stoßfänger für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Stoßfänger für KraftfahrzeugeInfo
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- B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
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- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
- F16F7/121—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members the members having a cellular, e.g. honeycomb, structure
Description
35
Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegirff des Anspruchs 1.
Der DE-AS 12 08 208 ist ein derartiger Stoßfänger für
Kraftfahrzeuge als bekannt entnehmbar, bei dem die zwischen der Stoßstange und der Karosserie angeordneten
Deformationsglieder topfartig ausgebildet sind und aus Blech oder Kunststoff bestehen. Wirkt auf
diesen bekannten Stoßfänger eine Aufprallkraft, so bleiben die topfartigen Deformationsglieder zunächst
unverformt, bis eine gewisse Kraftspitze überschritten wird. Die Deformationsglieder knicken dann ein, wobei
ihre Widerstandskraft erheblich abnimmt. Ein solcher
Verlauf der Widerstandskraft ist insofern nachteilig, als einerseits das Energieabserptionsvermögen insgesamt
relativ gering ist und andererseits aufgrund der Kraftspitze, die in die Karosserie des Kraftfahrzeugs
eingeleitet wird, eine Beschädigung der Karosserie eintreten kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stoßfänger der im Oberbegriff des Anspruches 1
angegebenen Art das Auftreten einer Kraftspitze zu b0
verhindern, um dadurch das Energieabsorptionsvermöggen
zu erhöhen und eine Beschädigung der Karosserie ffdes Kraftfahrzeuges schon bei kleineren Aufprallstößen
zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausbildung des Stoßfängers gelöst, wie sie in dem
Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen
entnehmbar.
Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Zurücksetzen der Stirnflächen eines Teils der Einzelprismen jedes
Deformationsgliedes werden eine Kraftspitzs und der daran anschließende starke Kraftabfall bei einem
Aufprall vermieden. Es ergibt sich dadurch eine insgesamt höhere Energieabsorption und eine geringere
Krafteinleitung in die Karosserie des Kraftfahrzeugs. Durch die zurückgesetzten Stirnflächen werden die
Einzelprismen nich' alle gleichzeitig von i_er Aufprallkraft
betroffen und daher auch nicht gleichzeitig, sondern nacheinander verformt Die Querwand unterstützt
dies, indem sie verhindert, daß die sich verformenden Einzelprismen die mit ihnen verbundenen
Einzelprismen ebenfalls abknicken.
Gemäß der DE-AS 19 23 305 und der US-PS 37 44 835 gehört es schon zum Stand der Technik, einen
für Kraftfahrzeuge bestimmten Stoßfänger selbst aus einer Vielzahl miteinander vereinigter hohler Einzelprismen
zu bilden. Im Falle der DE-AS 19 23 305 ist auf einem Trägerprofil ein energieverzehrendes Paket
angeordnet, das aus Wabenmetall bestehen kann und von Polyurethanschaum umschlossen ist. Die Anordnung
von energieverzehrenden Deformationsgliedern zwischen Stoßstange und Karosserie des Kraftfahrzeuges
ist ausdrücklich nicht vorgesehen. Im Falle der US-PS 37 44 835 sitzt die in · Honigwabenstruktur
ausgebildete Stvßstange unmittelbar auf der Frontpartie der Karosserie des Kraftfahrzeuges. Aus rein
stilistischen Gründen haben hier die Honigwaben bzw. Einzelprismen entsprechend der gewünschten Kontur
der Stoßstange unterschiedliche Längen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es
zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoßfängers.
F i g. 2 eine perspektivische, teilweise weggebrochene Ansicht desselben Stoßfängers,
F i g. 3, 4 und 5 verschiedene Querschnittsformen der Einzelprismen der Deformationsglieder,
Fig.6 und 7 Energieaufnahmekennlinien verschiedener
Arten von Stoßfängern,
F i g. 8 den Zusammenhang zwischen der Eindringtiefe und der Oberfläche der Einzelprismen, die am
Verformungsvorgang teilnehmen,
F i g. 9 eine Ausführungsform der Kontaktfläche eines Deformationsgliedes mit der Stoßstange.
Fig. 10—13 Längsschnitte verschiedener Deformationsglieder,
wobei die Einzelprismen zur Vereinfachung mit gleichen Längen dargestellt sind.
Gemäß F i g. 1 und 2 setzt sich ein erfindungsgemäßer Stoßfänger aus einer im Querschnitt ein Profil bildenden
Stoßstange 1, Deformationsgliedern 2 und einer Ummantelung 3 zusammen.
Die Stoßstange 1 ist zweckmäßigerweise aus einem Glasfaserband aufgebaut, das mit einem hitzehärtbaren
Harz getränkt ist.
Die Deformationsglieder 2 sind durch Nebeneinanderanordnung einer Vielzahl von geraden Einzelprismen
mit Wänden von geringer Dicke gebildet, die aus thermoplastischen Harzen oder aus thermosplatischen
bzw. hitzehärtbaren Elastomeren preßgeformt sind. Der Querschnitt der Deformationsglieder kann verschiedene
Arten von gleichen oder unterschiedlichen Prismenformen vereinigen. In F i g. 3 sind z. B. sechseckige, in
Fig.4 rautenförmige und in Fig.5 kreisförmige Einzelprismen gezeigt, welch letztere durch Zwischen-
wände miteinander verbunden sind.
Wenn die Deformationsglieder eines Stoßfängers Aufprallkräften ausgesetzt werden, tritt bei bekannten
Stoßfängern, wie das Diagramm gemäß F i g. 6 erkennen läßt, eine Kraftspitze 4 auf, die dem Beginn des
Abknickens der Wände entspricht und der ein Kraftverlauf 5 folgt, der durch aufeinanderfolgende
Weilen gekennzeichnet ist.
Eine Besonderheit der Erfindung besteht im Vermeiden einer solchen Kraftspitze, die das Energieabsorptionsvermögen
des Stoßfängers herabsetzt und die Gefahr von örtlichen Verformungen der Zonen der
Karosserie des Kraftfahrzeuges herbeiführt, gegen welche sich die Defonnationsglieder abstützen.
Die Unterdrückung der Kraftspitze wird dadurch erreicht, daß das Profil der Abstützfläche der Deformationsglieder
mit Bezug auf dasjenige der Karosserie oder Stoßstange derart verändert wird, daß die
Längswände der Einzelprismen zu Beginn des Eindringvorgangs nicht alle gleichzeitig betroffen werden.
Beispielsweise ist während der ersten Millimeter des Eindringvorgangs zu Beginn eines Stoßes Aur ein Drittel
oder die Hälfte der Kontaktfläche mit der Stoßstange 1 oder der Karosserie betroffen, während der übrige Teil
der Kontaktfläche erst danach betroffen wird.
F i g. 6, 7,8 und 9 erläutern diese Arbeitsweise. F i g. 6
zeigt, wie schon erwähnt, das Diagramm der Stoßkraft in Abhängigkeit von der Eindringtiefe für einen
bekannten Stoßfänger. Wie ersichtlich, steigt die Kraft bis zur Kraftspitze 4 an und fällt dann beim Abknicken
der Wände ab, worauf sie einen wellenförmigen Kraftverlauf 5 nimmt.
Fig. 7 stellt das entsprechende Diagramm für einen
Stoßfänger dar. bei dem zumindest eine der Anlageflächen
der Deformatiunsglieder so profiliert ist, daß die Anlagefiächen in Abhängigkeit von der Eindringtiefe
gemäß einem Verlauf nach Fig.8 zur Wirkung kommen, wonach erst für eine Eindringtiefe entsprechend
der Kraftspitze 4 gem. Fig. 6 die stirnseitige Gesamtob.rfläche des Deformationsglieds von der
Krafteinwirkung betroffen zu werden beginnt.
In F i g. 7 läßt sich die Unterdrückung d?r Kraftspitze
und die Bildung eines wellenförmigen Kraftverlaufs 6 feststellen.
In Fig. 9 ist ein Stirnflächenprofil 7 für die
Deformationsglieder dargestellt, welches der in F i g. 8 dargestellten Abhängigkeit zwischen Eindringtiefp und
beaufschlagtem Stirnfiächenanteil der Deformationsglieder Rechnung trägt
Eine weitere Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß senkrecht zu den Längsw^nden der
Einzelprismen eine Querwand 20 angeordnet ist, die besonders wirksam ist, wenn Deformationsglieder von
großer Länge gewählt worden sind, um große Eindringtiefen zu ermöglichen (Fig. 10). Es wurde
festgestellt, daß zwei hintereinander angeordnete Deformationsglieder von geringerer Länge, von denen
jedes eine Querwand 20 an seiner Basis aufweist (Fig. 11), einen besseren Wirkungsgrad ergeben als ein
einziges Deformationsglied gleicher Gesamtlänge, das an seiner Basis mit einer Querwand 20 versehen ist
(F i g. 10). Die gleiche Kraft wie boi der Ausführung nach
Fig. 11 kann aber auch ein einziges Deformationsglied
von gleicher Gesamtlänge aufnehmen (F i g. 12), bei dem die Querwand 20 entspreche -\d wie in Fig. 11
angeordnet ist. Da die Deformation'glieder im Spritzgußverfahren
hergestellt werden können, ist es auch möglich, die Querwände in unterschiedlichen Höhen
vorzusehen (Fig. 13).
E? wurde festgestellt, daß die Querwand 20 eine besonders vorteilhafte Wirkung hat, wenn sie die
Längswände (8) (Fig. 12) bzw. 9 (Fig. 13) jedes Einzelprismas längenmäßig im Verhältnis von 4 zu 10
bis 7 zu 10 unterteilt.
Zur Herstellung erfindungsgemäßer Deformationsgiiedersind
beispielsweise Polyäthylen und Polyurethan verwendbar. Es ist vorteilhaft, die Deformationsglieder
aus einem Material herzustellen, dessen Zug- bzw. Druckelastizitätsmodul sich mit der Temperatur nur
π wenig verändert. Thermoplastische Polyester sind
wegen ihrer geringen Veränderung zwischen —400C
und +60°C von besonderem Interesse. Außerdem können hitzehärtbare Elastomere verwendet werden.
Zu diesen gehören Naturkautschuk, Polyisopren, PoIy-
butadien, Kautschuk vom Typ der Äthylen-Propylen-C.enmonomere,
gemischt mit ölen, die wegen ihrer geringen Veränderung der Viskosität in Abhängigkeit
von der Temperatur gewählt werden, und Silikonelastomere.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
- Patentansprüche:L Stoßfänger für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer mit einer Ummantelung aus dehnbarem Material versehenen, im Querschnitt ein Profil bildenden Stoßstange, die durch wenigstens zwei Deformationsglieder an der Karosserie des Kraftfahrzeugs abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformationsglieder (2) jeweils in an sich bekannter Weise aus einer Vielzahl zueinander paralleler, miteinander vereinigter hohler Einzelprismen gebildet sind, deren Längsachsen in Stoßrichtung orientiert sind, daß bei jedem Deformationsglied (2) die Stirnflächen eines Teils der Einzelprismen auf einer Länge zurückgesetzt sind, die mit demjenigen Verformungsweg des Deformationsglieds übereinstimmt, bei dem ohne Zurücksetzen der Stirnflächen eines Teils der Einzelprismen eine Kraftspitze auftreten würde, und daß die Einzelprismen jeweils eine Querwand (20) aufwej.-";n.
- 2. Stoßfänger nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die rückgesetzten Stirnflächen eines Teils der Einzelprismen etwa 30 bis 50% der Gesamtstirnfläche aller Einzelprismen ausmachen.
- 3. Stoßfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (20) die Einzelprismen jeweils in zwei Yeile aufteilt, und zwar in ihrer Längsrichtung in einem Verhältnis von 4 zu 10 bis 7 zu 10.
- 4. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ^kennzeichnet, daß die Deformationsglieder (2) aus einem Kunstharz bestehen, dessen Zugbzw. D-ruckelastizitätsmouul sich nur wenig mit der Temperatur verändtrt30
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