DE2708856A1 - Kunststoffstosstange, insbesondere fuer automobile - Google Patents
Kunststoffstosstange, insbesondere fuer automobileInfo
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Description
HOFFMANN · EITI }Γ & PAKT]V EIi
2 7 0 8 8 5 G
DIPL.-ING. K. FOCHSlE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEILASTRASSE 4 (STERNHAUS) - D-SOOO MÖNCHEN 81 ■ TELEFON (089) »11087 . TELEX 05-29619 (PATH E)
STARS Stampaggio Resine Speciali S.p.A., VILLASTELLONE,
(Turin) / Italien
Kunststoffstoßstange, insbesondere für Automobile
Die Erfindung betrifft eine aus Kunststoffmaterial hergestellte Stoßstange, die insbesondere für Automobile geeignet ist.
Bekanntlich herrscht derzeit die Tendenz, Motorfahrzeuge im allgemeinen,
und insbesondere Automobile nicht mit den üblichen Metallstoßstangen, sondern mit aus einem Polymermaterial hergestellten
zu versehen. Die aus Polymermaterial hergestellten Stoßstangen bieten viele Vorteile, insbesondere geringere Kosten, ein
niedrigeres Gexvicht, einfachere Herstellung, besseren Widerstand
gegen atmosphärische Einflüsse, und insbesondere bessere funktioneile Qualitäten.
Bei KunststoffStoßstangen wird die Kraft des Aufpralls durch
elastische anstelle von plastischer Verformung absorbiert, vorausgesetzt, daß die Aufprallkraft innerhalb einer Grenze bleibt, die
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mit den Widerstandswerten des verwendeten Materials vereinbar ist,
was den Elastizitatsmodulus und das Moment des Widerstandsteils der Stoßstange betrifft.
Stoßstangen zur Anbringung an Automobilen werden bereits aus warmhärtbarem Kunststoffmaterial hergestellt, das einen ausreichend
hohen Modulus besitzt um die Herstellung von aus einer Platte mit C-förmigem Querschnitt bestehenden Stoßstange! zu ermöglichen, wobei
das Trägheitsmoment dieses Teils ausreicht um der Stoßstange trotz relativ geringer Dicke die notwendige Steifigkeit zu verleihen.
Die bevorzugte Verwendung von thermoplastischem anstelle von warmhärtbarem Material wegen der geringeren Kosten und der einfacheren
Verarbeitung ist jedoch problematisch durch den geringen Moduluswert des Materials (ungefähr 1/8 des Modulus des warmhärtbaren Materials).
Dieser Umstand erfordert eine Versteifung der Struktur zur Erhöhung des Trägheitsmoments des Widerstandsteils bei Beanspruchung durch
Verbiegung oder Verdrehung.
Bei einer Stoßstange mit dem oben beschriebenen C-förmigen Querschnitt
kann ein erhöhtes Trägheitsmoment bei gleicher Materialdicke durch an der Innenfläche der Stoßstange angeordnete Rippen errreicht werden.
Wenn jedoch eine derartige Stoßstange gemäß dem bekannten Formungsverfahren hergestellt wird, entsteht dabei der in der Technik bekannte
Machteil von sogenannten Schwindhohlräumen, d.h. es bilden
sieh an der Vorderfläche gegenüber der gerippten Fläche den Rippen entsprechend angeordnete Hohlräume, die mit vergrößerter Rippendicke
ebenfalls an Größe zunehmen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese bekannten Nachteile zu beseitigen und eine Stoßstange vorzusehen, deren Struktur die Verwandung
eines Materials mit einem niedrigen Moduluswert, insbesondere eines thermoplastischen Materials gestattet, dessen Steifigkeit vorbestirnmbar
ist, wobei die Stoßstange mit den herkömmlichen Formungsverfahren herstellbar ist, ohne den Nachteil, daß Schwindhohlräume oder
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andere Ungleichmäßigkeiten an der sichtbaren Oberfläche entstehen.
Weiterhin ist es ein Ziel der Erfindung, die Herstellung von Stoßstangen aus warmhärtbarem Material zu ermöglichen, wobei bei gleichen
Abmessungen und/oder gleicher Dicke des Materials die Steifigkeit gemäß vorbestimmten Konstruktionskriterien veränderbar ist, oder
bei gleichbleibender Steifigkeit die Dicke des Materials verringerbar ist.
Vorteilhaft ist dabei die Möglichkeit, eine einfach gebaute Stoßstange
mit niedrigeren Kosten herzustellen, welche sich für Massenproduktion eignet.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Kunststoffstoßstange dadurch erreicht,
daß die Stoßstange aus einem Verbund hergestellt ist, bestehend aus einem Außenmantel 10 mit C-förmigem Querschnitt und einer
mit dem Außenmantel (10) verbundenen und mit diesem dem Verbund bil^·'
denden Rückenplatte 11, wobei der Verbund im Querschnitt wenigstens teilweise einen geschlossenen Ring bildet, und die ein beliebiges
Profil aufweisende Platte 11 mit beliebig angeordneten und ausgerichteten Versteifungsrippen 12 versehen ist, die das Trägheitsmoment des
gesamten YJiderstandsteils verstärken.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden Mantel
und Rückenplatte der Stoßstange durch Vorsehen von festangebrachten zusammenwirkenden Verbindungselementen miteinander verbunden, wobei
zwischen den Vereinigungszonen eine Schicht aus Klebmaterial eingelegt ist. Wenn die Stoßstange jedoch insbesondere aus thermoplastischem
Material hergestellt ist, wird die Verbindung durch unmittelbares Zusammenschweißen von Platte und Mantel hergestellt, wobei das
Schweißen vorzugsweise unter Verwendung eines zwischen Mantel und Platte eingesetzten Leiterwiderstands durchgeführt wird.
Eine solche Verbindung kann erfindungsgemäß auch durch Verwendung mechanischer Halteelemente wie z.B. Schrauben oder Niete hergestellt
werden.
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Der Mantel und die mit ihm verbundene Platte sind vorzugsweise aus dem gleichen Material hergestellt, z.B. jeweils entweder
aus thermoplastischem oder warmhärtbarem Material. Für bestimmte Beanspruchungen kann es jedoch vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße
Verbundstruktur aus verschiedenem Material herzustellen, z.B. aus thermoplastischem Material für den Mantel und warmhärtbarem
Material für die Rückenplatte, oder umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die
beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist.
Pig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Stoßstange,
Fig. 2 ist ein Teil von Figur 1 in vergrößertem Maßstab dargestellt,
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Rückseite und
zeigt einen Teil der Stoßstange mit einem Verbindungsstück, mit dem sie mit der Karosserie des Automobils
verbunden wird,
Fig. 4 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Teils von
Figur 2, jedoch in einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten
Form der Verbindung zwischen Mantel und Platte und
Fig. 6 ist ein Querschnitt durch eine weitere Verbindungsform zwischen Mantel und Platte.
In Figur 1 bis 3 ist die erfindungsgemäße Stoßstange gezeigt, deren
Hauptbestandteile ein vorderer Mantel 10 von im wesentlichen C-förmigem
Querschnitt und eine Rückenplatte 11 sind, deren Länge derjenigen des Mantels entsprechen oder kürzer sein kann.
Der Mantel 10 und die Platte 11 werden getrennt durch Formen herge-
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stellt und hinterher zu einer Struktur verbunden, welche wenigstens
an einem Teil ihrer Länge einen geschlossenen Ringabschnitt bildet. Die beiden Hauptteile können aus einem thermoplastischen Material
hergestellt sein, das vorzugsweise aus der Polyolefine, Polyamide und das unter der Handelsbezeichnung ABS bekannte Material enthaltenden
Gruppe gewählt ist. Die beiden Teile sind auch aus einem warmhärtbaren, vorzugsweise mit einem Polyester imprägnierten und
Glasfasern enthaltenden Material herstellbar.
Die Platte 11 ist erfindungsgemäß mit beliebig angeordneten und ausgerichteten Versteifungsrippen versehen., um das Trägheitsmoment
der Struktur entsprechend zu erhöhen. In der in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist die Platte 11 mit längslaufenden
parallelen Rippen 12 und mit in geeigneten Abständen zu diesem vorgesehenen Querrippen 13 ausgestattet.
Selbstverständlich stellt diese Rippenanordnung keine Beschränkung
der Erfindung dar. Die Rippen können auf verschiedene Art und Weise gebildet und angeordnet sein, z.B. in sich kreuzenden parallelen
Reihen, wabenförmig oder in irgendeiner anderen Form, welche dazu geeignet ist, das Ziel der Erfindung zu erreichen.
Um eine bessere Vereinigung der mit Rippen versehenen Platte 11 mit
dem Mantel 10 zu erreichen, um so das Trägheitsmoment der Gesamtstruktur zu vergrößern, müssen diese Elemente in einer Weise innig
miteinander verbunden werden, so daß jede Möglichkeit einer Gleitbewegung von Platte und Mantel gegeneinander ausgeschlossen ist. Eine
Verbindung, welche diesen Zweck erreicht, wird hergestellt durch Vorsehen von Rippen 14 an der Platte 11, vorzugsweise von hinterschnii.toner Form, welche in entsprechend hinterschnittene Sitze oder Ausnehmungen
15 im Mantel 10 zur Herstellung einer Verbindung eingreifen.
Eine umgekehrte Anordnung mit Rippen 14 an Mantel 10 und Ausnehmungen 15 in Platte 11 wäre völlig gleichwertig.
Die Rippen 14 und entsprechenden Ausnehmungen I5 sind in einem Abstand
zwischen 50 und 150 mm voneinander angeordnet und einander ent-
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sprechend jeweils an den oberen und unteren Kanten der Platte 11 und des Mantels 10 verteilt angeordnet. Die durch die ineinandergreifenden
Rippen und Ausnehmungen hergestellte mechanische Verbindung wird vorteilhaft durch Zusammenschweißen der beiden Elemente
oder durch Zwischenlegen einer Schicht aus Klebmaterial vervollständigt. Geschweißt wird vorzugsweise dann, wenn Mantel 10 und
Platte 11 aus thermoplastischem Material hergestellt sind, während
eine Klebschicht, insbesondere eines Epoxidklebmittels dann eingelegt
wird, wenn Platte und /oder Mantel aus warmhärtbarem Material hergestellt sind.
Bei dem vorzugsweise angewendeten Schweißverfahren wird ein Widerstandselement
in Form eines in seiner Lage zurückbleibenden elektrischen Leiters verwendet, der wie bei l6 gezeigt, beim Formungsvorgang
an den zu verbindenden Zonen von Mantel und/oder Platte im Material eingebettet wurde.
Gemäß Figur 3 ist die Platte 11 mit bereits beim Formungsvorgang hergestellten
Verbindungsteilen 17 versehen, mit denen die Stoßstange
mit der Karosserie verbunden wird. Diese Verbindungselemente weisen vorzugsweise eine im Plattenmaterial eingebettete Metallplatte l8 auf,
die mit einer öffnung 19 zum Einführen der Verbindungsschraube versehen
ist.
Die Abwandlung gemäß Figur 4 zeigt eine anderra.rtige Gestaltung der
Rückenplatte 11 mit C-förmiger Einbuchtung bzw. längslaufender Rippe 11a an der dem Mantel 10 zugewendeten Seite. Diese Rippe bildet
an der Rückseite der Platte einen offenen Raum, in welchem längslaufende Versteifungsrippen 12a ausgebildet sind, an welchen auch die
in Figur 2 bei 13 gezeigten Querrippen vorgesehen sein können.
In Figur 5 ist eine Abwandlung der Verbindung zwischen Mantel und
Platte gezeigt, die in diesem Fall durch eine Rippe 20 miteinander verbunden sind, welche sich über die Gesamtlänge der Platte ersteckt
und in eine entsprechende Nut 21 in Mantel 10 eingreift, oder umgekehrt
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wobei Rippe und Nut vorzugsweise hinterschnitten sind. Auch in diesem Fall ist es vorgesehen, die beiden Teile zusammenzuschweißen,
vorzugsweise mit Hilfe eines z.B. in der Rippe 20 eingebetteten Widerstandsleiters 16.
Die Abwandlung gemäß Figur 6 zeigt eine weitere Verbindungsart mit
Hilfe mechanischer Elemente, z.B. Niete 22, welche in entsprechende, im Mantel 10 ausgebildete Ausnehmungen 23 eingreifen. Anstelle der
Niete können auch Schrauben oder andere gleichwertige Einrichtungen Verwendung finden . Eine derartige Verbindung, die bei Herstellung
von Platte und Mantel aus warmhärtbarem Material besonders geeignet ist, kann durch Einlegen einer Klebschicht besonders vorteilhaft vervollständigt
werden.
Zu den in den Bereich der Erfindung fallenden Abwandlungen gehört z.B. eine Platte 11, welche anstelle der dargestellten durchgehenden
Ausführungsform aus einzelnen, in Längsrichtung gelegentlich voneinander abgesetzten Plattenlängen gebildet sein kann. Insbesondere
können diese Abschnitte entsprechend der Mittelzone und/oder der Zone mit den vorgesehenen Karosserieverbindungsteilen angeordnet
sein.
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44 Leerseite
Claims (17)
- PATENTANSPRÜCHE(i.y Stoßstange aus Kunststoffmaterial, insbesondere für Sftotomobile, dadurch gekennze lehne t, daß die Stoßstange aus einem Verbund hergestellt ist, bestehend aus einem AuSenmantel (10) mit C-förmigem Querschnitt und einer mit dem Außenmantel (10) verbundenen und mit diesem den Verbund bildenden RUckenplatte (11), wobei der Verbund im Querschnitt wenigstens teilweise einen geschlossenen Ring bildet» und die ein beliebiges Profil aufweisende Platte (11) mit beliebig angeordneten und ausgerichteten Versteifungsrippen (12) versehen ist, die das Trägheitsmoment des gesamten Widerstandsteils verstärken.
- 2. Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) und die Platte (11) einzeln durch Formen hergestellt und nachträglich in der Weise miteinander verbunden sind, daß keine Gleitbewegungen zwischen Mantel und Platte stattfinden.
- 3. Stoßstange nach Anspruch 1 und 2, gekennze ichn e t durch Herstellung der Verbindung zwischen Platte und Mantel mittels zusammenwirkender festangebraehter Verbindungselemente (14,15 - 20,21).
- 4. Stoßstange nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Vervollständigung, der Verbindung zwischen Mantel (10) und der Platte (11) durch Einlegen einer Schicht aus Klebmaterial.
- 5· Stoßstange nach Anspruch 3» geke nnze i chne t durch Vervollständigung der Verbindung zwischen Mantel (10) und Platte (11) durch Schweißen mit oder ohne Schweißmaterial.-9-709840/0673ORIGINAL INSPECTED
- 6. Stoßstange nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Platte (11) hinterschnittene Rippen (14) vorgesehen sind, die dazu dienen, in am Mantel (10) hergestellte, entsprechend hinterschnittene Sitze bzv/. Ausnehmungen (15) einzugreifen, oder umgekehrt, zur Herstellung einer festen Verbindung,
wobei die Rippen und entsprechenden Ausnehmungen in zwischen 50 und
150 mm weiten Abständen vorgesehen sind. - 7. Stoßstange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (14) und die Ausnehmungen (15) jeweils in Abständen an den oberen und unteren Kanten der Platte (11) bzw. des
Mantels (10) angeordnet sind. - 8. Stoßstange nach Anspruch 3» dadurch gekennze lehnet, daß die Platte (11) eine sich über die Gesamtlänge der Platte erstreckende Rippe (20) aufweist, welche als festangebrachtes Verbindungselement in eine entsprechende Nut (21) im Mantel (10'), oder
umgekehrt, eingreift, wobei Rippe und Nut jeweils hinterschnittene
Formen aufweisen. - 9. Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Platte (11) der Länge des Mantels (10) entspricht.
- 10. Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (11) in Längsrichtung kürzer ist als der
Mantel (10). - 11. Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichn e t, daß die Versteifungsplatte (11) unzusammenhängend ist und aus Plattenlängen oder Teilen hergestellt ist, die in Längsrichtung
voneinander abgesetzt sind. - 12. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichne t, daß die Platte (11) bereits beim Formen mit Verbindungsteilen (17) versehen wird, mit denen die Stoßstange an-10-709840/0673der Karosserie des Automobils angebracht wird.
- 13· Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (11) flach ist und mit längslaufenden Rippen, und diese wiaäerum in Abständen mit Querrippen (1^) versehen sind.
- 14. Stoßstange nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenplatte (11) einen C-förmigen Querschnitt bzw. eine in Mantelnähe verlaufende Längsrippe (11a) aufweist, die einen rückwärts offenen Raum und in diesem angeordnete Versteifungsrippen (12a) umschließt.
- 15· Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mantel (10) und Platte (11) mittels mechanisch zusammenwirkender Verbindungselemente (22) verbunden sind.
- 16. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Platte und Mantel aus warmhärtbarem Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem mit einem Polyester imprägnierte . und Glasfasern enthaltenden Material hergestellt sind.
- 17. Stoßstange nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennze i ohne t, daß Platte (11) und Mantel (10) aus einem thermoplastischen Material hergestellt sind, welches aus der Polyolefine, Polyamide, und das unter Bezeichnung ABS bekannte Material enthaltenden Gruppe ausgewählt wurde.709840/0673
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