DE2741969A1

DE2741969A1 - Energieabsorbierender zusammengesetzter stossfaenger

Info

Publication number: DE2741969A1
Application number: DE19772741969
Authority: DE
Inventors: Marcel Goupy; Pierre Roubinet
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Priority date: 1976-09-21
Filing date: 1977-09-17
Publication date: 1978-03-23
Also published as: FR2364788A2; JPS5345637U; ES461056A2; AU496887B1; US4154469A; IT1083370B; BE857209R; GB1587559A; CA1070355A; FR2364788B2

Description

R 10419/B

REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT

8/10 Avenue Emile Zola

92109 Boulogne-Billancourt / Frankreich

Automobiles Peugeot

75 Avenue de la Grande Armee

75016 Paris / Frankreich

Energieabsorbierender zusammengesetzter Stoßfänger.

(Zusatz zu Patentanmeldung P 25 09 265.3)

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der energieabsorbierenden Stoßfänger für Kraftfahrzeuge, wie sie in der Patentanmeldung P 25 09 265.3 beschrieben sind. Das Hauptpatent beschreibt einen zusammengesetzten Stoßfänger mit Energieaufnehmern, die durch die Nebeneinanderanordnung von geraden Einzelprismen, die aus Kunstharz geformt sind, gebildet werden. Ein Hauptmerkmal des letzteren besteht in der Verbesserung des Diagramms der Kräfte in Abhängigkeit von der Eindringtiefe der

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Energieaufnehmer dank der Abänderung des Profils der Abstützfläche der Energieaufnehmer am Stoßfänger oder am Fahrzeugwagenkasten.

Es wurde nun festgestellt, daß solche Abänderungen ausserdem sehr vorteilhaft sind, wenn das Temperaturintervall erweitert werden soll, innerhalb welchem diese Stoßdämpfer wirksam bleiben, insbesondere wenn sie aus billigen Kunststoffen geformt sind, die jedoch gegen Temperaturveränderungen empfindlich sind, wie dies bei Polyäthylen von geringer Dichte der Fall ist. In der Tat verlieren die mechanischen Merkmale der mit solchen Kunststoff en erhaltenen Stoßfänger einen wesentlichen Teil ihrer Eigenschaften, wenn Temperaturen in der Größenordnung von -20° C oder +40° C während eines längeren Zeitraums aufrechterhalten werden.

Der Erfindung liegt dieAufgabe zugrunde, die vorerwähnten Nachteile durch die Entwicklung eines zusammengesetzten energieabsorbierenden Stoßfängers für Kraftfahrzeuge zu beseitigen, der einen mit regelmässiger Energieabsorption verformbaren Teil aufweist, der in Kontakt mit einem widerstandsfähigen Profil angeordnet ist, sowie einen flexiblen Mantel, welcher verformbare Teil durch Elemente gebildet wird, die durch die Nebeneinanderanordnung von geraden Einzelpriemen unterschiedlicher Länge geformt werden, wobei sich die Erfindung dadurch unterscheidet, daß die Steifigkeit des Energieaufnehmers in Abhängigkeit von der Eindringtiefe eingestellt wird, die er bei einem Stoß erleidet, indem im Energieaufnehmer Zonen von nach Maßgabe seiner Stauchung zunehmenden Widerstandes vorgesehen werden.

Dieser verbesserte Stoßfänger zeichnet sich ausserdem

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durch folgende Merkmale aus:

- die Zonen zunehmenden Widerstandes werden dadurch erhalten, daß im Inneren der geraden Prismen kreuzförmige Trennwände angeordnet werden, deren Höhen ungleich, jedoch geringer als diejenigen der Prismen sind;

- die Abstufung der Steifigkeit des Energieaufnehmers wird dadurch erhalten, daß gegen seine Stirnfläche die vertikale Trennwand verlagert wird, die die Rückwand des Energieaufnehmers bildet;

- die Abstufung der Steifigkeit des Energieaufnehmers wird dadurch erhalten, daß die Dicke der Wände der geraden Einzelprismen progressiv in der Richtung zur Rückwand des Energieaufnehmers erhöht wird;

- der Energieaufnehmer wird durch zwei Elemente, nämlich durch ein vorderes und ein hinteres gebildet, die voneinander durch eine vertikale Trennwand getrennt sind und durch Preßformen von zwei Kunststoffen mit verschiedenem Elastizitätsmodul erhalten werden;

- der Energieaufnehmer ist über die volle Breite des Stoßfängers angeordnet und wird durch die Nebeneinanderanordnung von geraden Einzelprismen verschiedener Breite gebildet derart, daß die Dichte der Trennwände, die sie trennen, in der Höhe der Längsträger größer als diejenige ist, die im übrigen überall

besteht, während die Dichte der Trennwände in der Höhe des Mittelteils des Querträgers, der am vorderen Teil der Längsträger befestigt ist, geringer ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

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Fig. 1 und 2 einen bereits bekannten Energieaufnehmer sowie die Kurve, die den aufgenommenen Kräften mit Bezug auf die festgestellte Eindringtiefe entspricht;

Fig. 3 und 4 beziehen sich in der gleichen Weise auf

eine erste Darstellung des erfindungsgemäßen Energieaufnehmers sowie seiner Kraft/Eindringtiefe-Kurve ;

Fig. 5 eine Ansicht in perspektivischer Darstellung und im Schnitt nach einer vertikalen Längsebene des Energieaufnehmers nach Fig. 3 und 4;

Fig. 6 bis 8 beziehen sich auf drei Abänderungsformen der Erfindung, die im Schnitt nach einer vertikalen Längsebene dargestellt sind;

Fig. 9 und 10 eine weitere Abänderungsform der Erfindung im Schnitt nach einer vertikalen Längsebene und einer horizontalen Querebene;

Fig.11 eine Kurve der Kräfteverteilung bei dem Energieaufnehmer nach Fig. 9 und 10.

Es sei zuerst auf Fig. 1 und 2 bezug genommen.

Der entsprechende bereits bekannte Energieaufnehmer wird durch den Zusammenbau von Prismen 1 von gleicher Höhe gebildet, die eine gleichmässige Abstützfläche gegen die Stoßstange 2 aufweisen.

Bei einem Stoß des Fahrzeugs gegen ein Hindernis muß die kinetische Energie allein durch die Verformung der den

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Energieaufnehmer bildenden Elemente ausgeschaltet werden. Dieses Ziel wird so lange erreicht, als die Verformungskraft derselben nicht die durch die Konstruktion, auf der sie aufruhen, zulässige maximale Kraft überschreiten.

Beim Preßformen der Energieaufnehmer nach Fig. 1 mit einem Material, dessen Elastizitätsmodul stark in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur schwankt, haben die Kraft/ Eindringtiefe-Diagramme die gleichen Stößen entsprechen, jedoch bei verschiedenen Temperaturen stattfinden, einen Verlauf von der in Fig. 2 gezeigten Art.

Kurve a - Stoß bei Kälte (- 20°C) Kurve b - Stoß bei Umgebungstemperatur (+ 20° C) Kurve c - Stoß bei Wärme (+ 40° C).

Es ist daher festzustellen, daß ein System, das für ein bestimmtes Leistungen!veau bei Stößen ausgelegt ist, die bei der Umgebungstemperatur stattfinden, bei Stößen von mangelhafter Wirksamkeit sein kann, die bei den extremen Temperaturen stattfinden, welche gelegentlich in der Praxis vorkommen. In der Tat wird die für die Konstruktion maximal zulässige Kraft am Beginn des Stoßes bei Kälte und am Ende des Stoßes bei Hitze überschritten. Die Eindringtiefe bei Kälte ist gering, während äe in der Wärme die Verformungsmöglichkeiten der Wände der Energieaufnehmer überschreitet.

Der in Fig. 3 und 5 dargestellte Energieaufnehmer hat diesen Nachteil nicht. Er wird durch einen Preßformteil gebildet, der durch die Nebeneinanderanordnung gerader Einzelprismen die Form von Fachregalen hat, welche Prismen Zellen 3 bilden, die kreuzförmige Trennwände 4 und 5 von ungleicher Höhe, jedoch auf jeden Fall geringer als dle-

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jenige des Energieaufnehmers 6, enthalten. Mit 9 ist eine vertikale Wand bezeichnet, welche die Rückwand des Energieaufnehmers bildet.

Es läßt sich daher feststellen, daß die Fläche des letzteren, die sich mit der Stoßstange in Kontakt befindet, nur einen Bruchteil des Widerstandsvermögens hat, das der Energieaufnehmer an der Stelle der Trennwände 4 und 5 besitzt, was dadurch bedingt ist, daß die Zahl der beanspruchten Trennwände in Abhängigkeit von der Eindringtiefe zunimmt. Die Folge einer solchen mehrstufigen Steifigkeit und der entsprechenden Erhöhung der Möglichkeiten der Verformung der Energieaufnehmer ist, daß die maximale Kraft, die bei Stößen aufgenommen wird, welche innerhalb einer breiten Temperaturzone stattfinden, niemals die maximale Kraft Em überschreiben, die für die Konstruktion des Fahrzeugs zulässig ist.

Die entsprechenden Diagramme sind in Fig. 4 gegeben.

Die Kurve d stammt von einem Stoß in der Kälte (- 20° C).

Die Kurve e stammt von einem Stoß bei Umgebungstemperatur (+ 20° C).

Die Kurve f stammt von einem Stoß bei warmer Temperatur (+ 40° C).

Fig. 6 zeigt eine erste Abänderungsform der Erfindung, bei welcher die Nebeneinanderanordnung von geraden Bleuten von unterschiedlicher Höhe 7, 8 mit der Versetzung der vertikalen Wand 9 kombiniert ist, die als Abstützung für die Prismen bei der vorangehenden Darstellung gegen eine Stellung 10 dient, die dem Stirnende des Energieaufnehmers mehr oder weniger naheliegt.

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Diese Abänderungsform wirkt sich dahingehend aus, daß zwei Reihen von Energieaufnehmern verschiedener Steifigkeit gestapelt werden, welche Parameter bilden, auf die man wirken kann, da in der Tat festgestellt wurde, daß die Knickbeanspruchung zunahm, wenn die Trennwand sich der Vorderfläche des Energieaufnehmers nähert.

Fig. 7 betrifft eine weitere Abänderungsform der Erfindung, bei welcher die Steifigkeit des Energieaufnehmers in Abhängigkeit von seiner Eindringtiefe progressiv verändert durch eine kontinuierliche Veränderung der Dicke der Wände 11, welche die den Energieaufnehmer bildenden Prismen bestimmen, wodurch ausserdem seine Verjüngung zunimmt und sein Endformen erleichtert wird.

Fig. 8 bezieht sich auf eine neue Ausfuhrungsform der Erfindung. In diesem Falle wird die Abstufung der Steifigkeit des Energieaufnehmers dadurch erzielt, daß dieser aus zwei gesonderten Teilen 12 und 13 aus Kunststoffen preßgeformt wird, die in ihrem Elastizitätsmodul voneinander verschieden sind. In diesem Falle kann ein edleres Material für das vordere Element 12 verwendet werden, das wiederholten kleinen Stößen mehr ausgesetzt wird, während das hintere Element 13 durch ein billigeres Material hergestellt werden kann.

Wie ersichtlich, weisen die beiden Elemente 12 und 13 je an der Stelle ihrer Verbindung eine vertikale Trennwand 21 bzw. 22 auf, welche mit Mitteln zur komplementären Verbindung miteinander, beispielsweise durch gegenseitigen Eingriff, versehen sind.

Ferner ist ersichtlich, daß die hintere Fläche des Elements 13 eine nicht ebene Fläche in Kontakt mit dem Quer-

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träger des Fahrzeugs aufweist, und zwar aus den gleichen Gründen wie diejenigen, die bei der Gestaltung der Vorderseite des Energieaufnehmers vorherrschen.

Fig. 9 und 10 betreffen den Fall, bei welchem das energieaufnehmende Element 14 über die volle Breite der Stoßstange zwischen einem verformbaren Front- bzw. Fassadenelement 15 und einem starren Querträger 16 angeordnet ist. In diesem Falle ist es vorteilhaft, das durch die Trennwände 17 des Energieaufnehmers bestimmte Intervall so zu ändern, daß die Kräfte, die auf die tragende Konstruktion des Fahrzeugs während des Stoßes wirksam werden, in Abhängigkeit von der maximalen Kraft dosiert werden, die für die verschiedenen Teile derselben zulässig sind. Das Diagramm in Fig. 11 reflektiert den in Fig. 10 konkretisierten Zustand und zeigt, daß die Trennwände 17 an der Stelle der Längsträger 18 viel stärker beansprucht werden als in der Mitte des Querträgers 16, der knicken kanr> so daß das Diagramm der Kräfte zwei Maxima 20 an der Stellung der Längsträger zeigt und einen Mindestwert 21 an der Mitte des Querträgers.

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Claims

Ansprüche ;

. Energieabsorbierender zusammengesetzter Stoßfänger für Kraftfahrzeuge mit einem verformbaren Teil mit regelmässiger Energieabsorption, der in Kontakt mit einem widerstandsfähigen Profil angeordnet ist, und einem flexiblen Mantel, welcher verformbare Teil durch Elemente gebildet wird, die durch die Nebeneinanderanordnung von geraden Einzelprismen von unterschiedlicher Länge geformt werden nach Patent

(Patentanmeldung P 25 09 265.3), dadurch

gekennzeichnet, daß die Steifigkeit des Energieaufnehmers in Abhängigkeit von der Eindringtiefe einstellbar ist, die er bei einem Stoß erfährt, indem im Energieaufnehmer Zonen von nach Maßgabe seiner Stauchung zunehmenden Widerstandes vorgesehen werden.
2. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen zunehmenden Widerstandes dadurch erhalten werden, daß im Inneren der geraden Prismen kreuzförmige Trennwände (4, 5) angeordnet sind, deren Höhen ungleich, jedoch kleiner als diejenigen der Prismen sind.

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3. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufung der Steifigkeit des Energieaufnehmers dadurch erhalten wird, daß die vertikale Trennwand (9), welche die Rückwand des Stoßfängers bildet, in Richtung zu seiner Stirnfläche verlagert wird.
Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufung der Steifigkeit des Energieaufnehmers dadurch erhalten wird, daß die Dicke der Wände (11) der geraden Einzelprismen, welche in der Richtung zur Rückseite des Stoßfängers zunimmt, progressiv verändert wird.
5. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieaufnehmer durch zwei Elemente (12, 13) nämlich einem vorderen und einem hinteren Element gebildet wird, die durch eine vertikale Trennwand (21, 22) getrennt sind und durch Preßformen aus zwei Kunststoffen mit verschiedenem Elastizitätsmodul erhalten werden.
6. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieaufnehmer (14) über die volle Länge des Stoßfängers angeordnet ist und durch die Nebeneinanderanordnung von geraden Einzelprismen von unterschiedlicher Länge gebildet wird, derart, daß die Dichte der Trennwände, welche sie voneinander trennen, an den Längsträgern höher als diejenige ist, die im übrigen überall besteht, während die Dichte der erwähnten Trennwände an der Stelle des Mittelteils des am vorderen Teil der Längsträger befestigten Querträgers am geringsten ist.

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