DE2751077A1

DE2751077A1 - Energieverzehrender stossfaenger fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2751077A1
Application number: DE19772751077
Authority: DE
Inventors: Gian Piero Cenni
Original assignee: STARS STAMPAGGIO RESINE SPECIALI SpA
Current assignee: STARS STAMPAGGIO RESINE SPECIALI SpA
Priority date: 1976-11-15
Filing date: 1977-11-15
Publication date: 1978-05-24
Also published as: FR2370608A1; IT1072001B

Description

Henkel, Kern, Feier fr Hinze! Patentanwalt»

Möhlstraße 37 D-8000 München 80 STARS Stampaggio Resine Special! S.p.A.

, _% Tel.: 089/982085-87

Villastellone (Turin), Italien Telex: 0529802 hnkld

Telegramme: ellipsoid

15. Nov. 1977

Energieverzehrender Stoßfänger für Kraftfahrzeuge

DieErfindung betrifft einen energieverzehrenden Stoßfänger für Kraftfahrzeuge allgemein und insbesondere für Personenkraftwagen.

Die derzeitige Tendenz in Richtung auf die Herstellung von Stoßfängern aus nicht-metallischen Werkstoffen ist bekannt, speziell aus Werkstoffen auf der Basis von Polymeren mit speziellen Merkmalen, die zur Vernichtung der Aufprallenergie elastisch verformbar sind, ohne jedoch innerhalb vorbestimmter, an das Trägheitsmoment des bruchfesten Trägerprofils und das Elastizitätsmodul des Materials angepaßten Widerstandsgrenzen eine dauerhafte Verformung zu erleiden.

Die derzeit bekannten, aus polymeren! Material hergestellten Stoßfänger haben sich als vorteilhaft geeignet erwiesen, die bisherigen, in Metallkonstruktion ausgeführten Stoßfänger zu ersetzen, doch sind sie mit dem Mangel behaftet, daß die elastische Verformbarkeit Dlskontinuitäts- bzw. Ungleichmäßigkeitspunkte infolge der den Stoßfänger mit dem Fahrzeugkörper verbindenden Träger einführt. Tatsächlich bedingen diese

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Träger Einschränkungen bezüglich der Flexibilität der Konstruktion durch Verringerung ihrer freien Biegungslänge, und, was noch schwerwiegender ist, diese Träger wirken als unelastische Elemente, welche die Vernichtung der Aufprallenergie verhindern, wenn diese auf eine den Trägern entsprechende oder unmittelbar daneben befindliche Stelle einwirkt.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines energieverzehrenden Stoßfängers, welcher unter Vermeidung der geschilderten Nachteile und unter Beibehaltung der bisher üblichen Träger für die Verbindung mit dem starren bzw. bruchfesten Fahrzeugaufbau an jedem Punkt seiner Oberfläche und insbesondere auch an den Stellen entsprechend den Anschlußpunkten der Verbindungsträger konstante elastische Verformungseigenschaften besitzt.

Dieser energieverzehrende Stoßfänger soll dabei aus billigen Werkstoffen und nach kostensparenden Fertigungsverfahren herstellbar sein und sich daher für die Massenfertigung eignen.

Diese Aufgabe wird bei einem energieverzehrenden Stoßfänger für Kraftfahrzeuge erfindungsgemäß gelöst durch ein bruchfestes, im wesentlichen U-profilförmiges Metall-Gebilde mit fest daran angebrachten Trägern zur Verbindung mit dem Fahrzeugaufbau, durch eine selbsttragende, aus einem polymeren Material hergestellte äußere Schale, die an ihren beiden Enden mit dem Fahrzeugaufbau verbunden und auf das Gebilde bzw. Profil aufgesetzt und im wesentlichen senkrecht zu diesem verschiebbar ist, und durch eine zwischen Profil und Schale eingefügte Füllung aus einem Schaumstoff zur Ermöglichung einer elastischen Verschiebung der Schale gegenüber dem Profil zum Absorbieren der Stoß- oder Aufprallenergie.

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In weiterer Ausgestaltung kennzeichnet sich der erfindungsgemäße Stoßfänger dadurch, daß das das bruchfeste Gebilde darstellende Profil einen U-förmigen Querschnitt besitzt und mit seinen rechtwinkelig abgebogenen Flanschen die äußere Schale trägt und führt, die ebenfalls mindestens einen, auf das Profil aufschiebbaren, U-profilförmigen Abschnitt aufweist.

Die Außenschale besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material, und die zwischengefUgte Füllung besteht aus einem Schaumstoff mit geschlossenen Zellen, z.B. aus Polyurethanschaum, oder einem gitterförmigen (latticed) Polyäthylen. Die Füllung kann eingesetzt sein, und sie besteht in diesem Fall aus einem oder mehreren Blöcken eines Schaumstoffs, die zwischen die Schale und das Metallprofil eingesetzt und an diesem ggf. mit Hilfe eines Klebmittels befestigt sind. Wahlweise kann die Füllung unmittelbar in dem zwischen dem Profil und der Schale festgelegten Raum aufgeschäumt werden, nachdem die Schale am Profil befestigt worden ist. ErfindungsgemäB ist auch vorgesehen, wegbegrenzende Elemente zur Halterung der Schale am Profil vorzusehen, wobei diese Elemente vorteilhaft aus Bolzen oder Schrauben bestehen, welche die Schale, die Schaumstoffüllung und das Metallprofil durchsetzen und jeweils mit einer auf das Ende aufgeschraubten, sich am Profil abstützenden Mutter versehen sind.

Im folgenden sind bevorzugte AusfUhrungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eint perspektivische Teildarstellung eines Stoßfängers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Fig. 2 ähnelnde Schnittansicht, die jedoch ein wegbegrenzendes bzw. Begrenzungselement zeigt,

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Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Teildarstellung des Stoßfängerabschnitts gemäß Fig. 1,

Fig. 5 eine den Fig. 2 und 3 ähnelnde Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine auseinandergezogene perspektivische Teildarstellung des Stoßfängers nach Fig. 5»

Fig. 7 eine Fig. 5 ähnelnde Schnittansicht noch einer anderen Aus führungs form der Erfindung und

Fig. 8 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Stoßfängers nach Fig. 7.

In den Flg. 1 bis 4 ist eine bruchfeste Metallkonstruktion 10 aus Stahlblech dargestellt, die eine Längserstreckung vorzugsweise entsprechend der Front-Breite einer Fahrzeugkaros sie r ie besitzt und sich in jedem Fall über den Anschlußteil eines Trägers 11 hinaus erstreckt, mit dessen Hilfe das Blech-Profil in an sich bekannter Weise mit dem starren Fahrzeugaufbau verbunden ist. Die Träger 11 sind jeweils vorteilhaft als flache Laschen ausgebildet, die gegenüber kombinierten Biege- und Druckkräften nachgiebig sind und die am einen Ende z.B. mittels einer Halterung 12, die am Profil mit Schrauben 13 befestigt ist, fest mit dem Profil verbunden ist. Wie aus den Fig. 1 bis 4 deutlich hervorgeht, ist das Profil 10 als U-Profil auegebildet, so daß es rechtwinkelig abgebogene Flansche 10a, 10b besitzt, die zur Führung und Halterung einer Außen-Schale 14 aus einem polymeren Material, vorzugsweise einem thermoplastischen Material dienen. Die ihrerseits ebenfalls ein U-Profil bildende Schale 14 ist so auf das Metall-Profil 10 aufgesetzt, daß sie im wesentlichen senkrecht zu diesem verschiebbar ist.

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Die Schale 14 besitzt eine größere Tiefe als das Profil, well Ihre rechtwinkelig abgebogenen Flansche 14a, 14b wesentlich welter nach außen ragen als die entsprechenden Flansche 10a, 10b des Profils. Das Längenverhältnis zwischen den Flanschen von Schale und Profil liegt beispielsweise bei 3:1 bis 4:1. Infolgedessen bilden die Schale und das Profil gemeinsam einen Hohlraum zur Aufnahme eines FUllmaterials 15» das elastisch nachgiebig ist und das die Aufprallenergie vernichtende Element darstellt. Das Füllmaterial bzw. die Füllung 15 besteht vorzugsweise aus einem Schaumstoff mit geschlossenen Zellen, z.B. Polyurethanschaum mit geschlossenen Zellen, oder einem gitterartigen Polyäthylen o.dgl. Die Füllung kann unmittelbar in dem von Schale und Profil umrissenen Hohlraum aufgeschäumt worden und mit dem einen und/oder anderen Bauteil des Stoßfängers verbunden sein. Wahlweise kann die Füllung getrennt eingesetzt werden, wobei sie gemäß Fig. 4 aus einem Block aus Schaumstoff 15a besteht, der vorzugsweise mit Aussparungen 15b zur Erleichterung seiner elastischen Verformung versehen ist und dessen Basis bzw. Rückseite 15c mit Hilfe eines Klebmittels am Profil 10 angebracht sein kann.

Die Schale 14, die sich aufgrund der von ihr umschlossenen Füllung 15 elastisch zum Profil verschieben kann, geht in Seitenverlängerungen 14c, 14d über, die durch metallene Halterungen bzw. Beschläge 16 mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind. Diese Verbindungselemente beeinträchtigen jedoch in keiner Weise die vorgesehene Verformbarkeit der Konstruktion, bei welcher sich die Schale 14 unter Zusammendrückung der Füllung 15 durchbiegen kann, wenn die gesamte Anordnung einem Aufprallstoß ausgesetzt ist. Zur Verhinderung einer möglichen Trennung der Schale 14 von den Rändern oder Flanschen des Profils 10 sind allgemein mit 17 bezeichnete, wegbegrenzende Elemente vorgesehen, die vorteilhaft die Form von die Schale 14, die Füllung 15 und das Profil 10 durchsetzenden Schraubbolzen besitzen und jeweils eine endseitige Mutter 18 tragen,

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welche sich am Profil 10 abstützt.

Die Abwandlung nach Fig. 5 und 6 unterscheidet sich darin von der eben beschriebenen Ausführungsform, daß die äußere Schale 140 eine größere Querbreite besitzt als das Profil 10. Die Schale 14O erstreckt sich dabei effektiv unter Bildung einer Schürze 141 nach unten, die mit Öffnungen 142 als Einlasse für Luft zur Kühlung und/oder Klimatisierung sowie mit anderen Elementen versehen sein kann, etwa mit einer Fläche zur Anbringung des Fahrzeugkennzeichens oder Sitzen zur Aufnahme der Parkleuchten und dgl. An der Oberseite ist die äußere Schale 140 ebenfalls über das Profil 10 hinausgezogen, so daß sie eine obere Abschlußwand 143 bildet. Bei dieser Ausführungsform ist innerhalb der Schale ein U-Profilabschnitt ausgebildet, der durch rechtwinkelig abgehende Flansche 144, 145 umrissen wird. Der auf das Metall-Profil 10 aufgesetzte U-Profilabschnitt enthält das eingesetzte Füllmaterial 15 zur Aufnahme der Stoß- oder Aufprallenergie auf die in Verbindung mit Fig. 1 bis 4 beschriebene Weise. Die Schale 140 umfaßt ebenfalls seitliche Verlängerungen 140c, i40d, die je einen Beschlag 160 zur Verbindung mit dem Fahrzeugaufbau tragen. Zudem sind zwischen Schale und Profil nicht dargestellte wegbegrenzende Elemente eingesetzt.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 7 und 8 unterscheidet sich weiterhin dadurch, daß bei ihr die Lufteinlässe 146 für Kühlluft und/oder Klimatisierungsluft im Mittelbereich der Schale 140 an dem Metall-Profil 10 gegenüberliegenden Stellen vorgesehen sind. Gemäß Fig. 7 und 8 bildet der Lufteinlaß 146 dabei ein tiefgezogenes Profil bzw. einen Stutzen 147, der eine entsprechende Aufnahmeöffnung 150 im Füllmaterial 15 durchsetzt und in einen durch Tiefziehen im Profil 10 ausgebildeten Aufnahme- und Führungssitz 100 hineinragt. Anstelle des Lufteinlasses 146 kann die Schale auch eine Auf-

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nähmefassung für z.B. Leuchten ο.dgl. aufweisen, die ebenfalls als Profil 147 ausgebildet, jedoch nicht offen ist, sondern einen geschlossenen Boden besitzt.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Schale 14 oder 140 aufgrund ihrer U-profilförmigen Gestalt ohne Einziehungen in einem einfachen Preßvorgang hergestellt werden kann, so daß der erfindungsgemäft Stoßfänger mit wirtschaftlichen Vorteilen auf Massenfertigungsbasis herstellbar ist.

Obgleich vorstehend nur einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindungoffenbart sind, sind dem Fachmann selbstverständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom erweiterten Schutzumfang abgewichen wird.

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Claims

Henkel, Kern, Feuer ir Hänzel Patentanwälte

STARS Stampaggio Resine Special! S.p.A. KS^StöSien80

Villastellone (Turin), Italien Tel 089/982085-87

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Telegramme: ellipsoid

15. Nov. 1977

Patentansprüche

1.!Energieverzehrender Stoßfänger, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch ein bruchfestes, im wesentlichen U-profilförmiges Metall-Gebilde (10) mit fest daran angebrachten Trägern (11) zur Verbindung mit dem Fahrzeugaufbau, durch eine selbsttragende, aus einem polymeren Material hergestellte äußere Schale (14; 140), die an ihren beiden Enden mit dem Fahrzeugaufbau verbunden und auf das Gebilde bzw. Profil (10) aufgesetzt und im wesentlichen senkrecht zu diesem verschiebbar ist, und durch eine zwischen Profil (10) und Schale (14; 140) eingefügte Füllung (15) aus einem Schaumstoff zur Ermöglichung einer elastischen Verschiebung der Schale gegenüber dem Profil zum Absorbieren der Stoß- oder Aufprallenergie.

2. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das bruchfeste Gebilde darstellende Profil (10) einen U-förmigen Querschnitt besitzt und mit seinen rechtwinkelig abgebogenen Flanschen (10a, 10b) die äußere Schale (14; 140) trägt und führt, die ebenfalls mindestens einen, auf das Profil aufschiebbaren, U-profilförmigen Abschnitt aufweist.

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2 7 b 1 U 7 7

3. Stoßfänger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale (14; 140) aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist.

4. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Profil (10) und Schale (14; 140) eingesetzte Füllung (15) aus einem aufgeschäumten polymeren Material mit geschlossenen Zellen besteht.

5. Stoßfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgeschäumte Material der Füllung (15) ein Polyurethanschaum ist.

6. Stoßfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (15) aus einem gitterartigen Polyäthylen besteht.

7. Stoßfänger nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (15) unmittelbar in dem zwischen Profil (10) und äußerer Schale (14; 140) festgelegten Raum aufgeschäumt ist.

8. Stoßfänger nach Anspruch 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (15) aus einem oder mehreren Blöcken (15a) eines Schaumstoffs gebildet ist und daß der Block bzw. die Blöcke vorzugsweise mit Hilfe eines Klebmittels an dem das bruchfeste Gebilde darstellenden Profil (10) angebracht ist bzw. sind.

9. Stoßfänger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale (14; 140) eine größere Tiefe besitzt als das Profil (10) und daß das Verhältnis zwischen der Länge der rechtwinkelig abgebogenen Flansche (14a, 14b) der Schale und derjenigen der entsprechend rechtwinkelig abgebogenen Flansche (10a, 10b) des Profils mindestens 3:1 beträgt.

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10. Stoßfänger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale (14) einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit etwa demselben Querschnittsmaß wie das Profil (10), auf welches sie aufgesetzt oder aufgeschoben ist, besitzt und daß die rechtwinkelig abstehenden Flansche (14a, 14b) mit den entsprechend rechtwinkelig abstehenden Flanschen (10a, 10b) des Profils in Berührung stehen.

11. Stoßfänger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schale (140) ein größeres Querschnittsmaß besitzt als das Profil (10) und innenseitig einen U-profilförmigen Abschnitt aufweist, der von rechtwinkelig abstehenden Flanschen (144, 145) begrenzt ist, die auf die zugeordneten, rechtwinkelig abstehenden Flansche (10a, 10b) des Profils (10) aufsetzbar sind.

12. Stoßfänger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (10) tiefgezogene öffnungen (100) zur Führung und Aufnahme Je eines entsprechenden, profil- oder stutzenförmigen, ebenfalls tiefgezogenen Ansatzes (147) der Schale (14Ό) aufweist und daß jeder dieser Ansätze eine entsprechende öffnung (150) in der Füllung (15) durchsetzt und einen Lufteinlaß oder einen Sitz zur Aufnahme von Leuchtenelementen und dgl. bildet.

13. Stoßfänger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wegbegrenzende Elemente (17) zur Halterung der Schale (14, 140) am Profil (10) vorgesehen sind.

14. Stoßfänger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die wegbegrenzenden Elemente Schraubbolzen (17) sind, welche die Schale, die Schaumstoff-Füllung und das Metall-Profil durchsetzen und an ihrem Ende Jeweils eine sich am Profil abstutzende Mutter (18) tragen.

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15. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (14, 140) in seitliche Fortsätze übergeht,
an denen Halterungen oder Beschläge (16) zur Verbindung der Schalenenden mit dem Fahrzeugaufbau angebracht sind.

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