DE29519222U1

DE29519222U1 - Vorrichtung zur Energieaufnahme

Info

Publication number: DE29519222U1
Application number: DE29519222U
Authority: DE
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1995-12-05
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2005-12-06

Description

VORRICHTUNG ZUR ENERGIEAUFNAHME

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieaufnahme bei Stoßfängern an Kraftfahrzeugen, wobei hinter der Stoßfängerverkleidung wenigstens ein die Stoßenergie aufnehmendes Prallelement angeordnet ist, welches sich an einem Querträger des Kraftfahrzeugs abstützt.

Aus der DE 27 08 856 C 2 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Energieaufnahme bei Stoßfängern von Kraftfahrzeugen bekannt. Diese Vorrichtung besteht aus einem abdeckenden Verkleidungselement und einem mit diesem verbindbaren Basisteil. Dieses Basisteil stützt sich am Querträger des Kraftfahrzeugs ab und besitzt in Richtung auf das Verkleidungselement aufragende Aussteifungen. Der durch die Verbindung des Verkleidungselementes mit dem Basisteil hergestellte Stoßfänger besitzt eine ausreichende Steifigkeit und Reversibilität bei leichten Verformungen wie Parkstößen, bei denen Geschwindigkeiten zwischen 3 und 4 km in der Stunde angesetzt werden. Größere Kräfte vermag ein Aufbau dieser Art jedoch nicht aufzunehmen.

Aus der EU 0 337 119 B 1 ist ein energieaufnehmender Stoßfänger aus polymerem Werkstoff bekannt, der aus einem sich über die Fahrzeugbreite erstreckenden, geschlossenen Hohlprofil besteht. Die Rückwand dieses Hohlprofils besitzt mindestens zwei übereinander!iegende, horizontale Reihen von mit Abstand zueinander angeordneten, sich zu der Vorderwand hin erstreckenden Eindrückungen. Diese Eindrückungen sind im Bereich ihrer Stirnwände mit der Vorderwand des Hohlprofils verbunden. Die Rückwand ist jeweils zwischen zwei übereinanderliegenden Reihen von Eindrückungen zu einem in Fahrzeugquerrichtung horizontol durchlaufenden Zwischensteg ausgeformt. Diese Anordnung der Zwischenstege und die stirnseitig mit der Vorderwand verbundenen Eindrückungen bewirken eine Kombination hoher Steifigkeit, geringer Durchbiegung, hoher Energieabsorption und günstigem Gewicht des auf diese Weise hergestellten energieaufnehmenden Stoßfängers. Dieser Stoßfänger des Standes der Technik wird im Blasverfahren einstückig hergestellt, wozu ein erheblicher maschinentechnischer und verfahrenstechnischer Aufwand erforderlich ist.

Anstelle der Energieabsorbierenden Durchdrückungen im Hohlkörper nach dem Stand der Technik werden in PKW-Stoßfängersystemen neuerdings auch Pralltöpfe aus Kunststoff zur Energieabsorption bei kleineren Stößen eingesetzt. Diese Pralltöpfe sind hinter der Verkleidung der Stoßfänger angeordnet und stützen sich in der Regel am Querträger des Kraftfahrzeugs ab.

Hierbei sind die beiden den Bauraum der Pralltöpfe beschreibenden Grenzflächen Querträger und Stoßfängerverkleidung weitestgehend planar und stets geschlossen. Die Pralltöpfe können dabei sowohl mit der offenen Seite als auch mit ihrer geschlossenen Seite zum Querträger hin angeordnet sein. Beim Einbringen von Stoßenergie werden die Pralltöpfe zwischen den beiden Grenzflächen Querträger und Stoßfängerverkleidung gestaucht. Hierbei muß über die Pralltöpfe eine möglichst hohe Energiemenge aufgenommen werden. Eine weitere Forderung ist es, daß die sich während des Angriffs der Stoßenergie verformenden Pralltöpfe nach dem Stoß vollständig in ihre Ausgangsform zurückstellen müssen. Es dürfen hierbei keine Beschädigungen auftreten, welche die Energieaufnahmefähigkeit der Pralltöpfe bei einem erneuten Stoß reduzieren könnten.

Diese Forderungen werden von den Pralltöpfen des Standes der Technik in nicht ausreichendem Maße erfüllt. Bei der Verformung der Pralltöpfe im Versuch wurde festgestellt, daß die Energieaufnahme vor allem durch die Raumform der Pralltöpfe selbst und der sie begrenzenden Umgebung beeinflußt wird. Hierbei wurden die kritischen Verformungen der Pralltöpfe stets an den Kontaktstellen zur Umgebung identifiziert. Diese Kontaktstellen sind die Anbindung bzw. die Auflage der Pralltöpfe an der Stoßfängerverkleidung bzw. am Querträger des Kraftfahrzeugs. An diesen Stellen treten schon nach relativ kleinen Verformungswegen so hohe Dehnungen im Körper des Pralltopfes auf, daß die für das eingesetzte Material zulässigen Werte überschritten werden und somit die Auslegungsgrenze des Pralltopfes bereits bei niedrigem Energieumsatz erreicht ist.

Hier setzt die Erfindung ein, die das für Energieaufnahmesysteme in Kraftfahrzeug-Stoßfängern eingesetzte System "Pralltopf" bezüglich des

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Verformungsverhaltens und der Energieaufnahme gegenüber dem Stand der Technik verbessern soll. Hierbei wird eine hohe Energieaufnahme innerhalb der für den Pralltopf reversiblen Verformungszustände angestrebt. Die Grenze des reversiblen Verformungszustandes eines Pralltopfes wird dabei durch die zulässige Dehnung des eingesetzten Materials, das in der Regel ein thermoplastischer Kunststoff ist, beschrieben. Bei Pralltöpfen aus Polypropylen beispielsweise beträgt die zulässige Dehnung 50 %. Wird diese zulässige Dehnung während des Energieangriffs nicht überschritten, ist sichergestellt, daß sich der Pralltopf nach dem Stoß in seinen Ausgangszustand zurückstellen kann.

Erfindungsgemäß wird für die aufgabenbezogene Verbesserung des Pralltopfsystems vorgeschlagen, daß im Bereich der Abstützung des Pralltopfes am Querträger in den Querschnitt des Querträgers eine Vertiefung eingelassen ist, welche in ihrer Längen- und Breitenausdehnung wenigstens den entsprechenden Abmessungen an der Basis des Pralltopfes entspricht.

Mit dieser Maßnahme wird dem Pralltopf durch eine veränderte Querträgeroberfläche ein definierter Kompressionsraum zur Verfügung gestellt, der beim Stand der Technik nicht vorhanden ist. Nach dem System der Erfindung kann der Pralltopf mit Beginn des Einwirkens der Stoßenergie in diesen Kompressionsraum eindringen.

Gegenüber dem Pralltopf-System des Standes der Technik wird die Funktionalitätsgrenze beim erfindungsgemäßen System erweitert. Die konventionellen Pralltöpfe sind mit ihrer offenen Seite bei meist kleinem Übergangsradius auf die ebene Oberfläche des Querträgers oder der Stoßfängerverkleidung aufgesetzt. Demgegenüber steht der Pralltopf nach dem System der Erfindung mit seiner offenen Seite über einem gegenüber der langgestreckten Oberfläche des Querträgers zurückgesetzten Kompressionsraum. Der Pralltopf endet damit nicht an der Stelle, wo er mit seinem Radiusauslauf die lichte Höhe der langgestreckten Oberfläche des Querträgers erreicht, sondern frühestens dort, wo er mit dem Rand des Kompressionsraums zusammenläuft. Hierbei ist es vorteilhaft, daß die Vertiefung im Querträger der Kontur des Pralltopfes angepaßt ist. Dabei

kann der Pralltopf an seiner Basis und entsprechend die Vertiefung im Querträger rechteckig, rund, oval oder quadratisch geformt sein.

Es liegt im Bereich der Erfindung, daß mehrere Pralltöpfe über die Längserstreckung des Querträgers angeordnet sind. Dementsprechend sind in den Querträger auch entsprechend viele erfindungsgemäße Vertiefungen eingelassen. Damit hier eine unnötige Verschwächung des Querträgers von vornherein unterbleibt, können diese Vertiefungen aus entsprechenden Eindrückungen in den Querschnitt des metallischen Querträgers gebildet sein, deren Basis über ihre umlaufenden Ränder weiterhin einstückig mit dem Querschnitt des Querträgers verbunden ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Systems schematisch dargestellt; es zeigt:

Fig. 1 den Querschnitt durch einen Pralltopf mit Querträgeranteil

Fig. 2 die Darstellung nach Fig. 1 mit Schaumstoff-Füllung des Pralltopfes

Fig. 1 zeigt den Pralltopf 1 im Querschnitt auf dem Querträger 2. Der Pralltopf 1 besteht aus einer Auflagefläche 11, mit der er auf dem zugeordneten Tragebereich 21 des Querträgers 2 z. B. durch Verclipsen verbunden ist. In den Querträger 2 ist die Vertiefung 22 eingelassen, die unter dem Aufnahmevolumen 12 des Pralltopfes 1 angeordnet ist. Die Vertiefung 22 endet in den Übergangsbereichen 23, 24, welche in der gezeigten Schrägstellung in die Tragabschnitte 21 für die Auflagefläche 11 des Pralltopfes 1 übergehen.

Der Pralltopf 1 hat in der gezeigten Darstellung eine trapezartige Figur und stützt auf seiner nach außen gerichteten Oberfläche 13 die in der Zeichnung nicht dargestellte Stoßfängerverkleidung ab. Der Pralltopf 1 endet mit seinem Radiusauslauf 14 bereits vor dem Beginn des Tragabschnitts 21 des Querträgers 2. Auf diese Weise ist die Funktionalitätsgrenze des Pralltopfes erheblich erweitert worden, wie die

strichlierte Linie 15 zeigt, die den Pralltopf in seiner Verformung während der Energieaufnahme zeigt.

Aus dem Vergleich zwischen dem unverformten Pralltopf 1 und dem verformten Pralltopf 15 wird deutlich, daß die ebenen Auflagenbereiche bei den bekannten Pralltöpfen durch den Aufbau des erfindungsgemäßen Pralltopfsystems vermieden werden. Dadurch werden die Kontaktstellen zur Umgebung, die die besonders kritischen Stellen bei der Verformung der Pralltöpfe sind, insofern entschärft, als die betreffenden Pralltopfbereiche nach der Erfindung in die Vertiefung 22 des Querträgers 2 ausweichen können. Die Darstellung zeigt deutlich, daß der energieverformte Pralltopf 15 in den Kompressionsraum der Vertiefung 22 weit eindringen kann, ohne an Wandteilen des Querträgers anzustoßen. Auf diese Weise ist im Bereich der Stoßenergie bei Parkstößen die Reversibilität des energieverformten Pralltopfes gewährleistet.

Fig. 2 zeigt die Darstellung des Pralltopfes 1 mit seinem Sitz auf dem Querträger 2 mit Vertiefung 22 gemäß Fig. 1&ldquor; Das Volumen des Pralltopfes 1 ist in der gezeigten Darstellung durch ein energieabsorbierendes Material 16, z.B. durch einen Schaumstoff nahezu ausgefüllt. Durch den Schaumstoffkörper 16 wird die Energieaufnahme bei Stoßeinwirkung auf den Pralltopf noch verbessert. Der Pralltopf 1 kann in seinen Radienbereichen 14 - wie in Fig. 1 gezeigt - bei Energieeinwirkung in die Vertiefung 22 ausweichen, da diese Bereiche der Vertiefung unterhalb der Radienbereiche 14 schaumstoffrei gehalten sind.

— Pfffeen^lnsprüche -

Claims

1. Vorrichtung zur Energieaufnahme bei Stoßfängern an Kraftfahrzeugen, wobei hinter der Stoßfängerverkleidung wenigstens ein die Stoßenergie aufnehmendes Prallelement angeordnet ist, welches sich an einem Querträger des Kraftfahrzeugs abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Abstützung des Prallelementes (1) am Querträger (2) in den Querschnitt des Querträgers (2) eine Vertiefung (22) eingelassen ist, welche in ihrer Längen- und Breitenausdehnung wenigstens den entsprechenden Abmessungen an der Basis des Prallelementes (1) entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ..;..!· die Vertiefung (22) im Querträger (2) der Kontur des Prallelementes (1) angepaßt ist.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (1) an seiner Basis und entsprechend die Vertiefung (22) im Querträger (2) rechteckig, rund, oval oder quadratisch geformt sind.

Rehau, 23.11.95
dr.k-zmw