DE3020997A1

DE3020997A1 - Stossfaenger fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3020997A1
Application number: DE19803020997
Authority: DE
Inventors: Günter 4500 Osnabrück Kaulmann
Original assignee: Wilhelm Karmann 4500 Osnabrueck GmbH; Wilhelm Karmann GmbH
Current assignee: Wilhelm Karmann 4500 Osnabrueck GmbH; Wilhelm Karmann GmbH
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1980-06-03
Publication date: 1982-02-04
Also published as: DE3020997C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßfänger für Kraft-
fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, gemäß der sich aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ergebenden Gattung.
Bei einem bekannten Stoßdämpfer dieser Art (DE-OS 27 15 98 wird die den Metallträger verkleidende flexible Abdeckung aus Kunststoff, Kunstgummi od.dgl. von einem Formteil gebildet, das an der Innenseite durchgehend oder bereichsweise ausgeformte Rippenfelder aufweist, welche die Abdekkung am Metallträger nach Art eines Zwischenpolsters abstützen. In die Rippenfelder sind Befestigungszapfen für eine Clpverbindung der Abdeckung mit den Metallträger in tegriert. In die Rippenfelder, die vorzugsweise nach Art von Waben mit jeweils rundem und/oder polygonalem Querschnitt ausgebildet sind, sind stellenweise aus nicht flexiblem, festem Werkstoff bestehende Stützelemente in Form von hohlen oder massiven Formkörpern eingesetzt, welche zur Aufnahme und Weiterleitung von Aufprallenergie auf dem Metallträger vor Eintritt einer bleibend sichtbaren Verformung an der Abdeckung dienen.
Dieser bekannte Stoßfänger, der in der Praxis in großem Umfang zur Anwendung gekommen ist und sich durchaus bewährt hat, ist jedoch bezüglich der Herstellung der Kunststoff-Abdeckung recht aufwendig und auch problematisch:Zum einen muß die Abdeckung aus hochwertigem Material bestehen, um die geforderte einwandfreie Oberflächenbeschaffenheit sicherzustellen, zum anderen bedarf es einer bestii'9n Mindestwandstärke zumindest im Bereich der Haupt fläche der Abdeckung im Verhältnis zu den auf ihrer Innenseite ausgeformten Rippenfeldern, damit diese nicht sich auf der Oberfläche der Abdeckung nach dem Erkalten des Kunststoffmaterials schattenhaft abzeichnen oder dort gar Vertiefungen ausbilden. Eine Verstärkung der Wandstärke der Stege der Rippenfelder führt, wie auch jede sonstige Materialanhäufung an der Innenseite der Abdeckung, zu einer Beeinträchtigung von deren Oberfläche, sofern nicht gleich zeitig auch die Wandstärke der Abdeckung insgesamt vergrößert wird. Dies aber bedeutet wiederum einen insgesamt beträchtlichen Material-Mehraufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoßfänger der angegebenen Art so auszubilden, daß die Gestaltung der Rippenfelder oder sonstiger Materialanhäufungen an der Innenseite der Abdeckung keinen Einfluß mehr auf ihre übrige Wandstärke und die Oberflächenbeschaffenheit hat und insgesamt eine billigere und an unterschiedliche Verhältnisse leichter anpaßbare Herstellung ermöglicht wird.
Hierzu zeichnet sich die Erfindung aus durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Weitere Einzelheiten bzw. Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 13.
Durch die erfindungsgemäße Zweiteilung der Abdeckung läßt sich der Materialaufwand soweit verringern, daß trotz der Aufspaltung des Herstellungsvorgangs die Herstellkosten der Abdeckung insgesamt niedriger liegen als dies für die vorbekannte, einstückige Abdeckung der Fall ist. Überdies kann für die Innenseite der Abdeckung jedwede gewünschte oder geeignete Gestaltung der Rippenfelder vorgenommen werden, weil es auf die Oberfläche der inneren Stütz- und Verstärkungseinlage nicht ankommt und dort infolge ungleichmäßiger Materialsohrumpfungen auftretende Beeinträchtigungen von der Blend- bzw. Formschale überdeckt werden und damit unsichtbar sind. Es ist daher auch möglich, an der Innense ee der Abdeckung hohle oder massive For.s.sörDer als StützeLeete vorzusehen, so da3 es eines nachträglichen Einsetzens solcher Stützelemente in die Abdeckung nicht mehr bedarf.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert; in der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Stoßfängers vor dem Zusammenbau; Fig. 2 eine rückwärtige Ansicht der zusammengebauten Abdeckung, etwa in Richtung des Pfeils X in Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt des zusammengebauten Stoßfängers, etwa nach Linie III-III in Fig. 2; Fig. 4 einen weiteren Querschnitt durch den zusar--engebauten Stoßfänger, etwa nach Linie IV-IV in Fig. 2; Fig. 5 einen Querschnitt durch ein seitliches Ende der Abdeckung, etwa nach Linie V-V in Fig. 2, mit einer Verschiebe-Halterung an einer Karosserie-Seitenfläche.
In Fig. 1 ist ein an der vorderen oder hinteren Stirnseite eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenwagens, anzubrinender Stoßfänger mit seinen Einzelteilen vor dem Zusaw.enbau dargestellt. Der Stoßfänger besteht i wesentlichen aus einem am Fahrzeug starr oder stoßgedänpf anbringbaren Metallträger 1 und einer daran lösbar angebrachten, diesen verkleidenden flexiblen Abdeckung 2 aus Kunststoff, Kunstgummi od.dgl.
Der Metallträger 1 besteht aus einem im wesentlichen geraden und keine seitlichen Umbüge aufweisenden, im Querschnitt C-förmigen Profilteil, der an seiner Stirnfläche mit einem Mittenloch 1' und mehreren beidseits daneben angeordneten Löchern 1" versehen ist. Der Metallträger 1 kann ein bezüglich seiner Oberfläche unbearbeitetes Roh-Teil sein.
Die den Träger 1 verkleidende Abdeckung 2 besteht aus einer dünnwandigen äußeren Blend- bzw. Formschale 3 aus hochwertigem Kunststoff od.dgl. und einer inneren Stütz-und Verstärkungseinlage 4 aus geringerwertigem Kunststoff od.dgl. Im zusammengebauten Zustand ist die Stütz- und Verstärkungseinlage 4 mit dem Metallträger 1 und die Blend- bzw. Formschale 3 mit der Einlage 4 lösbar verbunden, wie dies im einzelnen noch weiter unten erläutert ist.
Die dünnwandige äußere Blend- bzw. Formschale 3 besteht z.B. aus thermoplastischem EPDM, einem hochwertigen und auch teuren Kunststoff, und ist vorzugsweise, wie dargestellt, als einstückiges Formteil ausgeführt. Infolge ihrer Materialbeschaffenheit und Dünnwandigkeit ist die äußere Blend- bzw. Formschale 3 elastisch verformbar, kan also beträchtliche Aufprallkräfte aufnehmen, ohne eine bleibende Verformung oder gar Zerstörung zu erfahren.
Die innere Stütz- und Verstärkungseinlage 4 besteht z.B.
aus Hartpolyäthylen, einem geringwertigen und billigen Kunststoff, und ist vorzugsweise, wie ebenfalls dargestell von zwei einzelnen, mittig aneinandersetzbaren Formstücke gebildet. Die innere Stütz- und Verstärkungseinlage 4 bildet die energieabsorbierende Abstützung der Blend- bzw.
Formschale 3 gegenüber dem Metallträger 1 und ist infolge ihrer Materialbeschaffenheit und Formgestaltung an der Innenseite bei Einwirkung größerer Aufprallkräfte plastisc verformbar. Die Zweiteiligkeit der inneren Stütz- und Verstärkungseinlage 4 ermöglicht eine kostengünstige Reparatur im Falle einer Beschädigung, da nur das linke oder rechte Teil der Einlage unter Weiterverwendung der Blend- bzw. Formschale 3 ausgetauscht zu werden braucht.
Dabei ermöglicht der erfindungsgetnäße Stoßfänger das Abfangen von Aufprallstößen bis zu 11 km/h mittels der inneren Stütz- und Verstärkungseinlage 4 ohne bleibende Verformung oder Zerstörung der äußeren Blend- bzw. Formschale 3.
Zur lösbaren Verbindung der Abdeckung 2 mit dem Metallträger 1 sind an der Innenseite der Stütz- und Verstärkungseinlage 4 einstückig angeformte Befestigungszapfen 5 mit an deren Enden ausgebildeten haken- bzw. wulstförmige Verdickungen 6 mit schrägen Anlaufflächen 7 vorgesehen, die in die am Metallträger 1 vorgesehenen Löcher 1" eingeclipst werden (Fig. 3). Dabei sind die haken- bzw.
wulstförmigen Verdickungen 6 der Befestigungszapfen 5 im Abstand übereinanderliegend vorgesehen und in vertikaler Richtung elastisch gegeneinander abgestützt, so daß sie in Verbindung mit den in Vertikalerstreckung entsprechend angepaßten Löchern 1" am Metallträger 1 beim Einclipsen zunächst in Vertikalrichtung gegeneinandergedrückt werden, um sich dann, nach dem Passieren der Löche 1", in entgegengesetzter vertikaler Richtung in die Sperr stellung zu spreizen. Da die Löcher 1" am Metallträger 1 in horizontaler Richtung etwas breiter als die Befestigungszapfen 5 ausgeführt sind, ergibt sich eine begrenzte horizontale Verschieblichkeit der Stütz- und Verstärkungs einlage 4 am .Metallträger 1 zur Vermeidung von Verspannungen infolge zaterialbedingt unterschiedlicher Dehnungen des Metalltr- -rs 1 und der Stütz- und VerstärkungseinlaSe 4 sowie zum Ausgleich von Fertigungsungenauigkeiten. Mitti ist dagegen die Stütz- und Verstärkungseinlage 4 am Metallträger 1 bewegungsfrei fixiert, und zwar in dem dort vorgesehenen Mittenloch 1', z.B. mittels eines zugleich auch die beiden Teilstücke der Einlage 4 mittig mittels Laschen verbindenden Bolzens od.dgl.
An der Innenseite der Stütz- und Verstärkungseinlage 4 s,nfl durchgenez oder bereichsweise Rippenfelder 8,9 ausgDfc=-t, webe die Einlage 4 am Metallträger 1 nach Art eines Zwischenpclsters abstützen (Fig. 3 u. 4). Die Rippen felder 8,9 sind vorzugsweise in den Bereichen der Befestigungszapfen 5 vorgesehen, welche dabei in die Rippen felder integriert sind. In ihrer Höhe bzw. Längenerstrekkung sind die Rippenfelder 8,9 derart auf die Länge der Befestigungszapfen 5 abgestimmt, daß die Stütz- und Verstärkungseinlage 4 in am Metallträger 1 befestigter Stellung an diesem spielfrei oder leicht verspannt abgestützt bzw. gehalten ist (Fig. 3 u.4). Die Rippenfelder 8,9 können jeweils auch ganz oder teilweise mit dem Kunststoffmaterial der Einlage 4 ausgefüllt sein, wie dies z.B.
in Fig. 3 für ein den Befestigungszapfen 5 fußseitig abstützendes Feld 9 angedeutet ist, so daß die Rippenfelder je nachdem hohle oder teil- bzw. vollmassive Zwischenpolster-Formkörper bilden.
Die äußere Blend- bzv, Formschale 3 ist derart gestaltet, daß sie in ihrem inneren Hohlbereich die -Stütz- und Verstärkungseinlage 4 unter weitgehend formschlüssiger Anlage ganz in sich aufnimmt und diese nach außen allseits abkleidet, wie dies aus Fig. 3 bis 5 ersichtlich ist. Zur lösbaren Verbindung mit ihrer Stütz- und Verstärkungseinlage 4 ist die äußere Blend- bzw. Formschale 3 mit einwärts gerichteten, einstückig angeformten Laschen od.dgl.
mit an deren Enden ausgebildeten haken- bzw. wulstförmigen Verdickungen mit schrägen Anlaufflächen zum Einclipsen in an der Stütz- und Verstärkungseinlage 4 vorgesehene, langlochartige Öffnungen versehen. Im gezeichneten Ausfürungsbeisciel ist dazu im Innern der Blend- bzw. Formschale 3 eine sich horizontal einwärts zur Stütz- und Verstärkungseinlage hin erstreckende Leiste 10 vorgesehen, die in eine an der Stütz- und Verstärkungseinlage 4 ausgebildete Längsnut 11 einfaßt (Fig. 4). Am freien Rand der Leiste 10 sind stellenweise Laschen 12 mit haken- bzw.wuls -förmigen Verdickungen mit schrägen Anlauf flächen vorgesehe die in im Boden der Nut 11 angebrachte tanglochöffnungen 1 einclipsbar sind (Fig. 3). Weiterhin ist der sich angenähert horizontal erstreckende untere Rand 3' der Blend- bzw.
Formschale 3 von einer an der Stütz- und Verstärkungs- -einlage 4 an deren unterem Rand ausgebildeten Nut 14 aufgenommen (Fig. 4) und mittels ebenfalls stellenweise vorgesehener Laschen 15 mit haken- bzw. wulstförmigen Verdickungen mit schrägen Anlaufflächen in im Boden der Nut 14 angebrachten Langlochöffnungen 16 eingeclipst (Fig. 3).
Die Blen - Dzv, Formschale 3 erfährt bei der erwähnten 3efestigung an ihrer inneren Stütz- und Verstärkungsew ge 4 eine leichte Verspannung und umkleidet letztere damit spielfrei; geringfügige Relativbewegungen zwischen beiden Teilen in Längs- bzw. Horizontalrichtung zur Vermeidung von Verspannungen infolge unterschiedlicher Materialdehnungen und/oder zum Ausgleich von Fertigungsungenauigkeiten sind jedoch möglich. Zum Lösen der Blend- bzw Formschale 3 von ihrer inneren Stütz- und Verstärkungseinlage 4 bedarf es lediglich des jeweiligen Nieder- bzw. Eindrükkens der sznr-gen Anlaufflächen der haken- bzw. wuistförmigen Verdickungen der Laschen 12, 15 in die Öffnungen '3,16, wodurch sich die Blend- bzw. Formschale 3 zerstörungst-ei von der Einlage abziehen bzw. trennen 1 3t.
Sowohl die äußere Blend- bzw. Formschale 3 wie auch die innere Stütz- und Verstärkungseinlage 4 der Abdeckung 2 weisen zweckmäßig, wie dargestellt, zu den Fahrzeugseiten hin abgebogene seitliche Enden 311,411 auf, wobei in diesen Bereichen die Blend- bzw. Formschale 3 gegenüber der Stütz und Verstärkungseinlage 4 in Längs- bzw. Horizontalrichtung frei verschieblich abgestützt und geführt ist, und zwar einmal mittels der schon erwähnten, jedoch hier verkürzt ausgebildeten, in die Längsnut 11 der Stütz- und Verstärkungseinlage einfassenden Leiste 10, zum anderen über eine in diesem Bereich vorgesehene weitere, sich horizontal einwärts zur Stütz- und Verstärkungseinlage 4 hin erstreckende innere Leiste 17, die in eine am umgebogenen Endbereich 4" der Stütz- und Verstäkrungseinlage 4 ausgebildete Nut 18 einfaßt. Sind die zu den Fahrzeugseiten hin abgebogenen Enden 3",4" der Abdeckung 2 relativ lang ausgebildet, so kann es zweckmäßig sein, für diese abgebogenen Enden der Blende 2 eine an der benachbarten Karosserieseitenfläche 19 befestigte schienenartige Abstützung 20 vorzusehen, mit der das Ende 4" der Stütz- und Verstärkungseinlage 4 derart in Yingrf steht, daß bei vertikaler Lagefixierung der seitlichen Enden der Abdecku deren ungehinderte Verschiebebewegung gegenüber der karosserieseitenfläche 19, also eine Bewegung in Fahrzeug län.srichtung, ermöglicht ist. Dabei sind zweckmäßig die schienenartige Führung 20 und/oder die in diese eingreifenden Führungsteile 21 der Enden 4" der inneren Stütz-und Verstärkungseinlage 4 in ihrer Längenerstreckung dera t bemessen bzw. aufeinander abgestimmt, daß sie nach einer vorbestimmten Wegstrecke der Verschiebebewegung der seitlichen Enden der Abdeckung außer Eingriff kommen (Fig.5).
Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte, vorstehend erläuterte Ausführungs beispiel beschränkt, wenngleich es sich hierbei nach den bisherigen Erkenntnissen um eine besonders vorteilhafte Ausführungsform handelt. Konstruktive Abänderungen von Einzelheiten im Rahmen der Patentansprüche sind ohne weiteres denkbar, ohne die wesentlichen Vorteile des Erfindungsgegenstands zu beeinträchtigen. - So ist es insbeson dere möglich, daß zusätzlich zu den von Materialverdickungen und/oder -anhäufungen innerhalb der Rippenelder (8,9) ausgebildeten Zwischenpolster-Formkörpern noch gesonderte, in einzelne oder mehrere benachbarte hohle Rippenfelder einsatzbare Stützelemente aus weniger flexiblen., relativ festem Werkstoff (z.B. Polyamid) vorgesehen werden. Eine solche Zusatzausstattung kommt vor allem dort in Betracht, wo der Metallträger 1 am Fahrzeug unter Zwischenschaltung von Stoßdämpfern angebracht ist und zunächst eine f>bertragung bzw. Einleitung der Aufprallenergie in die Stoßdämpfer erfolgen soll, bevor es zur Energieabsorption durch Verformung der VerstcrkungseinlaX 4 mit ihren materialmäßig integrierten Zwischenpolster-Formkörpern kommt.

Claims

Patentansprüche: Stoßfänger für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, bestehend aus ein am Fahrzeug abgtützten Metallträger und einer am Träger lösbar angebrachten, diesen verkleidenden flexiblen Abdeckung aus Kunststoff, Kunstgummi od.dgl., wobei der Metallträger ein im wesentlichen gerades und sich ohne seitliche Umbüge an der Fahrzeugstirnseite entlang erstreckendes Teil ist, während die Abdeckung ein mit ihren seitlichen Enden zu den Fahrzeugseiten herumgezogenes Teil ist, dessen seitliche Enden in Fahrzeuglängsrichtung frei beweglich sind, und wobei die Abdeckung innenseitig gegenüber dem Metallträger energieabsorbierend abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (2) aus einer dünnwandigen äußeren Blend- bzw. Formschale (3) aus hochwertigem Kunststoff od.dgl. und einer inneren Stütz- und Verstärkungseinlage (4) aus geringerwertigem Kunststoff od.dgl. besteht, wobei die Einlage (4) mit dem Metallträger (1) und die Schale (3) mit der Einlage (4) lösbar verbunden ist.
2. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Blend- bzw. Formschale (3) aus überwiegend elastisch und die innere Stütz- und Verstärkungseinlage (4) aus überwiegend plastisch verformbarem Kunststoff, Kunstgummi od.dgl. besteht.
3. Stoßfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz- und Verstärkungseinlage (4) an ihrer Innenseite durchgehend oder bereichsweise hohle oder massive Formkörper aufweist, welche die äußere Blend-bzw. Formschale (3) am Metallträger (1) nach Art eines Zwischenpolsters abstützen.
4. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Blend- bzw. Formschale (3) und/oder die innere Stütz- und Verstärkungseinlage (4) ein- oder mehrstückig ausgeführt sind.
5. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Blend- bzw. Formschale (3) mit einwärts gerichteten, einstückig angeformten Laschen (12,15) od.dgl. mit an deren Enden ausgebilde ten haken- bzw. wulstförmigen Verdickungen mit schrägen Anlaufflächen zum Einclipsen in an der Stütz- und Verstärkungseinlage (4) vorgesehene öffnungen (13,16) versehen ist.
6. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Blend- bzw. Formschale (3) mit einwärts gerichteten, einstückig angeformten Horizontalste.e. (3',10,17) versehen und hiermit zur lagestabilen Fixierilng in Nuten (11,14,18) der Stütz- und Verstärkungseinl=-e (4) eingepaßt ist.
7. Stoßfänger nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (12,15) od.dgl. an den Rändern der Horizontalstege (3's10,17) vorgesehen und in bezug auf die Horizontalerstreckung der Öffnungen (13r16) in der Stütz- und Verstärkungseinlage (4) so bemessen sind, daß eine begrenzte Längs-Relativbewegung zwischen beiden Teilen (3,4) er t ist.
8. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere nach Ans rauch 3, dadurch gekennzeichnet, daß di Formkörper der Stütz- und Verstärkungseinlage (4) von angeformten Rippen und/oder Rippenfeldern (8,9) gebildet sind, die stellenweise mit angeformten, in die Rippenfelder integrierten Befestigungszapfen (5) zum Einclipsen in an dem Metallträger (1) vorgesehene Öffnungen (1") ver sehen sind.
9. Stoßfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Höhe bzw. Längenerstreckung der Rippen und/oder Rippenfelder (8,9) so auf die Länge der Befestigungszapfen (5) abgestimmt ist, daß die Stütz- und Verstärkungseinlage (4) in am Metallträger (1) befestigter Stellung an diesem spielfrei oder leicht verspannt abgestützt bzw.

gehalten ist.
10. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz- und Verstärkungseinlage (4) mit ihren Befestigungszapfen (5) am Metallträger (1) in an sich bekannter Weise einmal mittig fixiert, im übrigen aber eine begrenzte Längs-Relativbewegung zwischen beiden Teilen (1,4) ermöglicht ist.
11. Stoßfänger nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch in der Stütz-und Verstärkungseinlage (4) gesondert eingesetzte und aus weniger flexiblem, relativ festem Werkstoff bestehendtz ein- oder mehrteilige Stützelemente zur Aufnahme und Weiterleitung von Aufprallenergie vor Eintritt einer blei benden Verformung der Stütz- und Verstärkungseinlage (4).
12. Stoßfänger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die gesonderten Stützelemente bildenden Form körper an den Wänden der Rippen und/oder Rippenfelder (8,9) durch Klemmung, Verrastung oder Verhakung lagestabil, jedoch lösbar festgelegt bzw. gehaltert sind.
13. Stoßfänger nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente ganz oder bereichsweise über den äußeren bzw. vorderen Begrenzungsrand der Rippen und/oder Rippenfelder (8,9) der Stütz- und Verstärkungseinlage (4) vorstehen und insoweit unmittelbar die äußere Schale (3) am Metallträger (1) abstützen.