DE3328978A1 - Stossfaenger aus kunststoff - Google Patents

Description

Stoßfänger aus Kunststoff

Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger aus Kunststoff für Automobil-Karosserien zur Energieaufnahme bei Stoßbeanspruchungen, bestehend aus einer U-förmigen Deckschale mit einem energieverzehrenden Innenteil.

Zur Energieaufnahme bei Stoßbeanspruchungen werden vorn und hinten am Karosseriekörper von Kraftfahrzeugen Stoßfänger angeordnet. Die bekannten Stoßfängersysteme bestehen aus Metall, Metall-Kunststoff-Kombinationen, Kunststoff lösungen und dergleichen. So ist beispielsweise in der DE-OS 21 35 474 ein solcher Stoßfänger bekanntgeworden, welcher ein aus elastischem Material bestehendes rohrförmiges Hohlteil aufweist, welches derart ausgebildet ist, daß bei Stoßeinwirkung ein in dem Hohlteil als Füllung befindliches Strömungsmittel wie Flüssigkeit, Gas und dergleichen durch eine Rohrverbindung in ein Ausgleichsgefäß strömen kann. Auf diese Weise wird die Elastizität dieses Stoßfängers, dessen Außenhaut bereits aus elastischem Material besteht, erheblich vergrößert.

Ein ähnlicher Aufbau ist in dem französischen Patent 1 561 105 beschrieben. Im Unterschied zur Flüssigkeit als Ausgleichsmittel wird hier jedoch nur von einem gasförmigen Medium wie Luft als Strömungsmittel gesprochen. Schließlich ist in der US-PS 3,284,122 ein solcher Schock-Absorber für Kraftfahrzeugkarosserien beschrieben, bei dem ebenfalls eine Flüssigkeit in dem Stoßfänger enthalten ist. Bei Krafteinwirkung entweichen Teile dieser Flüssigkeit über eine sonst geschlossene Öffnung, welche durch den erhöhten Kraftaufwand bei der Stoßbeanspruchung geöffnet wird.

Die Stoßfängersysteme des bekanntes Standes der Technik bestehen in der Regel aus Kunststoff-Metall-Kombinationen. Stoßfänger aus reinen Metallkonstruktionen sind früher an Kraftfahrzeugen verwendet worden, scheiden jedoch heute unter dem Gesichtspunkt der Gewichtseinsparung aus. Stoßfänger aus Kunststoff bestehen aus selbsttragenden, aus zwei Halbschalen zusammengesetzten Spritzgußteilen.

Die Metall-Kunststoff-Kombinationen und die Lösungen mit den zusammengesetzten Kunststoff-Halbschalen verfügen zwar über die nötige Biegefestigkeit, erbringen jedoch bei gleichem Raumbedarf und gleichem Aufprallwiderstand keine Gewichtsverringerung und demzufolge auch keine Preisreduzierung. Bei der Metall-Kunststoff-Version wird zusätzlich als nachteilig gewertet, daß das als Träger wirkende Metallteil bei einer durchgreifenden Einwirkung irreversibel verformt wird, so daß hier eine Auswechslung erforderlich ist. Gegenüber dieser Kombination ist die reine Kunststoff lösung mit der großflächigen Halbschalenverbindung kostenaufwendiger und damit aus diesem Grund im Nachteil.

Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gestellt hat, ein Stoßfängerkonzept anzugeben, welches die geschilderten Nachteile vermeidet und geringes Gewicht mit einem günstigen Preis bei gleichem Aufprallwiderstandsverhalten verbindet. Erfindungsgemäß wird dazu angegeben, daß Deckschale und Innenteil einstückig als geschlossenes Hohlprofil mit einer Vorderwand und einer Rückwand blasgeformt sind, und daß beim Blasformen in die Rückwand wenigstens zwei über die Länge des Stoßfängers verlaufende Reihen Eindrückungen eingebracht sind, welche durch wenigstens einen Längssteg und der Anzahl der Eindrückungen entsprechende quer verlaufende Zwischenstege voneinander getrennt sind und in ihrer Eindrücktiefe den Hohlraum des Hohlprofils derart überbrücken, daß ihre inneren Oberflächen wenigstens teilweise mit zugeordneten Innenflächen der Vorderwand fest verbunden sind.

Der erfindungsgemäße Stoßfänger schafft durch die Anwendung des Blasverfahrens ein einstückiges, geschlossenes Stoßfängerteil, welches an seiner Vorderwand und seiner Rückwand beliebig geformt sein kann. Dieses Stoßfängerteil kann auch mit den entsprechenden Verlängerungen und Abwinkelungen der Karosserieform angepaßt werden, so daß es um die Karosserieecken bis beispielsweise zum Beginn der Radkästen herumgezogen sein kann. Die allzugroße Flexibilität eines solchen Blasform-Hohlkörpers wird durch die von der Rückseite eingebrachten Eindrückungen auf eine für Stoßfänger übliche Elastizität zurückgeführt.

Diese Eindrückungen können beispielsweise kegelförmig sein, wobei die Spitzen der Kegel abgeschnitten sind. An diesen Kegelspitzen ist die Außenwand der Eindrückung mit der zugeordneten Innenwand der Vorderwand beispielsweise durch Schweißen fest verbunden. Diese Verbindung geschieht unmittelbar beim Blasformen. In diesem Zustand liegen die Wände des Blasformkörpers noch im thermoplastischen Bereich, so daß bei der Herstellung der Eindrückungen die Innenwände miteinander verschweißt werden können. Die Seitenwände der auf diese Weise hergestellten kegeligen Verbindung zwischen Rückwand und Vorderwand bilden die Versteifung, die den gewünschten Aufprallwiderstand des Stoßfängers ergeben. Die Eindrückungen werden definiert in mehreren Lagen nebeneinander über die Breite des Stoßfängers verteilt, wobei durch die Anzahl der Lagen und die Anzahl der Eindrückungen selbst die Aufprallwiderstand-Eigenschaft des erfindungsgemäßen Stoßfängers variiert werden kann.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, daß die Eindrückungen nur über die Länge des Stoßfänger-Querbereiches verlaufen und in den um die Karosserie greifenden Endbereichen der Stoßfänger nicht mehr vorhanden sind. In diesen Endbereichen spielt die Aufprallwiderstand-Eigenschaft des Stoßfängers keine so wesentliche Rolle mehr wie im vorderen Stoßfängerbereich, so daß in den Endbereichen auf die Schockverstärkung durch die Eindrückungen verzichtet werden kann.

Falls es erforderlich sein sollte, kann das Hohlprofil des Stoßfängers zur zusätzlichen Aufprallwiderstand-Verstärkung mit einem schaumförmigen Kunststoff ausgefüllt sein. Dieser Kunststoff schaum kann durch eine vorgegebene Öffnung in das Hohlprofil eingebracht werden, da zwischen den Eindrückungen selbst innerhalb des Hohlprofils Durchgangsöffnungen stehen bleiben, so daß die Hohlkammer als solche zwar von den Eindrückungen und deren Wänden durchsetzt ist, im Prinzip jedoch als Hohlkammer erhalten bleibt. Diese kann dann über die ganze Länge, d.h. auch in den um die Karosserie greifenden Endbereichen, von dem schaumförmigen Kunststoff ausgefüllt werden.

Es ist ferner möglich, daß in die Hohlkammer die Rückwand durchdringende Befestigungselemente und/oder Verstärkungselemente eingelassen sind. Solche Beiestigungs- oder Verstärkungselemente sind erforderlich für die Befestigung des Stoßfängers am tragenden Untergrund der Karosserie. Als Befestigungsoder Verstärkungselemente können beispielsweise in die Blasform eingelegte Metallteile usw. verwendet werden.

Der erfindungsgemäße Stoßfänger unterscheidet sich von den Stoßfängern des Standes der Technik durch seine besondere Kombination von hoher Steifigkeit, geringer Durchbiegung, hoher Energieabsorption, günstigem Gewicht, günstigem Teilepreis und einstückiger Herstellung. Diese Vorteile werden erzielt durch die äußere Form des Stoßfängers, durch die Doppelwandigkeit, durch die Eindrückungen und die teilweise Verschweißung der Innenflächen von Vorderwand und Rückwand.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsteil des erfindungsgemäßen Stoßfängers schematisch dargestellt; es zeigt!

Figur 1 einen Teilschnitt durch den Stoßfänger in Rückansicht

Figur 2 einen Querschnitt durch das Stoßfängerteil gemäß Figur 1 längs der Linie A-B

Figur 3 einen Querschnitt durch das Stoßfängerteil der Figur 1 längs der Linie C-D.

In Figur 1 ist die linke Hälfte eines Stoßfängers 1 dargestellt. Bei 13 ist die Abbiegung des um die Karosserie greifenden Endbereiches des Stoßfängers angedeutet. Die Karosserie selbst ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Das gezeigte Stoßfängerteil 1 besitzt drei Reihen von Eindrückungen 2, 3, 4. Die Eindrückungen der Reihen 2 und 3 sind längskegelförmig ausgestaltet, wobei die Seitenwände 21, 31 dieser Längskegel in die verschweißten Bereiche 22, 32 münden.

Wie sich aus Figur 2 ergibt, sind die verschweißten Bereiche 22, 32 in der Längsachse der Eindrückungen 21, 31 relativ schmal gehalten, so daß hier nahezu von einer linienförmigen Verschweißung gesprochen werden kann. Diese linienförmige Verschweißung zeichnet sich an der Vorderwand 11, d.h. also im Sichtbereich, nicht ab und ergibt einen optisch einwandfreien Stoßfänger in der Vorderansicht. In der Reihe 3 ist die Eindrückung 33 dargestellt, welche in der Ansicht als Kegelspitze einen breiteren Bereich der Verschweißung 34 zeigt. Mit diesem Beispiel soll dargestellt werden, daß die Kegelspitze auch vollflächig mit den zugeordneten Innenwandteilen der Vorderwand 11 verschweißt werden kann. Solche vollflächige Verschweißung erhöht zwar die Steifigkeit des Stoßfängers und damit die Aufprallwiderstand-Eigenschaft, wird sich jedoch im Sichtbereich abzeichnen, wodurch entsprechende Abdeckungsmaßnahmen erforderlich werden können.

Die untere Reihe 4 der Eindrückungen besteht aus der Fiächenverschweißung 41 und den langgestreckten Schweißbereichen 42, 43, welche von schmalen Hohlkammerbereichen 44, 45 unterbrochen werden. Auf diese Weise wird im unteren Bereich eine besondere statische Festigkeit erzielt, die es beispielsweise ermöglicht, unten anschließend ein spoilerartiges Gebilde 5 anzuformen und dort auch gegen Fahrtwind und Stoßbeanspruchungen in Position zu halten.

Figur 2 zeigt den Querschnitt durch das Stoßfängerteil 1 der Figur 1 längs der Linie A-B. Die Eindrückungen der Reihen 2 und 3 werden hier insofern verdeutlicht, als die Wandbereiche 21, 31 der Längskegel deutlich sichtbar sind. Deutlich wird aus dieser Darstellung auch, daß die Eindrückungen der Reihen 2 und 3 unterschiedliche Form aufweisen. So ist die Innenwand 31 des unteren Längskegels der Reihe 3 stärker zur Mitte hin geneigt als die Innenwand des Längskegels der Reihe 2. Die unterschiedlichen Neigungen der Kegelwände bzw. der sonstigen Eindrückungsformen können den Aufprallwiderstand bzw. die Verformungseigenschaften des erfindungsgemäßen Stoßfängers entsprechend beeinflussen. Das gleiche gilt für die Frage, ob die Verschweißung der Kegelenden mit der Innenwand der Vorderwand 11 vollflächig oder lediglich nahezu linienförmig in einem Anlagebereich durchgeführt wird.

Figur 2 zeigt im unteren Bereich die längs verlauf ende Einschnürung hl, durch welche ein Durchbruch 421 geführt ist, der zur Festlegung des Stoßfängers an tragenden Karosserieteilen dienen kann. Im Anschluß an die längs verlaufende Einschnürung 42 ist das spoilerartige Gebilde 5 ausgeformt, welches ebenfalls eine Hohlkammer bildet.

In Figur 3 ist der Querschnitt durch das Stoßfängerteil 1 der Figur 1 längs der Linie C-D dargestellt. Es zeigen sich wiederum die zu Figur 2 beschriebenen Einzelheiten, jedoch mit Ausnahme der Gestaltung im unteren Bereich des Stoßfängers 1. Dort ist das spoilerartige Gebilde 5 über die Hohlkammer 6 an den Innenraum 7 des Stoßfängers 1 angebunden. Die Hohlkammer 6 wird durch die zwischen den längsverlaufenden Eindrückungen 42, 43 stehengebliebenen Verbindungswände 44, 441 geschaffen. Im Falle des Ausfüllens des Stoßfängers 1 mit Kunststoffschaum in seinen Hohlbereichen kann also dieser Schaum aus der Hohlkammer 7 über die Verbindungsbrücke 6 in die Hohlkammer 51 des spoilerartigen Gebildes 5 eindringen und somit gesamtflächig für die entsprechende Verstärkung sorgen.

Patentansprüche

Leerseite

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE ο ο η ο η -7 ο

1. Stoßfänger aus Kunststoff für Automobil-Karosserien zur Energieaufnahme

i Stoßbeanspruchungen, bestehend aus einer U-förmigen Deckschale mit einem energieverzehrenden Innenteil, dadurch gekennzeichnet, daß Deckschale und Innenteil einstückig als geschlossenes Hohlprofil (1) mit einer Vorderwand (11) und einer Rückwand (12) blasgeformt sind, und daß beim Blasformen in die Rückwand (12) wenigstens zwei über die Länge des Stoßfängers (1) verlaufende Reihen von Eindrückungen (2, 3, 4) eingebracht sind, welche durch wenigstens einen Längssteg (8) und der Anzahl der Eindrückungen (2, 3, Ψ) entsprechende quer verlaufende Zwischenstege (9) voneinander getrennt sind und in ihrer Eindrücktiefe die Hohlkammer (7) des Hohlprofils derart überbrücken, daß ihre inneren Oberflächen wenigstens teilweise mit zugeordneten Innenflächen der Vorderwand (11) fest verbunden sind.

2. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Verbindung der inneren Oberflächen der Eindrückungen mit den zugeordneten Innenflächen der Vorderwand (11) durch Verschweißung erfolgt.

3. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindrückungen in den um die Karosserie greifenden Endbereichen (13) der Stoßfänger (1) in die unverformte Rückwand (12) auslaufen.

k. Stoßfänger nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (7) mit einem schaumförmigen Kunststoff ausgefüllt ist.

5. Stoßfänger nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Hohlprofil (7) die Rückwand durchdringende Befestigungselemente und/oder Verstärkungselemente eingelassen sind.