DE3342332A1 - Kraftfahrzeugstossstange mit innerem verstaerkungskoerper - Google Patents
Kraftfahrzeugstossstange mit innerem verstaerkungskoerperInfo
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Description
Beschreibung
Stoßstangen für Kraftfahrzeuge haben die Aufgabe, die
Fahrzeugkarosserie vor unbeabsichtigten Stoßen zu schützen, beispielsweise möglichen Stoßen beim Einparken oder Stoßen,
die von anderen Fahrzeugen niedriger Geschwindigkeit verursacht werden.
Unter der Wirkung dieser Beanspruchungen kann sich der Stoßdämpfer elastisch oder nicht elastisch verformen,
wobei er die kinetische Energie des Stosses aufnimmt. Die Stoßstange muß daher so ausgebildet sein, daß sie eine
ausreichende Steifigkeit aufweist, um sicherzustellen, daß bei besonderen Stoßbedingungen, die in internationalen
Normen festgelegt sind, die Verformung der Stoßstange nur so groß ist, daß diese nicht in Berührung mit der Fahrzeugkarosserie
kommt.
Die üblicherweise hergestellten Stoßstangen sind metallisch, jedoch werden neuerdings auch Stoßstangen aus Kunststoff
eingesetzt, der hinsichtlich Produktionskosten, Gewicht und der Möglichkeit, nach stilistischen oder aerodynamisehen
Anforderungen geformt zu werden, Vorteile aufweist. Dabei ergibt sich jedoch das Problem, eine Konstruktion
zu schaffen, die eine ausreichende Biegesteifigkeit aufweist
mit der Möglichkeit, die kinetische Energie des Stoßes aufzunehmen, und mit einer langsamen Rückfederung,
welche Rückstoßeffekte vermeidet.
Die herkömmlichen Stoßstangen haben einen C-förmigen Querschnitt und haben bei der Herstellung aus Kunststoff
größere Verformungen, oder sie erfordern größere Dicken,
wodurch das Pressien der Teile schwierig und teuer wird.
BAD ORIGINAL
's
Es wurde versucht, Rippen vorzusehen oder Stoßstangen mit einem anderen Querschnitt als einem C-förmigen Querschnitt
zu verwenden, jedoch werden durch diese Lösungen ,- der Form und dem Aufbau Schranken auferlegt, so daß diese
nicht frei an die stilistischen Anforderungen des Fahrzeugs angepaßt werden kann.
Die Verwendung von Stoßstangen mit einem besonderen Querschnitt, z.B. M oder Omega, würde die äußere Ansicht der
Stoßstange beeinträchtigen.
Diese und andere Schwierigkeiten werden mit der Stoßstange
gemäß der Erfindung beseitigt, die dadurch ge-
n_ kennzeichnet ist, daß diese aus einem im Querschnitt im
b
wesentlichen C-förmigen Stirnkörper besteht, in den ein
an den Enden geschlossenes, rohrförmiges Verstärkungselement eingesetzt ist, das mit dem Stirnkörper verbunden
ist und mit diesem eine Einheit bildet, die gegen Stoßbelastungen widerstandsfähig ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das rohrförmige Verstärkungselement an den Verbindungselementen
der Stoßstange mit der Fahrzeugkarosserie befestigt ist
und in dem Raum der Stoßstange zwischen zwei Verbindungs-25
elementen mit der Fahrzeugkarosserie untergebracht ist.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß das rohrförmige Verstärkungselement
im gesamten Frontbereich der Stoßstange untergebracht ist und es sich über die Befestigungspunkte
der Verbindungselemente mit der Fahrzeugkarosserie hinaus 30
erstreckt. In vorteilhafter Weise können auf wenigstens
einer vertikalen Wand des Verstärkungselementes Versteifungs- Hohlräume vorgesehen sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist 35
der Stirnkörper wenigstens eine in Längsrichtung verlaufen-
BAD ORIGINAL
de Versteifungsrippe auf, die in eine zugehörige Längsnut des rohrförmigen Verstärkungselementes eingreift.
Die Verbindungselemente der Stoßstange mit der Fahrzeugkarosserie können an der Rückseite des rohrförmigen Verstärkungselementes
befestigt sein, wodurch zwischen dem vorderen Bereich der Stoßstange, der Stößen ausgesetzt
ist, und dem starren Befestigungspunkt am Fahrzeug eine
verformbare Zone der Stoßstange liegt. ~
Sofern es vorteilhaft ist. kann weiterhin vorgesehen sein, daß das rohrförmige Verstärkungselement in einen oder
mehrere, gegeneinander abgedichtete Bereiche unterteilt ist, die zur Aufnahme einer Flüssigkeit oder mehrerer
1^ Flüssigkeiten unterschiedlichen Einsatzes geeignet sind.
Weiterhin kann das rohrförmige Element mit Kunststoff ausgeschäumt sein.
Die Stoßstange gemäß der Erfindung besteht vorzugsweise aus Kunststoff, wobei gegebenenfalls der Werkstoff für
den Stirnkörper vom Werkstoff für das rohrförmige Verstärkungselement verschieden ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist (jas rohrförmige Verstärkungselement durch Blasformen
hergestellt und mit dem Stirnkörper durch Schweißen oder mechanische Befestigung verbunden.
Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.
Es zeigen:
BAD ORIGINAL
Fig. 1 und 2 zwei schematische Schnittdarstellungen von
zwei Ausführungsformen der Erfindung, Fig. 3 einen Querschnitt in der Ebene IH-III der
Fig. 1,
Fig. ^l und 5 zwei Einzelheiten der Stoßstange gemäß
Fig. ^l und 5 zwei Einzelheiten der Stoßstange gemäß
der Erfindung in Schnittdarstellung,
Fig. 6 und 7 eine Ausführungsform der Erfindung in teilweise
geschnittener, perspektivischer Darstellung bzw. im Querschnitt. Fig. 8 und 9 zwei unterschiedliche Ausführungsformen
des rohrförmigen Verstärkungselementes der Stoßstange.
Wie die Fig. 1 und 2 schematisch zeigen, besteht eine Stoßstange für Kraftfahrzeuge gemäß der Erfindung im wesentlichen
aus einem geformten Stirnkörper 1, der in seinem Inneren ein rohrförmiges Verstärkungselement 2 aufnimmt,
wodurch eine Struktur erhalten wird, die in der Lage ist, die bei einem Stoß geringer Geschwindigkeit entstehende
kinetische Energie aufzunehmen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Form befindet sich das rohrförmige
Verstärkungselement 2 im mittleren Bereich der Stoßstange zwischen Befestigungsbügeln 3 und H der Stoßstange
am Fahrzeug.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt in der Ebene IH-III der
Fig. 1, aus dem die Lage der neutralen Achse n-n des gesamten Querschnitts bei Biegung aufgrund einer unmittelbaren
Belastung in Richtung des Pfeiles F der Fig. 1 hervorgeht, beispielsweise aufgrund eines Aufpralls des Fahrzeuges
gegen ein starres Hindernis.
Die Wirkung des Verstärkungselementes 2 besteht hauptsächlich darin, daß das Trägheitsmoment des Gesamtquer-
BAD ORIGINAL
Schnitts im Vergleich zu dem Trägheitsmoment nur des Stirnkörpers 1 erheblich erhöht wird, wobei die neutrale Achse
in eine nahezu zentrale Lage verschoben wird, und daß dadurch die Biegeverformung der Stoßstange bei einem Aufprall
begrenzt wird.
Eine genaue Wahl der Dicken des Verstärkungselementes 2, die evtl. getrennt sind zwischen einer Vorderseite 2a,
die mit dem Stirnkörper 1 zu verbinden ist, und einer Rückseite 2b gestattet es, die Verformungen auf solche
Werte zu begrenzen, bei denen im Fall eines Aufpralls bei durch die Normen vorgesehenen Geschwindigkeiten die
Fahrzeugkarosserie nicht beschädigt wird. Wie die Schnittdarstellungen der Fig. ^l und 5 zeigen, bei denen die EIemente
zur besseren Erläuterung mit Abstand voneinander gezeigt sind, schränkt der Einsatz des rohrförmigen Verstärkungselementes
2 die Möglichkeiten für die Bildung des Stirnkörpers 1 nicht ein, da ohne weiteres Vorsprünge,
Schenkel oder dergleichen vorgesehen werden können, ohne daß dadurch der Widerstand bietende Querschnitt der Struktur
geändert werden muß.
Das rohrförmige Verstärkungselement 2 läßt sich in vorteilhafter
Weise wirtschaftlich durch Blasformung herstellen, wobei evtl. zweiseitige Hohlräume 5 oder einseitige Hohlräume
6 vorgesehen werden können, welche die Aufgabe haben, die Wände zu versteifen, um dadurch die Festigkeit der
Struktur gegen Schnittkräfte zu erhöhen und Verformungen und evtl. Instabilitäten der Wände zu verhindern.
Im Fall der in Fig. 5 gezeigten, einseitigen Hohlräume ist ferner die Möglichkeit gegeben, diese zur Verbindung
zwischen dem rohrförmigen Verstärkungselement 2 und dem Stirnkörper 1 heranzuziehen, beispielsweise durch Warmschweißen,
Ultraschallschweißen, Nieten, Verschrauben
1 oder dergleichen, was, wie durch die Bezugs?!ffer 7 angedeutet
ist, auch von vorn erfolgen kann. Dadurch ist es möglich, eine vollständige, strukturelle Verbindung zwischen
dem Stirnkörper 1 und dem Verstärkungselement 2 herzustellen,
welche zu gegenseitigen Verformungen miteinander verbunden sind; weiter ist es möglich, die Verbindung mit dem
Fahrzeug nur durch das Verstärkungselement 2 herzustellen. Die in Fig. 2 angedeutete Ausführungsform zeigt die Möglichkeit,
das rohrförmige Verstärkungselement 2 über die Verbindungspunkte mit dem Fahrzeug hinaus zu erstrecken,
wodurch eine erhöhte Festigkeit auch bei Stößen, die außerhalb dieser Befestigungspunkte angreifen, gesichert ist.
Die Fig. 6 und 7 zeigen im einzelnen ein Ausführungsbeispiel einer Stoßstange gemäß der Erfindung mit einem
Stirnkörper 1, der entsprechend den stilistischen Anforderungen an die Fahrzeugkarosserie geformt ist, in den
das rohrförmige Verstärkungselement 2 eingesetzt ist, das so geformt ist, daß es an das innere Profil des Stirnkörpers
1 angepaßt ist, wobei Eindrückungen 8 und 9 dem Verlauf von Versteifungsrippen 10 und 11 des Stirnkörpers 1
folgen und am oberen und unteren Ende in Längsrichtung verlaufende Schenkel 12 und 13 vorgesehen sind, über die
die Verbindung mit den Enden von Schenkeln 14 und 15 des
Stirnkörpers 1 erfolgt. Diese Verbindung wird vorzugsweise durch Ultraschallschweißen oder "Spiegel"-Warmschweißen
hergestellt. Wie Fig. 8 zeigt, haben die beiden Enden des Verstärkungselementes 2 Vorsprünge 16, 17, die rechtwinklig
von der Längserstreckung des Verstärkungselementes 2 abstehen und in die Bohrungen 18 eingearbeitet oder metallische
Verbindungselemente eingesetzt sind, um durch Bolzen 19 oder dergleichen die Verbindung mit den Befestigungsbügeln
3 und ^ für die Halterung an der Fahrzeugkarosserie herzustellen, über Bohrungen 20 und 21 in abgewinkelten
Flanschen 22 und 23 der Befestigungsbügel 3,^
BAD ORIGINAL
ist eine weitere Verbindung des Stirnkörpers 1 mit der
Karosserie vorgesehen.
Die in Fig. 9 gezeigte Ausführungsform, die der schemati-5
sehen Darstellung der Fig. 2 entspricht, sieht vor, daß
das rohrförmige Verstärkungselement 2 mit den Befestigungsbügeln 3 und 4 an seiner zur Karosserie weisenden Rückseite
durch in die Hohlräume 6a eingesetzte Befestigungsmittel und mit dem Stirnkörper 1 durch Schweißen oder mechanische
Mittel, die durch die Hohlräume 6b zugänglich sind, verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform ist damit
vorgesehen, daß die starren Befestigungselemente 3,^ zur
Verbindung mit der Karosserie von dem Frontbereich der Stoßstange durch die Dicke des rohrförmigen Verstärkungsele-
mentes 2 getrennt sind. Dadurch ist es möglich, einen Teil
der kinetischen Energie eines Aufpralls auch dann abzuschwächen, wenn dieser unmittelbar in der Verbindungszone
der Stoßstange mit dem Fahrzeug erfolgt, so daß Schaden der Karosserie bei geringer Geschwindigkeit verhindert
oder begrenzt werden. Die Herstellungstechnologie der Blasformung erlaubt die Fertigung eines Verstärkungselementes
2, das einen Hohlkörper darstellt. Dabei ist es ohne weiteres möglich, diesen Hohlkörper mit einer oder mehreren
Verbindungsbohrungen mit der Umgebung auszustatten, die einen solchen Querschnitt haben, daß Luft oder eine
Flüssigkeit, die in den Innenraum eingebracht worden ist. mit einem solchen Strömungswiderstand austreten kann, daß
der Stoß gedämpft und die Rückfederung in die ursprüngliche Form der Stoßstange verzögert wird, wodurch Rück-
ou stoßeffekte verringert oder ausgeschaltet werden.
Der Innenraum des Verstärkungselementes 2 kann weiter als
Behälter für Flüssigkeiten verwendet werden, beispielsweise
Reinigungsflüssigkeiten für die Scheiben und für die Scheinwerfer oder Feuerlöschflüssigkeiten oder der-
BAD ORIGINAL
gleichen. Für diesen Zweck eröffnet die Technologie der Blasformung die Möglichkeit, das Verstärkungselement 2
in mehrere, gegeneinander abgedichtete Abteile aufzuteilen, welche als voneinander getrennte Behälter verwendet werden
können. Zur Verbesserung der Widerstandseigenschaften der Stoßstange ist es außerdem möglich, den Innenraum des
Verstärkungselementes 2 mit einem geschäumten Werkstoff zu füllen, beispielsweise mit Polyurethan, der die Wirkungen
örtlicher Eindrückungen aufnimmt und dadurch Verformungen der Struktur verhindert. Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung
der Festigkeit der Stoßstange besteht in der Verbindung der Stoßstange mit der Karosserie auch an den
Flanken, wie das in Fig. 2 gestrichelt durch Bügel 2M,
25 angedeutet ist, so daß eine Konstruktion mit vier Befestigungspunkten hergestellt ist, bei der eine Drehung um
die Abstützpunkte 3 und 4 des Mittelteils aufgrund von Verformungen bei einem Aufprall weitgehend verhindert wird.
Die Stoßstangen gemäß der Erfindung können aus zahlreichen Polymerwerkstoffen hergestellt werden, wobei evtl. der
Werkstoff des Stirnkörpers 1 ein anderer ist als der des Verstärkungselementes 2. Insbesondere kann das Verstärkungselement
2, das von außen nicht sichtbar angebracht ist, aus Werkstoffen bestehen, die gute Eigenschaften hinsichtlich
mechanischer Festigkeit und Schlagzähigkeit haben, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise
aus Polyäthylen, welche Werkstoffe nicht geeignet sind, einen Lackauftrag aufzunehmen und die jedenfalls
den ästhetischen Anforderungen nicht entsprechen. Einzelheiten hinsichtlich der Technologien für die Formung,
Schweißung, Befestigung und dergleichen sind dem Fachmann geläufig und werden daher hier nicht weiter erläutert.
Selbstverständlich sind zahlreiche Varianten der Erfindung möglich, ohne dadurch den ErfLndungsgedanken zu verlassen.
Claims (11)
- K*20SAFIPLAST S.p.A. Via Mose Bianchi 2H Mailand (Italien)Kraftfahrzeugstoßstange mit innerem Verstärkungskorper 25Patentansprüche30\i. !Stoßstange für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet , daß diese aus einem im Querschnitt im wesentlichen C-förmigen Stirnkörper (1) besteht, in den ein an den Enden geschlossenes, rohrförmiges Verstärkungselement (2) eingesetzt ist, das mit dem Stirnkörper (1)35 verbunden ist und mit diesem eine Einheit bildet, die gegenBAD ORIGINALStoßbelastungen widerstandsfähig ist.
- 2. Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das rohrförmige Verstärkungselement (2) an den Verbindungselementen (3.2O der Stoßstange mit der Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
- 3. Stoßstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das rohrförmige Verstärkungselement (2) in dem Raum der Stoßstange zwischen zwei Verbindungselementen (3,4) mit der Fahrzeugkarosserie untergebracht ist.
- 4. Stoßstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ■zeichnet , daß das rohrförmige Verstärkungselement(2) im gesamten Frontbereich der Stoßstange untergebracht ist und es sich über die Befestigungspunkte der Verbindungselemente (3,2O mit der Fahrzeugkarosserie hinaus erstreckt.
- 5. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche,'dadurch gekennzeichnet , daß auf wenigstens einer vertikalen Wand des Verstärkungselementes (2) Versteifungs-Hohlräume (5,6) vorgesehen sind.
- 6. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Stirnkörper (1) wenigstens eine in Längsrichtung verlaufende Versteifungsrippe (11,12) aufweist, die in eine zugehörige Längsnut (8,9) des rohrförmigen Verstärkungselementes (2) ein-greift.
- 7. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungselemente (3,2O der Stoßstange mit der Fahrzeugkarosseriean der Rückseite (2b) des rohrförmigen Verstärkungselementes (2) befestigt sind, wodurch zwischen dem vorderen Be-BÄD ORIGINALreich der Stoßstange, der Stößen ausgesetzt ist,und dem starren Befestigungspunkt am Fahrzeug eine verformbare Zone der Stoßstange liegt.
- 8. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das rohrförmige Verstärkungselement (2) in einen oder mehrere, gegeneinander abgedichtete Bereiche unterteilt ist, die zur Aufnahme einer Flüssigkeit oder mehrerer Flüssigkeiten unterschiedlichen Einsatzes geeignet sind.
- 9. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das rohrförmige Verstärkungselement (2) mit einem geschäumten Kunststoff gefüllt ist.
- 10. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß diese aus Kunststoff besteht, wobei gegebenenfalls der Werkstoff für den Stirnkörper (1) vom Werkstoff für das rohrförmige Verstärkungselement (2) verschieden ist.
- 11. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das rohrförmige Verstärkungselement (2) durch Blasformen hergestellt ist.BAD ORIGINAL
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