DE3344516C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen reversibel verformbaren Stoßfänger für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem derartigen bekannten Stoßfänger nach der DE-OS 27 08 856 wird das Stoßaufnahmevermögen wesentlich bestimmt durch die von der Basis­ schale abragenden Abstützstege. Das Stoßaufnahmevermögen beeinflussende besondere bauliche Maßnahmen im Bereich der Wandung des Schalenkörpers sind bei diesem Stoßfänger nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Stoßfänger der eingangs angegebenen Gattung zu schaffen, der bei Gewährleisten einfacher Her­ stellbarkeit ein möglichst großes Stoßaufnahmevermögen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausbildung gemäß dem kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Aus der FR-OS 24 02 551 ist auch schon ein Stoßfänger für Fahrzeuge be­ kannt, bei dem in einer einen formsteifen Träger abdeckenden reversibel verformbaren Verkleidung Knickzonen vorgesehen sind. Diese Knickzonen können bei ihrem Einknicken lediglich schwache Stoßkräfte aufnehmen. Schon im wesentlichen gattungsgemäßen Unterschied zum Erfindungsgegen­ stand ist bei diesem bekannten Stoßfänger ein aus einer Deckschale und einer Basisschale zusammengesetzter, reversibel verformbarer Schalenkör­ per nicht vorhanden.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Stoßfänger nimmt Stoßkräfte bis zu ei­ ner bestimmten Größe im wesentlichen durch Einknicken der Knickzonen un­ ter entsprechender Verringerung des Volumens des Hohlraums des Schalen­ körpers auf. Die im eingeknickten Zustand der Knickzonen gebildeten Teilhohlräume ergeben eine erhebliche Versteifung des Schalenkörpers, der dadurch in Verbindung mit den von der Basisschale abragenden, an der Deckschale zur Anlage kommenden Abstützstegen nunmehr in der Lage ist, wesentlich größere Stoßkräfte aufzunehmen als während des Einknickens der Knickzonen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen ent­ nehmbar.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stoßfänger mit Knickzonen und Abstützste­ gen im Querschnitt,

Fig. 2 in Teilquerschnitten den Bereich einer Knickzone des Stoßfängers im unbelasteten (2 a) und belasteten Zustand (2 b),

Fig. 3 in einer Darstellung entsprechend Fig. 2 eine andere Ausführung der Knickzone im unbelasteten (3 a) und belasteten Zustand (3 b),

Fig. 4 in einer Darstellung entsprechend Fig. 2 und 3 eine weitere Aus­ führung der Knickzone im unbelasteten (4 a) und belasteten Zustand (4 b),

Fig. 5 im Querschnitt eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführung der Abstützstege als Bestandteil eines sich in Stoßfängerlängsrichtung er­ streckenden Profilelementes,

Fig. 6 in einer Darstellung entsprechend Fig. 5 eine andere Ausführung des Profilelementes,

Fig. 7 in einer Darstellung entsprechend Fig. 5 und 6 eine weitere Aus­ führung des Profilelementes.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Stoßfänger 1 mit einem Schalenkör­ per aus einer Deckschale 11 und einer Basisschale 12. Die Deckschale 11 und die Basisschale 12 sind über Verbindungszonen Z miteinander verbun­ den, wobei als Verbindungsmittel eine Klebemasse vorgesehen ist. Die Klebemasse ist jeweils in den als U-förmige Aufnahmenut ausgebildeten freien Endbereich 111 der Deckschale 11 eingebracht. Der jeweilige Rand­ abschnitt 121 der Basisschale 12 ist in die U-förmige Aufnahmenut einge­ drückt und dort mittels der Klebemasse festgelegt. Die Deckschale 11 und die Basisschale 12 schließen zwischen sich einen Hohlraum A ein. In den Hohlraum A ragen von der Deckschale 11 ausgehende horizontale Führungs­ stege 112 und 113 hinein.

Von der Bodenwand 4 der Basisschale 12 ragen in den Hohlraum A Abstütz­ stege 122, 123, 124 und 125 hinein. Die Wandung der Basisschale 12 weist Schrägabschnitte 2 und 3 auf. An die Schrägabschnitte 2 und 3 sind in Verlängerung der Randabschnitte 121 Zusatzstege 22 bzw. 32 angeformt, wobei zwischen den Schrägabschnitten 2 und 3 und den Zusatzstegen 22 bzw. 32 quer zur Stoßfängerlängsrichtung gerichtete Stützrippen 5 einge­ formt sind. Die Abstützstege 122, 123, 124 und 125 sind, bis in die Nähe der Deckschale 11 in den Hohlraum A hineinragend, an die Bodenwand 4 der Basisschale 12 angeformt. Zwischen den Abstützstegen 123 und 124 sind quer zur Stoßfängerlängsrichtung verlaufende vertikale Versteifungsrip­ pen 126 angeordnet, welche die beiden Abstützstege 123 und 124 miteinan­ der verbinden. Die Abstützstege 123 und 124 sind zusätzlich durch in Stoßfängerlängsrichtung verlaufende vertikale Verbindungsstege 127 ge­ geneinander abgestützt.

Die Versteifungsrippen 126 weisen in ihren der Deckschale 11 zugewandten Randbereichen jeweils etwa V-förmige Aussparungen 1261 und 1262 auf. In diese V-förmigen Aussparungen 1261 und 1262 ragen horizontale Führungs­ stege 112 bzw. 113, welche in Stoßfängerlängsrichtung verlaufen und sich, von der Deckschale 11 abragend, in den Hohlraum A des Schalenkör­ pers erstrecken. Die Führungsstege 112 und 113 sind in bezug auf die et­ wa V-förmigen Aussparungen 1261 bzw. 1262 geringfügig außermittig ange­ ordnet.

Bei Beginn der durch Stoßeinwirkung erfolgenden Verschiebung der Deck­ schale 11 in Richtung zur Bodenwand 4 der Basisschale 12 treffen die freien Endbereiche der Führungsstege 112 und 113 auf die zugeordneten Schrägen der V-förmigen Aussparungen 1261 bzw. 1262 und rutschen auf diesen Schrägen nach innen zum Grund dieser Aussparungen. Auf diese Wei­ se läßt sich die einwirkende Kraft in eine bestimmte Richtung lenken.

Die quer zur Stoßfängerlängsrichtung verlaufenden vertikalen Verstei­ fungsrippen 126 sind über die Länge des Stoßfängers 1 verteilt in dem Hohlraum A angeordnet. Das Stoßaufnahmevermögen des Stoßfängers 1 kann durch die gewählte Anzahl der Führungsstege 112 und 113, der Abstützste­ ge 122, 123, 124 und 125, der Versteifungsrippen 126 sowie der Verbin­ dungsstege 127 variiert werden.

Sobald eine Stoßkraft von vorn auf die Deckschale 11 einwirkt, bewegt sich die Deckschale 11 in Richtung auf die Bodenwand 4 der Basisschale 12. Dabei treffen die freien Endbereiche der horizontalen Führungsstege 112 und 113 auf die Schrägen der V-förmi­ gen Aussparungen 1261 bzw. 1262 der vertikalen Versteifungsrippen 126 und gleiten an diesen Schrägen bis zum Auftreffen auf den Grund der Aus­ sparungen 1261 bzw. 1262. Die einwirkende Stoßkraft verursacht im Be­ reich von in der Wandung des Schalenkörpers vorgesehenen Knickzonen ein Einknicken der Schrägabschnitte 2 und 3 nach innen in den Hohlraum A. Gleichzeitig werden in den Knickzonen Stegabschnitte 21 und 31 der Wan­ dung des Schalenkörpers nach innen eingeknickt. Im Bereich der Knickkan­ ten 33, 34 und 35 der Knickzonen können Materialschwächungen vorgesehen sein.

Im eingeknickten Zustand liegen die Schrägabschnitte 2 und 3 gegen die Abstützstege 123 bzw. 124 und die Zusatzstege 22 und 32 sowie die Stütz­ rippen 5 gegen die Stegabschnitte 21 bzw. 31 an.

In Fig. 2 bis 4 sind verschiedene Ausführungsbeispiele für die Knickzonen dargestellt.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der Knickzone in unbelastetem Zustand 2 a und im belasteten Zustand 2 b dargestellt. Die Basisschale 12 mit dem Randabschnitt 121 und die Deckschale 11 mit dem Endbereich 111 sind in der Verbindungszone Z gegeneinander festgelegt. Der Schrägabschnitt 3 ist im belasteten Zustand im Bereich der Knickkante 35 so weit nach in­ nen in den Hohlraum A eingeknickt, daß die Knickkante 35 am Abstützsteg 124 anliegt. Die Knickkante 35 des Schrägabschnitts 3 bildet dabei im Querschntt eine Ecke eines Dreiecks, welches von dem Abstützsteg 124, dem Stegabschnitt 31 und einem Wandteil 41 begrenzt wird. Hierdurch wird ein sich in Stoßfängerlängsrichtung erstreckender Teilhohlraum S gebil­ det, der zu einer Versteifung des Schalenkörpers führt.

Die in Fig. 2 gezeigte, im unteren Wandungsbereich des Schalenkörpers befindliche Knickzone ist spiegelbildlich auch im oberen Wandungsbereich vorgesehen.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Knickzone in unbelastetem Zustand 3 a und im belasteten Zustand 3 b dargestellt. Bei dieser Aus­ führung ist der Randabschnitt 121 der Basisschale 12 über die Knickkante 33 hinaus in den Zusatzsteg 32 verlängert. Zwischen dem Zusatzsteg 32 und dem Schrägabschnitt 3 ist die Stützrippe 5 angeordnet. Eine entspre­ chende Stützrippe 6 erstreckt sich vom Bereich der Knickkante 34 zum Ab­ stützsteg 124.

Beim Einknicken in den belasteten Zustand 3 b schwenkt der Zusatzsteg 32 gleichzeitig mit dem Einknicken des Schrägabschnitts 3 und des Stegab­ schnitts 31 nach innen.

Die freie Kante des Zusatzsteges 32 legt sich dabei von außen an den Stegabschnitt 31, während die Knickkante 35 an dem Abstützsteg 124 zur Anlage kommt. Die Stützrippen 5 und 6 befinden sich nach dem Einknicken in Anlage an den Stegabschnitt 31, wobei zwei sich in Stoßfängerlängs­ richtung erstreckende Teilhohlräume S 1 und S 2 gebildet werden, die in Verbindung mit den Stützrippen 5 und 6 eine erhebliche Versteifung des Schalenkörpers ergeben.

Fig. 4 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Knickzone in unbela­ stetem Zustand 4 a und im belasteten Zustand 4 b. Bei dieser Ausführung ist der von der Bodenwand 4 ausgehende Stegabschnitt über die Knickkante 35 hinaus in den Abstützsteg 125 verlängert. Beim Einknicken kommt die freie Kante des Abstützsteges 125 zur Anlage an der Wandung der Deck­ schale 11. Auf diese Weise wird zusätzlich zu den Teilhohlräumen S 1 und S 2 noch ein weiterer Teilhohlraum S 3 gebildet, wodurch eine weitere Versteifung des Schalenkörpers erzielt wird.

Fig. 5 zeigt ein sich in Stoßfängerlängsrichtung erstreckendes Profil­ element 8, welches anstelle der Abstützstege 123 und 124 aus der Boden­ wand 4 der Basisschale 12 ausgeformt ist. Das Profilelement 8 ist gegen­ über der Wanddicke der Bodenwand 4 schwächer ausgebildet, damit die Knickfähigkeit erhöht wird. Im vorderen Bereich des Profilelementes 8 sind Stegvorsprünge 81 und 82 ausgebildet, zwischen denen sich der der Deckschale 11 zugewandte, einen abgerundeten Stegbereich bildende Be­ reich 83 des Profilelementes 8 erstreckt. Die Stegvorsprünge 81 und 82 überragen den Bereich 83 geringfügig in einen Freiraum 7, so daß bei ei­ ner Stoßkrafteinwirkung auf die Deckschale 11 die freien Kanten der Stegvorsprünge 81 und 82 in Berührung mit der Wandung der Deckschale 11 treten, bevor der abgerundete Bereich 83 in Berührung mit der Deckschale 11 kommt.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausbildung des von der Bodenwand 4 abragenden Profilelementes 8.

Das Profilelement 8 besitzt zur Bodenwand 4 hin gerichtete, in Stoßfän­ gerlängsrichtung verlaufende Aufsteckstege 84 und 85. Die Aufsteckstege 84 und 85 sind auf einen Haltesteg 42, welcher an die Bodenwand 4 ange­ formt ist, aufgesteckt. Im Verbindungsbereich des Haltesteges 42 mit den Aufsteckstegen 84 und 85 kann eine Klebemasse 86 zur besseren Befesti­ gung eingebracht sein. Das Profilelement 8 weist einen etwa dreieckför­ migen Hohlquerschnitt auf und besitzt die gleichen Stegvorsprünge 81 und 82 wie bei der Ausbildung nach Fig. 5.

Fig. 7 zeigt schließlich noch eine stegartige Ausbildung des an die Bo­ denwand 4 angeformten horizontalen Profilelements 8, welches in Stoßfän­ gerlängsrichtung verläuft. Zur Verstärkung dieses stegartigen Profilele­ mentes 8 ragen von der Bodenwand 4 quer zur Stoßfängerlängsrichtung ver­ tikale Verstärkungsstege 43 ab, welche ein vorzeitiges Einknicken des Profilelementes 8 verhindern.

Als Material für den erfindungsgemäßen Stoßfänger kommen sowohl Kunst­ stoffe als auch metallische Werkstoffe in Betracht.

Claims (9)

1. Reversibel verformbarer Stoßfänger für Fahrzeuge, insbesondere Kraft­ fahrzeuge, der horizontal quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet und mittels Halterungen am Fahrzeug befestigt ist, bestehend aus ei­ nem im Querschnitt einen Hohlraum bildenden Schalenkörper, der aus einer der Stoßeinwirkung zugewandten Deckschale und einer dem Fahr­ zeug zugewandten Basisschale zusammengesetzt ist, wobei die Deckscha­ le und die Basisschale in Verbindungszonen miteinander verbunden sind, die sich im oberen und unteren Bereich des Schalenkörpers in Stoßfängerlängsrichtung erstrecken, und wobei von der Basisschale Ab­ stützstege abragen, die sich in Richtung auf die Deckschale in den Hohlraum des Schalenkörpers hinein erstrecken, dadurch gekennzeich­ net, daß im oberen und unteren Bereich der Wandung des Schalenkörpers (Deckschale 11, Basisschale 12) durch jeweils zwei zueinander abge­ winkelte Wandbereiche (Schrägabschnitt 2 bzw. 3 und Stegabschnitt 21 bzw. 31) der Wandung gebildete Knickzonen vorgesehen sind, die mit ihren Knickkanten (33, 34 und 35) parallel zu den Verbindungszonen (Z) der Deckschale (11) und Basisschale (12) verlaufen und bei einer Stoßeinwirkung unter Verringerung des Volumens des Hohlraums (A) des Schalenkörpers (Deckschale 11, Basisschale 12) nach innen in den Hohlraum (A) einknickbar sind, und daß das Einknicken der Knickzonen in den Hohlraum (A) dadurch begrenzt ist, daß sich im eingeknickten Zustand die beiden Wandbereiche (Schrägabschnitt 2 bzw. 3 und Stegab­ schnitt 21 bzw. 31) jeder Knickzone mit ihrer gemeinsamen Knickkante (35) an einem der Abstützstege (123 bzw. 124) der Basisschale (12) abstützen, wobei im eingeknickten Zustand jeweils einer (Stegab­ schnitt 21 bzw. 31) der Wandbereiche jeder Knickzone mit dem betref­ fenden Abstützsteg (123 bzw. 124) sowie einem diesen Wandbereich (Stegabschnitt 21 bzw. 31) und den Abstützsteg (123 bzw. 124) mitein­ ander verbindenden Wandteil (41) einen im Querschnitt dreieckförmi­ gen, in Stoßfängerlängsrichtung verlaufenden Teilhohlraum (S; S 1) bildet.

2. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zueinander abgewinkelten Wandbereiche jeder Knickzone jeweils aus ei­ nem von der Oberkante bzw. Unterkante der Bodenwand (4) der Basis­ schale (12) abragenden Stegabschnitt (21 bzw. 31), der im eingeknick­ ten Zustand mit dem Abstützsteg (123 bzw. 124) und dem diesen mit dem Stegabschnitt (21 bzw. 31) verbindenden, der Bodenwand (4) zugehöri­ gen Wandteil (41) den Teilhohlraum (S; S 1) bildet, und einem den Stegabschnitt (21 bzw. 31) mit einem der betreffenden Verbindungszo­ nen (Z) zugehörigen Randabschnitt (121) der Basisschale (12) verbin­ denden Schrägabschnitt (2 bzw. 3) bestehen, wobei die Schrägabschnit­ te (2 bzw. 3) der beiden Knickzonen in Richtung auf die Randabschnit­ te (121) divergieren.

3. Stoßfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom Bereich der Knickkanten (33) zwischen den Schrägabschnitten (2 bzw. 3) und den Randabschnitten (121) jeweils ein sich außerhalb des Hohlraumes (A) des Schalenkörpers (Deckschale 11, Basisschale 12) in Richtung auf die Bodenwand (4) erstreckender, gegenüber dem Schrägabschnitt (2 bzw. 3) abgewinkelter und in einer in Stoßfängerlängsrichtung verlau­ fenden freien Kante endender Zusatzsteg (22 bzw. 32) abragt, der mit dem Schrägabschnitt (2 bzw. 3) durch quer zur Stoßfängerlängsrichtung gerichtete Stützrippen (5) verbunden ist, wobei im eingeknickten Zu­ stand der Zusatzsteg (22 bzw. 32) mit dem Schrägabschnitt (2 bzw. 3) und dem Stegabschnitt (21 bzw. 31) einen im Querschnitt dreieckförmi­ gen, in Stoßfängerlängsrichtung verlaufenden zusätzlichen Teilhohl­ raum (S 2) bildet.

4. Stoßfänger nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Knickkanten (33, 34 und 35) der Knickzonen Materialschwä­ chungen vorgesehen sind.

5. Stoßfänger nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als von der Basisschale (12) abragende, in einem Abstand von der Deck­ schale (11) endende Abstützstege zwei sich in Stoßfängerlängsrichtung erstreckende horizontale Abstützstege (123 und 124) vorgesehen sind, die durch quer zur Stoßfängerlängsrichtung verlaufende vertikale Ver­ steifungsrippen (126) verbunden sind, wobei die Versteifungsrippen (126) in ihren der Deckschale (11) zugewandten Randbereichen jeweils etwa V-förmige Aussparungen (1261 und 1262) aufweisen, und daß von der Deckschale (11) in Stoßfängerlängsrichtung verlaufende, sich in den Hohlraum (A) des Schalenkörpers (Deckschale 11, Basisschale 12) hinein erstreckende horizontale Führungsstege (112 und 113) abragen, die in die etwa V-förmigen Aussparungen (1261 und 1262) hineinragen.

6. Stoßfänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs­ stege (112 und 113) in bezug auf die etwa V-förmigen Aussparungen (1261 und 1262) geringfügig außermittig angeordnet sind.

7. Stoßfänger nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Basisschale (12) abragenden, in einem Abstand von der Deck­ schale (11) endenden Abstützstege Bestandteil eines sich in Stoßfän­ gerlängsrichtung erstreckenden Profilelementes (8) sind, das einen im Bereich der Bodenwand (4) der Basisschale (12) offenen, etwa U-förmi­ gen Querschnitt aufweist, wobei der der Deckschale (11) zugewandte, den abgerundeten Stegbereich bildende Bereich (83) des Profilelemen­ tes (8) mit in Stoßfängerlängsrichtung verlaufenden, sich bis in die Nähe der Deckschale (11) erstreckenden Stegvorsprüngen (81 und 82) versehen ist.

8. Stoßfänger nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Basisschale (12) abragenden, in einem Abstand von der Deck­ schale (11) endenden Abstützstege Bestandteil eines sich in Stoßfän­ gerlängsrichtung erstreckenden Profilelementes (8) sind, das einen etwa dreieckförmigen Hohlquerschnitt aufweist, wobei ein der Boden­ wand (4) der Basisschale (12) zugewandter Flächenbereich des Profil­ elementes (8) mittels an diesem Flächenbereich angeformter, in Stoß­ fängerlängsrichtung verlaufender Aufsteckstege (84 und 85) auf einen an der Bodenwand (4) vorgesehenen Haltesteg (42) aufgesteckt ist und ein der Deckschale (11) zugewandter, einen abgerundeten Kantenbereich bildender Bereich (83) des Profilelementes (8) mit in Stoßfänger­ längsrichtung verlaufenden, sich bis in die Nähe der Deckschale (11) erstreckenden Stegvorsprüngen (81 und 82) versehen ist.

9. Stoßfänger nach den Ansrüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Basisschale (12) abragenden, in einem Abstand von der Deck­ schale (11) endenden Abstützstege aus einem in Stoßfängerlängsrich­ tung verlaufenden horizontalen stegartigen Profilelement (8) und aus quer zur Stoßfängerlängsrichtung gerichteten vertikalen Verstärkungs­ stegen (43) bestehen, die in Richtung auf die Deckschale (11) eine kleinere Erstreckung als das Profilelement (8) haben.