DE3700854C2

DE3700854C2 -

Info

Publication number: DE3700854C2
Application number: DE19873700854
Authority: DE
Inventors: James M. Mt. Clemens Mich. Us Shamaly
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1986-01-24
Filing date: 1987-01-14
Publication date: 1991-08-01
Also published as: GB2186240B; GB8701312D0; GB2186240A; DE3700854A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stoßenergie aufnehmende Abstützvorrichtung für eine Stoßstange von Kraftfahrzeugen ge mäß der durch den Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Gattung.The invention relates to shock energy absorbing Support device for a bumper of motor vehicles ge according to that indicated by the preamble of claim 1 Genus.

Bei einer aus der FR-PS 21 92 507 bekannten Abstützvorrichtung dieser Art ist die Stoßstange über zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Druckkörper an der Fahrzeugkarosserie abgestützt, bei denen das Druckpolster in das jeweils umgebende Gehäuse satt eingebettet ist. Das Gehäuse jedes Druckkörpers besteht aus einem expandierten Polyurethan mit einer Druckfe stigkeit von etwa 400 bis 1200 kg/mm² bei einer Biegedehnung von etwa 40 bis 70%, während das Druckpolster mit einem relativ starr geformten Polyurethan mit einer vergleichbar größeren Druckfestigkeit ausgebildet ist, so daß damit eine bleibende Verformung des betreffenden Druckkörpers erhalten wird, sobald eine auf die Stoßstange einwirkende Stoßenergie mit dem das Druckpolster umgebenden Gehäuse nicht mehr rückfedernd absor biert werden kann.In a support device of this type known from FR-PS 21 92 507, the bumper is supported on the vehicle body via two pressure bodies spaced apart from one another in the transverse direction of the vehicle, in which the pressure pad is firmly embedded in the surrounding housing. The housing of each pressure body consists of an expanded polyurethane with a Druckfe strength of about 400 to 1200 kg / mm ² with a bending elongation of about 40 to 70%, while the pressure pad is formed with a relatively rigid polyurethane with a comparatively greater compressive strength, so that a permanent deformation of the pressure body in question is obtained as soon as an impact energy acting on the bumper with the housing surrounding the pressure cushion can no longer be absorbed resiliently absorbed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ab stützvorrichtung der angegebenen Gattung derart auszubilden, daß mit einer vergleichbaren Ausnutzung von unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften der verwendeten Kunststoffe eine ver besserte Energiebilanz hinsichtlich der von der Stoßstange von Kraftfahrzeugen aufnehmbaren Stoßenergie erhalten wird.The invention is based, an Ab to form the support device of the type specified, that with a comparable exploitation of different Strength properties of the plastics used ver improved energy balance in terms of from the bumper of Motor vehicle recordable impact energy is obtained.

Diese Aufgabe wird bei einer Abstützvorrichtung der durch den Patentanspruch 1 angegebenen Gattung erfindungsgemäß mit den Merkmalen gemäß seinem kennzeichnenden Teil gelöst. Die mit der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung erzielbaren Vorteile sind im wesentlichen darin erkennbar, daß durch die gekenn zeichnete Untergliederung in die beiden Verformungsstufen jetzt eine einfache Vorkehrung dafür geschaffen ist, mit der allein auf ein schwaches Ausbeulen der Wand des Gehäuses der Abstütz vorrichtung ausgerichteten ersten Verformungsstufe eine Auf nahme der Stoßenergie über eine relativ kurze Zeitspanne und gleichzeitig mit einem relativ großen Anteilsfaktor sicherzu stellen. Damit wird für die Stoßstange ein Stoßverhalten er zielt, das bis zum Überwechseln in die anschließende zweite Verformungsstufe, welche wegen der Fältelung des Gehäuses dann über einen vergleichbar längeren Zeitraum erhalten bleibt, eine elastische Rückbildung auch der Gesamtheit der Stoßstan genkonstruktion ermöglicht, womit während dieser ersten Ver formungsstufe jede bleibende Beschädigung der Stoßstange ver mieden wird.This task is performed by a support device Claim specified genus according to the invention with the Features resolved according to its characteristic part. With the achievable advantages of the support device according to the invention are essentially recognizable in that by the now drew a breakdown into the two deformation stages a simple arrangement has been created for that with the alone to a slight bulging of the wall of the housing of the support device-oriented first deformation stage an on the impact energy over a relatively short period of time and at the same time with a relatively large proportion factor put. This makes it a shock behavior for the bumper aims to switch to the subsequent second Deformation stage, which then because of the pleating of the housing is retained over a comparable longer period, an elastic regression of the whole of the bumper gene construction, which means that during these first ver any permanent damage to the bumper is avoided.

Die mit den Patentansprüchen 2 und 3 gekennzeichneten Merkmale ergeben weitere vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung.The features characterized by claims 2 and 3 result in further advantageous developments of the invention Support device.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abstützvorrich tung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the support device according to the invention device is shown schematically in the drawing and will explained in more detail below. It shows

Fig. 1 eine Perspektivansicht der Abstützvorrichtung, Fig. 1 is a perspective view of the support device,

Fig. 2 einen Längsschnitt der Abstützvorrichtung im unbelasteten Zustand, Fig. 2 is a longitudinal section of the supporting device in the unloaded state,

Fig. 3 und 4 Längsschnitte der Abstützvorrichtung zur Veranschaulichung der beiden damit bereitge stellten Verformungsstufen, FIGS. 3 and 4 are longitudinal sections of the supporting device bereitge order to illustrate the two easily deformation steps,

Fig. 5 einen Längsschnitt der Abstützvorrichtung ge mäß einer zweiten Ausführungsform, Fig. 5 shows a longitudinal section of the supporting device accelerator as a second embodiment,

Fig. 6 eine Schnittansicht der Abstützvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, und Fig. 6 is a sectional view of the support device according to a third embodiment, and

Fig. 7 bis 9 grafische Darstellungen zur Veranschaulichung der Kennlinien für den Verformungswiderstand, der für die Abstützvorrichtung maßgebend ist. Fig. 7 to 9 are graphs illustrating the characteristics for the deformation resistance, which is decisive for the supporting device.

Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Perspektivansicht des vorderen Stoßfängers 12 eines Kraftfahrzeuges ist eine mit einer Zier leiste 16 abgedeckte Stoßstange 18 durch eine Abstützvorrich tung 20 an der Fahrzeugkarosserie 14 abgestützt und für diese Abstützung beispielsweise mit einem Montageblech 22 verschraubt. Die Abstützvorrichtung 20 besteht aus einem Gehäuse 24 mit rechteckigem Querschnitt und einem Druckpolster 26, das in dem Hohlraum 34 des Gehäuses 24 angeordnet ist und dabei eine kleinere Länge aufweist als dieser Hohlraum. Das Gehäuse 24 ist mit einstückig ausgebildeten Befestigungsflanschen 27 und 28 versehen, die Durchstecklöcher 30 für Nieten oder Schrauben aufweisen, um damit die befestigte Anordnung der Abstützvor richtung 20 zwischen der Stoßstange 18 und der Fahrzeugkaros serie 14 zu erhalten. Anstelle des dargestellten rechteckigen Querschnittes kann das Gehäuse 24 auch jede beliebig andere Querschnittsform aufweisen, wobei nur die Vorgabe erfüllt sein muß, daß die Längsachse des Gehäuses in Fahrzeuglängsrichtung verläuft und das in dem Gehäuse angeordnete Druckpolster 26 im unbelasteten Zustand der Abstützvorrichtung eine Länge kleiner als die Länge des Hohlraumes 34 des Gehäuses 24 aufweist. Da neben ist noch durch die Abmessungen der Abstützvorrichtung 20 deren Vielzahl bestimmt, die in Fahrzeugsquerrichtung für das Abstützen der Stoßstange an der Fahrzeugkarosserie im Abstand voneinander vorgesehen sind.According to the perspective view shown in Fig. 1 of the front bumper 12 of a motor vehicle with a trim 16 covered bumper 18 is supported by a support device 20 on the vehicle body 14 and for this support, for example, screwed to a mounting plate 22 . The support device 20 consists of a housing 24 with a rectangular cross section and a pressure cushion 26 , which is arranged in the cavity 34 of the housing 24 and has a shorter length than this cavity. The housing 24 is provided with integrally formed mounting flanges 27 and 28 , which have through holes 30 for rivets or screws, so that the fixed arrangement of the support device 20 between the bumper 18 and the vehicle body series 14 is obtained. Instead of the rectangular cross-section shown, the housing 24 can also have any other cross-sectional shape, only the requirement having to be met that the longitudinal axis of the housing runs in the longitudinal direction of the vehicle and the pressure pad 26 arranged in the housing is less than the length in the unloaded state of the support device Has length of the cavity 34 of the housing 24 . Since next to it is determined by the dimensions of the support device 20, the plurality of which are provided in the vehicle transverse direction for supporting the bumper on the vehicle body at a distance from each other.

Das Gehäuse 24 und das Druckpolster 26 bestehen aus Kunststof fen mit derart unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften, daß damit die beiden Verformungsstufen gemäß den Darstellungen in den Fig. 3 und 4 aufeinanderfolgend erhalten werden, wenn auf die Abstützvorrichtung 20 gemäß dem in Fig. 2 dargestellten unbelasteten Zustand eine Stoßenergie einwirkt. Das Gehäuse 24, an dessen Wand 32 das Druckpolster 26 eine gleitfähige Anlage erhält, besteht bevorzugt aus einem hart eingestellten thermo plastischen Kunststoff dessen Verformungswiderstand die in Fig. 7 dargestellte Kennlinie erfüllen kann. Das Druckpolster 26 besteht andererseits bevorzugt aus einem Polyurethan-Schaum kunststoff, um damit einen Verformungswiderstand entsprechend der in Fig. 8 dargestellten Kennlinie zu erhalten. Mit diesen Kennlinien eines unterschiedlichen Verformungswiderstandes des Kunststoffes für das Gehäuse 24 einerseits und des Kunststoffes für das Druckpolster 26 andererseits wird dann die in Fig. 3 verdeutlichte erste Verformungsstufe bereitgestellt, die somit der aus Fig. 2 ersichtlichen Längendifferenz entspricht, die für den unbelasteten Zustand der Abstützvorrichtung 20 zwischen dem Druckpolster 26 und dem Hohlraum 34 des Gehäuses 24 vorge geben ist. Während dieser ersten Verformungsstufe vermittelt somit der Kunststoff des Gehäuses 24 einen ansteigenden Ver formungswiderstand und begrenzt damit ein schwaches Ausbeulen der Wand 32 des Gehäuses 24. In einer anschließenden zweiten Verformungsstufe ergibt der Kunststoff des Gehäuses 24 einen abfallenden Verformungswiderstand, so daß damit eine starke Fältelung der Wand 32 des Gehäuses 24 entsprechend der Dar stellung in Fig. 4 ermöglicht wird, während gleichzeitig durch den Kunststoff des Druckpolsters 26 ein ansteigender Verfor mungswiderstand entsprechend der Kennlinie gemäß Fig. 8 zur Verfügung gestellt wird. Aus der Überlagerung des abfallenden Verformungswiderstandes des Gehäuses 24 einerseits und des an steigenden Verformungswiderstandes des Druckpolsters 26 an dererseits während dieser zweiten Verformungsstufe wird somit dann die Kennlinie erhalten, die für die gesamte Verformung der Abstützvorrichtung 20 in Stoßrichtung in Fig. 9 darge stellt ist.The housing 24 and the pressure pad 26 are made of plastic with such different strength properties that the two deformation stages as shown in FIGS . 3 and 4 are obtained in succession when the support device 20 according to the unloaded state shown in FIG. 2 a Impact energy. The housing 24 , on the wall 32 of which the pressure cushion 26 receives a slidable system, preferably consists of a hard-set thermoplastic, whose resistance to deformation can meet the characteristic shown in FIG. 7. The pressure pad 26 , on the other hand, preferably consists of a polyurethane foam plastic in order to obtain a resistance to deformation in accordance with the characteristic curve shown in FIG. 8. With these characteristic curves of a different deformation resistance of the plastic for the housing 24 on the one hand and the plastic for the pressure cushion 26 on the other hand, the first deformation stage illustrated in FIG. 3 is provided, which thus corresponds to the length difference shown in FIG. 2, which for the unloaded state of the Support device 20 between the pressure pad 26 and the cavity 34 of the housing 24 is given. During this first deformation stage, the plastic of the housing 24 thus conveys an increasing resistance to deformation and thus limits a weak bulging of the wall 32 of the housing 24 . Is in a subsequent second molding step the plastic material of the housing 24 results in a decreasing resistance to deformation so that so that a strong puckering of the wall 32 of the housing 24 corresponding to the Dar position in Fig. 4 allows, while 26, a rising Verfor flow resistance through the plastic of the pressure pad is provided according to the characteristic of FIG. 8 are available. From the superimposition of the falling deformation resistance of the housing 24 on the one hand and the increasing deformation resistance of the pressure pad 26 on the other hand during this second deformation stage, the characteristic curve is then obtained which represents the entire deformation of the support device 20 in the direction of impact in FIG. 9.

Die Verformung der Abstützvorrichtung 20 während der ersten Verformungsstufe kann noch dadurch abweichend beeinflußt wer den, daß gemäß der Darstellung in Fig. 5 ein Druckpolster 26′ verwendet wird, das im unbelasteten Zustand der Abstützvor richtung im Verhältnis zu dem Querschnitt des Gehäuses kleiner dimensioniert ist. Weiterhin kann unter Einbeziehung auch der zweiten Verformungsstufe eine ebenfalls abweichende Verformung der Abstützvorrichtung dadurch erhalten werden, daß der Rei bungsfaktor des Druckpolsters 26′′ bezüglich der Wand 32 des Gehäuses durch eine Riffelung verringert wird.The deformation of the support device 20 during the first deformation stage can be influenced in a different way by the fact that, as shown in Fig. 5, a pressure pad 26 'is used, which is dimensioned smaller in relation to the cross section of the housing in the unloaded state of the support device. Furthermore, including the second deformation stage, a likewise different deformation of the support device can be obtained by the fact that the expansion factor of the pressure cushion 26 '' with respect to the wall 32 of the housing is reduced by corrugation.

Claims

1. impact energy-absorbing support device for a bumper of motor vehicles, with a plastic best existing housing, which is arranged between the bumper and the vehicle body and has a longitudinal axis extending in the vehicle longitudinal direction, and with a plastic pad, which also in the cavity of the housing is arranged, wherein the plastic of the pressure pad has different strength properties than the plastic of the housing, characterized in that the pressure pad ( 26 ; 26 '; 26 '') is a sliding system on the wall ( 32 ) of the housing ( 24 ) and its length in the unloaded state of the support device ( 20 ) is less than the length of the cavity ( 34 ) of the housing ( 24 ), and that the Ge housing ( 24 ) and the pressure pad ( 26 ; 26 '; 26 ''' ) with regard to the different strength properties of the plastics used as well as with regard to the un contaminated state of the support device ( 20 ) complies with the length difference between the pressure cushion ( 26 ; 26 ′; 26 '') and the cavity ( 34 ) of the housing ( 24 ) are designed such that in a first elastic deformation stage, which corresponds to the length difference between the pressure cushion ( 26 ; 26 '; 26 '') and the cavity ( 34 ), there is an increasing deformation resistance of the housing ( 24 ) to limit only a slight bulging of its wall ( 32 ), while in a subsequent second deformation step a falling deformation resistance of the housing ( 24 ) to enable a strong pleating of its wall ( 32 ) and at the same time there is an increasing resistance to deformation of the pressure cushion ( 26 ; 26 '; 26 '').

2. Support device according to claim 1, characterized in that the wall ( 32 ) of the housing ( 24 ) adjacent circumferential surface of the pressure pad ( 26 '') is provided with a corrugation or the like. To reduce the friction factor.

3. Support device according to claim 1 or 2, characterized in that the housing ( 24 ) made of a hard set thermoplastic and the pressure pad ( 26 ; 26 '; 26 '') consist of a polyurethane foam plastic.