DE3839059A1 - Einrichtung zur elastischen anbindung eines stossfaengertraegers an einen fahrzeuglaengstraeger - Google Patents

Description

Bei Straßenfahrzeugen aller Art, insbesondere aber bei Kraftfahrzeugen sind zur Sicherung gegen unmittelbare Beschädigungen der Fahrzeugaufbauten an deren Vorder- und Rückseite stoßaufnehmende Vorrichtungen angebracht.

Diese vorwiegend aus Stahlblech oder Kunststoff bestehenden sogenannten Stoßfängerträger erstrecken sich im wesentlichen quer zum Fahrzeug und sind häufig zwecks weiterer Stoßsicherung zusätzlich mit energieabsorbie­ renden Befestigungseinrichtungen, beispielsweise mit hydraulischen Dämp­ fern oder Gummi-Elementen versehen. Bei diesen bekannten Ausführungen läßt sich zwar infolge der Austauschbarkeit der hydraulischen Dämpfer bzw. der Gummi-Elemente eine Anpassung des Federungskörpers an die verschiedenen Belastungsverhältnisse und Unterbringungsmöglichkeiten erzielen, jedoch sind die Befestigungseinrichtungen baulich und herstellungsmäßig sehr auf­ wendig. Darüber hinaus wird durch den hohen Anteil von metallischen Bauteilen das Gesamtgewicht solcher Einrichtungen unnötig erhöht.

Mit der Erfindung soll eine Einrichtung zur elastischen Anbindung eines Stoßfängerträgers an einen Fahrzeuglängsträger geschaffen werden, welche von den geschilderten Nachteilen frei ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung mit einem sich zwischen Fahrzeug­ längsträger und Stoßfängerträger abstützenden Federkörper dadurch gelöst, daß der Federkörper aus wenigsten zwei gleich- und/oder gegensinnig ausge­ richteten, tellerförmigen und axiale Ansätze am inneren und äußeren Umfang aufweisende Federlementen aus faserverstärkten thermoplastischen Kunst­ stoffen besteht.

Hierdurch wird bei einfachster Gestaltung des Federkörpers und ohne Ver­ wendung komplizierter Verbindungsteile die Möglichkeit geschaffen, ein­ zelne Federelemente leicht auszutauschen und auf diese Weise die Anpassung des Federkörpers an die jeweils gewünschten Federwege vorzunehmen. Die Federlemente sind von geringem Gewicht und lassen sich leicht voneinander trennen und wieder zusammenfügen. So kann beispielsweise die Anzahl der Federelemente erhöht oder erniedrigt werden oder es können härtere, d.h. dichtere bzw. zwei- oder mehrschichtig gestapelte Federelemente gegen wei­ chere Federlemente ausgewechselt werden.

Für die Herstellung des Federkörpers ist im allgemeinen nur ein Formwerk­ zeug erforderlich, da jeweils immer nur die einzelnen Federelemente ge­ formt zu werden brauchen, die dann anschließend lediglich durch baustein­ artiges Zusammenfügen einen einheitlichen Federkörper ergeben, wobei die Abstimmung auf die jeweiligen Federungs- und Einbauverhältnisse zuvor durch entsprechene Stapelung - gleich- oder gegensinnig sowie ein- oder mehrschichtig - der Federelemente erfolgt.

Zur Erzielung einer haltbaren Verbindung zwischen den einzelnen Federele­ menten sind diese beispielsweise durch eine Schraubverbindung miteinander verspannt, wobei die Schraubverbindung an Ansätze am inneren und/oder äußeren Umfang der Federelemente angreift. Je nach den Anforderungen an die Charakteristik der Befestigungseinrichtung kann die Vorspannung der Federelemente verändert werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind bei einem aus gegensinnig gestapelten Federelementen bestehenden Federkörper die einander zugewand­ ten Stirnflächen der Ansätze insgesamt nicht-eben und zumindest annähernd komplementär zueinander ausgebildet. Die Stirnflächen der Ansätze können mit kerbförmigen Einschnitten sowie entsprechenden Vorsprüngen versehen oder aber auch mäanderförmig ausgebildet sein. Auf diese Weise sind die einzelnen Federelemente gegenseitig besonders gut fixierbar. Dieses läßt sich auch erreichen, wenn die Stirnflächen der Ansätze mit geraden Radial­ zähnen (Hirth-Verzahnung) versehen sind.

Erfindungsgemäß bestehen die Federelemente aus faserverstärkten thermopla­ stischen Kunststoffen. Geeignete Thermoplaste sind beispielsweise Olefin­ polymerisate, wie Polyethylen oder Polypropylen, Styrolpolymerisate, wie Polystyrol oder Copolymere des Styrols, Chlor enthaltende Polymerisate, wie Polyvinylchlorid oder chlorierte Polyolefine, Polyamide, Polycarbona­ te, Polymethylmethacrylate sowie Mischungen dieser Polymerisate. Diese Kunststoffe können die üblichen Zusatzstoffe, wie Füllstoffe, Pigmente, Farbstoffe usw. enthalten.

Als Faserverstärkung kommt insbesondere Fasermaterial in Form von Geweben, Matten, Vliesen oder Gelegen mit einem Flächengewicht von etwa 15 bis 1000 g/m² in Betracht. Diese Gewebe, Matten, Vliese oder Gelege bestehen im allgemeinen aus Glas-, Kohlenstoff- oder Kunststoffasern. Besonders bevorzugt sind faserige Flächengebilde aus Glasfasern.

Zur Herstellung der Federelemente wird das Fasermaterial mit Kunststoff getränkt, indem z.B. eine Kunststoffschmelze über eine Breitschlitzdüse extrudiert und von beheizten Walzen oder Preßbändern in das Fasermaterial eingedrückt wird. Es ist auch möglich, das Fasermaterial mit einer dünn­ flüssigen Kunststofflösung zu tränken und anschließend das Lösungsmittel zu verdampfen oder den Kunststoff im Phasenumkehrverfahren auszufällen. Ein derartiges Halbzeug wird dann auf eine Temperatur von etwa 100 bis 300°C oberhalb des Erweichungspunktes des Thermoplasten erwärmt und nach­ folgend in einem kalten Formwerkzeug unter einem Druck von <5 bar verpreßt und räumlich verformt. Der Fasergehalt eines Federelementes kann in weiten Grenzen variieren und liegt zweckmäßig zwischen 30 und 80 Gew.%.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnung anhand ei­ nes Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Im wesentlichen besteht die Einrichtung zur elastischen Anbindung eines Stoßfängerträgers an einen Fahrzeuglängsträger aus einem Federkörper, wel­ cher im dargestellten Beispiel zwei tellerförmige Federelemente (4) und (5) aufweist. Die Federelemente aus faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen sind gegensinnig zueinander ausgerichtet. An ihrem inneren und äußeren Umfang sind axiale Ansätze (6) und (7) ausgebildet, wobei die sich berührenden Stirnflächen (8) der Ansätze (6) stufenförmig ausgebildet sind, derart, daß sich die Stufen zu einem Kreisring ergänzen.

Zur Vorspannung der Federelemente ist eine Anschraubplatte (9) mit zentra­ ler Gewindeschraube (10) vorgesehen, über die gleichzeitig der Federkörper mit dem Stoßfängerträger (1) verbunden ist. Die entsprechende Gewindemut­ ter ist mit (11) bezeichnet. Der Fahrzeuglängsträger (2) ist angedeutet, ebenso die Mittel (3) zum Befestigen der Anschraubplatte.

Bei einer Einfederung des Federkörpers wird der größte Teil der Energie von den Federelementen bei starker Verformung, gegebenenfalls mit Mate­ rialschädigung aufgenommen. Der Verlauf der Kraft-Weg-Kurve ist im plasti­ schen Bereich fast waagrecht und damit dem Idealverlauf vergleichbar. Das Schädigungsverhalten von Federelementen aus faserverstärkten thermoplasti­ schen Kunststoffen ist gutmütig, d.h. es tritt in der Regel kein Bruch auf und beim Ausfedern eines beschädigten Federelementes erfolgt eine Rück­ stellung bis in die Nähe des Ausgangspunktes. Mit anderen Worten, ein be­ reits vorgeschädigtes Federelement ist bei entsprechender Dimensionierung ohne weiteres in der Lage, weitere Lastwechsel aufzunehmen. Der Austausch unbrauchbar gewordener Federelemente ist problemlos.

Claims (4)

1. Einrichtung zur elastischen Anbindung eines Stoßfängerträgers an einen Fahrzeuglängsträger mit einem sich zwischen Fahrzeuglängsträger und Stoßfängerträger abstützenden Federkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Federkörper aus wenigstens zwei gleich- und/oder gegensinnig aus­ gerichteten, tellerförmigen und axiale Ansätze (6, 7) am inneren und äußeren Umfang aufweisende Federelementen (4, 5) aus faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen besteht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einander zu­ gewandte Stirnflächen (8) der Ansätze (6) bzw. (7) insgesamt nicht- eben und zumindest annähernd komplementär zueinander ausgebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirn­ flächen (8) der Ansätze (6) bzw. (7) mit geraden Radialzähnen (Hirth- Verzahnung) versehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder­ elemente (4, 5) aus mit Fasermaterial in Form von Geweben, Matten, Vliesen oder Gelegen verstärkten thermoplastischen Kunststoffen be­ stehen.