DE4205470A1 - Stossfaenger fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßfänger für Kraft­ fahrzeuge mit einem biegesteifen, sich an fahrzeugfesten Teilen abstützenden Träger, dem ein durch eine elastische Abdeckung verkleideter Energieabsorber vorgelagert ist.

Stoßfänger für Kraftfahrzeuge sollen in der Lage sein, auf­ treffende Stöße so abzufangen, daß zumindest bei geringerer Aufprallenergie Beschädigungen des Fahrzeugs vermieden wer­ den. Sie sollen außerdem die Aufprallenergie durch Eigenver­ formungen aufnehmen können, wobei ein durch Materialeigen­ schaften und Bauteilgestaltung erzielter Dämpfungseffekt ein spontanes Zurückbilden dieser Verformungen unterdrücken soll. Das Zurückbilden erlittener Verformungen soll erst nach einer gewissen Zeit erfolgen.

Aus der DE-C-31 21 638 ist ein Stoßfänger bekannt, der unter Zusammenwirken der Verformbarkeit des Energieabsorbers und der Nachgiebigkeit des Trägers örtlich und flächig eingelei­ tete Stöße elastisch aufzunehmen vermag. Hierzu ist der Träger stark gepfeilt und der Formänderungswiderstand des Energieabsorbers im Bereich der beiden Abstützstellen er­ höht. Um die zulässige Gesamtverformung nicht zu überschrei­ ten muß dabei entweder das Flächenträgheitsmoment erhöht werden, oder es müssen Werkstoffe mit höheren Elastizitäts­ moduli eingesetzt werden. Beide Maßnahmen sind bei gängigen Werkstoffen in der Regel mit einer Gewichtszunahme verbun­ den.

Mit der Erfindung soll ein Stoßfänger für Kraftfahrzeuge ge­ schaffen werden, der eine Erhöhung der gewichtsspezifischen Biegesteifigkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltene Maßnahme gelöst.

Durch die Verbindung der Endbereiche des Trägers wird eine deutliche Steifigkeitsverbesserung des Stoßfängers erreicht. Diese ist dann am größten, wenn das Verbindungsteil, welches aus einem oder mehreren Seilen, Profilstäben usw. besteht, nicht nur form- und/oder stoffschlüssig, sondern auch kraft­ schlüssig, d. h. unter einer Vorspannung des gesamten Stoß­ fängers an die Endbereiche anschließt.

Bei einer Stoßbelastung in Fahrzeugmitte wird der Energie­ absorber gestaucht und der Träger zwischen den fahrzeug­ festen Teilen (Längsholmen) in Richtung zur Fahrgastzelle hin durchgebogen. Die beiden über die Abstützstellen hin­ wegragenden Endbereiche des Trägers bewegen sich dabei von der Fahrgastzelle weg. Dieser Bewegung wirkt das Verbin­ dungsteil entgegen, wobei gleichzeitig auch die Belastbar­ keit des Trägers zwischen den Abstützstellen verbessert wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Zugspan­ nung des Seils o. dgl. veränderbar. Hierdurch läßt sich die jeweils optimale Vorspannung des bzw. der Seile oder Profil­ stäbe nach der Befestigung des Stoßfängers am Kraftfahrzeug einstellen.

Für die Herstellung der Seile, Profilstäbe usw. eignen sich insbesondere faserverstärkte Kunststoffe, wobei als Faser­ material Stränge oder Bündel aus Kunststoff- oder Glas­ fasern, vorzugsweise aus Kohlenstoffasern in Betracht kommen. Die Faserstränge oder -bündel werden in üblicher Weise mit Kunststoff getränkt und der Kunststoff in das Fasermaterial eingedrückt. Es ist auch möglich, das Faser­ material mit einer dünnflüssigen Kunststofflösung zu tränken und anschließend das Lösungsmittel zu verdampfen oder den Kunststoff im Phasenumkehrverfahren auszufällen. Mehrere derartiger Halbzeuge werden dann nach an sich bekannten Ver­ fahren zu Seilen, Profilstäben usw. umgeformt.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt des Stoßfängers,

Fig. 2 den Stoßfängerträger in perspektivischer Dar­ stellung,

Fig. 3 einen Endbereich des Stoßfängerträgers, teilweise geschnitten, mit der Anbindung eines Seiles und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Seilbefestigung.

Im wesentlichen besteht der Stoßfänger aus einem symmetrisch gepfeilten Träger (1) aus SMC (sheet molding compound), S-RIM (structural reaction injection molding), GMT (glas­ mattenverstärkte Thermoplaste), Polypropylen, Polyamid, Aluminium oder Stahlblech. Der Träger ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet, wobei der Steg (2) die Vorderseite des Stoßfängers bildet und eine glatte Fläche aufweist. Mit (3) und (4) sind ein oberer und unterer Flansch bzw. die an den Flanschen angeformten Bördel bezeichnet. Steg und Flansche einerseits sowie Flansche und Bördel andererseits stehen je­ weils senkrecht aufeinander. Dem Steg (2) ist ein durch eine elastische Abdeckung (6) verkleideter Energieabsorber (5), vorzugsweise aus einem halbharten Polyurethanschaum oder ei­ nem Polypropylenschaum vorgelagert. Die Trägerenden (7) sind eingezogen. Im Bereich dieser eingezogenen Trägerenden sind am Steg (2) Ausnehmungen (8) vorgesehen, in denen ein Seil (9) o. dgl. positioniert und befestigt ist.

Gemäß Fig. 3 sind hierzu am Steg (2) Tuben (10) angeformt, die mit einer kegelförmigen Aussparung (11) versehen sind. Die Drähte des Seils oder der Litze (9) sind innerhalb der Tuben aufgelöst und mittels metallischem oder polymerem Füllstoff mit den Trägerenden form- und/oder stoff- und kraftschlüssig verbunden. Ein nachträgliches Vorspannen des Trägers (1) ist bei dieser Verbindungstechnik nicht möglich.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist das Seil (9) form- und kraftschlüssig an den Trägerenden (7) be­ festigt. Hierzu ist wenigstens ein Seilende mit einer Metallhülse (12) mit Gewindezapfen (13) verbunden. Als Anschlag dient eine Scheibe (14) mit zwei gegenüberliegenden Anflachungen, die es aufgrund ihrer Gestalt ermöglicht, die Sechskantmutter (15) anzuziehen und den Träger (1) vorzu­ spannen. Um eine bessere Kraftverteilung zu gewährleisten, ist zwischen der Sechskantmutter und dem Steg (2) des Trä­ gers (1) eine Unterlegscheibe (16) vorgesehen. Der vor dem Träger positionierte Energieabsorber (5) enthält eine den Abmessungen der Vorspannmechanik entsprechende Aussparung (17).

Versuche mit verschiedenen SMC-Trägern haben ergeben, daß die Biegesteifigkeit des Stoßfängers durch Verwendung eines Seils aus kohlenstoffaserverstärktem Kunststoff auch ohne Vorspannung um 30 bis 50% gesteigert werden konnte. Bei einer Vorspannung des Seils von 500 N lag die Biegesteifig­ keit um 35 bis 75% über der eines Stoßfängers ohne Seil. Die gewichtsspezifische Biegesteifigkeit war um 30 bis 70% größer.

Claims (3)

1. Stoßfänger für Kraftfahrzeuge mit einem biegesteifen, sich an fahrzeugfesten Teilen abstützenden Träger (1), dem ein durch eine elastische Abdeckung (6) verkleideter Energieabsorber (5) vorgelagert ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die über die Abstützstellen hinausragenden Endbereiche (7) des Trägers (1) durch wenigstens ein Seil (9) o. dgl. form- und/oder kraft- und/oder stoff­ schlüssig miteinander verbunden sind.

2. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung des Seils (9) o. dgl. veränderbar ist.

3. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (9) o. dgl. aus faserverstärktem Kunststoff be­ steht.