DE602004001937T2

DE602004001937T2 - Stossfänger mit Fussgängerschutz

Info

Publication number: DE602004001937T2
Application number: DE602004001937T
Authority: DE
Inventors: Pasquale c/o Plastal S.p.A. Gioia; Marco Luca c/o Plastal S.p.A. Righini; Mario c/o Adlev S.r.l. Vismara; Alessandro c/o Adlev S.r.l. Riva; Jean Lois c/o Adlev S.r.l. Toneatti
Original assignee: Adlev SRL; Plastal SpA
Current assignee: AVELDA S.R.L., MILAN, IT; Plastal SpA
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2024-07-13
Also published as: EP1495917A1; EP1495917B2; US20050052036A1; BRPI0402754A; ITMI20031411A1; ATE336403T1; DE602004001937D1; EP1495917B1; DE602004001937T3; US6971692B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzstruktur für Fahrzeuge, die insbesondere dafür geeignet ist, bei einer Kollision mit Fußgängern Verwendung zu finden.
Jüngste Vorschläge für Vorschriften auf dem Automobilsektor hinsichtlich einer Kollision sehen zunehmend strengere Grenzen besonders für eine Kollision zwischen Fahrzeugen und Fußgängern vor (sogenannte Fußgängerkollision).
Zahlreiche Absorptionssysteme sind diesbezüglich untersucht worden, um diese Grenzen ohne Modifizieren der anderen Funktionen während einer Kollision zu bewältigen.
Insbesondere sehen die von derzeitigen Vorschriften für 2010 vorgeschlagenen Bedingungen vor, dass bei einer mittellangsamen Geschwindigkeit des Fahrzeugs (ungefähr 40 km/h) die maximale Drehung des Beins im Fall einer Kollision kleiner oder gleich 15° sein soll, wobei der maximale Verschiebungswert zwischen dem Oberschenkelknochen und dem Schienbein kleiner oder gleich 6 mm sein muss; andererseits ist eine weitere Obergrenze vorgesehen (kleiner oder gleich 150 g, wobei g die Erdbeschleunigung darstellt, die gleich ungefähr 9,81 m/s² beträgt), die die Beschleunigungswerte im Zusammenhang mit dem Schienbein betrifft.
Ausgehend von Daten betreffend die mittlere Masse eines Oberschenkelknochens und eines Schienbeins und der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs beim Aufprall resultieren durchgeführte experimentelle Messungen in einer abschließenden Energiebilanz, die derart ist, dass entsprechend dem Aussehen der Fahrzeugkarosserie der Abschluss der Kollision idealerweise dann bestimmt ist, wenn die Anfangsenergie des Beins in Arbeit seiner Bewegungen (Scherspannungsarbeit, Arbeit aufgrund des Rotationsmoments und Deformationsarbeit aufgrund der Verformung der Absorptionseinrichtungen) umgewandelt ist.
Daraus und aus den durch die Vorschriften vorgegebenen Grenzen der Rotationsbewegungen und Scherung ergab sich, dass 90% der Energie durch die Deformationsarbeit absorbiert wird und es deshalb erforderlich ist, innerhalb des Stoßfängerstreifens zumindest eine energieabsorbierende Einrichtung oder einen Dämpfer zu verwenden, der zwischen den Streifen und dem vorderen Querträger des Autos eingefügt ist. Solche Dämpfer bestehen beispielsweise aus geschäumtem Polypropylen oder geschäumtem Polyurethan.
Wenn der Abstand zwischen dem Stoßfängerstreifen und dem Querträger des Autos größer als 120 mm ist, absorbiert bei Verwendung eines Dämpfers mit diesen Abmessungen und aus einem weichen Material die Verformung des Dämpfers selbst während der Kollision die Energie, die zum Einhalten der durch gesetzliche Vorschriften vorgegebenen Bedingungen erforderlich ist.
Wenn der Abstand in dem Fahrzeug nicht zum Einfügen eines Dämpfers mit diesen Eigenschaften ausreicht (beispielsweise kleiner als 120 mm ist), ist es notwendig, den Dämpfer steifer zu machen, da die absorbierte Energie sich aus der mittleren Festigkeit des Dämpfers (Steifheit) für die erlaubte Verformung ergibt. Wenn die Verformung reduziert wird, ist es zum Erzielen eines gleichen Absorptionsvermögens notwendig, die mittlere Festigkeit zu erhöhen, d.h. den Dämpfer steifer zu machen.
Ein Steifermachen des Dämpfers bewirkt eine Zunahme der Drehung des Beins während einer Kollision. Um dieses Problem zu umgehen, werden im unteren Teil des Stoßfängerstreifens Verstärkungen verwendet, die normalerweise in einem Bereich eingesetzt sind, dessen Höhe vom Boden zwischen 150 bis 350 mm liegt. Diese Verstärkungen sind normalerweise an einem widerstandsfähigen Teil des Fahrzeugs festgelegt, beispielsweise am Motorchassis oder am Fahrzeugvorbau und bestehen aus Metall oder geformtem Kunststoff, der mit herkömmlichen Haken sowohl am Stoßfängerstreifen als auch am Fahrzeug befestigt ist.
Die Anmelderin hat festgestellt, dass diese Verstärkungen das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Produktionskosten des Fahrzeuges selbst erhöhen, da sie separat hergestellt und anschließend zwischen dem Fahrzeug und dem Stoßfängerstreifen eingebaut werden müssen. Dies erfordert zusätzlich zu den Kosten des Gegenstands einen weiteren Montageschritt des Fahrzeugs, wodurch die Gesamtproduktionskosten und die Montagedauer des Fahrzeugs erhöht werden.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, die angegebenen Nachteile zu beseitigen durch Bereitstellen einer hochwirksamen Schutzstruktur für Fahrzeuge, geeignet zum Einsatz insbesondere bei einer Kollision mit Fußgängern, die es zu allererst erlaubt, die durch die in Kraft befindlichen Vorschriften auferlegten Anforderungen hinsichtlich Kollisionen zwischen einem Fahrzeug und einem Fußgänger bei mittellangsamen Geschwindigkeiten zu erfüllen, ohne das ästhetische Profil, das äußere Aussehen und die Funktionen des Fahrzeugs hinsichtlich anderer Kollisionsarten zu ändern.
Zu diesem Zweck hat die Anmelderin eine Schutzstruktur für Fahrzeuge hergestellt, die an dem Fahrzeug befestigt werden kann, wobei zumindest eine Verstärkungseinrichtung unmittelbar auf dem Stoßfängerstreifen angeordnet ist und an ihm befestigt ist, beispielsweise mittels Klebstoffen, Schweißens oder einer mechanischen Befestigung. Diese Struktur erlaubt es, die Kraft auf das Fußgängerbein deutlich zu erhöhen, wodurch geometrisch die erzeugten Rotationen begrenzt werden und gleichzeitig verringerte Abmessungen der verwendeten Stoßfänger vorgesehen werden können.
Eine Schutzstruktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der FR-A-2 445 783 bekannt.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Schutzstruktur für Fahrzeuge, geeignet zum Einsatz insbesondere bei einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Fußgänger, von der Art mit wenigstens einem Stoßfängerstreifen zum Schutz des Fahrzeugs, der einen unteren Bereich und einen oberen Bereich aufweist, wobei der obere Bereich bezüglich des unteren Bereichs nach außen vorsteht und einen Stoßdämpfer umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine in dem unteren Bereich des Stoßfängerstreifens angeordnete Verstärkung umfasst, wie im Anspruch 1 angegeben.
Die Eigenschaften und Vorteile der Schutzstruktur für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich aus der folgenden erläuternden und nicht beschränkenden Beschreibung, die Bezug nimmt auf die beigefügten schematischen Zeichnungen, in denen:
1a eine schematische Ansicht von oben auf einen herkömmlichen Stoßfängerstreifen ist,
1b ein Schnitt des Stoßfängerstreifens aus 1a ist,
2 eine räumliche Ansicht des Stoßfängers aus 1 ist,
3a ein Querschnitt der Schutzstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
3b ein Schnitt der Schutzstruktur gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
4 ein Querschnitt der erfindungsgemäßen Schutzstruktur ist, die einen Spoiler integriert.
Die 1a, 1b und 2 zeigen einen herkömmlichen Stoßfängerstreifen 2, der hinsichtlich des durch den Boden gegebenen Bezugspunktes einen unteren Bereich 21 und einen oberen Bereich 22 aufweist.
Darüber hinaus stellt y die Richtung der Breite (quer) des Stoßfängerstreifens dar, b ist der Abstand in einer Längsrichtung zwischen dem am meisten vorstehenden Teil des Stoßfängers in dem oberen Bereich und dem am meisten vorstehenden Teil in seinem unteren Bereich.
Der untere Bereich 22 ist allgemein in einem Abstand vom Boden angeordnet, der zwischen ungefähr 150 mm bis 350 mm bei einem Standard A Auto beträgt. Der obere Bereich wird als in einem Bereich liegend angenommen, der einen Abstand vom Grund zwischen ungefähr 450 mm bis 500 mm hat.
Diese Parameter werden des Weiteren als in einem mittleren Abschnitt des Stoßfängers in einer Querrichtung (Richtung y in 1a) liegend betrachtet. Dieser mittlere Bereich hat eine Breite von ungefähr 800 mm (in 1a durch die gestrichelten mit C1 und C2 bezeichneten Linien markiert).
Um die korrekten Funktionseigenschaften zu überprüfen, wird ein Stoßfängerstreifen dieser Art einem Aufpralltest mit einer zylindrischen Aufpralleinrichtung unterzogen, die einen Durchmesser von 138 mm und ein Gewicht von 13,8 kg hat.
Der Versuch besteht im Befestigen des Stoßfängerstreifens in einer Stellung ähnlich der des normalen Gebrauchs und angebracht an einer Halterung mittels seiner herkömmlichen Fahrzeugbefestigungspunkte und im Unterziehen des Stoßfängers einem Aufprall mit der zylindrischen Aufpralleinrichtung in seinem unteren Bereich 21. Die Aufpralleinrichtung bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h. Während des Versuchs wird eine Kraftkurve, ausgedrückt in Newton, erhalten, die von dem Stoßfängerstreifen in Bezug auf das Vordringen des Zylinders erzeugt wird.
Um diesen Test zu bestehen, muss die von dem Stoßfängerstreifen erzeugte Kraft zwischen ungefähr 3.000 N bis 10.000 N liegen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schutzstruktur zu schaffen, die diese Anforderung erfüllt, in der ein Stoßdämpfer T, der in dem oberen Bereich angeordnet ist, eine Breite (Richtung x in 1a) von weniger als 120 mm und einen Abstand in einer Längsrichtung b zwischen dem am meisten vorstehenden Teil des Stoßfängers im oberen Bereich und seinem am meisten vorstehenden Teil im unteren Bereich von weniger als 50 mm an zumindest einer Stelle aufweist (bei einem y im Bereich von c1 bis c2).
Erfindungsgemäß umfasst die Schutzstruktur, bezugnehmend auf die 3a und 3b, den Stoßfängerstreifen 2 und eine Verstärkung 3, die in seinem unteren Bereich 21 innerhalb des Stoßfängerstreifens angeordnet ist. Ferner ist der Stoßdämpfer oder das Absorbierelement T teilweise in dem oberen Bereich des Stoßfängerstreifens angeordnet.
Die Verstärkung 3 ist an ihrem oberen Ende 31 an dem Streifen in einem mittleren Bereich 23 des Streifens befestigt, der selbst zwischen dem unteren Bereich und dem oberen Bereich angeordnet ist. Die Verstärkung ist an ihrem unteren Ende 32 an einem Endabschnitt 24 des unteren Bereichs des Stoßfängerstreifens befestigt. Darüber hinaus kopiert die Verstärkung zumindest teilweise das innere Profil des Stoßfängerstreifens in dem unteren Abschnitt.
Die Befestigung kann durch Schweißen erfolgen, wenn das für die Verstärkung verwendete Material dasselbe wie für den Stoßfängerstreifen verwendete Material ist, durch Klebstoffe oder mechanische Befestigungseinrichtungen (Schrauben, Nieten etc.), wenn ein Material verwendet wird, das verschieden von dem für den Stoßfängerstreifen verwendeten ist.
Die Länge der Verstärkung kann in ihrem unteren Abschnitt 32 kleiner als der untere Endabschnitt 24 des Stoßfängerstreifens sein; in diesem Fall werden Fahrzeugbefestigungseinrichtungen der Schutzstruktur an dem unteren Endabschnitt 24 des Stoßfängerstreifens ausgeführt.
Alternativ kann die Länge der Verstärkung in ihrem unteren Abschnitt 32 größer als der untere Endabschnitt 24 des Stoßfängerstreifens sein; in diesem Fall werden die Fahrzeugbefestigungseinrichtungen der Schutzstruktur an dem unteren Abschnitt 32 der Verstärkung ausgeführt.
Darüber hinaus können in einem zentralen Abschnitt der Verstärkung 33, insbesondere in dem Raum, der in diesem Abschnitt zwischen dem Stoßfängerstreifen und der Verstärkung geschaffen ist, Verstärkungsrippen oder ein weiteres Absorptionselement oder starres Material eingefügt werden, so dass während des obigen Versuchs mit der Aufpralleinrichtung das Vordringen der Aufpralleinrichtung in den Stoßfängerstreifen vermindert ist.
4 illustriert eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Schutzstruktur einen aerodynamischen Abweiser (DEM) 4 aufweist, der in dem unteren Endabschnitt 24 des Stoßfängerstreifens eingefügt zwischen diesem und der Verstärkung 3 angeordnet ist.
Dieser aerodynamische Abweiser ist im Wesentlichen L-förmig und sein vertikaler Abschnitt ragt aus dem unteren Endabschnitt des Stoßfängerstreifens im Wesentlichen in Richtung auf den Boden hervor. Dieser Abweiser ist zum Beispiel mittels eines geschäumten Produkts aus Gummi oder geformtem Kunststoff hergestellt und seine Funktion besteht darin, den aerodynamischen Beiwert (bekannt als Cx) des Autos zu verbessern.
In diesem Fall ist die Länge der Verstärkung in ihrem unteren Abschnitt 32 größer als die des unteren Endabschnitts 24 des Stoßfängerstreifens; die Fahrzeugbefestigungseinrichtungen der Schutzstruktur sind deshalb am unteren Abschnitt 32 der Verstärkung ausgeführt. Der aerodynamische Abweiser hat eine Breite (Richtung y in 1a), die im Wesentlichen ähnlich der des Stoßfängerstreifens ist, und wird während der Zusammenbauphase der Schutzstruktur zwischen dem Stoßfängerstreifen und der Verstärkung befestigt (mittels Schweißen, Klebstoffen oder mechanischen Befestigungseinrichtungen).

Claims

Schutzstruktur für Fahrzeuge, geeignet zum Einsatz insbesondere bei einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Fußgänger, von der Art mit wenigstens einem Stoßfängerstreifen (2) zum Schutz des Fahrzeugs, der einen unteren Bereich (21) und einen oberen Bereich (22) aufweist, wobei der obere Bereich bezüglich des unteren Bereichs nach außen vorsteht und einen Stoßdämpfer (T) umfasst, wobei zumindest eine Verstärkung (3) in dem unteren Bereich des Stoßfängerstreifens angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung an ihrem oberen Ende (31) in einem mittleren Bereich (23) des Stoßfängerstreifens, der sich zwischen dem unteren Bereich und dem oberen Bereich befindet, befestigt ist, und dass die Verstärkung an ihrem unteren Ende (32) in einem Endbereich (24) des unteren Teils des Stoßfängerstreifens befestigt ist.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1, bei der die Verstärkung zumindest teilweise das innere Profil des Stoßfängerstreifens in dem unteren Bereich kopiert.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1, bei der sich in einem zentralen Bereich der Verstärkung (33), in dem zwischen dem Stoßfängerstreifen und der Verstärkung selbst erzeugten Raum, Verstärkungsrippen befinden.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1, bei der ein Absorptionselement in einen zentralen Bereich der Verstärkung (33) eingesetzt ist, in den zwischen dem Stoßfängerstreifen und der Verstärkung selbst erzeugten Raum.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1, ferner umfassend einen aerodynamischen Abweiser (4), der zwischen dem unteren Endbereich des Stoßfängerstreifens (24) und der Verstärkung (3) eingesetzt ist.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 5, bei der der aerodynamische Abweiser im Wesentlichen L-förmig ist und einen vertikalen Teil aufweist, der von dem unteren Endteil des Stoßfängerstreifens im Wesentlichen in Richtung des Bodens vorsteht.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1, bei der die Länge des unteren Teils (32) der Verstärkung kleiner ist als der untere Endbereich (24) des Stoßfängerstreifens, der an dem unteren Endbereich (24) Befestigungsmittel der Schutzstruktur am Fahrzeug umfasst.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1, bei der die Länge des unteren Teils (32) der Verstärkung größer ist als der untere Endbereich (24) des Stoßfängerstreifens, wobei der untere Teil (32) der Verstärkung Befestigungsmittel der Schutzstruktur am Fahrzeug umfasst.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1, bei der die Verstärkung durch Schweißen an dem Stoßfängerstreifen befestigt ist.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1, bei der die Verstärkung mittels Klebstoffen an dem Stoßfängerstreifen befestigt ist.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1, bei der die Verstärkung mittels mechanischer Befestigungsanordnungen an dem Stoßfängerstreifen befestigt ist.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 1, bei der der Stoßdämpfer (T) zumindest an einer Stelle in einem zentralen Bereich des Stoßfängerstreifens eine Breite von weniger als 120 mm hat.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 12, bei der der Abstand in einer Längsrichtung zwischen dem am meisten vorstehenden Teil des Stoßfängers in seinem oberen Bereich und zwischen seinem am meisten vorstehenden Teil in dem unteren Bereich an wenigstens einer Stelle in einem zentralen Bereich des Stoßfängerstreifes kleiner als 50 mm ist.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 13, bei der der obere Bereich eine Höhe vom Boden hat, die ungefähr von 450 mm bis 500 mm reicht, wenn sie an einem Fahrzeug montiert ist.
Schutzstruktur für Fahrzeuge nach Anspruch 14, bei der der untere Bereich eine Höhe vom Boden hat, die ungefähr von 150 mm bis 350 mm reicht, wenn sie an einem Fahrzeug montiert ist.