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Die
Erfindung betrifft die Stoßauffänger für ein Fahrzeug.
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Man
kennt aus dem Dokument EP-0 937 611 im Namen der Anmelderin in der
Ausführungsform der 7 bis 10 einen
Träger
zum Stoßauffangen,
der ein Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 umfaßt, das
von einem Stab gebildet ist, der sich über die gesamte Länge des
Trägers
erstreckt und zwei Stoßabsorber
aufweist, die sich hohl nach hinten erstrecken, ausgehend von einer
vorderen Fläche
des Stabes. Die Absorber sind dazu bestimmt, an zwei jeweiligen
Längsträgern des
Fahrzeugs befestigt zu werden, um den Träger abzustützen.
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So,
wie das in diesem Dokument erläutert
ist, müssen
die heute hergestellten Träger
auf befriedigende Weise unter anderem auf zwei Arten von Stößen ansprechen.
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Es
handelt sich einerseits um Parkstöße (niedrige Geschwindigkeit
von etwa 4 km/h), in denen man danach trachtet, eine Stoßenergie
(etwa 500 J) durch elastische Verformung der Stoßauffänger und des Trägers der
Stoßauffänger zu
absorbieren.
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Es
handelt sich auch um den Stoß in
der Stadt (auch noch ALLIANZ-Stoß, DANNER-Stoß oder Stoß bei 15
km/h genannt). In diesem wird der Wagen gegen eine Mauer mit 15
km/h mit 40% seiner Breite als Abdeckung aufgebracht. Die absorbierte Energie
liegt in der Größenordnung
von 5 bis 10 000 J. Das Ziel dieses Versuches ist es, die Reparaturkosten
am Fahrzeug zu begrenzen und insbesondere die Schäden auf
alleine die Stoßfänger (Haut
und Träger)
zu begrenzen. Man muß demnach
bevorzugt die Energie des Stoßes
absorbieren, während
man gleichzeitig den Aufbau des Fahrzeuges schützt, besonders seine Längsträger, um
das Eindringen zu begrenzen.
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Der
vorgenannte Träger
hat ein befriedigendes Verhalten in diesen beiden Gegebenheiten
eines Stoßes.
Man konnte jedoch feststellen, daß das Verhalten der Absorber
instabil wurde, wenn die Länge des
Absorbers in Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu groß wird und insbesondere 100
mm überschreitet. Außerdem kann
der Absorber destabilisiert befinden, wenn der Träger gewölbt ist.
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Ein
Ziel der Erfindung ist es, einen Stoßfängerträger zu liefern, der bei den
vorgenannten Stößen ein
befriedigendes Verhalten hat und dessen Absorber stabiler sind.
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Zu
diesem Zweck sieht man nach der Erfindung ein Stoßfänger-Trägerbauteil
nach Anspruch 1 vor.
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Die
Erfinder haben tatsächlich
mit Überraschung
festgestellt, daß die
Aufspaltung oder Entkoppelung des Stabes gegenüber den Absorbern in sehr merklicher
Weise deren Stabilität
verbessert hat. Das Verhalten im Fall eines Stoßes ist verbessert, selbst
wenn ihre Länge
bedeutend ist, und selbst wenn der Träger gewölbt ist.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind in den Ansprüchen
2 bis 15 dargelegt.
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Bevorzugt
erstrecken sich, wie im Anspruch 9 dargelegt, die Absorber vor der
Abstützung.
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Die
Erfinder haben tatsächlich
festgestellt, daß die
Absorber im allgemeinen stabiler sind, wenn sie sich nach vorne
erstrecken, als wenn sie sich nach hinten erstrecken. Während man
bei dem vorgenannten Träger
aus dem Stand der Technik feststellen konnte, daß die Befestigungspunkte an
den Längsträgern während der
Montage schwierig erreichbar waren, erleichtert überdies die vorliegende Ausbildung
des Teiles sehr dieses Erreichen.
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Nach
der Erfindung sieht man auch einen Stoßfängerträger vor, der ein erfindungsgemäßes Bauteil
umfaßt.
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Bevorzugt
ist der Träger
durch das Bauteil gebildet.
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Nach
der Erfindung sieht man auch noch ein Fahrzeug-Fahrgestell vor,
das ein erfindungsgemäßes Bauteil
oder einen erfindungsgemäßen Träger sowie
zwei Längsträger umfaßt, wobei
das Bauteil an einer vorderen Fläche
der Längsträger befestigt
ist.
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Bevorzugt
ist die Basis der Absorber, wenn sie von der Abstützung gebildet
ist, an den Längsträgern befestigt.
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Man
sieht schließlich
nach der Erfindung einen Fahrzeug-Stoßfänger vor,
der einen Träger
oder ein Bauteil nach der Erfindung umfasst.
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Andere
Merkmale und Vorzüge
der Erfindung werden noch aus der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführung und
aus Varianten ersichtlich, die als nicht einschränkende Beispiele vorgelegt
werden. In den beigefügten
Zeichnungen:
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ist
die 1 eine Teil-Perspektivansicht, die den größten Teil
der rechten Hälfte
eines erfindungsgemäßen Bauteils
zum Stoßauffangen
sowie einen Teil des Längsträgers zeigt,
der diesem zugeordnet ist;
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ist
die 2 eine schematische Ansicht des Endes des Längsträgers der 1;
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ist
die 3 eine Detailansicht im Schnitt, die die Befestigung
des Bauteiles und des Längsträgers der 1 zeigt,
wobei der Schnitt längs
der Achse einer der Befestigungsschrauben vorgenommen ist;
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ist
die 4 ein Schnitt längs der vertikalen Ebene IV – IV des
Bauteiles und des Längsträgers der 1;
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ist
die 5 ein Schnitt längs der vertikalen Ebene V – V des
Bauteiles der 1;
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sind
die 6 und 7 Ansichten analog zu 1 und
zeigen zwei Ausführungsvarianten;
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sind
die 8 und 9 zwei Teil-Perspektivansichten
eines Bauteiles zum Stoßauffangen,
das eine andere Variante der Erfindung bildet; und
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sind
die 10 und 11 zwei
Ansichten analog zu 5 und zeigen jeweils den Träger der 1 und
den der 8 und 9.
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Man
hat in der 1 bis 5 eine bevorzugte
Ausführungsweise
eines erfindungsgemäßen Trägers zum
Stoßauffangen
abgebildet. Es kann sich um einen vorderen oder einen hinteren Stoßauffänger handeln.
Im Beispiel ist der Träger 2 durch
ein Bauteil 4 gebildet. Dieses Bauteil hat eine längliche Form
und ist dazu bestimmt, sich in einer Querrichtung zur Fahrtrichtung 5 des
Fahrzeugs und horizontal zu erstrecken.
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Das
Bauteil weist zwei Stoßabsorber 6 auf, die
sich jeweils in der Nähe
der Längsenden
des Bauteils 4 erstrecken. Jeder Absorber weist eine obere
Wand 8, eine untere Wand 10, eine äußere Seitenwand 12 und
eine innere Seitenwand 14 auf. Diese vier Wände 8, 10, 12 und 14 sind
eben und geben dem Absorber eine Topfform. Sie geben dem Absorber
in einer Ebene senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs einen Querschnitt
mit rechteckiger Form. Der Absorber weist eine vordere, ebene Wand 16 auf,
die sich senkrecht zur Fahrtrichtung 5 des Fahrzeugs erstreckt.
Die Seitenwände 12 und 14 verlaufen
in Richtung der Vorderwand 16, wobei sie sich aneinander
annähern.
Dasselbe gilt für
die obere 8 und untere 10 Wand. Daraus folgt,
daß der Absorber sich
verjüngend
nach vorne erstreckt, ob es sich um seine Höhe oder um seine Breite handelt.
Wie man es in 4 sieht, hat jeder Absorber
in einer vertikalen Schnittebene parallel zur Fahrtrichtung 5 des Fahrzeugs
ein C-förmiges
Profil und ist auf seiner hinteren Fläche offen.
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Das
Bauteil 4 umfaßt
andererseits einen Stab 18, der sich über den größten Teil der Länge des Bauteils
in dessen mittlerer Zone erstreckt, die zwischen den beiden Absorbern 6 gelegen
ist, bezogen auf die Längsrichtung
des Bauteiles. Der Stab 18 hat eine insgesamt profilierte
Form, hier längs
einer geradlinigen, horizontalen Achse, ist nach hinten offen und
hat in einer vertikalen Querebene, die parallel zur Fahrtrichtung
des Fahrzeugs ist, eine "C"-Form, wie dies 5 zeigt.
Er weist insbesondere eine vordere Wand 20, eine obere
Wand 22 und eine untere Wand 24 auf, die alle
drei eben sind. Die seitlichen Enden des Stabes 18 sind
jeweils durch eine rechte 26 und linke, ebene Wand gebildet,
wobei diese letztgenannte nicht abgebildet ist.
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Das
Bauteil 4 weist eine Abstützung 28 auf, mit
der die Absorber 6 und der Stab 18 verbunden sind.
Die Abstützung
erstreckt sich im einzelnen vom Rand der Absorber und des Stabes
aus. Die Absorber und der Stab erstrecken sich von der Abstützung aus
vorspringend, und zwar in Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs.
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Wie
man dies in 1 sieht, erstrecken sich die
seitlichen Endwände
des Stabes angesichts der seitlichen Innen- und Außenwand
des jeweiligen Absorbers im wesentlichen parallel zu diesen und
mit Abstand zu diesen. So ist es beispielsweise mit den Wänden 26 und 14 der
Fall, die in 1 dargestellt sind. Das Bauteil 4 weist
für jeden
Absorber eine Verbindungszone 30 auf, die sich zwischen
der Seitenwand des betreffenden Absorbers und der seitlichen Endwand
des Stabes erstreckt, die dieser gegenüberliegt. Beispielsweise ist
jede Verbindungszone durch eine ebene Rippe 30 gebildet,
die sich in einer horizontalen Ebene erstreckt. Die Rippe verbindet diese
beiden Wände
unmittelbar miteinander, die im übrigen
mit dem Ursprung des Absorbers und und des Stabes durch die Abstützung 28 verbunden
sind.
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Die
Abstützung 28 bildet
rund um jeden Absorber 6 eine rechteckige, im wesentlichen
ebene Basis, die sich in einer Ebene senkrecht zur Fahrtrichtung
des Fahrzeugs und zu einer Hauptachse 29 des Absorbers
und demnach parallel zur Fläche 6 erstreckt.
In der Nähe
der vier Ecken dieser Basis 32 sind Öffnungen 34 eingearbeitet,
die die Dicke der Abstützung 28 durchqueren,
und zwar für
ihre Befestigung an den Längsträgern 36 des
Fahrzeugs.
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Der
Stab 18 sowie die Baugruppe des Bauteiles 4 kann
schließlich
im Grundriß eine
geschwungene Form aufweisen.
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Im
vorliegenden Beispiel ist der erfindungsgemäße Stoßfänger dazu bestimmt, an einem
Fahrzeug angebracht zu werden, dessen Fahrgestell zwei Längsträger 36 aufweist,
die eine längliche
Form haben und sich jeder parallel zueinander in der Fahrtrichtung
des Fahrzeugs erstrecken. Jeder Längsträger hat eine profilierte Form
mit rechteckigem Querschnitt und weist an seinem vorderen Ende eine
Befestigungsplatte 38 auf, die in ihrer Mitte offen ist
und sich in einer Ebene senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs,
seitlich von Längsträger 36 vorspringend und
rund um diesen erstreckt. Der Längsträger 36 sowie
die Platte 38 sind aus Metall, etwa aus Stahl, ausgeführt und
sie sind beispielsweise miteinander verschweißt.
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Wie
dies die 1 und 3 zeigen,
ist das Bauteil 4, das erfindungsgemäß den Stoßfängerträger bildet, mittels der Basen 32 an
den jeweiligen Platten 38 der Längsträger befestigt, und dies mittels vier
Schrauben 40, von denen jede die Dicke der Basis 32 und
der Platte 38 durchsetzt. Es wird zu diesem Zweck angemerkt,
daß jede
Basis 32 parallel zur zugeordneten Platte 38 ist,
mit der sie einen Oberflächenkontakt
herstellt, und Abmessungen hat, die denen der Platte 38 nahekommen.
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Das
Bauteil 4 kann aus Verbund-Kunststoff durch Abformen, Pressen
oder Spritzen oder auch noch durch Druckspritzen hergestellt werden.
Es könnte
sich, genauer gesagt, um ein thermoplastisches oder duroplastisches
Material handeln, wobei jedes notwendigenfalls durch Fasern, wie
Glasfasern oder Karbonfasern, verstärkt werden kann. Diese Fasern
können
eine Richtung haben und gruppiert sein, um miteinander Matten oder
auch Gewebe zu bilden. Das Bauteil 4 ist einstückig und
kann in einem einzigen Abformvorgang hergestellt werden.
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Bevorzugt,
wie in 3 dargestellt, könnte man vorsehen, daß die Flächen 8, 10, 12 und 14 eines
jeden Absorbers sich in der Verlängerung
der vier Flächen
erstrecken, die den zugeordneten Längsträger 36 bilden.
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Der
erfindungsgemäße Stoßfänger könnte außerdem eine
Haut 42 aufweisen, die sich vor dem Träger 2 und mit Abstand
zu diesem erstreckt.
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Ein
solcher Stoßfärger hat
während
eines Farkstoßes
und während
eines Stadtstoßes
ein befriedigendes Verhalten. Insbesondere bieten die Absorber eine
gute Stabilität,
und zwar aufgrund der Tatsache, daß sie sich nach vorne erstrecken,
und aufgrund ihrer Entfernung vom Stab.
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Außerdem ist
bei der Montage der Zugang zu Befestigungspunkten 34 einfach.
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Die
Geometrie des Bauteiles 4 gestattet es, während eines
Stadtstoßes
die Streckung des Trägers
und die Quetschung der Absorber zu entkoppeln, um diese nicht zu
destabilisieren. Die Anordnung der Seitenwände eines jeden Absorbers in
der Verlängerung
der Wände
des Längsträgers gestatten es,
diesen optimal und mit einer guten Kräfteverteilung mit einer Kraft
zu beaufschlagen.
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Für die Herstellung
ist es nicht notwendig, Bewegungen der Teile im Inneren des Formwerkzeugs
vorzusehen, und das Ausformen ist leicht durchzuführen.
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Wie
in 4 dargestellt, könnte man vorsehen, daß sich die
Vorderwand der Längsträger 38 über deren
ganze vordere Fläche
erstreckt, und demzufolge ohne eine Öffnung aufzuweisen, die in
die Längsträger einmündet.
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Man
hat in 6 eine Ausführungsvariante des
Stoßfängers der 1 abgebildet.
Diese Variant unterscheidet sich durch die Tatsache, daß auf dem Träger 104 die
Verbindungszone, die die seitliche Fläche jedes Absorbers mit der
entsprechenden seitlichen Fläche
des Stabes verbindet, mindestens zwei Rippen 130 aufweist.
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Im
Beispiel sind die beiden Rippen derart im Kreuz angeordnet, daß sie sich
an ihrer gemeinsamen Mittellinie 40 schneiden. Diese Linie
ist horizontal. Die Rippen verbinden die jeweiligen, gegenüberliegenden
Kanten 42s Absorbers und des Stabes, die einander gegenüberliegend
beiderseits dieser Linie angeordnet sind.
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Eine
andere Variante ist in 7 abgebildet. Diesesmal ist
auf dem Träger 204 die
Rippe 30 identisch mit der der 1, aber
jeder Absorber 106 hat eine Kegelstumpfform, wobei der
kleine Querschnitt des Kegels die vordere Fläche 16 bildet. Die
Achse 29 bildet die Achse des Kegels.
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Der
Träger 304,
der in den 8 und 9 abgebildet
ist, bildet eine andere Variante der Erfindung, die identisch mit
den vorhergehenden, identischen Trägern ist, ausgenommen die Aspekte,
die nachfolgend ausgeführt
werden.
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Im
vorliegenden Beispiel ist die Verbindungszone, die sich für jeden
Absorber 306 zwischen der Seitenwand 314 des Absorbers
und der seitlichen Endwand des Stabes 18 erstreckt, aus
zwei ebenen Rippen 330 gebildet. Die beiden Rippen sind
allgemein ähnlich
der Rippe 30 der 1 und 7.
Sie erstrecken sich die eine über
der anderen, parallel zueinander und einander gegenüberliegend.
Jedoch ist die Länge
1 der Rippen 330 (für
beide die gleiche), parallel zur Achse 29 gemessen, kleiner
als die der Rippen der 1 und 7. Hier
ist die Länge
einer jeden Rippe 330 etwa die Hälfte der Länge der äußeren Seitenwand 26 des
Stabes. Allgemein könnte man
vorsehen, daß die
Länge 1
kleiner ist als die Länge
des Absorbers und die Länge
der Seitenwand des Stabes und sogar zwischen 1/4 und 3/4 einer jeden
von ihnen, ja sogar zwischen 1/3 und 2/3 einer jeden von ihnen liegt.
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Im übrigen ist
die seitliche Außenwand 312 eines
jeden Absorbers 306 profiliert, um die Form eines Zylindersektors
(oder auch eines Kegelstumpfes) zu haben, dessen Achse parallel
zur Achse 29 ist und auf der Außenseite des Absorbers, dieser
Fläche gegenüberliegend,
liegt. Dies verengt die Breite des horizontalen Querschnitts des
Absorbers in ihrem mittleren Teil.
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Diese
Fläche 312 weist
außerdem
einen zurückgesetzten
Teil 348 auf, der sich aus der Tatsache ergibt, daß sie tatsächlich aus
zwei elementaren, zueinander nach der Länge des Teiles 304 versetzten Facetten
besteht. Die hintere Facette, die in die Basis 32 übergeht,
erstreckt sich weiter außenliegend
als die andere, weiter vorn liegende Facette. Die hintere Facette
verbreitert so die Basis des Absorbers.
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An
der Stelle der Verbindung dieser Fläche 312 mit der oberen 308 und
unteren 310 Fläche,
deren Wände
mit den anderen Wänden
einen Absorberkörper
bilden, weist jeder Absorber Rippen oder Flügelchen 350 auf, die
sich nach außen
erstrecken, wobei sie vom Körper
des Absorbers in einer zum Absorber entgegengesetzten Richtung vorspringen und
jeweils nach oben und unten geneigt sind. Im vorliegenden Beispiel
erstreckt sich das obere Flügelchen
weiter nach außen
als das untere Flügelchen.
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Diese
Variante wird unter bestimmten Beziehungen als vorteilhafter angesehen
als das Bauteil das in den 1 bis 5 abgebildet
ist.
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Man
zieht tatsächlich
oft in Betracht, daß eine
mittlere Kraft, die ein Fahrzeug-Längsträger 36 aufnehmen kann,
80 kN beträgt.
Wenn dies gegeben ist, dann ist die Aufteilung der Kraft, die auf
die vier Flächen
des Längsträgers zulässig ist,
25 kN für
innere, äußere und
untere Fläche
und 15 kN für
die obere Fläche.
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Man
hat festgestellt, daß der
Träger
der 1 bis 5 es gestatten würde, eine
mittlere Kraft von 80 kN zu übertragen,
und zwar während Versuchen
auf einem starren, unverformbaren Gestell, aber auch, daß der Träger, wenn
er erst einmal auf einem Längsträger montiert
ist, dazu gelangen würde,
den Längsträger auf
seiner unteren Fläche
zu verformen. Dies erklärt
sich durch eine Kräfteverteilung
pro Fläche,
die etwa 40 kN für
die innere Fläche, 15
kN für
die obere und untere Fläche
und 5 kN für die äußere Fläche beträgt.
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Die
Variante, die in den 8 bis 9 dargestellt
ist, zielt darauf ab, diesen Nachteil zu mildern. In dieser wurde
die Dicke des Stabes 18 an bestimmten Stellen verringert
und an anderen erhöht, bezogen
auf die Ausführungsform
der 1 bis 5. So war, wie im 10 dargestellt
ist, die den mittleren Querschnitt Y0 des
Trägers
der 1 zeigt, die Dicke e des Trägers 4 an der vorderen
Wand 20, der oberen Wand 22 und der unteren Wand 24 des Stabes 18 und
an der Abstützung 28 identisch.
Diese Dicke beträgt
zum Beispiel 9 mm. Dagegen beträgt beim
Träger 304 der 11,
die ebenfalls den Querschnitt Y0 zeigt und
der dem der 8 und 9 entspricht,
die Dicke a der vorderen Wand 20 9 mm, die Dicken s und
i der oberen Wand 22 und der unteren Wand 24 4
mm, während
die Dicke b der Basis 28 10 mm beträgt.
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Die
Länge der
Rippen 330 ist gering, damit diese nicht während eines
Danner-Stoßes
stoßbeaufschlagt
werden. Schließlich
wurden die Rippen oder Flügelchen 350 hinzugefügt, um die
Außenwand
des Längsträgers sowie
seine obere und untere Wand besser belasten zu können. Infolge dieser Modifikationen
ist die Verbindungszone zwischen dem Träger und dem Absorber geschwächt.
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Um
den Parkstoß besser
hinnehmen zu können,
wurde die Tiefe p des Stabes in Richtung 29 erhöht, um seine
Trägheit
zu steigern, und die Dicke der Teile des Stabes wurde an bestimmten
Stellen, wie oben angegeben, ebenfalls erhöht, und dies alles, um ihn
von vornherein zu versteifen. Genauer gesagt, während, bezogen auf 10,
die Tiefe p des Stabes 4 (seine Längs über alles längs der Achse 29,
in der Mitte des Trägers)
40 mm betrug, beträgt
sie beim Stab 304 der 11 48
mm.
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Außerdem wurde
eine innere, ebene, horizontale Rippe 360 hinzugefügt, die
sich von der Innenfläche
der Vorderwand 20 aus nach hinten erstreckt. Sie erstreckt
sich in Mitte der Höhe
dieser Wand über
eine Längs
n, gemessen längs
der Achse 29, von 10 mm. Diese Länge n ist demnach kleiner als
die Hälfte
der Tiefe p.
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Es
wird ausdrücklich
darauf hingewiesen, daß man
bei der Erfindung zahlreiche Modifikationen herbeiführen kann,
ohne daß man
deren Rahmen verläßt.
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Man
könnte
insbesondere die Ausbildung der Absorbers und des Stabes modifizieren.
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Unabhängig von
der Beibringung eines Träger-Bauteils
zum Stoßauffangen,
in dem die Absorber zum Stab beabstandet sind, könnte man auch ein Träger-Bauteil
zum Stoßauffangen
vorsehen, in dem die Absorber sich vom Bauteil aus nach vorne erstrecken
(das heißt,
daß sie
zum Stab beabstandet sind oder nicht), zum Beispiel von der Abstützung vorspringend.