DE60304416T2

DE60304416T2 - Stossfängerquerträger für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE60304416T2
Application number: DE60304416T
Authority: DE
Inventors: Keiji Amano; Yoshiya Suzuki; Hideo Kozuma
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd; Unipres Corp
Current assignee: Unipres Corp; MA Aluminum Corp
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2023-10-25
Also published as: EP1415865A1; US20040084910A1; EP1415865B1; MXPA03009897A; DE60304416D1; CN1265988C; US6893062B2; CN1498799A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stoßstangenträger zum Verstärken von Stoßstangen für Automobile.
Stand der Technik
Im Allgemeinen ist eine Fahrzeugstoßstange aus einem Stoßstangenträger, der mit der Karosserie eines Fahrzeugs verbunden ist und der für die Festigkeit der Stoßstange sorgt, und einer aus Kunstharz gebildeten Oberflächenhaut, die an dem Stoßstangenträger angebracht ist, um das äußere Erscheinungsbild zu verbessern, aufgebaut. Anstrengungen wurden unternommen, um Stoßstangenträger leichter zu gestalten, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren, und in den letzten Jahren wurden Stoßstangenträger in vielen Fällen aus Leichtmetallen gebildet. Ein Stoßstangenträger 60, der in 12 im Querschnitt dargestellt ist, ist ein Beispiel eines Stoßstangenträgers, der aus einer Aluminiumlegierung extrudiert wurde und einen hohlen Aufbau aus "zwei benachbarten quadratischen" Querschnitten aufweist. Mit anderen Worten weist der Stoßstangenträger 60 eine obere und untere Wand 61 und 62, die parallel zueinander verlaufen, parallele Seitenwände 63 und 64, die senkrecht zur oberen und unteren Wand 61 und 62 verlaufen, und eine Verbindungsrippe 65, die mittig vorgesehen ist, um die Seitenwände 63 und 64 zu teilen, auf.
In der Praxis wird der Stoßstangenträger 60 über ein Seitenelement 66 vorne oder hinten an einer Fahrzeugkarosserie 67 angebracht, und die Seitenwand 63 bildet bei einer Kollision eine Kollisionsseitenwand, die eine Aufprallkraft F, wie sie durch einen Pfeil in der Figur angedeutet ist, von links aufnimmt. Daher ist die Seitenwand 63 von den Elementen, die den Aufbau des "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitts bilden, am stärksten ausgebildet. In dem Beispiel aus 12 sind die obere Wand 61, die untere Wand 62 und eine Verbindungsrippe 65 mit der gleichen Stärke ausgebildet, um einen Aufbau bereitzustellen, und dadurch die Aufprallkraft in der Figur von links gleichermaßen aufzunehmen und abzubauen.
Hinsichtlich einer leichteren Ausgestaltung wird ein derartiger Stoßstangenträger aus einer hochfesten Aluminiumlegierung oder ähnlichem gebildet. Der Stoßstangenträger wird üblicherweise mit einem Kissen aus einem Schaumstoff oder ähnlichem angebracht und seine Oberfläche wird durch eine Stoßstangenabdeckung abgedeckt.
Ein Stoßstangenträger, bei dem bei der Kollision eines Fahrzeugs oder ähnlichem eine äußere Aufprallkraft aufgebracht wird, absorbiert die Aufprallenergie durch plastische Deformation seines Materials, wodurch eine Beschädigung der anderen Elemente vermieden wird und gleichzeitig die Sicherheit der Fahrzeuginsassen gewährleistet wird, und damit ist er ein wesentliches Element.
Es ist anzumerken, dass als Muster für Fahrzeugkollisionen ein Muster erwähnt werden kann, bei dem ein wandähnliches Hindernis mit relativ hoher Geschwindigkeit auf eine Gesamtwandfläche eines Stoßstangenträgers auftritt, und es kann ein Muster erwähnt werden, bei dem ein säulenähnliches Hindernis mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit auf einen Teil der Wandfläche eines Stoßstangenträgers trifft. Bei vielen Kollisionen des ersten Musters ist die auftretende Kollisionsenergie so groß, dass sie Verletzungen eines Fahrzeuginsassen sowie eine knautschende Beschädigung des Stoßstangenträgerbefestigungselements verursacht. Um damit klarzukommen, ist ein Stoßstangenträger wünschenswert, der in der Lage ist, eine graduelle Deformation zu erfahren, und kollabiert, um eine große Menge an Kollisionsenergie zu absorbieren. Bei vielen Kollisionen des letzteren Musters ist die auftretende Kollisionsenergie andererseits selten so groß, dass sie Verletzungen der Fahrzeuginsassen und eine Beschädigung des Stoßstangenträgerbefestigungselements verursacht. In einem solchen Fall ist ein Stoßstangenträger wünschenswert, der eine hohe Steifigkeit hat, um der Deformation aufgrund der Kollisionsbelastung zu widerstehen statt die Kollisionsenergie durch eine Deformation und eine Kollabierung zu absorbieren.
Ein Stoßstangenträger muss eine erhöhte Biegesteifigkeit seiner Abschnitte und eine Energieabsorptionsfähigkeit im Falle eines Biegens aufweisen, während er gleichzeitig ein leichteres Gewicht haben soll. Ein Vorschlag wurde zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8-80789 (siehe Seite 1; 2) gemacht, die diese Eigenschaften durch eine Verbesserung der Querschnittsform eines Stoßstangenträgers verbessert.
Hier ist ein Stoßstangenträger offenbart, der aus einem Aluminiumlegierungsabschnitt mit rechteckiger Querschnittsform, die in Längsrichtung gleich bleibend ist, aufgebaut ist und der an beiden Enden seiner der Fahrzeugkarosserie zugewandten Wandfläche derart an einer Fahrzeugkarosserie angebracht ist, dass er relativ zur Kollisionsrichtung eine vertikale Wandfläche aufweist. Bei diesem Stoßstangenträger sind beide Ecken des Aluminiumlegierungsabschnitts auf der Seite der Fahrzeugkarosserie mit einem Krümmungsradius R gekrümmt, der 2,5 oder mehr der Wandstärke entspricht.
Wie es in 13 dargestellt ist, ist der vorgeschlagene Stoßstangenträger 70 aus einem Aluminiumlegierungsabschnitt gebildet, der in einer Stoßstangenabdeckung aufgenommen ist, und er weist auf der Seite der Fahrzeugkarosserie eine Wandfläche 71a auf, die über ein Seitenelement 74 an der Fahrzeugkarosserie 72 gehaltert ist. Der Aluminiumlegierungsabschnitt, wie er oben erwähnt wurde, weist eine rechteckige "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnittsform auf, die in Längsrichtung gleich bleibend ist, und er ist aus zwei horizontalen Rippen 71b und 71b, vertikalen Rippen 71a und 71a, die mit beiden Enden der horizontalen Rippen 71b und 71b verbunden sind, und einer Verstärkungsrippe 71c, die die vertikalen Rippen 71a und 71a verbindet, aufgebaut.
Bei dem Stoßstangenträger 70 ist vorgesehen, dass die vertikalen Rippen 71a und 71a senkrecht zur Kollisionsrichtung verlaufen und die horizontalen Rippen 71b und 71b parallel zur Kollisionsrichtung. Die Ecken 71d und 71d auf der Seite der Fahrzeugkarosserie 72 sind mit einem Krümmungsradius R gekrümmt, innerhalb der Grenzen von 1/6 oder weniger der Länge der vertikalen Rippen 71a und 71a, 2,5 oder mehr der Wandstärke beträgt. Die Ecken 71e und 71e des Stoßstangenträgers 70 auf der Kollisionsseite sind mit einem Krümmungsradius r ungefähr so groß wie die Wandstärke gekrümmt. Bei einem solchermaßen aufgebauten Stoßstangenträger 70 sind zum Kollisionszeitpunkt gegen eine Barriere die gekrümmten Ecken 71d und 71d an einem Knautschstartpunkt angeordnet, wodurch das Einknicken beschleunigt und die Kollisionsenergie effektiv absorbiert wird, während die erzeugte Last unterdrückt wird. Darüber hinaus sind zum Zeitpunkt einer Kollision gegen einen Pfosten die gekrümmten Ecken 71d und 71d auf einer Seite gegenüber einem Startknautschpunkt positioniert, wodurch die Erzeugung, eine große Belastung zugelassen wird. Der Grund, den Krümmungsradius R auf 1/6 oder weniger der Länge der vertikalen Rippen 71a und 71 zu beschränken, besteht darin, dass es, wenn der Krümmungsradius R 1/6 überschreitet, schwierig wird, das Seitenelement 74 anzubringen und eine Reduzierung der absorbierten Energie erfolgt.
Es wird erwartet, dass ein derartiger Aufbau beide Eigenschaften realisiert, die notwendig sind, um mit den beiden oben erwähnten Kollisionsmustern klarzukommen, d.h. die Eigenschaft einer graduellen Deformation und Kollabierung zu erfahren, um eine große Menge an Kollisionsenergie zu absorbieren, und die Eigenschaft, eine große Festigkeit aufzuweisen, um der Deformation aufgrund einer Kollisionslast zu widerstehen.
Ist ein Stoßstangenträger jedoch zu steif, wird eine Beschädigung eines Seitenelements verursacht werden, dem Befestigungsteil für den Stoßstangenträger zusammen mit dem Einknicken des Stoßstangenträgers. Das Seitenelement wird durch die maximale Last, die zum Zeitpunkt der Kollision erzeugt wird, beschädigt.
Bei dem Stoßstangenträger, wie er in 12 im Querschnitt dargestellt ist, bei dem alle Ecken in rechten Winkeln gebogen sind, beträgt die durchschnittliche Last während einer durch eine Kollision verursachten plastischen Deformation des Stoßstangenträgers von 3,5–4,5 mm ungefähr 50 kN, wie es in 14 dargestellt ist, während eine maximale Last von 250 kN während der plastischen Deformation des Stoßstangenträgers von ungefähr 0,5 mm erzeugt wird, bevor die Menge des Versatzes des Stoßstangenträgers unmittelbar nach der Kollision 1 mm erreicht. Die Deformation setzt sich nach einer Deformation bis ungefähr 2 mm unter einer konstanten Knautschkraft fort. In diesem Fall beträgt die maximale Last 5,88 der durchschnittlichen Last.
Kann diese maximale Last ohne Verschlechterung der Energieabsorptionsfähigkeiten des Stoßstangenträgers reduziert werden, wird die Kollisionsenergie absorbiert werden, ohne das Seitenelement zu beschädigen, nur durch Deformation und Kollabierung des Stoßstangenträgers.
Üblicherweise war das Verhältnis zwischen der maximalen Last und der während der plastischen Deformation des Stoßstangenträgers von 3,5 bis 4,5 mm, d.h. dem Zeitpunkt, zu dem die erzeugte Last im Wesentlichen keine Fluktuationen zeigt, absorbierten Energie, von Interesse, und keine Versuche wurden unternommen, um die maximale Last zu reduzieren, die zum Zeitpunkt der Kollision erzeugt wird.
Als zusätzlicher Stand der Technik ist die US-A-6,343,820 zu nennen, die einen Stoßstangenträger für ein Fahrzeug offenbart, der im Querschnitt eine obere Wand, eine untere Wand gegenüber der oberen Wand und zwei Seitenwände, die die obere Wand und untere Wand an gegenüberliegenden Enden verbinden, umfasst, wobei eine der Seitenwände eine Seitenwand auf der Seite der Kollisionsfläche (Kollisionsflächenseitenwand) und die andere eine Seitenwand auf der Seite der am Fahrzeug angebrachten Fläche (fahrzeugmontierte Seitenwand) ist. Zusätzlich ist eine Verbindungsrippe zwischen der oberen Wand und der unteren Wand vorgesehen und verbindet die zwei Seitenwände, wobei die Stärke der fahrzeugmontierten Seitenwand größer ist als die Stärke der Kollisionsflächenseitenwand.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich derartiger Umstände gemacht und folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stoßstangenträger bereitzustellen, der eine maximale Reduzierung der Spitze der zum Zeitpunkt der Kollision erzeugten maximalen Last ermöglicht, ohne die Energieabsorptionsfähigkeit des Stoßstangenträgers zu verschlechtern, und der verhindert, dass ein Seitenelement, bei dem es sich um das Befestigungselement für den Stoßstangenträger handelt, beschädigt wird.
Hinsichtlich einer Lösung für dieses Problem wurden ausführliche Studien an Querschnittsformen für Fahrzeugstoßstangenträger durchgeführt und ein Stoßstangenträgerprüfling mit 100 mm Länge verwendet. Überschritt eine unverzögert erzeugte hohe Last, die auf den Prüfling aufgebracht wurde, eine Knautschbelastung einer Fahrzeugkarosserie, wurde ein Seitenelement beschädigt. Es wurde herausgefunden, dass wenn die maximale Last, die zum Zeitpunkt der Kollision erzeugt wurde, im Wesentlichen gleich dieser Fahrzeugkarosserieknautschkraft gestaltet wurde, die Kollisionsenergie durch plastische Deformation des Stoßstangenträgers absorbiert werden konnte, ohne das Seitenelement zu beschädigen. Es wurde ebenfalls herausgefunden, dass aus dem Herabsetzen der maximalen Last bei gleich bleibendem Aufbau des obigen Stoßstangenträgers, eine Struktur resultiert, bei der eine Aufpralllast, die im letzten Teil einer Kollision erzeugt wird, zu niedrig wird, wodurch eine Verschlechterung der Energieabsorptionsleistung des Stoßstangenträgers erfolgt.
Bezugnehmend auf die Knautschversatzmenge-Knautschlastkurve, wie sie in 14 dargestellt ist, wird wenn nur die maximale Spitze reduziert wird und die Wellenform nahe zu einer rechteckigen Wellenform ausgebildet wird, die Kollisionsenergie durch eine plastische Deformation des Stoßstangenträgers ohne Beschädigung des Seitenelements absorbiert werden können, wodurch ein Stoßstangenträger mit einer stabilen Energieabsorptionsleistungsfähigkeit bereitgestellt wird. Unter diesen Bedingungen wurde als eine Folge der ausgedehnten Studien an Stoßstangenträgerquerschnittsformen die vorliegende Erfindung basierend auf der Feststellung durchgeführt, dass die obige Aufgabe durch Verstärken eines Elements erzielt werden kann, das eine Stoßaufnahmefläche trägt, und dadurch beiden Enden des Elements, das die stoßaufnehmende Fläche trägt, mit einem speziellen Krümmungsradius zu versehen oder durch Verstärken des Elements, das die Stoßaufnahmefläche trägt, Variieren der Stärke der Elemente, die sich senkrecht zu der den Stoß aufnehmenden Fläche erstrecken, und Ausbilden eines speziellen Krümmungsradius an beiden Enden des die Stoß aufnehmende Fläche tragenden Elements.
Genauer gesagt wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Stoßstangenträger für ein Fahrzeug vorgeschlagen, umfassend im Querschnitt: eine obere Wand; eine untere Wand gegenüber der oberen Wand; zwei Seitenwände, die die obere Wand und die untere Wand an gegenüberliegenden Enden verbinden, wobei eine der Seitenwände eine Kollisionsflächenseitenwand und eine andere eine fahrzeugmontierte Seitenwand ist, und eine Verbindungsrippe, die zwischen der oberen und der unteren Wand vorgesehen ist und die Seitenwände verbindet, wobei die Stärke der Kollisionsflächenseitenwand größer ist als die Stärke der fahrzeugmontierten Seitenwand und wobei beide Ecken an entgegengesetzten Enden der Kollisionsflächenseitenwand mit einem Krümmungsradius R von 0,1 bis 0,3 der Länge der Kollisionsflächenseitenwand gekrümmt sind und beide Ecken an entgegengesetzten Enden der fahrzeugmontierten Seitenwand mit einem Krümmungsradius r von 0,6 bis 2,0 der Stärke der fahrzeugmontierten Seitenwand gekrümmt sind.
Diese Querschnittsform ist vorteilhafterweise einsetzbar, wenn die Länge L₁ der Kollisionsflächenseitenwand kleiner ist als zweimal die Länge L₂ der oberen Wand und der unteren Wand.
Bei der vorliegenden Erfindung können die obere Wand, die Verbindungsrippe und die untere Wand im Wesentlichen die gleiche Stärke aufweisen.
Im Fall, in dem die Verbindungsrippe dünner ist als die untere Wand, beträgt die Stärke der Verbindungsrippe vorzugsweise 0,06 bis 1,0 der Stärke der unteren Wand.
Durch einen derartigen Aufbau der Verbindungsrippe kann der Stoßstangenträger eine höhere Festigkeit aufweisen, während gleichzeitig die maximale Spitzenlast, die zum Zeitpunkt der Kollision erzeugt wird, merklich reduziert wird.
Vorzugsweise beträgt der Krümmungsradius R beider Ecken an entgegengesetzten Enden der Kollisionsflächenseitenwand 10 bis 30 mm, was der am besten praktikabelste Wert aus dem Gesichtspunkt einer bezeichnenden Reduzierung der maximalen Spitzenlast ist und mit dem es leicht ist, den Stoßstangenträger zu extrudieren.
Vorzugsweise umfasst der Stoßstangenträger eine Extrusion einer Aluminiumlegierung.
Die obige und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlicher, in denen gleiche Elemente oder Teile im Wesentlichen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht, die eine Querschnittsform eines Fahrzeugstoßstangenträgers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Ansicht, die jeweils die Dimensionen der Teile eines Fahrzeugstoßstangenträgers der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine Ansicht, die eine Querschnittsform eines Fahrzeugstoßstangenträgers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Verhältnisses zwischen der Menge des Versatzes eines Stoßstangenträgers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und der Knautschlast zeigt;
5 ist eine Ansicht, die ein anderes Beispiel eines Verhältnisses zwischen der Versatzmenge eines Stoßstangenträgers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer Knautschlast zeigt;
6 ist eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen der Versatzmenge eines Stoßstangenträgers gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer Knautschlast zeigt;
7 ist eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen der Versatzmenge eines Stoßstangenträgers eines Vergleichsbeispiels und einer Knautschlast zeigt;
8 ist eine Ansicht, die eine Querschnittsansicht eines Fahrzeugstoßstangenträgers gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen der Versatzmenge eines Stoßstangenträgers gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer Knautschlast zeigt;
10 ist eine Ansicht, die eine Querschnittsform eines Fahrzeugstoßstangenträgers gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ist eine Ansicht, die eine Querschnittsform eines Fahrzeugstoßstangenträgers gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Querschnittsform eines herkömmlichen Fahrzeugstoßstangenträgers zeigt;
13 ist eine Ansicht, die ein anderes Beispiel einer Querschnittsform eines anderen herkömmlichen Fahrzeugstoßstangenträgers zeigt; und
14 ist eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen der Versatzmenge des herkömmlichen Fahrzeugstoßstangenträgers, wie er in 12 dargestellt ist, und einer Knautschlast zeigt.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen die Teile und Elemente jeweils aus Klarheitsgründen nicht notwendigerweise akkurat maßstabsgetreu dargestellt sind.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Querschnittsansicht eines Stoßstangenträgers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie es dargestellt ist, weist der Stoßstangenträger 10 dieser Ausführungsform eine "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnittsform auf und besteht im Querschnitt aus einer oberen Wand 1, einer unteren Wand 2, zwei Seitenwänden 3 und 4, die die obere und untere Wand 1 und 2 an entgegengesetzten Enden verbinden, und einer Verbindungsrippe 5, die zwischen der oberen und der unteren Wand 1 und 2 vorgesehen ist, um die Seitenwände 3 und 4 zu verbinden und damit die Steifigkeit zu sichern. Bei dem Stoßstangenträger 10 ist die Seitenwand 3 auf der in der Figur linken Seite die Kollisionsflächenseitenwand und eine Aufprallkraft F wird bei einer Kollision auf diese aufgebracht, wie es durch den Pfeil angedeutet ist. Die Seitenwand 4 auf der in der Figur rechten Seite ist die fahrzeugmontierte Seitenwand und sie ist über ein Seitenelement 6 an der Fahrzeugkarosserie 7 angebracht. 1 zeigt den Fall, in dem die Länge der Seitenwände 3 und 4 kleiner ist als zweimal die Länge der oberen und unteren Wand 1 und 2 und bei dem die obere Wand 1, die untere Wand 2 und die Verbindungsrippe 5 die gleiche Stärke aufweisen.
2 ist eine Ansicht, die jeweils die Dimensionen der Teile eines Stoßstangenträgers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei L₁ die Länge der Seitenwände kennzeichnet, L₂ die Länge der oberen Wand, t₃ die Stärke der Kollisionsflächenseitenwand, t₄ die Stärke der fahrzeugmontierten Seitenwand, t₁ und t₂ die Stärke der oberen bzw. unteren Wand und t₅ die Stärke der Verbindungsrippe.
Unter Verwendung von 2 wird das oben erwähnte Verhältnis wie folgt erläutert: L₁ < 2L₂ und t₁ = t₂ = t₅.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Stärke der Kollisionsflächenseitenwand 3 größer als die der fahrzeugmontierten Seitenwand 4, um die Kollisionsenergie aufzunehmen, und die obere und untere Wand 1 und 2 und die zwischenliegende Verbindungsrippe 3 absorbieren die Kollisionsenergie gemeinsam.
Die Stärke jedes Teils kann zur praktischen Verbindung, zum Beispiel ungefähr 2,0–3,00 mm für die obere Wand 1, die untere Wand 2 und die Verbindungsrippe 5, 2,0–4,5 mm für die Kollisionsflächenseitenwand 3 und 2,0–3,5 mm für die fahrzeugmontierte Seitenwand betragen.
Um die Dimensionen in 2 bei der ersten Ausführungsform zu beschreiben, ist t₃ > t₄ und t₁ = t₂ = t₅, und ihre geeigneten Werte können zum Beispiel t₃ = 2,0–4,5 mm, t₄ = 2,0–3,5 mm und t₁ = t₂ = t₅= 2,0–3,0 mm betragen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind beide Ecken an den oberen und unteren Enden der Kollisionsflächenseitenwand 3 und beide Ecken an den oberen und unteren Enden der Seitenwand 4 bearbeitet, so dass die mit einem Krümmungsradius R bzw. r gekrümmt sind. Durch Vorsehen einer Krümmung an jeder Ecke des "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitts kann die Spitze der maximalen Last, die zum Zeitpunkt der Kollision erzeugt wird, merklich abgesenkt werden.
Obwohl ein Krümmungsradius, wenn er sehr klein ist, die Spitze der maximalen Last absenkt, ist es aus einem Gesichtspunkt der Materialbearbeitung praktisch, einen Krümmungsradius R ungefähr gleich oder größer der Wandstärke der oberen Wand oder der unteren Wand vorzusehen. Je größer der Krümmungsradius ist, umso größer ist der Effekt, die Spitze der maximalen Last abzusenken, aber der Effekt übersättigt, wenn ein zu großer Krümmungsradius eingesetzt wird. Die geeignete Größe eines Krümmungsradius betrifft die Länge der Wände, die den "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitt bilden, und im Fall, in dem die Länge der Kollisionsflächenseitenwand 3 und der fahrzeugmontierten Seitenwand 4 kleiner als zweimal die Länge der oberen und unteren Wand 1 und 2 ist, wie es in 1 dargestellt ist, kann der Krümmungsradius R 0,1 bis 0,3 der Länge der Kollisionsflächenseitenwand 3 betragen. Mit anderen Worten wird der Krümmungsradius R, wenn in 2 L₁ < 2L₂ und t₁ = t₂ = t₅ ist, vorzugsweise wie folgt festgelegt: R = (0,1–0,3) × L1 (1)
1 zeigt den Fall, in dem die Länge der Kollisionsflächenseitenwand 3 und der fahrzeugmontierten Seitenwand 4 kleiner als zweimal die Länge der oberen und unteren Wand 1 und 2 ist. Alternativ und als ein Mittel, um die Knautschfestigkeit eines Stoßstangenträgers einzustellen, kann die Länge L₁ der Kollisionsflächenseitenwand 3 und der fahrzeugmontierten Seitenwand 4 größer als zweimal die Länge L₂ der oberen und unteren Wand 1 und 2 ausgebildet werden, wie es in 3 dargestellt ist. Die Stärke jedes Teils, wie er oben erwähnt wurde, ist auch auf diesen Fall anwendbar, mit Ausnahme, dass der Krümmungsradius geändert werden muss, wie es im Folgenden beschrieben wird.
Im Fall, in dem die Länge der Kollisionsflächenseitenwand 3 und der fahrzeugmontierten Seitenwand 4 größer ist als zweimal die Länge der oberen und unteren Wand 1 und 2, wie es in 3 dargestellt ist, kann der Krümmungsradius R mit 0,6–1,0 der Länge der oberen und unteren Wand 1 und 2 ausgebildet sein.
Mit anderen Worten wird der Krümmungsradius R, wenn in 2 L₁ > 2L₂ und t₁ = t₂ = t₅ ist, wie folgt festgelegt: R = (0,6–1,0) × L2 (2)
Hinsichtlich des Krümmungsradius R für beide Ecken an den oberen und unteren Enden der fahrzeugmontierten Seitenwand 4 wird ein kleiner Krümmungsradius in der Größenordnung der Wandstärke der Seitenwand 4 ausreichen, weil diese Seitenwand keinem direkten Aufprall ausgesetzt wird, und auch unter Berücksichtigung der Bearbeitungsgenauigkeit. Unter Verwendung von 2 kann der Krümmungsradius wie folgt lauten: R = (0,6–2,0) × t4 (3)
Bei dem derart aufgebauten Stoßstangenträger kann die Spitze der maximalen Last, die zum Zeitpunkt der Kollision erzeugt wird, effektiv vermindert werden.
Ein Knautschexperiment wurde wie folgt durchgeführt. Ein Stoßstangenträger, wie er in 1 dargestellt ist, wurde aus einer Aluminiumlegierung extrudiert, so dass er einen "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitt aufwies und die folgenden Dimensionen: t₃ = 4,5 mm, t₄ = 3,5 mm, t₁ = t₂ = t₅ = 2,6 mm, L₁ = 100 mm und L₂ = 75 mm. Der Stoßstangenträger wurde in Prüflinge mit 100 mm Länge geschnitten, die in Kollisionsrichtung, wie es durch den Pfeil in 1 angedeutet wurde, zerstört wurden. Ein Verhältnis zwischen der Versatzmenge des Stoßstangenträgers und der Knautschlast wurde untersucht. Die Krümmungsradien R betrugen 0 mm, 5 mm und 10 mm. Die Messergebnisse sind in 4 dargestellt.
Wie es aus 4 ersichtlich ist, wird die maximale Last erzeugt, bevor die Versatzmenge unmittelbar nach der Kollision 1 mm erreicht und danach schreitet die Deformation unter einer im Wesentlichen konstanten Knautschlast fort. Die Kurve j in 4 ist eine Versatzmengekurve für einen Stoßstangenträger mit "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitt, der einen Krümmungsradius R von 0 (keinen Krümmungsradius) aufwies, und kennzeichnet, dass die maximale Last von 250 kN erzeugt wurde, wenn die Versatzmenge ungefähr 0,5 mm betrug. Hingegen wurde bei der Kurve a für den Krümmungsradius R von 5 mm und der Kurve b für den Krümmungsradius R von 10 mm eine merklich verminderte maximale Last von ungefähr 150 kN erzeugt, wenn die Versatzmenge ungefähr 1 mm betrug. Die Kurven a und b sind somit näher an einer rechtwinkligen Wellenform.
Durch Vorsehen eines Krümmungsradius R an entgegengesetzten Enden der Kollisionsflächenseitenwand eines Stoßstangenträgers mit "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitt kann die maximale Last, die zum Zeitpunkt der Kollision erzeugt wird, somit merklich reduziert werden und der Stoßstangenträger kann die Kollisionsenergie ohne Verursachung einer Beschädigung des Seitenelements effektiv absorbieren, was zur Gewährleistung der Sicherheit der Fahrzeuginsassen sehr effektiv ist.
5 zeigt Messergebnisse einer maximalen Last, die mit Stoßstangenträgern erzielt wurden, die die gleichen Dimensionen wie oben erwähnt aufwiesen (t₃ = 4,5 mm, t₄ = 3,5 mm, t₁ = t₂ = t₅= 2,6 mm, L₁= 100 mm und L₂ = 75 mm), aber die andere Krümmungsradien R von 20, 30 und 40 mm aufwiesen. In den Figuren betrifft die Kurve c den Fall, in dem der Krümmungsradius 20 mm betrug, die Kurve d den Fall, in dem der Krümmungsradius R 30 mm betrug, und die Kurve e den Fall, in dem der Krümmungsradius 40 mm betrug.
Wie es aus den Figuren ersichtlich ist, wird mit größerem Krümmungsradius R die maximale Last weiter auf ungefähr 100 kN vermindert, wodurch die Kurven näher an eine rechtwinklige Wellenform ausgebildet werden. Überschreitet der Krümmungsradius R jedoch 30 mm, kommt das Absenken der maximalen Last an ein Maximum. Folglich kann das obere Limit R geeigneterweise bei 30 mm festgesetzt werden, während das unterste Limit bei ungefähr 10 mm festgelegt werden kann, bei dem die maximale Last ungefähr 100 kN oder weniger wird. Ein weiterer bevorzugter Bereich von R kann innerhalb des Bereichs gewählt werden, der durch die obige Gleichung (1) vorgegeben ist. R = (0,1–0,3) × L₁ und er beträgt aus dem Gesichtspunkt der praktischen Verwendung ungefähr 10 bis 30 mm.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird ein Verhältnis zwischen der maximalen Last und dem Versatz, das mit einem Stoßstangenträger gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzielt wurde, in 6 dargestellt, die eine Abwandlung der ersten Ausführungsform ist, wobei die obere und untere Wand 1 und 2 des "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitts die gleiche Stärke aufweisen und die Verbindungsrippe 5 eine geringere Stärke aufweist. Mit anderen Worten sind die Dimensionen des "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitts die gleichen wie die der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass t5 < t1 = t2 ist. Der Krümmungsradius R an den entgegengesetzten Enden der Kollisionsflächenseitenwand betrug 20 mm.
In 6 ist die Kurve c der Fall der ersten Ausführungsform, bei dem die Verbindungsrippe und die obere und untere Wand die gleiche Stärke hatten (t₅ = t₁ = t₂ = 2,6 mm). Die Kurve f ist der Fall, in dem Stärke der Verbindungsrippe um 15% reduziert wurde, so dass t₁ = t₂ = 2,6 mm und t₅ = 2,2 mm betrug. Die Kurve g ist der Fall, in dem die Stärke der Verbindungsrippe um 30% reduziert wurde, so dass t₁ = t₂ = 2,6 mm und t₅= 1,8 mm betrugen.
Es ist aus 6 ersichtlich, dass im Fall, in dem die Stärke der Verbindungsrippe kleiner ausgebildet wurde als die obere und untere Wand, die Maximallast durch dünner gestaltende Verbindungsrippe reduziert wurde. Dies beruht vermutlich darauf, dass eine Aufprallkraft in einer Richtung entlang der Verbindungsrippe aufgenommen wird, wobei die Verbindungsrippe mit einer reduzierten Festigkeit dazu dient, die Aufprallkraft abzuschwächen.
Als eine Folge der wiederholten Kollisionsexperimente mit Stoßstangenträgern, die Verbindungsrippen mit unterschiedlichen Stärken aufwiesen, wurde herausgefunden, dass die optimale Stärke der Verbindungsrippe am empfänglichsten für die Dimension der oberen und unteren Wand des "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitts ist. Es wurde durch die Experimente ermittelt, dass ein geeigneter Wert für die Stärke (t₅) der Verbindungsrippe in Verbindung mit der Stärke t₁ (= t₂) der oberen Wand im Sinne der Dimensionen in 2 wie folgt lautet: t5 = (0,6–1) × t1 (4)
Vergleichsbeispiel
Als nächstes wird ein Verhältnis zwischen der maximalen Last und einem Versatz, der mit einem Vergleichsbeispiel erzielt wird, in 7 dargestellt, wobei die Stärke der Verbindungsrippe des "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitts größer als die Stärke der oberen und unteren Wand gestaltet wurde. Mit anderen Worten wurden die Dimensionen des "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitts gleich gestaltet wie die der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass t₅ > t₁ = t₂. Der Krümmungsradius R an den entgegengesetzten Enden der Kollisionsseitenwand betrug 20 mm.
In 7 ist die Kurve c der Fall wie bei der ersten Ausführungsform, bei dem die Verbindungsrippe und die obere und untere Wand die gleiche Stärke aufwiesen (t₅ = t₁ = t₂ = 2,6 mm). Die Kurve h in der Figur ist der Fall, in dem die Stärke der oberen Wand um 15% verglichen mit der Stärke der Verbindungsrippe reduziert wurde, um so t₁ = t₂ = 2,2 mm und t₅ = 2,6 mm bereitzustellen. Die Kurve i ist der Fall, in dem die Stärke der oberen Wand um 30% reduziert wurde, verglichen mit der Stärke der Verbindungsrippe, um so t₁ = t₂ = 1,8 mm und t₅= 2,6 mm bereitzustellen.
Wie es aus 7 ersichtlich ist, wird im Fall, in dem die obere und untere Wand dünner gestaltet wurden als die Verbindungsrippe, die maximale Last, die zum Zeitpunkt der Kollision erzeugt wurde, aufgrund des Effekts des Krümmungsradius R vermindert, aber keine Änderung der maximalen Last ist abhängig des Grads des Verminderns der oberen und unteren Wand feststellbar. Dies liegt vermutlich daran, dass obwohl die obere und untere Wand mit einer reduzierten Festigkeit die Aufprallkraft vermindern, es der Teil der Verbindungsrippe ist, der die Aufprallkraft aufnimmt, und somit wird die maximale Last durch die Festigkeit der Verbindungsrippe bestimmt.
Die experimentellen Ergebnisse mit den Stoßstangenträgern der ersten Ausführungsform, bei dem die obere und untere Wand und die Verbindungsrippe die gleiche Stärke aufwiesen, sind in der Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1
Es ist aus der Tabelle 1 ersichtlich, dass wenn die obere und untere Wand die gleiche Stärke wie die Verbindungsrippe aufwiesen, das Verhältnis der maximalen Last zur Durchschnittslast am niedrigsten ist, wenn der Krümmungsradius R gleich 20 mm ist, und die ungefähr der Hälfte der entspricht, die ohne Krümmungsradius R erzielt wird. Wird ein Krümmungsradius R im Bereich von 5–40 mm vorgesehen, wird das Verhältnis der maximalen Last zur Durchschnittslast niedrig und es ist zu erwarten, dass je niedriger das Verhältnis der maximalen Last zur Durchschnittslast ist, auch das Risiko von Verletzungen der Fahrzeuginsassen niedriger ist.
Die experimentellen Ergebnisse, die durch Variieren der Stärke der oberen und unteren Wand der Verbindungsrippe wie bei der zweiten Ausführungsform und im Vergleichsbeispiel erzielt wurden, sind in der Tabelle 2 zusammengefasst.
Tabelle 2
Es ist aus der Tabelle 2 ersichtlich, dass es zum Absenken der Maximallast, die bei einer Kollision erzeugt wird, effektiv ist, die Verbindungsrippe dünner zu gestalten als die obere und untere Wand.
Dritte Ausführungsform
8 zeigt einen Stoßstangenträger gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie es in der Figur dargestellt ist, weist der Stoßstangenträger 30 dieser Ausführungsform eine "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnittsform auf und umfasst im Querschnitt eine obere Wand 1, eine untere Wand 2, die der oberen Wand 1 gegenüber liegt, zwei Seitenwände 3 und 4, die die obere und untere Wand 1 und 2 an entgegengesetzten Enden verbinden, und eine Verbindungsrippe 5, die zwischen der oberen und unteren Wand 1 und 2 vorgesehen ist, um die zwei Seitenwände 3 und 4 zu verbinden und somit eine Steifigkeit zu sichern. Bei dem Stoßstangenträger 30 ist die Seitenwand 3 auf der in der Figur linken Seite die Kollisionsflächenseitenwand und eine Aufprallkraft wird bei einer Kollision auf diese aufgebracht, wie es durch den Pfeil angedeutet ist. Die Seitenwand 4 auf der in der Figur rechten Seite ist die fahrzeugmontierte Seitenwand und über ein Seitenelement 6 an einer Fahrzeugkarosserie 7 angebracht.
Bei dem Stoßstangenträger der vorliegenden Ausführungsform ist die Stärke t₃ der Kollisionsflächenseitenwand 3 größer als die Stärke t₄ der fahrzeugmontierten Seitenwand 4 und die Stärke t₁, t₅ und t₂ der oberen Wand 1, der Verbindungsrippe 5 und der unteren Wand 2 wird in dieser Reihenfolge allmählich größer. Mit anderen Worten ist in 8 t₄ < t₃ und t₁ < t₅ < t₂.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass wenn man die Stärke t₂ der unteren Wand 2 als Bezugsgröße verwendet, die Stärke t₁ der oberen Wand 1 0,80 oder mehr und weniger als 0,9 der Stärke t₂ der unteren Wand 2 entspricht und die Stärke t₅ der Verbindungsrippe 5 0,90 oder mehr und weniger als 1,0 der Stärke t₂ der unteren Wand 2 beträgt. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, sie ungefähr wie folgt festzulegen: 0,8 × t2 ≤ t1 < 0,9 × t2 (5) 0,9 × t2 ≤ t5 < 1,0 × t2 (6)
Der Grund für das Obige besteht darin, dass beim Gestalten von Fahrzeugen der Stoßstangenträger und das Seitenelement hinsichtlich ihrer Mittellinien nicht notwendigerweise zueinander ausgerichtet sind und dass die Mittellinie des Stoßstangenträgers oftmals in einer Position höher als die Mittellinie des Seitenelements angeordnet ist. Weil ein im Querschnitt unterer Abschnitt des Stoßstangenträgers in einem solchen Fall eine größere Aufprallenergie aufnimmt, ist es vorteilhaft, den unteren Abschnitt zu verstärken.
Darüber hinaus sind beide Ecken am oberen und unteren Ende der Kollisionsflächenseitenwand 3 mit einem Krümmungsradius R gekrümmt, der 0,05–0,3 der Länge L₁ der Seitenwand 3 entspricht. Mit anderen Worten ist er wie folgt festgelegt: R = (0,05–0,3) × L1 (7)
Hinsichtlich des Krümmungsradius r für beide Ecken an entgegengesetzten Enden der fahrzeugmontierten Seitenwand 5 wird ein kleiner Krümmungsradius in der Größenordnung der Wandstärke der Seitenwand 4 ausreichen, um eine Zerbrechlichkeit, die von einem Kerbeffekt herrührt, zu vermeiden, weil diese Seitenwand keinen direkten Aufprall erfährt und auch unter Berücksichtigung der Bearbeitungsgenauigkeit des Materials. Mit anderen Worten kann er wie folgt festgelegt werden: r = (0,6–2,0) × t4 (8)
Bei einem derart aufgebauten Stoßstangenträger kann die Spitze der maximalen Last, die zum Zeitpunkt der Kollision erzeugt wird, effektiv vermindert werden und die Kollisionsenergie kann durch den Stoßstangenträger ohne Beschädigung des Seitenelements absorbiert werden, wodurch Verletzungen der Fahrzeuginsassen merklich reduziert werden.
9 zeigt die Ergebnisse eines Kollisionsexperiments mit einem Stoßstangenträger mit der Querschnittsform, wie sie in 8 dargestellt ist, und stellt ein Verhältnis zwischen der Versatzmenge des Stoßstangenträgers und einer Knautschlast dar. Wie es in der Figur dargestellt ist, wurde die maximale Last erzeugt, bevor die Versatzmenge unmittelbar nach einer Kollision 1 mm erreicht hatte, und danach erfuhr der Stoßstangenträger eine allmähliche Deformation unter im Wesentlichen konstanter Knautschlast. Die dicke Kurve j in 9, wie in 14, ist die Versatzmengenkurve, die mit dem Stoßstangenträger des "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitts erzielt wurde, bei dem der Krümmungsradius R an entgegengesetzten Enden der Kollisionsflächenseitenwand 0 betrug (es gab keinen Krümmungsradius R), und sie deutet an, dass die maximale Last von 250 kN erzeugt wurde, wenn die Versatzmenge ungefähr 0,5 mm betrug. Die dünne Kurve a steht hingegen für einen Stoßstangenträger der vorliegenden Ausführungsform mit dem Krümmungsradius R von 10 mm und deutet an, dass eine stark reduzierte maximale Last von ungefähr 150 kN erzeugt wurde, wenn die Versatzmenge ungefähr 1 mm betrug. Die Kurve ist daher näher an einer rechteckigen Wellenform ausgebildet.
Durch Vorsehen eines Krümmungsradius R an beiden Enden der Kollisionsflächenseitenwand des Stoßstangenträgers des "zwei benachbarte Quadrate"-Querschnitts kann die maximale Last, die zum Zeitpunkt der Kollision erzeugt wird, somit merklich reduziert werden und die Kollisionsenergie wird durch den Stoßstangenträger effektiv absorbiert, ohne das Seitenelement zu beschädigen, was sehr signifikant beim Gewährleisten der Sicherheit der Fahrzeuginsassen ist.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform wird nun in 10 dargestellt, in der die Mittellinie eines Stoßstangenträgers nicht mit der Mittellinie des Seitenelements zusammenfällt und in einer Position niedriger als die Mittellinie des Seitenelements angeordnet ist.
In diesem Fall kann die Konstruktion derart sein, dass die Stärke t₃ der Kollisionsflächenseitenwand 3 größer ist als die Stärke t₄ der fahrzeugmontierten Seitenwand 4 und die Stärken t₁, t₅ und t₂ der oberen Wand 1 der Verbindungsrippe 5 und der unteren Wand 2 werden entsprechend in dieser Reihenfolge stufenweise kleiner. Mit anderen Worten ist in 10 t₄ < t₃ und t₂ < t₅ < t₁. Genauer gesagt ist unter Bezugnahme auf die Stärke t₁ der oberen Wand 1, die als Bezugsgröße verwendet wird, die Stärke t₅ der Verbindungsrippe 5 vorzugsweise 0,9 oder mehr und weniger als 1,0 der Stärke t₁ der oberen Wand 1 und die Stärke t₂ der unteren Wand 2 vorzugsweise 0,8 oder mehr und weniger als 0,9 der Stärke t₁ der oberen Wand 1. Mit anderen Worten wird Folgendes vorzugsweise eingesetzt: 0,9 × t1 ≤ t5 < 1,0 × t1 (9) 0,8 × t1 ≤ t2 < 0,9 × t1 (10)
Wie bei der dritten Ausführungsform sind darüber hinaus beide Ecken an entgegengesetzten Enden der Kollisionsflächenseitenwand 3 mit einem Krümmungsradius R zwischen 0,05–0,3 der Länge L₁ der Seitenwand 3 gekrümmt.
Zusätzlich sind beide Ecken an entgegengesetzten Enden der fahrzeugmontierten Seitenwand 4 vorzugsweise mit einem Krümmungsradius r von 0,2–0,4 der Stärke t₄ der Seitenwand 4 gekrümmt.
Durch derartiges Aufbauen des Stoßstangenträgers kann die maximale Last, die zum Zeitpunkt einer Kollision erzeugt wird, durch den Effekt des Krümmungsradius R, der an beiden Ecken an entgegengesetzten Enden der Kollisionsflächenseitenwand des Stoßstangenträgers vorgesehen ist, in großem Maß vermindert werden.
Fünfte Ausführungsform
Eine fünfte Ausführungsform wird als nächstes in 11 dargestellt, bei der die Mittellinie eines Stoßstangenträgers nicht mit der Mittellinie eines Seitenelements zusammenfällt und in einer Position höher als die Mittellinie des Seitenelements angeordnet ist. Wie es in 11 im Querschnitt dargestellt ist, ist eine Einrichtung zum Verstärken eines unteren Abschnitts des Stoßstangenträgers, die Verbindungsrippe 5 in einer Position in Richtung der unteren Wand 2 vorgesehen anstelle einer mittigen Höhe der gegenüberliegenden Kollisionsflächenseitenwand und der fahrzeugmontierten Seitenwand 3 und 4. Unter Berücksichtigung des Betrags, um den die Mittellinien des Stoßstangenträgers 50 und des Seitenelements 6 zueinander versetzt sind und aus Sicht der Festigkeit des Stoßstangenträgers 50 kann die Verbindungsrippe 5 vorzugsweise auf einem Drittel der Höhe der Kollisionsflächenseitenwand und der fahrzeugmontierten Seitenwand 3 und 4 vom Boden angeordnet sein.
Auch in diesem Fall, wie bei der vorangegangenen dritten und vierten Ausführungsform, kann der Aufbau derart sein, dass die Stärke t₃ der Kollisionsflächenseitenwand 3 größer ist als die Stärke t₄ der fahrzeugmontierten Seitenwand 4 und die Stärke t₁, t₅ und t₂ der oberen Wand der Verbindungsrippe 5 bzw. der Bodenwand 2 werden in dieser Reihenfolge allmählich größer. Ferner sind beide Ecken an entgegengesetzten Enden der Kollisionsflächenseitenwand 3 mit einem Krümmungsradius R von 0,05–0,3 der Länge L₁ der Kollisionsflächenseitenwand 3 ausgebildet. Zusätzlich sind beide Ecken an entgegengesetzten Enden der fahrzeugmontierten Seitenwand 4 vorzugsweise mit einem Krümmungsradius r von 0,2–0,4 der Stärke t₄ der fahrzeugmontierten Seitenwand 4 gekrümmt.
Durch einen derartigen Aufbau des Stoßstangenträgers kann die maximale Last, die zum Zeitpunkt einer Kollision erzeugt wird, durch den Effekt des Krümmungsradius R merklich reduziert werden, der an beiden Ecken an entgegengesetzten Enden der Kollisionsflächenseitenwand 3 vorgesehen ist.
Vorteile der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird als Folge des Studierens von Querschnittsformen von Stoßstangenträgern ein Aufprall aufnehmendes Element eines Stoßstangenträgers dicker gestaltet, um die Steifigkeit zu erhöhen, und ein Krümmungsradius R wird an entgegengesetzten Enden des Aufprall aufnehmenden Elements vorgesehen. Deshalb wird die maximale Last, die unmittelbar nach der Deformation des Stoßstangenträgers bei einer Kollision erzeugt wird, vermindert, wodurch die Möglichkeit physikalischer Verletzungen der Fahrzeuginsassen vermindert wird.
Ein Fahrzeug, das mit einem Stoßstangenträger der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, gilt als eines, das eine größere Sicherheit bereitstellt.

Claims

Stoßstangenträger für ein Automobil, umfassend im Querschnitt: eine obere Wand (1); eine untere Wand (2) gegenüber der oberen Wand (1); zwei Seitenwände (3, 4), die die obere Wand (1) und die untere Wand (2) an gegenüberliegenden Enden verbinden, wobei eine der Seitenwände eine Kollisionsflächenseitenwand (3) und eine andere eine fahrzeugmontierte Seitenwand (4) ist, und eine Verbindungsrippe (5), die zwischen der oberen Wand (1) und der unteren Wand (2) vorgesehen ist und die Seitenwände (3) verbindet, wobei die Stärke der Kollisionsflächenseitenwand (3) größer ist als die Stärke der fahrzeugmontierten Seitenwand (4), und wobei beide Ecken an entgegengesetzten Enden der Kollisionsflächenseitenwand (3) mit einem Krümmungsradius R von 0,1–0,3 einer Länge der Kollisionsflächenseitenwand (3) gekrümmt sind und beide Ecken an entgegengesetzten Enden der fahrzeugmontierten Seitenwand (4) mit einem Krümmungsradius r von 0,6–2,0 der Stärke der fahrzeugmontierten Seitenwand (4) gekrümmt sind, wobei die Länge der Kollisionsflächenseitenwand (3) kleiner ist als zweimal die Länge der oberen Wand (1) und der unteren Wand (2).
Stoßstangenträger nach Anspruch 1, bei der die obere Wand (1), die untere Wand (2) und die Verbindungsrippe (5) in ihrer Stärke im Wesentlichen gleich sind.
Stoßstangenträger nach Anspruch 1, bei der eine Stärke der Verbindungsrippe (5) 0,6–1,0 der Stärke der unteren Wand (2) beträgt.
Stoßstangenträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Krümmungsradius R der beiden Ecken an entgegengesetzten Enden der Kollisionsflächenseitenwand (3) 10–30 mm beträgt.
Stoßstangenträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Stoßstange eine Extrusion einer Aluminiumlegierung umfasst.