DE69310883T2

DE69310883T2 - Kraftfahrzeugstossfängerbefestigung

Info

Publication number: DE69310883T2
Application number: DE1993610883
Authority: DE
Inventors: Robert Justin Beveridge
Original assignee: Nissan Technical Centre Europe Ltd
Current assignee: Nissan Technical Centre Europe Ltd
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1993-12-23
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: EP0604237B1; GB9226943D0; DE69310883D1; ES2104078T3; EP0604237A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Stoßstangenbefestigung für ein Fahrzeug, einschließlich einer Stoßstange, welche an einem Ende eines Fahrgestellrahmens befestigt ist, an dem eine Karosserie aufgehängt ist, wobei die Stoßstange einen Endabschnitt, der sich längs der Karosserie erstreckt, und Befestigungsmittel hat, um den Endabschnitt der Stoßstange an der Karosserie zu befestigen, wie das im Oberbegriff von Anspruch 1 ausgeführt wird und wie das beispielsweise im Dokument WO 92/11149 offengelegt wird.
Bei einem Fahrzeug, das nicht auf der Bauweise mit selbsttragender Karosserie beruht, erstreckt sich ein Fahrgestellrahmen über die Vorderund Rückseite des Fahrzeugs, er erstreckt sich aber nicht über die seitlichen äußeren Enden im Bereich der Radkästen. Die Struktur der Karosserie weist genügend Festigkeit auf, um die Karosseriebeplankung in diesen Bereichen zu tragen. Die Karosserie hat gegenüber dem Rahmen eine begrenzte Bewegungsfreiheit. Die größte Bewegungsfreiheit ist in der senkrechten Richtung vorhanden, denn das ist die Richtung, in der am häufigsten eine Bewegung auftritt, vor allem auf Grund der Unebenheit der Straße oder des Geländes, über die das Fahrzeug gefahren wird. Eine Bewegung mit geringerer Amplitude kann weniger häufig auf Grund von Beschleunigung und Abbremsen in der Längsrichtung und auf Grund von Kurvenfahrten in der Querrichtung erfolgen.
Die Stoßstange an der Vorder- oder Rückseite des Fahrzeugs wird am Fahrgestellrahmen befestigt, um eine ausreichende Stoßfestigkeit zu gewährleisten, aber an den Seiten des Fahrzeugs ist auf Grund der oben genannten Rahmenstruktur eine Verbindung mit dem Rahmen nicht möglich. Aus diesem Grund werden die Stoßstangen, die üblicherweise an derartigen Fahrzeugen vorgesehen sind, aus Blech gepreßt und nur am Ende des Rahmens befestigt. Solche Stoßstangen haben eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit, um die Endabschnitte der Stoßstange (umlaufende Abschnitte), die sich längs des Fahrzeugs erstrecken, zu tragen. Diese Stoßstangen sind jedoch verhältnismäßig schwer und teuer in der Herstellung. Außerdem müssen diese Stoßstangen angesichts der relativen Bewegung, die zwischen der Karosserie und dem Rahmen auftreten kann, in einem verhältnismäßig großen Abstand zur Karosserie angebracht werden, was nicht zu einem sehr vorteilhaften Aussehen beiträgt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen wird ersichtlich, daß eine Kunststoff-Stoßstange (ähnlich der, wie sie bei den meisten der Limousinen eingesetzt wird) keine ausreichende innere Steifigkeit hat, um den umlaufenden Endabschnitt 2 zu tragen. Folglich muß jeder Endabschnitt 2 neben der Befestigung am Fahrgestellrahmen an der Vorderseite des Fahrzeugs auch an der Karosserie 3 (beim Fehlen von Rahmenweiterführungen in den umlaufenden Bereichen) in den Kotflügel- oder Schutzbiechbereichen befestigt werden. Wenn jedoch die Kunststoff- Stoßstange 1 starr am Rahmen 4 und der Karosserie 3 angebracht wird, tendiert die relative Bewegung von Rahmen und Karosserie dazu, die Stoßstange 1 reißen zu lassen, besonders im Bereich der zusätzlichen Befestigungspunkte an den Kotflügeln. Es ist daher notwendig, für Fahrzeuge des Rahmentyps eine flexible Befestigung in diesen Bereichen zu schaffen.
Fig. 2 zeigt eine Gummiverbund-Befestigung, wie sie früher für diesen Zweck vorgeschlagen worden ist. Die Befestigung umfaßt eine Stahlplatte 6, die an der Kunststoff-Stoßstange mit beispielsweise selbstschneidenden Schrauben 7 befestigt wird, und eine Stahlplatte 8, die einen aufgeschweißten Gewindebolzen 9 trägt, der durch ein Loch in der Fahrzeugkarosserie führt und durch eine Mutter gesichert wird. Ein Gummiblock 5, der ungerichtet flexibel ist, wird an die Platten 6, 8 geklebt. Diese Befestigung ist nur schwer am Fahrzeug anzubringen, und sie ist teuer auf Grund der Zahl der benötigten Teile und der Kosten für den Stahl-Gummi-Klebevorgang. Da die Bewegungsfreiheit, die durch die Befestigung erreicht wird, ungerichtet ist, muß immer noch ein relativ großer Abstand zwischen der Stoßstange und der Karosserie bleiben, so daß das Äußere ästhetisch unbefriedigend ist.
Es besteht eine wachsende Nachfrage nach Mehrzweck- Freizeitfahrzeugen, die für den Einsatz auf der Straße und im Gelände konstruiert sind und die mit Stoßstangen des für Limousinen verwendeten Typs ausgestattet sind. Gebraucht werden daher Befestigungsmittel, die für die Anbringung von Stoßstangen des Limousinen-Typs an diesen Fahrzeugen geeignet sind und die sowohl die funktionellen als auch die ästhetischen Anforderungen erfüllen, die oben beschrieben worden sind.
Die vorliegende Erfindung versucht, diese Forderungen durch die Bereitstellung eines Befestigungsmittels zu erfüllen, das eine begrenzte relative Bewegung der Karosserie und des Endabschnitts der Stoßstange in einer senkrechten Richtung erlaubt, der relativen Bewegung in der Längs- und der Querrichtung aber widersteht.
Zu diesem Zweck ist ein Stoßstangen-Befestigungsmittel nach der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch die Merkmale, die im kennzeichnenden Abschnitt von Anspruch 1 ausgeführt sind.
Bevorzugte und wahlweise Merkmale der Erfindung werden in den Ansprüchen 2 und folgende ausgeführt.
Die Erfindung wird weiter in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Teildraufsicht des vorderen Teils eines Fahrzeugs des Rahmentyps ist;
Fig. 2 eine Ansicht in auseinandergezogener Darstellung einer Befestigung am hinteren Ende nach dem bekannten technischen Stand zur Verbindung eines Endabschnitts einer Stoßstange mit der Seite einer Fahrzeugkarosserie ist;
Fig. 3 ein schematischer senkrechter Querschnitt durch den vorderen Teil eines Fahrzeugs ist, der das Verhältnis zwischen einem Fahrgestellrahmen, einer Fahrzeugkarosserie, einem Endabschnitt einer Stoßstange und einer Befestigung nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ein schematischer waagerechter Querschnitt durch die Stoßstange, die Befestigung und die Karosserie auf der Linie IV-IV in Fig. 5 und 6 ist;
Fig. 5 ein Schnitt auf der Linie V-V in Fig. 4 und 6 ist;
Fig. 6 ein Schnitt auf der Linie VI-VI in Fig. 4 ist und
Fig. 7 eine Ansicht des hinteren Endes eines alternativen Ausführungsbeispiels der Befestigung ist.
In den Zeichnungen stellen die doppelten Pfeile X die Querrichtung eines Fahrzeugs, Y die Längsrichtung und Z die senkrechte Richtung dar.
Es wird auf Fig. 3 bis 6 in Verbindung mit Fig. 1 Bezug genommen, eine Stoßstange 1 wird am vorderen Ende eines Fahrgestellrahmens 4 befestigt, der mit Hilfe von Aufhängungselementen 11 (von denen nur eines gezeigt wird) eine Fahrzeugkarosserie 3 trägt, was eine begrenzte senkrechte Bewegung der Karosserie 3 ermöglicht. Die Stoßstange 1 wird aus Polypropylen oder einem anderen geeigneten Plastmaterial hergestellt und wird durch Spritzgießen gefertigt. An jedem Ende hat sie einen umlaufenden Abschnitt 2, der sich längs der Seite der Karosserie nach hinten erstreckt. Die Oberkante des Endabschnitts 2 hat einen Flansch 12 (Fig. 6), der im Abstand (von z. B. 6 ± 2 mm) zu einem senkrechten Abschnitt 3a und (von z. B. 11 ± 2 mm) zu einem schräg überhängenden Abschnitt 3b der Karosserie 3 angeordnet ist. Eine Halterung 13 aus Plast (z. B. Polypropylen) wird mit der Innenfläche von Endabschnitt 2 verschweißt oder verklebt.
Die Halterung 13 definiert einen hinterschnittenen Schlitz 14, der mit einem länglichen Hohlraum 16 in Verbindung steht, um als Reibpassung einen Kopf 17 aufzunehmen, der ein integraler Bestandteil eines aus einem Stück bestehenden Befestigungselements 18 ist. Der Schlitz 14 und der Hohlraum 16 sind in rückwärtiger Richtung aufgeweitet und an der Rückseite offen.
Der Kopf 17 ist durch ein flaches waagerechtes Verbindungselement 19 mit einer integralen Basis 21 verbunden, die an der Außenseite der Karosserie 3 mit Hilfe von Schrauben 22 befestigt ist, die durch Löcher in der Karosserie führen und in ein Halteelement 23 eingreifen. Das Befestigungselement wird aus einem elastischen Plastmaterial, wie beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer (Polyester), das unter dem Warenzeichen "Hytrel" (DuPont) auf dem Markt ist, hergestellt und wird durch Spritzgießen gefertigt. Das dünne Verbindungselement 19 ist elastisch flexibel; es kann aus der eigenen Ebene gebogen werden und bildet auch eine integrale Gelenkverbindung zwischen jedem seiner gegenüberliegenden Randabschnitte und dem Kopf 17 bzw. der Basis 21. Das ermöglicht eine begrenzte relative Bewegung des Stoßstangenabschnitts 2 und der Karosserie 3 in der senkrechten Richtung Z. In der eigenen waagerechten Ebene dagegen ist das Verbindungselement 19 in Kompression, Spannung und Schub verhältnismäßig steif, so daß es der relativen Bewegung des Stoßstangenabschnitts 2 und der Karosserie 3 in der Quer- und der Längsrichtung (X, Y) widersteht.
Bei der Anbringung der Stoßstange 1 am Fahrzeug wird die Stoßstange von vorn an den Rahmen 4 und die Karosserie 3 herangeführt, so daß der Kopf 17 des Befestigungselements 18 (das vorher mit den Schrauben 22 an der Karosserie angebracht worden ist) in das offene Ende des länglichen Hohlraums 16 eintritt, und dann wird die Stoßstange nach hinten geschoben, so daß der Kopf 17 im Hohlraum 16 festgeklemmt wird. Das aufgeweitete hintere Ende des Hohlraums gewährleistet, daß die Halterung 13 während der Montage des Fahrzeugs leicht mit dem Befestigungselement 18 ineinandergreifen kann, ohne daß der Montagearbeiter das Befestigungselement 18 tatsächlich unter Sicht hat. (Wie offensichtlich ist, kann es bei verhältnismäßig geringen Abständen zwischen der Stoßstange und der Karosserie und bei der nach unten umgebogenen Weiterführung von modernen Stoßstangen-Konstruktionen problematisch sein, den Eingriff der Stoßstangenbefestigung, beispielsweise der Gummiverbund-Befestigung, wie sie in Fig. 2 gezeigt wird, in das erforderliche Befestigungsloch zu bewirken, und kann es erforderlich sein, die Stoßstange positiv zu verzerren, wenn die Stoßstange durch das Auswärts-Biegen der umlaufenden Abschnitte 2 an die Karosserie herangeführt wird, um zu gewährleisten, daß die Gewindebolzen 9 keine Kratzer auf gestrichenen Flächen der Karosserie hinterlassen, die nach der Montage des Fahrzeugs nicht mehr sichtbar sind.) Um das Halten zu unterstützen, hat der Kopf 17 einen integralen, elastisch flexiblen Vorsprung oder Ansatz 24, der sich über die untere Kante von Schlitz 14 bewegt und in einer Aussparung 26 einrastet, die in der unteren Kante von Schlitz 14 gebildet wird. Folglich können die umlaufenden Abschnitte 2 der Stoßstange unter Anwendung eines Blind-Einschnapp-Vorgangs leicht und positiv in ihrer Position gesichert werden.
Fig. 7 zeigt eine mögliche Modifikation des Befestigungselements, bei dem ein Endabschnitt 19a des Verbindungselements 19 vergrößert ist und in eine längs geschlitzte Rippenformation 27 auf der Basis 21 paßt. Der Schlitz in der Rippenformation 27 kann eine Aussparung (nicht gezeigt) haben, die mit einem Ansatz (nicht gezeigt) am Randabschnitt 19a ineinandergreift, um diesen in der Längsrichtung zu halten.
Eine ähnliche Verbindung könnte anstelle der genannten (oder zusätzlich) zwischen dem anderen Endabschnitt des Verbindungselements 19 und dem Kopf 17 vorgesehen werden.
Die Verbindung 19a/27 kann bis zu einem gewissen Maße als Gelenk dienen, was allerdings nicht bevorzugt wird. Der Endabschnitt 19a kann sich in einer Schnapp-Passung in der Formation 27 befinden und kann im Querschnitt oval sein. Die Verbindung kann so angeordnet werden, daß sie sich löst, wenn eine Schwellenkraft überschritten wird. Das würde ein sicheres Halten der Stoßstange unter normalen Fahrbedingungen gewährleisten und gleichzeitig bei einem Aufprall Schäden an der Stoßstange (und an der Fahrzeugkarosserie) auf ein Minimum senken.
Innerhalb des Rahmens der Erfindung können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden. Beispielsweise könnten zwei getrennte Befestigungselemente übereinander angeordnet werden und mit entsprechenden Halterungen am Endabschnitt der Stoßstange ineinandergreifen. Das Befestigungselement könnte zwei (oder mehr) flache Verbindungselemente haben, die parallel angeordnet sind, um eine erhöhte Quer- und Längssteifigkeit zu erreichen, während gleichzeitig eine angemessene senkrechte Bewegung möglich ist.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf eine vordere Stoßstange, es ist jedoch offensichtlich, daß eine hintere Stoßstange in ähnlicher Weise an einem Fahrzeug angebracht werden kann.

Claims

1. Stoßstangenbefestigung (18) zur Befestigung eines Endabschnitts (2) eines Stoßdämpfers (1) an der Karosserie (3) eines Fahrzeugs, das einen Fahrgestellrahmen (4) und Mittel zur Aufhängung der Karosserie (3) am Rahmen (4) hat, wobei der Stoßdämpfer (1) an einem Ende des Rahmens befestigt (4) ist und sich der Endabschnitt (2) längs der Karosserie (3) erstreckt, wobei das Stoßstangen-Befestigungsmittel (18) wenigstens ein Verbindungselement (19) einschließt, das im Verhältnis zum Fahrzeug in einer Querrichtung (X) verläuft, wobei das Verbindungselement (19) erste und zweite gegenüberliegende Randabschnitte hat, die mit der Karosserie (3) bzw. dem Endabschnitt (2) der Stoßstange (1) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel (19) im wesentlichen plan ist und sich sowohl in einer Richtung von vorn nach hinten (Y) als auch in der Querrichtung (X) erstreckt, um das Befestigungsmittel (18) in die Lage zu versetzen, eine begrenzte relative Bewegung der Karosserie (3) und des Endabschnitts (2) in einer senkrechten Richtung (Z) zuzulassen, einer relativen Bewegung in der Längs- und in der Querrichtung (Y, X) aber zu widerstehen.

2. Stoßdämpferbefestigung nach Anspruch 1, bei der das Verbindungselement (19) flexibel ist.

3. Stoßdämpferbefestigung nach Anspruch 2, bei der das Verbindungselement (19) federnd flexibel ist.

4. Stoßdämpferbefestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Befestigungsmittel (18) eine Basis (21) und einen Kopf (17) einschließt, mit denen der erste und der zweite Randabschnitt des Verbindungselements (19) verbunden sind, wobei die Basis (21) an der Karosserie (3) befestigt ist und der Kopf (17) am Stoßdämpfer (1) befestigt ist.

5. Stoßdämpferbefestigung nach Anspruch 4, bei der das Verbindungselement (19) durch ein Gelenk mit der Basis (21) und/oder dem Kopf (17) verbunden ist.

6. Stoßdämpferbefestigung nach Anspruch 4 oder 5, bei der das Verbindungselement (19) mit der Basis (21) und/oder dem Kopf (17) aus einem Teil besteht.

7. Stoßdämpferbefestigung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der wenigstens einer der Randabschnitte vergrößert ist und in einen Schlitz in der Basis (21) oder dem Kopf (17) paßt.

8. Stoßdämpferbefestigung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei welcher der Kopf (17) eine Preßpassung in einem länglichen Hohlraum (16) bildet, der sich in Längsrichtung (Y) in einer Halterung (13) am Stoßdämpfer (1) erstreckt, wobei das Verbindungselement (19) durch einen Längsschlitz (14) in der Halterung (13) aus dem Hohlraum (16) heraus reicht, wobei zumindest ein Ende von Hohlraum (16) und Schlitz (14) offen sind, um das Einfügen und Herausnehmen des Kopfes (17) und der Halterung (13) im Verhältnis zueinander zu ermöglichen.

9. Stoßdämpferbefestigung nach Anspruch 8, bei der sich der Hohlraum (16) zum offenen Ende hin aufweitet, um das Einfügen zu erleichtern.

10. Stoßdämpferbefestigung nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher der Kopf (17) einen Vorsprung (24) trägt, der in eine Aussparung (26) in einen Rand des Schlitzes (14) in der Halterung (13) eingreift.

11. Stoßdämpferbefestigung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die Halterung (13) aus einem Plastmaterial, z. B. Polypropylen, hergestellt wird.

12. Stoßdämpferbefestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verbindungselement (19) aus einem Plastmaterial, z. B. Polyester, hergestellt wird.

13. Stoßdämpferbefestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Stoßdämpfer (1) aus einem Plastmaterial, z. B. Polypropylen, hergestellt wird.