DE9321115U1

DE9321115U1 - Stoß- und/oder schlagabsorbierendes Bauteil, insbesondere Frontschutzbügel

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Publication number: DE9321115U1
Application number: DE9321115U
Authority: DE
Original assignee: HASLBECK TECHNIK GmbH
Current assignee: HASLBECK TECHNIK GmbH
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1993-08-23
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2003-08-24

Description

Stoß- und/oder schlagabsorbierendes Bauteil,
insbesondere Frontschutzbügel

Die Erfindung bezieht sich auf ein stoß- und/oder schlagabsorbierendes, verstrebtes Bauteil, insbesondere in der Ausgestaltung als Frontschutzbügel, das über eine Halterung an tragenden Teilen einer Kraftfahrzeugkarosserie befestigbar ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Bauteile werden in immer größerem Umfang eingesetzt, wobei manche Automobilhersteller bereits dazu übergegangen sind, solche Bauteile auch in der Ausgestaltung als Frontschutzbügel serienmäßig an den Fahrzeugen anzubringen. Diese Bauteile haben als Frontschutzbügel oder als Unterfahrschutzteile an der Frontseite des Kraftfahrzeugs im besonderen Maße bei Gelände- bzw. Off-Road-Fahrzeugen nicht nur die Funktion, solche Teile der Kraftfahrzeugkarosserie, die durch Steinschlag oder dergleichen beschädigt werden können, zu schützen. Diese Teile werden darüber hinaus in vielen Fällen bereits dazu herangezogen, andere wichtige Funktionsteile des Fahrzeugs, wie z. B. Scheinwerfer, Richtungsanzeiger, die Kühlerpartie, den Motor, die Ölwanne und dergleichen vor Schlageinwirkungen wirksam zu schützen. Diese Aufgabe bestimmt auch das Beanspruchungsprofil solcher Bauteile bzw. Schutzbügel, die folglich zunächst eine hohe Steifigkeit haben müssen, auf der anderen Seite jedoch so gestaltet sein sollen, daß sie an tragenden Teilen der Kraftfahrzeugkarosserie vibrationsarm befestigt werden können, und zwar so, daß sich ein optimaler Kraftfluß vom Frontschutzbügel über die Ankopplungsstelle in die Fahrzeugkarosserie ergibt.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 91 05 7 39.6 ist bereits ein stoß- und/oder schlagabsorbierendes Bauteil in der Ausgestaltung als Frontschutzbügel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt geworden. Dieser Frontschutzbügel hat im

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Vergleich zu Rohrkonstruktionen, die ausschließlich aus Metall bestehen, eine Reihe von Vorzügen und er zeichnet sich bei wirtschaftlicher Herstellbarkeit insbesondere dadurch aus, daß er sich optimal in die Front von unterschiedlichst gestalteten bzw. gestylten Kraftfahrzeugen unter Berücksichtigung der jeweiligen Ankopplungspunkte an die Karosserie einerseits und der Ümströmungsverhältnisse andererseits eingliedern läßt. In diesem bekannten Fall besteht der im Inneren des verstrebten Bauteils liegende Kern aus einem metallischen Gerüst, und der diesen Kern umgebende Körper wird von einem Integral-Schaumsystem gebildet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß das metallische Gerüst hinsichtlich Materialwahl und Formgebung so aufgezogen werden kann, daß es den individuellen Festigkeitsanforderungen und Kraftfluß-Bedingungen optimal angepaßt ist. Die Integral-Schaumsystem-Umhüllung entzieht die einzelnen metallischen Komponenten vollständig der Sicht, so daß das äußere Erscheinungsbild des Frontschutzbügels primär durch die Umhüllung geprägt wird. Es eröffnen sich hierdurch neue Möglichkeiten der Formgebung und der Designs für den Frontschutzbügel, der damit auch an die individuellen, jeweils vorliegenden Randbedingungen hinsichtlich der Befestigungsmöglichkeiten am Fahrzeug einerseits, der Ümströmungsverhältnisse andererseits und schließlich auch des Designs des auszustattenden Fahrzeugs angepaßt werden kann. So können z. B. die die Hauptlast aufnehmenden Bauteilgruppen des metallischen Gerüstes aus einem anderen Werkstoff bzw. mit einem anderen Querschnitt ausgebildet sein als andere Bereiche des Frontschutzbügels. Dem fertigen Bügel ist eine solche, dem modernen Styling eines Off-Road-Fahrzeugs artfremde Gestaltung des Bügels nicht mehr anzusehen, weil das Gerüst mit dem Integral-Schaumsystem umhüllt ist. Die Umhüllung erfüllt neben einer Stabilitätserhöhenden Funktion die weitere Aufgabe, den Frontschutzbügel in das "Gesicht" des Fahrzeugs möglichst gut einzugliedern. Gleichzeitig wirkt die Umhüllung des Gerüstes schwingungsdämpfend und somit dem Auftreten von Klapper- und Rattergeräuschen entgegen.

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Mit der zunehmenden Verwendung solcher Bauteile haben sich auch die Kriterien und Anforderungen, die an solche Elemente gestellt werden, verändert. Die Automobilindustrie fordert von solchen Bauteilen über die vorstehend angesprochenen Kriterien hinaus eine immer weiter gehende Gewichtsreduzierung, gleichzeitig jedoch nach wie vor eine hohe Anpassungsfähigkeit an unterschiedlichste Gestaltungen der Frontpartie von Fahrzeugen. Es kommt hinzu, daß von solchen Bauteilen auch bei schwereren Unfällen eine absolute Splitterfreiheit des Bruchs verlangt wird, wobei allerdings nach wie vor das äußere Erscheinungsbild des stoß- und/oder schlagabsorbierenden Bauteils wie z. B. des Frontschutzbügels optimal an die betreffende Partie der Karosserie anpaßbar sein soll. Im Zuge der Kostenminimierung wird an die stoß- und/oder schlagabsorbierenden Bauteile darüber hinaus auch die Anforderung einer besonders wirtschaftlichen Herstellbarkeit gestellt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein stoß- und/oder schlagabsorbierendes Bauteil, beispielsweise in der Ausgestaltung eines Frontschutzbügels, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das nach wie vor die Vorzüge des gattungsbildenden Standes der Technik hat, darüber hinaus jedoch in großen Stückzahlen wirtschaftlicher herstellbar ist, wobei das Gewicht bei vorgegebener Form- und Bruchfestigkeit verringert ist und die Anforderungen an einen splitterfreien Bruch auch bei tiefen Temperaturen erfüllt werden sollen.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Schaffung des stoß- und/oder schlagabsorbierenden Bauteils durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung basiert auf dem Konzept, dem stoßabsorbierenden Material, das mit einem vollen Querschnitt vorliegt, ein innenliegendes Stützkorsett zu geben, das nicht mehr nur in einem Zentrumsbereich vorliegt, sondern das flächenerfassend im Inneren des stoßabsorbierenden Materials so angeordnet ist, daß eine möglichst große Oberfläche entsteht, über die eine

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Versteifung des stoßabsorbierenden Materials erfolgen kann. Auf diese Weise kann ein im Vergleich zu bekannten Lösungen wesentlich größerer Querschnitt der Strebe versteift werden, und zwar durch die erfindungsgemäßen Maßnahme dadurch noch effektiver, weil das energieabsorbierende Material in die Struktur des Kerns zumindest bereichsweise eindringt. Die einzelne Strebe des Bauteils wird damit nicht nur in einem Teilbereich, sondern insgesamt schlagfester und biegesteifer, wobei sich gleichzeitig der Vorteil einer erheblichen Gewichtsreduzierung im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen mit einem metallischen Gerüst ergibt. Durch die Versteifung des Mantels über einen vergrößerten Bereich des Querschnitts läßt sich darüber hinaus ein Bruchverhalten erzielen, das selbst bei tiefen Temperaturen nicht zum Splittern tendiert, so daß die Verkehrs- und sicherheitstechnischen Anforderungen mit Leichtigkeit erfüllt werden können. Dabei kann der Mantel nach wie vor aus einem verhältnismäßig elastischen Material gebildet werden, so daß nach wie vor ein Aufprallschutz für Fußgänger zur Verringerung der Verletzungsgefahr sichergestellt ist. Als Verfahren zur Herstellung des Bauteils kann nach wie vor ein Urformprozeß Anwendung finden, der auch bei großen Stückzahlen eine wirtschaftliche Herstellung garantiert. Der erfindungsgemäße Aufbau des Bauteils hat dabei im Vergleich zum Stand der Technik den besonderen, verfahrenstechnischen Vorteil, daß zur Erzielung einer hohen Bauteil-Stabilität ausschließlich sogenannte "artreine" Werkstoffe, wie z. B. Kunststoff der selben Gruppe oder Kunststoffe aus Gruppen verwendet werden können, die ggf. nach dem Aufmahlen oder Schreddern ohne weitere Sortierungs-Zwischenschritte einem Recycling-Verfahren zugeführt werden können. Über das in die Struktur des Kerns zumindest bereichsweise eindringende, energieabsorbierende Material läßt sich nach wie vor mit Leichtigkeit jede gewünschte, an das Kraftfahrzeug angepaßte Formgebung erzielen, die den Vorschriften im Straßenverkehr, wie sie in EG-Richtlinien aufgestellt sind, entsprechen. Auch läßt sich über diese Ummantelung des Kerns das Energieabsorptionsvermögen gut einstellen.

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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit der Wahl des Werkstoffs für das nichtmetallische Gerüst gemäß Anspruch 3 läßt sich die Festigkeit des Bauteils besonders gut steuern, indem die flächige oder schlauchförmige Gewebe- oder Gelegestruktur in der betreffenden, zu versteifenden Strebe so gelegt bzw. orientiert und/oder zu anderen versteifenden Strukturen ausgerichtet wird, daß dem betreffenden Beanspruchungsprofil der Strebe optimal Rechnung getragen ist.

Nichtmetallische Gerüste in Form einer flächigen oder schlauchförmigen Gewebe- oder Gelegestruktur aus Glasfasern, Kevlar-Fasern (Aramid-Fasern), Kohlenstoff- oder Textil-Fasern lassen sich durch geeignete Werkzeuge, die vorzugsweise beheizt sind, und ggf. nach Durchführung besonderer Verfahrenssschritte wie z. B. durch eine Behandlung mit einem geeigneten Tränkmittel, wie z. B. einem Kunstharz, zu einem selbsttragenden Gerüst-Bauteil verformen, das dann in die Produktions form des Frontschutzbügels eingelegt werden kann. Der Gerüst-Formkörper wird dann in der Form durch geeignete Haltemittel, beispielsweise in Form von verlorenen Kunststoff-Stiften, deren Material an den Werkstoff der übrigen Komponenten vorzugsweise angepaßt ist, in der Produktionsform fixiert und anschließend mit dem energieabsorbierenden Material umschlossen, was beispielsweise durch einen Gießvorgang oder durch einen Schäumvorgang geschehen kann. Es hat sich gezeigt, daß für eine ausreichende Festigkeitssteigerung des verstrebten Bauteils bereits eine sehr geringe Masse des nichtmetallischen Gerüsts ausreicht, so daß beispielsweise bei Verwendung einer GFK {Glas-Faser verstärkter Kunststoff)-Matte für die Kernstruktur und bei Umschäumung dieser Masse mit einem Polyurethan-Kunststoffsystem ohne weiteres ein unmittelbares Recycling des so hergestellten Bauteils möglich ist.

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Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 5 läßt sich die Bruch- und Schlagfestigkeit des Bauteils auf einfache Weise steuern, und zwar vorzugsweise mit den Maßnahmen gemäß Anspruch 7.

Durch geeignete Behandlung des festigkeitserhöhenden Kerngerüsts läßt sich die Verbindung zu dem es umschließenden, stoßabsorbierenden Material beeinflussen, um dadurch die festigkeitserhöhende Wirkung des Kerngerüsts zu verstärken.

Vorteilhafterweise besteht das stoßabsorbierende Material aus einem Polyurethan-Kunststoff-System, das als Gieß- oder Schäummasse vorliegen kann. Mit dieser Masse lassen sich mit Leichtigkeit die vom Technischen Überwachungsverein (TÜV) vorgeschriebenen Radien (> 5 mm) einhalten. Darüber hinaus ergibt sich damit eine sehr hohe Formstabilität im vorgeschriebenen Temperaturbereich von -35⁰C bis +85⁰C, sowie eine absolut splitterfreie Brucheigenschaft. Mit diesem Kunststoffsystem läßt sich darüber hinaus die Härte in einem weiten Bereich steuern, so beispielsweise im Bereich zwischen 50 und 100 SHORE.

Das Bauteil kann auch gänzlich auf der Basis von Nylon (Anspruch 10) aufgebaut sein, was zu einer weitere Vereinfachung des Recycling führt.

Mit der Weiterbildung des Anspruchs 11 läßt sich die stoßabsorbierende Wirkung aber auch die Bruchfestigkeit des Bauteils weiter günstig beeinflussen.

Wenn die die einzelnen Streben durchziehenden Gerüststränge zusammenhängen, ergibt sich eine weitere Vereinfachung des Herstellungsverfahrens, da das komplette Gerüst als separates Bauteil gehandelt, beispielsweise auch gestaltet werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche. Nachstehend werden anhand schematischer

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Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des stoß- und schlagabsorbierenden Bauteils in der Ausgestaltung als Frontschutzbügel;

Fig. 2-6 Schnittansichten bei Schnittführungen entlang den Linien H-II, IH-III, IV-IV, V-V und VI-VI in Fig. 1, wobei in den Schnitten unterschiedliche, mögliche Varianten für den Aufbau des Kerngerüstes erläutert werden;

Fig. 7 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Frontschutzbügels;

Fig. 8-13 Schnittansichten der Streben des Frontschutzbügels gemäß Fig. 7 mit Schnittführungen entlang den Linien VIII-VIII, IX-IX, X-X, XI-XI, XII-XII und XIII-XIII in Fig. 7;

Fig. 14 eine schematische Seitenansicht eines Frontschutzbügels mit einer erfindungsgemäßen Befestigung an einem Längsträger des Fahrzeugs;

Fig. 15 einen Schnitt durch eine Strebe mit einer modifizierten Anordnung des Kerngerüsts;

Fig. 16 in vergrößertem Maßstab die Darstellung der die Basis des Kerngerüsts bildenden Gelegestruktur zur Veranschaulichung der Verbindung zu der es umgebenden stoßabsorbierenden Masse;

Fig. 17 eine der Fig. 15 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausgestaltung des Strebenquerschnitts; und

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Fronischutzbugel

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Fig. 18 eine Darstellung eines Schnitts durch die Strebe mit einem modifizierten Aufbau.

Fig. 1 zeigt einen voll aus Kunststoff bestehenden Frontschutzbügel 20 in der Form eines verstrebten Bauteils. Einige Strebenabschnitte sind bezeichnet mit den Bezugszeichen 22 bis 30. Befestigungspunkte des Frontschutzbügels am Kraftfahrzeug sind mit dem Bezugszeichen 32 versehen. An diesen Stellen sind in die Kunststoffmasse stabilere, vorzugsweise metallische Befestigungselemente wie z. B. in Form von Gewindebuchsen eingegossen, über die dann die Befestigung an den tragenden Teilen der Kraftfahrzeugkarosserie erfolgt.

Fig. 1 läßt erkennen, daß es sich bei dem Frontschutzbügel um eine relativ komplexe räumliche Struktur handelt, wobei den einzelnen Streben 22 bis 30 aufgrund ihrer Lage und Ausrichtung ein unterschiedliches Aufgaben- und Beanspruchungsprofil zugeordnet ist. Allen Abschnitten des Bauteils ist gemeinsam, daß sie eine hohe Formstabilität in einem weiten Temperaturbereich von etwa -40⁰C bis +85⁰C und eine splitterfreie Brucheigenschaft bei hoher Festigkeit aufweisen müssen. Um diese Eigenschaften bei einem wirtschaftlichen Herstellungsverfahren bereitstellen zu können, hat der Frontschutzbügel im Bereich sämtlicher Streben 22 bis 30 einen besonderen Aufbau {vgl. Fig. 2 bis 6) mit einem innenliegenden Kern 34 in Form eines flächenerfassenden Gerüsts, das zur Ausbildung eines Vollquerschnitts allseitig von einem energieabsorbierenden Material 36 eingeschlossen ist. Das flächenerfassende Gerüst 34 ist in den Figuren jeweils mit gestrichelten Linien angedeutet. Die gestrichelte Linie außerhalb des Querschnitts bringt zum Ausdruck, wo sich die betreffende Rückseite der Strebe befindet.

Das Gerüst des Kerns 34 besteht aus einem nichtmetallischen Werkstoff, der zumindest im Verbund mit dem ihn einschließenden Material 36 eine hohe Bruchzähigkeit und eine hohe Schlagfestigkeit aufweist. Der Kern 34 ist darüber hinaus so

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beschaffen, daß das Material 36, welches aus einem energieabsorbierenden Material besteht, vorzugsweise vollflächig, zumindest jedoch bereichsweise in die Struktur des Kerns 34 eindringen kann. Schließlich sind die Materialien für den Kern 34 und die ihn umgebende Masse 36 so gewählt, daß eine für das Recycling erforderliche Artenreinheit sichergestellt ist, so daß der gesamte Frontschutzbügel 20 nach einem Aufmahl- oder Schredderprozeß ohne weitere Trennungsschritte einem Recycling zugeführt werden kann.

In den Figuren 2 bis 6 sind unterschiedliche Gestaltungen des Kern dargestellt. Es soll jedoch an dieser Stelle hervorgehoben werden, daß es selbstverständlich auch möglich ist, im Bereich sämtlicher Streben mit ein und dem selben Profil des Kerns 34 zu arbeiten. Das nichtmetallische Gerüst ist - wie die Figuren 2 bis 6 erkennen lassen, beispielsweise von einer flächigen Gewebe- oder Gelegestruktur 38 gebildet (siehe Fig. 16). Diese Gewebe- oder Gelegestruktur besteht aus hochfesten Fasern 40, die sich in das energieabsorbierende Material 36 so eingliedern lassen, daß eine sehr innige Verbindung zwischen den Materialien vorzugsweise über die gesamte Oberfläche erfolgt. Mit den Pfeilen V in Fig. 16 ist angedeutet, wie sich die energieabsorbierende Masse 36 mit der nichtmetallischen Gewebe- oder Gelegestruktur 38 verbindet, d. h. wie die energieabsorbierende Masse die Kernstruktur umschließt, wodurch sich der Versteifungseffekt bei minimalem Materialverbrauch optimieren läßt.

In den Figuren 2 bis 6 sind unterschiedliche räumliche Orientierungen des Kerns 34 angedeutet, wobei diese Orientierungen in den einzelnen Querschnitt dem betreffenden Beanspruchungsprofil angepaßt ist. So zeigt beispielsweise Fig. 3, daß der Kern 34 in den Bereich eines vertikalen Querschnittsflügeis 42 hineinverlagert ist, der später das Nummernschild des Kraftfahrzeugs tragen soll. Da die Strebe 24 bei der Struktur nach Fig. 1 bei einem Aufprall sehr hoch beansprucht sein wird, ist der Kern 34 in diesem Bereich zusätzlich durch ein

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weiteres Kerngerüst 34 versteift. Dieser Effekt kann selbstverständlich auch durch andere Maßnahmen erzielt werden, die später noch anhand der Figuren 15 und 17 erläutert werden sollen.

Die Fasern 40 bestehen aus hochfesten, vorzugsweise zug- und dehnungsfesten Fasern, wie z. B. Glas-Fasern, hochfesten Kunststoff-Fasern, wie z. B. Kevlar-Fasern, d. h. Aramid-Fasern mit hohem Dehnungswiderstand und großer Festigkeit und Biegsamkeit, Kohlenstoff-Fasern oder Textil-Fasern, wobei auch eine Mischung der Fasern verwendet werden kann. Vorzugsweise werden dabei Matten verwendet, die sich unter Temperatureinwirkung in eine bestimmte Profilform bringen lassen. Es ist auch möglich, anstelle von flächigen Gewebe- oder Gelegestrukturen, schlauchförmige Strukturen anzuwenden.

Das stoßabsorbierende Material besteht vorzugsweise ebenfalls aus einem Kunststoffsystem, wobei sich beispielsweise mit Polyurethan-Kunststoff systeme gute Ergebnisse haben erzielen lassen. Polyurethan-Systeme lassen sich durch Umgießen oder Umschäumen beispielsweise in Mehrkomponententechnik herstellen. Über die in die Form eingebrachte Masse kann ein Fluß auf die Dichte über den Querschnitt der Strebe genommen werden, so daß es beispielsweise gelingt, im äußeren Bereich eine höhere Dichte als im inneren Bereich bereitzustellen. Es ist jedoch gleichermaßen möglich, die energieabsorbierende Masse 36 aus dem Kunststoffbereich der Polyamide auszuwählen. In beiden Fällen ergibt sich in Verbindung mit der Kernstruktur nicht nur eine hohe Schlag- und Stoßfestigkeit, sondern darüber hinaus auch ein absolut splitterfreies Bruchverhalten,

Die Figuren 2 bis 6 lassen erkennen, daß es selbstverständlich möglich ist, den Kern 34, 34* im Inneren des von der Masse 36 gebildeten Vollprofils beliebig räumlich zu krümmen, um dadurch Einfluß auf die Festigkeit des betreffenden Strebenquerschnitts nehmen zu können.

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Anstelle des oder in Kombination mit der flächigen oder schlauchförmigen Gewebe- oder Gelegestruktur 38 kann - wie Fig. 6 zeigt - auch ein anderes Gerüst in Form eines im Querschnitt der Strebe 30 liegenden Bündels aus Glas-Fasern und/oder Kunststoff-Fasern und/oder Aramid-Fasern (Kevlar-Fasern) und/oder Carbon-Fasern und/oder Textil-Fasern verwendet werden. Diese Bündel sind in Fig. 6 mit 44 bezeichnet und auch in diesem Fall erfolgt eine zumindest bereichsweise Durchdringung der Bündel 44 mit dem sie einschließenden energieabsorbierendem Material 36. Diese Bündel 44 lassen sich darüber hinaus sowohl in Längsrichtung geeignet umformen als auch relativ zueinander so anordnen, daß das gewünschte Festigkeitsprofil erreicht wird.

Die Ausführungsform nach den Figuren 7 bis 13 ist derjenigen gemäß Fig. 1 bis 6 ähnlich. Entsprechende Teile und Komponenten sind deshalb auch mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, denen lediglich eine "1" vorangestellt ist. Die Beschreibung kann deshalb kurz gehalten werden.

Abweichend von der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 6 wird das nichtmetallische Gerüst (134) hier von einer schlauchförmigen Gewebe- oder Gelegestruktur gebildet, sie kann jedoch auch mit einer Gewebe- oder Gelegestruktur in der Ausgestaltung nach den Figuren 1 bis 6 kombiniert werden. Die Schlauchstruktur kann darüber hinaus dem betreffenden Querschnitt des Profils angepaßt werden, was aus den Figuren 8 und 9 besonders deutlich ersichtlich ist. Die Figur 11 zeigt die Kombination eines flächigen und eines schlauchförmigen Gewebe- oder Gelegestrukturgerüsts.

In den Figuren 15 und 17 sind weitere Varianten für die Gestaltung des Kerns 234 bzw. 334 angedeutet. Der Querschnitt gemäß Fig. 17 hat auf der der Schlagseite (angedeutet durch Pfeil F) zugewandten Seite eine gewellte Formgebung, um auf

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diese Weise örtlich eine erhöhte Schlagfestigkeit bereitzustellen.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 15 ist das schlauchförmige Gerüst 334 an einer schlagempfindlichen Kante durch eine weitere flächige Struktur 334* ergänzt.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils bzw. Frontschutzbügels wird die Kernstruktur 34 durch geeignete Werkzeuge und ggf. unter Temperatureinwirkung in eine vorbestimmte Form gebracht, wie sie den Figuren 2 bis 6 und 8 bis 13 entnehmbar ist. Zu diesem Zweck können die Kernstrukturen auch mit geeigneten Mitteln wie z. B. Kunstharz getränkt werden, wobei dieses Mittel dann vorzugsweise aus den Materialien ausgewählt wird, die eine innige Verbindung mit dem Restmaterial des Querschnitts unterstützen. Die vorgeformten Kerne werden dann in die eigentliche Form wie z.B. eine Spritzgieß- oder Schäumform eingelegt und in dieser Form durch beispielsweise verlorene Haltestifte fixiert. In diesem Zustand erfolgt dann das Umgießen bzw. das Umschäumen mit energieabsorbierendem Material wie z.B. einem Polyurethan-Kunststoff oder einem Polyamid-Kunststoff.

Die Erfindung ist allerdings nicht auf diese Art und Weise der Herstellung beschränkt. Es kann auch ein anderer Schichtaufbau wie in Fig. 18 gezeigt verwendet werden. Hier findet eine Klebetechnik Anwendung, wobei sich zwischen den energieabsorbierenden Abschnitten 434A bis 434C Kernstrukturen 434A bis 434C befinden. Das auf diese Weise ausgebildete Bauteil hat bei geringem Gewicht eine solche Festigkeit, daß es durch geeignete Positionierung der Befestigungspunkte 32 einen kompletten Aufprallschutz bieten kann. In diesem Fall wird die Kernstruktur im Bereich der Befestigungspunkte 32 so gewählt und ausgebildet, daß der Kraftfluß in die Halterungen günstig wird. Es lassen sich auf diese Weise - wie in Fig. 14 gezeigt - Halterungen 50 und 60 verwenden, die ein steuerbares und ein vorbestimmtes Stoßabsorptionsverhalten haben. Die Halte-

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rung 50 verwendet hierzu ein zwischen Frontschutzbügel 20 und Längsträger 70 geschaltetes Kunststoff-Scherelement. Bei der Halterung 60 wird ein U verwendet, dessen Steg 62 eine Soll-Biegestelle 64 hat.

Ein mögliches Verfahren zur Herstellung des stoß- und/oder schlagabsorbierenden, verstrebten Bauteils weist folgende Verfahrensschritte auf:

Umformen des Gerüsts aus nichtmetallischem, zumindest im Verbund mit dem ihn einschließenden Material bruchzähem und schlagfestem Werkstoff in eine zusammenhängende Seelenstruktur vorzugsweise unter Temperatureinwirkung und ggf. nach Durchführung eines Tränkvorgangs mit einem die innere und/oder die Bindung zur Umgebung und/oder die Formstabilität steuernden Mittel;

Fixieren des Gerüsts in einer Form mittels verlorener Haltemittel; und

Umgießen oder Umschäumen des Gerüsts mit einer Masse, die im verfestigten Zustand stoß- und/oder schlagabsorbierende Eigenschaften hat.

Dabei kann das Umgießen des Gerüsts mit einem Mehrkomponenten-Kunststoff system erfolgen.

Ein alternatives Verfahren zur Herstellung des stoß- und/oder schlagabsorbierenden, verstrebten Bauteils weist die folgenden Verfahrensschritte auf:

Umformen des Gerüsts aus nichtmetallischem, zumindest im Verbund mit dem ihn einschließenden Material bruchzähem und schlagfestem Werkstoff; und

schichtweises Umgeben des Gerüsts mit stoßabsorbierendem Material, bis der Sollquerschnitt der betreffenden Strebe erreicht ist.

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Dabei können zwischen den Schichten aus stoßabsorbierendeiti Material ferner weitere Schichten aus bruchzähem und/oder schlagfestern Werkstoff aufgebracht werden.

Ein Vorteil derartiger Verfahren zur Herstellung solcher Bauteile liegt darin, daß sie sich auch bei großen Stückzahlen durch eine hohe Wirtschaftlichkeit auszeichnen.

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Claims

Ansprüche

Stoß- und/oder schlagabsorbierendes, verstrebtes Bauteil, insbesondere in der Ausgestaltung als Frontschutzbügel, das über eine Halterung an tragenden Teilen einer Kraftfahrzeugkarosserie befestigbar ist und einen verstrebten, innenliegenden Kern hat, der von einem stoßabsorbierenden Material umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (34; 134) von einem flächenerfassenden Gerüst aus nichtmetallischen}, zumindest im Verbund mit dem ihn einschließenden Material (36; 136) bruchzähem und schlagfestem Werkstoff gebildet und allseitig von einem in die Struktur des Kerns zumindest bereichsweise eindringenden, energieabsorbierenden Material eingeschlossen ist, das an den Werkstoff des Kerns (34; 134) derart angepaßt ist, daß es zusammen mit dem Kern ohne Zwischenschritte recycelbar ist.

Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es fachwerkartig verstrebt ist und einen entsprechend verstrebten, innenliegenden Kern aufweist.

Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmetallische Gerüst von einer flächigen oder schlauchförmigen Gewebe- oder Gelegestruktur (38) aus Glasfasern, hochfesten Kunststoff-Fasern, wie z. B. Aramid-Fasern mit hohem Dehnungswiderstand, großer Festigkeit und Biegsamkeit und/oder Kohlenstoff-(Carbon-)Fasern und/oder Textil-Fasern gebildet ist, die im Inneren des Strebenquerschnitts den Beanspruchungsprofil der betreffenden Strebe (22 bis 30; 122 bis 130) entsprechend orientiert ist.

Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebe- oder Gelegestruktur räumlich gekrümmt ist.

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Frontschutzbügel

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5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmetallische Gerüst zumindest ein im Querschnitt der betreffenden Strebe (30) liegendes Bündel (44) aus Glasfasern und/oder Kunststoff-Fasern mit hohem Dehnungswiderstand und/oder großer Festigkeit und/oder großer Biegsamkeit wie z. B. Aramid-Fasern und/oder Kohlenstoff-Fasern und/oder Textil-Fasern aufweist, das im Inneren des Strebenquerschnitts dem Beanspruchungsprofil der Strebe (30) entsprechend orientiert und/oder ausgerichtet ist.

6. Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Bündel in Längsrichtung gewellt ist.

7. Bauteil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bündel (44) und/oder flächige und/oder schlauchförmige Gewebe- oder Gelegestrukturen im Strebenquerschnitt (30) liegen, wobei die Relativlage der Bündel (44) und/oder flächigen Gewebe- oder Gelegestrukturen (34) zueinander dem Beanspruchungsprofil der betreffenden Strebe angepaßt ist.

8. Bauteil nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerüst mit einem Mittel getränkt ist, über das die Verbindung zu dem es umschließenden, stoßabsorbierenden Material (36; 136) steuerbar ist.

9. Bauteil nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das stoßabsorbierende Material von einem Polyurethan-Kunststoffsystem, vorzugsweise einem Polyurethan-Schaumsystem gebildet ist.

10. Bauteil nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das stoßabsorbierende Material von einem Polyamid-System, vorzugsweise einem linearen, ali-

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phatischen Polyamid wie Nylon gebildet ist, das auch die Basis für die Gewebe- oder Gelegestruktur bildet.

11. Bauteil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das stoßabsorbierende Material von einer Kunststoffmasse gebildet ist, in die Fasern aus Glas und/oder Kunststoff mit hohem Dehnungswiderstand bzw. großer Festigkeit wie z. B. Aramid-Fasern eingearbeitet sind.

12. Bauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Fasern im Bereich zwischen 0,2 und 0,6 mm liegt.

13. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerüst vorgeformt ist.

14. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die die einzelnen Streben (22 bis 30) durchziehenden Gerüststränge zusammenhängen.

15. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das stoßabsorbierende Material von einer Schaummasse gebildet ist.

16. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das stoßabsorbierende Material von einer Gießmasse gebildet ist.

17. Halterung für einen Frontschutzbügel, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, mit im Frontschutzbügel verankerten Halteelementen, wie z. B. Platten, Stiften oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente an stoßabsorbierenden Elementen (50, 60) mit vorbestimmtem Verformungs-und/oder Stoßabsorptionsverhalten befestigt sind.