DE10100876C1 - Stossfängeranordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung 1 für den durch eine Verschalung 2 verkleideten Frontbereich der Karosserie eines Personenkraftwagens. Die Stoßfängeranordnung 1 weist einen endseitig über Distanzkonsolen 3 mit den Längsträgern 5 des Fahrzeugrahmens verbundenen Querträger und unter diesem einen Querholm 7 auf. Der Querholm 7 ist in Richtung zur Verschalung 2 verlagerbar. Dies erfolgt durch einen sensorisch aktivierten Pneumomuskel 8, der parallel zur Längserstreckung des Querholm 7 angeordnet und an seinen beiden Enden 9, 10 jeweils über eine Kniehebelanordnung 11, 12 mit dem Querholm 7 und dem Fahrzeugrahmen verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung für Kraftfahrzeuge gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine solche Stoßfängeranordnung zählt durch die DE 198 02 841 A1 zum Stand der Technik. Die Stoßfängeranordnung weist einen oberen Querträger und einen unteren Querholm auf, die relativ zueinander horizontal am Fahr­ zeug bewegbar sind. Sie sind durch eine Schwenkverbindung oder hydrau­ lisch oder elektrisch so verbunden, dass beim Anprall eines Körpers der obere Querträger nach hinten verschoben wird mit einer entsprechenden Bewegung des unteren Querholms nach vorne. In dieser Stellung soll die Stoßfängeranordnung eine Führung für den aufprallenden Körper bilden, so dass dieser aufwärts und rückwärts auf die Haube des Fahrzeugs befördert wird. In einer Abwandlung hat die Stoßfängeranordnung aus oberem Quer­ träger und unterem Querholm eine einstückige Struktur, die im Falle eines Anpralls als Ganzes verschwenken soll.

Nachteilig an der bekannten Bauart ist, dass diese Stoßfängeranordnung im Grunde genommen hinter den heute üblichen Verschalungen am Front- bzw. Heckbereich eines Kraftfahrzeugs nicht einsetzbar ist. Von Seiten der Fahr­ zeugindustrie sind insbesondere aus Designgründen Änderungen an der Fahrzeugaußenkontur, der sogenannten Pelle, unerwünscht.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Stoßfängeranordnung zu schaffen, die möglichst ohne Änderungen an der Fahrzeugaußenkontur hinter der Verschalung einen aktiven Passantenschutz gewährleistet und die im Ansprechverhalten sowie in technisch konstruktiver Hinsicht verbessert ist.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Stoßfängeranordnung nach Anspruch 1.

Danach ist der Querholm durch einen sensorisch aktivierten Pneumomuskel verlagerbar, der parallel zur Längserstreckung des Querholms angeordnet ist und an seinen beiden Enden jeweils über eine Kniehebelanordnung einer­ seits mit dem Querholm und andererseits mit dem Fahrzeugrahmen verbun­ den ist.

Die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung kann bei allen gängigen Kraftfahrzeugtypen Anwendung finden. Änderungen an der Fahrzeugaußen­ kontur, insbesondere der Verschalung, sind, wenn überhaupt, nur in gerin­ gem Maße erforderlich. Grundsätzlich kann die Stoßfängeranordnung im Front- und Heckbereich montiert werden. Da der überwiegende Teil von Zu­ sammenstößen eines Kraftfahrzeugs mit Passanten im Frontbereich erfolgt, kommt die Stoßfängeranordnung vorzugsweise im Frontmodul zum Einsatz.

Die Erfindung macht sich die vorteilhaften Eigenschaften von an sich be­ kannten Pneumomuskeln zu eigen. Bei einem Pneumomuskel handelt es sich um einen Zugaktuator aus einer faserverstärkten Membran mit zwei An­ bindungsstücken. Bei Druckbeaufschlagung erfolgt eine Kontraktion des Pneumomuskels, das heißt seine wirksame Länge verkürzt sich. Die Kon­ traktionsbewegung wird erfindungsgemäß zur Lageverschiebung der Knie­ hebelanordnung ausgenutzt, so dass der Querholm bei einem Anprall nach vorne verlagert wird. Hierbei wirken sich die hohen Anfangszugkräfte eines Pneumomuskels besonders vorteilhaft aus, da diese ein kraftvolles Be­ schleunigen des Querholms im Falle eines Anpralls gewährleisten. Die Aus­ lösung des Pneumomuskels erfolgt über Sensoren, die einen Anprall erfas­ sen und entsprechend ein Signal zur Aktivierung des Pneumomuskels gene­ rieren.

Bei einem Zusammenstoß mit einem Passanten wird die Stoßfängeranord­ nung durch den nach vorne verlagerten Querholm im unteren bodennahen Bereich versteift. Diese Maßnahme trägt zu einer Verringerung der nachteili­ gen Auswirkungen auf die unteren Extremitäten eines Passanten im Falle eines Zusammenstoßes bei. Die Beschleunigungskräfte auf den Unter­ schenkel werden reduziert, ebenso die Scherkräfte im Bereich des Knies. Ferner wird auch die Gefahr verringert, dass Ober- und Unterschenkel un­ zulässig abgewinkelt werden.

Gemäß den Merkmalen von Anspruch 2 ist der Kniehebelanordnung eine Feder zugeordnet. Die Feder gewährleistet eine Versteifung bzw. Stabilisie­ rung der Kniehebelanordnung, so dass diese sich im normalen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs nicht unzulässig bewegt. Hierdurch trägt die Feder auch zu einer Geräuschminderung bei.

In der vorteilhaften Ausgestaltung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens gemäß Anspruch 3 ist ein Hebel der Kniehebelanordnung zumindest mittel­ bar an der Flanschplatte eines Längsträgers abgestützt. Vorzugsweise er­ folgt dies unmittelbar an nach unten gerichteten Zungen der Flanschplatten, wobei an diesen entsprechende Aufnahmen vorgesehen sind.

Eine zweite eigenständige Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist in ei­ ner Stoßfängeranordnung nach Anspruch 4 zu sehen.

Kernpunkt dieser Lösung bildet die Maßnahme, dass der Querholm durch sensorisch aktivierte Pneumomuskeln verlagerbar ist, wobei jeweils im Be­ reich der Enden des Querholms ein hierzu quer ausgerichteter und mit ei­ nem Führungsgestänge zusammenwirkender Pneumomuskel angeordnet ist.

Die Kontraktion der Pneumomuskeln wird in eine lineare Bewegung des Füh­ rungsgestänges umgesetzt. Das Führungsgestänge steht mit dem unteren Querholm in Verbindung und bewirkt im Falle eines Anpralls dessen Verlage­ rung nach vorne in Richtung zur Verschalung, wodurch der bodennahe Be­ reich der Verschalung stabilisiert wird.

In dieser Stellung ist der Querholm durch eine Haltevorrichtung verrastet. Erst nach Aufhebung der Verrastung kann das System in die Ausgangsstel­ lung zurück gebracht werden.

In konstruktiver Hinsicht ist der Querholm vorzugsweise gemäß den Merk­ malen von Anspruch 5 ausgeführt. Ein solcher Querholm besitzt einen zu den Längsträgern hin offenen U-förmigen Querschnitt mit einem Steg und zwei Schenkeln, wobei sich an die Schenkel Flansche anschließen.

Diese Ausführungsform ist leicht mit einer belastungsgerecht ausgestalteten Quer- und Längssteifigkeit. Die Flansche können von den Schenkeln aus nach innen oder nach außen gerichtet sein.

Gemäß den Merkmalen von Anspruch 6 sind in den Querträger Energieab­ sorber integriert. Solche Energieabsorber können beispielsweise in Form von Schaumstoffpaketen bzw. -blöcken realisiert sein. Die Energieabsorber un­ terstützen die Umwandlung der aus einem Anprall resultierenden Energie, indem diese in Verformungsarbeit umgewandelt und durch Reibung verzehrt wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellungsweise einen Ausschnitt aus ei­ ner erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung in der normalen Betriebsposition;

Fig. 2 die Darstellung gemäß Fig. 1 mit verlagertem Querholm;

Fig. 3 eine Ansicht auf die Stoßfängeranordnung in der normalen Be­ triebsposition ohne oberen Querträger;

Fig. 4 die Darstellung gemäß Fig. 3 mit verlagertem Querholm und

Fig. 5 in der Seitenansicht technisch vereinfacht eine weitere Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine Stoßfängeranordnung 1 für den durch eine in den Fig. 1 und 2 andeutungsweise dargestellte Verschalung 2 verklei­ deten Frontbereich der ansonsten nicht näher gezeigten Karosserie eines Personenkraftwagens.

Die Stoßfängeranordnung 1 umfasst einen endseitig über aus meist recht­ eckigen Hohlprofilen bestehenden Distanzkonsolen 3 und Flanschplatten 4 mit den Längsträgern 5 des Fahrzeugrahmens verbundenen Querträger 6 sowie einen unterhalb des Querträgers 6 vorgesehenen Querholm 7.

Der Querholm 7 ist in Richtung zur Verschalung 2 verlagerbar. Hierzu ist ein Pneumomuskel 8 vorgesehen, der parallel zur Längserstreckung des Quer­ holms 7 montiert ist und an seinen beiden Enden 9, 10 jeweils über eine Kniehebelanordnung 11, 12 einerseits mit dem Querholm 7 und andererseits über die Flanschplatten 4 dem Fahrzeugrahmen verbunden ist.

Jede Kniehebelanordnung 11, 12 umfasst ein Kniegelenkstück 13 mit zwei Hebeln 14, 15. Der eine Hebel 14 stützt sich an einer nach unten gerichteten Zunge 16 der Flanschplatte 4 eines Längsträgers 5 ab. Hierzu ist unterhalb der Zunge 16 eine Anschlagkonsole 17 vorgesehen, an der der Hebel 14 mit vertikal ausgerichteten Bolzen 18 drehbeweglich angelenkt ist. Der andere Hebel 15 ist über eine Aufnahme 19 und Bolzen 20 mit dem Querholm 7 verbunden. Auch im Kniegelenkstück 13 sind die Hebel 14 bzw. 15 mittels Bolzen 21 gelenkig angebunden.

Jeder Kniehebelanordnung 11, 12 ist eine Feder 22 zugeordnet, die einer­ seits an der Flanschplatte 4 und andererseits an der Aufnahme 19 einge­ spannt ist. Die Feder 22 bewirkt eine Stabilisierung der Kniehebelanordnung 11, 12 im normalen Fahrbetrieb.

Der Pneumomuskel 8 weist eine faserverstärkte Membran 23 auf mit zwei Anbindungsstücken 24, 25 zu den beiden Kniehebelanordnungen 11, 12. Hier sind die Anbindungsstücke 24, 25 am Kniegelenkstück 13 mit Bolzen 26 angeschlagen.

Im Falle eines Anpralls des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei einem Zusam­ menstoß mit einem Passanten, wird der Anprall durch hier nicht näher dar­ gestellte Sensoren erfasst und der Pneumomuskel 8 aktiviert. Durch Druck­ beaufschlagung erfolgt eine Kontraktion des Pneumomuskels 8. Hierdurch verkürzt sich seine Länge. Diese Kontraktionsbewegung (Pfeile K) führen zu einer Lageverschiebung der Kniehebelanordnungen 11, 12. Die beiden He­ bel 14, 15 werden aus ihrer abgewinkelten Ruheposition (Fig. 1 und 3) in die gestreckte Position (Fig. 2 und 4) gezogen. Diese Bewegung bewirkt eine Verlagerung des Querholms 7 in Richtung zur Verschalung 2. Infolge der hohen Anfangszugkräfte des Pneumomuskels 8 ist eine kraftvolle Be­ schleunigung des Querholms 7 gewährleistet, so dass dieser in Bruchteilen von Sekunden nach vorne bewegt wird und die Stoßfängeranordnung 1 im unteren bodennahen Bereich versteift. Hierdurch können die nachteiligen Auswirkungen auf die unteren Extremitäten eines Passanten wirksam verrin­ gert werden. In der gestreckten Position verrasten die Kniehebelanordnun­ gen 11, 12. Ein Zurückgleiten infolge der beim Anprall wirkenden Kräfte ist nicht möglich. Um den Querholm 7 in seine Ausgangsposition zurück bewe­ gen zu können, ist eine manuelle Aufhebung der Verrastung erforderlich.

Man erkennt, dass der Querholm 7 einen zu den Längsträgern 5 hin offenen U-förmigen Querschnitt besitzt. Er ist in Schalenkonstruktionen ausgebildet mit einem frontseitigen Steg 27 sowie einem oberen Schenkel 28 und einem unteren Schenkel 29. An diese schließen sich nach außen gerichtete Flan­ sche 30 an.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ferner ersichtlich, dass in den oberen Querträger 6 Energieabsorber 31 in Form von Schaumstoffblöcken integriert sind.

Eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranord­ nung 32 ist in der Fig. 5 vereinfacht dargestellt.

Die Stoßfängeranordnung 32 umfasst einen ebenfalls über Distanzkonsolen 33 mit den Längsträgern 34 des Fahrzeugrahmens verbundenen oberen Querträger 35. Die Distanzkonsolen 33 werden fachterminologisch auch als Crashboxen bezeichnet. Unterhalb des Querträgers 35 ist ein in Richtung zur Verschalung 36 verlagerbarer Querholm 37 vorgesehen. Die Verlage­ rung des Querholms 37 erfolgt über sensorisch aktivierte Pneumomuskel 38. Diese befinden sich rechts und links im Bereich der Enden 39 des Quer­ holms 37 und sind zu diesem quer, vorzugsweise rechtwinklig, ausgerichtet. Die beiden Pneumomuskeln 38 wirken mit einem traversenartigen Füh­ rungsgestänge 40 zusammen.

Über Sensoren wird ein Anprall an die Stoßfängeranordnung 32 erfasst und die Pneumomuskeln 38 aktiviert. Die durch Druckbeaufschlagung erzeugte Kontraktion bewirkt eine Verlagerung der Führungsgestänge 40 und des mit diesen gekoppelten Querholms 37 nach vorne in Richtung zur Verschalung 36. Durch die hierdurch erzeugte Aussteifung im unteren Bereich der Ver­ schalung 36 wird die Überfahrgefahr eines Passanten vermindert und die auf die unteren Extremitäten wirkenden Kräfte reduziert.

Auch bei der Stoßfängeranordnung 32 können Energieabsorber im Querträ­ ger 35 vorgesehen sein. Die Schalenkonstruktion des Querholms 37 ent­ spricht der zuvor beschriebenen Bauart.

Bezugszeichenaufstellung

1

Stoßfängeranordnung

2

Verschalung

3

Distanzkonsole

4

Flanschplatte

5

Längsträger

6

Querträger

7

Querholm

8

Pneumomuskel

9

Ende v.

8

10

Ende v.

8

11

Kniehebelanordnung

12

Kniehebelanordnung

13

Kniegelenkstück

14

Hebel

15

Hebel

16

Zunge

17

Anschlagkonsole

18

Bolzen

19

Aufnahme

20

Bolzen

21

Bolzen

22

Feder

23

Membran

24

Anbindungsstück

25

Anbindungsstück

26

Bolzen

27

Steg

28

Schenkel

29

Steg

30

Flansch

31

Energieabsorber

32

Stoßfängeranordnung

33

Distanzkonsole

34

Längsträger

35

Querträger

36

Verschalung

37

Querholm

38

Pneumomuskel

39

Ende v.

37

40

Führungsgestänge

Claims (6)

1. Stoßfängeranordnung für den durch eine Verschalung (2) verkleideten Front- oder Heckbereich der Karosserie eines Personenkraftwagens, welche einen endseitig über Distanzkonsolen (3) mit den Längsträ­ gern (5) des Fahrzeugrahmens verbundenen Querträger (6) sowie ei­ nen unterhalb des Querträgers (6) vorgesehenen Querholm (7) um­ fasst, wobei der Querholm (7) in Richtung zur Verschalung (2) verla­ gerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Querholm (7) durch einen sensorisch aktivierten Pneumomuskel (8) verlagerbar ist, wobei der Pneumomuskel (8) parallel zur Längserstreckung des Querholms (7) angeordnet und an seinen beiden Enden (9, 10) je­ weils über eine Kniehebelanordnung (11, 12) mit dem Querholm (7) und dem Fahrzeugrahmen verbunden ist.

2. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Kniehebelanordnung (11, 12) eine Feder (22) zugeordnet ist.

3. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass ein Hebel (14) der Kniehebelanordnung (11, 12) zumindest mittelbar an einer Flanschplatte (4) eines Längsträgers (5) abgestützt ist.

4. Stoßfängeranordnung für den durch eine Verschalung (36) verkleide­ ten Front- oder Heckbereich der Karosserie eines Personenkraftwa­ gens, welche einen endseitig über Distanzkonsolen (33) mit den Längsträgern (34) des Fahrzeugrahmens verbundenen Querträger (35) sowie einen unterhalb des Querträgers (35) vorgesehenen Quer­ holm (37) umfasst, wobei der Querholm (37) in Richtung zur Ver­ schalung (36) verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Querholm (37) durch sensorisch aktivierte Pneumomuskel (38) verlagerbar ist, wobei jeweils im Bereich der Enden (39) des Querholms (37) ein hierzu quer ausgerichteter und mit einem Füh­ rungsgestänge (40) zusammenwirkender Pneumomuskel (38) ange­ ordnet ist.

5. Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder An­ spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querholm (7, 37) einen zu den Längsträgern (5, 34) hin offenen U-förmigen Querschnitt besitzt, welcher einen Steg (27) und zwei Schenkel (28, 29) aufweist, wobei sich an die Schenkel (28, 29) Flansche (30) an­ schließen.

6. Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Querträger (6, 35) ein Energieabsorber (31) integriert ist.