DE10100876C1 - Stossfängeranordnung - Google Patents
StossfängeranordnungInfo
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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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001100876 DE10100876C1 (de) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | Stossfängeranordnung |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE2001100876 DE10100876C1 (de) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | Stossfängeranordnung |
Publications (1)
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DE2001100876 Expired - Fee Related DE10100876C1 (de) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | Stossfängeranordnung |
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- 2001-01-11 DE DE2001100876 patent/DE10100876C1/de not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BENTELER AUTOMOBILTECHNIK GMBH, 33104 PADERBORN, D |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140801 |