DE102008046783B4

DE102008046783B4 - Anstoßoptimierter Stoßfänger, insbesondere Frontstoßfänger, an Fahrzeugen

Info

Publication number: DE102008046783B4
Application number: DE102008046783.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schinke; Volker Schriever
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2024-03-21
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: DE102008046783A1

Abstract

Anstoßoptimierter Stoßfänger (1) an Fahrzeugen, mit einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Stoßfängerquerträger (3) und mit einem am Stoßfängerquerträger (3) fest angeordneten, einen Fußgängerschutz realisierenden Deformationselement (5) aus Metallblech, welches sich in Fahrzeugquerrichtung gesehen bis an seitliche Endabschnitte (6) des Stoßfängerquerträgers (3) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (5) durch ein U-Profil mit einem Steg (5a) und Profilflanschen (5b) gebildet ist und an besagten seitlichen Endabschnitten (6) des Stoßfängerquerträgers (3) jeweils ein sich stirnseitig an das Deformationselement (5) anschließendes, formstabiles Schaumteil (7) fest angeordnet ist, wobei die Stirnseiten der Profilflansche (5b) des Deformationselementes (5) senkrecht zum Stoßfängerquerträger (3) ausgerichtet sind und an kongruent ausgebildeten Abschnitten der korrespondierenden Stirnseite (8) des Schaumteiles (7) anliegen, und wobei die dem Deformationselement (5) zugewandte Stirnseite (8) des Schaumteiles (7) zumindest abschnittsweise als Schräge (8a) ausgebildet und diese in das Innere des u-profilierten Deformationselements (5) derart abgesetzt ist, dass sich die Schräge (8a) zwischen den Profilflanschen (5b) des u-profilierten Deformationselementes (5) befindet und im Falle eines Anstoßes eines Fußgängers im Randbereich des Deformationselementes (5) sich dasselbe stirnseitig am Schaumteil (7) abstützt und die Stirnkante des Steges (5a) auf besagter Schräge (8a) entlang schabt.

Description

Die Erfindung betrifft einen anstoßoptimierten Stoßfänger, insbesondere Frontstoßfänger, an Fahrzeugen, vorzugsweise Kraftfahrzeugen gemäß der Merkmalskombination des Anspruchs 1.
Bekanntermaßen wird ein Fußgänger, der mit beispielsweise einem Kraftfahrzeug frontal kollidiert vom Stoßfänger im Bereich der Beine erfasst. Aufgrund dessen hat die fahrzeugherstellende Industrie umfangreiche Anstrengungen unternommen, um die etwaigen aus einem eventuellen Zusammenstoß zwischen Fußgänger und Kraftfahrzeug resultierenden Körperschäden zu minimieren. Aus der EP 1 633 603 B1 ist z. B. eine Stoßfängeranordnung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem im Fahrzeugfrontendbereich in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Stoßfängerquerträger, mit einem Stoßfängerüberzug, und mit wenigstens einem energieabsorbierenden Einlegeteil, das im montierten Zustand wenigstens bereichsweise zwischen dem Stoßfängerquerträger und dem Stoßfängerüberzug angeordnet ist, wobei im Einlegeteil eine Mehrzahl von Deformations-Ausnehmungen und/oder Deformations-Freiräumen vorgesehen ist, bekannt. Das Einlegeteil ist aus einer Einlegeteil-Mittelschicht und zwei Einlegeteil-Randschichten aus jeweils einem anstoßenergieabsorbierenden Schaummaterial gebildet.
Aus der DE 10 2006 041 095 A1 ist des Weiteren ein Aufprallschutzelement an einem endseitigen oberen Querträger der Karosserie eines Fahrzeugs bekannt, welches aus einem ersten, mittleren und je einem endseitig desselben angeordneten zweiten Teilbereich besteht. Der erste Teilbereich unterscheidet sich zu den zweiten Teilbereichen durch eine unterschiedliche Materialdichte. Die Teilbereiche bestehen dabei bevorzugt aus einem geschäumten Kunststoff. Wie dieser Druckschrift weiter zu entnehmen ist, ist in Fahrzeuglängsrichtung gesehen der erste Teilbereich unmittelbar am Querträger abgestützt, wogegen die zweiten Teilbereiche jeweils unter Vermittlung eines Deformationselements am Querträger abgestützt sind. Die besagten Deformationselemente sind durch eine Mehrfach-Hohlkammer-Struktur gebildet.
Demgegenüber kann der Stoßfänger auch aus Metall, beispielsweise Stahlblech, bestehen. So beschreibt die gattungsbildende DE 102 53 270 A1 ein aufpralldämpfendes Bauelement für ein Fahrzeug, mit wenigstens einem Deformationselement, das unter einem Außenhautelement angeordnet ist. Das Deformationselement weist ein sogenanntes Prallprallblech aus Stahl auf, welches mittels oberer und unterer, als Deformationselemente fungierender Stegstrukturen an einem Stoßfängerquerträger abgestützt ist. Das aufpralldämpfende Bauelement ist derart gestaltet, dass der für die Aufnahme von Aufprallenergie nutzbare Deformationsweg des Deformationselementes bei einem reduzierten Bauraum für dieses maximiert ist.
Im Hinblick auf metallene Deformationselemente der gattungsgemäßen Art hat sich jedoch in der Praxis herausgestellt, dass diese in ihren äußeren respektive in ihren Endbereichen mangels Abstützung in Fahrzeugquerrichtung zu „weich“ ausgebildet sind. Dabei ist unter Endbereiche jeweils das äußere Viertel der Deformationselemente zu verstehen. Bei einem üblichen Beinschussversuch mit einem Beinprüfkörper könnte ein Durchschlagen desselben auf den harten Stoßfängerquerträger möglich sein, welches in der Realität eines frontalen Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit einem Fußgänger in nachteiliger Weise zu sehr hohen Verzögerungswerten und Kniehebelwirkungen führen würde. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen anstoßoptimierten und mit einem Deformationselement aus Metallblech ausgestatteten Stoßfänger, insbesondere Frontstoßfänger, an Fahrzeugen, vorzugsweise Kraftfahrzeugen, zu schaffen, bei dem die Endbereiche des Deformationselementes ein verbessertes Verformungsverhalten aufweisen, welches in der Folge mit einer verbesserten Absorption von Anstoßenergie in diesen Bereichen einhergeht.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Ausgehend von einem anstoßoptimierten Stoßfänger an Fahrzeugen, mit einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Stoßfängerquerträger und mit einem am Stoßfängerquerträger fest angeordneten, einen Fußgängerschutz realisierenden Deformationselement aus Metallblech, welches sich in Fahrzeugquerrichtung gesehen bis an seitliche Endabschnitte des Stoßfängerquerträgers erstreckt, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass das Deformationselement ein U-Profil mit einem Profilsteg und Profilflanschen aufweist und an besagten seitlichen Endabschnitten des Stoßfängerquerträgers jeweils ein sich stirnseitig an das Deformationselement anschließendes, formstabiles Schaumteil fest angeordnet ist, wobei die Stirnseiten der Profilflansche des Deformationselementes senkrecht zum Stoßfängerquerträger ausgerichtet sind und an kongruent ausgebildeten Abschnitten der korrespondierenden Stirnseite des Schaumteiles anliegen, und wobei die dem Deformationselement zugewandte Stirnseite des Schaumteiles zumindest abschnittsweise als Schräge ausgebildet und diese in das Innere des u-profilierten Deformationselements derart abgesetzt ist, dass sich die Schräge zwischen den Profilflanschen des u-profilierten Deformationselementes befindet und im Falle eines Anstoßes eines Fußgängers im Randbereich des Deformationselementes sich dasselbe stirnseitig am Schaumteil abstützt und die Stirnkante des Steges auf besagter Schräge entlang schabt.
Hierdurch ist vorteilhaft ein gleichmäßiges Kraftniveau der Absorption der Anstoßenergie bezogen auf Anstöße an unterschiedlichen Stellen längs des Deformationselementes gewährleistet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schaumteil aus einem Kunststoff- und/oder Metallschaum gebildet.
Die stirnseitige Schräge des Schaumelementes ist hierbei vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine an die Schräge angelegte Ebene weitestgehend vertikal angeordnet ist.
Weiter vorteilhaft sind die zu den Stirnseiten des Deformationselementes korrespondierenden Stirnseiten des jeweiligen Schaumteiles derart schräg ausgebildet, dass die Schaumteile in Fahrzeugquerrichtung gesehen am Stoßfängerträger ihre größte Breite „B“ aufweisen.
Wie die Erfindung noch vorsieht, ist vorteilhaft das Deformationsverhalten des Deformationselementes in seinen Endbereichen durch die Wahl des Werkstoffes des Schaumteils, durch die Wahl der Schaumdichte und/oder durch den gewählten Winkel der stirnseitigen Schräge des Schaumteiles definiert einstellbar und/oder optimierbar.
Zweckmäßigerweise sind die Materialeigenschaften des Schaumteiles auch derart gewählt, dass das Schaumteil im Falle eines Anstoßes mit einem Fußgänger im äußersten Randbereich des Stoßfängers selbst als Anstoßenergie absorbierendes Element fungiert. Zur fußgängergerechten Auslegung des Stoßfängers werden genormte Prüfverfahren verwendet, die allesamt sehr ähnlich sind. Ein bekanntes Verfahren ist z. B. das Verfahren von Euro NCAP.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Endabschnitt eines Stoßfängers, insbesondere Frontstoßfängers, an einem Fahrzeug, vorzugsweise Kraftfahrzeugs in der Draufsicht gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 einen Endabschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten Stoßfängers, insbesondere Frontstoßfängers, an einem Fahrzeug, vorzugsweise Kraftfahrzeugs in der Draufsicht, und
3 ein Schaumteil als erfindungswesentlicher Bestandteil des Stoßfängers nach 2.

Danach ist gemäß 1 der Stoßfänger 1 während eines Beschusses mit einem Beinprüfkörper (Impaktor) 2 im Rahmen eines Beinschussversuches gezeigt.
Der Stoßfänger 1 weist einen an sich bekannten, in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Stoßfängerquerträger 3 auf, der seinerseits überwiegend aus Stahlblech gefertigt ist und beidenends an Längsträgern 4 der nicht näher dargestellten Karosserie des Fahrzeugs festgelegt ist.
Am Stoßfängerquerträger 3 ist zum Fußgängerschutz ein ebenfalls in Fahrzeugquerrichtung verlaufendes, langgestrecktes Deformationselement 5 aus Metallblech, vorzugsweise aus Stahlblech, angeordnet, welches durch ein nicht näher dargestelltes, offenes Hohlprofil in Form eines U-Profiles, zur Realisierung eines ausreichenden Deformationsweges gebildet ist.
Das Deformationselement 5 erstreckt sich beidenends bis an seitliche Endabschnitte 6 des Stoßfängerquerträgers 3 (hier nur ein Endabschnitt 6 gezeigt).
In besagten seitlichen Endabschnitten 6 des Stoßfängerquerträgers 3 ist jeweils ein weitestgehend formstabiles Schaumteil 7 am Stoßfängerquerträger 3 fest angeordnet, welches seinerseits aus einem Kunststoff- und/oder Metallschaum gebildet ist und sich stirnseitig an das Deformationselement 5 anschließt.
Im Falle eines Anstoßes „F“ eines Beinprüfkörpers 2 bzw. Fußgängers am Deformationselement 5 nahe des besagten Schaumteiles 7 stützt sich das Deformationselement 5 stirnseitig am Schaumteil 7 ab, wodurch ein gleichmäßiges Kraftniveau zur Absorption der Anstoßenergie gewährleistet ist. Ein Durchschlagen des Beines eines betroffenen Fußgängers respektive des Beinprüfkörpers 2 nahe der Endabschnitte 6 bzw. im Randbereich des Deformationselementes 5 auf den harten Stoßfängerquerträger 3 ist durch diese Maßnahme vermieden, zumindest jedoch wirkungsvoll behindert.
Die dem Deformationselement 5 zugewandte Stirnseite 8 des Schaumteiles 7 ist als Schräge 8a ausgebildet, an welcher sich das Deformationselement 5 stirnseitig abstützt.
Gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform, welche nicht unter dem Gegenstand der Erfindung steht, stützt sich das u-profilierte Deformationselement 5 stirnseitig sowohl vermittels seines Profilsteges 5a als auch vermittels seiner Profilflansche 5b, die ihrerseits stirnseitig kongruent zur Schräge 8a des Schaumteiles 7 ausgebildet sind, an der Schräge 8a des Schaumteiles 7 ab.
Vorzugsweise ist die in Rede stehende stirnseitigen Schräge 8a des Schaumteiles 7 derart ausgebildet, dass eine an die Schräge 8a angelegte Ebene weitestgehend vertikal angeordnet ist, wobei das Schaumteil 7 in Fahrzeugquerrichtung gesehen am Stoßfängerquerträger 3 seine größte Breite „B“ aufweist.
Hierdurch sind im Fall eines etwaigen Anstoßes ein noch weiter verbessertes bzw. optimiertes Verformungsverhalten des Deformationselementes 5 nahe des Schaumteiles 7 bzw. im Anschlussbereich an dasselbe und ein noch weiter verbesserter Abbau der Anstoßenergie zu verzeichnen, indem während des Beinschussversuches bzw. im Ernstfall das Blech, insbesondere die Stirnseite des Steges 5a des Deformationselementes 5, an der Schräge 8a des Schaumteiles 7 entlang „schabt“ und auf gleichmäßigem Kraftniveau deformiert.
Ausgehend von bestimmten vorgegebenen Grundeigenschaften des Deformationselementes 5, realisiert durch die Werkstoffwahl, die Materialdicke und die gewählte Gestaltung desselben, ist das Deformationsverhalten des Deformationselementes 5 im kritischen Anschlussbereich desselben an das Schaumteil 7 durch die Wahl des Werkstoffes des Schaumteiles 7, durch die Wahl der Schaumdichte und/oder durch den gewählten Winkel der stirnseitigen Schräge 8a des Schaumteiles 7 definiert beeinflussbar und/oder optimierbar.
Als äußerst zweckmäßig haben sich Materialeigenschaften des Schaumteiles 7 erwiesen, die im Falle eines Anstoßes mit einem Fußgänger im äußersten Randbereich des Stoßfängers 1, demgemäß am Schaumteil 7 selbst, es gestatten, Anstoßenergie möglichst schonend für den betroffenen Fußgänger zu absorbieren.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 2, welches unter dem Gegenstand der Erfindung steht, unterscheidet sich zum vorbeschriebenen lediglich dadurch, dass die Stirnseiten der Profilflansche 5b des Deformationselementes 5 weitestgehend senkrecht zum Stoßfängerquerträger 3 ausgerichtet sind und an kongruent ausgebildeten Abschnitten der korrespondierenden Stirnseite 8 bzw. Stirnfläche des Schaumteiles 7 anliegen. Die Schräge 8a des Schaumteiles 7 befindet sich gemäß 3 zwischen den Profilflanschen 5b des u-förmigen Deformationselementes 5, ist sozusagen nach innen abgesetzt und gestattet es, dass die Stirnkante des Steges 5a des u-profilierten Deformationselementes 5 während eines etwaigen Anstoßes wie oben beschrieben auf besagter Schräge 8a des Schaumteiles 7 bestimmungsgemäß entlang „schabt“.
Mit der vorliegenden Ausgestaltung wird somit bei Beaufschlagung im Randbereich eines Deformationselementes 5 durch einen Fußgänger ein ähnliches Kraftniveau erreicht wie in den übrigen Bereichen des Deformationselementes 5 bei Beaufschlagung durch einen Fußgänger. Somit ist über die gesamte Länge des Deformationselementes bei Anstoß eines Fußgängers ein ähnliches Kraftniveau zu erwarten.
Bezugszeichenliste

1: Stoßfänger
2: Beinprüfkörper
3: Stoßfängerquerträger
4: Längsträger
5: Deformationselement
5a: Steg (Deformationselement 5)
5b: Flansche (Deformationselement 5)
6: Endabschnitt (Stoßfängerquerträger 3)
7: Schaumteil
8: Stirnseite (Schaumteil 7)
8a: Schräge

Claims

Anstoßoptimierter Stoßfänger (1) an Fahrzeugen, mit einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Stoßfängerquerträger (3) und mit einem am Stoßfängerquerträger (3) fest angeordneten, einen Fußgängerschutz realisierenden Deformationselement (5) aus Metallblech, welches sich in Fahrzeugquerrichtung gesehen bis an seitliche Endabschnitte (6) des Stoßfängerquerträgers (3) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (5) durch ein U-Profil mit einem Steg (5a) und Profilflanschen (5b) gebildet ist und an besagten seitlichen Endabschnitten (6) des Stoßfängerquerträgers (3) jeweils ein sich stirnseitig an das Deformationselement (5) anschließendes, formstabiles Schaumteil (7) fest angeordnet ist, wobei die Stirnseiten der Profilflansche (5b) des Deformationselementes (5) senkrecht zum Stoßfängerquerträger (3) ausgerichtet sind und an kongruent ausgebildeten Abschnitten der korrespondierenden Stirnseite (8) des Schaumteiles (7) anliegen, und wobei die dem Deformationselement (5) zugewandte Stirnseite (8) des Schaumteiles (7) zumindest abschnittsweise als Schräge (8a) ausgebildet und diese in das Innere des u-profilierten Deformationselements (5) derart abgesetzt ist, dass sich die Schräge (8a) zwischen den Profilflanschen (5b) des u-profilierten Deformationselementes (5) befindet und im Falle eines Anstoßes eines Fußgängers im Randbereich des Deformationselementes (5) sich dasselbe stirnseitig am Schaumteil (7) abstützt und die Stirnkante des Steges (5a) auf besagter Schräge (8a) entlang schabt.
Stoßfänger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaumteil (7) aus einem Kunststoff- und/oder Metallschaum gebildet ist.
Stoßfänger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitige Schräge (8a) des Schaumteiles (7) derart ausgebildet ist, dass eine an die Schräge (8a) angelegte Ebene weitestgehend vertikal angeordnet ist.
Stoßfänger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den Stirnseiten des Deformationselementes (5) korrespondierenden Stirnseiten (8) des jeweiligen Schaumteiles (7) derart schräg ausgebildet sind, dass die Schaumteile (7) in Fahrzeugquerrichtung gesehen am Stoßfängerquerträger (3) ihre größte Breite „B“ aufweisen.
Stoßfänger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationsverhalten des Deformationselementes (5) nahe dem Schaumteil (7) durch die Wahl des Werkstoffes des Schaumteils (7), durch die Wahl der Schaumdichte und/oder durch den gewählten Winkel der stirnseitigen Schräge (8a) des Schaumteiles (7) definiert beeinflusst und/oder optimiert ist.
Stoßfänger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialeigenschaften des Schaumteiles (7) derart gewählt sind, dass das Schaumteil (7) im Falle eines Anstoßes mit einem Fußgänger im äußersten Randbereich des Stoßfängers (1) selbst als Anstoßenergie absorbierendes Element fungiert, sodass die Anforderungen des Fußgängerschutzes erreichbar sind.