DE102010037984A1

DE102010037984A1 - Stoßfängerträger und Verfahren zur Herstellung von Stoßstangen mit Stoßdämpfung

Info

Publication number: DE102010037984A1
Application number: DE102010037984A
Authority: DE
Inventors: Steffen Hölzel; Ralf Würtemberger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-04-05

Abstract

Stoßfängerträger (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit lokal adaptierbarer Schaumhärte, gekennzeichnet durch einen Einheits-Grundkörper (2) mit einem ersten Schaumkörper (3) weicherer Konsistenz, der Öffnungen (4, 5, 6, 7, 8) aufweist, in denen jeweils ein zweiter Schaumkörper (9, 10, 11) spezifischer Konsistenz gehaltert ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßfängerträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung von Stoßstangen mit Stoßdämpfung gemäß Anspruch 8.
Stoßfängerträger dienen der Einleitung der Kräfte in die Rohbaustruktur eines Fahrzeuges, welche beispielsweise bei einem Parkrempler oder leichterem Auffahrunfall auftreten. Bei dieser Art von Unfällen wird die Stoßfängerverkleidung aus Kunststoff elastisch deformiert und die auftretenden Kräfte werden auf den unter der Verkleidung liegenden Stoßfängerträger übertragen. Dabei darf das Fahrzeug bis zu einem definierten Geschwindigkeitsbereich bzw. bis zu bestimmten definierten Aufprallkräften, bei vorgegebenen Auftreffhöhen und -winkeln des Auftreffgegenstandes nicht oder nur minimal beschädigt werden. Hierzu existieren weltweit eine Vielzahl von unterschiedlichen gesetzlichen landesspezifischen Anforderungen und Vorschriften.
Beispielsweise führen neue Gesetzgebungen (Fußgängerschutz in Europa, 2003/102/EC Phase 2, TRIAS 63-2004) dazu, dass bei Auftreffen eines Fußgängerbeines auf die Verkleidung definierte Beschleunigungen, die auf das Bein wirken, nicht überschritten werden dürfen. Daher muss die Verkleidung bis zum Stoßfängerträger weich gestaltet werden.
Gleichzeitig dürfen z. B. in den USA (hier gibt es keine Fußgängerschutzanforderungen) keine Beschädigungen an der Verkleidung auftreten. Dies führt zu der Anforderung nur minimale Deformationen bis zum Anliegen der Verkleidung an dem Stoßfängerträger zuzulassen.
Somit weichen die Anforderungen an das zu verbauende Material von Land zu Land erheblich voneinander ab. Die Folge sind beispielsweise erhöhte Kosten für unterschiedliche Schaumwerkzeuge sowie erhöhte Lagerkosten für unterschiedliche zu verwendende Schäume.
Die DE 10 2004 013 370 A1 offenbart ein energieabsorbierendes Bauteil für Kraftfahrzeuge, insbesondere Stoßfänger, als blasgeformter Hohlkörper aus thermoplastischem Kunststoff, der eine Schaumstofffüllung allseitig umschließt. Der Hohlkörper weist mehrere jeweils abgeschlossene Kammern auf, die Schaumstofffüllungen mit unterschiedlichem Energieabsorptionsvermögen aufnehmen.
Die DE 10 2009 001 312 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Dämpfen von Stößen, umfassend mindestens einen verformbaren Balken. Ein Grundkörper des mindestens einen verformbaren Balkens ist aus einem ersten Material gefertigt ist. Der Grundkörper des mindestens einen Balkens enthält in Bereichen höherer Steifigkeit ein zweites Material, das eine geringere Steifigkeit aufweist als das erste Material.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Stoßfängerträger bzw. ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, mit dem eine einfache, kostengünstige und variable Anpassung an verschiedene Anforderungen bzw. Vorschriften bewerkstelligt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Stoßfängerträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Stoßfängerträger zeichnet sich durch einen Einheits-Grundkörper mit einem ersten Schaumkörper weicherer Konsistenz (Basisschaum) aus, der Öffnungen aufweist, in denen jeweils ein zweiter Schaumkörper spezifischer Konsistenz gehaltert ist. Mit Hilfe des zweiten einsetzbaren Schaumkörpers kann je nach Anforderung eine lokal einstellbare Härte des Stoßfängerträgers gewährleistet werden bzw. für spezifische Anforderungen kann in Abhängigkeit der Anforderungen der passende spezifische Schaumstoff bzw. Schaumkörper gewählt werden. Somit muss nicht mehr der komplette Stoßfängerträger ausgetauscht oder verändert werden sondern lediglich die im ersten (weicheren) Schaumkörper angeordneten (härteren) zweiten Schaumkörper.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass der zweite Schaumkörper mittels eines Presssitzes in der jeweiligen Öffnung des ersten Schaumkörpers gehalten werden kann. Somit sind zur Fixierung des zweiten Schaumkörpers im ersten Schaumkörper bzw. in der entsprechenden Öffnung des ersten Schaumkörpers keine zusätzlichen Fixierungsmittel oder Fixierungselemente notwendig.
Beispielsweise kann die Öffnung in Form einer in Richtung der Stoßseite offenen Vertiefung in dem ersten Schaumkörper angeordnet sein. Der zweite Schaumkörper kann somit bequem in die leicht zugängliche Öffnung im ersten Schaumkörper eingebracht werden. Beispielsweise können die Öffnungen als Sack- oder Durchgangsöffnung ausgebildet sein. Die Öffnung kann einen bevorzugt kreisrunden oder ovalen oder irgendwie anders gearteten Querschnitt aufweisen. Beispielsweise kann sich die Öffnung ausgehend von der Forderseite des ersten Schaumkörpers nach hinten bzw. innen verjüngen.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass eine derartige betriebsmäßige Halterung der zweiten Schaumkörper relativ zu dem ersten Schaumkörper vorgesehen sein kann, dass sie mit ihrem freien Ende aus diesem herausragt. Die zweiten Schaumkörper werden somit nicht vollständig in der Öffnung versenkt bzw. schließen nicht bündig mit diesen ab. Am einfachsten wird dies erreicht, indem die zweiten Schaumkörper eine größere Höhe als die Tiefe der Öffnungen im ersten Schaumkörper aufweisen. Diese Anordnung gewährleistet, dass im Schadensfall lediglich die zweiten, härteren Schaumkörper belastet bzw. kontaktiert werden und der weichere Schaumkörper geschont wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht eine Adaptierung des Stoßfängerträgers/ersten Schaumkörpers bzw. dessen Schaumhärte durch Anzahl und/oder Verteilung und/oder Größe der Öffnungen und der eingesetzten zweiten Schaumkörper vor.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform sieht eine Adaptierung des Stoßfängerträgers/ersten Schaumkörpers bzw. dessen Schaumhärte durch Härte und/oder Dichte des zweiten Schaumkörpers vor.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Stoßstangen mit Stoßdämpfung, wobei jeweils ausgehend von einem Einheitsträgerelement mit einem Grundkörper und daran aufgebrachtem Schaumkörper weicherer Konsistenz in diesen Öffnungen eingebracht werden, in welche Schaumkörper härterer Konsistenz eingesetzt, insbesondere eingepresst werden.
Das Verfahren umfasst ferner zumindest einen Verfahrensschritt, bei dem eine Einstellung der Stoßhärte einer Stoßstange in Anpassung an unterschiedliche, insbesondere landesspezifische, gesetzliche Vorschriften, die Größe und/oder Anzahl und/oder Verteilung der Öffnungen und/oder ihrer eingesetzten Schaumkörper weicherer Konsistenz festgesetzt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die einzelnen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen lokal versteiften Stoßfängerträger mit Einheits-Grundkörper sowie erstem und zweitem Schaumkörper;
2 den Einheits-Grundkörper mit erstem Schaumkörper; und
3 die zweiten Schaumkörper in Einzeldarstellung.
1 zeigt einen Stoßfängerträger 1 mit einem Einheits-Grundkörper 2 und mit einem ersten Schaumkörper 3, in dem Öffnungen 4, 5, 6, 7, 8 vorgesehen sind. In den Öffnungen 4, 6, 8 sind zweite Schaumkörper 9, 10, 11 gehaltert bzw. eingesetzt.
Der erste Schaumkörper 3 weist eine weichere Konsistenz als die zweiten härteren Schaumkörper 9, 10, 11 auf. Die Öffnungen 4, 5, 6, 7, 8 sind durch den Einheits-Grundkörper 2 begrenzt und bilden somit im Wesentlichen ein Sackloch aus, in dem die zweiten Schaumkörper 9, 10, 11 eingesteckt werden können, bevorzugt unter Ausbildung eines Presssitzes. Die Öffnungen 4, 5, 6, 7, 8 weisen eine(n) im Wesentlichen ovale(n) Grundform bzw. Querschnitt auf und sind gleichmäßig im ersten Schaumkörper 3 verteilt angeordnet. Der erste Schaumkörper 3 kann fest oder lösbar mit dem Einheits-Grundkörper 2 des Stoßfängerträgers 1 verbunden sein.
Es ist eine derartige betriebsmäßige Halterung der zweiten Schaumkörper 9, 10, 11 im ersten Schaumkörper 3 vorgesehen, dass sie mit ihrem freien Ende 12, 13, 14 aus dem ersten Schaumkörper 3 herausragen. Durch die hier gezeigte lokale Versteifung des Stoßfängerträgers 1 kann ein System geschaffen werden, welches schnell und unkompliziert an verschiedene Anforderungen oder Vorschriften angepasst werden kann.
2 zeigt den Einheits-Grundkörper 2 mit daran angeordnetem ersten Schaumkörper 3 in Einzeldarstellung. Am zweiten Schaumkörper 3 sind entsprechende Befestigungsabschnitte 15, 16 angeformt, über die der zweite Schaumkörper 3 mit dem Einheits-Grundkörper 2 befestigt werden kann. Beispielsweise können in die Öffnungen 4, 5, 6, 7, 8 zweite Schaumkörper unterschiedlicher Härte eingesetzt werden. Die Öffnungen 4, 5, 6, 7, 8 verlaufen nach unten leicht konisch, wodurch sich ein besonders sicherer Sitz der zweiten Schaumkörper innerhalb der Öffnungen 4, 5, 6, 7, 8 ergibt. Der Einheits-Grundkörper 2 bildet dabei die untere Begrenzungswand bzw. den Boden aus.
3 zeigt die zweiten Schaumkörper 9, 10, 11 in vergrößerter Einzeldarstellung in Seitenansicht. Die zweiten Schaumkörper 9, 10, 11 sind leicht konisch ausgebildet und können über eine unterschiedliche Härte bzw. Dichte verfügen. Die zweiten Schaumkörper 9, 10, 11 weisen im Wesentlichen planar verlaufende Stirnseiten 17, 18, 19, 20, 21, 22 auf. Die planaren Stirnseiten 17, 18, 19, 20, 21, 22 ermöglichen zum einen die möglichst vollständige Anlage am Einheits-Grundkörper 2 und bilden zum anderen im Schadensfall eine möglichst große Kraftaufnahmefläche in Richtung der Stoßfläche.
Die als Einsätze ausgebildeten zweiten Schaumkörper 9, 10, 11 können kostengünstig hergestellt werden (z. B. Mehrfachverbau des gleichen Schaumkörpers in mehreren Öffnungen), können in einem späten Entwicklungsstadium noch festegelegt und die spezifische Ländervorgabe bzw. -variante kann noch am Fahrzeug oder am Montageband, durch Einsetzen des gewünschten härteren Schaumkörpers, geändert bzw. angepasst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004013370 A1 [0006]
DE 102009001312 A1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Fußgängerschutz in Europa, 2003/102/EC Phase 2, TRIAS 63-2004 [0003]

Claims

Stoßfängerträger (1), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit lokal adaptierbarer Schaumhärte, gekennzeichnet durch einen Einheits-Grundkörper (2) mit einem ersten Schaumkörper (3) weicherer Konsistenz, der Öffnungen (4, 5, 6, 7, 8) aufweist, in denen jeweils ein zweiter Schaumkörper (9, 10, 11) spezifischer Konsistenz gehaltert ist.
Stoßfängerträger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Presssitz-Halterung jeweils des zweiten Schaumkörpers (9, 10, 11) in einer Öffnung (4, 5, 6, 7, 8) des ersten Schaumkörpers (3).
Stoßfängerträger nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch jeweils eine Öffnung (4, 5, 6, 7, 8) in Form einer in Richtung der Stoßseite offenen Vertiefung in dem ersten Schaumkörper (3).
Stoßfängerträger nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein derartige betriebsmäßige Halterung der zweiten Schaumkörper (9, 10, 11) relativ zu dem ersten Schaumkörper (3), dass sie mit ihrem freien Ende aus diesem herausragen.
Stoßfängerträger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die gleiche Größe von jeweils je erstem Schaumkörper (3) vorgesehenen Öffnungen (4, 5, 6, 7, 8) und darin eingesetzter zweiter Schaumkörper (9, 10, 11).
Stoßfängerträger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Adaptierung dessen Schaumhärte durch Anzahl und/oder Verteilung und/oder Größe der Öffnungen (4, 5, 6, 7, 8) und der eingesetzten zweiten Schaumkörper (9, 10, 11).
Stoßfängerträger nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine. Adaptierung dessen Schaumhärte durch Härte und/oder Dichte des zweiten Schaumkörpers (9, 10, 11).
Verfahren zur Herstellung von Stoßstangen mit Stoßdämpfung, wobei jeweils ausgehend von einem Einheitsträgerelement (2) mit einem Grundkörper und daran aufgebrachtem Schaumkörper (3) weicherer Konsistenz in diesen Öffnungen (4, 5, 6, 7, 8) eingebracht werden, in welche Schaumkörper (9, 10, 11) härterer Konsistenz eingesetzt, insbesondere eingepresst werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei zur Einstellung der Stoßhärte einer Stoßstange in Anpassung an unterschiedliche, insbesondere landesspezifische, gesetzliche Vorschriften, die Größe und/oder Anzahl und/oder Verteilung der Öffnungen (4, 5, 6, 7, 8) und/oder ihrer eingesetzten Schaumkörper (9, 10, 11) härterer Konsistenz festgesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 8 und/oder 9 wobei Stoßstangen mit aufgenommenen Dämpfungselementen gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet werden.