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Die
Erfindung betrifft eine Stoßstangen-
bzw. Stoßfängeranordnung
für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge, die an einem Karosserieelement eines
Fahrzeugs über
eine an einer Stoßstange
befestigte Trägerkonsole
angeschlossen ist.
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Die
US 3511345 offenbart eine
Fahrzeugstoßstangeanordnung,
bei der ein Stoßfänger am
Teil einer Fahrzeugkarosserie über
eine röhrenförmige Trägerkonsole
angeschlossen ist, die über
zwei oder mehr axial ausgerichtete Rohre unterschiedlichen Durchmessers
verfügt,
die zu einer Impactabsorption führen.
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Die
US 4995660 offenbart eine
Fahrzeugstoßfängeranordnung
unter Verwendung eines Zylinders als Trägerkonsole, um für die Impactabsorption zu
sorgen.
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Die
US 6174009 B1 offenbart
eine Fahrzeugstoßfängeranordnung,
die die Verbindung zu einem zu knautschenden Turm herstellt, wobei
eine Trägerkonsole
und ein Stoßfänger unter
Verwendung einer Gelenkverbindung zusammengefügt sind.
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Die
US 6231095 B1 beschreibt
eine Fahrzeugstoßfängeranordnung,
wobei ein Stoßfänger mit einem
Fahrzeugkarosserieelement unter Verwendung einer Trägerkonsole
verbunden ist, wobei ein geschlitzes Ende eines aufgeweiteten Rohres
mit einem Fahrzeugkarosserierahmen verschweißt ist.
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Die
EP 1114753 A2 beschreibt
eine Fahrzeugstoßfängeranordnung,
bei der ein Stoßfänger mit
einem Fahrzeugkarosserieelement unter Verwendung einer Trägerkonsole
verbunden ist, die mit einer großen Anzahl von Vertiefungen
auf der Oberfläche eines
Rohres versehen ist und für
die Prall- oder Impactabsorption sorgt. Die
DE 10002148 A1 beschreibt
eine Fahrzeugstoßfängeranordnung,
bei der ein Stoßfänger mit
einem Fahrzeugkarosserieteil unter Verwendung einer Trägerkonsole
verbunden ist, die eine Verlängerung
einer Feder benutzt, die normalerweise gefalzt ist.
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Des
weiteren offenbart die
DE
1 172 558 B eine Fahrzeugstoßdämpferanordnung mit einer Trägerkonsole,
die plastisch verformbare gerade Rohrteile unterschiedlichen Außendurchmessers
aufweist.
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Die
AT 395 134 B zeigt
eine Pralldämpferanordnung
mit einem Verbindungsloch, in das ein Rohrendteil einer Trägerkonsole
eingeführt
ist.
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Obwohl
die bekannten Fahrzeugstoßfängeranordnungen
das gleiche charakteristische Merkmal haben, derart, dass eine Trägerkonsole
die Fähigkeit besitzt,
Stöße zu absorbieren,
so haben die Trägerelemente,
die zu einer solchen Prall- oder Impactabsorption führen, eine
vielfältigste
Art von Konfiguration. Zurückzuführen ist
dies darauf, dass (1) eine gesteigerte Fähigkeit Stöße abzufangen, (2) eine starke Verbindung
zwischen einer Stoßstange,
einer Trägerkonsole
und einem Fahrzeugkarosserieelement und (3) zuverlässige Prallabsorption
(Verlässlichkeit) als
Forderungen an eine Fahrzeugstoßfängeranordnung
gestellt werden. Da zusätzlich
der Befestigungsraum für
eine Trägerkonsole
begrenzt ist, ist (4) eine platzsparende und (5) eine einfache Konfiguration
ebenfalls gefragt. Untersuchungen wurden durchgeführt, um
eine Fahrzeugstoßfängeranordnung
unter Verwendung einer Trägerkonsole
zu entwickeln, welche die obigen Forderungen (1) bis (5) in ausgeglichener
Weise erfüllt
und die Fähigkeit
hat, Stöße oder
Impacts unter Verwendung plastischer Verformung zu absorbieren.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Fahrzeugstoßfängeranordnung:
einen Stoßfänger; ein
Stoßfängerverbindungselement,
das mit dem Stoßfänger verbunden
ist; eine an dem Stoßfänger über ein Stoßfängerverbindungselement
befestigte Trägerkonsole,
wobei die Trägerkonsole
in Form einer geformten mehrfach gestuften röhrenförmigen Konstruktion mit einer
Vielzahl von plastisch verformbaren geraden Rohrabschnitten unterschiedlicher
Außendurchmesser,
die einander benachbart sind, vorliegt, wobei die Rohrteile geformt
werden, indem ein glattes Rohr von ursprünglich gleichförmigem Durchmesser
reduziert und radial an in Längsrichtung
beabstandeten örtlichen
Stellen aufgeweitet wird; und ein Fahrzeugkarosserieelement mit
der Trägerkonsole über ein
Fahrzeugkarosserieelement verbunden ist, wobei ein Rohrendteil der
Trägerkon sole
mit dem Stoßfänger über das
Stoßfängerverbindungselement verbunden
ist und der andere Rohrendteil der Trägerkonsole mit dem Fahrzeugkarosserieelement über das
Fahrzeugkarosserieverbindungselement verbunden ist; das Stoßfängerverbindungselement
an einem Ende oder einem Endteil des Stoßfängers unter Verwendung von
Bolzen, Nieten oder Schweißen installiert
wird; das Stoßfängerverbindungselement ein
Verbindungsloch auf der Oberseite hat, die zur Richtung gegen das
Fahrzeugkarosserieelement geöffnet
ist; und dass der eine Endteil der Trägerkonsole in das Verbindungsloch
des Stoßfängerverbindungselements
eingeführt
wird und über
eine Seitenfläche
verfügt,
die an einem Umfangsrand des Verbindungslochs angeschweißt ist.
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Der
Stoßfänger hat
an einer Stelle, die gegen ein Ende und in einer Fläche, die
dem Fahrzeugkarosserieelement gegenüber liegt, einen Ausschnitt und
das Stoßfängerverbindungselement
ist gegen den Ausschnitt oder Abschnitt des Stoßfängers befestigt. In diesem
Fall braucht nur die rückseitige
Fläche
des Stoßfängers oder
ein großer
Teil des Endteils des Stoßfängers einschließlich der
rückseitigen Fläche weggeschnitten
werden. Der Fall, dass der gesamte Endteil des Stoßfängers abgeschnitten wird,
ist dann gegeben, wenn das Stoßfängerverbindungselement
an einem Stoßfänger befestigt
ist, wobei beide Enden, um rechtwinklig zu sein, vorgeschnitten
sind. Der Rohrteil an einem Ende der Trägerkonsole in Verbindung mit
dem Stoßfänger ist
so konfiguriert, dass der Umfang eines Endes des Rohrteiles gegen
die Innenseite der Vorderfläche
des Stoßfängerverbindungselements
gepresst wird, und ein vom Stoßfänger aufgenommener
Aufprall veranlasst wird, in einer Richtung der einander benachbarten
Rohrteile der Trägerkonsole über das
Stoßfängerverbindungselement
zu wandern. So zeichnet sich die Erfindung durch einzelne Verbindungselemente
aus, die die Trägerkonsole
an den Stoßfänger und
das Fahrzeugkarosserieelement in einfacher und sicherer Weise verbinden
und erfüllt
die Anforderungen an plastische Verformung zu (1) und die Forderungen
(4) und (5) aufgrund dessen, dass es sich nur um eine einzige Einheit
handelt.
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Senkt
sich ein Rohrteil von kleinem Außendurchmesser (im Folgenden
als kleiner Rohrteil bezeichnet) in einen Rohrteil mit einem großen Außendurchmesser
(im Folgenden als großer
Rohrteil bezeichnet) infolge einer Kollision, so wird eine plastische
Verformung im Bereich der Trägerkonsole
hervorgerufen, wie sie erfindungsgemäß zwischen einer Abstufung
beider Rohrteile sowie dem großen
Rohrteil verwendet wird. Individuelle Verbindungselemente, die an
der Vorder- und Rückseite
der Trägerkonsole
befestigt sind, stören
daher nicht bei der plastischen Verformung der Trägerkonsole.
Bildet die Trägerkonsole
eine dreistufige Konstruktion, also eine Aufeinanderfolge von großem Rohrteil – kleinem Rohrteil – großem Rohrteil
(die Durchmesser der ersten und letzten Rohrteile können unterschiedlich sein)
oder eines kleines Rohrteils – eines
großen Rohrteils – eines
kleinen Rohrteils (die Durchmesser der ersten und letzten kleinen
Rohrteile können
unterschiedlich sein), so ist doch eine mehrstufige Konstruktion
mit angrenzenden Rohrteilen entsprechend einer Größe der äußeren Durchmesser
(nämlich
einem kleinen Rohrteil – einem
mittleren Rohrteil – einem
großen
Rohrteil) zu bevorzugen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, über eine
Beziehung zu verfügen, wo
der Außendurchmesser
des kleinen Rohrteils schmaler als der Innendurchmesser des mittleren Rohrteils
und der Außendurchmesser
des mittleren Rohrteils schmaler als der Innendurchmesser des großen Rohrteils
ist.
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Das
Stoßfängerverbindungselement
ist bevorzugt so konfiguriert, dass es über eine zylindrische Wandung
verfügt,
die von einem Umfangsrand des Verbindungslochs, das die Seitenfläche des Rohrteils
kontaktiert, vorsteht und der Umfangsrand der zylindrischen Wandung
und die Seitenfläche
des Rohrteils verschweißt
sind. Die zylindrische Wandung kann zusammen mit dem Verbindungsloch
unter Verwendung eines Entgratungsverfahrens vorgesehen sein. Das
Verschweißen
unter Verwendung der zylindrischen Wandung macht den Schweißvorgang
geradlinig und unter-drückt
das Lösen
des verschweißten
Verbindungsteils der Trägerkonsole
bei Beginn der plastischen Deformation und des Stoßfängerverbindungselements,
so dass die Forderungen (2) und (3) erfüllt werden. Die Richtung, in
der die zylindrische Wand vorsteht, kann rückwärts oder vorwärts sein,
jedoch eine Richtung, wo ein Aufprall zu erwarten ist; im allgemeinen
ist eine Richtung, die der Fahrzeugkarosserie (rückwärts) gegenübersteht, zu bevorzugen. Das
Verbindungsloch ist so konfiguriert, dass der Umfang von einem Ende
des Rohres gegen die Innenseite der Vorderfläche des Stoßfängers gepresst wird und ein
vom Stoßfänger empfangener Aufprall
veranlasst wird, direkt in Richtung der angrenzenden Rohrteile der
Trägerkonsole
zu wandern.
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Das
Fahrzeugkarosserieverbindungselement ist so geformt, dass eine Ringrippe
veranlasst wird, gegen den Endumfang des Rohres des Trägerelement endes
und der Schweißung
anzuschlagen, und die Ringrippe verfügt über eine Öffnung als Knautschbehälterloch
mit einer Trägerfläche, umschlossen
von einem Außenumfang,
der breiter als der Außendurchmesser
des Rohres am Trägerelementende
ist und einen Innenumfang, der geringer als der Innendurchmesser
eines mit dem Rohr am Trägerelementende
verbundenen Rohres sowie der Trägerflächeninnenseite
ist. Das Karosserieverbindungselement sichert eine stabile plastische
Verformung der Trägerkonsole
bei Anwendung auf Konsolen mit drei oder mehr Abstufungen. So ist
beispielsweise „ein
einendiger Rohrteil an einem Ende der Trägerkonsole", der große Rohrteil und „ein an
diesem einendigen Rohrteil angrenzender Rohrteil" der mittlere Rohrteil, wenn die Trägerkonsole
eine dreistufige Konstruktion aus kleinem Rohrteil – mittlerem Rohrteil – großem Rohrteil
ist. Zusätzlich
ist die Größe des verformten
rohraufnehmenden Loches definiert aus dem Bereich, wo der Außendurchmesser von
kleinem Rohrteil < der
Durchmesser des das verformte Rohr aufnehmenden Loches < der Innendurchmesser
des mittleren Rohrteils (= der Durchmesser des Innenumfangs der
Ringrippe) definiert, unter Berücksichtigung
des plastischen Verformungsteils, der von der Abstufung ausgeht,
so dass es möglich
wird, dass ein kleiner Rohrteil eingesenkt wird.
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Die
Trägerfläche, die
der Ringsteg hat, stützt die
Annäherungsabstufung
zwischen dem großen und
mittleren Rohrteil, hervorgerufen durch plastische Verformung wegen
der Impactabsorption ab, so dass die plastische Verformung am Umfangsrand des
großen
Rohrteils nicht auftritt. Als Ergebnis kann ein Ablösen des
Umfangsrandes des großen
Rohrteils verhindert werden, wenn die Trägerkonsole einen Impact oder
Aufprall absorbiert, wodurch die Forderungen (2) und (3) erfüllt werden.
Der kleine Rohrteil kann durch die Innenseite des Ringssteges aufgrund
der plastischen Verformung abgesenkt werden, da das das verformte
Rohr aufnehmende Loch innerhalb des Innenumfangs der Trägerfläche geöffnet wird.
Diese Bewegung macht den Bereich der plastischen Verformung größer und
erfüllt
somit die Forderung (1).
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Beispielsweise
Ausführungsformen
der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert werden,
in denen
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1 ein
Querschnitt durch ein Beispiel einer Fahrzeugstoßfängeranordnung, auf die die
Erfindung Anwendung findet, ist;
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2 ist
eine perspektivische Darstellung entsprechend 1,
jedoch von der Rückseite
aus gesehen und zeigt die Beziehung der Fahrzeugstoßfängeranordnung;
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3 ist
ein Querschnitt entsprechend 1 und zeigt
den Zustand von Impact- oder
Aufprallabsorption an der in 1 beschriebenen
Fahrzeugstoßfängeranordnung;
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4 ist
ein Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugstoßfängeranordnung,
bei der die Erfindung Anwendung gefunden hat;
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5 ist
eine perspektivische Darstellung entsprechend 4,
gesehen aus der Richtung der Rückseite,
wobei die Beziehung der Fahrzeugstoßfängeranordnung zu sehen ist;
und
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6 ist
ein Querschnitt und zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Fahrzeugstoßfängeranordnung.
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Beispielsweise
Einzelheiten der Erfindung sollen nun gemäß den Zeichnungen näher beschrieben
werden.
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Eine
Trägerkonsole 1 hat
die gleiche Konstruktion und den gleichen Aufbau in jedem der gezeigten
Beispiele. Die Trägerkonsole 1 ist,
wie 1 erkennen lässt,
eine dreistufige Konstruktion, erzeugt durch die Komprimierung des
Durchmessers eines Endteils eines plastisch verformbaren geraden
Metallrohres, wobei der Durchmesser des anderen Endteils des Rohres
aufgeweitet wird, so dass ein kleiner Rohrteil 2, ein mittlerer
Rohrteil 3 und ein großer Rohrteil 4 mit
unterschiedlichen Außendurchmessern gebildet
werden, wobei diese über
Abstufungen 5 und 6 zwischen den einzelnen Rohrteilen
aneinander angrenzen. Die Trägerkonsole 1 verfügt nämlich über den
mittleren Rohrteil 3 ursprünglicher Dicke, den kleinen
Rohrteil 2 von einem komprimierten Durchmesser, der dicker
im Vergleich zum mittleren Rohrteil 3 ist. Andererseits
ist der größere Rohrteil 4 mit aufgeweitetem
Durchmesser dünner
als der mittlere Rohrteil 3. Die einzelnen Abstufungen 5 und 6 machen
es leicht, dass die plastische Verformung zum Zeitpunkt des Aufpralls
beginnt, und zwar aufgrund der Quer schnittsfläche der gefalzten angrenzenden Rohrteile.
In diesem Beispiel liegt der kleine Rohrteil 2 der Trägerkonsole 1 der
Seite des Stoßfängers 7 gegenüber und
der große
Rohrteil 4 liegt gegen die Seite eines Fahrzeugkarosserieelementes 8.
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Der
Stoßfänger 7 dieses
Beispiels hat, wie in den 1 und 2,
einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt, der gebildet wird
durch Walzen eines Stahlblechs und verfügt über eine Verstärkungsrippe 11 parallel
zu einer Stoßfängeroberseite 9 und
einer Stoßfängerunterseite 10,
die quer über die
Stoßfängervorderseite 12 und
eine Stoßfängerrückseite 13 in
der Mitte in vertikaler Richtung vorgesehen sind. Ein Stoßfängerverbindungselement 34, das
am kleinen Rohrteil 2 der Trägerkonsole 1 befestigt
ist, ist an einem Endteil des Stoßfängers 7 fest. Dieses
Stoßfängerverbindungselement 34 ist
so konfiguriert, dass eine vorderseitige Flächenabdeckung 35 und
eine rückseitige
Flächenabdeckung 36 angepasst
sind. Ein Verbindungsloch 19, das auf der rückseitigen
Abdeckung 36 vorgesehen ist, und von einer zylindrischen
Wand 30 umschlossen ist, steht in Richtung zu dem Fahrzeugkarosserieelement 8 vor, und
der kleine Rohrteil 2 ist in das Verbindungsloch 19 eingeführt, so
dass der Umfangsrand 29 der zylindrischen Wandung mit der
Seitenfläche 21 des
kleinen Rohrteils verschweißt
wird. Die zylindrische Wandung 30 verhindert ein Lösen einer
Verbindung zwischen dem Stoßfängerverbindungselement 34 und
der Trägerkonsole 1 unter
Impact oder Aufprall geringer Lasten (Lösen der verschweißten Teile
in diesem Beispiel). Als Ergebnis schieben die Stoßfängervorderfläche 12 und
die Stoßfängerrückseite 13 des
Stoßfängers die
vordere Seitenabdeckung 35 und die hintere Seitenabdeckung 36 jeweils,
so dass der Aufprall auf die Trägerkonsole 1 (siehe
die später beschriebene 3) übertragen
wird.
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Der
große
Rohrteil 4 ist gegen ein Fahrzeugkarosserieverbindungselement 37 verschweißt und dieses
Fahrzeugkarosserieverbindungselement 37 ist auf das Fahrzeugkarosserieelement 8 unter
Verwendung von Bolzenlöchern 42 verbolzt,
so dass der große
Rohrteil 4 indirekt mit dem Fahrzeugkarosserieelement 8 verbunden
ist, derart, dass ein Umfangsrand 24 des großen Rohrteils
mit dem Fahrzeugkarosserieelement 8 indirekt verbunden
wird. Auf diese Weise wird, wenn der Stoßfänger 7 oder die Trägerkonsole 1 beschädigt wird,
das Fahrzeugkarosserieverbindungselement 37 von dem Fahrzeugkarosserieelement,
um den Stoßfänger 7,
das Stoßfängerverbindungselement 34,
die Trägerkonsole 1 und
das Fahrzeugkarosserieverbin dungselement 37 als einzige
Einheit auszuwechseln, entfernt. Das Fahrzeugkarosserieverbindungselement 37 in diesem
Beispiel ist mit eine Ringsteg 39 mit einer kreisförmigen Abstützfläche 38 versehen,
die ein verformtes rohraufnehmendes Loch 23 umschließt. Der Ringsteg 39 wirkt
als Verstärkungsrippe
des Fahrzeugkarosserieverbindungselements 37. Der Außendurchmesser
der Trägerfläche 38 ist
breiter als ein Außendurchmesser
R1 des großen
anzuschweißenden
Rohrteils und der Innendurchmesser der Trägerfläche 38 ist schmaler
als ein Innendurchmesser R2 des mittleren Rohrteils und der Durchmesser
des das verformte Rohr aufnehmenden Lochs 23 innerhalb
der Trägerfläche 38 ist
breiter als ein Außendurchmesser
R3 des kleinen Rohrteils. Im Augenblick der plastischen Verformung
aufgrund eines Aufpralls wird in der Trägerkonsole 1 die plastische
Verformung zurückgehalten,
indem die Abstufung zwischen dem mittleren Rohrteil und dem großen Rohrteil
gegen die Trägerfläche erfolgt.
Die Abstufung 5 zwischen dem kleinen Rohrteil und dem mittleren Rohrteil
geht in das Aufnehmerloch 23 innerhalb der Trägerfläche 38 für das verformte
Rohr und der kleine Rohrteil senkt sich in das das verformte Rohr
aufnehmende Loch 23. Wenn auf diese Weise das das verformte
Rohr aufnehmende Loch 23, in welches der kleine Rohrteil 2 sich
senkt, im Fahrzeugkarosserieelement 8 vorgesehen ist, lässt sich
Platz einsparen, da der Raum, den die Trägerkonsole 1 einnimmt,
begrenzt wird und gleichzeitig der Raum, der für die plastische Verformung
zur Verfügung
steht, vollständig
sichergestellt werden kann.
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Wird
im Beispiel der 3 ein weiterer Aufprall F von
der Stoßfängervorderseite 12 auf
die Stoßfängerrückseite 13 ausgeübt, dann
wird der Stoßfänger 7 nach
unten relativ nach hinten verschoben, während er teilweise verformt
oder beschädigt wird.
Wenn zum Beispiel der Verbindungsteil zwischen dem Stoßfänger 7 und
dem Stoßfängerverbindungselement 34 verformt
wird, da ja die Stoßfängervorderfläche 12 gegen
die vordere Seitenflächenabdeckung 35 des
Stoßfängerverbindungselementes presst
und die Stoßfängerrückseite 13 gegen
die rückseitige
Seitenabdeckung 36 presst, wird keinerlei Störung der
Haftung zwischen dem Stoßfängerverbindungselement 34 und
dem Stoßfänger 7 hervorgerufen.
Das Stoßfängerverbindungselement 34 wird längs einer
Seitenfläche 21 des
kleinen Rohrteils verschoben, die mit der Zylinderwandumfangsrandfläche 29 und
der Innenfläche
der vorderen Seitenabdeckung 35 verbunden ist und schiebt
eine Umfangskante 20 des kleinen Rohrteils und überträgt den Aufprall
F auf die Trägerkonsole 1.
Die Trägerkonsole 1 absorbiert diesen
Aufprall F als Ergebnis einer Faltbewegung (plastische Deformation)
der Seitenflächen
der Rohrteile, die den Abstufungen 5 und 6 folgen.
Die plastische Verformung tritt nicht vollständig gleichmäßig ein.
Anders ausgedrückt,
die plastische Verformung tritt ein, damit die Abstufung 6 zwischen dem
mittleren Rohrteil und dem großen
Rohrteil zunächst
nach innen gestreckt wird, um sich plastisch zu verformen, und der
mittlere Rohrteil 3 wird in eine Seitenfläche 40 des
großen
Rohrteils, angrenzend an die Abstufung 6, gefaltet, um
das Loch 23 zur Aufnahme des verformten Rohrs zu beaufschlagen,
und zwar aufgrund der Beziehung zwischen der Dicke der einzelnen
Rohrteile.
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Wenn
jedoch die Abstufung 6 zwischen dem mittleren Rohrteil
und dem großen
Rohrteil gegen die Trägerfläche 38 verschoben
wird, wird eine nachfolgende plastische Verformung der Seitenfläche 40 des
großen
Rohrteils unterdrückt.
Als Ergebnis wird eine plastische Verformung daran gehindert, sich
auf den gepressten Teil des Umfangsrandes 24 des großen Rohrteils
gegen die Trägerfläche 38 fortzupflanzen
und sorgt dafür,
dass der Schweißstoßteil sich nicht
löst. Anschließend wird,
um den verbleibenden Aufprall F zu absorbieren, die Abstufung 5 zwischen dem
kleinen Rohrteil und dem mittleren Rohrteil dann nach innen verstreckt,
um sich plastisch zu verformen und der kleine Rohrteil 2 wird
in das Loch 23 zur Aufnahme des verformten Rohrs geschoben,
während
eine mittlere Rohrteilseitenfläche 41,
angrenzend an die Abstufung 5, gefaltet wird. Diese plastische
Verformung erfordert eine Kraft, die größer als die für die plastische
Verformung ist, welche in der Lage ist, die Seitenfläche 40 des
großen
Rohrteils aufgrund des Verhältnisses
der Rohrdicken zu falten; der Aufprall F kann daher viel wirksamer
absorbiert werden.
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Wenn
beispielsweise der kleine Rohrteil 2 sich gegen den mittleren
Rohrteil 3 neigt (einzelne Achsen der Rohrteile sind außer Ausrichtung),
so unterdrückt
die Konstruktion zur Abstützung
der Abstufung 6 zwischen dem mittleren Rohrteil und dem
großen
Rohrteil mit der Trägerfläche 38 des
Ringsteges 39 die Neigung des mittleren Rohrteils 3,
begleitet von der (körperlichen)
Neigung des kleinen Rohrteils 2, wodurch nur das Einsenken
des kleinen Rohrteils 2 sichergestellt wird. Zurückzuführen ist
dies darauf, dass die Abstufung 6 zwischen dem mittleren
Rohrteil und dem großen
Rohrteil gegen die Trägerfläche 38 gedrückt bzw.
beaufschlag wird, welche in der Lage ist, die (körperliche) Neigung des mittleren Rohrteils 3 anschließend an
den kleinen Rohrteil 2 zu verhindern, selbst wenn der kleine
Rohrteil 2 sich neigt. Auf diese Weise verhindert der Ringsteg 39 die Trennung
der Verbindung (Loslösen
des geschweißten
Teils in diesem Beispiel) zwischen dem Umfangsrand 24 des
großen
Rohrteils und dem Fahrzeugkarosserieverbindungselement 37,
indem das Einsenken des mittleren Rohrteils 3 in das Aufnehmerloch für das verformte
Rohr gesteuert bzw. geregelt und sichergestellt wird, dass der kleine
Rohrteil 2 sich in das Loch 23 zur Aufnahme des
verformten Rohrs senkt, wodurch der Aufprall absorbiert wird.
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In
der Trägerkonsole 1 einer
mehrstufigen Konstruktion mit angrenzenden Rohrteilen verformen sich
die Rohrteile 2, 3 und 4 plastisch einzeln
oder integral, so dass ein Aufprall wirksam innerhalb einer kurzen
Entfernung absorbiert werden kann. Diese plastische Verformung ist
nämlich
eine Verformung, bei der die Gesamtlänge der Trägerkonsole 1 zur gleichen
Zeit wie die Anzahl der Abstufungen eingefaltet wird. Dieser Typ
elastischer Verformung absorbiert vollständig den notwendigen Aufprall,
solange wie die tatsächliche
Verformung gegen die ausgelegte Verformungsrichtung eintritt. Bekannte
Fahrzeugstoßfängeranordnungen,
die eine plastische Verformung nutzen, benötigten eine komplizierte Konstruktion
zur Bestimmung der Verformungsrichtung: ein großen Volumen der plastischen
Verformung war damit vergeudet. Durch die Maßnahme der vorliegenden Erfindung
werden sowohl ausgeglichene Ergebnisse bei der Bestimmung einer
Verformungsrichtung und des erreichten plastischen Verformungsvolumens
durch Verbindung auf der Stoßfängerseite
unter Verwendung der zylindrischen Wand 30 und der Verbindung
auf der Fahrzeugkarosserieelementseite 8 erreicht, bei
der ein Ringsteg 39 Verwendung findet. Zusätzlich wird
erfindungsgemäß eine Aufprallabsorptionskonstruktion
ohne Verbindungstrennung, nämlich
eine hoch verlässliche
Aufprallabsorptionskonstruktion geschaffen.
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In
einem in den 4 und 5 gezeigten Beispiel
ist die Stoßfängerrückseite 13 an
einer Stelle gegen das Ende des Stoßfängers 7 fortgeschnitten und
die Stoßfängeroberseite 9 und
die Stoßfängerunterseite 10 sind
partiell diagonal mit der Ausnahme eines Teils ganz nahe der Stoßfängervorderseite 12 fortgeschnitten
und dieser fortgeschnittene Teil ist mit einem Stoßfängerverbindungselement 14 überdeckt,
das vorgesehen ist, um die Trägerkonsole 1 zu befestigen.
Das Stoßfängerverbindungselement 14 hat
obere und untere horizontale Flansche 15 und 16, die
je von oben an die Verstärkungsrippe 11 und
die Stoßfängerunterseite 10 des
Stoßfängers 7 jeweils unter
Berührung
angrenzen; ein Vertikalflansch 17 ist an der Außenseite
der rückseitigen
Fläche 13 des Stoßfängers vorgesehen.
Dieses Stoßfängerverbindungselement 14 ist
durch Verbolzen, Vernieten oder Schweißen der Flansche 15, 16 und 17 gegen
den Stoßfänger 7 befestigt.
Dieses Stoßfängerverbindungselement 14 ist
mit einem Verbindungsloch 19 auf einer Verbindungsfläche 18 zum
Einführen
des kleinen Rohrteils 2 versehen.
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Bei
der Trägerkonsole 1 wird
der kleine Rohrteil 2 vom Verbindungsloch 19 eingeführt, das
auf der Verbindungsfläche 18 des
Stoßfängerverbindungselements 14 sich öffnet, der
Umfangsrandteil 20 des kleinen Rohrteils wird gegen die
Innenseite der Stoßfängervorderfläche 12 des
Stoßfängers 7 gepresst und
die Seitenfläche 21 des
kleinen Rohrteils ist am Umfangsrand 22 eines Verbindungslochs
geschweißt
(die gestrichelte Linie auf der Seitenfläche 21 des kleinen
Rohrteils in 5 zeigt den verschweißten Teil).
Obwohl die Umfangsrandkante 20 des kleinen Rohrteils keinen
Kontakt mit der Innenseite der Stoßfängervorderfläche 12 haben
muss, ist er bevorzugt so eng wie möglich gegen die Innenseite
der Stoßfängervorderfläche 12 angeordnet.
Je enger die Umfangskante 20 des kleinen Rohrteils gegen
die Innenseite der Stoßfängervorderfläche 12 angeordnet
ist, desto eher kann die Trägerkonsole 1 beginnen,
sich plastisch direkt nach einem Aufschlag gegen den Stoßfänger 7 zu
verformen, so dass unter geringen Lasten eine minimale Verformung
erfolgt. Der große
Rohrteil 4 ist mit dem Fahrzeugkarosserieelement 8 über das
Fahrzeugkarosserieverbindungselement 37, wie im oben genannten
Beispiel gezeigt, verbunden.
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In
einem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Trägerkonsole 1 mit
dem Stoßfängerverbindungselement 25,
der am Endteil des Stoßfängers 7 befestigt
ist, verbunden. Dieses Stoßfängerverbindungselement 25 ist
ein hohles Element, das konfiguriert ist, indem eine Vorderseitenflächenabdeckung 26 und
eine hintere Seitenflächenabdeckung 27 angepasst
sind. Das Stoßfängerverbindungselement 25 nimmt
sandwichartig die Außenseiten
der Stoßfängervorderfläche 12 und
der Stoßfängerrückseitenfläche 13 des
Stoßfängers 7 mit
den Endflächen
der einzelnen Abdeckungen 26 und 27 auf und ist
so verschweißt,
dass mit dem Stoßfänger 7 ein
integrales Teil gebildet wird. Die Trägerkonsole 1 ist mit
dem Stoßfänger 7 verbunden,
indem der kleine Rohrteil 2 in das Verbindungsloch 19 eingeführt wird,
das auf einer vertieften Fläche 28 einer
gekrümmten
rückseitigen
Abdeckung 27 vorge sehen ist und die Seitenfläche 21 des
kleinen Rohrteils an der Zylinderwandumfangskante 29 wird
ebenfalls verschweißt,
während der
Umfangsrand 20 des kleinen Rohrteils gegen die Innenfläche der
vorderseitigen Abdeckung 26 gepresst wird.
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Das
Stoßfängerverbindungselement 25 umschließt das Verbindungsloch 19,
das auf der vertieften Fläche 28 der
hinteren Seitenwandabdeckung 27 vorgesehen ist, und die
Zylinderwand 30, die gegen den Fahrzeugkarosseriekörper 8 vorsteht,
ist unter Verwendung eines Entgratungsprozesses vorgesehen. In dem
kleinen Rohrteil 2 macht die Seitenfläche des kleinen Rohrteils 21 Kontakt
mit der Zylinderwandinnenfläche 31 und
die Zylinderwandumfangskante 29 ist an der Seitenfläche 21 des
kleinen Rohrteils verschweißt.
Der Schweißvorgang
der Zylinderwandumfangskante 29 und der kleinen Rohrteilseitenfläche 21 ist
daher als „geradeaus" bezeichnet. Der
kleine Rohrteil 2 wird in den mittleren Rohrteil 3 und
den großen
Rohrteil 4 gezogen und versenkt, als Ergebnis der Verschweißung mit
der zylindrischen Wand 30 und zwar entsprechend der Bewegung
des Stoßfängerverbindungselements 25 nach
rückwärts integral
mit dem Stoßfänger 7 und
nicht ein Schieben gegen die Innenseite der Stoßfängervorderseite 12 erfolgt.
Da die Innenfläche 31 der
zylindrischen Wand von der Seitenfläche 21 des kleinen
Rohrteils berührt wird,
tritt nicht leicht ein Lösen
des verschweißten Teils
auf. Verglichen insbesondere damit, wenn der Umfangsrand des Verbindungslochs
in der Seitenfläche
des kleinen Rohrteils einfach verschweißt wird, tritt bei der Fahrzeugstoßfängeranordnung
nach diesem Beispiel ein Loslösen
unter geringen Lasten nicht auf und die Absorption von Aufprall,
Schlägen oder
Impacts unter Ausnutzen der plastischen Verformung der Trägerkonsole 1 lässt sich
verlässlich
erreichen.
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Die
Trägerkonsole 1 ist
indirekt mit dem Fahrzeugkarosserieelement 8 verbunden,
weil die Umfangskante 24 des großen Rohrteils Kontakt mit einer
Verbindungsflachfläche 33 eines
Fahrzeugkarosserieverbindungselements 32 herstellt, das
aus einer gebogenen Platte hergestellt ist, die durch Verbolzen
mit dem Fahrzeugkarosserieelement 8 befestigt ist, so dass
ein Verschweißen
mit dem Fahrzeugkarosserieverbindungselement 32 stattfindet.
Die Umfangsrandkanten 24 und 25 des Rohrteils
an beiden Enden der Trägerkonsole 1 können beide
engen Kontakt mit den entsprechenden Flächen herstellen, indem der
Stoßfänger 7 und
das Fahrzeugkarosserieelement 8 sowie das Stoßfängerverbindungselement 25 und
das Fahrzeugkarosse rieverbindungselement 32 als getrennte
Einheit benutzt werden. Zusätzlich
ist es einfach, mit dem Verbindungsloch 19 und dem Aufnehmerloch 23 für das verformte
Rohr etc. zu arbeiten, wenn das Stoßfängerverbindungselement 25 und
das Fahrzeugkarosserieverbindungselement 32 verwendet werden.
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Durch
die Maßnahme
nach der Erfindung wird eine Fahrzeugstoßfängeranordnung hergestellt, die
verfügt über die
Merkmale (1) die Fähigkeit,
Stöße effektiv
zu absorbieren, (2) starke Verbindungen zwischen einem Stoßfänger, einer
Trägerkonsole und
einem Fahrzeugkarosserieelement herzustellen, (3) verlässliche
Stoßabsorption
(Zuverlässigkeit),
(4) Raumeinsparung und (5) einfache Konfiguration. Zunächst wird
(1) die Fähigkeit,
Stöße effektiv
zu absorbieren, wirksam erreicht, und zwar aufgrund der Fähigkeit
der Trägerkonsole
selbst, die über
eine Mehrstufenkonstruktion mit aneinander angrenzenden Rohrteilen
verfügt,
um Stöße effektiv
zu absorbieren. Zusätzlich
reduziert die Fahrzeugstoßfängeranordnung
zur Verbindung der Umfangsränder
des Rohrteils mit der Innenseite der Vorderseite des Stoßfängers in
im wesentlichen aneinander anliegender Weise das Volumen der plastischen
Verformung unter geringen Lasten, um die Aufprallabsorptionsfähigkeit zu
verbessern. Da das Erfüllen
dieser Forderung (1) eine Miniaturisierung herbeiführt und
die gesamte Fahrzeugstoßfängeranordnung
vereinfacht, führt dies
auch zu (4) Raumeinsparung und (5) einer einfachen Konfiguration.
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(2)
Eine hohe Verbindungsfestigkeit zwischen Stoßfänger, Trägerkonsole und Fahrzeugkarosserieelement
wird erreicht, indem eine Seitenfläche eines Rohrteils mit einer
zylindrischen Wand verschweißt
wird, die vorgesehen wird, indem ein Verbindungsloch zur Verbindung
des Stoßfängers umschlossen
wird und indem ein Umfangsrand des anderen Rohrteils mit einer Trägerfläche eines
Ringsteges zusammengefügt
werden, um den Anschluss an das Fahrzeugkarosserieelement herzustellen.
Ein Verschweißen
der zylindrischen Wand an der Seitenfläche des Rohrteils verhindert
ein Lösen
des Schweißstoßteils und
verbessert die Verbindungsfestigkeit, indem die verlängerte Richtung
der Rohrteile gleich wie die stehende Richtung der zylindrischen
Wandung ist. Weiterhin wird das Schweißen der zylindrischen Wand
an der Seitenfläche
des Rohrteils zu einem einfachen Verschweißen zwischen der zylindrischen
Wand und der Seitenfläche des
Rohrteils. Ein Stoßen
des Umfangsrandes des anderen Rohrteils mit der Trägerfläche des
Ringsteges hindert die plastische Verformung der Trägerkonsole
daran, den Stoß-
oder Verbindungsteil zu erreichen und verbessert somit die Verbindungsfestigkeit. In
beiden Fällen
wird die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Stoßfänger, der Trägerkonsole
und dem Fahrzeugkarosserieelement aufrecht erhalten und verbessert,
und (3) eine zuverlässige
Aufprallabsorption (Zuverlässigkeit)
wird erhalten, wenn die plastische Verformung gleichzeitig wie die
dynamische Aufprallabsorption abläuft.