DE19511868A1 - Stoßstange - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoßstange für eine zwei Längsträger aufweisende Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Stoßstange dieser Art, auch Stoßfänger genannt (DE 26 25 724 A1), sind die Verformungsglieder einerseits mit dem Biege- oder Querträger und andererseits mit je einem Längsträger der Fahrzeugkarosserie verschraubt. Der Biegeträger ist zusätzlich mit einer gummiähnlichen Schutzleiste belegt. Bei einem kleinen Auffahrunfall werden ausschließlich die Verformungsglieder verformt. Nach Lösen der Schrauben lassen sich diese in einfacher Weise austauschen. Bei einem größeren Auffahrunfall verformen sich nicht nur die Verformungsglieder, sondern auch die Längsträger.

Das Energieabsorptionsvermögen einer solchen Stoßstange bis zu einer Beschädigung der Längsträger ist relativ gering, so daß nur bei Auffahrunfällen mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten bis beispielsweise 5 km/h eine Schädigung der Längsträger vermieden werden kann.

Aus der DE 35 10 590 C2 ist eine Stoßstange bekannt, die aus zwei Halbschalen zusammengesetzt und unmittelbar an den Längsträgern der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Die Schenkel der U-förmigen Halbschalen nehmen in ihrer Breite zu den freien Enden der Stoßstange ab, so daß die beiden Halbschalen in ihrer Ausgangslage vor ihrer Verbindung einander so gegenüberliegen, daß bei stirnseitiger Berührung der Schenkel im Bereich der Stoßstangenmitte zwischen diesen ein zu den Enden hin sich kontinuierlich verbreiternder Spalt verbleibt. Zum Verschweißen werden die beiden Halbschalen gegeneinander verspannt, so daß der Spalt geschlossen wird. In den Halbschalen bauen sich damit Spannungen auf, die zu einer Verfestigung der Stoßstange führen und sich im Belastungsfall günstig auf deren Stabilität auswirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stoßstange der eingangs genannten Art mit wesentlich größerem Energieabsorptionsvermögen zu schaffen.

Die Aufgabe ist bei einer Stoßstange der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Stoßstange hat den Vorteil, daß sie ohne Verformung der Längsträger eine sehr viel größere Stoßenergie aufnehmen kann als die eingangs beschriebene bekannte Stoßstange, da die gegenüber dem Biegeträger steiferen Verformungsglieder zunächst jegliche Stoßenergie von den Längsträgern fernhalten und erst nach Zusammenbruch des Biegeträgers energieverzehrend tätig werden. Damit können Stöße, die sich bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von bis zu 15 km/h ereignen, ohne Beschädigung der Längsträger aufgenommen werden. Die strukturseitige Instandsetzung des Fahrzeugs nach einem solchen Auffahrunfall ist ohne Schweiß- und Richtarbeiten kostengünstig durch einfaches Austauschen der Stoßstange möglich.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stoßstange mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Biegeträger und Verformungsglieder miteinander einstückig ausgebildet und aus zwei gleichen Halbschalen zusammengesetzt, die in Anbaustellung in einer horizontalen oder vertikalen Trennebene mit Flanschen aufeinanderliegen und über diese Flansche fest miteinander verbunden sind. Bei horizontaler Ausrichtung der Trennebene können die Flansche horizontal, also parallel zur Trennebene, oder vertikal verlaufend ausgebildet sein. Die Ausrichtung der Flansche längs der Trennebene hat den Vorteil, daß die Halbschalen aus einem einzigen Werkzeug gefertigt werden können. Die feste Verbindung der Halbschalenflansche kann z. B. durch Schweißen, Druckfügen, Kleben, Nieten oder Schrauben vorgenommen werden. Die Halbschalen selbst können dabei aus tiefgezogenem Stahl- oder Leichtmetallblech oder aus Leichtmetallguß bestehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Biegesteifigkeit und der Formänderungswiderstand des Verbandes durch Einbringen eines in der Flanschebene angeordneten Verstärkungsbleches und/oder durch gezielte Versickungen verändert werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind an den Flanschen der Verformungsglieder Verbreiterungen vorgesehen, die Augen zur Befestigung von Nebenaggregaten tragen. Die angeschraubte Stoßstange ermöglicht die Aufrüstung der Stoßstange zu einem Montagemodul, in dem z. B. Stoßfänger, Leuchteinheit, Nebelscheinwerfer, Kühler, Signalhorn, Motorhaubenschlösser und weitere Nebenaggregate und Leitungen integriert werden können.

Die erfindungsgemäße Stoßstange kann sowohl an der Front als auch am Heck der Fahrzeugkarosserie angeordnet werden.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Stoßstange für eine Fahrzeugkarosserie mit zwei Längsträgern,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 und 4 jeweils ausschnittweise eine perspektivische Darstellung einer Stoßstange gemäß einem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel.

Die in Fig. 1 in Draufsicht zu sehende Stoßstange ist zum Anbau an eine Fahrzeugkarosserie vorgesehen, und zwar an deren Längsträger 11, 12. Die Stoßstange kann dabei an dem vorderen oder hinteren Stirnende der beiden Längsträger 11, 12 angeordnet werden. Die Stoßstange weist einen Biegeträger 13 und zwei von diesem rechtwinklig abstehende Verformungsglieder 14, 15 auf, die einstückig mit dem Biegeträger 13 verbunden sind. Am freien Ende der Verformungsglieder 14, 15 sind Befestigungsflansche 16, 17 angeformt, die auf entsprechend ausgebildeten Flanschen 18, 19 an den Längsträgern 11, 12 aufliegen und mit diesen durch Schraubverbindungen fest verbunden sind. Die Schraubenverbindungen sind in Fig. 1 durch Strichpunktierung angedeutet und mit 20 bezeichnet.

Wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 2 zu erkennen ist, sind der Biegeträger 13 und die damit einstückigen Verformungsglieder 14, 15 aus zwei gleichen Halbschalen 21, 22 zusammengesetzt, die in Anbaustellung längs einer horizontalen Trennebene über umlaufende Flansche 23, 24 aufeinanderliegen und über diese fest miteinander verbunden sind. Die beiden Flansche 23, 24 sind parallel zur Trennebene ausgerichtet, erstrecken sich also ebenfalls horizontal. Sie können alternativ auch vertikal ausgerichtet sein. Die beiden Halbschalen 21, 22 sind dabei aus tiefgezogenem Stahl- oder Leichtmetallblech hergestellt. Sie können aber auch aus Leichtmetallguß gefertigt werden. Die feste Verbindung der Halbschalenflansche 23, 24 wird durch Schweißen, Druckfügen, Kleben, Nieten oder Schrauben realisiert. Als Schweißverfahren kommt Punkt-, Laser- oder MAG-Schweißen in Betracht. Der aus den beiden Halbschalen 23, 24 zusammengesetzte Verband aus Biegeträger 13 und Verformungsglieder 14, 15 ist so ausgelegt, daß die Verformungsglieder 14, 15 verformungssteifer als der Biegeträger 13 ist, so daß sie sich erst am Ende des Deformationsvermögens des Biegeträgers 13 unter weiterer Energieaufnahme verformen. Dieses Deformationsverhalten wird durch entsprechende Ausbildung der beiden Halbschalen 21, 22 herbeigeführt. Zusätzlich kann die Biegesteifigkeit und der Formänderungswiderstand durch gezielte Versickungen 25 in den Halbschalen 21, 22 und/oder durch vorzugsweise verzinkte Verstärkungsbleche 26 erreicht werden, die in der Trennebene der Halbschalen 21, 22 und damit in der Ebene der Flansche 23, 24 angeordnet sind und sich an gegenüberliegenden Schalenwänden abstützen. In Fig. 2 ist ein solches Verstärkungsblech 26 im Biegeträger 13 im Schnitt zu sehen.

Außerdem können die als kastenförmige Stützen ausgebildeten Verformungsglieder 14, 15 so abgeändert werden, daß ihr Querschnitt sich über ihre Länge ändert, und zwar zu- oder abnimmt. Dies ist in Fig. 2 strichliniert angedeutet, wobei sich der Querschnitt der Verformungsglieder entweder vom Biegeträger 13 zu den Längsträgern 11, 12 hin verjüngt oder umgekehrt. Wie in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist, kann an der Vorderseite des Biegeträgers 13 noch ein Pralldämpfer 27 aus aufgeschäumtem Kunststoff angeordnet sein, der auf die Flansche 23, 24 aufgesteckt ist. Der Pralldämpfer 27 baut durch Verformung Stoßenergie ab und schützt den Biegeträger 13 vor Beschädigung bei Stößen mit sehr kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten.

Die Befestigungsflansche 16, 17 zur Befestigung der Stoßstange an den beiden Längsträgern 11, 12 werden bevorzugt als gedoppelte Lappen ausgebildet, die einstückig mit den Halbschalen 21, 22 sind und von diesen rechtwinklig abgebogen werden. An den Halbschalenflanschen 23, 24 sind Verbreiterungen 30 vorgesehen, die Augen 36 zur Befestigung von Nebenaggregate des Fahrzeugs tragen. Solche Nebenaggregate sind der Kühler oder der Waschwasserbehälter. Diese Befestigungsstellen ermöglichen eine vom Fahrzeug getrennte Aufrüstung der Stoßstange zum Montagemodul und eine gute Zugänglichkeit zum Motor bei demontierter Stoßstange.

In Fig. 3 ist abschnittweise eine modifizierte Stoßstange dargestellt. Hier sind der Biegeträger 13′ und die Verformungsglieder, von denen nur das Verformungsglied 15′ dargestellt ist, jeweils getrennt als Strangpreßprofile ausgeführt und miteinander fest verbunden, was durch Schrauben, Nieten, Kleben oder Schweißen bewirkt werden kann. Der Biegeträger 13′ ist im Mittelbereich als geschlossenes Kastenprofil und in den Endbereichen als ein zu der Fahrzeugkarosserie hin offenes U-Profil ausgebildet. Mit 27 ist wiederum der Pralldämpfer aus geschäumtem Kunststoff bezeichnet, der auf der von der Fahrzeugkarosserie abgekehrten Frontseite des Biegeträgers 13′ befestigt ist. Die Verformungsglieder 15′ sind ebenfalls als Strangpreß- Kastenprofile ausgebildet, wobei zur Beeinflussung der Biegesteifigkeit und des Formänderungswiderstandes Versteifungsstege 28 vorgesehen sein können, die in Einbaulage der Stoßstange horizontal liegen und sich an zwei gegenüberliegenden Profilwänden abstützen. Um einen homogenen Deformationsablauf zu erreichen und die erste Kraftspitze beim Anfalten zu reduzieren, sind die Versteifungsstege 28 im Anschlußbereich zum Biegeträger 13′ zurückgeschnitten, d. h. sie enden mit Abstand vom Stirnende des an dem Biegeträger 13′ angesetzten Verformungsglieds 15′ Der Biegeträger 13′ ist mit mittig angeordnetem horizontalen Längssteg 29 ausgeführt.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Stoßstange abschnittweise perspektivisch skizziert. Der Biegeträger 13 ist hier aus zwei identischen Halbschalen 31, 32 zusammengesetzt, die in Anbaustellung längs einer vertikalen Trennebene mit vertikalen Flanschen aufeinanderliegen und über diese fest miteinander verbunden sind. Die Flansche sind in Fig. 4 mit 33 und 34 gekennzeichnet. Die beiden Verformungsglieder, von welchen in Fig. 4 lediglich das Verformungsglied 15′′ zu sehen ist, sind als Kastenprofile ausgebildet, die aus einem U-förmigen Profilabschnitt mit Schließblech bestehen und stirnseitig an der Rückseite der der Fahrzeugkarosserie zugekehrten Halbschale 32 befestigt sind. Die Befestigung erfolgt dabei durch Schweißen, Nieten, Schrauben oder Kleben. An dem freien Stirnende der Verformungsglieder 15′′ sind gedoppelte Lappen 35 vorgesehen, die zur Aufnahme der Schraubverbindungen zu den Längsträgern 11, 12 dienen.

Claims (15)

1. Stoßstange für eine zwei Längsträger aufweisende Fahrzeugkarosserie mit einem über die Karosseriebreite sich erstreckenden Biegeträger und mit zwei im Abstand voneinander auf der der Fahrzeugkarosserie zugekehrten Rückseite des Biegeträgers von diesem rechtwinklig abstehenden Verformungsgliedern, die fest mit dem Biegeträger verbunden und mittels Schraubverbindungen an den Stirnenden der Längsträger mit diesen fluchtend befestigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsglieder (15, 16) verformungssteifer als der Biegeträger (13) ausgebildet sind, so daß sie sich erst am Ende des Deformationsvermögens des Biegeträgers (13) unter weiterer Energieaufnahme verformen.

2. Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeträger (13′) aus zwei gleichen Halbschalen (31, 32) zusammengesetzt ist, die mit in Anbaustellung längs einer vertikalen Trennebene mit parallel zur Trennebene verlaufenden Flanschen (33, 34) aufeinanderliegen und über diese fest miteinander verbunden sind, und daß die Verformungsglieder (15′′) als Kastenprofile ausgebildet sind, die stirnseitig an dem Rücken der der Fahrzeugkarosserie zugekehrten Halbschale (32) befestigt, vorzugsweise geschraubt, genietet oder verschweißt, sind (Fig. 4).

3. Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Biegeträger (13) und Verformungsglieder (14, 15) miteinander einstückig ausgebildet und aus zwei gleichen Halbschalen (21, 22) zusammengesetzt sind, die in Anbaustellung längs einer horizontalen Trennebene mit Flanschen (23, 24) aufeinanderliegen und über diese fest miteinander verbunden sind (Fig. 1 und 2).

4. Stoßstange nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Verbindung der Halbschalenflansche (23, 24; 33, 34) durch Schweißen (Punkt-, Laser- oder MAG- Schweißen), Druckfügen, Kleben, Nieten oder Schrauben vorgenommen ist.

5. Stoßstange nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbschalen (21, 22; 31, 32) aus tiefgezogenem Stahl- oder Leichtmetallblech oder aus Leichtmetallguß hergestellt sind.

6. Stoßstange nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flanschebene ein Verstärkungsblech (26) angeordnet ist, das sich an gegenüberliegenden Schalenwänden abstützt.

7. Stoßstange nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Halbschalen (21, 22) Versickungen (25) vorgesehen sind.

8. Stoßstange nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsglieder als kastenförmige Stützen mit über die Stützenlänge zu- oder abnehmendem Querschnitt ausgebildet sind.

9. Stoßstange nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem den Längsträgern (11, 12) zugekehrten freien Ende der Verformungsglieder (15′′) damit gedoppelte Lappen (35) rechtwinklig abgebogen sind, die mit den Flanschen (18, 19) am Stirnende der Längsträger (11, 12) verschraubt sind.

10. Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeträger (13′) und die Verformungsglieder (15′) jeweils als Strangpreßprofile ausgebildet sind und daß die Strangpreßprofile durch Schrauben, Nieten, Kleben oder Schweißen miteinander verbunden sind (Fig. 3).

11. Stoßstange nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeträger (13′) im Mittelbereich als geschlossenes Kastenprofil und in den Endbereichen als jeweils ein zu der Fahrzeugkarosserie hin offenes U-Profil ausgebildet ist.

12. Stoßstange nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsglieder (15′) als Kastenprofile ausgebildet sind.

13. Stoßstange nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kasten- und/oder U-Profile mit in Anbaulage horizontal ausgerichteten Versteifungsstegen (28, 29) versehen sind, die sich an zwei gegenüberliegendem Profilwänden des Kastenprofils bzw. am Grund der U-Profile abstützen.

14. Stoßstange nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsstege (28) im Kastenprofil der Verformungsglieder (15′) im Anschlußbereich zum Biegeträger (13′) zurückgeschnitten sind, d. h. mit Abstand vom Stirnende des Kastenprofils enden.

15. Stoßstange nach einem der Ansprüche 3-9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Halbschalenflanschen (23, 24) der Verformungsglieder (14, 15) Verbreiterungen (30) vorgesehen sind, die Augen (36) zur Befestigung von Nebenaggregaten des Fahrzeugs tragen.