DE2941879A1

DE2941879A1 - Stossfaengeraufbau fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2941879A1
Application number: DE19792941879
Authority: DE
Inventors: Kenji Hayashi; Nobuo Okubo
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1979-10-16
Publication date: 1980-04-17
Also published as: GB2033535A; FR2439106B1; JPS5555031A; GB2033535B; FR2439106A1

Description

Stoßfängeraulbau für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Stoßfängeraufbau für ein Kraftfahrzeug.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Stoßfängeraufbau, bei dem vor einem Stoßfängerverslärkungsglied aus Metall ein aus Kunstharz, Kunststoff oder Gummi gefertigtes Stoßabsorptionsglied angeordnet ist, welches im Falle eines Zusammenstoßes des Kraftfahrzeuges die Stoßenergie durch eine Deformation des Stoßabsorptionsglieds absorbiert.

Ein in den Figuren 1 und 2 durch B dargestellter Stoßfänger gemäß einem älteren Vorschlag ist mit einem Stußabsorptionsglied 2 versehen, das aus Urethanschauni oder Polyäthylenwaben geformt und vor einem aus starrem Metall gefertigten Stoßfängerverstärkungsglied 1 von im wesentlichen rechteckigem Querschnii angeordnet ist. Eine Stoßfängerschale 3, die ebenfalls aus Kunstharz, Kunststoff oder Gummi gefertigt und zusammen mit dem Stoßabsorptionsglied 2 deforniierbar ist, ist mittels Schraubbolzen 4a, 4b am Stoßfängerverstärkungsglied 1 befestigt, so daß es das Stoßabsorptionsglied 2 bedeckt. Der Stoßfängeraufbau ist am Kraftfahrzeugkörper mit einem Paar Trägern 5 befestigt, welche an der Rückseite des Stoßfängerverstärkungsglitds 1 vorgesehen sind.

Bei dieser Bauweise beträgt die Gesamtdicke LO des Stoßfängers B die Summe der Dicke Ll des Stoßfängerverstärkungsglieds 1 und der Dicke L2 des Stoßabsorptionsglieds 2.

Damit das Verstärkungsglied 1 eine genügende Starre und Festigkeit aufweist, muß eine bestimmte Dicke Ll des Verstärkungsglieds 1 vorgesehen werden. Damit das Stoßabsorptionsglied 2 zumindest ein bestimm-

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tes Absorptionsvermögen aufweist, muß die Dicke L2 einen bestimmten Wert überschreiten. Ein Stoßfänger D gemäß dem älteren Vorschlag muß somit eine Gesamtdicke LO aufweisen, die relativ groß ist, und bildet somit in der am Fahrzeugkörper befestigten Lage einen Vorsprung, der in übermäßiger Weise hervorsteht. Dies führt unter anderem zu einer Verlängerung des Fahrzeugs sowie zu einer Beeinträchtigung seiner Erscheinung.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, einen verbesserten Stoßfängeraufbau für ein Kraftfahrzeug vorzusehen, bei dem die Nachteile des älteren Vorschlags bzw. des Standes der Technik beseitigt sind und bei dem die Gesamtdicke des Stoßfängers verringert ist, ohne daß dabei die Wirkung des Stoßabsorptionsglieds verschlechtert, die Festigkeit und Starre des Stoßfängerverstärkungsglieds beeinträchtigt und das Gewicht zusätzlich vergrößert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Stoßfängerverstärkungsglied mit einer darin gebildeten Ausnehmung und einem Stoßabfcorptionsglied aus einem elastischen oder hm inden Material, das zum Teil in der Ausnehmung aufgenommen ist.

Der erfindungsgemäße Stoßfängeraufbau weist somit ein Stoßfängerverstärkungsglied mit einer darin gebildeten Ausnehmung und ein Stoßabsorptionsglied aus einem elastischen Material, sowie eine Stoßfängerschale auf, wobei das Stoßabsorptionsglied in der Ausnehmung bis zu einer Tiefe aufgenommen ist, die 20 bis 35 % der Dicke des unbelasteten Stoßabsorptionsglieds betragen kann. Bei dieser Bauweise ergibt sich ein Stoßfängeraufbau von reduzierter Dicke, welcher leicht und fest ist, jedoch keine verschlechterte Wirkung des Stoßabsorptionsglieds aufweist.

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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Stoßfängeraufbaus liegt darin, daß bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs ein Verschieben oder Entfernen vom Fahrzeug des Stoß;ibsorptionsglieds verhindert wird, so daß eine sicherere Funktion der Stoßabsorption gewährleistet ist.

Wird die Stoßenergieabsorptionscharakteristik eines aus Uretlianschaum oder Polyäthylenwaben gefertigten Stoßabsorptionsglieds von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, das im freien oder normalen, unbelasteten Zustand eine Dicke SO aufweist, betrachtet, dann ist die Beziehung zwischen der Deformation S des Stoßabsorptionsglied in der Richtung, in der der Stoß wirkt, und der im Stoßabsorptionsglied beim Zusammenstoß entstehenden Reaktionskraft F, wie in der Fig. 3 dargestellt, in der ein Wendepunkt P (Sl, Fl) erscheint. Die im Absorptionsglied auftretende Reaktionskraft steigt hinter dem Wendepunkt P stark an,und die Absorptionsfähigkeit des stoßabsorbierenden Glieds nimmt ab. In zusätzlicher Weise haben Versuche bestätigt, daß am Wendepunkt P die Deformation Sl normalerweise 65 bis 80 % der freien oder normalen Dicke SO beträgt. Dementsprechend wurde festgestellt, daß der Bereich, in dem das Stoßabsorptionsglied in wirksamer Weise verwendbar ist, 65 bis 80 % der freien oder normalen Dicke SO im unbelasteten Zustand beträgt, so daß es nicht erforderlich ist, daß die übrigbleibende, 35 bis 20 % betragende Dicke an der Vorderseite des Stoßfängerverstärkungsglieds herausragt.

Anhand der beiliegenden Figuren und der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen werden die Vorteile und Merkmale der Erfindung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung in auseinandergezogener Anord

nung eines Stoßfängers gemäß einem älteren Vorschlags;

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Fig. 2 eine Querschnittsansicht des in der Fig. 1 dar

gestellten Stoßfängers;

Fig. 3 die Charakteristikkurve der Beziehung zwischen

der Deformation S eines Stoßabsmptiunsglieds und der darin auftretenden Reaktionskraft F, wenn das Stoßabsorptionsglied einer Stoßkompressionskraft ausgesetzt ist;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Aus

führungsform eines erfindungsgemäßen Stoßfängeraufbaus, welcher sich im wesentlichen entlang der gesamten Breite eines Fahrzeugkörpers erstreckt;

Fig. 5 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausfüh

rungsform eines erfindungsgemäßen Stoßfängeraufbaus;

Fig. 6 eine Querschniltsansicht der in der Fig. 5 gezeig

ten erfindungsgemäßen Austührungsform, bei der zusätzlich eine am Stoßfängerverstärkungsglied befestigte Stoßfängerschale vorgesehen ist, und

Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausfüh

rungsform des erfindungsgemäßen Stoßfängeraufbaus, welcher sich im wesentlichen entlang der Gesamtbreite eines Fahrzeugkörpers erstreckt.

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Bei allen Figuren der Zeichnung beziehen sich gleiche Bezugszeichen jeweils auf entsprechende Bauteile.

Die in der Fig. 4 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoßfängeraufbaus B umfaßt ein Stoßfängerverstärkungsglied 1 und ein Stoßabsorptionsglied 2. An einer Seite des Verstärkungsglieds 1 ist eine Ausnehmung R gebildet, in der ein Teil 2a des Stoßabsorptionsglieds 2, das aus Urethanschaum oder Polyäthylenwaben geformt ist, eingebettet oder aufgenommen ist.

Das Stoßfängerverstärkungsglied 1 weist ein erstes Profilglied 6 mit U-Querschnitt und ein zweites Profilglied 7 mit U-Querschnitt aus einem Metall von hoher Biegefestigkeit, z. B. gezogener Stahl, auf, wobei das zweite Profilglied 7 erheblich flacher oder weniger tief als das erste Profilglied 6 und in das erste Profilglied 6 eingepaßt ist. Die Schenkel oder Seitenwände 6a, 6b bzw. 7a, 7b beider Profilglieder erstrecken sich vom Fahrzeugkörper hinweg, wobei die oberen Seitenwände 6a, 7a und die unteren Seitenwände 6b, 7b des ersten bzw. zweiten Profilglieds 6, 7 an ihren Rändern oder Kanten zusammenliegen und aneinandergeschweißt sind. Da das zweite Profilglied 7 flacher oder weniger tief als das erste Profilglied 6 ist, befindet sich ein Raum C zwischen der durch den Steg des Profils gebildeten Bodenwand 6c des ersten Profilglieds und der durch den Steg des Profils gebildeten Bodenwand 7c des zweiten Profilglieds 7. Durch diese Bauweise erhält das Stoßfängerverstärkungsglied 1 eine verbesserte Biegefestigkeit, während die beiden oberen und unteren Seitenwände 6a, 6b des Profilglieds 6 eine genügende Breite aufweisen, so daß das Stoßfängerverstärkungsglied 1 die gleiche Festigkeit und Starre aufweist wie das beim älteren Vorschlag verwendete Bauteil.

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Die Ausnehmung R, in der das B.isisteil 2a des Stoßabsorptionsglieds 2 aufgenommen wird, ist entlang der Gesamtlänge des zweiten Profilglieds 7 gebildet, und die Tieie der Ausnehmung R wird aufgrund experimenteller Ergebnisse bestimmt, aus welchen hervorgeht, daß 20 bis 35 % der unbelasteten oder freien Dicke SO des Stoßabsorptionsglieds 2, gemessen in. der Richtung, in welcher der Stoß einwirkt, im Stoßfängerverstärkungsglied 1 aufgenommen werden kann. Bei dieser spezifischen Ausführungsform beträgt die Tiefe der Ausnehmung R ungefähr 20 % der freien oder unbelasteten Dicke SO. Das Stoßabsorptionsglied 2 erstreckt sich im wesentlichen entlang der Gesamtlänge der Ausnehmung R.

Eine Stoßfängerschale 3 bedeckt das Stoßabsorptionsglied 2 und ist mit Schraubbolzen 8a, 8b an der oberen Seitenwand 6a bzw. der unteren Seitenwand 6b des ersten Profilglieds 6 befestigt. Die Stoßl'ängerschale 3 ist aus einem elastischen Material wie Kunstharz, Kunststoff oder Gummi gefertigt, welches sich zusammen mit dem Stoßabsorptionsglied 2 deformiert.

Der auf diese Weise zusammengesetzte Stoßfänger B wird am Fahrzeugkörper mit Trägern befestigt, welche an der Rückseite des Stoßabsorptionsglieds 2 befestigt sind.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform umfaßt der Stoßfänger B eine Mehrzahl von Ausnehmungen R, welche entlang seiner Länge an der Vorderseite des Stoßfängerverstärkungsglieds 1 vorgesehen sind. Eine entsprechende Anzahl von Stoßabsorptionsgliedern 2, welche eine Blockform aufweisen, sind zur Aufnahme in den Ausnehmungen R vorgesehen.

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In diesem Full ist das Verstärkungsglied 1 von kastenförmiger Bauweise und umfaßt eine flache Platte 9 und ein geflanschtes Profilglied 10 mit U-Querschnitt. Das Profilglied 10 ist an der Seite der flachen Platte 9 vorgesehen, die dem Fahrzeug gegenüberliegt, wobei die offene Seite dem Fahrzeug zugewendet ist. Obere und untere Flansche 10a, 10b des Profilglieds 10 sind an der flachen Platte 9 angeschweißt. Entlang der Länge des Profilglieds 10 sind in dessen durch den Steg des Profils gebildeten Bodenwand rechteckige Öffnungen 11 in einer Mehrzahl gebildet, wobei jede dieser Öffnungen 11 eine getrennte Ausnehmung R bildet. Das Basisteil 2a jedes Stoßabsorptionsglieds 2 ist in einer entsprechenden Ausnehmung R aufgenommen. Bei dieser Ausführun^slorm beträgt die in der Ausnehmung R aufzunehmende Tiefe des Basisteils 2a etwa 30 % der freien Dicke SO des Stoßabsorptionsglieds 2, d. h. etw;i 30 % der Dicke des unbelasteten Stoßabsorptionsglieds 2.

Als nächstes soll eine weitere, in der Fig. 7 gezeigte Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden. Bei dieser Ausführungsform umfaßt dab Stoßfängerverstärkungsglied 1 einfach ein Profilglied mit U-Querschnitt, das sich nach außen wendet, d. h. mit seinen Schenkeln vom Fahrzeugkörper hinwegragt, wobei dessen gesamte Öffnung als Ausnehmung R verwendet wird, die den Basisteil 2u des Stoßabsorptionsglieds 2 aufnimmt. Somit ist es erforderlich, daß das Verstärkungsglied 1 aus einem Material hoher Festigkeit und Starre oder aus dickem Material besteht. Bei dieser spezifischen Ausführungsform beträgt die Dicke des Basisteils 2a ungefähr 35 % der Länge SO. Bei dieser spezifischen Ausführungsform ist das Stoßabsorptionsglied 2 als ein einziges Stück dargestellt, welches sich im wesentlichen entlang der gesamten Länge der Ausnehmung R erstreckt. Dieses Stoßabsorptionsglied kann jedoch durch eine Mehrzahl von Stoßabsorptionsgliedern ersetzt werden, die eine Blockform aufweisen, wie sie in der Fig. 5 gezeigt ist.

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Wie vorstehend beschrieben, wird erfindungsgemäß die Gesamtdicke des Stoßabsorptionsglieds reduziert, ohne daß seine Wirksamkeit beeinträchtigt oder die Festigkeit und Starre des Stoßfängerverstärkungsglieds reduziert wird. Der Stoßfängeraufbau kann somit eine relativ leichte Bauweise aufweisen.

Da ferner das Stoßabsorptionsglied 2 in der Ausnehmung R aufgenommen ist, wird verhindert, daß das Stoßabsorptionsglied 2 bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs abgetrennt oder in seiner Lage verschoben wird, wodurch die Wirkung des Stoßfängeraufbaus verbessert wird.

Die Erfindung ist im einzelnen anhand von drei bevorzugten Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben worden. Dies soll jedoch nicht als eine Einschränkung des Rahmens der Erfindung aufgefaßt werden, welche eher durch die beiliegenden Patentansprüche definiert ist. Wie dem Fachmann ersichtlich ist, lassen sich verschiedene Modifikationen dieser Ausführungsformen innerhalb des Rahmens der Erfindung verwirklichen.

Während die vorstehenden Ausführungsformen unter Verwendung eines Formkörpers aus Urethanschaum oder Polyäthylenwaben als Stoßabsorptionsglied beschrieben worden sind, soll hervorgehoben werden, daß die Ausführungsformen nicht auf diese Materialien beschränkt sind, sondern sich irgendeines Materials bedienen können, welches bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs die Stoßenergie absorbiert.

Es ist auch hervorzuheben, daß die im Stoßfängerverstärkungsglied gebildete Ausnehmung nicht auf die bei den Ausführungsformen beschriebene Konfiguration oder Form beschränkt ist. Die Ausnehmungen können jegliche Gestalt annehmen, welche die Festigkeit und Starre des Verstärkungsglieds nicht beeinträchtigt.

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Claims

LIEDL, NÖTH, ZEITLER Patentanwälte 8000 München 22 Steinsdorfstraße 21-22 Telefon 089/22 94 41 NISSAN MOTOR COMPANY, LIMITED 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan Stoßfängeraufbau für ein Kraftfahrzeug Patentansprüche:

1./ Stoßfängeraufbau für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch ein Stoßfängerverstärkungsglied (1) mit einer darin gebildeten Ausnehmung (R) und einem Stoßabsorptionsglied (2) aus einem elastischen Material, das zum Teil in der Ausnehmung (R) aufgenommen ist.

2. Stoßfängeraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßabsorptionsglied (2) bis zu einer Dicke in der Ausnehmung (R) aufgenommen ist, die 20 bis 35 % der Dicke des Stoßabsorptionsglieds (2) im unbelasteten Zustand beträgt.

3. Stoßf anger auf bau nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Stoßfängerschule (3) aus einem elastischen Material, das im wesentlichen das Stoßabsorptionsglied (2) bedeckt.

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4. Stoßfängeraufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsglied (3) ein erstes Profilglied (6) und ein zweites Profilglied (7) mit U-Querschnitten aufweist, wobei das zweite Profilglied (7) wesentlich flacher oder weniger tief als das erste Profilglied (6) und in das erste Profilglied (6) eingeführt ist, so daß die beiden mit U-Querschnitten versehenen Profilglieder (6 und 7) in gleicher Richtung liegen, und daß beide Profilglieder aneinander befestigt sind und die Ausnehmung (R) durch das Innere des zweiten Profilglieds (7) gebildet wird.

5. Stoßfängeraufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsglied (1) im wesentlichen aus einem einzigen Profilglied mit U-Querschnitt besteht, bei dem die Ausnehmung (R) durch das Innere des Profilglieds mit U-Querschnitt gebildet ist.

6. Stoßfängeraufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßabsorptionsglied (2) aus Urethanschaum geformt ist.

7. Stoßfängeraufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßabsorptionsglied aus Polyäthylenwaben geformt ist.

8. Stoßfängeraufbau für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch ein Stoßfängerverstärkungsglied (1) mit einer Mehrzahl von entlang seiner Länge gebildeten Ausnehmungen (R) und einer Mehrzahl von Stoßabsorptionsgliedern (2) aus einem elastischen Material, wobei ein Teil eines jeden Stoßabsorptionsglieds (2) in einer entsprechenden Ausnehmung (R) aufgenommen ist.

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9. Stoßfängeraufbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsglied (1) von kastenförmiger Bauweise ist, und daß die in einer Mehrzahl vorgesehenen Ausnehmungen (R) durch Öffnungen gebildet werden, die in einer Seite des Verstärkungsglieds (1) vorgesehen sind.

10. Stoßfänge rauf bau nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich net, daß die Stoßabsorptionsglieder (2) in den Ausnehmungen (R) bis zu einer Tiefe aufgenommen sind, die 20 bis 35 % der Dicke der Stoßabsorptionsglieder (2) im unbelasteten Zustand beträgt.

11. Stoßfänger aufbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsglied (1) ein einziges Profilglied mit U-Querschnitt umfaßt, in dem die Ausnehmungen durch das Innere des Profilgliedes mit U-Querschnitt gebildet sind.

12. Stoßfänge raufbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Stoßabsorptionsglieder (2) aus Urethanschaum geformt ist.

13. Stoßfängeraufbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Stoßabsorptionsglieder (2) aus Polyäthylenwaben geformt ist.

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