DE3042931C2

DE3042931C2 - Stoßfängersystem für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3042931C2
Application number: DE19803042931
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 8070 Ingolstadt Ursprung; Elmar Ing.(grad.) 8071 Wettsetten Vollmer
Original assignee: Audi Ag 8070 Ingolstadt; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1986-08-21
Also published as: DE3042931A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Stoßfängersystem für Kraftfahrzeuge mit einem Stoßfänger, der mittels Pralldämpfern gegenüber dem Kraftfahrzeug abgestützt ist und an dem zusätzliche energieaufnehmende Elemente angeordnet sind, wobei die Pralldämpfer zur Aufnahme größere Stoßkräfte und die energieaufnehmenden Elemente zur Aufnahme kleiner Stoßkräfte ausgelegt sind und wobei bei einer Stoßkrafteinwirkung auf den Stoßfänger dieser unter Überwindung der Reaktionskraft der energieaufnehmenden Elemente relativ zu den Pralldämpfern verschiebbar ist.

Aus der DE-OS 21 63 445 ist ein derartiges Stoßfängersystem bekannt, wobei die Enden der Pralldämpfer unter Zwischenschaltung von Elastomereinsätzen den Stoßfänger aufnehmen. Durch die Hintereinanderschaltung der Elastomereinsätze und der zugeordneten Pralldämpfer wird erreicht, daß leichte Stöße auf den Stoßfänger von den Elastomereinsätzen und schwerere Stöße von den nachgeschalteien Pralldämpfern aufge-^mmen werden, nachdem die Elastomerein '

gepreßt wurden.

Bei dieser bekannten Anordnung wird c
des Stoßfängers bei leichteren Stoßen dur :e

der auf die Pralldämpferenden aufgesetzt ιι^Λο-mereinsätze bestimmt. Diese nehmen Einfluß auf die Baulänge des gesamten Stoßfängersystems, so daß sich zwei entgegengesetzte Forderungen gegenüberstehen, nämlich zum einen ein langer Federweg der Elastomereinsätze zur Erzielung eines weichen Ansprechverhaltens des Stoßfängers bei leichteren Stoßen und zum anderen die Reduzierung der Dicke der Elastomereinsätze im Hinblick auf eine Verringerung der Fahrzeugabmessungen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Stoßfängersystem so weiterzubilden, daß bei gleichbleibender oder reduzierter Baulänge ein längerer Federweg der zusätzlichen energieaufnehmenden Elemente bei einer Stoßkrafteinwirkung unmittelbar auf den Stoßfänger möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stoßfänger Öffnungen zum Durchtritt der Pralldämpfer bzw. von Teilen derselben aufweist, wobei die Pralldämpfer bzw. die genannten Teile derselben bei der unter einer Stoßkrafteinwirkung auf den Stoßfänger gegebenen Relativverschiebung des Stoßfängers zu den Pralldämpfern um den Betrag des Verschiebewegs gegenüber dem Stoßfänger hervortreten.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird für die energieaufnehmenden Elemente kein zusätzlicher, die Fahrzeuglänge vergrößernder Bauraum benötigt. Die burchtrittsmöglichkeit der Pralldämpfer durch die öffnungen im Stoßfänger ermöglicht dabei die Ausbildung von energieaufnehmenden Elementen mit einem langen Federweg. Durch diesen langen Federweg kann die auf den Stoßfänger einwirkende Kraft reduziert werden, wodurch ds.r Einsatz weniger massiver und dadurch leichterer Stoßfängerausführungen möglich ist.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind die energieaufnehmenden Elemente zwischen dem Stoßfänger und der Karosserie des Kraftfahrzeugs angeordnet. Hierdurch kann der mögliche Federweg der energieaufnehmenden Elemente voll ausgenutzt werden. Bei dieser Ausbildung ist auch ein etwa gleich langer Federweg der Pralldämpfer und der energieaufnehmenden Elemente möglich. Außerdem kann erreicht werden, daß bei einem Wandaufprall sowohl die Pralldämpfer als auch die energieaufnehmenden Elemente von Anfang an wirksam sind. Da beim Aulschlag unmittelbar auf den Stoßfänger nur die energieaufnehmenden Elemente belastet werden, sind diese allein für dieses Energieniveau auszulegen. Durch das Zusammenwirken von Pralldämpfern und energieaufnehmenden Elementen im Fall des Wandaufpralls müssen die Pralldämpfer nur auf die Energiedifferenz zwischen Wandaufprall und Stoßfängeraufschlag ausgelegt werden, was eine insgesamt kleinere Dimensionierung der Pralldämpfer ermöglicht.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft eine vorteilhafte bauliche Ausführung der Pralldämpferenden und besteht darin, daß an den dem Kraftfahrzeug abgewandten äußeren Enden der Pralldämpfer jeweils ein Bauteil befestigt ist, welches sich bei einer Stoßkrafteinwirkung auf die Pralldämpfer an der Außenseile des Stoßfängers abstützt.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Stellvertretend für alle möglichen lokalen Krafteinwirkungen auf einen Bereich des Stoßfängers wird dabei stets auf einem Pendelaufschlag Bezug genommen, der nur eine der möglichen Belastungsarten darstellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Kraft-Weg-Diagramm, in dem die von einem Stoßfängersystem aufzunehmende Energie bei einem Wandaufprall bzw. einem Pendelaufschlag dargestellt ist,

Fig.2a in schematischer Draufsichtdarstclliing ein

erfindungsgemäßes Stoßfängersystem, bei dem beide Kraftaufnehmersysteme an der Fahrzeugkarosserie abgestützt sind und bei einem Wandaufprall beide Kraftaufnehmersysteme wirksam werden,

Fi g.2b das Stoßfängersystem gemäß Fig.2a bei eincm Wandaufprall,

Fig.2c das Stoßfängersystem gemäß Fig.2a bei einem Pendelaufschlag,

F i g. 3 in teilweise geschnittener Draufsicht eine Hälfte eines konkretisierten erfindungsgemäßen Stoßfängersystems and

F i g. 4 in entsprechender Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem im Falle des Wandaufpralls auf jeder Seite ein Pralldämpfer und ein energieaufnehmendes Element gleichzeitig wirksam werden.

Das in F i g. 1 dargestellte Kraft-Weg-Diagramm kennzeichnet die von einem Stoßfängersyster.i aufzunehmende Energie bei einem Wandaufprall eines Kraftfahrzeuges bzw. bei einem Pendelaufschlag unmittelbar auf den Stoßfänger eines stehenden Kraftfahrzeuges. Wie das Diagramm zeigt, sind die Kraftaufnehmer des Stoßfängersystems so ausgebildet, daß sich nach steilem Kraftanstiüg ein annähernd wegunabhängiges Kraftniveau einstellt. Wertet man das Produkt Kraft mal Weg als Energie, dann kennzeichnet die von einer Kurve 9 umschlossene Fläche 11 die von dem Stoßfängersystem aufzunehmende Energie bei einem Wandaufprall; die von einer gestrichelt gezeichneten Kurve 13 umschlossene Fläche 15 kennzeichnet die von dem Stoßfängersystem aufzunehmende Energie bei einem Pendelaufschlag von gleicher Geschwindigkeit. Die Kurven 9 imd 13 charakterisieren den Kraftverlauf bei bekannten Stoßfängersystemen, bei weichen sowohl die bei einem Wandaufprall als auch die bei einem Pendelaufschlag unmittelbar auf den Stoßfänger einwirkenden Kräfte von ein und demselben Kraftaufnehmersystem aufgenommen werden. Obwohl die vom Stoßfänger aufzunehmende Energie beim Pendelaufschlag — bedingt durch das Zurückrollen des Fahrzeuges — wesentlich kleiner als die beim Wandaufprall ist, wird der Stoßfänger, hervorgerufen durch die Kennung des Kraftaufnehmersysterns, mit der von dem Wandaufprall bestimmten Kraft F„_m belastet.

Durch die Kurve 17 des in Fig. 1 dargestellten Diagramms wird eine Fläche 19 eingeschlossen, welche die vom Stoßfänger aufzunehmende Energie bei einem Pendelaufschlag kennzeichnet, wie sie bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen erfindungs-■gemäßcr Stoßfängersysteme auftritt. Wie das Diagramm zeigt, wird hierbei der von dem Wandaufprall her bestimmte maximale Weg s_m._lx voll ausgenutzt. Dies hat zur Folge, daß bei einem Pendelaufschlag unmittelbar auf den Stoßfänger dieser mit einer wesentlich geringeren Kraft belastet wird, so daß er schwächer und damit gewichtsparender dimensioniert werden kann. Die Flächen 15 und 19, welche beide das vom Stoßfängersystem aufzunehmende Energieniveau bei einem Pendelaufschlag darstellen, sind gleich groß.

In F i g. 2a bis 2c ist schematisch eine Seite eines spiegelbildlich aufgebauten Stoßfängersystems dargestellt. Jede Seite umfaßt einen Pralldämpfer 21 (durch ein Feder-Symbol dargestellt) und zwei energieaufnehmende Elemente 23 (ebenfalls symbolisch als Federn dargestellt) zu beiden Seiten des Pralldämpfers 21. Während der Pralldämpfer 21 verschiebbar durch den Stoßfänger 25 hindurchgeführt ist, stützen sich die energieaufnehmenden Elemente 23 an dem Stoßfänger 25 ab. Sowohl der Pralldämpfer 21 als auch die energieaufnehmenden

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35 Elemente 23 sind unmittelbar an der Karosserie 27 des Kraftfahrzeuges befestigt

Bei dem in F i g. 2c dargestellten Pendelschlag mittels eines Pendels 29 werden nur die energieaufnehmenden Elemente 23 belastet, welche allein für dieses Energieniveau ausgelegt sind. F i g. 2b zeigt die Verhältnisse bei einem Wandaufprall an einer Wand 35, wobei sowohl der Pralldämpfer 21 als auch die energieaufnehmenden Elemente 23 belastet werden. Durch dieres Zusammenwirken bei dem Wandaufprall ist der Pralldämpfer 21 nur auf die Energiedifferenz zwischen Wandaufprall und Pendelschlag auszulegen und deshalb insgesamt kleiner dimensioniert Der Pralldämpfer 21 trägt an seinem vorderen Ende eine Abdeckung 37, welche sich an der Außenseite des Stoßfängers 25 abstützt

Ein konkretisiertes Ausführungsbeispiel zeigt F i g. 3. Das energieaufnehmende Element 23 wird hier durch ein Gummielement mit degressiver Charakteristik gebildet, welches fest mit der Kolbenstange 39 des Pralldämpfers 21 verbunden ist Der Stoßfänger 25 ist durch eine obere Abdeckplatte 41 und durch ein am Ende der Kolbenstange 39 befestigtes Stoßfängerhorn 43 fixiert. Das Stoßfängerhorn 43 bildet den äußersten Punkt des Kraftfahrzeuges. Dadurch wird bei einem Wandaufprall nur der Pralldämpfer 21, nicht jedoch das energieaufnehmende Element 23, welches sich beim Eintauchen der Kolbenstange 39 mitbewegt, belastet. Bei einem Pendelaufschlag oder einer ähnlichen Krafteinwirkung unmittelbar auf den Stoßfänger 25 wird hingegen nur das energieaufnehmende Element 23 zusammengedrückt, da der Pralldämpfer 21 aufgrund seiner Kennung erst bei einer wesentlich höheren Kraft wirksam wird.

Fig.4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher im Falle des Wandaufpralls sowohl der Pralldämpfer 21 als auch das energieaufnehmende Element 23 wirksam wird. Wie ersichtlich, wirkt bei dem Wandaufprall das Stoßfängerhorn 43 auf den Stoßfänger 25, der seinerseits das energieaufnehmende Element 23 beaufschlagt. Das energieaufnehmende Element 23 umschließt den Pralldämpfer 21 kegelförmig und stützt sich wie dieser an der Karosserie 27 ab.

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55 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stoßfängersystem für Kraftfahrzeuge mit einem Stoßfänger, der mittels Pralldämpfern gegenüber dem Kraftfahrzeug abgestützt ist und an dem zusätzliche energieaufnehmende Elemente angeordnet sind, wobei die Pralldämpfer zur Aufnahme größerer Stoßkräfte und die energieaufnehmenden Elemente zur Aufnahme kleinerer Stoßkräfte ausgelegt sind und wobei bei einer Stoßkrafteinwirkung auf den Stoßfänger dieser unter Überwindung der Reaktionskraft der energieaufnehmenden Elemente relativ zu den Pralldämpfern verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßfänger (25) Öffnungen zum Durchtritt der Pralldämpfer (21) bzw. von Teilen (Kolbenstangen 39) derselben aufweist, wobei die Pralldämpfer (21) bzw. die genannten Teile (Kolbenstangen 39) derselben bei der unter einer Stoßkrafteinwirkung auf den Stoßfänger (25) gegebenen Relativverschiebung des Stoßfängers (25) zu den Pralldämpfern (21) um den Betrag des Verschiebeweges gegenüber dem Stoßfänger (25) hervortreten.

2. Stoßfängersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die energieaufnehmenden Elemente (23) zwischen dem Stoßfänger (25) und der Karosserie (27) des Kraftfahrzeuges angeordnet sind.

3. Stoßfängersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den dem Kraftfahrzeug abgewandten äußeren Enden der Pralldämpfer (21) jeweils ein Bauteil (Abdeckung (37); Stoßfängerhorn 43) befestigt ist, welches sich bei einer Stoßkrafteinwirkung auf die Pralldämpfer (21) an der Außenseite des Stoßfängers (25) abstützt.