DE10058998C1 - Stoßfängereinheit eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine U-förmige Stoßfängereinheit eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, die an ihren U-Schenkeln jeweils einen Haltekragen aufweist, der mehrere Ausnehmungen enthält und an einer Stufe eines Trägers des Fahrzeuges flächig anliegt, wobei eine Befestigungsschiene vorgesehen ist, die an einer von der Stufe abgewandten Seite flächig am Haltekragen anliegt und die mit stiftförmigen Befestigungsmitteln durch wenigstens eine der Ausnehmungen hindurch an der Stufe befestigt ist. DOLLAR A Um im Crashfall die Übertragung von Deformationskräften von der Stoßfängereinheit auf den Träger zu reduzieren, ist der Haltekragen an der Befestigungsschiene befestigt, wobei die Befestigungen zwischen dem Haltekragen und der Befestigungsschiene jeweils mit einer Sollbruchstelle ausgestattet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine U-förmige Stoßfängereinheit eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine derartige Stoßfängereinheit ist aus der JP 10029478 A bekannt und weist an ihren U-Schenkeln jeweils einen zur U- Schenkel-Innenseite hin abgewinkelten Haltekragen auf, der mehrere Ausnehmungen enthält und an einer Stufe eines Trägers des Fahrzeugs, der beispielsweise an einem Kotflügel ausgebildet ist, flächig anliegt. Zur Anbindung der Stoßfängereinheit an den Träger ist eine Befestigungsschiene vorgesehen, die an einer von der Stufe abgewandten Seite flächig am Haltekragen anliegt und mit Schrauben durch die Ausnehmungen hindurch an der Stufe befestigt ist. Des weiteren ist diese Befestigungsschiene auch am Haltekragen befestigt.

Aus der DE 42 02 585 A1 und aus der DE 25 48 398 A1 sind Befestigungen zwischen Karosseriebauteilen eines Fahrzeugs bekannt, die mit einer Sollbruchstelle ausgestattet sind.

Aus der DE 197 14 118 C1 ist eine weitere Stoßfängereinheit bekannt, bei der diejenige Ausnehmung, die von einer die U- Schenkel miteinander verbindenden U-Basis am weitesten angeordnet ist, umfangsmäßig geschlossen ausgebildet ist. Im Unterschied dazu sind alle anderen Ausnehmungen zur U-Schenkel- Innenseite hin offen ausgebildet, wobei diese Öffnungen durch Nuten gebildet sind, die einen V-förmigen Öffnungsquerschnitt besitzen. Durch diese Bauweise wird erreicht, daß die Stoßfängereinheit lediglich an demjenigen Ende, das dem einem möglichen Aufprall ausgesetzten Ende gegenüberliegt, unlösbar an einem Trägerteil des Kraftfahrzeuges angebunden ist, während der übrige Bereich gegenüber dem Träger an dem Kraftfahrzeug ausklinkbar sein soll. Dabei soll sich der ausklinkende Bereich bogenartig verformen und hierbei möglichst viel Verformungsenergie zum Abbau von Aufprallenergie aufnehmen.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Stoßfängereinheit der eingangs genannten Art eine andere Ausführungsform anzugeben, die bei einer aufprallbedingten Krafteinleitung in die Stoßfängereinheit ein Verformen der Kraftfahrzeugteile, an denen die Stoßfängereinheit angebunden ist, bis zu einem möglichst hohen Maß an Aufprallenergie zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Stoßfängereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Haltekragen über relativ leicht trennbare Befestigungen an der Befestigungsschiene anzubinden und die Befestigungsschiene über relativ untrennbare Befestigungen an der Stufe anzubinden. Im Falle eines Aufpralls ergibt sich dadurch die Möglichkeit, daß sich der Haltekragen zumindest bereichsweise von der Befestigungsschiene löst, während diese an der Stufe verbleibt. Durch diesen Aufbau wird die Übertragung von Deformationskräften auf die Stufe und somit auf den fahrzeugseitigen Träger reduziert. Durch die Anbindung der Befestigungsschiene am Haltekragen wird diese ein Bestandteil der Stoßfängereinheit, wodurch sich die Montierbarkeit der Stoßfängereinheit verbessert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Befestigung der Befestigungsschiene an der Stufe durch die von einer die U- Schenkel miteinander verbindenden U-Basis am weitesten entfernte Ausnehmung hindurch und durch eine in der Nähe dieser U-Basis liegende Ausnehmung hindurch erfolgen, wobei dann die von der U-Basis am weitesten entfernte Ausnehmung umfangsmäßig geschlossen ausgebildet ist, während die nahe der U-Basis liegende Ausnehmung zur U-Schenkel-Innenseite hin umfangsmäßig offen ausgebildet ist, wobei in dieser umfangsmäßig offenen Ausnehmung ein Distanzelement angeordnet ist, über das sich die Befestigungsschiene an der Stufe abstützt. Durch diese Bauweise wird im Bereich der Ausnehmung, die von der U-Basis am weitesten entfernt ist, eine Schwenkachse ausgebildet, um die der zugehörige U-Schenkel im Crashfall schwenken kann, während er sich verformt. Die auf die Stoßfängereinheit einwirkenden Deformationskräfte werden dadurch zur U-Schenkel-Außenseite hin weggedrängt.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei welcher der Haltekragen mit stiftförmigen Befestigungsmitteln, z. B. Niete, durch wenigstens eine der Ausnehmungen hindurch an der Befestigungsschiene befestigt ist. Bei einer Weiterbildung können diese Ausnehmungen umfangsmäßig geschlossen ausgebildet sein, jedoch zur U-Schenkel-Innenseite hin einen geschwächten Randbereich aufweisen, der jeweils eine Sollbruchstelle bildet. Durch diese Bauweise kann für den Normalzustand eine hochwertige Anbindung zwischen Haltekragen und Befestigungsschiene gewährleistet werden, die für den Crashfall eine hinreichende Nachgiebigkeit aufweist.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stoßfängereinheit ist bei Fahrzeugen von besonderem Vorteil, die aufgrund ihrer Formgebung im Anschlußbereich der Stoßfängereinheit für den Haltekragen, die Befestigungsschiene und die Stufe entlang des U-Schenkels einen rampenförmigen Verlauf aufweisen. Selbst bei einer derartigen Formgebung wird durch die Erfindung erreicht, daß die Deformationskräfte weitestgehend vom Träger weggerichtet werden, um Beschädigungen am Träger zu vermeiden.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen Heckbereich eines mit einer erfindungsgemäßen Stoßfängereinheit ausgestatteten Personenkraftwagens,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf einen U-Schenkel der Stoßfängereinheit und einer zugehörigen Befestigungsschiene in einer auseinandergezogenen Darstellung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Bereich der Anbindung der Stoßfängereinheit an den Personenkraftwagen entsprechend den Schnittlinien III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittansicht wie in Fig. 3, jedoch entsprechend den Schnittlinien IV in Fig. 1,

Fig. 5 eine Schnittansicht wie in Fig. 3, jedoch entsprechend den Schnittlinien V in Fig. 1.

Entsprechend Fig. 1 bildet eine erfindungsgemäße Stoßfängereinheit 1 bei der hier dargestellten Ausführungsform einen Heckstoßfänger eines Personenkraftwagens 2, von dem nur ein Heckabschnitt teilweise dargestellt ist. Beachtenswert ist hierbei, daß ein fahrzeugseitiger Anschlußbereich oder Träger 3 und ein daran anliegender, komplementärer Anschlußbereich 4 der Stoßfängereinheit 1 an den Fahrzeugseiten jeweils eine Rampe bilden, die in Fahrzeuglängsrichtung von hinten nach vorne abfällt. Bei einer derartigen Formgebung der Anschlußbereiche 3 und 4 würde bei einer herkömmlich ausgestalteten Stoßfängereinheit 1 ein Heckcrash auch bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten, sogenannter "Heckreparaturcrash" eine direkte Kraftübertragung zwischen den Anschlußbereichen 3 und 4 bewirken. Dementsprechend kann es bei herkömmlichen Stoßfängereinheiten 1 dann zu einer relativ schwerwiegenden Beschädigung des fahrzeugseitigen Anschlußbereichs oder Trägers 3 kommen, der beispielsweise einen Bestandteil eines Heckkotflügels bildet. Die Reparaturkosten sind dann sehr hoch.

Die Stoßfängereinheit 1 ist von oben betrachtet U-förmig ausgebildet, wobei U-Schenkel 5 die Heckpartie des Fahrzeugs 2 seitlich übergreifen. Eine die U-Schenkel 5 miteinander verbindende U-Basis 6 bildet das hintere Ende des Heckstoßfängers 1.

Entsprechend Fig. 2 besitzt jeder der U-Schenkel 5, von denen in Fig. 2 lediglich einer ausschnittsweise dargestellt ist, im Anschlußbereich 4 (vgl. Fig. 1) einen zur U-Schenkel- Innenseite hin abgewinkelten Haltekragen 7, der sich entlang der obengenannten Rampe erstreckt. Der Haltekragen 7 enthält mehrere Ausnehmungen 8a bis 8g, die bis auf die Ausnehmung 8f umfangsmäßig geschlossen ausgebildet sind. Im Unterschied dazu ist die Ausnehmung 8f zur U-Schenkel-Innenseite hin offen ausgebildet.

Entsprechend Fig. 2 ist diesem Haltekragen 7 eine Befestigungsschiene 9 zugeordnet, mit deren Hilfe der Haltekragen 7 und somit die Stoßfängereinheit 1 an einem durch den Anschlußbereich 3 (vgl. Fig. 1) gebildeten Träger des Fahrzeugs, z. B. Kotflügel, befestigt werden kann. Die Raumform der Befestigungsschiene 9 ist ebenfalls an den Verlauf der Rampe (vgl. Fig. 1) angepaßt. Diese Befestigungsschiene 9 besitzt beispielsweise ein U-förmiges Profil und enthält mehrere Öffnungen 10a bis 10g, von denen zumindest die Öffnungen 10a bis 10e und 10g umfangsmäßig geschlossen ausgebildet sind.

Erfindungsgemäß ist diese Befestigungsschiene 9 zur Montage der Stoßfängereinheit 1 am Fahrzeug 2 am Haltekragen 7 befestigt. Zu diesem Zweck wird die Befestigungsschiene 9 auf die Unterseite des Haltekragens 7 flächig aufgelegt und so positioniert, daß die Öffnungen 10a bis 10g mit den korrespondierenden Ausnehmungen 8a bis 8g fluchten. Dann wird die Befestigungsschiene 9 an dem Haltekragen 7 befestigt, was mit stiftförmigen Befestigungsmitteln, vorzugsweise mit Nieten durchgeführt wird, die die Öffnungen 10b bis 10e und 10g sowie die zugehörigen Ausnehmungen 8b bis 8e und 8g durchdringen. Die Anbindung der Stoßfängereinheit 1 an das Fahrzeug erfolgt im Bereich der U-Schenkel 5 dadurch, daß die Halteschiene 9 durch die Ausnehmungen 8a und 8f hindurch mit dem fahrzeugseitigen Träger 3 verbunden wird. Die dabei verwendeten stiftförmigen Befestigungsmittel sind vorzugsweise Schrauben.

Die Befestigungen der Befestigungsschiene 9 am Haltekragen 7 sind mit Sollbruchstellen ausgestattet, die hier dadurch ausgebildet sind, daß die Ausnehmungen 8b bis 8e und 8g zur U- Schenkel-Innenseite hin jeweils einen geschwächten Randbereiche 11b bis 11e und 11g aufweisen. Die Schwächung dieser Randbereich 11b bis 11e und 11g kann beispielsweise durch eine reduzierte Materialstärke des Haltekragens 7 realisiert werden.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine der Verbindungen zwischen der Befestigungsschiene 9 und dem Haltekragen 7 dargestellt. Beispielhaft ist hier die Verbindungsstelle c herausgegriffen. Entsprechendes gilt für die Verbindungsstellen b, d, e und g.

Entsprechend Fig. 3 besitzt der fahrzeugseitige Träger 3 eine nach innen abgewinkelte Stufe 12, die ebenfalls dem Verlauf der Rampe (vgl. Fig. 1) angepaßt ist.

Bei montierter Stoßfängereinheit 1 kommt der Haltekragen 7 an dieser Stufe 12 zur Anlage. Die Befestigungsschiene 9 ist hier mit einem Niet 14c am Haltekragen 7 befestigt, wobei der Niet 14c die Öffnung 10c, die Ausnehmung 8c sowie ein weiteres Bauteil 13 durchdringt, das hier nicht näher beschrieben werden muß. Wie aus Fig. 3 deutlich hervorgeht, besitzt der Randbereich 11e einen gegenüber der sonstigen Materialstärke des Haltekragens 7 stark reduzierte Materialstärke. Die Materialstärke nimmt in den Randbereichen 11 hier zweistufig ab; eine erste Stufe ist ringförmig ausgebildet und schließt die zugehörige Ausnehmung 8 ein; eine zweite Stufe ist gemäß Fig. 2 zur U-Schenkel-Innenseite hin V-förmig ausgebildet. Hierdurch wird die Scher- und Ausreißfestigkeit des Randbereichs 11 gegenüber dem übrigen Bereich des Haltekragens 11 deutlich reduziert. Die bei einem Heckaufprall in dem Stoßfänger 1 eingeleiteten Kräfte bewirken dann ein Ausbrechen des Niets 14c aus dem Randbereich 11c. In diesem Bereich kann sich dann der Haltekragen 7 von der Befestigungsschiene 9 und somit von der Stufe 12 entfernen.

Während die Befestigungsschiene 9 üblicherweise aus Metall besteht, wird für das Bauteil 15 der Stoßfängereinheit 1 an dem der Haltekragen 7 ausgebildet ist, Kunststoff bevorzugt.

In Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Verbindung zwischen der Befestigungsschiene 9 und der Stufe 12 in einem von der U- Basis 6 (vgl. Fig. 1) entfernten Bereich wiedergegeben, in dem die Ausnehmung 8a angeordnet ist. Die Befestigung der Befestigungsschiene 9 an der Stufe 12 erfolgt mit Hilfe einer Schraube 16, welche die Öffnung 10a der Befestigungsschiene 9, die Ausnehmung 8a im Haltekragen 7 sowie eine Öffnung 17 in der Stufe 12 durchdringt. In diesem Bereich ist auf die Stufe 12 eine Klemmmutter 18 aufgesteckt, deren Gewindeabschnitt 19 mit den Öffnungen bzw. Ausnehmungen 8a, 10a und 17 fluchtet. Damit der Haltekragen 7 in diesem Bereich flächig an der Stufe 12 anliegen kann, ist dieser im Bereich der Klemmmutter 18 abgestuft, wobei die gebildete Stufe mit 20 bezeichnet ist. Da hier zur Anbindung der Befestigungsschiene 9 an der Stufe 12 ein stiftförmiges Befestigungsmittel, nämlich die Schraube 16, verwendet wird und da diese Schraube 16 den Haltekragen 7 in einer umfangsmäßig geschlossenen Ausnehmung 8a durchdringt, wird hier eine Schwenkachse 21 ausgebildet, um die der U- Schenkel verschwenken kann, wenn seine anderen Anbindungen an die Befestigungsschiene 9 im Crashfall getrennt sind.

Für Fig. 5 ist der Schnitt durch einen nahe an der U-Basis 6 (vgl. Fig. 1) angeordneten Bereich gelegt, in dem die Ausnehmung 8f bzw. die Öffnung 10f angeordnet ist. Auch in diesem Bereich ist die Befestigungsschiene 9 an der Stufe 12 befestigt. Als Befestigungsmittel dient auch hier eine Schraube 22, die eine weitere Öffnung 23 in der Stufe 12 sowie die Ausnehmung 8f und die Öffnung 10f durchdringt. Die Schraube 22 wirkt mit einer Klemmmutter 24 zusammen, die auf die Befestigungsschiene 9 aufgesteckt ist. Diese Klemmmutter 24 ist in besonderer Weise ausgebildet, da sie gleichzeitig als Distanzelement wirksam ist, so daß sich die Befestigungsschiene 9 im Bereich der Ausnehmung 8f über diese Klemmmutter 24 an der Stufe 12 abstützt.

Im Crashfall kann sich der an der Stufe 12 anliegende Restbereich des Haltekragens 7 ohne weiteres von der Befestigungsschiene 9 und von der Stufe 12 lösen, wodurch die Übertragung von Deformationskräften vom Stoßfänger 1 auf die Stufe 12 und somit auf den Träger 3 reduziert ist.

Claims (10)

1. U-förmige Stoßfängereinheit eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, die an ihren U- Schenkeln (5) jeweils einen Haltekragen (7) aufweist, der mehrere Ausnehmungen (8a bis 8g) enthält und an einer Stufe (12) eines Trägers (3) des Fahrzeuges flächig anliegt, wobei eine Befestigungsschiene (9) vorgesehen ist, die an einer von der Stufe (12) abgewandten Seite flächig am Haltekragen (7) anliegt und die mit stiftförmigen Befestigungsmitteln (16, 22) durch wenigstens eine der Ausnehmungen (8a, 8f) hindurch an der Stufe (12) befestigt ist, wobei der Haltekragen (7) an der Befestigungsschiene (9) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungen zwischen dem Haltekragen (7) und der Befestigungsschiene (9) jeweils mit einer Sollbruchstelle (11b bis 11e, 11g) ausgestattet sind.

2. Stoßfängereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die U-Schenkel (5) über eine U-Basis (6) miteinander verbunden sind und daß die Befestigung der Befestigungsschiene (9) an der Stufe (12) durch die von der U-Basis (6) am weitesten entfernte Ausnehmung (8a) hindurch und durch eine nahe der U-Basis (6) angeordnete Ausnehmung (8f) hindurch erfolgt, wobei die von der U-Basis (6) am weitesten entfernte Ausnehmung (8a) umfangsmäßig geschlossen ausgebildet ist, während die nahe der U-Basis (6) angeordnete Ausnehmung (8f) zur U-Schenkel-Innenseite hin umfangsmäßig offen ausgebildet ist, wobei in der umfangsmäßig offenen Ausnehmung (8f) ein Distanzelement (24) angeordnet ist, über das sich die Befestigungsschiene (9) an der Stufe (12) abstützt.

3. Stoßfängereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekragen (7) mit stiftförmigen Befestigungsmitteln (14b bis 14e, 14g) durch wenigstens eine der Ausnehmungen (8b bis 8e, 8g) hindurch an der Befestigungsschiene (9) befestigt ist.

4. Stoßfängereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (8b bis 8e, 8g), durch die hindurch der Haltekragen (7) an der Befestigungsschiene (9) befestigt ist, umfangsmäßig geschlossen ausgebildet sind, jedoch zur U- Schenkel-Innenseite hin einen geschwächten Randbereich (11b bis 11e, 11g) aufweisen, der die jeweilige Sollbruchstelle bildet.

5. Stoßfängereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der geschwächte Randbereich (11b bis 11e, 11g) durch eine reduzierte Materialstärke ausgebildet ist.

6. Stoßfängereinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der geschwächte Randbereich (11b bis 11e, 11g) von der zugehörigen Ausnehmung (8b bis 8e, 8g) zur U-Schenkel- Innenseite hin V-förmig erweitert.

7. Stoßfängereinheit zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stiftförmigen Befestigungsmittel, mit denen der Haltekragen (7) an der Befestigungsschiene (9) befestigt ist, durch Niete (14b bis 14e, 14g) gebildet sind.

8. Stoßfängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stiftförmigen Befestigungsmittel, mit denen die Befestigungsschiene (9) an der Stufe (12) befestigt ist, durch Schrauben (16, 22) gebildet sind.

9. Stoßfängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Haltekragen (7), Befestigungsschiene (9) und Stufe (12) entlang des U-Schenkels (5) einen rampenförmigen Verlauf besitzen.

10. Stoßfängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschiene (9) aus Metall besteht, während der Haltekragen (7) aus Kunststoff besteht.