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Die
Erfindung betrifft eine Stoßfängerverstärkung und
insbesondere eine solche, die zum Einbau in das Vorderteil eines
Kraftfahrzeugs bestimmt ist.
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In
DE 41 19 638 C wird
eine Stoßfängerverstärkung gezeigt,
die zum Einbau in das Vorderende eines Kraftfahrzeugs bestimmt ist
und einen Stoßfängerbalken
3 umfasst,
der dazu bestimmt ist, quer zudem Kraftfahrzeug installiert zu werden,
und dazu ausgelegt ist, die von dem Vorderende des Fahrzeugs erfahrenen
Stöße zu übertragen,
und dessen Mittelteil eine Vorderfläche aufweist und dazu bestimmt
ist, am Ende eines Längsträgers
1 der
Fahrzeugskarosserie installiert zu werden, und der dazu ausgelegt
ist, die Stöße ganz
oder teilweise zu absorbieren, welche von dem Vorderende des Fahrzeugs erfahren
werden, wenn der Mittelteil des Stoßfängerbalkens zwei zueinander
im Wesentlichen parallele Zweige mit einem im Wesentlichen konstanten
Querschnitt aufweist, die in der Nähe jedes der Enden durch einen
im Wesentlichen halbkreisförmigen
Abschnitt miteinander verbunden sind.
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Gegenwärtig wird
der Aufbau der Vorderseite eines Kraftfahrzeugs immer komplexer,
da sie einer Reihe von mit Frontalzusammenstößen verbundenen Funktionen
entsprechen muss, für
die das Fahrzeug empfindlich ist. Für diese Frontalzusammenstöße wurden
sehr strikte Richtlinien eingesetzt. Die europäischen Richtlinien sind zur
Zeit am strengsten und sehen alle eine Gruppe von sehr strengen
Tests vor, darunter die allgemein als „Zusammenstoß mit Fußgänger", „Widerstand
gegenüber
geringen Zusammenstößen oder „Zusammenstöße beim
Parken" genannten
Zusammenstöße", „Reparable
Zusammenstöße" und „Zusammenstöße bei großer Geschwindigkeit" bezeichneten.
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Um
auf diese mit Frontalzusammenstößen verbundenen
Funktionen zu reagieren, haben die meisten Fahrzeugkonstrukteure
Stoßfängerverstärkungen
mit einer komplexen Struktur entworfen und entwickelt.
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Gegenwärtig scheint
ein technischer Konsens erreicht worden zu sein, nach dem die direkt
vor den Längsträgern eingesetzten
Verstärkungen
im Wesentlichen aus einem Mittelteil in Form eines einstückigen starren
Balkens, dessen Mittelteil einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser
und eine Höhe
von mindestens 100 mm aufweist, und der dazu ausgelegt ist, die
bei Frontalzusammenstößen erfahrenen
Stöße zu übertragen
und quer zum Fahrzeug eingesetzt zu werden, und aus zwei identischen Absorbern
bestehen, deren eines Ende mit dem Balken verbunden ist und die
dazu ausgelegt sind, die Aufprallenergie ohne Beschädigung des
Längsträgers, an
dessen Ende sie eingesetzt sind, zu absorbieren.
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Unter
diesen Verstärkungen
können
die Stoßfängerverstärkungen
mit einem kaltgestanzten HLE-Stahl-Träger und
mit einem heißgestanzten
THLE-Stahl-Träger, einem
profilierten und gebogenen Aluminiumträger, einem hydrogeformten HLE-Stahl-Träger, bei
dem die Absorber einstückig mit
dem Träger
ausgeführt
sind, genannt werden. Bei dieser Gruppe von Verstärkungen
ist der Träger
einstückig,
weist einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt und eine Höhe von mindestens
100 mm auf. Diese Verstärkungen
werden durch die Konstruktion der Vorderfläche der Fahrzeuge unmittelbar vor
der Motorlüftergruppe
eingesetzt.
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Die
Motorlüftergruppe,
die im Allgemeinen eine Höhe
von bis zu 500 mm aufweist, muss einen erheblichen Luftstrom empfangen.
Dies ist der Grund dafür,
dass die Vorderseite von Fahrzeugen so konstruiert ist, dass zwei
getrennte Luftzulassmündungen
freigelassen werden, wobei eine im Allgemeinen in dem Kühlerrost
und die andere darüber
angeordnet ist.
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Bis
heute bildet der Einsatz dieser beiden Luftzulassmündungen
am Fahrzeugvorderteil einen integralen Bestandteil des Aufbaus von
Kraftfahrzeugen.
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Die
Anmelder haben einen anderen Aufbau für die Vorderseite entwickelt,
nach dem eine einzige Lufteinlassmündung an dem unteren Teil des
Kühlerrosts
eingesetzt werden würde.
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Dieser
andere Aufbau gestattet definitionsgemäß nicht, die Architektur der
Fahrzeugvorderseite unterhalb der Motorhaube und des Rostes in der aktuellen
Form zu erhalten.
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Wie
weiter oben beschrieben wurde, empfängt die Vorderfläche der
Motorlüftergruppe
bei Erhalt der aktuellen Architektur der Vorderseite nur den Luftstrom,
der von der einzigen in dem Rost angesiedelten Lufteinlassmündung kommt.
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Genauer
ausgedrückt
empfängt
sie nur den Anteil des Stroms, der nicht durch den einstückigen Träger mit
einer Höhe
von mindestens 100 mm abgefangen wird.
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Somit
reicht dieser Stromanteil, der tatsächlich von der Vorderfläche des
Motorlüfters
empfangen wird, nicht aus, um die Effizienz der Motorlüftergruppe
sicherzustellen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht also darin, eine Lösung vorzuschlagen, welche
einem Fahrzeug, das einen Aufbau der Vorderseite aufweist, nach
dem eine einzige Lufteinlassmündung
an dieser eingesetzt ist, gestattet, auf die mit Frontalzusammenstößen verbundenen
vorgeschriebenen Funktionen zu reagieren, ohne dass dies die Wirksamkeit der
Motorlüftergruppe
des Fahrzeugs, die an der Fahrzeugvorderseite angeordnet ist, beeinträchtigt.
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Dazu
besteht die Aufgabe der Erfindung in einer Stoßfängerverstärkung, die dazu bestimmt ist, im
Vorderteil eines Kraftfahrzeugs eingesetzt zu werden, gemäß Anspruch
1.
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Unter „Lufteinlassmündung" wird hier und im Rahmen
der Erfindung ein Mündungsloch
verstanden, das an der Fahrzeugvorderseite freigelassen wird, welches
begrenzt angeordnet ist und von dem die Motorhaube getrennt ist,
und dessen Funktion darin besteht, Luft direkt zu der Vorderseite
einer im Vorderteil eines Fahrzeugs eingesetzten Motorlüftergruppe
zuzulassen.
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Mit
einer solchen Verstärkung
entsprach ein Fahrzeug mit einer mit einer einzigen Lufteinlassmündung versehenen
Vorderseite allen Frontalzusammenstoß-Tests, die gemäß der strengsten
europäischen
Richtlinien ausgeführt
wurden (Richtlinie zum Frontalzusammenstoß EU 96/79 und Kriterien der
Organisation EURONCAP).
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Der
Vorteil der soeben definierten erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass sie
sehr einfach und kostengünstig
in der Umsetzung ist.
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Außerdem wird
durch diese Lösung
das Montageverfahren des Fahrzeugs in der Produktionsanlage nicht
verändert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
der Balken in Form eines einzigen Stanzbleches gebildet.
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Gemäß derselben
Ausführungsform
umfasst der Mittelteil im Inneren der Zweige vorteilhafterweise
mindestens eine Verstärkung,
die dazu ausgelegt ist, die Steifheit des Trägers entlang einer Hauptachse
der Absorber zu erhöhen.
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Vorzugsweise
umfasst der Mittelteil genau zwei Verstärkungen in Form eines Y, dessen
Boden im Wesentlichen halbkreisförmig
ist und jede Verstärkung wird
im Inneren der Zweige mittels elektrischen Lötstellen angelötet.
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Dank
einer solchen Montage wird eine effiziente Blockierung des Drehens
des Trägers
in dem Fall sichergestellt, dass ein einziger der beiden Zweige
bei einem Frontalzusammenstoß einen
Aufprall erfährt.
In dem Fall eines Aufpralls geringerer Stärke wird vermieden, dass bei
einem Stoß auf
diesen Zweig die Motorlüftergruppe
beschädigt
wird. Anders ausgedrückt
wird somit sichergestellt, dass der Träger insbesondere bei einem
Aufprall mit hoher Geschwindigkeit nicht umschwenkt.
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Gemäß derselben
Variante beträgt
dieser Überlappungsbereich
mindestens 25% der Länge des
Absorbers.
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Weitere
vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale ergeben sich besser beim
Lesen der ausführlichen
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Verstärkung, welche
unter Bezug auf die folgenden Figuren erfolgt, in denen:
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1:
eine Längsschnittansicht
der Vorderseite eines Kraftfahrzeugs mit bekanntem Aufbau zeigt;
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2:
eine Längsschnittansicht
der Vorderseite eines Kraftfahrzeugs mit dem neuen Aufbau, wie weiter
oben erwähnt,
mit einer erfindungsgemäßen Stoßfängerverstärkung zeigt;
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3:
eine perspektivische Hinteransicht der erfindungsgemäßen Stoßfängerverstärkung zeigt.
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In
der folgenden Beschreibung und allgemeiner im Rahmen der Erfindung
verstehen sich die Ober und Unterbegriffe unter Bezug eines einmal
in das Fahrzeug eingesetzten Trägers.
Das Adjektiv „oberer" bezieht sich somit
auf einen Teil, der sich oberhalb der horizontalen Mittelebene der
Absorber entlang der Vertikalachse des Fahrzeugs befindet, der Begriff „unterer" bezieht sich auf
einen Teil, der darunter liegt.
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1 ist
eine Längsschnittansicht
der Vorderseite eines Fahrzeugs mit verbreitertem Aufbau. Gemäß dieses
verbreiterten Aufbaus weist diese Vorderseite zwei Lufteinlassmündungen 11, 12 auf, deren
Querausdehnung an den Fahrzeugen fast identisch ist.
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Die
erste Lufteinlassmündung 11 ist
oberhalb der unteren Linie der Fahrzeugscheinwerfer angeordnet und
erstreckt sich zwischen der Motorhaube 2 und den Stoßfängern 3 bis
oberhalb der oberen Linie der Scheinwerfer in dem Teil der Motorhaube.
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Die
zweite Lufteinlassmündung 12,
die nicht gezeigt wird und sich zwischen den beiden Scheinwerfern
befindet, ist unterhalb der unteren Linie der Fahrzeugscheinwerfer
und ganz in dem Schürzenteil 4 der
Stoßfängerverkleidung
angeordnet.
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Diese
Vorderfläche 1 weist
unter der Karosserie vor der Motorantriebsgruppe entlang der Fahrzeugslängsachse
eingesetzt eine Motorlüftergruppe 3 auf.
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Unmittelbar
hinter den Stoßfängern 2 und
vor der Vorderfläche 131 der
Motorlüftergruppe 13 ist
ein einziger Träger 5 der
Stoßfänger montiert,
dessen Höhe
im Bereich von 100 mm liegt.
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An
den Enden dieses Trägers 5 sind
auf an sich bekannte Weise nicht gezeigte Stoßdämpfer oder -absorber angebracht,
die direkt an die Enden des hier ebenfalls nicht dargestellten Längsträgers montiert
sind, und somit eine Stoßverstärkung bilden, mit
der das Fahrzeug die vorgeschriebenen Aufpralltests besteht.
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Die
Vorderfläche 131 der
Motorlüftergruppe 13 empfängt als
Luftstrom einerseits den gesamten Teil ⌀, der durch die erste Lufteinlassmündung 11 geströmt ist,
und andererseits den gesamten Teil ⌀, der durch die zweite Lufteinlassmündung 12 geströmt ist.
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Die
Wirksamkeit der Motorlüftergruppe 13 wird
mit der soeben beschriebenen Anordnung sichergestellt.
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Außerdem gestattet
es der so angeordnete Träger 5 dem
Fahrzeug, an dem er eingesetzt wurde, die Frontalzusammenstoß-Tests
mit Erfolg zu durchlaufen.
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2 ist
eine Längsschnittansicht
einer Fahrzeugvorderseite mit einem anderen Aufbau, wie in den Vorbemerkungen
erwähnt.
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Gemäß dieses
anderen Aufbaus weist die Vorderfläche 1' eine einzige Lufteinlassmündung 12' auf, die unter
der unteren Linie der Scheinwerfer angeordnet ist. Diese Lufteinlassmündung 12' weist eine
größere Höhe auf als
die zweite Lufteinlassmündung 11 der
Vorderfläche 1 der
vorhergehenden Figur.
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Im
Gegensatz dazu bewirkt ihr Einsatz in der Schürze 4', dass ihr oberer Längsrand
dieselbe Vertikalseite aufweist, wie die der zweiten Lufteinlassmündung der
Vorderseite gemäß der vorhergehenden
Figur.
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Die
Ausführung
der anderen Elemente der Karosserie und insbesondere der Scheinwerfer
wird erhalten und somit erhalten sie dieselbe Vertikalseite wie
die der Vorderfläche
aus der vorhergehenden Figur.
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Die
Elemente der Motorantriebsgruppe und insbesondere der Motorlüfter 13 sind
gemäß technologischer
Auswahl absolut identisch mit denen, die an dem Fahrzeug aus 1 angebracht
sind. Ihr Einsatz ist ebenfalls absolut derselbe. Die Vorderfläche 131 der
Motorlüftergruppe
weist somit dieselbe Höhe auf.
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Bei
einer solchen Struktur ist es nicht möglich, eine Stoßfängerverstärkung mit
einem einzigen einstückigen
Träger
von 100 mm Höhe,
wie in der vorhergehenden Figur gezeigt, einzusetzen.
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Beim
Einsetzen einer solchen Verstärkung würde die
Vorderfläche 131 der
Motorlüftergruppe 13 als
Luftstrom nur den Strom erhalten, der eine einzige Lufteinlassmündung durchläuft und
nicht durch den Träger
abgefangen wird.
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Tests
haben gezeigt, das der letztere Strom nicht ausreicht, um eine gute
Effizienz der Motorlüftergruppe 13 zu
erhalten.
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Dies
ist der Grund dafür,
dass die Erfinder die Verstärkung
mit dem Träger 2' aus 3 definiert haben.
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Der
Träger 2' aus 3 weist
ebenfalls eine Gesamthöhe
von 100 mm auf und weist an seinem Mittelteil zwei identische Zweige 21, 22 auf,
die untereinander parallel sind und über einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Abschnitt 23 in
der Nähe
jedes der seitlichen Enden 2a, 2b des Trägers miteinander
verbunden sind.
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Jeder
Zweig 21, 22 weist die gleiche Höhe auf.
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Dieser
Blechträger 2' wurde in einer
einzigen Stanzung erhalten. Diese Stanzung erfolgte unter Wärmeeinwirkung.
Wie hier nicht dargestellt, wurde der Vorderteil des Trägers 2' mit einer PVC-Beschichtung
beschichtet, welche es dem Träger
gestattet, gegenüber
Stößen beständig zu
sein, die durch auf der Straße
liegenden Splitt verursacht werden.
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Jede
Hälfte
des Trägers
besteht aus Zweigen, die über
einen Abschnitt 23 miteinander verbunden sind, der halbkreisförmig ist
und ungefähr
die Form eines Y aufweist und der mit einer Verstärkung 24a, 24b von
allgemein komplementärer
Form verstärkt
wird, die direkt im Inneren der Zweige durch elektrische Lötstellen
angelötet
ist.
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Die
beiden Verstärkungen 24a und 24b sind nicht
identisch und ihr Einsatz erfolgt so, dass ihre oberen Teile 241a, 241b gegenüber einander
in Querrichtung bezüglich
der unteren Teile 242a, 242b ebenfalls gegenüber einander
entlang der Fahrzeugquerachse versetzt sind.
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Anders
ausgedrückt
ist der durch den Rand der oberen Teile 241a, 242a begrenzte
Spalt (Fs) in Querrichtung gegenüber
dem Spalt (Fi), der durch den Rand der unteren Teile 241b, 242b begrenzt
ist, versetzt, wie aus 3 ersichtlich. Der Versatz dieser
Spalte wird absichtlich erzeugt, um jede Gefahr des unbeabsichtigten
Ausreißens
des Trägers
im Falle eines Frontalzusammenstoß zu verhindern, was zuvor
ein Ausreißen
der Stanzung des Trägers 2' mit sich bringt.
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Jede
Verstärkung 24a, 24b ist
mit mehreren rechteckigen Löchern
(T) ausgehöhlt,
wodurch das Gesamtgewicht des Trägers 2' verringert
werden kann.
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An
jedes Ende des Trägers
ist ein Energieabsorber 25a, 25b gelötet, der
eine allgemeine Form eines regelmäßigen Pyramidenstumpfs mit
rechtwinkliger und verkürzter
Basis aufweist. Genauer ausgedrückt
ist der Absorber 25a, 25b so eingebaut, dass seine
Vorderfläche
gegen den Boden des Rands 26a, 26b des Trägerendes
mit U-förmigem
Querschnitt anliegt.
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Die
Ränder
dieses Abschnitts bilden eine gegenüber dem oberen ebenen Teil
des Trägers 2' erhöhte Klappe 27.
Diese Klappen 27 umgeben den Absorber und definieren einen
beträchtlichen Überlappungsbereich
(C) mit dem Absorber, der 25% der Länge des Absorbers beträgt.
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An
einem mit der quer eingesetzten (wie in 2 gezeigt)
erfindungsgemäßen Verstärkung ausgestatteten
Fahrzeug sind Versuche zu Frontalzusammenstößen gemäß der Richtlinie (Europäische Richtlinie
zu Frontalzusammenstößen 96/79)
durchgeführt
worden.
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Die
erhaltenen Ergebnisse haben qualitativ gezeigt, dass die globale
Starrheit des Trägers 2' mit seinen
beiden verbundenen Verstärkungen 24a, 24b die Übertragung
der Integralität
der am Vorderende des Fahrzeugs erfahrenen Stöße an das Hinterende des Fahrzeugs
auf dieselbe Weise ermöglicht
wie ein einstückiger
Träger 2.
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Außerdem wurde
gezeigt, dass der Einbau der Absorber 25a, 25b im
Inneren des Trägers
das Blockieren der Drehung des Trägers beim Aufprall verhindert,
insbesondere, wenn nur der untere Zweig 22 bei einem Aufprall
betroffen ist.
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Der
Träger
liegt in diesem besonderen Fall an den oberen und unteren Flächen der
Absorber an.
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Die
soeben beschriebene erfindungsgemäße Lösung ist zugleich einfach und
kostengünstig
in der Umsetzung.
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Es
versteht sich, dass andere Modifikationen angewendet werden können, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Beispielsweise
können
die beiden Zweige des Trägers
aus zwei direkt auf die Absorber gelöteten Rohren gefertigt werden.