DE60029511T2

DE60029511T2 - Verstärkungsbauteil für einen Stossfänger eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE60029511T2
Application number: DE60029511T
Authority: DE
Inventors: Takamitsu Shinjuku-ku Ichien
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2020-05-13
Also published as: JP2000318549A; EP1052150B1; DE60029511D1; US6227582B1; EP1052150A1

Description

Die offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. Toku-Kai-Hej 5-178144 oder Toku-Kai-Hei 5-278537 offenbaren aus extrudiertem Aluminium bestehende Stoßfängerträger. 7 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines Beispieles dieser Stoßfängerträger nach dem Stand der Technik zeigt. Der Stoßfängerträger 70 ist durch eine Mehrzahl von kastenartigen, geschlossenen Querschnitten 72 gebildet, und alle Wandungen, die den Stoßfängerträger 70 bilden, weisen eine gleiche Wandstärke T auf. Im Falle einer Kollision wird die von der Vorderseite des Fahrzeugs her eingeleitete Aufprallast durch die Beulverformung des Stoßfängerträgers 70 absorbiert. Im Falle einer tatsächlichen Kollision nimmt das Fahrzeug jedoch nicht stets einen Zustand ein, der für eine Aufprallabsorption wünschenswert ist. Ferner differiert auch die Richtung der Aufprallenergie mit jedem Kollisionsfall. Daher ist bei manchen Kollisionen die Beulverformung inadäquat, und der Stoßfängerträger wird beispielsweise in eine rhomboide Konfiguration verformt. Diese inadäquate Beulverformung macht es schwierig, die Aufprallenergie effizient aufzunehmen.
Der Leser wird über den Stand der Technik durch Bezugnahme auf den Stand der Technik gemäß DE 36 26 150 A näheren Aufschluß erhalten, gegen den die vorliegende Erfindung abgegrenzt. ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Stoßfängerträger anzugeben, der eine Struktur aufweist, die sich verglichen mit Stoßfängerträgern nach dem Stand der Technik bei jedem Aufprall ereignisadäquater und konsistenter verformt und es einem Airbag ermöglicht, sich im Falle einer Kollision früher zu entfalten.
Dementsprechend sieht die vorliegende Erfindung eine Stoßfängerbaugruppe vor, wie im Anspruch 1 definiert.
Eine Stoßfängerbaugruppe, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wird nun beispielshalber unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
1 ist eine Schnittansicht, die ein Stoßfängersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Schnittansicht, die einen Stoßfängerträger des Stoßfängersystems gemäß 1 darstellt;
3 ist eine Schnittansicht, die ein drittes Ausführungsbeispiel eines Stoßfängerträgers darstellt;
4 ist eine Schnittansicht, die ein viertes Ausführungsbeispiel eines Stoßfängerträgers darstellt;
5 ist eine teilweise geschnittene Ansicht, die ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Stoßfängerträgers darstellt;
6 ist eine Schnittansicht, die ein sechstes Ausführungsbeispiel des Stoßfängerträgers darstellt.
Es sei auf 1 Bezug genommen. Ein Stoßfängersystem 1 weist einen Stoßfängerträger 2, der aus einem leichtgewichtigen Aluminium geformt ist, einen Urethanschaum 3, der ein energieabsorbierendes Medium ist, und eine Abdeckung 4 auf, die über dem Urethanschwamm 3 montiert ist und aus einem Kunstharz besteht. Der Stoßfängerträger 2 erstreckt sich in Querrichtung des Fahrzeuges und ist an einer Trägerstrebe 6 angebracht, die an einem Fahrzeugrahmen 5 befestigt ist. Der Urethanschaum 3 ist an dem vorderen Ende des Stoßfängerträgers 2 vorgesehen, um in einem gewissen Maße von der Front des Fahrzeugs her wirkende Aufprallenergie zu absorbieren. Die Abdeckung ist mit dem Fahrzeugrahmen 5 und dem Stoßfängerträger 2 verbunden.
2 ist eine Schnittansicht eines Stoßfängerträgers 2 in Querrichtung oder von der Seite des Fahrzeugs gesehen. Der Stoßfängerträger 2 ist durch ein extrudiertes oder gezogenes Aluminiummaterial gebildet und weist einen kastenartigen, geschlossenen Querschnitt auf, der durch vier Stege eingeschlossen ist, die eine hintere Wandung 7, eine vordere Wandung 8, einen oberen Steg 9 und einen unteren Steg 10 umfassen. Die hintere Wandung 7 ist mit der Trägerstrebe 6 verbunden. Die vordere Wandung 8, die zu der hinteren Wandung 7 gegenüberliegend angeordnet ist, trägt den Urethanschaum 3. Diese vorderen und hinteren Wandungen 8, 7 sind jeweils durch den oberen Steg 9 und den unteren Steg 10 verbunden.
Ferner weist der geschlossene Querschnitt, der durch die vier Stege 7, 8, 9, 10 umschlossen ist, zwei Stege 11, 12 auf, die die vordere und hintere Wandung 8 und 9 verbinden. Zwei Stege 9, 10 und zwei Stege 11, 12, die sich in Längsrichtung oder Horizontalrichtung des Fahrzeugs in 2 erstrecken, weisen keine gleichförmige Dicke entlang der Längsrichtung des Fahrzeugs auf. Die Dicke ist am größten, beispielsweise 3 mm, an den Verbindungsbereichen der oberen und unteren Stege 9, 10 mit den vorderen und hinteren Wandungen 8, 9, nimmt allmählich linear zu ihrem Zentrum ab und ist am geringsten, beispielsweise 1,5 bis 2,0 mm, in der Nähe der zentralen Bereiche 9b, 10b, 11b und 12b. Mit anderen Worten sind die Stege 9, 10 und die Stege 11, 12 jeweils mit nachgiebigen Bereichen 9b, 10b, 11b, 12b versehen, die sich verformen können. Diese nachgiebigen Bereiche sind, wie in 2 dargestellt, auf ein und derselben Linie C angeordnet, die sich nahezu durch das Zentrum des Stoßfängerträgers 2 erstreckt.
Ferner ist ein vorstehender Bereich 13 einstückig mit der vorderen Wandung 8 ausgebildet. Der vorstehende Bereich 13 ist dadurch gebildet, daß ein Teil des zentralen Bereiches der vorderen Wandung 8 vorwärts gerichtet von der hinteren Wandung 6 weg hervorsteht.
In dem auf diese Weise gebildeten Stoßfängerträger 2 ermöglichen die nachgiebigen Bereiche 9b, 10b, 11b, 12b eine stabile Erzeugung einer Beulverformung im Falle eines Aufpralls. Da die nachgiebigen Bereiche 9b, 10b, 11b, die eine geringe Dicke aufweisen, in dem zentralen Bereich des Stoßfängerträgers 2 gebildet sind, beginnt die Beulverformung des Stoßfängerträgers 2 ausgehend von diesen nachgiebigen Bereichen. Dies bedeutet, daß die nachgiebigen Bereiche als Startpunkte für das Beulverformung wirken. Da ferner die nachgiebigen Bereiche 9b, 10b, 11b, 12b auf einer Zentrumslinie C des Stoßfängerträgers 2 angeordnet ist, kann eine Beulverformung als Verformung des Stoßfängerträgers 2 in Längsrichtung (von vorne nach hinten) wie ein Balg in einer relativ zuverlässigen Weise erzeugt werden, und zwar unabhängig von Fahrzeugeigenheiten oder einer La steingangsrichtung. Daher sind Positionen, an denen die Beulverformung startet, bereits vorher festgelegt, und ein ungeeignetes Auftreten einer Beulverformung, beispielsweise eine rhomboide Verformung, kann verhindert werden, so daß eine effektive Absorption der Aufprallenergie in dem Stoßfängerträger 2 bereitsteht.
Der vorstehende Bereich 13, der an der vorderen Wandung 18 gebildet ist, ermöglicht es einem Airbag, sich im Falle eines Aufpralls zu einem früheren Zeitpunkt zu entfalten. Betrachtet man beispielsweise eine leichte Kollision, so wird die erste Aufprallast durch das Zusammendrücken des Urethanschaumes absorbiert. In dem Fall, in dem die Aufprallast stärker als eine von dem Urethanschaum absorbierbare Last ist, werden Reaktionskräfte in dem Stoßfängerträger, der Trägerstrebe und dem Fahrzeugrahmen (in dieser Reihenfolge) erzeugt, um die Aufprallenergie zu absorbieren. In diesem Moment entfaltet sich in einem Falle, in dem die Reaktionskraft des Fahrzeugrahmens einen vorbestimmten Wert überschreitet, beispielsweise in einem Falle, in dem ein in dem Fahrzeugrahmen installierter Beschleunigungssektor eine Aufprallbeschleunigung detektiert, die größer als ein vorbestimmter Wert ist, der Airbag. Im Falle eines Stoßfängers gemäß dem Stand der Technik, der keinen vorstehenden Bereich an der Front hat, erzeugt der Stoßfängerträger erst dann eine Reaktionskraft, wenn der Urethanschaum vollständig zusammengedrückt oder die Energieabsorption des Urethanschaumes erschöpft ist. Es ist daher ein Problem gewesen, den Airbag zu einem früheren Zeitpunkt zu entfalten.
Demgegenüber erzeugt im Falle eines Stoßfängerträgers 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Stoßfängerträger 2 eine Reaktionskraft, bevor der Urethanschaum 3 vollständig zusammengedrückt ist, da der vorstehende Bereich 13 an dem vorderen Ende des Stoßfängerträgers 2 gebildet ist. Dies bedeutet, daß die Reaktionskraft in dem Stoßfängerträger 2 früher erzeugt wird als in einem Stoßfängerträger gemäß dem Stand der Technik, so daß dementsprechend ein frühes Entfalten des Airbags möglich ist. Die Höhe des vorstehenden Bereiches 13 ist so gewählt, daß ihr Wert größer ist (beispielsweise 10 mm) als eine verbleibende Dicke des Urethanschaumes 3 in einem vollständig zusammengedrückten Zustand des Urethanschaumes 3.
In dem vorhergehenden Beispiel weisen alle Stege oder alle sich in Längsrichtung erstreckenden Stege nachgiebige Bereiche auf. Es ist jedoch nicht notwendig, nachgiebige Bereiche in allen Stegen zu bilden. Mit der Aufgabe, eine Beulverformung an einem vorbestimmten Startpunkt zu fördern, sind nachgiebige Bereiche vorzugsweise wenigstens in den Stegen gebildet.
Wie beispielsweise in 3 dargestellt, können die Stege 11, 12 derart geformt sein, daß die Dicke in den Bereichen am größten ist, in denen sie mit den vorderen und hinteren Wandungen 8, 7 verbunden sind, und allmählich geringer werden entlang einer gekrümmten Linie von den beiden Verbindungsbereichen in Richtung auf das Zentrum, wobei sie in der Nähe des Zentrums der Stege 11, 12 am geringsten ist.
4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das einen Steg 11, 12 aufweist, der eine gleichförmige Querschnittsdicke aufweist mit Ausnahme von Einkerbungen 11b, 12b, die in der Nähe des Zentrums der Stege 11, 12 vorgesehen sind und entweder auf deren oberer oder deren unterer Seite angeordnet sind. Wie in dem fünften Ausführungsbeispiel der 5 dargestellt, können Einkerbungen 11b, 12b sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Seite des Steges vorgesehen sein.
Ferner ist es nicht immer notwendig, die nachgiebigen Bereiche in dem Zentrum des Stoßfängerträgers 2 vorzusehen. Dies bedeutet, daß die nachgiebigen Bereiche zur linken oder rechten Seite des Stoßfängerträgers 2 hin versetzt sein können. Da der nachgiebige Bereich dazu dient, einen Startpunkt für die Beulverformung zu bilden, ist der Versatz des nachgiebigen Bereiches von dem Zentrum des Stoßfängerträgers davon abhängig, was die wünschenswerteste Beulverformung ist. Daher ist der in der vorliegenden Erfindung definierte nachgiebige Bereich nicht auf einen Bereich beschränkt, der in der Nähe des Zentrums des Stoßfängerträgers vorgesehen ist. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, daß die Position des nachgiebigen Bereiches in der vorliegenden Erfindung einen größeren Bereich umfaßt.
6 ist eine Schnittansicht, die einen Stoßfängerträger gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel zeigt. Der Stoßfängerträger 2 dieses Ausführungsbeispieles besteht aus einem Aluminiummaterial, das eine gleichförmige Dicke von 3 mm oder etwa 3 mm aufweist. Eine vordere Wandung ist in eine obere vordere Wandung 22a und eine untere vordere Wandung 22b unterteilt, die zu einer hinteren Wandung 21 gegenüberliegend angeordnet sind. Die obere vordere Wandung 22a ist mit der hinteren Wandung 21 über einen oberen Steg 23 und einen Steg 25 verbunden. Ferner ist die untere Wandung 22b mit der hinteren Wandung 21 durch einen unteren Steg 24 und einen Steg 26 verbunden. Ferner sind diese oberen und unteren vorderen Wandungen 22a, 22b jeweils mit einem hervorstehenden Bereich 27, der nach vorne hervorsteht, verbunden. Dies bedeutet, daß die Stege 25, 26 durch den hervorstehenden Bereich 27 miteinander verbunden sind.
Der obere Steg 23 erstreckt sich allmählich nach außen (nach oben in der Zeichnung) zwischen der oberen vorderen Wandung 22a und der Zentrumslinie C des Stoßfängerträgers 2 und erstreckt sich horizontal zwischen der Zentrumslinie C und der hinteren Wandung 21. Ferner erstreckt sich der untere Steg 24 allmählich nach außen (nach unten in der Zeichnung) zwischen der unteren vorderen Wandung 22b und der Zentrumslinie C des Stoßfängerträgers 2 und erstreckt sich horizontal zwischen der Zentrumslinie C und der hinteren Wandung 21. Dies bedeutet, daß der Abstand zwischen den oberen und unteren Stegen 23, 24 von der Vorderseite des Fahrzeugs zum Zentrum des Stoßfängerträgers 2 hin allmählich größer wird und zwischen der Zentrumslinie C und der hinteren Wandung 21 konstant gehalten ist. Andererseits sind zwei Stege 25, 26 zueinander geneigt (schräg) in der Längsrichtung des Fahrzeugs derart angeordnet, daß der Abstand zwischen ihnen von der Front des Fahrzeugs nach hinten hin allmählich größer wird.
Der Stoßfängerträger 2 des siebten Ausführungsbeispieles kann eine geeignete Beulverformung in einer stabilen Weise im Falle einer Kollision erzeugen. Da die obere vordere Wandung 22a mit der unteren vorderen Wandung 22b über den hervorstehenden Bereich 27 verbunden ist, wird dann, wenn eine Eingangslast auf den hervorstehenden Bereich 27 einwirkt, die Belastung auf die Stege 25, 26 konzentriert, und als Ergebnis beginnen die Stege 25, 26, sich zu verformen. Da die Belastung auf jeweilige Bruchpunkten der oberen und unteren Stege 23 konzentriert ist, schreitet die Beulverformung des Stoßfängerträgers 2, beginnend mit den Bruchpunkten, voran. Auf diese Weise kann eine geeignete Beulverformung, beispielsweise eine balgenartige Verformung, des Stoßfängerträgers 2 in einer relativ stabilen Weise erzeugt werden, unabhängig von den Eigenschaften des Fahrzeuges, der Art des Lastauftreffens und dergleichen. Im Ergebnis kann der Stoßfängerträger 2 die Aufprallenergie von einer Kollision effektiv absorbieren.
Das Vorsehen der nachgiebigen Bereiche an den Stegen 25, 26 entlang der Zentrumslinie C verbessert eine Stabilität der Beulverformung.

Claims

Eine Stoßfängerbaugruppe, die mit einem Fahrzeugkörperrahmen (5) über eine Trägerstrebe (6) verbunden ist, wobei das genannte Fahrzeug einen Airbag aufweist und wobei die genannte Baugruppe einen Stoßfängerträger (2) aufweist, mit einer vorderen Wandung (8), die an einer vorderen Seite vorgesehen ist, um bei einer Kollision mit einem Hindernis einen Stoß aufzunehmen, einer hinteren Wandung (7), die zwischen der genannten vorderen Wandung (8) und der genannten Trägerstrebe (6) angeordnet ist, und einem energieabsorbierenden Material (3), das auf der genannten vorderen Wandung (8) vorgesehen ist, um den genannten Stoß zu mindern, wobei sich eine Mehrzahl von Stegen (9–12) horizontal zwischen den genannten vorderen und hinteren Wandungen (8, 7) erstrecken, um die vorderen und hinteren Wandungen zu verbinden und so einen Kastenabschnitt zu bilden, um den genannten Stoß durch Kollabieren derselben aufzunehmen, wobei ein Vorsprung (13) vorgesehen ist, der in dem genannten energieabsorbierenden Material aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (13) an einer vorderen Fläche der genannten vorderen Wandung (8) vorgesehen ist und daß die Höhe des genannten Vorsprunges über der vorderen Wandung größer als die verbleibende Breite des energieabsorbierenden Materiales ist, wenn das genannte energieabsorbierende Material vollständig zusammengedrückt ist, so daß der genannte Vorsprung (13) einen Airbag in die Lage versetzen kann, sich im Falle einer Kollision zu einem früheren Zeitpunkt zu entfalten.
Die Stoßfängerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei eine Dicke wenigstens eines der horizontalen Stege (9–12) an einem Verbindungsbereich der Stege mit der vorderen Wandung (8) und der hinteren Wandung (9) am größten ist und allmählich und linear abnimmt, um einen nachgiebigen Punkt an dem zentralen Punkt C zu bilden.
Die Stoßfängerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei eine Dicke wenigstens eines der horizontalen Stege an den Bereichen am größten ist, die mit den vorderen und hinteren Wandungen verbunden sind, und sich zu dem Zentrum hin allmählich entlang einer Kurve verringert.
Die Stoßfängerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei wenigstens einer der horizontalen Stege einen gleichförmigen Querschnitt aufweist mit Ausnahme einer Nut, die in dem Zentrum des Steges gebildet ist.
Die Stoßfängerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei ein oberster Steg (23) und ein unterster Steg (24) sich nach außen erstrecken und ein oberer Zwischensteg (25) und ein unterer Zwischensteg (26) gegenüber der Horizontalen geneigt sind.
Die Stoßfängerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der obere Steg (23) und der untere Steg (24) von gleichförmiger Dicke sind und an dem zentralen Punkt eine Biegung aufweisen, um eine kontrollierte Beulverformung zu induzieren.