DE102007045219A1

DE102007045219A1 - Stoßfängersystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102007045219A1
Application number: DE200710045219
Authority: DE
Inventors: Dirk Van Oirschot; Heiko Wüstner; Simon Van Den Akker
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2009-04-09

Abstract

Es wird ein Stoßfängersystem für ein Fahrzeug mit einem starren Hauptstoßfänger (2) und einer im Abstand von dem Stoßfänger nach vorne beabstandet angeordneten Frontabdeckung (10) beschrieben, bei dem oberhalb des Hauptstoßfängers und diesen nach vorne überragend mindestens ein erster Hilfsstoßfänger (3, 4) angeordnet ist, der einen horizontal ausgedehnten Stoßkraftverteiler (3) aufweist und der an im wesentlichen vertikal angeordneten, deformierbar Stoßenergie aufnehmenden Halteelementen (4) gehalten ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Energie aufnehmendes Stoßfängersystem für ein Kraftfahrzeug insbesondere zum Unterbeinschutz von Fußgängern.
Es ist bekannt, zur Minderung von Verletzungen bei Kollisionen mit Fußgängern zwischen dem eigentlichen, an den Längsträgern des Fahrzeugs abstützenden Stoßfänger und der Stoßfängerabdeckung eine Energie absorbierende Struktur aus Schaumstoff anzuordnen, die sich bei einem Aufprall mit geringer Geschwindigkeit verformt und dabei die Aufprallenergie aufnimmt, und ferner unterhalb des Stoßfängers einen ebenfalls deformierbaren Hilfsstoßfänger, der auf das Unterbein des betroffenen Fußgängers wirkt, anzuordnen, so dass eine Torsionsbelastung des Unterbeines gemindert wird.
Der Nachteil derartige Schaumstoffstrukturen ist, dass sich diese nur zu 60 bis 70% ihrer Ausdehnung in Längsrichtung des Fahrzeugs verformen lassen, d. h. ihre Energie aufnehmende Wirkung entfalten, so dass ihre Ausdehnung 140 bis 170% der erforderlichen Deformation betragen muss, was zu einer unerwünschten Vergrößerung der Gesamtlänge des Fahrzeugs führt. Darüber hinaus haben derartige Schaumstoffenergieabsorber eine unregelmäßige Absorptionscharakteristik.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Unterbeinaufprall auf ein Fahrzeug bei 40 km/h bei möglichst geringen, zu Verletzungen führenden Parametern wie Beschleunigung, Scherung und Torsion innerhalb des begrenzten zur Verfügung stehenden Raumes und einer vorgegebenen Bodenfreiheit des Fahrzeugs unter Vermeidung von Schaumstoff-Energieabsorbern abzumildern.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Stoßfängersystem für ein Fahrzeug mit einem starren Hauptstoßfänger und einer im Abstand von dem Hauptstoßfänger nach vorne beabstandet angeordneten Frontabdeckung sowie einem oberhalb des Hauptstoßfängers und diesen nach vorne überragend abgeordneten mindestens ersten Hilfsstoßfänger, der einen horizontal quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs ausgedehnten Stoßkraftverteiler aufweist und der an im wesentlichen vertikal angeordneten, deformierbar Stoßenergie aufnehmenden Halteelementen gehalten ist.
Der Hauptstoßfänger dient der Abmilderung eines Aufpralls mit höherer Geschwindigkeit bzw. auf größere Massen und kann mit den Längsträgern des Fahrzeugs oder anderen tragenden Teilen des Fahrzeugs verbunden sein.
Der Stoßkraftverteiler des mindestens ersten Hilfsstoßfängers überragt den Hauptstoßfänger vorzugsweise um 50 bis 100 mm, besonders bevorzugt 50 bis 75 mm, in Längsrichtung des Fahrzeugs nach vorne.
Der quer zur Fahrzeuglängsachse ausgedehnte Stoßkraftverteiler soll genügend Biegestabilität um eine vertikale Achse aufweisen, um die Stoßkraft des Aufpralls auf eine Mehrzahl von deformierbar Stoßenergie aufnehmende Halteelemente zu übertragen. Der Stoßkraftverteiler kann vorteilhaft als ein Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sein, in den weiter bevorzugt Metallblechrippen eingegossen sein können und/oder der eine Metallblechummantelung aufweist. Alternativ kann der Stoßkraftverteiler in Form einer Metallrippenstruktur ausgebildet sein.
Die Halteelemente bestehen vorzugsweise aus einer Vielzahl Energie absorbierend plastisch deformierbaren Metallblechstreifen, die Verstärkungsrippen aufweisen können, deren eine Enden mit dem Stoßkraftverteiler verbunden sind und deren andere Enden kammartig mit einem Querblech, vorzugsweise einstückig, verbunden sind. Das Querblech kann oberhalb der Halteelement abgeknickt sein, und als integraler Teil des Frontendmoduls ausgebildet sein, das auch die obere Halterung für den Kühler aufweist, und das an dem oberen Frontendträger befestigt ist und gehalten wird. Der horizontale Abstand der im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Haltelemente von der Kühlervorderseite ist größer bemessen, als der horizontale Abstand der Vorderseite des Hauptstoßfängers von der Vorderseite des Stoßkraftverteilers. Die Haltelemente können vorteilhaft unterhalb des Stoßkraftverteilers verlängert sein und gegebenenfalls nach zweifacher Abknickung an dem Hauptstoßfänger zusätzlich gehalten sein.
Die Halteelemente werden bevorzugt so ausgebildet, dass sie dem Stoßverteiler eine Steifigkeit in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs von 60 bis 120 N/mm verleihen.
Das erfindungsgemäße Stoßfängersystem weist weiterhin bevorzugt einen unterhalb des Hauptstoßfängers angeordneten zweiten, Stoßenergie aufnehmend deformierbaren Hilfsstoßfänger auf, der bevorzugt in Form eines unteren Frontspoilers ausgebildet sein kann. Der zweite Hilfsstoßfänger weist vorzugsweise in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs eine Steifigkeit von 20 bis 40 N/mm auf. Der vertikale Abstand des ersten Hilfsstoßfängers und des zweiten Hilfsstoßfängers soll vorteilhaft 250 bis 500 mm betragen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt schematisch eine Frontansicht des erfindungsgemäßen Stoßfängersystems.
2 zeigt eine schematisierte Seitenansicht des erfindungsgemäßen Stoßfängersystems in drei Phasen des Aufpralls eines Unterbeindummys.
Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche Elemente.
In 1 bezeichnet 1 die durch unterbrochene Linien angedeutete Kontur eines Personenkraftwagens. Oberhalb des Hauptstoßfängers 2, der an den nicht dargestellten Längsträgern des Fahrzeugs fixiert sein kann, ist der Stoßkraftverteiler 3 des ersten Hilfsstoßfängers angeordnet, der durch Halteelemente 4 an dem oberen Frontendmodulträger 5 fixiert ist. Unterhalb des Hauptstoßfängers 2 ist der beispielhaft als Frontspoiler ausgebildete zweite Hilfsstoßfänger 6 angeordnet. Andere bekannte Gestaltungen des zweiten Hilfsstoßfängers sind ebenfalls möglich. Die punktierte Linie 9 deutet den dahinter liegenden Kühlergrill an. Die Halteelemente 4 sind in Breite und Abstand so bemessen, dass der durch den Kühlergrill eintretende Luftstrom zum Kühler im Wesentlichen nicht behindert wird. Das Zusammenwirken der Elemente wird besser anhand von 2 verstanden.
In 2a) bezeichnet die unterbrochene Linie 10 die Frontkontur des Fahrzeugs, d. h. die Frontabdeckung mit Kühlergrill und Emblem. Der Kühler 9 ist über das Frontendmodul 7 an dem oberen Frontendmodulträger 5 und dem unteren Kühlerrahmen 11 befestigt. Das Frontendmodul 7 ist nach vorne verlängert und kammartig in Form von Halteelementen 4 zur Halterung des Stoßkraftverteilers 3 ausgebildet. Die Halteelemente 4 verlaufen im Abstand vor dem Kühler 9 im Wesentlichen vertikal nach unten und sind bei 8 an dem Hauptstoßfänger 2 gehalten. Die Haltelemente bzw. der Halteelementekamm kann auch auf andere Weise mit dem Frontendmodul oder dem Frontendmodulträger verbunden sein. Der Stoßkraftverteiler 3 des ersten Hilfsstoßfängers kann eine vordere Stoßfängerabdeckung 12 aufweisen, auf die der Aufprall erfolgt. An dem unteren Kühlerrahmen 11 ist der zweite Hilfsstoßfänger 6 befestigt. Der vertikale Abstand zwischen erstem und zweitem Hilfsstoßfänger ist mit H bezeichnet.
Die 2a), 2b) und 2c) stellen beispielhaft schematisch 3 Phasen des Aufpralls des Fahrzeugs auf einen Unterbeindummy D dar.
2a) zeigt die Situation unmittelbar vor dem Aufprall (0 ms seit Aufprall).
2b) zeigt eine mittlere Aufprallphase nach beispielsweise 10 ms.
2c) zeigt die Situation nach beispielsweise 20 ms, bei der die Hilfsstoßfänger stoßkraftaufnehmend so weit deformiert sind, dass die Frontabdeckung 10 an dem Hauptstoßfänger 2 anliegt. Die Steifigkeit der Halteelemente 4 und der horizontale Abstand L zwischen Vorderkante des Stoßkraftverteilers 3 und Vorderkante des Hauptstoßfängers 2 sind so abzustimmen, dass der Dummy D in dem vorgegebenen Zeitintervall (beispielhaft hier 20 ms) auf Fahrzeuggeschwindigkeit beschleunigt sein sollte.

Claims

Stoßfängersystem für ein Fahrzeug mit einem starren Hauptstoßfänger (2) und einer im Abstand von dem Stoßfänger nach vorne beabstandet angeordneten Frontabdeckung (10) dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Hauptstoßfängers und diesen nach vorne überragend mindestens ein erster Hilfsstoßfänger (3, 4) angeordnet ist, der einen horizontal ausgedehnten Stoßkraftverteiler (3) aufweist und der an im wesentlichen vertikal angeordneten, deformierbar Stoßenergie aufnehmenden Halteelementen (4) gehalten ist.
Stoßfängersystem nach Anspruch 1, enthaltend weiterhin einen unterhalb des Hauptstoßfängers (2) angeordneten zweiten Stoßenergie aufnehmend deformierbaren Hilfsstoßfänger (6).
Stoßfängersystem nach Anspruch 2, wobei der zweite Hilfsstoßfänger (6) in Form eines Spoilers ausgebildet ist.
Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Hilfsstoßfänger (3, 4) den Hauptstoßfänger (2) um L = 50 bis 100 mm nach vorne überragt.
Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Halteelemente (4) Teil des Frontendmoduls (7) sind und im Abstand vor dem Kühler (9) verlaufen, wobei der Abstand größer bemessen ist, als der Stoßkraftverteiler (3) den Hauptstoßfänger (2) nach vorne überragt.
Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der vertikale Abstand (H) des ersten und zweiten Hilfsstoßfängers zwischen 250 und 500 mm beträgt.
Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Stoßkraftverteiler (3) ein Kunststoffspritzgussteil ist.
Stoßfängersystem nach Anspruch 7, wobei das Kunststoffspritzgussteil eingegossene Metallrippen aufweist.
Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Halteelemente (4) dem Stoßverteiler (2) eine Steifigkeit in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs von 60 bis 120 N/mm verleihen.
Stoßfängersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Hilfsstoßfänger (6) in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs eine Steifigkeit von 20 bis 40 N/mm aufweist.