DE3144844A1

DE3144844A1 - "verstaerkungsbauteil fuer einen stossfaenger eines kraftfahrzeuges"

Info

Publication number: DE3144844A1
Application number: DE19813144844
Authority: DE
Inventors: Fumio Okazaki Aichi Wakamatsu
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1981-11-11
Publication date: 1982-06-03
Also published as: DE3144844C2

Description

Verstärkungsbauteil für einen Stoßfänger
eines Kraftfahrzeuges Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßfänger bzw. eine Stoßstange, der bzw. die an einer Kraftfahrzeugkarosserie befestigt ist, und insbesondere auf ein Verstärkungsbauteil für einen Stoßfänger.
In Figur 1 ist ein herkömmlicher Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Dieser umfaßt ein Oberflächenelement 11 des Stoßfängers, ein stoßabsorbierendes Element 12 aus einem Urethanschaum,eine Verstärkungsbaueinheit 13 sowie eine Stütze 14, wobei all diese Elemente mit Ausnahme des stoßabsorbierenden Elementes 12 aus einem Metallblech hergestellt werden.
Bei einem solchen Stoßfänger ist die Stütze 14 mit'ihrem vorderen Ende an einem Abschnitt der Verstärkungsbaueinheit 13 angeschweißt. Das Oberflächenelement 11 ist zusammen mit dem stosabsorbierenden Element 12 fest mit der Verstärkungsbaueinheit 13 zusammengebaut, und die Stütze 14 ist an ihren Montagelöchern 14a mit Hilfe von Befestigungsschrauben an einer Fahrzeugkarosserie befestigt, so daß auf diese Weise der Stoßfänger an seinem Einbauort festgehalten ist. Eine auf den Stoßfänger ausgeübte Stoßbeanspruchung wird mittels der Stützen 14 zur Fahrzeugkarosserie übertragen.
Bei diesem herkömmlichen Stoßfänger umfaßt die .Verstärkungsbaueinheit 13 ein vorderes Teil 13A und ein hinteres Teil 13B, die aus Metallblech gepreßt sind und so zusammengeschweißt sind, daß sie ein geschlossenes Querschnittsprofil bilden.
Die Breite H1 der Verstärkungsbaueinheit i3 ist verhältnismäßig groß1 rund in das Innere der Verstärkungsbaueinheit is.t zumindest eine Querstrebe 13a fest eingesetzt, die die Biegefestigkeit des Stoßfängers erhöhen soll. Dies führt zu Schwierigkeiten bei der Herstellung der Verstärkungsbaueinheit 13 und hat ferner erhöhtes Gewicht des Stoßfängers zur Folge.
Ferner erfordert das Anschweißen der Stütze 14 an der Verstärkungsbaueinheit 13 große handwerkliche Geschicklichkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach herstellbares Verstärkungsbauteil geringen Gewichtes für einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeuges zu schaffen. Vorzugsweise soll das Verstärkungsbauteil durch Strangnressen oder Ziehen herstellbar sein. Ferner soll es das zu schaffende Verstärkungsbauteil ermöglichen, die Stütze mit ihrem vorderen Ende am Verstärkungsbauteil anzuschrauben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verstärkungsbauteil für einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeuges, das sich auszeichnet durch zwei längliche, seitliche Verstärkungselemente, die mit Abstand voneinander parallel zueinander angeordnet sind und eine obere seitliche Wand sowie eine unte- re seitliche Wand des Verstärkungsbauteils bilden, wobei jedes seitliche Verstärkungselement eine bestimmte Breite und eine bestimmte Dicke hat, ein länglichee, senkrechtes, vorderes Verstärkungselement bestimmter -Breite und bestimmte ter Dicke, das an seinem oberen Rand und seinem unteren Rand einstückig mit dem vorderen Rand des einen bzw. anderen seitlichen Verstärkungselementes ausgebildet ist und eine senkrechte, vordere Wand des Verstärkungsbauteils bildet, ein längliches, senkrechtes Zwischenverstärkungselement bestimmter Dicke7' das an seinem oberen Rand und seinem unteren Rand mit einem mittleren Abschnitt des einen bzw. anderen seitlichen Verstärkungselementes einstückig ausgebildet ist und eine senkrechte Zwischenwand des Verstärkungsbauteil.s bildet, und ein längliches, quer verlaufendes Verstärkungselement bestimmter Dicke, das an seinen entgegengesetzten Rändern mit einem mittleren Abschnitt des senkrechten Verstärkungselementes bzw. des senkrechten Zwischenverstärkungselementes einstückig ausgebildet ist und eine quer verlaufende Zwischenwand des Verstärkungsbauteils bildet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlich ausgebildeten Stoßfängers für ein Kraftfahrzeug; Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Verstärkungsbauteils für einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug gemäß der Erfindung; Figur 3 einen Querschnitt durch das Verstärkungsbauteil gemäß Figur 2; Figur 4 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Biegung des Verstärkungsbauteils und der aufgebrachten Kraft wiedergibt; Figur 5 ein Querschnittsprofil eines Verstärkungsbauteils, das für einen Vergleich mit dem erfin-.
dungsgemäßen Verstärkungsbauteil bei einer Untersuchung diente; und Figur 6 einen Querschnitt durch eine Abwandlung die erfindungsgemcißen VesrstArkull(Jsbauteils.
Im folgenden wird zunächst auf Figur 2 eingegangen, in der ein Verstärkungsbauteil 23 für eine Stoßstange bzw. einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeuges erkennbar ist. Am Verstärkungsbauteil 23 ist eine Stütze 24 angesetzt, die daran angeschraubt werden kann. Das Verstärkungsbauteil 23 ist als stranggepreßtes oder gezogenes Teil aus Aluminium ausgebildet und weist ein geschlossenes Querschnittsprofil auf, das im wesentlichen mit dem der herkömmlichen Verstärkungsbaueinheit 13 gemäß Figur 1 übereinstimmt. Wie insbesondere Figur 3 zeigt, umfaßt das Verstärkungsbauteil 23 zwei längliche, seitliche Verstärkungselemente 23a und 23b, die parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnet sind und die.
Obere sowie die untere Seitenwand des Verstärkungsbauteils 23 bilden, wobei jedes der seitlichen Verstärkungselemente 23a und 23b eine bestimmte Breite H2 und eine bestimmte Dicke t1 hat. Ferner umfaßt das Verstärkungsbauteil 23 ein längliches, senkrechtes, vorderes Verstärkungselement 23c, das. an seinem oberen Rand einstückig mit dem vorderen Rand des seitlichen Verstärkungselementcs 23a ausgebildet ist und das an seinem unteren Rand einstückig mit dem vorderen Rand des seitlichen Verstärkungselementes 23b ausgebildet ist. Das senkrechte Verstärkungselement 23c bildet die senkrechte, vordere Wand des Verstärkungsbauteils 23 und hat eine bestimmte Brei- Le sowie eille bestimmte Dicke t2. Ferner umfaßt das Verstärkungsbauteil 23 ein längliches, senkrechtes Zwischenverstärkungselement 23d, das an seinem oberen Rand einstückig mit einem mittleren Abschnitt des seitlichen Verstärkungselementes 23a und an seinem unteren Rand einstückig mit einem mittleren Abschnitt des' Verstärkungselementes 23b ausgebildet ist und auf diese Weise eine senkrechte Zwischenwand des Verstärkungsbauteils 23 bildet. Die Breite und die Dicke des Zwischenverstärkungselementes 23d stimmen im wesentlichen mit der Breite bzw. Dicke des vorderen Verstärkungselementes 23c überein.
Schließlich umfaßt das Verstärkungsbauteil 23 ein längliches, quer verlaufendes Verstärkungselement 23e mit bestimmter Dicke t3, das än seinen entgegengesetzten Rändern einstückig mit einem mittleren Abschnitt des senkrechten Verstärkungselementes 23c bzw. des Zwischenverstärkungselementes 23d ausgebildet ist und'eine mittlere Querwand des Verstärkungsbauteils 23 bildet. Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das obere seitliche Verstärkungselement 23a an seinem vorderen Abschnitt ferner einstückig mit einem länglichen, senkrechten Flansch 23f ausgebildet, an dem mit Hilfe von seitlichen-Befestigungsschrauben ein herkömmliches Oberflächenelement für einen Stoßfänger befestigt wird. Das senkrechte Zwischenverstärkungselement 23d ist in Breitenrichtung im wesentlichen in der Mitte des Verstärkungsbauteils 23 angeordnet, und das Verstärkungselement 23e ist in senkrechter Richtung ebenfalls im wesentlichen in der Mitte des Verstärkungsbauteils 23 anqeordnet. Ferner ist erkennbar, (lln die Verstärkungselemente 23a, 23b, 23c, 23d und 23e sowie der elarlscll 23f als ein einziges Teil während des Strangpressens oder Ziehens einstückig ausgebildet sind.
Die Analyse. zahlreicher Untersuchungsergebnisse hat bestätigt, daß die optimalen Dicken der Verstärkungselemente 23a, 23b, 23c, 23d und 23e durch folgende Beziehung bestimmt sind.
t1 # # >t3 Darin sind t1 die Dicke jedes der seitiichn Verstärkungselemente 23a und 2 317, t,2 <1 die Dicke des senkrechten Verstärkungselementes 23c und des Zwischenverstärkungselementes 23d und t3 die Dicke des quer verlaufenden Verstärkungselementes 23e.
Im Diagramm gemäß Figur 4 gibt eine ausgezogene Linie A die Biegefestigkeitskurve des Verstärkungsbauteils 23 wieder, die durch Messung der Biegung im mittleren Bereich des Verstärkungsbauteils 23 aufgrund gleichmäßig verteilter Last gewonnen wurde, mit der die vordere senkrechte Wand des Verstärkungsbauteils 23 belastet war. Im gleichen Diagramm gibt eine strichpunkticrte rin:ic) B 4 e Biegefestigkeitskurve der in Figur 1 gezeiqten herkömmlichen Verstärkungsbaueinheit 13 wieder, während in gestrichelte Linie C die Biegefestigkeitskurve eines in Figur 5 gezeigten Verstärkungsbauteils, 33- wiedergibt. Das Verstärkungsbauteil 33 ist ein stranggepreßtes Teil und weist e-in geschlossenes Ouerschnittsprofil auf, das dem der herkömmlichen Verstärkungsbaueinheit 12 gemäß Figur 1 ähnlich ist. Die Biegefestigkeitskurven B und C wurden durch gleiche Messungen wie für die Biegefestigkeitskurve A gewonnen. Ein Vergleich der Biegefestigkeitskurve A mit den Biegefestigkeitskurven B und C zeigt, daß die Biegefestigkeit des Verstärkungsbauteils 23 hoch ist.
Da das Verstärkungsbauteil 23 als stranggepreßtes oder gezogenes Teil aus einem Leichtmetall wie beispielsweise Aluminium ausgebildet ist, kann das Verstä.rkungsbauteil 23 auf einfache Weise hergestellt werden und ist das Gewicht des Verstärkungsbauteils 23 ungefähr halb so groß wie das der herkömmlichen Verstärkungsbaueinheit 13. Ferner kann die Stütze 24 mit ihrem vorderen Ende auf einfache Weise an den jeweiligen hinteren Abschnitten der seitlichen Verstärkungselemente 23A und 23B angeschraubt werden, wie dies in Figur 2 gezeigt ist. enn das Verstärkungsbauteil 23 zu dem in Figur 6 gezeigten Verstärkungsbauteil 21 ohne jeden senkrech- rechten Flansch abgewandelt ist, können di-e seitlichen Verstärkungselemente 23a und 23b sowie das vordere Verstärkungselement 23c des Verstärkungsbauteils 21 unmittelbar als Oberflächenelement für einen dann allerdings abgewandelten Stoßfänger dienen. Alternativ kann das Verstärkungsbauteil auch aus faserverstarktem Kunststoff hergestellt werden.
Ein Verstärkungsbauteil für einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeuges umfaßt zwei längliche, seitliche Verstärkungselemente, die mit Abstand voneinander parallel zueinander angeordnet sind, wobei jedes der seitlichen Verstärkungselemente'eine bestimmte Breite und eine bestimmte Dicke hat, ein längliches, senkrechtes7 vorderes Verstärkungselement bestimmter Breite und bestimmter Dicke, das an seinem oberei1 Rand und r;rincm unteren Rand einstiickiq mit dem vorderen Rand des Cjfl(?i1 bzw. anderen seitlichen Verstärkungselementes ausgebildet ist, ein längliches, senkrechtes Zwischenverstärkungselement bestimmter Dicke, das an seinem oberen Rand und seinem unteren Rand mit einem mittleren Abschnitt des einen bzw. anderen seitlichen Verstärkungselementes ausgebildet ist, und ein längliches, quer verlaufendes Verstärkungselement bestimmter Dicke, das an seinen entgegengesetzten Rändern mit einem mittleren Abschnitt des senkrechten, vorderen Verstärkungselementes bzw. des.Zwischenverstä'rkungselementes einstückig ausgebildet ist. halle Verstärkungselemente und das Zwischenverstärkungselement sind als stranggepreßtes oder gezogenes Werkstück einstückig aus einem Leichtmetall hergestellt.
Leerseite

Claims

Patentansprüche Verstärkungsbauteil für einen Stoßfänger eines Kraftfahrzuges, gekennzeichnet durch zwei längliche, seitliche Verstärkungselemente (23a, 23b), die mit Abstand voneinander parallel zueinander angeordnet sind und eine obere seitliche Wand sowie eine untere seitliche Wand des Verstärkungsbauteils bilden, wobei jedes seitliche Verstärkungselement eine bestimmte Breite (H2) und eine bestimmte Dicke (t2) hat, ein längliches, senkrechtes, vorderes Verstärkungselement (23c) bestimmter Breite und bestimmter Dicke (t2), das an seinem oberen Rand und seinem unteren Rand einstückig mit dem vorderen Rand des einen bzw. anderen seitlichen Verstärkungselementes ausgebildet ist und eine senkrechte vordere Wand des Verstärkungsbauteils bildet, ein längliches, senkrechtes Zwischenverstärkungselement (23d) bestimmter Dicke (t2) r das an se.inem oberen Rand und seinem unteren Rand mit einem mittleren Abschnitt des einen bzw. anderen seitlichen Verstärkungelementes einstückig ausgebildet ist und eine senkrechte Zwischenwand des Verstärkungsbauteils bildet, und ein längliches, quer verlaufendes Verstärkungselement (23e) bestimmter Dicke (t3), das an seinen entgegengesetzten Rändern mit einem mittleren Abschnitt des senkrechten Verstärkungselementes bzw. des senkrechten Zwischenverstärkungselementes einstückig ausgebildet ist und eine quer verlaufende Zwischenwand des Verstärkungsbauteils bildet.
2. Verstärkunqsbauteil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das seitliche Verstärkungselement (23a), das die obere, seitliche Wand des Verstärkungsbauteils bildet, an seinem vorderen Abschnitt mit einem länglichen, senkrechten Flansch (23f) einstückig ausgebildet ist, an dem eine Stütze (24) befestiabar ist,die zur Verbindung des Stoßfängers mit einer Fahrzeugkarosserie dient.
3. Verstärkungsbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Dicke (t1). jedes der beiden seitlichen VerstärkuntTselemcllte (23a, 23b) gleich der oder größer als die Dicke (t2) des senkrechten Verstärkungselementes (23c) und des senkrechten Zwischenverstärkungselementes (23d) ist und daß die Dicke (t3) des quer verlaufenden Verstärkungselementes (23e) kleiner als die Dicke (t2) des senkrechten Verstärkungselementes (23c) und des Zwischenverstärkungselementes (23d) ist.
4. Verstärkungsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß alle Verstärkungselemente (23a, 23b, 23c, 23e), das Zwischenverstärkungselement (23d) und der Flansch (23f) aus einem Lei.chtmetallhergestellt sind und als ein stranggenreßtes Werkstück einstückig ausgebildet sind.
5. Verstärkungsbautei nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß alle Verstärkungselemente (23a, 23b, 23c, 23d), das Zwischenverstärkungselement (23d) und der Flansch (23f) aus einem Leichtmetall hergestellt sind und als ein gezogenes Werkstück einstückig ausgebildet sind.
6. Verstärkungsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß alle Verstärkungselemente (23a, 23b, 23c, 23e), das Zwischenverstärkungselement (23d) und der Flansch (23f) einstückig aus Aluminium hergestellt sind.
7. Verstärkungsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h nest, daß alle Verstärkangselemente (23a, 23b, 23c,-23e), das Zwischenverstärkungselement (23d) und der Flansch (23£) einstückig aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt sind.
8. Verstärkungsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Oberfläche des Stoßfängers von den seitlichen Verstärkungselementen (23a, 23b) und dem senkrechten, vorderen Verstärkungselement (23c) gebildet ist.