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Befestigungsstruktur für einen Stoßfänger - Dokument DE10041064A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10041064A1 19.04.2001
Titel Befestigungsstruktur für einen Stoßfänger
Anmelder Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Yamamuro, Shirou, Wako, Saitama, JP;
Fujita, Shigeo, Wako, Saitama, JP
Vertreter Weickmann & Weickmann, 81679 München
DE-Anmeldedatum 22.08.2000
DE-Aktenzeichen 10041064
Offenlegungstag 19.04.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2001
IPC-Hauptklasse B60R 19/26
IPC-Nebenklasse B60R 19/34   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Befestigungsstruktur eines Stoßfängerbalkens, wobei ein Stoßfängersteg an dem Endabschnitt jeweiliger hinterer Seitenrahmen (17, 17) eines Automobils angebracht ist und ein Stoßfängerbalken (23) an den Stoßfängerstegen (22) angebracht ist. Jeder Stoßfängersteg (22) ist als kombinierte Einheit ausgeführt, gebildet durch ein Aufprallabsorptionselement (26), das sich verformt, wenn die Aufprallkraft auf den Stoßfängerbalken (23) einwirkt, sowie ein Halteelement (25), dessen Steifigkeit größer ist als die des Aufprallabsorptionselements (26). Die Halteelemente (25) sind an den Endabschnitten (21, 21) der hinteren Seitenrahmen (17, 17) angebracht. Das Halteelement (25) ist mit dem Aufprallabsorptionselement (26) kombiniert. Der Stoßfängerbalken (23) ist an den Aufprallabsorptionselementen (26) angebracht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsstruktur eines Stoßfängerbalkens bzw. einer Stoßstange für ein Automobil.

Ein Beispiel einer herkömmlichen Befestigungsstruktur eines Stoßfängerbalkens für ein Automobil ist z. B. in der ungeprüften japanischen Patentschrift Nr. Hei. 7-304462 (JP-A-7-304462) mit dem Titel "Front body structure of automobile" offenbart. Bei dieser herkömmlichen Technik ist die Karosseriestruktur derartig ausgeführt, dass ein Frontmodul (Trennwand, Stoßfängerbalken, Stoßfängerfläche, Frontgrill, Scheinwerferträger) mit einem vorderen Karosserierahmen eines Automobils verbunden ist. Diese Karosseriestruktur wird anhand des Hauptabschnitts der vorderen Karosseriestruktur für ein Automobil der Schrift erläutert, wie in Fig. 8 gezeigt. In Fig. 8 sind die Bezugszahlen der Bauteile der vorderen Karosseriestruktur umnummeriert.

Die Fig. 8A und 8B sind Diagramme zur Erläuterung des Problems der herkömmlichen Befestigungsstruktur eines Stoßfängerbalkens.

Fig. 8A zeigt die gleiche Struktur wie in der obigen Schrift, wobei ein Flansch 102 am Vorderende eines Seitenelements 101 befestigt ist und ein Halteträger 105 für eine Trennwand 103 und einen Stoßfängerträger 104 mittels formschlüssiger Befestigungsbolzen 106 an dem Flansch 102 angebracht ist.

Fig. 8B zeigt die Situation bei einem Aufprall auf den Stoßfängerbalken 104. Wenn die Aufprallkraft F auf den Stoßfängerbalken 104 wirkt, wird die Aufprallkraft von dem Stoßfängerbalken 104 direkt auf das Seitenelement 101 übertragen, so dass das Seitenelement 101 verformt werden kann.

Wenn auf diese Weise das Seitenelement 101 (Karosserierahmen) verformt wird, muss der Stoßfängerbalken 104 ausgetauscht und der Karosserierahmen repariert werden. Somit ist für den Austausch und die Reparatur ein großer Aufwand erforderlich.

Es gibt ein Verfahren, die Größe des Stoßfängerbalkens 104 länger zu machen, um die Verformung des Seitenelements 101 zu verhindern. Da jedoch in diesem Fall die vorstehende Länge (der Überhangbetrag) des Stoßfängerbalkens 104 groß wird, wird die Gestaltungsfreiheit des vorderen oder hinteren Abschnitts geringer.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Befestigungsstruktur für eine Stoßstange bzw. einen Stoßfängerbalken anzugeben, die leicht reparierbar ist und die Gestaltungsfreiheit verbessert.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Befestigungsstruktur einer Stoßstange bzw. eines Stoßfängerbalkens angegeben, umfassend: einen Stoßfängersteg, der an einem Endabschnitt eines vorderen oder hinteren Seitenrahmens eines Automobils angebracht ist; und einen Stoßfängerbalken, der an dem Stoßfängersteg angebracht ist, wobei der Stoßfängersteg eine, insbesondere vormontierte, kombinierte Einheit bildet aus einem Aufprallabsorptionselement, das sich zum Absorbieren eines Aufpralls verformt, wenn eine Aufprallkraft auf den Stoßfängerbalken wirkt, und einem Halteelement, dessen Steifigkeit größer ist als die des Aufprallabsorptionselements, und wobei die jeweiligen Halteelemente an den Endabschnitten des vorderen oder hinteren Seitenrahmens angebracht sind, wobei das Halteelement mit dem Aufprallabsorptionselement kombiniert ist und der Stoßfängerbalken an den Aufprallabsorptionselementen angebracht ist.

Auf diese Weise ist jeder der Stoßfängerstege als kombinierte Einheit aus Aufprallabsorptionselement und Halteelement gebildet, und das Halteelement, das eine größere Steifigkeit hat als das Aufprallabsorptionselement, ist an der Rahmenseite angebracht. Wenn die Aufprallkraft auf den Stoßfängerbalken einwirkt, verformt sich das Aufprallabsorptionselement, um den Aufprall zu absorbieren. Im Gegensatz hierzu verformt sich das Halteelement nicht, um die Rahmenseite zu schützen. Infolgedessen ist es bei der Reparatur des Stoßfängers lediglich erforderlich, die Aufprallabsorptionselemente zusammen mit dem Stoßfängerbalken auszutauschen.

Da ferner die Aufprallabsorptionselemente den Aufprall wirkungsvoll absorbieren können und das Halteelement die Aufprallkraft auf den Rahmen verteilen kann, kann ein Überhangbetrag des Stoßfängerbalkens gering gemacht werden, so dass die Gestaltungsfreiheit verbessert werden kann.

Nach einer zweiten Ausführung der Erfindung ist, in der Befestigungsstruktur der ersten Ausführung, das Halteelement durch ein extrudiertes Element gebildet, dessen Querschnittsform in seiner axialen Richtung gleichmäßig ist.

Da die Halteelemente kontinuierlich hergestellt werden können, kann die Herstellungseffizienz der Halteelemente verbessert werden.

Da ferner das Halteelement durch das extrudierte Element gebildet ist, ist die Dicke des Halteelements nur an jenem Abschnitt groß, wo eine große Belastung ausgeübt wird, jedoch klein an jenem Abschnitt, wo eine geringe Belastung ausgeübt wird. Infolgedessen kann das Halteelement leichtgewichtig ausgeführt werden.

Die Erfindung zeigt folgende Effekte.

Da nach Anspruch 1 der Erfindung das Halteelement, dessen Steifigkeit größer ist als die des Aufprallabsorptionselements, an dem Endabschnitt des hinteren Seitenrahmens angebracht ist, verformt sich das Aufprallabsorptionselement, wenn der Aufprall auf den Stoßfänger wirkt, um den Aufprall zu absorbieren. Im Ergebnis wird verhindert, dass beide hinteren Seitenrahmen und das Halteelement verformt werden. Da bei der Reparatur des hinteren Stoßfängers lediglich der Stoßfängerbalken und die Aufprallabsorptionselemente ausgetauscht zu werden brauchen, kann der Reparaturprozess ziemlich einfach durchgeführt werden.

Da ferner das Halteelement des Stoßfängerstegs eine größere Steifigkeit hat als sein Aufprallabsorptionselement, kann verhindert werden, dass sich das Halteelement selbst verformt. Da gleichzeitig der auf den hinteren Seitenrahmen wirkende Aufprall auf die gesamte Oberfläche des Halteelements verteilt wird, kann verhindert werden, dass sich der hintere Seitenrahmen verformt. Auch wenn daher der Überhangbetrag des Stoßfängerbalkens kleiner ausgeführt ist, kann verhindert werden, dass sich sowohl der Seitenrahmen als auch das Halteelement verformen. Daher kann der Überhangbetrag des Stoßfängerbalkens kleiner sein, und die Gestaltungsfreiheit kann verbessert werden.

Da nach Anspruch 2 der Erfindung das Halteelement durch das extrudierte Element gebildet ist, dessen Querschnittskonfiguration in der axialen Richtung gleichmäßig ist, können die Halteelemente kontinuierlich hergestellt werden, so dass die Herstellungseffizienz der Halteelemente verbessert werden kann. Daher können die Herstellungskosten des Halteelements reduziert werden.

Da ferner das Halteelement durch das extrudierte Element gebildet wird, braucht die Dicke des Halteelements nur an dem Abschnitt groß gemacht werden, wo eine hohe Belastung einwirkt, so dass das Halteelement insgesamt leichtgewichtig ausgeführt werden kann.

Die Erfindung wird nun in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Automobils mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsstruktur für einen Stoßfängerbalken;

Fig. 2 eine Explosions-Perspektivansicht des erfindungsgemäßen hinteren Stoßfängers;

Fig. 3 eine Explosions-Perspektivansicht des erfindungsgemäßen Aufprallabsorptionselements;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang Linie 4-4 in Fig. 1;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang Linie 5-5 in Fig. 1;

Fig. 6A und 6B Diagramme zur Erläuterung des Bearbeitungsprozesses des erfindungsgemäßen Halteelements;

Fig. 7A und 7B Diagramme zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Befestigungsstruktur für einen Stoßfängerbalken; und

Fig. 8A und 8B Diagramme zur Erläuterung des Problems einer herkömmlichen Befestigungsstruktur eines Stoßfängerbalkens.

Die Zeichnungen sind entsprechend der Richtung der Bezugszahlen zu betrachten. In der Beschreibung bezeichnen "links" und "rechts" die linke und rechte Richtung, jeweils gesehen vom Fahrer aus, "vorne" bezeichnet die Fahrrichtung des Automobils und "hinten" bezeichnet die der Fahrrichtung entgegengesetzte Richtung.

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines Automobils, das mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsstruktur für einen Stoßfängerbalken ausgestattet ist. Ein Automobil 10 umfasst vordere Seitenrahmen 14, 14, eine Maschine 15 und einen vorderen Stoßfänger 16 am Frontabschnitt der Fahrzeugkarosserie 13, der mit Vorderrädern 1 und Hinterrädern 12 versehen ist, und umfasst hintere Seitenrahmen 17, 17, eine hintere Platte 18 und einen hinteren Stoßfänger 19 am hinteren Abschnitt der Fahrzeugkarosserie 13. In der Figur ist mit LF ein vorderer Überhangbetrag bezeichnet und mit LR ein hinterer Überhangbetrag.

Fig. 2 ist eine Explosionsperspektivansicht des erfindungsgemäßen hinteren Stoßfängers.

Der hintere Stoßfänger 19 umfasst Stoßfängerstege 22, die an den Endabschnitten 21, 21 der hinteren Seitenrahmen 17, 17 angebracht sind, einen Stoßfängerbalken 23, der an den Stoßfängerstegen 22, 22 angebracht ist, sowie eine Stoßfängerabdeckung 24, die den Stoßfängerbalken 23 abdeckt.

Der Stoßfängersteg 22 ist eine kombinierte Einheit, gebildet durch ein Halteelement 25, das an dem Endabschnitt 21 des hinteren Seitenrahmens 17 angebracht ist, und ein Aufprallabsorptionselement 26, das mit dem Halteelement 25 zu kombinieren ist.

Genauer gesagt, umfasst das Halteelement 25 einen Rahmenschweißabschnitt 31, der an den hinteren Seitenrahmen 17 anzuschweißen ist, und einen Bolzenaufnahmeabschnitt 32, der an dem Mittelabschnitt des Rahmenschweißabschnitts 31 ausgebildet ist, ein Befestigungsstück 33, das an dem Bolzenaufnahmeabschnitt 32 anzuschweißen ist, Bolzen 34, 34, die an das Befestigungsstück 33 anzuschweißen sind, sowie Bolzendurchgangslöcher 35, 35, die an dem Bolzenaufnahmeabschnitt 32 ausgebildet sind, um die Bolzen 34, 34 einzusetzen. Das Halteelement ist aus einem Material wie etwa Aluminium hergestellt (nachfolgend umfasst der Begriff Aluminium sowohl Aluminiumlegierung als auch Aluminium). Bezugszahlen 36 --- (nachfolgend "---" bezeichnen mehrere Elemente) bezeichnen Muttern.

Fig. 3 ist eine Explosionsperspektivansicht des erfindungsgemäßen Aufprallabsorptionselements. Das Aufprallabsorptionselement 26 ist ein kastenförmiges Element aus Aluminium, welches derart hergestellt ist, dass Biegeabschnitte 44 ---, 45 --- von Seitenplatten 42, 43 in die rechten und linken Seiten eines Kanals 41 eingesetzt werden und dann der Kanal und die Seitenplatten durch den Schweißprozess miteinander integriert werden.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang Linie 4-4 in Fig. 1. Das Befestigungsverfahren des Stoßfängerbalkens 23 wird anhand dieser Figur erläutert. Der Stoßfängerbalken 23 wird an dem Aufprallabsorptionselement 26 mittels einer Kehlschweißnaht W befestigt, um ein somit befestigtes, kombiniertes Element zu bilden. Dann wird das kombinierte Element an das Halteelement 25 angelegt, und die Muttern 36, 36 werden auf die Bolzen 34, 34 aufgeschraubt, um diese zu verschrauben. In diesem Fall dienen die Durchgangslöcher 48 --- dazu, die Muttern 36, 36 und nicht gezeigte Mutterndreher einzusetzen.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang Linie 5-5 in Fig. 1. Die Querschnittskonfiguration des Halteelements 25 wird im Detail anhand dieser Figur erläutert. Man nehme an, dass die Dicke des Bolzenaufnahmeabschnitts 32 am Mittelabschnitt t1 beträgt und die Dicke der Rahmenschweißabschnitte 31 an beiden Seiten des Halteelements t2 beträgt, dann ist die Dicke t1 am Mittelabschnitt etwa dreimal so groß wie die Dicke t2 an beiden Seiten. Das heißt, wenn der Aufprall auf das Halteelement 25 einwirkt, wird eine große Belastung auf den Mittelabschnitt ausgeübt, jedoch eine kleine Belastung auf dessen beide Seiten ausgeübt. Daher ist die Dicke des Halteelements an dem Mittelabschnitt groß ausgeführt, jedoch klein an beiden Seiten. Im Ergebnis hat das Halteelement eine hohe Stabilität und ist leicht. Da ferner die beiden Seiten dünn gemacht werden können, können die Schweißeigenschaften der Punktschweißung verbessert werden.

Die Fig. 6a und 6B sind Diagramme zur Erläuterung des Bearbeitungsprozesses des erfindungsgemäßen Halteelements.

Wie in Fig. 6A gezeigt, wird zuerst ein Aluminiumbarren 61 in einen Behälter 62 eingesetzt und mit einem Stößel 63 durch Formstücke 65 herausgedrückt, wodurch der Barren zu einem extrudierten Element 66 des Halteelements umgeformt wird.

Dann wird, wie in Fig. 6B gezeigt, das extrudierte Element 66 mittels eines Schneidwerkzeugs 67 in gleich bzw. konstant große Elemente 68 geschnitten, die jeweils eine vorbestimmte Länge haben. Das konstant große Element 68 wird mittels eines Bohrers 69 mit Bolzendurchgangslöchern 35, 35 versehen, um hierdurch das Halteelement 25 fertigzustellen.

Da auf diese Weise das Halteelement 25 durch das extrudierte Element 66 gebildet wird, dessen Querschnittskonfiguration in seiner axialen Richtung gleichmäßig ist, können die Halteelemente 25 kontinuierlich hergestellt werden, so dass die Herstellungseffizienz der Halteelemente 25 verbessert werden kann.

Die Fig. 7A und 7B sind Diagramme zur Erläuterung der Wirkung der erfindungsgemäßen Befestigungsstruktur für einen Stoßfängerbalken. Fig. 7A ist ein Schnitt durch den hinteren Stoßfänger und Fig. 7B zeigt schematisch den Fall, dass auf den hinteren Stoßfänger von Fig. 7A ein Stoß einwirkt.

Da das Halteelement 25 gemäß Fig. 7A, dessen Steifigkeit höher ist als die des Aufprallabsorptionselements 26, an dem Endabschnitt 21 des hinteren Seitenrahmens 17 angebracht ist, wird nicht nur verhindert, dass sich das Aufprallabsorptionselement 25 selbst verformt, sondern es wird auch der auf den hinteren Seitenrahmen 17 wirkende Aufprall durch die gesamte Oberfläche des Halteelements 25 verteilt. Auch wenn daher der Überhangbetrag LR des hinteren Stoßfängerbalkens 23 klein ist, wird daher verhindert, dass sich der hintere Seitenrahmen 17 und die Halteelemente 25 des Stoßfängerstegs 22 verformen. Daher kann der Überhangbetrag LR klein gemacht werden, und ferner kann die Gestaltungsfreiheit verbessert werden.

Da ferner die Bolzen 34, 34 an das Halteelement 25 angeschweißt sind und die Durchgangslöcher 48 an dem Stoßfängerbalken 23 ausgebildet sind, können die Muttern 36, 36 durch die Durchgangslöcher 48, 48 eingesetzt werden, so dass die Muttern 36, 36 angeschraubt werden können. Daher kann der Stoßfängerbalken 23 leicht befestigt und entfernt werden.

Wenn gemäß Fig. 7B die Aufprallkraft FV (wenn beispielsweise das Automobil mit einer Geschwindigkeit von etwa 8 km/h kollidiert) auf den Stoßfängerbalken 23 einwirkt, wird das Aufprallabsorptionselement 26 verformt, um den Aufprall zu absorbieren. Gleichzeitig wird der Stoßfängerbalken 23 teilweise verformt, um den Aufprall zu absorbieren. Da jedoch das Halteelement 25 eine größere Steifigkeit als das Aufprallabsorptionselement 26 hat, wird verhindert, dass das Halteelement durch die Aufprallkraft FV verformt wird. Da bei der Reparatur des hinteren Stoßfängers 19 nur der Stoßfängerbalken 23 und die Aufprallabsorptionselemente 26 ausgetauscht werden brauchen, kann der Reparaturvorgang ziemlich einfach durchgeführt werden.

Da ferner das Aufprallabsorptionselement 26 durch ein Platten- bzw. Blechelement geformt ist, ist dessen Konfiguration ziemlich einfach, und die Anzahl seiner Teile ist gering, so dass die Herstellungskosten des Aufprallabsorptionselements reduziert werden können und der Stoßfänger leicht ausgeführt werden kann.

Die Befestigungsstruktur für einen Stoßfängerbalken der erfindungsgemäßen Ausführung ist auch im vorderen Stoßfänger anwendbar.

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsstruktur eines Stoßfängerbalkens, wobei ein Stoßfängersteg an dem Endabschnitt jeweiliger hinterer Seitenrahmen 17, 17 eines Automobils angebracht ist und ein Stoßfängerbalken 23 an den Stoßfängerstegen 22 angebracht ist. Jeder Stoßfängersteg 22 ist als kombinierte Einheit ausgeführt, gebildet durch ein Aufprallabsorptionselement 26, das sich verformt, wenn die Aufprallkraft auf den Stoßfängerbalken 23 einwirkt, sowie ein Halteelement 25, dessen Steifigkeit größer ist als die des Aufprallabsorptionselements 26. Die Halteelemente 25 sind an den Endabschnitten 21, 21 der hinteren Seitenrahmen 17, 17 angebracht. Das Halteelement 25 ist mit dem Aufprallabsorptionselement 26 kombiniert. Der Stoßfängerbalken 23 ist an den Aufprallabsorptionselementen 26 angebracht.


Anspruch[de]
  1. 1. Befestigungsstruktur für ein Fahrzeug, umfassend:

    einen Seitenrahmen (14, 17);

    einen Stoßfängersteg (22), der an einem Endabschnitt des Seitenrahmens angebracht ist; und

    einen Stoßfängerbalken (23), der an dem Stoßfängersteg (22) angebracht ist,

    wobei der Stoßfängersteg (22) ein Aufprallabsorptionselement (26), das sich zum Absorbieren eines Aufpralls verformt, wenn eine Aufprallkraft auf den Stoßfängerbalken (23) wirkt, und ein Halteelement (25), dessen Steifigkeit größer ist als die des Aufprallabsorptionselements (26), aufweist, und

    wobei das Halteelement (25) an dem Endabschnitt des Seitenrahmens (17) angebracht ist, wobei das Halteelement (25) mit dem Aufprallabsorptionselement (26) kombiniert ist, während der Stoßfängerbalken (23) an dem Aufprallabsorptionselement (26) angebracht ist.
  2. 2. Befestigungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (25) durch ein extrudiertes Element gebildet ist und dass eine Querschnittskonfiguration des extrudierten Elements in dessen axialer Richtung gleichmäßig ist.
  3. 3. Befestigungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenrahmen ein vorderer Seitenrahmen (14) ist.
  4. 4. Befestigungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenrahmen ein hinterer Seitenrahmen (17) ist.
  5. 5. Befestigungsstruktur nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke (t1, t2) des Halteelements (25) an einem Abschnitt festgelegt ist, indem die Dicke entsprechend der auf diesen Abschnitt einwirkenden Belastung eingestellt ist.
  6. 6. Befestigungsstruktur nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelabschnitt des Halteelements (25) eine größere Dicke (t1) hat als beide Seiten des Halteelements (t2).






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