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Dokumentenidentifikation DE60119187T2 01.02.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001125798
Titel Versteifungsanordnung für Stossstange und Stossstangenhalterung
Anmelder Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho, Kobe, Hyogo, JP
Erfinder Kariatsumari, c/o Kobe Cor. Research Lab., Koji, Kobe-shi Hyogo 651-2271, JP;
Nimura, c/oChofu Plant Kobe Steel Ltd., Satoshi, Yamaguchi 752-0953, JP;
Hashimura, Toru c/o Kobe Corp. Research Lab., Kobe-shi, Hyogo 651-2271, JP
Vertreter Müller-Boré & Partner, Patentanwälte, European Patent Attorneys, 81671 München
DE-Aktenzeichen 60119187
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.02.2001
EP-Aktenzeichen 011035045
EP-Offenlegungsdatum 22.08.2001
EP date of grant 03.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.02.2007
IPC-Hauptklasse B60R 19/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B60R 19/18(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B60R 19/24(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Energieabsorber als extrudierte Formen, welche aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sind, welche eine hohe Festigkeit aufweist, um einer Kollision eines Fahrzeugkörpers bzw. einer Fahrzeugkarosserie gegen einen Mast bzw. Pfahl zu widerstehen (Aluminium ist nachfolgend als Al bezeichnet). Sie ist auch befaßt mit Stoßstangenstützen bzw. -halterungen, welche an die Körperseitenfläche der gekrümmten Endabschnitte einer Stoßstangenverstärkung festzulegen bzw. anzubringen sind, welche gekrümmte Abschnitte an beiden Enden aufweist.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein Fahrzeugkörper enthält Körperenergieabsorber, wie beispielsweise Stoßstangenverstärkungen und Türträger. Die Stoßstange, welche an der Vorderseite oder Rückseite des Fahrzeugkörpers angebracht ist, hat in ihrer Innenseite bzw. in ihrem Inneren ein Stoßstangenverstärkungsglied, welches eine Stoßstangenverstärkung oder stoßstangenverstärkend genannt wird.

Kürzlich gab es der Leichtigkeit bzw. Gewichtsersparung halber eine verstärkte Tendenz zur Benutzung von extrudierten Formen aus hochfesten Aluminiumlegierungen (welche das gleiche Querschnittsprofil in der Längsachsenrichtung haben), wie beispielsweise JIS 5000, 6000 und 7000 Serien, anstelle von Stahlformen, welche früher oft verwendet wurden.

Al-Legierungen sind höher in einer derartigen Energieabsorption, wie dies oben erwähnt ist, als Stahl, wenn beide das gleiche Gewicht haben. Für eine aus einer Al-Legierung extrudierte Form, welche das gleiche Querschnittsprofil in der Längsrichtung aufweist, ist es möglich, effizient in Massenherstellung eine starre hohle Struktur herzustellen, deren Querschnittsprofil praktisch rechteckig ist. Aus diesem Grund werden Al-Legierungen weiterhin für Stoßstangenverstärkungen, Stoßstangenhalterungen, Türträger usw. verwendet.

Jedoch hat ein Körperenergieabsorber, der aus einer extrudierten, hohlen Form einer Al-Legierung und einem praktisch rechtwinkeligen Querschnittsprofil besteht, das folgende Problem: Wenn er für die Verstärkung der hinteren Stoßstange verwendet wird, kann seine Biegefestigkeit ungenügend sein im Hinblick auf die praktisch horizontale Kraft (einer Fahrzeugkollision), welche auf den Körperenergieabsorber wirkt bzw. angelegt wird, wenn der Körper mit einem Mast kollidiert.

Um zu verhindern, daß der Körper bei einer Kollision gegen einen Mast, wie oben erwähnt, verbogen wird, muß die Biegefestigkeit der Stoßstangenverstärkung erhöht werden. Es gibt verschiedene Wege, sie zu erhöhen: Erhöhen der Festigkeit der Al-Legierung selbst als das Material für die Stoßstangenverstärkung; Erhöhen der Dicke eines Steges, der vorderen Wand und/oder der hinteren Wand; Erhöhen der Breite der Stoßstangenverstärkung usw.

Jedoch könnte es, wenn die Festigkeit der Al-Legierungsform erhöht wird, schwieriger sein, Formen durch eine Extrusion oder Biegen herzustellen und solche Formen können leichter brechen, wobei dies in einer geringeren Absorption einer Kollisionsenergie resultiert. Darüber hinaus wird eine Erhöhung der Dicke der Al-Legierungsform oder der Breite der Stoßstangenverstärkung zu einer Erhöhung des Gewichts führen, wobei dies bedeutet, daß die Leichtigkeit der Al-Legierung gegen eine erhöhte Festigkeit ausgetauscht wird. Wenn die Dicke der Al-Legierungsform einfach erhöht werden sollte, kann die maximale Last bzw. Beladung (Kraft) einer zusammenbrechenden Stoßstangenverstärkung größer sein als die zulässige maximale Last für Seitenglieder, und es wäre sehr wahrscheinlich, daß dies Körperglieder, wie beispielsweise Vorderseiteglieder, beschädigt.

J-P-A-Nr. 286536/1994 offenbart eine Verstärkungsstruktur, in welcher eine hilfsweise Verstärkung hohler Form, welche aus einer Al-Legierung hergestellt ist (welche beispielsweise ein halbkreisförmiges Querschnittsprofil an der Vorderseite und ein ebenes bzw. planares an der Rückseite aufweist und zwei Stützen oder Rippen enthält) auf das Zentrum in Längsrichtung der Vorderseite der Stoßstangenverstärkung geklebt ist.

Wenn eine hilfsweise Stahlverstärkung, wie oben erwähnt, verwendet wird, wird das Gewicht der hilfsweisen Verstärkung, um einen befriedigenden Verstärkungseffekt zu erhalten, addiert bzw. hinzugefügt, welches den Vorteil einer Leichtigkeit aufhebt, welcher durch die Verwendung einer Al-Legierung als Energieabsorber geboten wird.

Die hilfsweise Verstärkung in der Form einer hohlen Form einer Al-Legierung, wie sie in der oben erwähnten J-P-A-Nr. 286536/1994 beschrieben ist, mag leichter sein als die oben erwähnte Verstärkung aus Stahl. Jedoch bleibt nach wie vor, da das Gewicht der Hohlformverstärkung mit einem geschlossenen Querschnittsprofil hinzugefügt wird, das Problem einer Gewichtszunahme im Vergleich mit dem Fall eines Fehlens einer hilfsweisen Verstärkung bestehen.

Gemäß der oben erwähnten Publikation ist es möglich, den Hauptkörper der Stoßstangenverstärkung als eine Al-Verbindungshohlform durch ein Verwenden einer hilfsweisen Verstärkung und Verringern seiner Wandstärke bzw. -dicke zu erleichtern. Jedoch hat die hilfsweise Verstärkung eine hohle Struktur mit einem geschlossenen Querschnittsprofil und verwendet innere Rippen (Stützen), um sie zu verstärken, so daß die Kollabier- bzw. Versagefestigkeit der hilfsweisen Verstärkung eher hoch ist. Daher könnte, wenn die Wandstärke des Hauptkörpers der Stoßstangenverstärkung reduziert wird, wie dies oben dargelegt ist, bei einer Kollision gegen einen Mast oder in einer ähnlichen Situation der Hauptkörper der Stoßstangenverstärkung bzw. Stoßstangenverstärkungs-Hauptkörper früher versagen bzw. kollabieren als die hilfsweise Verstärkung.

Darüber hinaus ist es, nachdem die hilfsweise Verstärkung eine hohle bzw. Hohlform mit einem geschlossenen Querschnitts- bzw. Schnittprofil ist, geradezu bzw. nahezu unmöglich, sie mit dem Hauptkörper der Stoßstangenverstärkung mechanisch oder durch ein Verwenden von Bolzen bzw. Schrauben oder dgl. oder durch ein Schweißen zu verbinden. Folglich ist das Befestigungsverfahren, welches einen Klebstoff verwendet, wie dies in der Publikation beschrieben ist, unvermeidbar. Jedoch ist ein Kleben als eine Methode bzw. ein Verfahren zum Festlegen eines Strukturglieds eines Fahrzeugs sehr viel unzuverlässiger als ein mechanisches Befestigungs- bzw. Anbringungsverfahren oder ein Schweißen.

Es ist daher gefordert, daß ein Fahrzeugkörperenergieabsorber, wie eine Verstärkung einer hinteren Stoßstange, eine ausreichende Biegefestigkeit aufweist, ohne daß die Leichtigkeit ungünstig beeinflußt ist und ohne eine Abnahme in einer Energieabsorption bei einer Körperkollision gegen einen Mast, und sich niemals horizontal von seinem Zentrum biegen oder bei einer derartigen Kollisionen einknicken sollte.

Normalerweise ist die Stoßstangenverstärkung an dem Fahrzeugkörper bzw. der Fahrzeugkarosserie durch Fahrzeugkörperkupplungen, wie beispielsweise Stoßstangenstützen bzw. -halterungen, befestigt bzw. angebracht. Im Fall einer Stoßstangenverstärkung, welche einen gekrümmten (oder gekrümmten) Abschnitt an jedem Ende aufweist, muß die Oberfläche der Stoßstangenhalterung, um in Kontakt mit der Stoßstangenverstärkung zu kommen, der gekrümmten Oberfläche der Letzteren bei einem Anbringen bzw. Festlegen der Ersteren an der Letzteren entsprechen. Selbst wenn die Kontaktoberflächen der beiden angepaßt bzw. abgestimmt sind, besteht nach wie vor ein anderes Problem: Wie sollen sie verbunden und zusammengefügt bzw. befestigt werden. Ein bekannter Ansatz als Stand der Technik ist, daß Bolzen bzw. Schrauben sowohl durch den Hohlraum des gekrümmten Abschnitts der Stoßstangenverstärkung als auch jenen der Stoßstangenhalterung durchgeführt werden, um sie zu verbinden, wobei das Oberteil und der Boden der Bolzen in diesen Hohlräumen verbleiben. Eine konventionelle Technik zum Zusammenfügen und Fixieren einer Stoßstangenhalterung an einem Seitenglied der Fahrzeugkörperseite der Stoßstangenhalterung ist, daß eine hohle Festlegung als ein integrales Teil der Stoßstangenhalterung zur Verfügung gestellt wird bzw. ist und die Stütze bzw. Halterung an das Seitenglied durch diese Festlegung zusammengefügt und fixiert wird. Diese Anbringung bzw. Festlegung hat eine Breite, welche der Breite des Seitenglieds entspricht.

Dann wird diese hohle Festlegung auf dem Seitenglied in Position gebracht und damit in Eingriff gebracht. Bolzen werden durch diesen Eingriff horizontal von der Seite des Fahrzeugkörpers hindurchgeführt und die Halterung und das Seitenglied sind bzw. werden fixiert, wobei das Oberteil oder der Boden der Bolzen in dem Hohlraum des Seitenglieds oder der Festlegung verbleiben.

Jedoch haben diese konventionellen Verfahren durch Zusammenfügen/Fixieren Nachteile. Erstens sind sie nicht praktisch und manchmal sogar unwirksam.

In den oben genannten konventionellen Verfahren ist es praktisch schwierig, einen Bolzen in das Innere der Stoßstangenverstärkung und Halterung einzubringen, welche beide hohl sind und ein geschlossenes Querschnittsprofil aufweisen. Es ist noch schwieriger für eine Stoßstangenverstärkung mit einem gekrümmten Abschnitt an jedem Ende. Es ist auch praktisch schwierig, das Oberteil oder Unterteil bzw. den Boden des Bolzens in den Hohlräumen verbleiben zu lassen, wobei der Bolzen sie hindurchgetreten ist, wie dies durch die konventionellen Verfahren vorgeschlagen wird.

Weiterhin ist es aus den folgenden Gründen unrealistisch, die Stütze bzw. Halterung an der Vorderseite des Seitenglieds gemäß dem Stand der Technik anzufügen und zu fixieren. Ein Grund ist, daß es schwierig ist, die oben erwähnte hohle Festlegung an dem Seitenglied in dem Fahrzeugkörper der Breite nach zu positionieren.

Außerdem ist es, selbst wenn die hohle Festlegung einmal an dem Seitenglied positioniert ist und damit in Eingriff gebracht ist, schwierig, das Oberteil oder Unterteil des Bolzens in dem Hohlraum des Seitenglieds oder der Halterungsanbringung zu belassen, wobei der Bolzen horizontal durch sie von der Seite des Fahrzeugkörpers hindurchgeführt ist.

US 4,998,761 A offenbart eine Stoßstangenbaugruppe bzw. -anordnung für ein Fahrzeug, welche eine längliche Aufprall- bzw. Schlagstange enthält, welche an dem Fahrzeug montiert ist und eine innere und eine äußere Oberfläche aufweist. Eine Rippe, die integral an einem zentralen bzw. Mittelabschnitt der Aufprallstange ausgebildet ist, ragt nach außen von der äußeren Oberfläche und erstreckt sich über einen wesentlichen Abschnitt der Länge der Aufprallstange. Ein verstärkendes bzw. Verstärkungsglied ist an der äußeren Oberfläche der Schlagstange angebracht bzw. montiert und deckt einen wesentlichen Abschnitt der Länge der Rippe ab. Das verstärkende Glied ist mit zwei parallelen horizontalen Rippen geoffenbart, wobei jede einen vertikalen Flansch aufweist, der nach außen aus dem Verstärkungsglied herausragt. Ein energieabsorbierendes Medium ist an der äußeren Oberfläche der Schlagstange montiert und deckt einen wesentlichen Abschnitt der Längen des Verstärkungsglieds und der Rippen ab. Eine Abdeckung ist an dem Fahrzeug angebracht und deckt das energieabsorbierende Medium ab.

US 5,271,650 A offenbart eine blasgeformte einstückige hohle Stoßstange, welche ein Stoßstangenkörperglied und ein verstärkendes Rahmenglied zur Verbindung mit dem Fahrzeugrahmen enthält. Das Rahmenglied ragt in das hohle Innere des Körperglieds von der Rückseite des Körperglieds vor. Das Rahmenglied ist in einem Stück mit dem Bodenglied geformt bzw. ausgebildet, welches an einem Fahrzeugrahmen-Festlegungsabschnitt des Körperglieds festgelegt ist. In einer Ausführungsform ist das Rahmenglied mit einem Metallplattenglied abgeschlossen, um einen schachtelförmigen Querschnitt auszubilden. Ein Verfahren zum Herstellen der Stoßstange ist ebenso geoffenbart und enthält die Schritte eines Einsetzens des Rahmenelements in eine Form und eines Blasformens eines Stoßstangenglieds integral mit dem Rahmen.

WO 00 17017 A, welches einen Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3) EPÜ umfaßt, offenbart verbesserte Verfahren zum Herstellen von Stoßstangenträgeranordnungen und Stoßstangenträgeranordnungen, welche durch derartige Verfahren hergestellt wurden. Ein Verfahren der Erfindung erlaubt, daß Stoßstangenträger mit unterschiedlichen länglichen bzw. Längskonfigurationen hergestellt werden durch ein Auswählen von rollgeformten Stoßstangenträgergliedern mit offenem Querschnitt aus verschiedenen Sätzen von Trägergliedern und ein Fixieren dieser an Stoßstangenträgermontagestrukturen. Die Montagestrukturen schließen den offenen Querschnitt der Stoßstangenträgerglieder ab. Ein anderes Verfahren der Erfindung erlaubt, daß Stoßstangenträger für unterschiedliche Anwendungen durch ein Auswählen von Stoßstangenträgergliedern aus einem Vorrat und ein Fixieren dieser an einer Stoßstangenträgermontagestruktur hergestellt werden.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel bzw. Gegenstand der Erfindung, eine Stoßstange, eine Stoßstangenverstärkung und einen Fahrzeugkörperenergieabsorberträger als eine verstärkte Version zur Verfügung zu stellen, welche eine Beschädigung eines Fahrzeugkörpers bzw. einer Fahrzeugkarosserie speziell im Fall einer Kollision mit einem stangen- bzw. mastähnlichen Hindernis verhindert und eine Leichtigkeit bzw. ein leichtes Gewicht und eine hohe Energieabsorption erhalten bzw. beibehalten.

Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, eine verstärkte Stoßstange zur Verfügung zu stellen, welche einfach an dem Fahrzeugkörper anbringbar bzw. festlegbar ist.

Diese Gegenstände werden durch eine Stoßstange, eine Stoßstangenverstärkung und einen Fahrzeugkörperenergieabsorberträger erfüllt, welche die Eigenschaften haben, die in den Ansprüchen 1, 7 und 8 geoffenbart wurden. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Unteransprüchen definiert.

Gemäß dieser Erfindung besteht ein Fahrzeugkörperenergieabsorberträger, welcher diesen Gegenstand erfüllt, aus einer hohlen Form mit einem rechtwinkeligen bzw. rechteckigen Querschnittsprofil, welches eine vertikale Kollisionsebene definiert, und einer verstärkenden bzw. Verstärkungsform, welche an der vorderen Fläche bzw. Seite der Kollisionsebene der hohlen bzw. Hohlform festzulegen ist.

Die verstärkende Form besteht aus dem Folgenden: einer Kollisionswand, welche fast parallel zur Kollisionsebene der hohlen Form ist; mehrfache horizontale Rippen, welche an der Kollisionswand angebracht bzw. festgelegt sind, welche parallel zueinander sind; und vertikale Flansche, welche von der verstärkenden Form nach außen vorragen, welche an den Spitzen der horizontalen Rippen gegenüber der Kollisionswand angeordnet sind. Die verstärkende Form ist mit der Kollisionsebene der hohlen Form durch die vertikalen Flansche verbunden.

Der Fahrzeugkörperenergieabsorberträger gemäß dieser Erfindung bietet die folgenden Vorteile. Erstens, da die hohle bzw. Hohlform und die verstärkende Form extrudierte Formen einer Aluminiumlegierung sind, ist das Gesamtgewicht des Absorbers geringer und die Gewichtszunahme durch die Hinzufügung der verstärkenden Form ist auch relativ gering. Zweitens ist es, was besonders wichtig ist, da die verstärkende Form kein hohles im Schnitt rechteckiges Querschnittsprofil mit vier Seiten, sondern ein offenes Querschnittsprofil bzw. im Schnitt offenes Profil aufweist, möglich, die Festigkeit zu erhöhen, während die Gewichtszunahme aufgrund der Hinzufügung der verstärkenden Form auf dem minimalen Niveau gehalten wird. Drittens ist es einfach anzubringen, da die verstärkende Form mit der Kollisionsebene der hohlen Form durch die vertikalen Flansche verbunden ist bzw. wird, welche an den Spitzen der horizontalen Rippen angeordnet sind.

Weiterhin kann in dem Fahrzeugkörperenergieabsorberträger gemäß dieser Erfindung die hohle Form größer (in Höhe und Breite) als der konventionelle Typ eines Absorbers mit einem rechteckigen Querschnittsprofil sein, da es durch eine zentrale Rippe verstärkt ist.

Darüber hinaus sind in dem Fahrzeugkörperenergieabsorberträger gemäß dieser Erfindung die horizontalen Rippen und die vertikalen Flansche in einer Weise verbunden, daß ihre Schnittlinien jede einen kreisförmigen Bogen bilden, oder daß sich die horizontalen Rippen der verstärkenden Form zum Inneren des Querschnitts der Form biegen, wenn eine Kraft fast horizontal angelegt bzw. aufgebracht wird. Demzufolge ist die Abnahme im Widerstand gegen die angelegte Kraft, welche durch eine Deformation bzw. Verformung bewirkt bzw. verursacht werden kann, geringer und die Kollisionsenergie wird mehr absorbiert, als wenn sich die horizontalen Rippen der verstärkenden Form im Querschnitt nach außen verbiegen.

Folglich ist es im Fall einer weniger signifikanten Kollision mit einer relativ geringen Kraft, welche fast horizontal angelegt ist, wahrscheinlich, daß die hohle Form nicht kollabiert bzw. zusammenbricht und lediglich die verstärkende Form kollabiert bzw. einbricht. Dies bietet den Vorteil, daß lediglich die verstärkende Form in einer Reparatur nach der Kollision ersetzt werden muß.

Der Fahrzeugkörperenergieabsorberträger gemäß dieser Erfindung verwendet eine aus AA oder JIS 5000, 6000 und 7000 Serien von Al-Legierungen. Da diese Al-Legierungen hervorragend in ihrer Formbarkeit sind und eine hohe Festigkeit aufweisen, sind bzw. werden sie leicht durch Extrusion und andere Techniken hergestellt und können ein höheres Absorptionsvermögen für Kollisionsenergie aufweisen.

Aufgrund dieser hervorragenden Merkmale bzw. Eigenschaften ist der Fahrzeugkörperenergieabsorberträger gemäß dieser Erfindung insbesondere für eine Verwendung als eine Verstärkung für die hintere Stoßstange eines Fahrzeugs oder die vordere Stoßstange geeignet.

Ein zweiter Gegenstand dieser Erfindung ist es eine Stütze bzw. Halterung als eine aus einer Aluminiumlegierung extrudierte Form zur Verfügung zu stellen, welche leicht an der hinteren Fläche des gekrümmten Abschnitts des Stoßstangenverstärkungsendes und der vorderen Fläche bzw. Seite der Seitenglieder festlegbar ist, sowie als eine Stoßstangenverstärkung, welche mit Halterungen integriert ist, welche einfach an dem Seitenglied festlegbar ist.

Um diesen Gegenstand zu erfüllen, stellt die gegenwärtige Erfindung eine Stoßstangenstütze bzw. -halterung zur Verfügung, welche an die Fahrzeugkörperseitenoberfläche jedes Endabschnitts der Stoßstangenverstärkung festzulegen ist, wobei die Stoßstangenhalterung aus dem Folgenden besteht: einer vorderen Wand, deren Form der Fahrzeugkörperseitenoberfläche eines jeden Endes der Stoßstangenverstärkung entspricht bzw. mit dieser übereinstimmt; mindestens zwei Seitenwänden, welche die vordere Wand von der Fahrzeugkörperseite unterstützen; und einer hinteren Wand, welche mit dem Ende der Seitenwand gegenüber der vorderen Wand verbunden ist. Die hintere Wand und die Seitenwände treffen einander nahezu unter rechten Winkeln. Die vordere Wand weist Flansche auf, welche von der Stoßstangenhalterung nach außen hervorragen.

In einer Halterung gemäß dieser Erfindung ist, insbesondere wenn jedes Ende der Stoßstangenverstärkung einen gekrümmten Abschnitt aufweist, welcher zur Rückseite des Fahrzeugkörpers gebogen ist, die vordere Wand der Halterung in einer Weise geformt, daß sie der Form der hinteren Fläche jeden Endes der Stoßstangenverstärkung entspricht, oder derart, daß sie eine Neigung bzw. Erhöhung aufweist, um der hinteren Fläche des gekrümmten Abschnitts zu entsprechen. Zusätzlich ist die Stütze bzw. Halterung dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Wand Flansche aufweist, welche an beiden Enden der Halterung (oder der Seitenwände) herausragen.

Daher ist im Vergleich mit der obengenannten konventionellen Halterung, deren vordere Wand keine Flansche aufweist, diese Halterung einfach festzulegen, da diese Flansche eine mechanische Verbindung mit der hinteren Fläche von jedem gekrümmten Ende der Stoßstangenverstärkung mittels Bolzen bzw. Schrauben und Muttern oder Nieten ermöglichen und erleichtern. Mit anderen Worten macht die Einführung dieser Flansche es einfach, die Stütze bzw. Halterung an die oben genannte Fahrzeugkörperseitenoberfläche eines jeden Endes der Stoßstangenverstärkung und ebenso zu der vorderen Fläche des Seitenglieds an ihrer hinteren Wand anzufügen und zu fixieren.

Wenn eine Elektrode in den Hohlraum des oben genannten gekrümmten Endes der Stoßstangenverstärkung oder dgl. gebracht werden kann, kann die Elektrode leicht an den Flanschen festgelegt werden, womit es möglich und einfach ist, ein Punktschweißen zu verwenden. Es ist ebenso möglich und einfach, die Stütze mit der Stoßstangenverstärkung durch ein Schweißen an dem Flanschende und entlang der hinteren Fläche des gekrümmten Abschnitts zu verbinden, um in Kontakt mit diesem Ende zu sein. Eine Kombination dieser Verbindungsverfahren kann verwendet werden, was bedeutet, daß verschiedene Optionen in Hinsicht auf die Verbindungsverfahren verfügbar sind. Dies ist einer der hauptsächlichen Vorteile der Stütze bzw. Halterung gemäß dieser Erfindung.

In dieser Hinsicht können die Flansche einfach und mechanisch an die hintere Fläche bzw. Seite jedes gekrümmten Endes der Stoßstangenverstärkung, beispielsweise mittels selbstschneidenden Nieten, Bolzen bzw. Schrauben oder etwas ähnlichem, angefügt und fixiert werden.

Weiterhin kann durch ein Herstellen von Löchern in den Flanschen die Stoßstangenstütze bzw. -halterung einfach und mechanisch an die hintere Fläche jedes gekrümmten Endes der Stoßstangenverstärkung durch diese Löcher mittels Bolzen oder etwas ähnlichem angefügt und fixiert werden.

Weiterhin kann die Stoßstangenstütze an die hintere Fläche jedes gekrümmten Endes der Stoßstangenverstärkung durch ein Schweißen an den Flanschen angefügt und fixiert werden.

Die Strebe bzw. Halterung gemäß dieser Erfindung weist in ihrer hinteren Wand Löcher auf. Deshalb kann sie einfach an die vordere Fläche des Seitenglieds durch diese Löcher mittels Bolzen oder etwas ähnlichem angefügt und fixiert werden.

Weiterhin hat die Stütze gemäß dieser Erfindung Arbeitslöcher in der vorderen Wand, welche die Flanschflächen ausschließen. Deshalb kann, selbst wenn die Stütze eine hohle Struktur mit einem geschlossenen Querschnittsprofil aufweist, die hintere Wand der Stütze einfach an die vordere Fläche des Seitenglieds durch diese Löcher mittels Bolzen oder etwas ähnlichem angefügt und fixiert werden.

Weiterhin hat die Halterung gemäß dieser Erfindung ein offenes Querschnittsprofil mit Arbeitslöchern in der vorderen Wand, welche die Flanschflächen ausschließt. Deshalb kann, selbst wenn die Halterung eine hohle Struktur mit einem geschlossenen Querschnittsprofil aufweist, die hintere Wand der Halterung einfach an die vordere Fläche des Seitenglieds durch diese Löcher mittels Bolzen oder etwas ähnlichem angefügt und fixiert werden.

Die Halterung gemäß dieser Erfindung weist ein hohles Querschnittsprofil auf, welches aus einer vorderen Wand, Seitenwänden und einer hinteren Wand, wie oben erwähnt, besteht, wobei dies in einer Verbesserung der Kollabier- bzw. Versagensfestigkeit der Halterung resultiert.

Jedoch würde es, wenn die Halterung ein hohles, geschlossenes Querschnittsprofil aufweist, schwierig sein, es an dem Seitenglied festzulegen. Um seine Verbindung mit dem Seitenglied zu erleichtern, ist es wünschenswert, eine Festlegung zur Verbindung mit dem Seitenglied an der hinteren Seite der hinteren Wand zu haben.

Die Stütze bzw. Halterung gemäß dieser Erfindung ist aus einer Al-Legierung hergestellt, welche aus AA oder JIS 5000, 6000 und 7000 Serien von Al-Legierungen ausgewählt ist bzw. wird. Diese Al-Legierungen sind geeignet für die Stütze bzw. Halterung gemäß dieser Erfindung, da sie in ihrer Formbarkeit hervorragend sind, eine hohe Festigkeit aufweisen und somit durch Extrusion oder eine ähnliche Technik einfach hergestellt werden können.

Zusätzlich kann eine Halterung gemäß dieser Erfindung an der Stoßstangenverstärkung vormontiert werden, um eine Stoßstangenverstärkung mit integralen Stützen bzw. Halterungen zu erhalten. Um eine konventionelle Halterung zu installieren, muß der Fahrzeughersteller zwei Schritte unternehmen: (1) Anbringung bzw. Festlegung der Stützen bzw. Halterungen an den Seitengliedern und (2) Festlegung der Halterungen an der Stoßstangenverstärkung. Im Gegensatz dazu erfordert die Stoßstangenverstärkung, die mit Stützen bzw. Halterungen gemäß dieser Erfindung integriert ist, vom Fahrzeughersteller lediglich, Schritt (1) oder eine Festlegung der Streben bzw. Halterungen an den Seitengliedern auszuführen, da die Stoßstangenverstärkung mit den Halterungen vormontiert ist.

Darüber hinaus ist es höchst wünschenswert, eine Stoßstange durch ein Kombinieren der oben erwähnten Stoßstangenverstärkung als ein Fahrzeugkörperenergieabsorber, welcher den ersten Gegenstand dieser Erfindung erzielt, und die oben genannte Stoßstangenstützen bzw. -halterungen herzustellen, welche den zweiten Gegenstand dieser Erfindung erfüllen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung werden im Detail basierend auf dem Folgenden beschrieben, wobei:

1 eine Querschnittsansicht ist, welche einen Fahrzeugkörperenergieabsorberträger gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;

2 eine Draufsicht ist, welche die Installation des Fahrzeugkörperenergieabsorberträgers gemäß dieser Erfindung zeigt;

3 eine Querschnittsansicht ist, welche eine Kollision des Fahrzeugkörperenergieabsorberträgers gemäß dieser Erfindung illustriert;

4A und 4B Querschnittsansichten sind, welche verstärkende Formen als hilfsweise Fahrzeugkörperenergieabsorber gemäß anderen Ausführungsformen dieser Erfindung zeigen;

5A und 5Bb Querschnittsansichten sind, welche andere Formen von Fahrzeugkörperenergieabsorberträgern gemäß dieser Erfindung zeigen;

6A und 6B jeweils eine perspektivische Ansicht und eine Ansicht von oben sind, welche eine Stoßstangenstütze bzw. -halterung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigen;

7 eine teilweise Schnittansicht von oben ist, welche die Anbringung bzw. Festlegung der Stoßstangenstütze, die in 6 gezeigt ist, an die Enden der Stoßstangenverstärkung zeigt;

8 eine perspektivische Ansicht ist, welche eine andere Form der Stoßstangenhalterung gemäß dieser Erfindung zeigt;

9 eine teilweise Schnittansicht von oben ist, welche die Festlegung der Stoßstangenhalterung, die in 8 gezeigt ist, an ein Ende der Stoßstangenverstärkung zeigt;

10 eine perspektivische Ansicht ist, die eine andere Form einer Stoßstangenhalterung gemäß dieser Erfindung zeigt;

11 eine teilweise Schnittansicht von oben ist, welche die Festlegung der Stoßstangenstütze, die in 10 gezeigt ist, an ein Ende der Stoßstangenverstärkung zeigt; und

12 eine perspektivische Ansicht ist, welche eine andere Form einer Stoßstangenstütze gemäß dieser Erfindung zeigt; und

13 eine perspektivische Ansicht ist, welche eine andere Form einer Stoßstangenstütze gemäß dieser Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Als nächstes werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen Fahrzeugkörperenergieabsorber als bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung erklärt.

Eine Stoßstangenverstärkung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung ist in der Querschnittsansicht von 1 (ein Querschnitt von A-A in 2, wie von der Seite des Fahrzeugkörpers bzw. der Fahrzeugkarosserie gesehen) und in der Draufsicht in 2 illustriert. Wie in diesen Figuren gezeigt, besteht die Stoßstangenverstärkung, welche im wesentlichen als eine Verlängerung bzw. Erstreckung des Fahrzeugkörpers nahezu horizontal unter Bezugnahme auf den Fahrzeugkörper liegt, aus einer Al-Legierungs-Hohlform 1 mit einem rechtwinkeligen bzw. rechteckigen Querschnittsprofil als einen hauptsächlichen Energieabsorber für den Fahrzeugkörper und einer verstärkenden bzw. Verstärkungsform 2, welche an der Vorderseite der Kollisionsebene 4a der hohlen bzw. Hohlform anzubringen ist.

Die hohle Form 1 ist eine monolithische hohle Struktur, deren Querschnittsprofil wie zwei vertikal angeordnete Rechtecke aussieht, wobei die vordere Wand 4, die die Kollisionsebene 4a darstellt bzw. ausbildet, und die hintere Wand 5 durch zwei Seitenwände (Stege) 3a und 3c mit einer zentralen Rippe 11 zur Verstärkung innerhalb des Hohlraums verbunden sind. Diese hohle Form 1 ist eine extrudierte Form, welche aus Al-Legierung hergestellt ist und das Querschnittsprofil der monolithischen hohlen Struktur ist das gleiche über die Länge der hohlen Form 1, ungeachtet der Struktur der zentralen Rippe.

Auch hat die hohle bzw. Hohlform 1 Flansche 9a, 9b und 13a, 13b (auswärts gerichtete vorragende Abschnitte der hohlen Form 1 an beiden Enden) zur Festlegung an der verstärkenden Form 2 (welche später beschrieben wird) und an den Fahrzeugkörper an jedem Ende der vorderen Wand 4 und der hinteren Wand 5. Es ist möglich, daß ohne diese Flansche 9a, 9b und 13a, 13b die Weite bzw. Breite (Höhe) der hohlen Form 1 erhöht wird und beide Enden der vorderen Wand 4 und der hinteren Wand 5 zur Festlegung an der verstärkenden Form 2 und dem Fahrzeugkörper verwendet wird. Jedoch macht dieses Verfahren die Festlegung der verstärkenden Form 2 daran und seine Festlegung an dem Fahrzeugkörper, wie dies später erwähnt wird, kompliziert. Aus diesem Grund ist es wünschenswerter, die Flansche 9a, 9b und 13a, 13b für die hohle Form 1 zur Verfügung zu stellen.

Hier kann der Querschnitt der hohlen Form 1 gemäß dieser Erfindung die Form eines einzelnen Rechtecks um der Leichtigkeit Willen annehmen. Jedoch sollte, wenn die äußere Abmessung (Höhe oder Breite) der hohlen Form erhöht wird, vorzugsweise eine zentrale Rippe zur Verstärkung innerhalb des Hohlraums installiert werden, um ein Schwächen oder Stärken der Hohlform zu vermeiden.

In der hohlen Form 1, wie sie in 1 gezeigt ist, sind die vordere Wand 4, die hintere Wand 5 und zwei Seitenwände 3a und 3b linear verbunden. Daher wird bei einer Kollision des Fahrzeugkörpers eine Kraft F an die hohle Form aus einer nahezu horizontalen Richtung angelegt und geht bzw. wirkt entlang der Orientierung (horizontal) der Seitenwände 3a und 3c; als eine Konsequenz deformieren bzw. verformen sich gewöhnlicherweise die Seitenwände und knicken nach auswärts in dem hohlen Querschnitt, beginnend vom Punkt eines Biegens, wobei dies die hohle Form 1 veranlaßt, zu kollabieren bzw. zusammenzuklappen oder sich horizontal zu deformieren, um die Kollisionsenergie zu absorbieren.

Alternativ können die Verbindungen der zwei Seitenwände 3a und 3c mit der vorderen Wand 4 und hinteren Wand 5 so ausgelegt bzw. konstruiert werden, daß, wenn die Kraft F aus einer nahezu horizontalen Richtung an die hohle Form angelegt wird, die Seitenwände 3a und 3c, wie in 3 gezeigt, kollabieren bzw. zusammenklappen (Querschnitt von A-A in dem kollabierenden bzw. zusammenklappenden Absorber) oder horizontal kollabieren, wobei sie sich in den hohlen Querschnitt einwärts biegen (Biegungen 12a und 12b). In diesem Fall wird mehr Kollisionsenergie absorbiert als wenn sich die Seitenwände 3a und 3c der hohlen Form auswärts in den Querschnitt biegen, wie dies oben erwähnt ist.

Daß sich die Seitenwände 3a und 3c der hohlen Form einwärts in ihrem Querschnitt biegen, um Biegungen 12a und 12b, wie in 3 gezeigt, zu erzeugen bzw. herzustellen, ist ein mögliches Verfahren, die oberen und unteren Ecken der Seitenwände 3a und 3c (an welchen diese an die vordere Wand 4 und hintere Wand 5 anschließen) zu veranlassen, daß sie nach innen gerichtete kreisförmige Bögen bilden.

Andererseits hat die verstärkende Form 2 einer Al-Legierung, welche für diese Erfindung charakteristisch ist, ein hutförmiges Querschnittsprofil, welches im Grunde genommen aus einer Kollisionswand 6, horizontalen Rippen 7a, 7b und 7c parallel zueinander und vertikalen Flanschen 8a, 8b und 8c besteht.

Die Kollisionswand (vertikale Wand oder vertikaler Flansch) 6, welche fast bzw. nahezu vertikal ist, stellt eine Kollisionswandebene 6a dar, welche parallel zu und vor der Kollisionsebene 4a der hohlen Form 1 ist. Die horizontalen Rippen (Seitenwände oder horizontalen Wände), welche diese Kollisionswand 6 von hinten unterstützen und verstärken, sind nahezu horizontale Rippen 7a, 7b und 7c, welche parallel zueinander sind und mit der Kollisionswand 6 nahezu rechtwinkelig verbunden sind.

Die vertikalen Flansche 8a, 8b und 8c schneiden bzw. kreuzen die Enden der horizontalen Rippen 7a, 7b und 7c unter rechten Winkeln. Die Flansche 8a und 8b, die an beiden Seiten der verstärkenden Form angeordnet sind, ragen von der verstärkenden Form auswärts (vertikal in der Illustration von 1). Diese vorragenden vertikalen Flansche 8a und 8b sind in Kontakt mit der Kollisionsebene 4a der hohlen Form und mit der Kollisionsebene 4a der hohlen Form durch bekannte Befestigungsmittel 10a und 10b, wie beispielsweise Bolzen, verbunden. Der (zentrale) vertikale Flansch 8c innerhalb der Verstärkungsform ist optional in Verbindung mit einer horizontalen Rippe, welche für den Zweck eines Verbesserns der Verbindung mit der Kollisionsebene 4a der hohlen Form hinzugefügt werden kann.

Die verstärkende Form 2 ist eine extrudierte Form, hergestellt aus einer Al-Legierung, und hat das gleiche Querschnittsprofil über ihre Länge.

Diese verstärkende Form 2 aus einer Al-Legierung ist speziell zum Erhöhen der Biegefestigkeit des zentralen Bereichs der Länge der hohlen Form 1 ausgelegt bzw. ausgebildet, so daß, insbesondere wenn die hintere Stoßstangenverstärkung mit einem Mast kollidiert und eine große Kraft an die hohle Form 1 von einer nahezu horizontalen Richtung angelegt wird, sich die hohle Form 1 nicht horizontal aus ihrem Zentrum verbiegen wird bzw. kann.

Dies bietet die folgenden Vorteile. Erstens, da die verstärkende Form 2 ein offenes Querschnittsprofil oder ein hutförmiges Querschnittsprofil aufweist, wie dies oben erwähnt ist, ist die Gewichtszunahme bedingt durch ihr Gewicht geringer als wenn sie ein geschlossenes Querschnittsprofil oder ein hohles rechteckiges Querschnittsprofil aufweist.

Zweitens ist bzw. wird, da die mehrfachen horizontalen Rippen, welche parallel zueinander die Kollisionswand 6 verstärken, die verstärkende Form 2 selbst mit einer minimalen Gewichtszunahme verfestigt, um befriedigend als eine Verstärkung zu wirken bzw. zu fungieren. In anderen Worten bewirkt bei einer Kollision gegen einen Mast die Kraft F, welche an die verstärkende Form 2 (oder die hohle Form 1) von einer nahezu horizontalen Richtung angelegt wird, daß die verstärkende Form 2 horizontal kollabiert bzw. zusammenklappt (sich horizontal deformiert), um die Kollisionsenergie zu absorbieren, wodurch die hohle Form 1 geschützt wird, welche dahinter angeordnet ist, um die gesamte Biegefestigkeit als eine Verstärkung zu erhöhen.

In der Ausführungsform, wie sie in 1 illustriert ist, gibt es drei horizontale Rippen (Seitenwände). Die Anzahl der horizontalen Rippen ist nicht auf 3 beschränkt. Die horizontalen Rippen 7a und 7c an beiden Enden sind unverzichtbar, um die Kollisionswand 6 zu verstärken. Die Anzahl von anderen inneren horizontalen Rippen sollte von dem Grad der benötigten bzw. erforderlichen Verstärkung für die Kollisionswand 6 oder des zentralen Bereichs der hohlen Form 1 abhängen. Eine derartige innere Rippe sollte optional hinzugefügt werden und die Anzahl solcher Rippen kann jede Zahl zwischen 1 und 4 sein, außer derartige zusätzliche Rippen führen zu einer signifikanten Gewichtserhöhung. Wie aus den Querschnittsansichten von 4A und 4B ersichtlich, kann die verstärkende Form lediglich nur horizontale Rippen 7a und 7c aufweisen, wie dies in 4A gezeigt ist, oder kann horizontale Rippen 7d und 7e zusätzlich zu jenen aufweisen, die in 4B gezeigt sind.

Die vertikale Flansche 8a, 8b und 8c, welche an den Enden der horizontalen Rippen 7a, 7b und 7c der verstärkenden Form 2 einer Al-Legierung angeordnet sind, sind ausgelegt, um sie mit der Kollisionsebene 4a der hohlen Form 1 zusammenzufügen. Während die Einführung des zentralen vertikalen Flanschs 8c optional ist, sind die vertikalen Flansche 8a und 8b an beiden Enden (welche auswärts von beiden Seiten der verstärkenden Form vorragen) notwendig bzw. wesentlich, um sicherzustellen, daß die verstärkende Form 2 mit der hohlen Form 1 mechanisch oder durch ein Schweißen mit Leichtigkeit und Verläßlichkeit zusammengefügt ist.

Wie in 1 gezeigt, können die vertikalen Flansche 8a und 8b an beiden Enden einfach an die Flansche 9a und 9b der hohlen Form 1 durch Befestigungsmittel (Bolzen, etc.) 10a und 10b angefügt werden. Elektroden können an beiden der vertikalen Flansche 8a, 8b und der Flansche 9a, 9b der hohlen Form 1 angeordnet werden, so daß sie durch ein Punktschweißen oder eine einfache Schweißtechnik zusammengefügt bzw. verbunden werden können.

Ohne diese vertikalen Flansche 8a und 8b wäre es notwendig, die verstärkende Form 2 und die hohle Form 1 unter Verwendung eines eher komplizierten Verfahrens zu verbinden, wie der Verwendung von langen Bolzen zur Verbindung zwischen der Kollisionswand 6 der Ersteren und der vorderen Wand 4 der Letzteren. Somit wäre es, um sie durch ein einfacheres Verfahren zu verbinden, notwendig, sich auf einen Kleber zu verlassen, wie in dem Verfahren (vorher beschrieben), das durch J-P-A-Nr. 286536/1994 geoffenbart ist, welches die Verbindung weniger verläßlich bzw. zuverlässig machen würde.

Die verstärkende Form 2 kann lang genug sein, um die gesamte Länge der Vorderseite der hohlen Form abzudecken. Jedoch ist es für den Zweck eines Minimierens der Gewichtszunahme, welche durch die Hinzufügung der verstärkenden Form 2 bewirkt wird, nicht notwendig, sie so lang auszuführen, um die gesamte Länge der Vorderseite der hohlen Form abzudecken; ihre Länge kann wie gewünscht sein, vorausgesetzt, daß sie lang genug ist, um die Fläche der Vorderseite der hohlen Form abzudecken, deren Biegefestigkeit erhöht werden sollte. Die Probe, wie sie in 2 gezeigt ist, ist jene, daß die verstärkende Form lediglich den zentralen Bereich der Länge der hohlen Form 1 bedeckt (welches eine Zunahme in der Biegefestigkeit erfordert).

2 zeigt einen Fall, daß die hohle Form 1, welche mit einer verstärkenden Form 2 gemäß dieser Erfindung versehen ist, als eine Verlängerung des Fahrzeugkörpers fast horizontal unter Bezugnahme auf den Fahrzeugkörper als eine vordere oder hintere Stoßstangenverstärkung des Fahrzeugkörpers liegt. Die Hohlform 1, die mit der verstärkenden Form 2 versehen ist, ist mit Stützen bzw. Halterungen 15a und 15b mittels Befestigungsmitteln (bei bzw. an den Flanschen 13a und 13b, wie in 1 gezeigt) verbunden und mit den Fahrzeugkörperseitenarmen 16a und 16b durch die Halterungen 15a und 15b verbunden.

Obwohl die hohle Form 1, die in 2 gezeigt ist, in ihrem zentralen Bereich linear und an beiden Enden gekrümmt ist, um der Fahrzeugkörperform (Entwurf) zu entsprechen, ist die Erfindung nicht so bzw. darauf limitiert. Ob die gesamte Länge der hohlen Form linear sein sollte oder sie im Ganzen oder teilweise gekrümmt sein sollte, sollte abhängig von der Form oder Struktur des Fahrzeugkörpers oder der Stoßstange entschieden werden.

5A und 5B (Querschnittsprofile ähnlich zu jenen, die in 1 gezeigt sind) illustrieren andere Formen von Al-Legierungs-Verstärkungen als Ausführungsformen dieser Erfindung, welche die gleiche Grundstruktur aufweisen, die in 1 gezeigt ist, mit der Ausnahme, daß die Ecken, wo die horizontalen Rippen 7a und 7c an beiden Enden die vertikalen Flansche (8a und 8b) treffen, nicht rechtwinkelig bzw. orthogonal sind, wie dies in 1 gezeigt ist, sondern einwärts in dem Querschnitt, wie Bögen mit den Biegungen R1 bzw. R2, gekrümmt sind, wie dies in 5A gezeigt ist.

Wenn die Schnittlinien der horizontalen Rippen und vertikalen Flansche wie Bögen in dieser Art gekrümmt bzw. gebogen sind, werden sich, wenn die Kraft F, welche von einer nahezu horizontalen Richtung angelegt wird, bewirkt, daß die horizontalen Rippen 7a und 7c der verstärkenden Form 2 horizontal kollabieren bzw. zusammenklappen, die horizontalen Rippen 7a und 7c in dem Querschnitt mit den bogenförmigen Biegungen R1 und R2 als Schwenk- bzw. Drehpunkten einwärts biegen.

Dank dieser Struktur absorbiert die verstärkende Form 2 mehr Energie, als wenn sich die horizontalen Rippen 7a und 7c im Querschnitt auswärts biegen würden. Als ein Resultat wird, obwohl es von der Kraft F abhängt, welche aus einer nahezu horizontalen Richtung angelegt wird, im Falle einer geringen Kollision mit einer geringen Kraft F lediglich die verstärkende Form 2 ohne ein Kollabieren der hohlen Form 1 aufgrund der hohen Energieabsorptionsleistung der verstärkenden Form 2 kollabieren bzw. zusammenbrechen, wie dies in 5B illustriert ist. Dies bedeutet, daß, da in einem Fall einer geringfügigen Kollision mit einer relativ geringen Kraft F, welche aus einer nahezu horizontalen Richtung angelegt wurde, die verstärkende Form zusammenbricht bzw. kollabiert, aber die hohle Form dies nicht tut, lediglich die hohle Form bei einer Reparatur nach der Kollision ausgetauscht werden muß.

(Anwendbare Al-Legierungen)

Als nächstes wird eine Erklärung der Al-Legierung gegeben, welche in dieser Erfindung verwendet wird. Die Al-Legierung, welche als das Material für die hohle Form mit einem rechteckigen Querschnittsprofil und der verstärkenden Form verwendet wird, wird unter AA oder JIS 5000, 6000 und 7000 Serien von Al-Legierungen ausgewählt, welche weit verbreitet für Strukturglieder dieser Art verwendet werden. Diese Al-Legierungen sind von dem Typus für generelle Anwendungen (Standard) mit einer relativ hohen Beständigkeit. Insbesondere die Al-Legierungen der 7000 Serie (Al-Zn-Mg) und die Al-Legierungen der 6000 Serie (Al-Mg-Si), wie sie durch eine T5 oder T6 Hitzebehandlung angelassen sind, sind in Hinsicht auf Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit am geeignetsten. In einer T5 Behandlung wird eine Al-Legierung der 7000 Serie oder Al-Legierung der 6000 Serie extrudiert, worauf sie einem künstlichen Alterungsprozeß unterworfen wird. In einer T6 Behandlung wird eine derartige Al-Legierung extrudiert, einer Lösungsbehandlung unterworfen, und dann einem künstlichen Alterungsprozeß (enthaltend ein Überaltern).

Selbst wenn eine der speziellen Al-Legierungen, deren Zusammensetzung und Beschaffenheit in verschiedenen Wegen geregelt bzw. gesteuert werden, wie dies durch Materialhersteller vorgeschlagen, verwendet wird, wenn diese Erfindung darauf angewandt wird, wird sie eine höhere Festigkeit und bessere Energieabsorptionsleistung demonstrieren. Diese Erfindung wird bei geringeren Kosten ausgeführt bzw. verkörpert, wenn eine konventionelle Al-Legierung für allgemeinen Zweck (Standard) eingesetzt wird. Natürlich kann eine derartige spezielle Al-Legierung für den Zweck dieser Erfindung verwendet werden.

(Herstellung von Al-Legierungsformen)

Al-Legierungsformen, wie eine hohle Form mit einem rechteckigen Querschnittsprofil und einer verstärkenden Form gemäß dieser Erfindung können zweckdienlich durch ein konventionelles Verfahren hergestellt werden, dessen Hauptprozeß Schritte, wie beispielsweise ein Gießen, Homogenisierungs-Wärme- bzw. -Hitzebehandlung, heiße Extrusion und Anlassen bzw. Tempern beinhaltet. Durch ein Verwenden einer Extrusionstechnik, um Formen auf diese Weise herzustellen, kann sogar eine Form mit einem komplizierten Querschnittsprofil wie diejenigen, welche durch diese Erfindung vorgeschlagen sind, leicht und effizient hergestellt werden.

[Ausführungsform 1]

Als nächstes werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine Verstärkung einer hinteren Stoßstange eines Fahrzeugkörpers, welche eine Struktur hat, wie dies in 1 gezeigt ist, wird als Ausführungsmuster bzw. -probe 1 angenommen. Um sie auszuführen, wurden eine hohle Form 1 mit einem rechteckigen Querschnittsprofil und eine verstärkende Form 2, welche beide aus T5-behandelter Al-Legierung JIS 6NO1 (Dehngrenze 240 N/mm2) durch Extrusion hergestellt wurden, vorbereitet.

Die T5 behandelte Al-Legierung JIS 6NO1 wird weithin als ein Material zur Absorption von Fahrzeugkörperenergien benutzt, und wenn eine Kollisionskraft angewandt bzw. angelegt wird, ist es wahrscheinlicher, daß es knickt, als Al-Legierungen der JIS 7000 Serie, wie beispielsweise die Al-Legierung JIS 7003. Daher kann, wenn die extrudierten Formen, welche aus der Al-Legierung JIS 6NO1 hergestellt wurden, sich als wie durch diese Ausführungsform beabsichtigt effektiv erweisen, das Resultat in extrudierten Formen wiedergespiegelt werden, welche aus der Al-Legierung Serie 7000 hergestellt werden, wie beispielsweise der Al-Legierung 7003.

Für den Zweck eines Vergleichs wurde ein Muster bzw. eine Probe 2, welche(s) lediglich aus einer hohlen Form 1 besteht oder keine verstärkende Form 2 umfaßt, vorbereitet. Genauso wurde eine Stoßstangenverstärkung, welche aus einer extrudierten Form besteht, die aus der T5-behandelten Al-Legierung JIS 6NO1 (Dehngrenze 240 N/mm2) hergestellt ist, dem gleichen Material, wie es für die Ausführungsprobe 1 verwendet wird, und eine Struktur einer geschlossenen, rechteckigen Querschnittsform mit einer zentralen Rippe aufweist, als Muster bzw. Probe 3 vorbereitet. In dem Muster 3 wurden zum Vergleich die Dicken verschiedener Teile so ausgelegt, um eine Biegefestigkeit ähnlich jener von Probe 1 sicherzustellen.

Die hohlen Formen 1 in Probe 1 (Ausführungsform) und Probe 2 (zum Vergleich) wurden zu den folgenden Spezifikationen hergestellt. Die hohlen Formen sollten linear sein und eine Gesamtlänge von 1200 mm aufweisen. Die vorderen und hinteren Wände sollten 100 mm lang sein (enthaltend die Länge jedes Flansches, 15 mm) und eine Wandstärke bzw. -dicke von 3, 0 mm aufweisen; die Seitenwände 3a und 3c sollten 70 mm lang sein und sie haben (inklusive der zentralen Rippe) eine Wandstärke von 2,0 mm, wobei die Entfernung zwischen der zentralen Rippe und jeder Seitenwand 32 mm beträgt.

Die verstärkende Form 2 in Probe 1 wurde zu den folgenden Spezifikationen hergestellt. Die verstärkende Form 2 sollte 400 mm lang sein und sein Zentrum sollte mit dem Zentrum der hohlen Form 1 ausgerichtet sein. Gemäß den Spezifikationen wurde sie mit der hohlen Form durch Flansche mittels Bolzen verbunden bzw. zusammengefügt, wie dies in 1 gezeigt ist. Die Kollisionswand 6 sollte eine Dicke von 3,0 mm aufweisen und die horizontalen Rippen 7a, 7c und vertikalen Flansche 8a, 8b und 8c sollten eine Dicke von 2,0 mm aufweisen, während die horizontale Rippe 7b eine Dicke von 2,5 mm aufweisen sollte; die Kollisionswand 6 sollte 70 mm lang sein, die vertikalen Flansche 15 mm lang, die horizontalen Rippen 7a, 7b und 7c 25 mm lang und der Abstand zwischen den horizontalen Rippen 32 mm.

Die hohle Form in Probe 3 zum Vergleich wurde mit folgenden Spezifikationen hergestellt: 100 mm in der Länge und 4,5 mm in der Wanddicke für die vordere Wand und die hintere Wand; 95 mm in der Länge und 2,5 mm in der Wanddicke für die Seitenwände 103, welche die zentrale Rippe enthalten.

Der Kollisionstest mit einem Mast wurde an den Ausführungsproben und den Proben zum Vergleich durchgeführt. Eine Analyse, welche auf dem Verfahren der Finiten Elemente (FEM) basiert, wurde ausgeführt, um den Betrag bzw. das Ausmaß einer Deformation des Zentralbereichs von jeder hohlen Form zu messen und die Biegefestigkeit des zentralen Bereichs der hohlen Form als eine Verstärkung einer hinteren Stoßstange abzuschätzen bzw. zu evaluieren. In diesem Test wurde die FEM Analyse im Hinblick auf Gewichte der Ausführungsformen und Vergleichsproben durchgeführt. Tabelle 1 zeigt die Resultate der Analyse, in welcher die Gewichtszunahme für die Ausführungsprobe als Prozentsatz unter Bezugnahme auf die Gewichtszunahme der Vergleichsprobe 2 als 100 % ausgedrückt ist.

Ein Kollisionstest mit einem Mast wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: der vordere zentrale bzw. Zentralbereich jeder der Ausführungs- und Vergleichsproben oder Stoßstangenverstärkungen, welche nahezu horizontal angeordnet wurden und, wie oben erwähnt, montiert wurden, wurden gezwungen bzw. beaufschlagt, gegen einen Stahlmast (mit einem Durchmesser von 175 mm) bei einer Geschwindigkeit von 2,2 m/s (8 km/h) zu kollidieren, so daß ein nahezu horizontaler Aufprall auf seinen vorderen Zentralbereich ausgeübt bzw. gegeben war.

Wie aus Tabelle 1 verstanden werden kann, erfordert, um eine äquivalente bzw. gleichwertige Biegefestigkeit zu erhalten, die Ausführungsprobe 1 wesentlich weniger Gewichtszunahme als Probe 3, selbst obwohl die verstärkende Form hinzugefügt wurde.

In Ausführungsprobe 1 ist eine Gewichtszunahme weniger bzw. geringer als in Probe 2 und der Betrag einer Deformation des Zentralbereichs der hohlen Form ist wesentlich geringer. Dies bedeutet, daß Probe 1 in der Biegefestigkeit höher ist als Probe 2.

Daher ist die Ausführungsprobe 1 in einer Mastkollisionsfestigkeit, wie oben angegeben, hervorragend.

Die obigen Resultate demonstrieren, daß der Fahrzeugkörperenergieabsorber gemäß dieser Erfindung eine hohe Biegefestigkeit als eine Stoßstangenverstärkung und eine hervorragende Mastkollisionsfestigkeit zur Verfügung stellt, ohne die Leichtigkeit bzw. das geringe Gewicht zu beeinträchtigen. Was durch diese Resultate angezeigt wird, ist wahr bzw. zutreffend für andere Typen von Fahrzeugkörperenergieabsorbern, wie beispielsweise Türträger bzw. -stehern, Klammern bzw. Halterungen und Rahmen.

Als nächstes werden Stoßstangenstützen bzw. -halterungen als bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Stoßstangenhalterungen sind als 15a und 15b in 2 illustriert.

Eine Ausführungsform dieser Erfindung für eine Stütze bzw. Halterung und eine Stoßstangenverstärkung mit Stützen bzw. Halterungen ist in 6A, einer perspektivischen Ansicht, und 6B einer Ansicht von oben illustriert. In diesen Figuren setzt sich eine Halterung bzw. Stütze 41a gemäß dieser Erfindung im Grunde genommen wie folgt zusammen: eine vordere Wand 42a, welche eine Neigung aufweist, welche an die Form der gekrümmten hinteren Endfläche der Stoßstangenverstärkung angepaßt ist; mindestens zwei Seitenwände 43a und 43b, welche die vordere Wand 42a von hinten unterstützen; und eine hintere Wand 44a, welche nahezu rechtwinkelig zu den Seitenwänden 43a und 43b ist. Sie hat ein hohles Querschnittsprofil, welches sich aus diesen Wänden zusammensetzt bzw. besteht.

Die unten gegebene Erklärung von Ausführungsformen nimmt an, daß die Stoßstangenverstärkung an ihren Enden gekrümmt ist. Wenn die Stoßstangenverstärkung linear ist und keine gekrümmten Enden aufweist, sollte die vordere Wand der Halterung horizontal oder linear sein, um sich der Form der hinteren Fläche bzw. Seite der Stoßstangenverstärkungsenden anzupassen.

Auch nimmt die Erklärung der Ausführungsformen, welche unten gegeben wird, an, daß die Stoßstangenverstärkung ein rechtwinkeliges Querschnittsprofil aufweist. Eine zentrale Rippe kann auf in ihrem Inneren für den Zweck einer Verstärkung abhängig von der Stoßstangenverstärkungs-Querschnittsgröße (Höhe) zur Verfügung gestellt sein, welche durch die Fahrzeugkörperauslegung und die benötigte Festigkeit und Kollisionsenergieabsorption bestimmt ist.

Die vordere Wand 42a hat Flansche 45a und 45b, welche an beiden Enden der Halterung 41a (oder von den Seitenwänden 43a und 43b) nahezu horizontal vorragen und unter dem gleichen Winkel wie die vordere Wand 42a geneigt sind, um sich der hinteren Fläche der zuvor erwähnten gekrümmten Enden anzupassen. Diese Flansche brauchen nicht notwendigerweise an beiden Enden der Stütze 41a vorragen, wie dies in 6A gezeigt ist. Abhängig von den Anforderungen und Verbindungsbedingungen mit der hinteren Fläche der oben genannten gekrümmten Enden oder abhängig davon, wo und wie eng bzw. fest diese zusammengefügt bzw. miteinander verbunden werden sollten, kann entweder der Flansch 45a oder der Flansch 45b anstelle von beiden in einer Weise zur Verfügung gestellt sein, daß die Halterung bzw. Stütze 41a einen Flansch aufweist, der an einem Ende davon vorragt.

Bezüglich der Neigung der vorderen Wand der Halterung ist die Erfindung nicht auf eine lineare Neigung beschränkt, wie dies in 6A gezeigt ist. Die Neigung kann die Form eines Bogens oder von Stufen aufweisen, um der Form der gekrümmten hinteren Endflächen der Stoßstangenverstärkung zu entsprechen, an welche sie angefügt werden soll.

Die Seitenwände 43a und 43b sind nicht parallel zueinander; stattdessen sind sie in einer Weise gewinkelt, daß der Querschnitt zur hinteren Seite des Fahrzeugkörpers verjüngt ist bzw. konisch zuläuft. Mit anderen Worten, die Seitenwände 43a und 43b sind nicht präzise rechtwinkelig zur vorderen Wand 42a und hinteren Wand 44a, sondern grob rechtwinkelig zu diesen oder in bezug auf sie unter gegebenen Winkeln geneigt. Selbstverständlich ist es ebenso akzeptabel, daß die Seitenwände 43a und 43b parallel zueinander und normal auf die vordere Wand 42a und hintere Wand 44a sind. Jedoch sollten, wie später beschrieben, vorzugsweise die Seitenwände leicht gewinkelt sein, um die Verbindung der Halterung bzw. Stütze mit der gekrümmten hinteren Endfläche der Stoßstangenverstärkung zu erleichtern.

Die hier gezeigte Halterung ist mit dem rechterhand liegenden Ende der Stoßstangenverstärkung zu verbinden, wie dies später erwähnt und in 7 gezeigt wird. Um die Halterung an ihr linksseitiges Ende anzufügen, ist die Struktur im Grunde genommen die gleiche, mit der Ausnahme, daß die vordere Wand 42a in die entgegengesetzte bzw. Gegenrichtung geneigt ist. Kurz gesagt, sind sie symmetrisch zueinander.

Wie später erwähnt und in 7 gezeigt, ist bzw. wird die Stütze gemäß dieser Erfindung mit der hinteren Fläche eines gekrümmten Endes der Stoßstangenverstärkung durch diese Flansche 45a und 45b und mit den Seitenelementen durch die hintere Wand verbunden und fixiert.

Da die Flansche 45a und 45b seitwärts (auswärts) von dem Körper der Stütze bzw. Halterung vorragen und die Seitenwände 43a und 43b in einer Weise gewinkelt sind, daß der Querschnitt zum hinteren Ende bzw. zur Rückseite des Fahrzeugkörpers verjüngt ist, kann eine Verbindung mit der gekrümmten hinteren Endfläche der Stoßstangenverstärkung einfach bzw. leicht ohne Interferenz oder Behinderung durch den Körper der Halterung hergestellt werden.

Die Flansche 45a und 45b können leicht mit der gekrümmten hinteren Endfläche der Stoßstangenverstärkung verbunden und fixiert werden, beispielsweise durch ein Eintreiben von selbstlochenden Nieten oder dgl. von der Rückseite der Flansche 45a und 45b. Wie später beschrieben, können sie ebenso mit Leichtigkeit mechanisch zusammengefügt bzw. verbunden und fixiert werden durch ein Anfertigen bzw. Herstellen von Löchern in diesen (und gekrümmten hinteren Endflächen) und ein Einfügen von Bolzen bzw. Schrauben durch sie.

Auch können die Flansche 45a und 45b mit der gekrümmten hinteren Endfläche durch ein Schweißen an ihren Kontakt-Oberflächen mit der gekrümmten hinteren Endfläche an ihren Enden verbunden und fixiert werden. Wenn eine Elektrode innerhalb des Hohlraums des gekrümmten Endes der Stoßstangenverstärkung angeordnet werden kann, kann auch das Punktschweißverfahren verwendet werden, da es einfach ist, eine Elektrode auf einem ebenen bzw. planaren Flansch zu installieren.

Wie eine Stütze bzw. Halterung mit der Stoßstangenverstärkung zu verbinden und an dieser zu fixieren ist, wird konkret unten ausgeführt unter Bezugnahme auf 6A und 6B und 7. 7 ist eine teilweise Schnittdraufsicht, welche zeigt, wie die Stützen bzw. Halterungen mit den Stoßstangenverstärkungsenden und Seitenelementen zu verbinden sind.

Wie in 6A und 6B gezeigt, weisen die Stütz- bzw. Halterungsflansche 45a und 45b jeweils zwei Löcher 46a und 46b bzw. 46c und 46d auf, um sie mit der Stoßstangenverstärkung (hintere Wände mit gekrümmten Enden) zu verbinden und daran zu fixieren, und diese Löcher sind in einem gegebenen Abstand versetzt. Diese Löcher werden nicht benötigt, wenn das Fixierungsverfahren, welches selbstlochende Nieten oder ein Schweißen verwendet, angewandt wird.

Wie aus 7 gesehen werden kann, wird der Halterungsflansch 45a oder 45b mit der gekrümmten, hinteren Endwand 57a oder 57b der Stoßstangenverstärkung wie folgt verbunden und fixiert. Festlegungs- bzw. Befestigungselemente, wie beispielsweise Bolzen 50a und 50b oder 50c und 50d (in diesem Falle vier Befestigungselemente für jede Halterung) werden zuerst durch Arbeitslöcher 53a und 53b hindurch gesteckt, oder 53c und 53d in der vorderen Wand 56a oder 56bdes gekrümmten Endes 49a oder 49b der Stoßstangenverstärkung und dann in Löcher 46a und 46b oder 46c und 46d in dem Flansch 45a oder 45b, oder in der umgekehrten Reihenfolge, so daß diese durch die Löcher 46a und 46b oder 46c und 46d und Löcher 55a und 55b oder 55c und 55d in den gekrümmten hinteren Endwänden 57a oder 57b durchtreten. Dann werden diese Bolzen, wie gezeigt, mit Muttern angezogen, um die Stoßstangenverstärkung und Stützen bzw. Halterungen fest zu verbinden bzw. zu vereinigen, um sie in eine Baugruppe bzw. Anordnung zu integrieren.

Diese Stoßstangenverstärkung, die mit Stützen integriert ist, kann einfach mit den Seitengliedern angefügt und fixiert werden durch ein Einfügen von Bolzen von der Seite der Stoßstangenverstärkung mit den Halterungen oder den Seitenelementen. Diese Prozedur wird nachstehend unter Bezugnahme auf 7 detailliert.

Wie in 6A und 6B gezeigt, hat die vordere Wandfläche mit Ausnahme der Flansche (Zentralbereich der vorderen Wand) 42a der Stütze bzw. Halterung 41a optional vier Löcher für eine Verbindung mit dem Seitenglied 47a, 47b, 47c und 47d (welche zwei gegenseitig parallele Reihen bilden, wobei jede Reihe aus zwei voneinander beabstandeten Löchern besteht). In der hinteren Wand 44a der Halterung 41a befinden sich optional bzw. gegebenenfalls vier Löcher für eine Verbindung mit dem Seitenglied 48a, 48b, 48c und 48d (welche ebenso zwei zueinander parallele Reihen bilden, wobei jede Reihe aus zwei voneinander beabstandeten Löchern besteht), welche den vier Löchern in der vorderen Wand entsprechen.

Eine konkrete Illustration des Verfahrens zum Zusammenfügen bzw. Verbinden der Stoßstangenverstärkung, die Stützen bzw. Halterungen mit den Seitengliedern integriert, ist in 7 gegeben. Für die Bequemlichkeit einer Illustration zeigt 7 sowohl das Verfahren einer Anbringung bzw. Festlegung einer Halterung an dem Seitenglied für das linkshändige Ende 49a der Stoßstangenverstärkung 49 und jene für das rechtshändige Ende 49b, welche, wie später erwähnt, leicht unterschiedlich sind. Das Verfahren einer Festlegung kann unterschiedlich oder das gleiche zwischen dem linkshändigen Ende 49a und dem rechtshändigen Ende 49b der Stoßstangenverstärkung 49 sein.

An dem rechtshändigen bzw. rechts liegenden gekrümmten Ende 49b der Stoßstangenverstärkung 49 in 7 werden Befestigungselemente, wie beispielsweise Bolzen 51a und 51b (vier Bolzen in diesem Falle), durch die Arbeitslöcher 53a und 53b in der vorderen Wand 56b zu dem hinteren Ende bzw. der Rückseite der Stoßstangenverstärkung eingefügt.

Dann werden diese Bolzen 51a und 51b durch die Löcher 54a und 54b in der hinteren Wand 57b der Stoßstangenverstärkung durch Löcher 47a und 47c in der vorderen Wand der Stütze bzw. Halterung 41a, Löcher 48a und 48c in der hinteren Wand 44a der Halterung 41a, und Löcher 60a und 60b in der vorderen Wand 59a des Seitenglieds 58b durchgeführt. Dann werden, wie hier gezeigt, die Bolzen mit Muttern oder dgl. angezogen, um das Seitenglied 58b und die Stoßstangenverstärkung 49 mit der Halterung 41a zusammenzufügen.

Die oben erwähnten Festlegungsschritte können einfach durch die Arbeitslöcher 53a und 53b in der vorderen Wand 56b des linkshändig gekrümmten Endes 49b der Stoßstangenverstärkung 49 ausgeführt werden.

Auf der linken Seite von 7 werden Befestigungselemente, wie beispielsweise Bolzen 51c und 51d (vier Befestigungselemente in diesem Fall), voreingefügt oder eingebettet, wobei ihre Unterteile bzw. Böden in Richtung vorwärts orientiert sind. Dann werden diese Bolzen 51c und 51d durch Löcher 48b und 48d in der hinteren Wand 44a der Halterung 41a und Löcher 54c und 54d in der hinteren Wand 57a der Stoßstangenverstärkung durchgesteckt bzw. hindurchgeführt. Dann werden, wie gezeigt, die Bolzen mit Muttern oder dgl. angezogen, um das Seitenglied 58a und die Stoßstangenverstärkung 49 mit der Stütze bzw. Halterung 41a zusammenzufügen.

Die oben erwähnten Schritte können leicht durch die Arbeitslöcher 53c und 53d in der vorderen Wand 56a des links liegenden gekrümmten Endes 49a der Stoßstangenverstärkung 49 durchgeführt werden.

Als eine andere Ausführungsform dieser Erfindung ist in 8 eine perspektivische Ansicht und in 9 eine teilweise Querschnittsansicht von oben illustriert. In 8 besteht, ähnlich der Stütze bzw. Halterung 41a in 6, eine Stütze bzw. Halterung 41b aus dem Folgenden: einer vorderen Wand 42b, welche eine Neigung hat, welche an die Form der gekrümmten hinteren Endfläche bzw. -seite der Stoßstangenverstärkung angepaßt ist; mindestens zwei Seitenwänden 43c und 43d, welche die vordere Wand 42b von hinten unterstützen; und einer hinteren Wand 44b, welche nahezu rechtwinkelig zu den Seitenwänden 43c und 43d ist. Im Grunde genommen hat sie ein hohles Querschnittsprofil, welches sich aus diesen Wänden zusammensetzt. Die vordere bzw. Frontwand 42b hat Flansche 45c und 45d, welche von den Seitenwänden 43c und 43d vorragen und so geneigt sind, daß sie sich der gekrümmten hinteren Endfläche anpassen.

Die hintere Wand 44b der Stütze bzw. Halterung 41b hat vier Löcher 48e und 48f zum Fixieren der Seitengliedfestlegung 62 (welche zwei zueinander parallele Reihen von Löchern bildet, wobei jede Reihe aus zwei voneinander beabstandeten Löchern besteht, wobei jedoch lediglich zwei Löcher in der Figur sichtbar sind).

Die strukturellen Unterschiede zwischen der Halterung 41a in 6 sind wie folgt. Erstens ist, im Gegensatz zu dem hohlen, geschlossenen Querschnittsprofil der Stütze bzw. Halterung 41a das Querschnittsprofil der Stütze bzw. Halterung 41b derart, daß die hintere Wand 44b nicht nur die Seitenwand 43c, sondern auch die vordere Wand 42b kreuzt bzw. schneidet, um ein dreieckiges, hohles Querschnittsprofil zu bilden. Aufgrund dieser Struktur wirkt die Seitenwand 43c auch als ein Festlegungs- bzw. Anbringungsstück 61a.

Ein weiterer Unterschied von der Halterung 41a in 6 besteht darin, daß dort Festlegungsstücke 61a und 61b zum Fixieren der Seitengliedfestlegungen 62 als Verlängerungen bzw. Erstreckungen der Seitenwände 43c und 43d auf der hinteren Seite der Rückwand 44b bestehen. Die Festlegung 62 hat die Form bzw. Gestalt eines abgeflachten U und ihre mittlere (horizontale) Wand 67 ist an der Rückwand 44b der Halterung 41b fixiert, wie dies in 11 illustriert ist. Ihre Seiten- (vertikalen) Wände 63a und 63b, welche parallel zueinander stehen, weisen insgesamt vier Festlegungslöcher 64a und 64b auf (zwei für das Festlegungsstück 61a und zwei für das gegenüberliegende Festlegungsstück 61b, welche zwei parallele Reihen bilden, wobei nur die Ersteren beiden hier gezeigt sind).

Diese Stütze bzw. Halterung ist an dem linksseitigen Ende der Stoßstangenverstärkung anzubringen bzw. festzulegen, wie dies unter Bezugnahme auf 9 später beschrieben wird. Um die Halterung an ihrem rechtsseitigen Ende festzulegen, ist die Struktur im Grunde genommen die gleiche, mit der Ausnahme, daß die vordere Wand 42a in die Gegenrichtung geneigt ist. Kurz gesagt, sind diese symmetrisch zueinander.

Wie die Flansche 45a und 45b in 6 sind die Flansche 45c und 45d der Stütze bzw. Halterung 41b mit der hinteren Fläche 57a des linksseitigen, gekrümmten Endes 49a der Stoßstangenverstärkung verbunden und daran fixiert, um die Stoßstangenverstärkung und die Halterung zusammenzufügen bzw. zusammenzusetzen. Dann wird die Stoßstangenverstärkung, welche mit einer Stütze bzw. Halterung integriert ist, mit der vorderen Fläche des Seitenglieds 58c verbunden und daran fixiert.

Selbst im Fall der Halterung 41b in 8 macht die Gegenwart der Flansche 45c und 45d es möglich und leicht, sie mit der hinteren Fläche des gekrümmten Endes der Stoßstangenverstärkung zu verbinden, wie in dem Fall der Halterung 41a in 6.

Das konkrete Verfahren zum Zusammenfügen bzw. Verbinden und Fixieren der Flansche 45c und 45d der Halterung 41b in 8 mit der hinteren Fläche 57a des linksseitigen gekrümmten Endes 49a der Stoßstangenverstärkung ist das gleiche wie in dem Fall, welcher in 6 und 7 gezeigt ist, und ist bzw. wird unten unter Bezugnahme auf 9 erklärt.

In 9 haben die Flansche 45c und 45d der Stütze bzw. Halterung 41b jeweils zwei Löcher 46e und 46f bzw. 46g und 46h, um sie mit der hinteren Fläche 57a des linksseitigen gekrümmten Endes 49a der Stoßstangenverstärkung zu verbinden und zu fixieren, und diese Löcher sind mit einem gewissen Abstand beabstandet.

Befestigungseinrichtungen 50c und 50d, wie beispielsweise Bolzen (vier Befestigungseinrichtungen insgesamt in diesem Fall), werden von den Arbeitslöchern (nicht gezeigt) in der vorderen Wand des linksseitigen gekrümmten Endes der Stoßstangenverstärkung 49a oder von der hinteren Fläche bzw. Seite der Flansche 45c und 45d eingefügt und durch die Löcher 46e und 46f in dem Flansch 45c, und 46g und 46h in dem Flansch 45d und dann die Löcher 55c und 55d durchgesteckt (es gibt zwei andere Löcher gegenüber den Löchern 55c und 55d; daher insgesamt vier Löcher); dann werden die Bolzen mit Muttern, wie gezeigt, angezogen, um die Stoßstangenverstärkung und die Stütze bzw. Halterung zusammenzufügen.

Das Verfahren zum Verbinden der Stoßstangenverstärkung, welche mit der Stütze bzw. Halterung 41b integriert ist, wird mit dem Seitenglied 58c unten unter Bezugnahme auf 9 detailliert.

Zuerst werden die Halterungen 41b und die Festlegung 62 durch ein Eintreiben von Nieten 65a und 65b von der hinteren Fläche der horizontalen Wand der U-förmigen Festlegung 62 (von unten) verbunden bzw. fixiert. Dies kann durch ein Verwenden von selbstlochenden Nieten oder ein Schweißen erreicht werden.

Dann werden, um die Stütze bzw. Halterung 41b mit dem Seitenglied 58c zu verbinden, die Löcher 64a und 64b (die Löcher, welche hier gezeigt werden, sind bzw. dienen für das Festlegungsstück 63a; ebenso gibt es zwei Löcher für das Festlegungsstück 63b gegenüber von ihnen, wo diese Löcher zwei zueinander parallele Reihen bilden, wobei jede Reihe aus zwei beabstandeten Löchern besteht) in den parallelen Wänden 63a und 63b (Festlegungsstücken) der U-förmigen Festlegung 62 mit den entsprechenden Löchern (nicht gezeigt) in dem Seitengliedende gefluchtet bzw. ausgerichtet. Befestigungselemente, wie beispielsweise Bolzen, werden durch diese Löcher eingeführt und mit Muttern auf dem Seitenglied (hier nicht gezeigt) angezogen.

Eine Stütze bzw. Halterung und eine Stoßstangenverstärkung mit Stützen bzw. Halterungen als Ausführungsformen dieser Erfindung sind in 10, einer perspektivischen Ansicht, und 11, einer teilweisen Querschnittsansicht von oben, illustriert. Ein auffälliger Unterschied zwischen der Stütze bzw. Halterung 41c in 10 und den Stützen bzw. Halterungen, die in 6 bis 8 gezeigt sind, ist, daß während das Querschnittsprofil der Letzteren geschlossen und hohl ist, die Erstere Öffnungen 70a und 70b in der vorderen Wand 42c (ausschließlich der Flansche) aufweist, welche nicht durch die vordere Wand abgedeckt werden, oder sie ein offenes Querschnittsprofil hat. Daher hat die Stütze bzw. Halterung 41c eine Seitenwand (zentrale Rippe) 43g, welche die vordere Wand 2c, die im Zentrum und zwischen beiden Öffnungen angeordnet ist, von hinten unterstützt.

Diese Öffnungen 70a und 70b erleichtern eine Anbringung bzw. Festlegung der Stütze bzw. Halterung 41c an das Seitenglied, gleich bzw. ähnlich den Arbeitslöchern 47a, 47b, 47c und 47d in der vorderen Wand der Halterung 41a, die in 8A und 8B gezeigt ist.

Im Unterschied zu den Stützen bzw. Halterungen, die in 6 bis 8 gezeigt sind, ist die Dicke der inneren Seitenwand 43e größer als jene der äußeren Seitenwand 43f. Der Grund ist, daß, da die Stoßstangenverstärkung an beiden Enden gekrümmt ist und die Stütze bzw. Halterung 41c ein offenes Querschnittsprofil mit Öffnungen 70a und 70b aufweist, eine größere Kollisionskraft von der Vorderseite auf die innere Seitenwand 43e angelegt bzw. aufgebracht werden kann als auf die äußere Seitenwand und somit die erstere beständiger sein sollte als die Letztere. Ob die beiden Seitenwände die gleiche Stärke bzw. Dicke aufweisen oder nicht, sollte in Abhängigkeit von der möglichen Kollisionskraft entschieden werden, welche von der Vorderseite aufgebracht wird.

Die anderen strukturellen Teile der Stütze bzw. Halterung sind nahezu die gleichen wie diese der Streben, die in 6 bis 8 gezeigt sind. Sie ist aus dem Folgenden aufgebaut: einer vorderen Wand 42c, welche eine Neigung aufweist, die an die Form der gekrümmten hinteren Endfläche der Stoßstangenverstärkung angepaßt ist; mindestens zwei Seitenwänden 43e und 43f, welche die vordere Wand 42c von hinten ab- bzw. unterstützen; und einer hinteren Wand 44b, welche nahezu rechtwinkelig auf die Seitenwände 43e und 43f steht; und einer hinteren Wand 44c, welche nahezu rechtwinkelig zu den Seitenwänden 43e und 43f steht. Im Grunde genommen hat sie ein hohles und offenes Schnittprofil, welches sich aus diesen Wänden zusammensetzt bzw. besteht.

Die vordere Wand 42c hat Flansche 45e und 45f, welche von den Seitenwänden 43e und 43f vorragen und geneigt sind, um sich der Form bzw. Gestalt der gekrümmten, hinteren Endfläche der Stoßstangenverstärkung anzupassen. Die Flansche 45e und 45f haben jeweils zwei beabstandete Löcher für eine Festlegung an der gekrümmten hinteren Endfläche: Löcher 46i und 46j für den Flansch 45e und 46k und 461 für den Flansch 45f.

In der hinteren Wand 44c der Stütze bzw. Halterung 41c befinden sich Löcher für eine Festlegung an der vorderen Fläche des Seitenglieds: 48g und 48h für die Öffnung 70a, und 48i und 48j für die Öffnung 70b.

Die Struktur der Stütze bzw. Halterung ist so ausgelegt, daß sie dem rechtsseitigen Ende der Stoßstangenverstärkung entspricht, wie dies in 11 illustriert und später beschrieben wird. Um die Stütze an ihrem linksseitigen Ende anzufügen, ist die Struktur im Grunde genommen die gleiche, mit der Ausnahme, daß die vordere Wand 42c in der Gegenrichtung geneigt ist. Kurz gesagt, sind sie symmetrisch zueinander.

Wie aus 11 ersichtlich, sind bzw. werden, und wie die Stützen bzw. Halterungen in 6 bis 8 die Flansche 45e und 45f mit der hinteren Fläche 57b des rechtsseitigen, gekrümmten Endes 49b der Stoßstangenverstärkung verbunden und daran fixiert, um eine Stoßstangenverstärkung herzustellen, welche mit Stützen bzw. Halterungen integriert ist. Die hintere Wand 44c der Stütze 41c ist mit der vorderen Fläche des Seitenglieds 58c verbunden und fixiert.

Die Prozedur bzw. das Verfahren für ein Verbinden der Stütze bzw. Halterung 41c mit der hinteren Fläche 57b des rechtsseitigen, gekrümmten Endes 49b der Stoßstangenverstärkung, wie sie in 11 gezeigt ist, ist im Grunde genommen die gleiche, wie sie in 7 und 9 gezeigt ist. Kurz gesagt, werden Bolzen 50e und 50f (vier Bolzen insgesamt in diesem Fall) jeweils durch die Löcher 46i und 46j, und 46k und 46l in den Flanschen 45e und 45f und durch die Löcher 55e und 55f in der gekrümmten, hinteren Endfläche 57b der Stoßstangenverstärkung durchgeführt; dann werden die Bolzen, wie gezeigt, mit Muttern angezogen, um die Stoßstangenverstärkung und Stütze bzw. Halterung zusammenzufügen.

Die Prozedur zur Festlegung der Halterung 41c an das Seitenglied 58d ist die gleiche wie diejenige, die in 7 illustriert ist. Beispielsweise werden, wie in der Prozedur für die linksseitige Stütze (7), Befestigungselemente 52c und 52d, wie beispielsweise Bolzen, als vorwärts orientiert (zwei Befestigungselemente in diesem Fall) auf der vorderen Wand 59c des Seitenglieds 58d angeordnet, und diese Befestigungselemente bzw. -einrichtungen 52c und 52d werden durch die Löcher 48g und 48i in der hinteren Wand der Stütze 41c durchgeführt und, wie gezeigt, mit Muttern angezogen. Für eine Festlegung der Stütze 41c an das Seitenglied 58d ist es ebenso möglich, die Prozedur für die rechtsseitige Stütze zu verwenden, wie dies in 7 illustriert ist.

Wie aus der obigen Erklärung verstanden werden kann, ist es, da die Stütze bzw. Halterung 41c, welche in 10 gezeigt ist, Öffnungen 70a und 70b in der vorderen Wand 42c mit Ausnahme der Flansche aufweist, und somit ein offenes Querschnittsprofil aufweist, einfach, sie mit dem Seitenglied 58d zusammenzufügen bzw. zu verbinden.

Eine Stütze bzw. Halterung mit einem offenen Querschnittsprofil kann in anderen Formen vorliegen als diesen, welche in den perspektivischen Ansichten von 12 und 13 gezeigt sind. Die Stütze bzw. Halterung 41d, die in 12 gezeigt ist, ist unterschiedlich von derjenigen, die in 10 gezeigt ist, insofern, daß sie nicht eine derartige zentrale Seitenwand 43g aufweist, welche die zentrale vordere Wand 42c unterstützt, wie dies die Letztere aufweist; mit anderen Worten, sie hat eine Öffnung 70c oder ein hutförmiges Querschnittsprofil. Die Unzulänglichkeit einer Festigkeit aufgrund der Abwesenheit der zentralen Vorderwand und Seitenwand ist bzw. wird durch die verdickten Flansche 45g, 45h, Seitenwände 43g, 43h und hintere Wand 44d ausgeglichen bzw. kompensiert.

Die Stütze bzw. Halterung 41e in 13 hat doppelte bzw. duale Seitenwände anstelle von verdickten Wänden wie in dem Fall der Stütze bzw. Halterung 41d in 12. Die Stütze bzw. Halterung 41e in 13 ist strukturell die gleiche wie die Stütze 41d in 12 dahingehend, daß sie eine Öffnung 70d aufweist und nicht eine derartige zentrale Seitenwand 43g aufweist, welche die zentrale Vorderwand 42c unterstützt, welche die Stütze bzw. Halterung in 10 aufweist, und ihr Querschnittsprofil hutförmig und offen ist. Der Unterschied zu der Stütze bzw. Halterung 41d besteht darin, daß es zusätzliche innere Seitenwände 43k und 431 an der inneren Seite der Seitenwände 43i und 43j gibt, um doppelte Seitenwände mit Hohlräumen 71a bzw. 71b herzustellen, um die Unzulänglichkeit der Festigkeit aufgrund der Abwesenheit der zentralen Vorderwand und Seitenwand auszugleichen.

Die Al-Legierungen und der Produktionsprozeß für Al-Legierungsformen für die Stoßstangenstützen bzw. -halterungen gemäß dieser Erfindung ist bzw. sind die gleichen wie die für Energieabsorber, wie sie früher erwähnt wurden.

Ein Energieabsorber gemäß dieser Erfindung kann mit konventionellen Stoßstangenstützen bzw. -halterungen kombiniert werden, um eine Stoßstangenbaugruppe bzw. -anordnung zu ergeben. Oder Stoßstangenstützen bzw. -halterungen gemäß dieser Erfindung können mit einem konventionellen Energieabsorber kombiniert werden, um eine Stoßstangenanordnung zu ergeben. Jedoch ist eine Kombination eines Energieabsorbers und von Stoßstangenhalterungen gemäß dieser Erfindung wünschenswerter. Es wird empfohlen, daß Stoßstangenhalterungen gemäß dieser Erfindung als Stoßstangenhalterungen 15a und 15b verwendet werden, die in 2 gezeigt sind.


Anspruch[de]
Fahrzeugkörperenergie-Absorberträger, umfassend:

eine hohle Form (1) mit einem im Schnitt rechteckigen Profil, das eine vertikale Kollisionsebene definiert; und

eine verstärkende bzw. Verstärkungsform (2), die an der Vorderseite der Kollisionsebene der hohlen Form (1) festgelegt ist,

wobei die Verstärkungsform (2) umfaßt:

eine Kollisionswand (6), welche nahezu parallel zur Kollisionsebene der hohlen Form (1) ist;

wenigstens eine innere horizontale Rippe (7b), welche an der Kollisionswand festgelegt ist;

eine Mehrzahl von zueinander parallelen, horizontalen Endrippen (7a; 7c), welche jeweils an der Kollisionswand (6) festgelegt sind; und

vertikale Flansche (8a; 8b), die an den Spitzen der horizontalen Rippen (7a, 7c) gegenüberliegend zur Kollisionswand (6) angeordnet sind, wobei sie nach außen von der Verstärkungsform (2) vorragen, und wobei

die Verstärkungsform mit der Kollisionsebene der hohlen Form (1) durch die vertikalen Flansche (8a, 8b) verbunden ist.
Fahrzeugkörperenergie-Absorberträger nach Anspruch 1, wobei die hohle Form (1) eine zentrale Rippe (11) aufweist. Fahrzeugkörperenergie-Absorberträger nach Anspruch 1 oder 2, wobei die horizontalen Rippen (7a, 7b, 7c) ausgebildet sind, um sich zu dem Inneren der Verstärkungsform (2) zu biegen, wenn eine Kraft von einer virtuell senkrechten Richtung auf die Kollisionsebene der Hohlform (1) aufgebracht ist. Fahrzeugkörperenergie-Absorberträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder der Schnitte bzw. Kreuzungspunkte der horizontalen Rippen (7a, 7b, 7c) und der vertikalen Flansche (8a, 8b, 8c) einen Bogen ausbildet. Fahrzeugkörperenergie-Absorberträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Hohlform (1) und die Verstärkungsform (2) aus einer Aluminiumlegierung gefertigt bzw. hergestellt sind. Fahrzeugkörperenergie-Absorberträger nach Anspruch 5, wobei die Aluminiumlegierung eine aus AA oder JIS 5000, 6000 oder 7000 Serien Aluminiumlegierungen ist. Stoßstangenverstärkung, welche aus dem Fahrzeugkörperenergie-Absorberträger besteht, wie er in Anspruch 1 definiert ist. Stoßstange, welche aus einer Kombination der Stoßstangenverstärkung, wie sie in Anspruch 7 definiert ist, und wenigstens einer Stoßstangenstütze bzw. -strebe (41a; 41b; 41c; 41d; 41e) besteht, um an der Fahrzeugkarosserie- bzw. Fahrzeugkörperseitenfläche von jedem Endabschnitt der Stoßstangenverstärkung (49) festgelegt zu werden, wobei die Stütze bzw. Halterung umfaßt:

eine vordere Wand (42a; 42b; 42c; 42d, 42e; 42f, 42g), deren Form mit der Fahrzeugkörperseitenfläche von jedem Ende der Stoßstangenverstärkung (49) abgestimmt ist;

wenigstens zwei Seitenwände (43a, 43b; 43c, 43d; 43e, 43f; 43g, 43h; 43i, 43j, 43k, 43l), welche die vordere Wand von der Fahrzeugkörperseite unterstützen; und

eine rückwärtige Wand (44a; 44b; 44c, 44d; 44e), die mit den Ende der Seitenwände gegenüberliegend der vorderen Wand verbunden ist, wobei die rückwärtige Wand nahezu senkrecht zu den Seitenwänden ist,

wobei die vordere Wand (45a, 45b; 45c, 45d; 45e, 45f; 45g, 45h; 45i, 45j) Flansche aufweist, die nach außen von der Stoßstangenstütze vorragen.
Fahrzeugkörperenergie-Absorberträger nach Anspruch 1, wobei Flansche (9a, 9b) nach außen an beiden Enden der Kollisionsebene der hohlen Form (1) ausgebildet sind und die Flansche (9a, 9b) der hohlen Form (1) mit den vertikalen Flanschen (8a, 8b) der Verstärkungsform (2) verbunden sind. Stoßstange nach Anspruch 8, wobei die Fahrzeugkörperseite von jedem Ende der Stoßstangenverstärkung eine gekrümmte Oberfläche aufweist. Stoßstange nach Anspruch 8 oder 10, wobei die Stoßstangenstütze bzw. -halterung mechanisch mit der Fahrzeugkörperseitenfläche der Stoßstangenverstärkung durch die Flansche verbunden ist und an dieser fixiert ist. Stoßstange nach den Ansprüchen 8, 10 oder 11, wobei die Flansche der Stoßstangenstütze Löcher (46a-d; 46e-h; 46i-l) aufweisen, und die Stoßstangenstütze mechanisch mit der Fahrzeugkörperseitenfläche der Stoßstangenverstärkung durch diese Löcher verbunden und an dieser fixiert ist. Stoßstange nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Stoßstangenstütze mit der Fahrzeugkörperseitenfläche der Stoßstangenverstärkung durch ein Verschweißen an den Flanschen verbunden und an dieser festgelegt ist. Stoßstange nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die rückwärtige Wand der Stoßstangenstütze Löcher (48a-d; 48e-f; 48g-j) aufweist. Stoßstange nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der vordere Wandbereich der Stoßstangenstütze mit Ausnahme der Flansche Löcher (47a-d) aufweist. Stoßstange nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die vordere Wand der Stoßstangenstütze durch Öffnungen (70a, 70b; 70c; 70d) unterteilt ist. Stoßstange nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei ein Schnittprofil der Stoßstangenstütze, bestehend aus der Vorderwand, den Seitenwänden und der rückwärtigen Wand ein Profil (71a, 71b) mit geschlossenem Querschnitt ist. Stoßstange nach Anspruch 8 oder einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei die Stoßstangenverstärkung aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist und die Stoßstangenstütze eine aus einer Al-Legierung extrudierte Form ist. Stoßstange nach Anspruch 18, wobei die Al-Legierung eine aus AA oder JIS 5000, 6000 oder 7000 Serien Al-Legierungen ist.






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