Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stoßfangeranordnung für Kraftfahrzeuge mit einem in einem Hohlraum zwischen einem Stoßfanger und einem Stoßfangerquertrager angeordneten energieabsorbierenden Element.

Energieabsorbierende Strukturen im Bereich der Stoßfanger- anordnung werden immer mehr dazu eingesetzt, um neben dem

Schutz der dahinterliegenden Bauteile vor allem den Schutz für Fußganger zu verbessern. Dazu werden üblicherweise in dem Hohlraum zwischen dem meist schalenförmig aufgebauten Stoßfanger und dem Stoßfangerquertrager energieabsorbierende Elemente oder energieabsorbierende Strukturen integriert, die dazu dienen, die bei einem Zusammenprall mit einem Fußganger im Bereich des Beinabschnitts auftretende Stoßenergie soweit wie möglich zu absorbieren und damit das Verletzungsrisiko für den Fußganger zu minimieren.

Zum größten Teil wird heute beim Fußgangerschutz im Bereich des Beinaufschlags zwischen Stoßfanger und Biegetrager ein Kunststoffpolymerschaum als energieabsorbierendes Element eingesetzt, indem in den Zwischenraum zwischen Biegetrager und Stoßfanger ein Schaum in Form von Schaumteilen oder Schaumblocken eingelagert wird.

So beschreibt die DE 100 42 560 B4 eine Tragestruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend, das zweischalig ausgebildet ist, mit einem äußerem bei relativ wenig Krafteinwirkung verformbaren Frontendschalenteil (Stoßfanger) und einem inneren relativ steifen Frontendschalenteil (Stoßfangerquertrager) , wobei zwischen dem Stoßfangerquertrager und dem Stoßfanger ein Deformationsformteil angeordnet ist, das eine Schaumstruktur aufweist.

In der EP 1 577 168 Al werden Stoßfanger als energieabsorbie- rende Bauteile beschrieben, die als blasgeformte Hohlkörper ausgebildet sind, die eine Schaumstofffullung beidseitig umschließen.

Die Verwendung von Schaum als energieabsorbierendes Mittel hat zwar den Vorteil, dass der Schaum leicht ist und kostengünstig eingesetzt werden kann, allerdings benotigt der Schaum relativ viel Bauraum und hat den zusatzlichen Nachteil, dass der Schaum im Falle eines Zusammenpralls nicht zu 100% reversibel ist, was bedeutet, dass das energieabsorbierende Mittel nach jedem Zusammenstoß seinen Wirkungsgrad verliert.

Alternativ wurden daher auch andere energieabsorbierende System erprobt. So wird in der DE 10 2005 020 730 Al ein Stoßfangersystem für Kraftfahrzeuge beschrieben, bei dem zwischen dem Stoßfangerquertrager und dem Stoßfanger Formationselemente in Form von Hohlprofilabschnitten zur Energieabsorption angeordnet sind. Die DE 198 61 026 Al beschreibt energieabsorbierende Stoßfanger von Kraftfahrzeugen mit Energieabsorbern, die zwischen Stoßfanger und Stoßfangerquertrager angeordnet sind, wo- bei die Energieabsorber Versteifungselemente enthalten, die von einer an dem Stoßfangerquertrager befestigbaren rückseitigen Haltestruktur wegweisende freistehende Vorderseiten (Rippen) aufweisen und sich unabhängig voneinander unter Energieaufnahme verformen können. Der Nachteil dieser beiden oben ge- nannten Systeme zur Energieabsorption für den Fußgangerbein- schutz besteht darin, dass die energieabsorbierenden Elemente so konzipiert sind, dass sie sich bei einem Zusammenprall mit einem Fußganger irreversibel verformen, wofür die oben ge- schilderten energieabsorbierenden Strukturen relativ viel Bau- raum benotigen.

Aus der DE 44 01 874 Cl ist ein zwischen einer Stoßfangerhulle und einem Stoßfangerquertrager eines Kraftfahrzeuges einlegbares Dampfungselement bekannt, das über eine aus zwei Federschenkeln und einem die Federschenkel verbindenden Steg bildende Rippenstruktur aus einer sich in Längsrichtung des Stoß- fangerquertragers erstreckenden Langsrippe sowie über eine An- zahl von rechtwinklig zu der Langsrippe ausgerichteten Querrippen verfügt. Diese gitterartige Rippenstruktur verfugt über eine insbesondere bei hohen Kollisionsgeschwindigkeiten elastische Verformbarkeit, allerdings ist die Energieaufnahme bei Kollisionen mit verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten nicht sehr groß und die Struktur verhalt sich relativ starr, so dass diese Anordnung als Fußgangerschutz nicht besonders geeignet ist.

In der EP 1 564 079 Al wird ein Stoßfangerabsorber für den Fußgangerschutz beschrieben, der als W-formiges Schaumteil zwischen Stoßfangerquertrager und Stoßfangerhulle angeordnet ist. Auch diese Anordnung hat den Nachteil, dass relativ viel Bauraum benotigt wird, um einen wirksamen Fußgangerschutz zu realisieren. Hinzu kommt, dass das Bauteil selber relativ kom- pliziert aufgebaut ist, was die Fertigungskosten negativ be- einflusst .

Allgemein besteht das Problem, dass die energieabsorbierenden Systeme für den Fußgangerschutz im Bereich des Stoßfangers im- mer relativ viel Bauraum benotigen, da ein wirksamer Schutz des Fußgangers nur dann gewahrleistet werden kann, wenn ausreichend Platz für eine Deformation des Absorbers zur Verfugung steht. Gleichzeitig hat der Konstrukteur eines Fahrzeugs jedoch immer das Bestreben, Bauraum einzusparen und zu reduzieren, da auf Grund der hohen gesetzlichen Anforderungen in Bezug auf Insas- senschutz und Sicherheit sowie der hohen Ausstattungserwartungen der Endverbraucher die Bauräume, insbesondere im Frontendbereich eines Kraftfahrzeugs immer knapper werden.

Um Überhangslängen eines Fahrzeuges zu vermeiden, Designvorga- ben einzuhalten und dabei auch den Verbrauch der direkt von der Länge des Fahrzeuges bzw. dem Gewicht des Fahrzeugs abhängt, in Grenzen zu halten, ohne dabei auf Funktionalität und Qualität verzichten zu müssen, sind die Konstrukteure gezwungen, zusätzlichen Bauraum durch technische Lösungen zu gewin- nen.

Aufgrund der Blocklänge der für den Fußgängerschutz eingesetzten Schäume bzw. der Deformationswege der sonstigen Absorptionselemente ist jedoch mit den derzeit auf dem Markt angebote- nen Konzepten für einen Fußgängerschutz eine weitere Reduzierung des Bauraums im Frontbereich des Fahrzeugs nicht möglich, ohne dass dabei die Sicherheit für die Fußgänger reduziert wird und die gesetzlichen Vorgaben bezüglich der Energieabsorption für den Fall eines Zusammenpralls mit einem Fußgänger nicht mehr erfüllbar sind.

Es besteht somit weiterhin das Problem, eine Stoßfängeranordnung zur Verfügung zu stellen, die beiden Anforderungen (effizienter Fußgängerschutz und Bauraumeinsparung) gerecht wird und die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.

Gelöst wird das Problem durch eine Stoßfängeranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran- spruche .

Es wurde gefunden, dass mit Hilfe eine Spritzgussabsorbers, der in einem Hohlraum zwischen Stoßfänger und Stoßfangerquer- trager angeordnet ist, die gesetzlichen Grenzwerte für den Fußgangerschutz beim Beinaufschlag eingehalten werden können und gleichzeitig der erforderliche Bauraum für den Fußgangerschutz auf ein Minimum reduziert werden kann. Erreicht wird dies durch einen Spritzgussabsorber, der einerseits als energieabsorbierendes Element und andererseits als energieumlenkendes Element zumindest über die gesamte Breite des Prufbe- reichs für den Fußgangerschutz in dem Hohlraum zwischen Stoßfanger und Stoßfangerquertrager angeordnet ist. Bei einer be- vorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der Spritzgußabsorber über die gesamte Breite des Fahrzeugs.

Dabei besitzt der Spritzgussabsorber die Grundform eines Dreiecks, dessen Schenkel entweder mit dem Querträger oder mit dem Stoßfanger fest verbunden sind. Die feste Verbindung des Spritzgussabsorbers erstreckt sich ebenfalls über gesamte Breite des Prufbereichs bzw. des Fahrzeugs. Die Spitze des Dreiecks ist in Form einer Nase ausgebildet und zeigt, je nachdem an welchem Bauteil der Spritzgussabsorber befestigt ist, entweder in Richtung des Stoßfangers und somit in Richtung des Fußgangers oder bei einer Befestigung am Stoßfanger selber in Richtung des Querträgers.

Dabei ist die Spitze des Dreiecks bzw. die Nase des Spritz- gussabsorbers für den Fall des Fußgangeraufpralls als Drehpunkt ausgebildet, an dem im Falle des Fußgangeraufpralls ein Großteil der Energie abgelenkt wird, in dem der Fußganger selber in Richtung des freien Raums über der Kuhlerhaube gelenkt wird. Auf diese Weise kann die noch durch den Spritzgussabsorber zu absorbierende Energie auf ein Minimum reduziert werden, was sich dann in einem entsprechend geringeren Bauraumbedarf niederschlagt. Dabei ist der Spritzgussabsorber jedoch keine starre Umlenkung für das Bein des Fußgangers, sondern der

Spritzgussabsorber besitzt eine ausreichend weiche Struktur, dass wahrend des Umlenkens der Energie ein Teil der Energie durch den Absorber bereits absorbiert wird und damit Verletzungen des Fußgangers durch ein zu starres Element weitgehend vermieden werden und eine Zertrümmerung des Beins ausgeschlossen wird.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, dass es sich um ein relativ einfaches Bauteil handelt, dessen Fertigungskosten entsprechend gering sind.

Üblicherweise besteht der erfindungsgemaß Spritzgussabsorber aus einem thermoplastischen Kunststoff, wofür vorzugsweise Polypropylen oder Polyamid eingesetzt werden kann. Eine weitere vorteilhafte Ausfuhrungsform sieht vor, dass der thermoplastische Kunststoff zusatzlich durch Glas- oder Kohlefasern und/oder einem Gewebe verstärkt ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, anstatt eines thermoplastischen Kunststoffes einen duroplastischen Kunststoff einzusetzen.

Das Deformationsverhalten des Spritzgussabsorbers kann über weite Bereiche dem jeweiligen Fahrzeug optimal angepasst werden, um auf diese Weise den hohen Anforderungen für den Fußgangerschutz zu genügen.

So kann einerseits das Material selber variiert werden, wobei die Wandstarken innerhalb des Spritzgussabsorbers unterschied- lieh gestaltet und für jede Position am Spritzgussabsorber individuell bestimmt werden können.

Es können Knickstellen vorgesehen sein, um das Verformungsver- halten des Spritzgussabsorbers zu beeinflussen und die Steifigkeit sowie das Faltverhalten des Absorbers einzustellen.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Höhe des Absorbers in X-Richtung (Fahrtrichtung) zu variieren und somit den Ab- sorberweg und gegebenenfalls auch die Absorbersteifigkeit einzustellen.

Weitere Mittel zur Festlegung des Deformations- bzw. Umlenkverhaltens sind Verstärkungselemente, wie z. B. Rippen, oder Schwächungsmittel, wie z. B. Aussparungen, Löcher oder Bohrungen, mit deren Hilfe ebenfalls wieder die Steifigkeit des Absorbers eingestellt werden kann und die vor allem auch zur Feineinstellung des Deformationsverhaltens dienen.

Einen ganz wesentlichen Einfluss auf den Fußgängerschutz hat bei dem vorliegenden Konzept die Nasenposition, wobei durch Verschiebung der Absorbernase in Z-Richtung (Vertikale) das Drehmoment des Drehpunkts beeinflusst wird und damit die Umlenkung der Aufprallenergie gesteuert wird. Weiterhin kann durch geometrische Veränderungen der Nasenspitze (Ausbildung eines Radius, einer Fläche etc.) einerseits die Steifigkeit des Absorbers beeinflusst werden, aber auch die Schutzwirkung für den Fußgänger optimiert und auch hier wieder das Umlenkverhalten des Spritzgussabsorbers eingestellt werden.

Grundsätzlich ist vorgesehen, dass der Absorber über die gesamte Breite des Prüfbereichs bzw. des Fahrzeugs (Y-Richtung) sowohl an seinem oberen als auch an seinem unteren Schenkel fest entweder mit dem Stoßfangerquertrager oder dem Stoßfanger verbunden ist. Dabei kann die Verbindung durch Kleben, Schrauben, Clipsen, Klemmen, Nieten oder sonstige Befestigungsformen hergestellt werden.

Da der erfindungsgemaße Spritzgussabsorber ein relativ einfaches Bauteil ist, bietet er gleichzeitig ein hohes Maß an Integrationspotential für die Integration von Zusatzbauteilen, Leitungen, Sensoren oder anderen Zusatzfunktionen. So können im Spritzgussabsorber Kanäle zum Verlegen von Leitungen vorgesehen oder weitere Zusatzfunktionen angespritzt sein.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass sich im Falle eines Fußgangeraufpralls der Spritzgussabsorber entsprechend seiner besonderen Form verformt und dabei über die Spitze des Dreiecks (Nase des Spritzgussabsorbers) das Bein des zu schutzenden Fußgangers abrollt und einen großen Teil der Aufprallenergie umlenkt, wahrend der Absorber die verbleibende Energie durch Deformation absorbiert. Durch die für den jeweiligen Fahrzeugtyp optimale Einstellung der Steifigkeit und des Verformungsverhaltens kann dabei eine Bauraumreduzierung von 15 bis 20% realisiert werden. Ein ausreichender Schutz des Fußgangers wird durch eine für den jeweiligen Fahrzeugtyp entsprechend optimierte Positionierung des Drehpunktes gewahr- leistet.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Abbildungen ausfuhrlich erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt einer Stoßfangeranordnung,

Fig. 2 einen Querschnitt einer weiteren Stoßfangeranordnung, und Fig. 3 einen Querschnitt des Spritzgussabsorbers.

In der Figur 1 ist im Querschnitt eine Stoßfangeranordnung zu sehen, bei der ein Spritzgussabsorber 3 in einem Hohlraum zwischen einem Stoßfanger 2 und einem Stoßfangerquertrager 1 angeordnet ist. Der Spritzgussabsorber 3 ist in Form eines Dreiecks ausgebildet, wobei die Schenkel des Dreiecks fest mit dem Stoßfangerquertrager 1 verbunden sind. Bei der vorliegenden Darstellung ist die Befestigungsform nicht berücksichtigt, sondern es sind lediglich Befestigungsoffnungen 5 vorgesehen, wobei die Befestigung mit Schrauben, Nieten oder sonstigen Befestigungskonzepten vorgenommen werden kann. Die Spitze des Dreiecks ist als Absorbernase 4 ausgebildet, die die Funktion hat, einen Teil der Aufprallenergie des Fußgangers umzulenken, indem das Bein des Fußgangers über die Absorbernase 4 als Drehpunkt abrollt, wobei der Fußganger in Richtung des freien Raums über der Kuhlerhaube gelenkt wird.

Die Figur 2 zeigt ebenfalls im Querschnitt eine Stoßfangeranordnung mit einem zwischen Stoßfangerquertrager 1 und Stoßfanger 2 angeordneten Absorberelement 3, das ebenfalls wieder in Form eines Dreiecks ausgebildet ist. Allerdings ist das Absorberelement 3 in diesem Fall über seine Schenkel mit dem Stoß- fanger 1 verbunden, so dass die Nase 4 des Absorberelementes 3 in Richtung Stoßfangerquertrager 1 zeigt. Auch in diesem Fall ist die Absorbernase 4 als Drehpunkt ausgebildet, über den das Bein des Fußgangers abgerollt. Somit hat sich am Funktionsprinzip im Vergleich zu der in Figur 1 dargestellten Ausfuh- rungsvariante nichts geändert, sondern es wurde lediglich der Drehpunkt entgegen der Fahrtrichtung nach hinten verschoben. Im Vergleich zwischen Figur 1 und Figur 2 fallt auf, dass die Absorbernase 4 in der Figur 2 spitz ausgestaltet ist und kei- nen Radius aufweist, der bei dieser Variante nicht unbedingt erforderlich ist, da der Absorber 3 beim Fußgangerinpact direkt auf den Stoßfangerquertrager 1 trifft, wohingegen bei der in Figur 1 dargestellten Variante die Absorbernase 4 im Bein- bereich des Fußgangers auftrifft und aus diesen Grunde abgerundet sein muss, um Verletzungen des Fußgangers zu vermeiden und ein gefahrloses Abrollen des Beins zu ermöglichen. Prinzipiell kann die Absorbernase bei der in der Figur 2 dargestellten Variante jede denkbare geometrische Form einnehmen, die ein Umlenken der Aufprallenergie ermöglicht.

Des Weiteren ist in der Figur 2 eine Knickstelle 6 zu erkennen, über die das Deformationsverhalten bzw. die Weichheit des Absorptionselementes 3 eingestellt werden kann.

In der Figur 3 ist das Absorptionselement 3 im Querschnitt in Alleinstellung zu sehen. Diese Darstellung dient vor allem dazu, die Variationsmoglichkeiten und Mittel aufzuzeigen, das Deformations- und Umlenkverhalten des Spritzgussabsorbers 3 zu beeinflussen. Als mögliche Variable ist zunächst die Wandstarke des Absorbers 3 zu nennen, mit der vor allem die Steifigkeit des Absorbers 3 beeinflusst wird. Des weiteren kann das Absorptions-, Umlenk- Deformationsverhalten des Absorbers 3 insbesondere durch den Offnungswinkel α, den Radius 7 der Ab- sorbernase 4, die Absorberhohe X und die Position Z der Absorbernase, die durch die Position Z in Richtung der Vertikalen definiert ist, beeinflusst werden, wobei das Umlenkverhalten insbesondere durch die Position Z und den Radius 7 eingestellt wird.

Darüber hinaus ist bei dieser Darstellung ein Verstarkungsele- ment 8 zu erkennen, mit dem die Steifigkeit des Absorbers 3 beeinflusst wird. Als weitere Variable wäre noch eine mögliche _ _

Knickstelle zu nennen, die bei dieser Darstellung jedoch nicht gezeigt wird. Auch bei dieser Darstellung wurde auf das Befestigungskonzept nicht eingegangen, sondern es sind lediglich die Befestigungslöcher 5 zu erkennen, die in Kombination mit Schrauben, Nieten, Clipsen oder sonstigen Befestigungsvorrichtungen eingesetzt werden.

Bezugs zeichenliste

1 Stoßfangerquertrager

2 Stoßfanger

3 Spritzgussabsorber

4 Absorbernase

5 Befestigungseinrichtung

6 Knickstelle

7 Nasenradius

8 Verstarkungselement

X Absorberhohe

Z Nasenposition α Offnungswinkel