FLEXION-RESISTANT CONSTRUCTION UNIT, PARTICULARLY A BUMPER FOR VEHICLES

Abstract: 1. A component which is resistant to bending, especially a bumper for road vehicles, comprising a body produced by blow moulding a parison, or by two-sheet blowing, and consisting of a thermoplastic, which body has a cavity varying in cross section and extending in the longitudinal direction, is provided with fastening means on its mounting surface, and possesses a front wall (1) that is at least approximately flat, as well as a rear wall (3, 4, 5, 6) with recesses (10, 11), wherein, the recesses (10, 11) are in the form of waves and extend in the longitudinal direction up to the end regions of the body, and wherein at least one bulge (12) is provided between the recesses.

Description: Biegefestes Bauteil, insbesondere Stossstange für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein biegefestes Bauteil, insbesondere Stossstange für Fahrzeuge, mit einem durch Blasformen oder Doppelstreckziehen hergestellten Grundkörper aus thermoplastischem Kunststoff, der einen in Längsrichtung verlaufenden Hohlraum mit wechselndem Querschnitt aufweist und an seiner Auflagefläche mit Befestigungseinrichtungen versehen ist. Freitragende Bauteile, wie z.B. Stossstangen für Fahrzeuge, sollen einerseits in der Lage sein, auftreffende Stösse so abzufangen, dass zumindest bei geringerer Aufprallenergie Beschädigungen des Fahrzeugs vermieden werden. Sie sollen ausserdem die Aufprall energie durch Eigenverformungen aufnehmen, wobei ein durch Materialeigenschaften und -gestaltung erzielter Dämpfungseffekt ein spontanes Zurückbllden dieser Verformungen vermeiden soll. Schliesslich soll die Stossstange erlittene Verformungen nach einer gewissen Zeit selbst zurückbilden. Aus Kostengründen sollte das Bauteil möglichst in einem Arbeitsgang hergestellt werden können, ohne dass zusätzliche Versteifungen oder Abstützungen oder das Einbringen von seinen Hohlraum ausfüllenden Füllmitteln notwendig ist. Nach der DE,AS 21 10 544 ist ein Schutzpolster, insbesondere eine Stossstange für Fahrzeuge bekannt, bestehend aus einem elastischen Mantel und einem darin eingelagerten, durch Druck verformbaren und sich in seiner Form verzögernd rückbildenden Kern aus Schaumstoff. Die für Stossstangen erforderlichen Eigenschaften werden hierbei wesentlich durch das eingelagerte Schaumpolster erreicht. Weiterhin beschreibt die DE-PS 25 36 766 eine Zie.- oder Schutzleiste mit einem Grundkörper aus thermoplastischem Kunststoff, der im Hohlkörperblasverfahren hergestellt ist. Da aber Schutzleisten der hier beschriebenen Art stets vollflächig auf einem tragenden Grundkörper, wie z.B, der Karosserie oder der eigentlichen Stossstange, aufgesetzt sind, fehlt den hier beschriebenen Leisten eine wesentliche Eigenschaft, nämlich die selbsttragende Funktion, die die Biegefestigkeit einer als Balken auf zwei Stützen gestalteten Stossstange erfordert. Es war daher Aufgabe der Erfindung, ein Bauteil zu schaffen, das in selbsttragender Bauweise, d.h. nicht in seiner vollen Länge auf einem tragenden Stützkörper aufliegend, in der Lage ist, Stösse und Biegebeanspruchungen aufzunehmen sowie Stossenergie durch eine ausreichende Eigenverformung aufzunehmen, insbesondere Verformungen bis zu einem gewissen Masse verzögert und ohne zurückbleibende Schä- den aufzunehmen. Eine weitere Aufgabe bestand darin, dem Bauteil eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit zu verleihen, ohne dass hierfür in seinem Hohlraum ein Full- stoff eingebracht zu werden braucht. Diese Aufgaben werden durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Massnahmen gelöst. Fu¯r das erfindungsgemässe Bauteil eignen sich die für die Herstellung blasgeformter Hohlkörper üblicherweise verwendeten thermoplastischen Kunststoffe, beispielsweise Polyamide, Polycarbonat, Copolymerisate des Styrols sowie Polymerisate des Propylens und des Ethylens. Besonders geeignet sind Polyethylene mit einer Dichte von 0,94 bis o,965 g/cm3 und einem Schmelzindex MFI 190/21,6 nach DIN 53 735 von 1,5 bis 25 g/1O min, welche eine für den vorliegenden Zweck besonders günstige Kombination von Festigkeit, Schlagzähigkeit, Elastizitätsmodul und Dämpfung besitzen. Die Kunststoffe können mit den üblichen Zusatzstoffen zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit und Schlagzähigkeit modifiziert sein. Die Festigkeit und Steifigkeit des Bauteils wird erfindungsgemäss durch eine entsprechende Profilierung seines Querschnitts erreicht. Diese ist so gestaltet, dass sie ein aus der Biegebeanspruchung und dem Lastangriff verursachtes örtliches Einknicken der Bauteilwandungen weitgehend verhindert, wobei die Profilierung im wesentlichen auf der in der Einbaulage des Bauteils, beispielsweise in einem Fahrzeug nicht sichtbaren Rückseite liegt,-da die Gestaltung der vorderen Sichtseite nicht immer mit den technisch erforderlichen Gestaltungsgrundsätzen eines Biegeträgers zu vereinbaren ist. Zur Herstellung solcher einteiliger Bauteile eignen sich besonders das Blasformen und das Doppelstreckziehverfah- ren. Durch diese Herstellverfahren bedingt ist die Profilierung der Rückseite nicht beliebig und ausschliesslich nach festigkeitstechnischen Gesichtspunkten wählbar, da für die Formung gewisser Wandbereiche nur eine begrenzte Ausgangswandzone des Vorformlings (beim Blasformen) oder der zu verformenden Platten (beim Doppelstreckziehen) bereitsteht. Zweckmässige Weiterbildungen des erfindungsgemässen Bauteils ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Figur 1 einen Schnitt durch eine Stossstange mit der für die Lastaufnahme erforderlichen Gestaltung ihrer Wandungen, Figur 2 die Lagerung der Stossstange an ihren Befestigungs punkten A und B sowie eine angenommene Last P, Figur 3 eine Innenansicht der Stossstangen-Rückseite in perspektivischer Darstellung, Figur 4 die ftossstangen-Rückseite gemäss Figur 3 im Quer schnitt, Figur 5 eine weitere Ausführungsform im Querschnitt und Figur 6 einen Längsschnitt gemäss der Linie 1-1 der Fi gur 4. Gemäss Figur 1 besteht die Stossstange im wesentlichen aus einem Grundkörper, der auf seiner Vorderseite (1) eine glatte oder verhältnismässig wenig verrippte bzw. profilierte Fläche, auf der Rückseite aber in seiner einfachsten Ausführung zwei tiefe Einbuchtungen (10, 11) besitzt. Zwischen diesen beiden Einbuchtungen liegt eine Ausbuchtung (12). Der Umfang dieses Grundkörper-Profils ist zur besseren Darstellung in die Bereiche 1 bis 7 aufgeteilt, wobei die Bereiche 2 und 7, 3 und 6 sowie 4 und 5 aus Synmetriegrün- den auch Jeweils gleich ausgeführt sein können. Die Wanddicken in den Bereichen 1, 2, 3, 6, 7 sind unter sich im wesentlichen gleich, können aber auch weitgehend frei festgelegt werden. Dagegen ist der Verlauf der Wanddicke in den Bereichen 4 und 5 von den Massen W, H und R abhängig. Die Bereiche 4 und 5 tragen umso mehr zu einer Erhöhung des Widerstandsmomentes des Trägers bei, Je grösser die Wanddicke im Bereich des Bogenscheitels mit dem Radius R und Je grösser die Höhe H der Ausbuchtung (12) ist. Eine Optimierung lässt sich erreichen, wenn das Verhältnis Basislänge W zu Höhe H der Ausbuchtung etwa 1,0 bis 2,0, vorzugsweise 1,4 bis 1,8 und das Verhältnis Basislänge W zum Radius R der Ausbuchtung etwa 2,0 bis 3,5 beträgt. Die Grösse des Masses H und damit die erreichbare Biegefestigkeit des Trägers ist somit umso grösser, Je grösser das Mass W ist. Die beiden Radien r1 und r2 sind deshalb möglichst klein zu halten, damit möglichst viel Platz für das Mass W zur Verfügung steht. Ein besonders grosses Mass W lässt sich erreichen, wenn man die Wandbereiche (3), (4), (5) und (6) des Grundkörpers nicht als ununterbrochene Wellen sondern als eine Folge von hohlen, hökerförmigen Stützkörpern (21) und dazwischenliegenden Versteifungswänden (22) ausbildet. In Figur 4 sind die den Stützkörper (21) bildenden Wände mit (15) und (16) bezeichnet, während die Versteifungswände (22) aus den Wandteilen (13) und (14) bestehen. Eine besonders günstige Anordnung liegt dann vor, wenn sich Stützkörper (21) und Versteifungswände (22) jeweils gegenüberliegen (Figur 6). Die Wandbereiche (4, 5) bzw. (21, 22) können sich auch nur über einen Teil der Länge des Grundkörpers erstrecken. Sie können beispielsweise dort verkleinert bzw. weggelassen werden, wo die Biegebeanspruchung bzw. die zu erwartende Stossbelastung geringer ist. Durch den Abstand D zwischen den Scheiteln der Einbuchtungen (10, 11) bzw. der Stützkörper (21) einerseits und der Innenseite der Grundkörpervorderwand (1) andererseits kann die Charakteristik der Lastaufnahme der Stossstange variiert werden. Der Grundkörper ist umso steifer, je kleiner das Mass D ist und am steifsten, wenn bei D = O, die aneinanderliegenden Wandteile also miteinander punkt- oder linienförmig verbunden sind. Im allgemeinen wird D zwischen O und 20 mm gewählt. Die einfachste Ausführungsform des Grundkörpers mit zwei wellenförmigen Einbuchtungen (10, 11) auf seiner Rückseite ist dann sinnvoll, wenn das Querschnittsverhältnis E / F zwischen Gesamtbreite E und Gesamthöhe F des Grundkörpers nicht grösser als etwa 1,5 ist. Wird dieses Verhältnis grösser (E' / F), muss die Zahl der rückwärtigen Einbuchtungen vergrössert werden (Figur 5). Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es möglich, verschiedene Wandbereiche des Grundkörpers aus unterschiedlichen Kunststoffen zu fertigen. So kann beispielsweise bei dem Grundkörper nach Fig. 1 der durch äussere Schlag- oder Kratzeinwirkungen beanspruchte und durch die Wandzonen 1, 2 und 7 gekennzeichnete Bereich aus einen Kunststoff hergestellt werden, der besonders kratzfest und schlagunempfindlich ist, während die die Profilierung aufweisende Rückseite, d.h. die Bereiche 3, 4, 5, 6 aus einem Kunststoff hoher Steifigkeit gefertigt wird.

Claims: Patentansprüche 1. Biegefestes Bauteil, insbesondere Stossstange für Fahr zeugt, mit einem durch Blasformen oder Doppelstreck ziehen hergestellten Grundkörper aus thermoplasti schem Kunststoff, der einen in Längsrichtung verlau fenden Hohlraum mit wechselndem Querschnitt aufweist und an seiner Auflagefläche mit Befestigungseinrich tungen versehen ist, gekennzeichnet durch eine nicht oder nur mässig profilierte Vorderwand (1) sowie eine stark profilierte Rückwand (3, 4, 5, 6), die minde stens zwei sich in Längsrichtung im wesentlichen bis in die Endbereiche des Grundkörpers erstreckende wellenförmige Einbuchtungen (10, 11) und wenigstens eine zwischen den Einbuchtungen liegende Ausbuch tung (12) besitzt. 2. Biegefestes Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Einbuchtungen (10, 11) aus Reihen von hohlen, hökerförmigen Stützkörpern (21) und zwischen diesen angeordneten Wandteilen (22) gebildet werden. 3. Biegefestes Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Stützkörper (21) einer Reihe den Wandteilen (22) der anderen Reihe gegenüberliegen. 4. Biegefestes Bauteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Basis länge W zur Höhe H der Ausbuchtung (12) etwa 1,0 bis 2,0 beträgt. 'S. BiegefeEtes Bauteil nach den Ansprüchen 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Basis länge W zum Radius R der Ausbuchtung (12) etwa 2 bis 3,5 beträgt. 6. Biegefestes Bauteil nach den Ansprüchen 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass der Abstand D zwischen den Scheiteln der Einbuchtungen (10, 11) bzw. der Stütz körper (21) und der Innenseite der Vorderwand (1) zwischen O und 20 mm beträgt. 7. Biegefestes Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Scheitel der Einbuchtungen (10, 11) bzw. der Stützkörper (21) mit der Innenseite der Vorderwand (1) punkt- oder linienförmig verbunden sind. 8. Biegefestes Bauteil nach den Ansprüchen 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, dass einzelne Wandbereiche des Grundkörpers aus unterschiedlichen Kunststoffen be stehen. Zeichn.

Inventors: BUEHRLE, HANS, LINDNER, EDMUND, LOHRBAECHER, VOLKER, PIRKER, ALFRED, STRICKLE, ERICH
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: B60R19
IPC codes: B60R19, F16F7