DE102005029726B4

DE102005029726B4 - Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005029726B4
Application number: DE102005029726A
Authority: DE
Inventors: Michael Roll; Ulrich Lütke-Bexten
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2025-06-25
Also published as: FR2887509A1; DE102005029726A1; US20060290149A1; US7360811B2; FR2887509B1

Abstract

Bei einem Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug sind gehäuseartige Crashboxen (4) zwischen den Längsträgern (2) und dem quer hierzu angeordneten Querträger (3) angeordnet. Die Crashboxen (4) sind als Faltkonstruktion aus Metallblech gebildet und weisen an einer Längsseite eine dachartig gestaltete Seitenwand (8) auf. Die Seitenwand (8) besitzt zumindest einen gegenüber der horizontalen Mittelquerebene der Crashbox (4) geneigten Wandabschnitt (9).

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug mit einem quer zu den Längsträgern des Kraftfahrzeugrahmens festlegbaren Querträger, wobei zwischen Querträger und Längsträgern gehäuseartige Crashboxen eingegliedert sind.
Stoßfänger sind quer an Front und Heck eines Kraftfahrzeugs zwischen der die Karosserie abschließenden Kunststoffverschalung und dem Rahmen des Kraftfahrzeugs angeordnet. Sie sollen dazu beitragen, dass die Fahrzeugstruktur bei einem Anprall mit geringer Geschwindigkeit keine Beschädigung davonträgt. Hierzu sind zwischen den Querträger und die Längsträger Crashboxen geschaltet. Die Crashboxen sollen die aus einem Anprall resultierende Energie absorbieren, indem diese in Verformungsarbeit umgewandelt wird.

Eine in der Praxis bewährte Crashbox gemäß der EP 1 207 085 B1 besteht aus einer im Querschnitt rechteckigen Konstruktion, gebildet aus einer Oberschale und einer Unterschale. Diese sind U-förmig profiliert und ineinander gefügt. Die Bauart zeichnet sich durch eine hohe Quersteifigkeit aus. Das querträgerseitige Ende der Crashbox ist sowohl innen am Steg des Querträgers als auch im Bereich der Enden der Schenkel gefügt.

Eine Crashbox in Schalenbauweise geht weiterhin aus der DE 100 14 469 A1 hervor. Durch Sicken in der Crashbox soll ein gezieltes Verformen an einem bestimmten Punkt eingeleitet werden.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei einem schrägen Anprall mit geringer Geschwindigkeit, wie er auch bei einem sogenannten 30°-Eckpendeltest simuliert wird, die Crashboxen bekannter Bauart nur unzureichend zur Energieabsorption beitragen. Der Großteil der Aufprallenergie wird vom Querträger absorbiert.

Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen für die Praxis verbesserten Stoßfänger zu schaffen, bei dem die Crashboxen direkter in die Energieabsorption bei einem Aufprall eingebunden sind.

Danach ist vorgesehen, dass eine Crashbox als Faltkonstruktion aus Metallblech gebildet ist und an einer Längsseite eine dachartig gestaltete Seitenwand aufweist. Durch diese Gestaltung ist eine fächerartige Abstützung der Crashbox am Querträger möglich. Auf diese Weise wird der Querträger besser unterstützt und die Crashboxen direkter, also frühzeitig und auch bei geringen Geschwindigkeiten mit in den Gesamtverlauf des Crashs eingebunden. Die Crashboxen tragen mithin stärker zu Energieabsorption bei, insbesondere bei seitlichen Aufprall-Lasten mit geringer Geschwindigkeit.

Zur dachartigen Gestaltung der Seitenwand ist vorgesehen, dass diese zumindest einen gegenüber der horizontalen Mittelquerebene geneigten Wandabschnitt aufweist. Dieser kann hinsichtlich Länge und Schrägstellung variieren. Die Auslegung der Crashbox erfolgt in Anpassung an das Gesamtsystem des Stoßfängers.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 9.

Die erfindungsgemäßen Crashboxen sind aus dünnwandigen Metallblechen als Faltkonstruktion gebildet. Dies geschieht durch Abkanten von Blechplatinen. Hierdurch können Fügeoperationen bei der Herstellung minimiert werden.

Die Crashboxen können einschalig aus einer Blechplatine hergestellt sein. In dieser Ausgestaltung werden Fügeoperationen auf ein Mindestmaß reduziert.

Für die Praxis vorteilhaft sind auch zweischalige Crashboxen, die aus einer Oberschale und einer Unterschale bestehen. Je nach gewünschtem Deformationsverhalten und -vermögen können die Crashboxen in sich geschlossen oder als an einer Längsseite offenes Profil gestaltet sein. Im letzteren Falle weisen die Crashboxen in einer Seitenwand einen sich über die Länge der Crashbox erstreckenden Spalt auf.

Besonders vorteilhaft weist die dachartig gestaltete Seitenwand einen oberen Wandabschnitt und einen unteren Wandabschnitt auf, wobei zumindest ein Wandabschnitt durch einen Diagonalgrat in zwei dreieck- oder trapezförmige Teilflächen aufgegliedert ist. Die Teilflächen eines Wandabschnitts weisen voneinander unterschiedliche Neigungen auf.

Die Crashboxen stützen sich fächerförmig am Querträger ab. In diesem Sinne ist vorgesehen, dass sich der vertikale Querschnitt der Crashboxen vom längsträgerseitigen Ende zum querträgerseitigen Ende hin vergrößert. Durch die verbreiterte Abstützfläche am Querträger tragen die Crashboxen frühzeitig und effektiv zur Energieabsorption im Falle eines Anpralls bei. Vorzugsweise ist hierzu die dachförmige Seitenwand einer Crashbox zum jeweils benachbarten freien Ende des Querträgers hin gerichtet.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
1 in der Draufsicht einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Stoßfänger mit der Darstellung eines Längenabschnitts des Querträgers sowie einer Crashbox und
2 bis 4 jeweils in perspektivischer Darstellungsweise drei unterschiedliche Ausführungsformen einer Crashbox.
1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Stoßfänger 1 für ein Kraftfahrzeug. Ein solcher Stoßfänger 1 weist einen quer zu den hier nur andeutungsweise dargestellten Längsträgern 2 des Kraftfahrzeugrahmens festlegbaren Querträger 3 auf. Zwischen den Längsträgern 2 und dem Querträger 3 sind gehäuseartige Crashboxen 4 als Energie absorbierende Deformationselemente eingegliedert.
Die 2 bis 4 zeigen drei verschiedene Ausführungsformen einer Crashbox 4a, 4b, 4c.
Die Crashboxen 4, 4a, 4b, 4c sind als Faltkonstruktion aus dünnwandigem Metallblech mit vier Seitenwänden 5, 6, 7, 8 gebildet. Eine Seitenwand 8 ist dachartig gestaltet mit gegenüber der horizontalen Mittelquerebene HM der Crashbox 4, 4a, 4b, 4c geneigt verlaufenden Wandabschnitten 9–15.
Bei der Crashbox 4a ist die Seitenwand 8 geschlossen. An Diagonalgraten 16, 17 ist die Seitenwand 8 abgeknickt und wird in die Wandabschnitte 9–11 aufgegliedert. Am längsträgerseitigen Ende 16 weist die Crashbox 4a einen rechteckigen Querschnitt auf. Vom längsträgerseitigen Ende 18 ausgehend vergrößert sich der vertikale Querschnitt der Crashbox 4a zum querträgerseitigen Ende 19 hin.
Durch die dachartig konfigurierte Seitenwand 8 vergrößert sich die Crashbox 4a fächerförmig. Die Crashbox 4a ist einschalig aus einer Blechplatine hergestellt und bezogen auf ihre Seitenwände 5–8 in sich geschlossen. An den sich endseitig überlappenden Vertikalschenkeln 20, 21 der Seitenwand 7 ist die Crashbox 4a verschweißt.
Die Crashbox 4c ist ebenfalls einschalig ausgeführt, das heißt, sie ist aus einer Blechplatine abgekantet. Im Gegensatz zur Crashbox 4a ist die Crashbox 4c offen ausgeführt und besitzt in der Seitenwand 8 einen sich über die Länge der Crashbox 4c erstreckenden Spalt 22.
Auch die Crashbox 4b ist als offenes Profil ausgeführt mit einem Spalt 22 in der Seitenwand 8. Die Crashbox 4b ist aus zwei Schalenkörpern 23, 24 zusammengesetzt. Die Schalenkörper 23, 24 überlappen sich endseitig ihrer Vertikalschenkel 25, 26 an der Seitenwand 7 und sind dort aneinander gefügt. In der gegenüber liegenden Seitenwand 8 ist die Crashbox 4b durch den sich über deren Länge erstreckenden Spalt 22 offen.
Bei den Crashboxen 4b und 4c ist der obere Wandabschnitt 12 bzw. 14 und der untere Wandabschnitt 13 bzw. 15 jeweils durch einen Diagonalgrat 27, 28 in zwei dreieck- bzw. trapezförmige Teilflächen 29, 30 aufgegliedert, wobei die Teilflächen 29, 30 zueinander unterschiedlich geneigt verlaufen.
Ebenso wie bei Crashbox 4a vergrößert sich der vertikale Querschnitt der Crashboxen 4b und 4c vom längsträgerseitigen Ende 18 zum querträgerseitigen Ende 19 hin.
Mit dem am querträgerseitigen Ende 19 vergrößerten Querschnitt stützt sich die Crashbox 4, 4a, 4b, 4c am Querträger 3 ab. Wie die 1 verdeutlicht, ist die dachförmige Seitenwand 8 einer Crashbox 4, 4a–4c zum benachbarten freien Ende 31 des Querträgers 3 hin gerichtet. In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung und Anordnung ist die Crashbox 4, 4a–4c direkter in den Gesamtverlauf eines Crashs eingebunden und trägt frühzeitig zum Energieabbau bzw. zur Energieumwandlung im Falle eines Anpralls bei. Dies gilt insbesondere für einen Anprall von der Seite. Die dachförmig ausgestellte Seitenwand 8 einer Crashbox 4, 4a–4c ist jeweils in Richtung auf eine Fahrzeuglängsseite hin gerichtet, also in Richtung eines zu erwartenden Seitenaufpralls. Eine Crashbox 4, 4a–4c nimmt so insgesamt insbesondere durch die in Richtung einer seitlichen Krafteinleitung ausgerichtete Seitenwand 8 an der Energieabsorption teil. Hierdurch wird der Querträger 3 entlastet und der Stoßfänger 1 insgesamt effizienter. Insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten von bis zu 4,9 km/h und schrägem Anprall können so Schäden des Stoßfängers 1 und der Fahrzeugstruktur vermieden werden.

1: Stoßfänger
2: Längsträger
3: Querträger
4: Crashbox
4a: Crashbox
4b: Crashbox
4c: Crashbox
5: Seitenwand
6: Seitenwand
7: Seitenwand
8: Seitenwand
9: Wandabschnitt
10: Wandabschnitt
11: Wandabschnitt
12: Wandabschnitt
13: Wandabschnitt
14: Wandabschnitt
15: Wandabschnitt
16: Diagonalgrat
17: Diagonalgrat
18: längsträgerseitiges Ende v. 4, 4a, 4b, 4c
19: querträgerseitiges Ende v. 4, 4a, 4b, 4c
20: Vertikalschenkel
21: Vertikalschenkel
22: Spalt
23: Schalenkörper
24: Schalenkörper
25: Vertikalschenkel
26: Vertikalschenkel
27: Diagonalgrat
28: Diagonalgrat
29: Teilfläche
30: Teilfläche
31: Ende v. 3
HM: horizontale Mittelquerebene

Claims

Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug mit einem unter Eingliederung von gehäuseartigen Crashboxen (4, 4a, 4b, 4c) quer zu den Längsträgern des Kraftfahrzeugrahmens angeordneten Querträger (3), dadurch gekennzeichnet, dass jede Crashbox (4, 4a, 4b, 4c) als Faltkonstruktion aus Metallblech gebildet ist und eine Seitenwand (8) der Crashbox (4, 4a, 4b, 4c) dachartig gestaltet ist, wobei die Seitenwand (8) zumindest einen gegenüber der horizontalen Mittelquerebene (HM) geneigten Wandabschnitt (9–15) aufweist.
Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashboxen (4a) einschalig gebildet sind.
Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashboxen (4b, 4c) zweischalig gebildet sind.
Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashboxen (4a) in sich geschlossen sind.
Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashboxen (4b, 4c) in einer Seitenwand (8) einen sich über die Länge der Crashboxen (4b, 4c) erstreckenden Spalt (22) aufweisen.
Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (8) einen oberen Wandabschnitt (12; 14) und einen unteren Wandabschnitt (13; 15) aufweist, wobei zumindest ein Wandabschnitt (12–15) durch einen Diagonalgrat (27, 28) in zwei dreieck- oder trapezförmige Teilflächen (29, 30) aufgegliedert ist.
Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Querschnitt der Crashboxen (4, 4a–4c) sich vom längsträgerseitigen Ende (18) zum querträgerseitigen Ende (19) hin vergrößert.
Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dachförmige Seitenwand (8) einer Crashbox (4, 4a–4c) zum benachbarten freien Ende (31) des Querträgers (3) hin gerichtet ist.