DE102006036852A1

DE102006036852A1 - Frontpartie für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006036852A1
Application number: DE102006036852A
Authority: DE
Inventors: Theobald Hock; Viet-Hung Nguyen; Martin Leonhard Sachs
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2026-08-08
Also published as: GB2453503A; US20100230981A1; WO2008017391A1; US8453786B2; DE102006036852B4; RU2009107920A; RU2431575C2; GB0902055D0; CN101522480A; CN101522480B; GB2453503B

Abstract

Eine Frontpartie für eine Kraftfahrzeugkarosserie hat einen Hauptrahmen (1, 2, 3, 4), der einen oberen Stoßfängerträger (3) umfasst, ein sich unter dem oberen Stoßfängerträger (3) erstreckendes unteres Versteifungselement (8) für den Stoßfänger (26) und einen an dem Hauptrahmen (1, 2, 3, 4) über einen Puffer (5) elastisch befestigten Unterrahmen (6). Der Puffer (5) ist zwischen einem Endstück (7) des Versteifungselements (8) und dem Hauptrahmen (1, 2, 3, 4) gehalten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frontpartie für eine Kraftfahrzeugkarosserie, bei der ein oberer Bereich eines Stoßfängers an einem im Falle eines Zusammenstoßes plastisch verformbaren Stoßfängerträger montierbar ist und ein unterer Bereich des Stoßfängers durch ein dahinter liegendes, von dem Stoßfängerträger verschiedenes Versteifungselement versteift ist. Derartige Versteifungselemente sind in jüngerer Zeit bei Kraftfahrzeugkarosserien in Gebrauch gekommen, um im Falle eines Zusammenstoßes mit einem Fußgänger dessen Beine zu schützen. Wenn nämlich, wie üblicherweise der Fall, der Stoßfängerquerträger etwa in Kniehöhe eines Fußgängers liegt und unterhalb des Stoßfängerträgers der Stoßfänger leicht nachgiebig oder nicht vorhanden ist, besteht die Gefahr, dass bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger die Unterschenkel des Fußgängers unter das Fahrzeug gezogen werden, während der Torso auf die Motorhaube aufschlägt. Dies kann zu schwerwiegenden Knieverletzungen bei dem Fußgänger führen. Eine ausgewogene Versteifung des Stoßfängers unterhalb der Knie hilft zu vermeiden, dass die Unterschenkel unter das Fahrzeug gezogen werden, so dass die Verletzungsgefahr verringert ist.
Damit das untere Versteifungselement seinen Zweck erfüllen kann, muss es hinreichend fest mit einem Hauptrahmen der Karosserie, der auch den Stoßfängerträger trägt oder umfasst, verbunden sein. Eine solche Verbindung herzustellen erweist sich jedoch insbesondere bei kompakten Karosseriekonstruktionen als schwierig. So ist z. B. aus EP 1 188 643 A1 eine Kraftfahrzeugkarosserie mit zwei Längsträgern bekannt, an denen in ihrem vorderen Bereich ein Unterrahmen von im Wesentlichen viereckiger Gestalt elastisch aufgehängt ist, der Motor und Vorderachse des Kraftfahrzeugs trägt. So ist es zwar bei einer solchen Karosserie möglich, in Verlängerung der Längsträger an deren vorderen Enden den Stoßfängerträger zu montieren, doch steht zur Befestigung des Versteifungselements allenfalls der Unterrahmen zur Verfügung, der auf Grund seiner elastischen Aufhängung gegen die Längsträger und somit auch gegen den Stoßfängerträger schwingfähig ist. Um zu verhindern, dass ein am Unterrahmen befestigtes Versteifungselement in der Fahrt den Stoßfänger verformt oder an diesen anschlägt, müsste zwischen dem Stoßfänger und dem Versteifungselement entsprechend der Bewegungsfreiheit des Unterrahmens ein großes Spiel vorgehalten werden, was die Stabilität des Stoßfängers beeinträchtigt und auch seine Wirksamkeit einschränkt.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Frontpartie für eine Kraftfahrzeugkarosserie anzugeben, die es erlaubt, bei minimalem Platzbedarf einer Halterung des Versteifungselements dieses wenigstens im Wesentlichen schwingungsfrei im Bezug auf den Hauptrahmen zu fixieren.
Die Aufgabe wird bei einer Frontpartie für eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem steifen Hauptrahmen, der einen oberen Stoßfängerträger umfasst, einem sich unter dem oberen Stoßfänger erstreckenden unteren Versteifungselement für den Stoßfänger und einem an dem Hauptrahmen über einen Puffer elastisch befestigten Unterrahmen dadurch gelöst, dass der Puffer zwischen einem Endstück des Versteifungselements und dem Hauptrahmen enthalten ist.
Eine bevorzugten Ausgestaltung zufolge umfasst der Puffer einen an dem Endstück des Versteifungselements und dem Hauptrahmen befestigten steifen inneren Körper und eine den inneren Körper ummantelnde elastische äußere Lage, an welcher der Unterrahmen angreift. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Schwingbewegung des Unterrahmens in Bezug auf den Hauptrahmen, ohne das diese auf das Versteifungselement übertragen wird.
Eine alternativen Ausgestaltung zufolge kann der innere Körper des Puffers durch einen von der elastischen äußeren Lage ummantelten Vorsprung des Versteifungselements und/oder des Hauptrahmens ersetzt sein. Zwischenlösungen, bei denen ein Vorsprung des Hauptrahmens oder des Endstücks des Versteifungselements in einen von der elastischen äußeren Lage umgebenen Hohlraum eingreift, um eine Stirnseite des steifen inneren Körpers zu berühren, kommen ebenfalls in Betracht.
Vorzugsweise ist der innere Körper zwischen dem Endstück des Versteifungselements und dem Hauptrahmen geklemmt.
Eine solche Klemmung kann auf einfache Weise erreicht werden mit Hilfe einer Schraube, die den steifen inneren Körper durchsetzt und einerseits an dem Endstück und andererseits an dem Hauptträger gehalten ist.
Das Endstück ist zweckmäßigerweise mit einem die Verformung der elastischen Lage begrenzenden Flansch versehen, um eine übergroße, das Material der elastischen Lage schädigende Verformung zu verhindern.
Um den Zusammenbau der Frontpartie zu erleichtern und Maßtoleranzen des Stoßfängers, des Stoßfängerträgers und/oder des Versteifungselements zu kompensieren, sind die Endstücke an dem Versteifungselement vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung anpassbar montiert.
Zu diesem Zweck sind die Endstücke an dem Versteifungselement vorzugsweise mit Hilfe von Stiften montiert, die Löcher des Versteifungselements und der Endstücke durchsetzen, wobei wenigstens eines dieser Löcher ein Langloch ist.
Ebenfalls zur Vereinfachung des Zusammenbaus weist von Endstück und Versteifungselement wenigstens eines eine mit einem Einführtrichter versehe Einbuchtung auf, die vorgesehen ist, um ein Ende des jeweils anderen aufzunehmen.
Das Endstück kann zweckmäßigerweise aus Blech geformt sein. Unter anderem ist es dadurch möglich, die Einbuchtung auf einfache Weise durch Abwinkeln von zwei Laschen von einer Grundplatte zu bilden.
Diese Laschen weisen vorzugsweise zwei einander zugewandte, im Wesentlichen parallele Wandabschnitte und in Fahrzeuglängsrichtung vor diesen zwei den Einführtrichter bildende divergente Wandabschnitte auf.
Das Versteifungselement kann zweckmäßigerweise einteilig aus Kunststoff geformt sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht von Teilen der Frontpartie einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 einen schematischen Schnitt durch die Frontpartie mit montiertem Stoßfänger;
3 eine vergrößerte Ansicht eines Endstücks oder Adapters des in 1 gezeigten Versteifungselements;
4 einen schematischen Schnitt durch den montierten Adapter und dessen Umgebung; und
5 eine perspektivische Ansicht eines Kopfabschnitts des Versteifungselements, der zur Montage an dem Adapter vorgesehen ist.
1 zeigt schematisch die vorderen Bereiche von zwei Längsträgern 1, die in einen nicht dargestellten hinteren Karosseriebereich in Höhe der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs steif miteinander verbunden sind. An den vorderen Enden der Längsträger 1 ist über Crashboxen 2, die vorgesehen sind, um bei einem Zusammenstoß in Längsrichtung zu kollabieren, ein Stoßfängerträger 3 befestigt. Wie in der Schnittdarstellung der 2 zu erkennen, umfasst der Stoßfängerträger 3 in seinem bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung hinteren Bereich einen sich zwischen den Crashboxen 2 erstreckenden, aus einem metallischen Hohlprofil geformten Bügel 25 und in seinem vorderen Bereich einen in eine Aussparung des aus Kunststoff z. B. durch Tiefziehen geformten Stoßfängers 26 eingreifenden Energieabsorberkörper 27 aus einem plastisch komprimierbaren Material wie etwa einem Hartschaum.
Zwei an den Längsträgern 1 in der Nähe von deren vorderen Enden befestigte, abwärts gerichtete Beine 4 halten über an späterer Stelle genauer beschriebene Puffer 5 den vorderen Bereich eines Unterrahmens 6 von in etwa viereckiger Gestalt, an dem in an sich bekannter, hier nicht dargestellter Weise ein Motor und eine von diesem angetriebene Vorderachse des Fahrzeugs befestigt sind. Unterhalb der Puffer 5 ist jeweils ein Adapter 7 angebracht, an dem eines von zwei Kopfstücken eines bogenartig gekrümmten Versteifungselements 8 montiert sind.
3 zeigt einen der Adapter 7 in einer perspektivischen Ansicht. Der aus einem Blechzuschnitt geformte Adapter 7 umfasst einen kreisrunden Flansch 9, in dessen Mitte ein kegelstumpfförmiger Vorsprung 10 gebildet ist. Eine Lasche 11 steht vom Rand des Vorsprungs 10 in radialer Richtung ab und ist rechtwinklig abgeknickt, um eine Rückwand 12 einer Aufnahmeaussparung für ein Kopfstück des Versteifungselements 8 zu bilden. Zwei von der Rückwand 12 nach vorn abgewinkelte Zungen 13 umfassen jeweils unmittelbar an die Rückwand 12 angrenzende, einander parallel gegenüber liegende Abschnitte 14 mit einem in etwa horizontal verlaufenden oberen Rand 15 sowie divergente Abschnitte 16, die durch ihre divergente Anordnung einen Einführtrichter bilden, der das Einführen eines Kopfstücks des Versteifungselements 8 beim Zusammenbau erleichtert. Löcher 17 in den Abschnitten 14 sind vorgesehen, um mit Hilfe hindurchgesteckter (nicht dargestellter) Schrauben oder Bolzen ein Kopfstück des Versteifungselements 8 am Adapter 7 zu fixieren.
4 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen der Adapter 7, einen der Puffer 5 und eines der Beine 4, an denen der Puffer 5 und der Adapter 7 befestigt sind. Zur Befestigung dient eine Schraube 18, deren Kopf in dem hohlen Vorsprung 10 des Adapters 7 aufgenommen ist und deren Schaft eine Bohrung des Puffers 5 durchsetzt und mit einem Gewinde im Inneren des Beins 4 im Eingriff ist. Der Puffer 5 hat einen hohlzylindrischen Kern 19, der im Wesentlichen nicht verformbar ist und von der Schraube 18 zwischen dem Vorsprung 10 des Adapters 7 und einer Unterseite des Beins 4 eingeklemmt gehalten ist, sowie einen den Kern 19 umgebenden Mantel 20 aus gummielastischem Material. Einem fest mit dem Unterrahmen 6 zusammenhängender Ring 21 umgibt den elastischen Mantel 20 und ist an ihm befestigt. Die Elastizität des Materials des Mantels 20 sowie seine Querschnittsform mit umlaufenden Nuten 22 gewährleisten eine Beweglichkeit des Unterrahmens 6 in Bezug auf die Längsträger 1 in der Größenordnung von wenigen Millimetern. Da der Adapter 7 auf dem nicht verformbaren Kern 19 des Puffers 5 abgestützt ist, folgt er der Bewegung des Unterrahmens 6 nicht; statt dessen dient vielmehr sein Flansch 9 als ein Anschlag, der die Bewegungsfreiheit des Unterrahmens 6 in vertikaler Richtung beschränkt.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines der zwei Kopfstücke 23 des Versteifungselements 8. Das Kopfstück 23 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders, dessen innerer Hohlraum in Fahrzeuglängsrichtung zu einem Langloch 24 gestreckt ist. Wenn das Versteifungselement 8 korrekt an der Fahrzeugkarosserie platziert ist, so dass die Kopfstücke 23 zwischen die Abschnitte 14 der Zungen 13 eingreifen, fluchtet das Langloch 24 jeweils mit den Löchern 17 der benachbarten Abschnitte 14, so dass das Versteifungselement 8 mit Hilfe von durch die Löcher 17 und die Langlöcher 24 hindurch gesteckter Schrauben fixiert werden kann. Bevor die Schrauben festgezogen und dadurch die Kopfstücke 23 zwischen den Abschnitten 14 der Adapter 7 festgeklemmt werden, ermöglichen die Langlöcher 24 eine Justage des Versteifungselements 8 in Fahrzeuglängsrichtung, durch die Maßtoleranzen des Stoßfängerträgers 3, des Versteifungselements 8 oder des von beiden gehaltenen Stoßfängers 26 kompensiert werden können.
Die zwei Kopfstücke 23 sind einteilig durch einen gebogenen Bügel 28 verbunden, der den Hauptteil des Versteifungselements 8 bildet und sich in der Nähe der Kopfstücke 23 im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Dieser Bügel 28 ist in 4 abgebrochen dargestellt, um seine Querschnittsform deutlich zeigen zu können. Man erkennt drei parallele, im Wesentlichen vertikal orientierte Wände 29, von denen die beiden äußeren jeweils mit einer Stirnfläche des Kopfstücks 23 fluchten, und die miteinander durch eine im Wesentlichen horizontal orientierte Wand 30 verbunden sind.
Von den zwei Stirnflächen des Kopfstücks 23 stehen am oberen Rand zwei Laschen 31 in entgegengesetzten Richtungen ab. Diese Laschen 31 sind vorgesehen, um bei der Montage des Versteifungselements 8 auf die oberen Ränder 15 der Zungen 13 des Adapters 7 zu treffen und so das Kopfstück 23 mit zunehmender Annäherung an die Rückwand 12 des Adapters 7 in eine korrekte Höhe zu führen, in welcher das Langloch 24 mit den Löchern 17 fluchtet. Während der von den divergenten Abschnitten 16 gebildete Einführtrichter dafür sorgt, dass auch bei ungenauer Positionierung des Versteifungselements 8 in Fahrzeugquerrichtung dessen Kopfstücke 23 schnell und sicher die vorgesehene Montageposition zwischen den Abschnitten 14 erreichen, bewirken die Laschen 31 zusammen mit dem zumindest in einem von der Rückwand 12 abgewandten Bereich der Zungen 13 abschüssigen Verlauf des oberen Randes 15 eine selbsttätige Positionierung des Kopfstücks 23 auch in vertikaler Richtung.

1: Längsträger
2: Crashbox
3: Stoßfängerträger
4: Bein
5: Puffer
6: Unterrahmen
7: Adapter
8: Versteifungselement
9: Flansch
10: Vorsprung
11: Lasche
12: Rückwand
13: Zunge
14: Abschnitt
15: oberer Rand
16: divergenter Abschnitt
17: Loch
18: Schraube
19: Kern
20: Mantel
21: Ring
22: Nut
23: Kopfstück
24: Langloch
25: Bügel
26: Stoßfänger
27: Energieabsorberkörper
28: Bügel
29, 30: Wand
31: Lasche

Claims

Frontpartie für eine Kraftfahrzeugkarosserie, mit einem Hauptrahmen (1, 2, 3, 4), der einen oberen Stoßfängerträger (3) umfasst, einem sich unter dem oberen Stoßfängerträger (3) erstreckenden unteren Versteifungselement (8) für den Stoßfänger (26) und einem an dem Hauptrahmen (1, 2, 3, 4) über einen Puffer (5) elastisch befestigten Unterrahmen (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Puffer (5) zwischen einem Endstück (7) des Versteifungselements (8) und dem Hauptrahmen (1, 2, 3, 4) gehalten ist.
Frontpartie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Puffer (5) einen an dem Endstück (7) des Versteifungselements (8) und dem Hauptrahmen (1, 2, 3, 4) befestigten steifen inneren Körper (19) und eine den inneren Körper (19) ummantelnde elastische äußere Lage (20) umfasst, an welcher der Unterrahmen (6) angreift.
Frontpartie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Körper (19) zwischen dem Endstück (7) des Versteifungselements (8) und dem Hauptrahmen (1, 2, 3, 4) geklemmt ist.
Frontpartie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (7) einen eine Verformung der elastischen Lage (20) begrenzenden Flansch (9) umfasst.
Frontpartie nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (7) von einer den steifen inneren Körper (19) durchsetzenden Schraube (18) an dem Hauptrahmen (1, 2, 3, 4) gehalten ist.
Frontpartie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstücke (7) in Fahrzeuglängsrichtung anpassbar an dem Versteifungselement (8) montiert sind.
Frontpartie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstücke (7) an dem Versteifungselement (8) mit Hilfe von Löchern (24, 17) des Versteifungselements (8) und der Endstücke (7) durchsetzenden Stiften montiert sind, wobei wenigstens eines der Löcher (24, 17) ein Langloch (24) ist.
Frontpartie nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass von Endstück (7) und Versteifungselement (8) wenigstens eines (7) eine mit einem Einführtrichter versehene Einbuchtung zum Aufnehmen eines Endes (23) des jeweils andern (8) aufweist.
Frontpartie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtung an dem aus Blech geformten Endstück (7) durch Abwinkeln von zwei Zungen (13) von einer Grundplatte (12) gebildet sind.
Frontpartie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (13) zwei einander zugewandte, im wesentlichen parallele Wandabschnitte (14) und in Fahrzeuglängsrichtung vor diesen zwei den Einführtrichter bildende divergente Wandabschnitte (16) aufweisen.
Frontpartie nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (13) nach vorn abschüssige obere Kanten (15) haben und dass das Versteifungselement (8) auf den oberen Kanten (15) abgestützte Laschen (31) aufweist.
Frontpartie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (8) einteilig aus Kunststoff geformt ist.
Frontpartie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterrahmen (6) eine Vorderachse und/oder einen Motor des Kraftfahrzeugs trägt.