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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Querträger für einen Stoßfänger eines Fahrzeugs sowie
ein Herstellungsverfahren für
einen Querträger.
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Es
sind Querträger
bekannt, die aus Aluminium in einem Strangpressverfahren hergestellt
werden. Aus Aluminium lassen sich besonders leichte Querträger herstellen,
welche trotzdem ein gutes Verformungsverhalten haben. Ein geringes
Gewicht ist insbesondere für
einen geringen Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs wünschenswert.
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In
der letzten Zeit sind jedoch immer anspruchsvollere Crashtests eingeführt worden,
bei denen der Querträger
in vertikaler Richtung außermittig belastet
wird. Eine außermittige
Belastung spielt beispielsweise eine Rolle, wenn der Querträger für ein Sports
Utility Vehicle (SUV) mit einer recht hoch gelagerten Karosserie
oder für
einen Sportwagen mit einer recht niedrig gelagerten Karosserie vorgesehen ist
und auf einen Stoßgänger normaler
Höhe trifft.
Zudem haben einige Fahrzeughersteller Pfahlaufpralltests entwickelt,
bei welchen der Querträger
punktuell stark belastet wird.
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Um
den gestiegenen Belastungsanforderungen gerecht zu werden, muss
bei Aluminiumquerträgern
erheblich mehr Material eingesetzt werden. Dies zehrt ihren Gewichtsvorteil,
gegenüber
reinen Stahlquerträgern
beinahe auf.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Querträger zu schaffen,
welcher bei möglichst
einfachem Aufbau trotz geringen Gewichts ein gutes Unfallverhalten
hat.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem
Querträger
mit Merkmalen des Anspruches 1 oder 2.
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Mit
dem aus Leichtmetall ausgebildeten Hauptträger und der aus Stahl ausgebildeten
Verstärkungsstruktur
wird ein Hybridquerträger
geschaffen, welcher überraschenderweise
bei geringem Gewicht gute Unfalleigenschaften hat. Mit der Verstärkungsstruktur
aus Stahl kann der Hauptträger
aus Leichtmetall gezielt verstärkt
werden, insbesondere bedarfsgerecht. Dadurch ist es möglich, Hauptträger weiterhin
leicht auszubilden. Das Mehr an Festigkeit, das durch die Verstärkungsstruktur
aus Stahl gewonnen wird, überwiegt
das Mehr an Gewicht, so dass der Querträger leichter ausgebildet werden
kann als ein Querträger
vergleichbarer Festigkeit, welcher vollständig beispielsweise aus Aluminium
ausgebildet ist.
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Mit
verstärktem
Kunststoff lassen sich ähnliche
Härten
und/oder Festigkeiten erzielen wie mit Stahl. Dabei kann eine Verstärkungsstruktur
aus verstärktem
Kunststoff noch leichter ausgebildet werden als eine Verstärkungsstruktur
aus Stahl.
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Vorteilhafterweise
kann der Hauptträger
einen geschlossenen Querschnitt haben. Mit einem geschlossenen Querschnitt
ist er mit guter Torsionssteifigkeit ausbildbar.
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Besonders
bevorzugt kann der Hauptträger durch
Strangpressen hergestellt sein. Hiermit ist besonders einfach ein
geschlossener Querschnitt ausbildbar, bei Bedarf auch mit einer
anspruchsvollern Querschnittsform.
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Besonders
vorteilhaft kann die Verstärkungsstruktur,
bezüglich
der Anbaulage des Querträgers an
einem Fahrzeug, einen vertikal oberen und/oder vertikal unteren
Bereich des Hauptträgers
verstärken.
Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße Querträger so ausgebildet sein, dass
er bei einem vertikalen Versatz zwischen seinem Hauptträger und einem
gegnerischen Querträger
im überlappenden Bereich
Aufprallkräfte
durch die Verstärkung
besonders gut aufnehmen kann.
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Bevorzugterweise
können
zwei voneinander beabstandete Verstärkungsstrukturen vorgesehen sein.
Hiermit ist es möglich,
voneinander entfernte Bereiche des Hauptträgers zu verstärken, beispielsweise
einen vertikal oberen und einen vertikal unteren Bereich, wobei
ein vertikal mittlerer Bereich besonders leicht ausbildbar wäre.
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Günstigerweise,
kann der Hauptträger
im Inneren in wenigstens zwei Abschnitte untergliedert sein und
in wenigstens einem der Abschnitte eine Verstärkungsstruktur vorgesehen sein.
Durch das Vorsehen der Verstärkungsstruktur
im Inneren des Hauptträgers
sind Ausführungsformen
möglich,
in denen der Hauptträger
verstärkt
ist, ansonsten jedoch insbesondere seine Außenabmessungen beibehalten
kann. Dies ist besonders von Vorteil, wenn wenig Bauraum für den Querträger zur
Verfügung steht.
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Vorzugsweise
kann der Hauptträger
Halteelemente aufweisen, welche in das Innere vorstehen und die
Verstärkungsstruktur
in Ihrem Abschnitt halten. Mit den Halteelementen sind auf materialsparende
Weise Strukturen zum Halten der Verstärkungsstruktur ausbildbar.
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Besonders
vorteilhaft kann eine die Abschnitte trennende Trennwand vorgesehen
sein, welche die Verstärkungsstruktur
in ihrem Abschnitt hält. Neben
der Haltefunktion der Trennwand kann mit ihr die Biege- und Torsionsfestigkeit
des Hauptprofils erhöht
werden.
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Günstigerweise
können
die Außenform
und die Außenabmessungen
der Verstärkungsstruktur
zu der Innenform und den Innenabmessungen ihres Abschnittes korrespondieren.
Hiermit kann eine im Wesentlichen bündige Anlage der Verstärkungsstruktur an
dem Hauptträger
realisiert werden, wobei die Verstärkungsstruktur insbesondere
Wandungen des Hauptträgers
gut stabilisieren kann.
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Besonders
günstig
kann eine Verstärkungsstruktur
mit einem geschlossenen Querschnitt vorgesehen sein. Der geschlossene
Querschnitt verleiht der Verstärkungsstruktur
eine gute Torsionssteifigkeit. Eine solche Verstärkungsstruktur ist besonders gut
zum Versteifen des Hauptträgers
hinsichtlich Torsionsbeanspruchungen geeignet.
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Bevorzugterweise
kann eine Verstärkungsstruktur
mit einem offenen Querschnitt vorgesehen sein, welche durch eine
Schließanordnung
geschlossen wird. So kann die Verstärkungsstruktur trotz ihres offenen
Querschnitts Torsionsbeanspruchungen einen guten Widerstand entgegensetzen.
Mit einem offenen Querschnitt ist die Verstärkungsstruktur besonders einfach
herstellbar.
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Vorteilhafterweise,
kann die Schließanordnung
einstückig
mit dem Hauptträger
ausgebildet sein. So kann die Verstärkungsstruktur mit der Schließanordnung
an dem Hauptträger
gehalten werden und über
die Schließanordnung
können
Kräfte
zwischen beiden übertragen
werden. Wird der Hauptträger
durch Strangpressen hergestellt, kann die Schließanordnung auf einfache Weise
einstückig mit
dem Hauptträger
ausgebildet werden.
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Bevorzugterweise
kann die Schließanordnung
nutartige Aufnahmeräume
aufweisen in welchen Enden der Verstärkungsstruktur aufgenommen werden
können.
Auf diese Weise sind die Enden der Verstärkungsstruktur besonders einfach
miteinander verbindbar.
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Besonders
günstig
kann die Verstärkungsstruktur
außen
an dem Hauptträger
vorgesehen sein. Damit können
beispielsweise Kräfte über die
Verstärkungsstruktur
in den Hauptträger
eingeleitet werden können.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung kann die Verstärkungsstruktur den Hauptträger quer
zu dessen Längsrichtung
verbreitern. Auf diese Weise vergrößert die Verstärkungsstruktur
ei nen möglichen Überlappungsbereich
des Querträgers
mit einem Aufprallhindernis, zum Beispiel einem gegnerischen Stoßfänger.
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Bevorzugterweise
kann die Verstärkungsstruktur
einen etwa U-förmigen
Querschnitt haben, wobei sich der Hauptträger bereichsweise durch die Verstärkungsstruktur
erstreckt. Hierdurch kann die Verstärkungsstruktur gewichtssparend
ausgebildet werden und trotzdem gut mit dem Hauptträger verbindbar
sein.
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Besonders
vorteilhaft kann die Verstärkungsstruktur
aus ultrahochfestem Stahl bestehen. Dieses Material bietet schon
bei geringen Materialstärken eine
gute Festigkeit, was einer Leichtbauweise und/oder einer kompakten
Bauweise zugute kommt.
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Separater
Schutz wird beansprucht für
einen Stoßfänger mit
wenigstens einem erfindungsgemäßen Querträger.
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Ferner
wird Schutz beansprucht für
ein Fahrzeug mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Stoßfänger und/oder wenigstens einem
erfindungsgemäßen Querträger.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren
für einen
Querträger
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem
Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 21.
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Indem
der Zusammenbau aus Hauptträger und
Verstärkungsstruktur
in die Endform gebogen wird, erhalten der Hauptträger und
die Verstärkungsstruktur
zueinander korrespondierende Endformen.
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Mit
diesem Verfahren ist es sogar möglich, Querträger herzustellen,
deren Hauptträger
eine Endform hat, in welcher das Verstärkungselement nicht mehr in
der gewünschten
Weise nachträglich
an dem Hauptträger
vorsehbar wäre.
Ein Beispiel hierfür wäre ein hohlprofilartiger
Hauptträger,
in dessen Innern eine Verstärkungsstruktur
positioniert werden soll, und welcher in seiner Endform gebogene
Enden hat, durch welche die Verstärkungsstruktur nicht mehr oder
nicht mehr in der gewünschten
Form in sein Inneres einführbar
wäre.
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Vorteilhafterweise,
kann die Verstärkungsstruktur
durch das Genannte Biegen in ihrer Lage an dem Hauptträger fixiert
werden. Auf diese Weise, kann das Biegen eine Doppelfunktion erfüllen, nämlich das
Verbringen des Zusammenbaus in seine Endform und das genannte Fixieren.
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Besonders
bevorzugt kann eine Verstärkungsstruktur
außen
an dem Hauptträger
vorgesehen werden.
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Besonders
günstig
kann wenigstens eine Verstärkungsstruktur
im Innern des Hauptträgers
vorgesehen werden.
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Bevorzugterweise,
kann die Verstärkungsstruktur
mit einem Warmumformverfahren hergestellt werden. Mit diesem Verfahren
ist die Verstärkungsstruktur
leicht umformbar.
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Vorzugsweise
kann die Verstärkungsstruktur mit
einem Kaltumformverfahren hergestellt werden. Es ist möglich, durch
das Kaltumformverfahren Verfestigungen in der Verstärkungsstruktur
vorzusehen.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den Figuren gezeigt und werden
nachfolgend erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
abschnittsweise Darstellung eines erfindungsgemäßen Querträgers einer ersten Ausführungsform
und einer mit ihm verbundenen Fortsetzung einer Längsstruktur
eines Fahrzeugs in einer perspektivischen Ansicht,
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2 eine
Querschnittsansicht des Querträgers
aus 1,
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3 eine
abschnittsweise Darstellung eines erfindungsgemäßen Querträgers einer zweiten Ausführungsform
und einer mit ihm verbundenen Längsstruktur
eines Fahrzeugs in einer perspektivischen Ansicht,
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4 eine
Querschnittsansicht des Querträgers
aus 3,
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5 eine
abschnittsweise Darstellung eines erfindungsgemäßen Querträgers einer dritten Ausführungsform
der Erfindung und einer mit ihm verbundenen Längsstruktur eines Fahrzeugs
in einer perspektivischen Ansicht,
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6 eine
Querschnittsansicht des Querträgers
aus 5,
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7 eine
Darstellung eines erfindungsgemäßen Querträgers einer
vierten Ausführungsform der
Erfindung und einer beispielhaft mit ihm verbundenen Längsstruktur
eines Fahrzeugs in einer perspektivischen Ansicht,
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8 eine
Querschnittsansicht des Querträgers
aus 7,
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9 eine
Darstellung eines erfindungsgemäßen Querträgers einer
fünften
Ausführungsform der
Erfindung und einer beispielhaft mit ihm verbundenen Längsstruktur
eines Fahrzeugs in einer perspektivischen Ansicht und
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10 eine
Querschnittsansicht des Querträgers
aus 9.
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Bei
den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen werden für gleiche
Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Querträger können Bestandteil
eines Stoßfängers eines
Fahrzeugs sein und werden in der Regel an einer Längsstruktur
eines Fahrzeugs befestigt, beispielsweise an einem Längsträger oder
an einer Crashbox, welche einem Längsträger vorgelagert ist. 1 zeigt
einen Querträger 1 einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung in einer abschnittsweisen perspektivischen Darstellung
und eine mit dem Querträger 1 verbundene
Crashbox 2.
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Der
Querträger 1 kann
im Wesentlichen quer zur Längsrichtung
des Fahrzeugs an diesem vorgesehen sein. Er weist einen länglichen
Hauptträger 3 auf,
welcher aus Leichtmetall ausgebildet ist, beispielsweise aus Aluminium
oder Magnesium. Der Hauptträger 3,
kann durch Strangpressen hergestellt sein.
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Der
Querträger 1 weist
ferner wenigstens eine den Hauptträger 3 verstärkende und
an diesem angebrachte Verstärkungsstruktur
auf, welche sich wenigstens über
einen Abschnitt der Länge
des Hauptträgers 3 erstreckt.
In dieser Ausführungsform der
Erfindung sind zwei aus Stahl ausgebildete Verstärkungsstrukturen 4, 5 vorgesehen.
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Um
Kontaktkorrosion zwischen dem Leichtmetall und dem Stahlmaterial
zu begegnen, kann beschichtetes Stahlmaterial verwendet werden oder
die wenigstens eine Verstärkungsstruktur
und/oder der Hauptträger
durch eine Kathodentauchlackierung mit einem Schutzlack versehen
werden.
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Das
Innere des Hauptträgers 3 ist
bezüglich seines
Querschnittes in drei Abschnitte untergliedert, nämlich in
zwei äußere Abschnitte 6, 8 und
einem dazwischenliegenden mittleren Abschnitt 7. Die beiden Verstärkungsstrukturen 4, 5 sind
in den beiden äußeren Abschnitten
vorgesehen, das heißt
sind voneinander beabstandet.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der erste äußere Abschnitt 6 des
Hauptträgers 3 ein
vertikal oberer Abschnitt und der zweite äußere Abschnitt 8 ein
vertikal unterer Abschnitt bezüglich
einer Anbaulage des Querträgers
an einem Fahrzeug. Das heißt
der Querträger
ist im vertikal oberen und im vertikal unteren Bereich des Hauptträgers 3 verstärkt.
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Beispielsweise
kann ein vertikal oben verstärkter
Hauptträger
für Fahrzeuge
mit besonders niedrig angeordnetem Stoßfänger vorgesehen sein, wie dies
zum Beispiel bei Sportwagen der Fall ist. Trifft ein Stoßfänger mit
einem solchen Querträger auf
einen höher
angeordneten Stoßfänger, ist
der Querträger
im besonders belasteten Kontaktbereich der Stoßfänger gut verstärkt. Umgekehrt
können Hauptträger für Fahrzeuge
mit einem relativ hoch angeordneten Stoßfänger, wie dies beispielsweise
bei einem sogenannten Sports Utility Vehicle (SUV) der Fall ist,
vertikal unten verstärkt
sein. Trifft ein Stoßfänger mit
einem solchen Querträger
auf einen niedrigeren Stoßfänger, ist
der Querträger
im besonders belasteten Kontaktbereich gut stabilisiert.
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Auf
diese Weise ist der erfindungsgemäße Querträger gewichtsoptimiert verstärkt, insbesondere
hat er im Bereich seiner Mitte ein geringeres Gewicht als außerhalb
der Mitte.
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In
dieser Ausführungsform
der Erfindung erstrecken sich die Verstärkungsstrukturen 4, 5 über die
gesamte Länge
des Hauptträgers 3.
Es ist jedoch auch möglich,
dass sich wenigstens eine Verstärkungsstruktur
nur über
einen Teil der Länge
des Hauptträgers
erstreckt. Beispielsweise kann der Hauptträger bereichsweise in einem
Abschnitt zwischen zwei den Querträger tragenden Crashboxen oder
Längsträgern des
Fahrzeugs verstärkt
sein. Auf diese Weise kann der Querträger in dem genannten Bereich
besonders gut Belastungen aufnehmen und an die Crashboxen oder Längsträger weiterleiten, insbesondere
punktuelle Belastungen, wie sie bei einem Aufprall auf einen Pfahl
oder Baum auftreten können.
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Die
Verstärkungsstrukturen 4, 5 und
der Querträger 3 haben
jeweils einen geschlossenen Querschnitt, was ihnen, für sich genommen,
eine gute Torsionssteifigkeit verleit. Die Außenform und die Außenabmessungen
der Verstärkungsstrukturen 4, 5 korrespondieren
zur Innenform und den Innenabmessungen ihres jeweiligen Abschnittes 6, 8.
Hierdurch ergibt sich eine im Wesentlichen bündige und/oder formflüssige Anlage
an den Hauptträger, wodurch die
Verstärkungsstrukturen 4, 5 die
Wandungen des Hauptträgers 3 gut
abstützen
und den Hauptträger 3 gut
gegen Biege- und Torsionsbeanspruchungen stabilisieren.
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Der
Hauptträger 3 weist
sich ausgehend von Seitenwandungen 9, 10 in sein
Inneres erstreckende Halteelemente 11, 12, 13, 14 auf,
welche die Verstärkungsstrukturen 4, 5 sicher
in Ihrem vorgesehenen Abschnitt 6, 8 halten, wie
aus 2 hervorgeht. In dieser Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich
die Halteelemente über
die gesamte Länge
des Hauptträgers 3 und
sind etwa rippen- oder schienenartig ausgebildet. Auf diese Weise
verstärken
sie die Seitenwandungen 9, 10 zusätzlich gegen
Biegebeanspruchungen, insbesondere gegen Biegungen quer zu der Längserstreckungsrichtung
der betreffenden Seitenwandung.
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Es
ist jedoch auch möglich,
die Verstärkungsstrukturen 4, 5 auf
andere Weise sicher in ihrem jeweiligen Abschnitt 6, 8 zu
halten. Zudem sind andere Aufteilungen der Abschnitte möglich, es
können
weniger oder mehr Abschnitte vorgesehen sein, wenigstens eine der
Verstärkungsstrukturen
kann in einem anderen Abschnitt vorgesehen sein, und es können mehr
Verstärkungsstrukturen
oder nur eine Verstärkungsstruktur
vorgesehen sein.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist der Querträger 1,
insbesondere der Hauptträger 3,
Einprägungen 15 auf,
mit welchen zusätzlich
eine formflüssige
Verbindung zwischen dem Hauptträger 3 und
der betreffenden Verstärkungsstruktur 4, 5 geschaffen
ist. Hierdurch sind Torsionsbelastungen noch besser auf die betreffende
Verstärkungsstruktur übertragbar.
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Die
Seitenwandungen 9, 10 können die gleiche oder verschiedene
Wandstärken
haben.
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Mit
der wenigstens einen aus Stahl ausgebildeten Verstärkungsstruktur
ist ein Leichtmetall-Stahl-Hybrid-Querträger ausgebildet,
welcher eine hohe Biege- und Torsionsfestigkeit hat, wobei der Querträger kompakt
und zu vertretbaren Kosten herstellbar ist. Es wäre zwar möglich, einen Querträger mit
insgesamt gleichwertigen Festigkeiten und Steifigkeiten vollständig aus
Leichtmetall auszubilden, jedoch ist ein enormer Materialeinsatz
notwendig, was erhebliche Kosten bedeutet, da Leichtmetall normalerweise
teurer ist als Stahl.
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Man
könnte
den Querträger
auch vollständig aus
Stahl ausbilden, wobei sich problemlos die gewünschten Festigkeiten und Steifigkeiten
realisieren lassen. Ein solcher Querträger ist jedoch aufgrund der
hohen Dichte des Stahls recht schwer und in der Regel aufwändiger in
der Herstellung.
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Verwendet
man bei dem erfindungsgemäßen Querträger 1 Aluminium
als Leichtmetall, hätte der
Querträger
gegenüber
einem Vollaluminiumquerträger
nur einen geringen Gewichtsnachteil. Gegenüber einem Vollstahlquerträger hat
er jedoch einen deutlichen Gewichtsvorteil.
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Als
Stahl wird vorzugsweise ultrahochfester Stahl verwendet, welcher
auch unter der Abkürzung UHSS
bekannt ist und Zugfestigkeiten von bis zu
haben kann. Auf diese Weise
lassen sich bei geringem Einsatz an Stahl gute Festigkeiten und
Steifigkeiten erreichen. So kann der Querträger im Vergleich zu weniger
festem Stahl besonders leicht oder besonders widerstandsfähig ausgebildet
werden.
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Anstelle
von Verstärkungsstrukturen
aus Stahl können
auch Verstärkungsstrukturen
aus verstärktem
Kunststoff verwendet werden. Es ist möglich, mit verstärktem Kunststoff ähnliche
Härten
und Festigkeiten zu erreichen wie mit Stahl.
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Es
ist auch möglich,
eine Kombination mit wenigstens einer Verstärkungsstruktur aus Stahl und wenigstens
einer Verstärkungsstruktur
aus Kunststoff zu verwenden.
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Als
Material für
den Hauptträger 3 kann
beispielsweise Al 6082 verwendet werden, wie zum Beispiel Al 6082
T5, oder Al 6082 T6.
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In
den 3 und 4 ist ein Querträger 21 einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. Dieser Querträger 21 unterscheidet
sich von dem Querträger
der ersten Ausführungsform
dadurch, dass sein Hauptträger 23 anstelle
der rippen- oder schienenartigen Halteelemente sich zwischen den
Seitenwandungen 9, 10 erstreckende Trennwände 31, 32 aufweist.
Ansonsten gilt das zum Querträger 1 der
ersten Ausführungsform
Gesagte analog.
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Die
Trennwände
erfüllen
die Funktion eines Halteelementes und stabilisieren den Querträger zusätzlich.
Einerseits ist der Hauptträger 23 selbst durch
die Trennwände
biegefester und torsionssteifer. Zudem stützen sich die Trennwände und
eine korrespondierende Wandung 36, 37 der jeweiligen Verstärkungsstruktur 4, 5 einander
ab.
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Die
Trennwände 31, 32 haben
eine andere Wandstärke
als die Seitenwandungen 9, 10 des Hauptträgers 23.
In dieser Ausführungsform
der Erfindung sind sie dünnwandiger
als die Seitenwandungen 9, 10.
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In
den 5 und 6 ist ein Querträger 41 einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung gezeigt. Im Unterschied zur zweiten Ausführungsform
der Erfindung werden Verstärkungsstrukturen
mit unterbrochenem oder offenem Querschnitt verwendet. Derartige
Verstärkungsstrukturen
sind zwar einfacher herstellbar, jedoch haben sie eine geringere
Torsionsfestigkeit als die Querschnittsstrukturen mit dem geschlossenen
Querschnitt. Zudem neigen sie bei einer Biegebelastung quer zu ihrer
Längsrichtung
zu einem Aufbiegen ihrer Querschnittsenden, was die Biegesteifigkeit
und Festigkeit reduziert.
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Durch
ein Verbinden der Querschnittsenden 44, 47; 48, 49,
zwischen denen die Unterbrechung besteht, ist es möglich, dennoch
eine ähnliche
Torsionsfestigkeit wie bei einem geschlossenen Querschnitt herzustellen
und auch einem Aufbiegen entgegenzuwirken. Stabile Profile werden
besser ausgebildet und einem unerwünschten Reißen oder Brechen der Verstärkungsstruktur
wird begegnet.
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Erfindungsgemäß ist für das Verbinden
jeweils eine Schließanordnung 50, 51 mit
nutartigen Aufnahmeräumen 52, 53; 54, 55 zum
Aufnehmen der Querschnittsenden 46, 47; 48, 49 vorgesehen.
In dieser Ausführungsform
der Erfindung sind die Schließanordnungen 50, 51 sogar
an dem Hauptträger 43 fixiert.
Auf diese Weise werden nicht nur die Querschnittsenden 46, 47; 48, 49 zusammengehalten, sondern
auch in einer bestimmten Lage zum Hauptträger 43 gehalten.
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In
dieser Ausführungsform
der Erfindung sind die Schließandordnungen 50, 51 einstückig mit dem
Hauptträger 43 ausgebildet,
wobei die nutartigen Aufnahmeräume 52, 53; 54, 55 zusammen
mit den Seitenwandungen 9, 10 und Trennwänden 31, 32 des
Hauptträgers
ausgebildet sind. Die Schließanordnungen 50, 51 weisen
jeweils einen etwa Y-artigen Querschnittsabschnitt 56, 57 auf.
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Es
ist möglich,
anstelle der Trennwände 31, 32 rippen-
oder schienenartige Halteelemente vorzusehen wie bei der ersten
Ausführungsform
der Erfindung.
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Im
Unterschied zur zweiten Ausführungsform
der Erfindung sind keine Einprägungen
vorgesehen. Derartige Einprägungen
könnten
jedoch ausgebildet sein.
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Ansonsten
gilt das bezüglich
der zweiten Ausführungsform
der Erfindung Gesagte für
die dritte Ausführungsform
analog.
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Ein
oder mehrere Verstärkungsstrukturen können nicht
nur im Innern eines Hauptträgers
vorgesehen sein, sondern alternativ oder zusätzlich auch außen an dem
Hauptträger.
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In
den 7 und 8 ist ein Querträger 61 einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung gezeigt, welcher einen Hauptträger 63 aufweist, an
dem außen
eine Verstärkungsstruktur 64 vorgesehen
ist. Der Hauptträger 63 ist ähnlich wie
der Hauptträger der
zweiten Ausführungsform
der Erfindung aufgebaut, jedoch hat er dicker ausgebildete Seitenwandungen 69, 70 und
auf Seiten des vertikal oberen Abschnittes 7 weist er Rundungen 71, 72 auf,
wie in 8 gezeigt ist. Die Verstärkungsstruktur 64 hat
ein zur Außenkontur
des Hauptträgers 63 korrespondierendes
U-förmiges
Profil.
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Die
Verstärkungsstruktur
verstärkt
nicht nur den Hauptträger,
sondern fungiert auch als eine Verbreiterung des Hauptträgers, quer
zu dessen Längssrichtung
gesehen. Der Hauptträger 63 erstreckt
sich durch die Verstärkungsstruktur 64 und Seitenwände 74, 75 der
Verstärkungsstruktur 64 sind an
dem Hauptträger 63 fixiert,
nämlich
im Bereich des vertikal oberen äußeren Abschnittes 6 und
im Bereich des mittleren Abschnittes 7. Jedoch ist zwischen
einer die Seitenwände 74, 75 verbindenden Endwand 73 der
Verbindungsstruktur 64 und dem Hauptträger 63 ein Abstand
vorgesehen. Auf diese Weise verbreitert die Verstärkungsstruktur 64 den Hauptträger 63.
Dadurch hat der Querträger 61 einen vergrößerten Überlappungsbereich
für einen
Aufprall gegen einen höher
angeordneten gegnerischen Stoßfänger. So
können
die Unfallkräfte
besser verteilt in den erfindungsgemäßen Hauptträger 63 eingeleitet
werden.
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Die
Verstärkungsstruktur 64 kann
sich über die
gesamte Länge
des Hauptträgers 63 erstrecken. In
dieser Ausführungsform
der Erfindung erstreckt sie sich nur entlang eines Teiles der Länge des Hauptträgers 63 und
ist etwa mittig an diesem angeordnet. Sie kann sich über einen
Bereich von etwa 1/4–1/2
der Länge
des Hauptträgers
erstrecken, vorzugsweise etwa über
1/3 der Länge
des Hauptträgers 63 wie
in 7 dargestellt. Auf diese Weise ist der Hauptträger nur
dort verstärkt
und/oder nur dort mit einem größeren Überlappungsbereich
versehen, wo dies erforderlich ist, das heißt er ist gewichtsoptimiert verstärkt und/oder
verbreitert.
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Es
ist auch möglich,
dass sich die Verstärkungsstruktur 64 etwa
bis zu der bzw. den Positionen erstreckt, an welchen der Hauptträger 63 mit
einer Längsstruktur
des Fahrzeugs, beispielsweise der Crashbox 2, verbunden
ist.
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Der
Abstand zwischen der Endwand 73 und dem Hauptträger 63 kann
auch größer oder
kleiner gewählt
werden. Es ist auch möglich,
keinen oder nur einen geringen Abstand vorzusehen, so dass die Verstärkungsstruktur
im Wesentlichen nur eine Verstärkungsfunktion
hat.
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Anstatt
einer Verstärkungsstruktur 64 aus Stahl
oder verstärktem
Kunststoff kann auch eine Verstärkungsstruktur
aus Leichtmetall vorgesehen sein, beispielsweise aus Aluminium.
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Auf
das für
die vorangehenden Ausführungsformen
Gesagte wird auch für
die vierte Ausführungsform
verwiesen.
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Eine
Verstärkungsstruktur
kann nicht nur vertikal oben außen
an dem Hauptträger
vorgesehen sein, sondern alternativ oder zusätzlich auch vertikal unten
außen
an dem Hauptträger.
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In
den 9 und 10 ist ein Querträger 81 einer
fünften
Ausführungsform
der Erfindung gezeigt, für
welche analog das für
die vierte Ausführungsform
der Erfindung Gesagte gilt. Der Querträger 81 der fünften Ausführungsform
der Erfindung unterscheidet sich von dem der vierten Ausführungsform
der Erfindung dadurch, dass die Verstärkungsstruktur 64 vertikal
unten an dem Hauptträger 63 vorgesehen
ist.
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Nachfolgend
wird auf die Herstellung erfindungsgemäßer Querträger näher eingegangen. Der Hauptträger 3, 23, 43, 63 wird
vorzugsweise durch Strangpressen hergestellt. Auf diese Weise ist
er leicht mit einem geschlossenen Querschnittsprofil ausbildbar
und auch Schließanordnungen
können auf
diese Weise gut integral mit dem Hauptträger ausgebildet werden.
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Durch
Strangpressen werden in der Regel gerade Profile hergestellt. Oft
müssen
Querträger
jedoch in Fahrzeuglängsrichtung
gesehen eine etwa keilige Form haben und/oder zum Fahrzeug hin gebogene
Längsenden
aufweisen, wie dies in den 1, 3, 5, 7 und 9 beispielhaft angedeutet
ist.
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Erfindungsgemäß wird/werden
die für
das Innere vorgesehene Verstärkungsstruktur/Verstärkungsstrukturen 4, 5, 44, 45 in
den im Wesentlichen noch geraden Hauptträger 3, 23, 43 eingeführt und dieser
Zusammenbau wird nachfolgend in eine Endform gebogen. Dabei entsteht
eine reibschlüssige und/oder
formschlüssige
Verbindung zwischen der wenigstens einen Verstärkungsstruktur und dem Hauptträger, was
die wenigstens eine Verstärkungsstruktur
an dem Hauptträger
fixiert. Beim Einführen der
wenigstens einen Verstär kungsstruktur
wirken die im Innern des Hauptträgers
ausgebildeten Halteelemente und/oder Trennwände und/oder Schließanordnungen
als Führungsprofile.
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An
der Verstärkungsstruktur
vorhandene Kanten, insbesondere Schneidkanten, sind so ausgebildet
und/oder angeordnet, dass beim Einführen der Verstärkungsstruktur
mechanischer Abrieb am Hauptträger
vermieden wird.
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Eine
Verstärkungsstruktur
aus Stahl kann mit einem Blechumformverfahren und/oder einem sogenannten
Rollforming-Verfahren hergestellt werden, insbesondere eine Verstärkungsstruktur
mit offenem oder unterbrochenem Querschnitt. Bei der Herstellung
einer Verstärkungsstruktur
mit geschlossenem Querschnitt kann Schweißen zum Einsatz kommen.
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Das
Umformen des Ausgangsmaterials für die
Verstärkungsstruktur
kann mit einem Warmumformverfahren und/oder mit einem Kaltumformverfahren
erfolgen.
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Es
kann ein vorbeschichtetes Stahlmaterial zur Ausbildung von Verstärkungsstrukturen
verwendet werden. Alternativ und/oder zusätzlich wird das Stahlmaterial
nach seiner Umformung kathodentauchlackiert. Auch das Leichtmetallmaterial
kann kathodentauchlackiert werden.
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Dieses
Verfahren kann gleichermaßen
verwendet werden, wenn wenigstens eine Verstärkungsstruktur außen an dem
Querträger
vorzusehen ist, insbesondere wenn sich diese Verstärkungsstruktur über einen
Bereich des Hauptträgers
erstreckt, welcher durch Biegen in eine Endform gebracht werden
soll.
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Die
Einprägungen 15 werden
nach dem Biegen in die Endform ausgebildet.
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Bei
einem außen
an dem Querträger
vorzusehenden Verstärkungsprofil
ist es auch denkbar, die Verstärkungsstruktur
und den Hauptträger
separat zueinander in eine Endform oder Zwischenform zu biegen und
danach zusammenzubauen.