DE102008059750A1 - Stoßfänger - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem quer zu den Längsträgern des Kraftfahrzeugrahmens festlegbaren Querträger 2. Der Querträger 2 ist im Querschnitt U-förmig konfiguriert mit einem Steg 4 sowie zwei Schenkeln 5, 6. Der Steg 4 des Querträgers 2 ist zum Kraftfahrzeug hin gerichtet. Frontseitig ist der Querträger 2 offen. Im mittleren Längenabschnitt 10 weist der Steg 4 eine Versteifungssicke 13 auf, welche in Richtung zum Kraftfahrzeug ausgestellt ist. Der Querträger 2 ist im mittleren Längenabschnitt 10 verjüngt und weist dort eine geringere Breite BSM auf als in seinen Endabschnitten 11. Der Stoßfänger 1 ist belastungsgerecht einfach gestaltet und bei bauteilspezifischer Optimierung des Energieabsorptionsvermögens im Gewicht reduziert.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
- Stoßfänger werden bei Kraftfahrzeugen standardmäßig sowohl front- als auch heckseitig eingebaut um die Stoßenergie kleinerer Anprallvorgänge abzufangen, so dass die eigentliche Tragestruktur des Kraftfahrzeugs möglichst nicht beschädigt wird. Ein Stoßfänger besteht üblicherweise aus einem Querträger, der unter Eingliederung von Crash boxen quer zu den Längsträgern des Kraftfahrzeugrahmens festlegbar ist. Der Querträger dient dazu, die aus einem Anprall resultierende Energie in die Crashboxen einzuleiten, wo die Stoßenergie in Verformungsarbeit umgewandelt werden soll.
- Eine Vielzahl unterschiedlich gestalteter Stoßfänger ist bekannt. Durch die
US 6,349,521 B1 zählt ein Stoßfänger zum Stand der Technik mit einem starren als Hohlträger ausgebildeten Querträger. Der Querschnitt des Querträgers variiert über seine Länge um ihm ein belastungsgerechtes und hohes Energieabsorptionsvermögen zu verleihen. - Aus der
EP 1 730 002 B1 geht ein Stoßfänger hervor mit einem Querträger, der ein U-förmig konfiguriertes Längsprofil aufweist mit einem Steg und zwei Schenkeln. Der Steg des Querträgers ist auf der dem Kraftfahrzeug abgewandten äußeren Seite angeordnet. Kraftfahrzeugseitig ist der Querträger durch ein Abdeckblech verschlossen. Auch dieEP 1 723 008 B1 offenbart einen Stoßfänger mit einem Querträger der als geschlossenes Profil ausgebildet ist. - Bei dem aus der
WO 2006/126941 A1 DE 198 49 358 C2 bekannten Stoßfänger der Fall. Hier ist der Querträger durch ein umgeformtes Rohr gebildet. - Die Stoßfänger müssen die gesetzlichen Regelungen ebenso wie die von Verbraucherschutzorganisationen gestellten Anforderungen an einen Fußgängerschutz erfüllen. Darüber hinaus müssen die Anforderungen aus den Einstufungstests der Versicherer (RCAR, GDV) erfüllt werden. Gleichzeitig stellen die Automobilbauer die üblichen Forderungen nach optimaler Bauraumnutzung, Montierbarkeit, hohes Energieabsorptionsvermögen und möglichst geringem Gewicht sowie akzeptablen Kosten. Insbesondere das Bestreben zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes verlangt nach einer konsequenten Umsetzung des Leichtbaus bei der Fahrzeugentwicklung.
- Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, einen Stoßfänger für Kraftfahrzeuge belastungsgerecht einfach zu gestalten und bei bauteilspezifischer Optimierung des Energieabsorptionsvermögens gewichtsmäßig zu reduzieren.
- Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Stoßfänger gemäß Anspruch 1.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgemäßen Stoßfängers sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche 2 bis 11.
- Der Querträger des Stoßfängers weist einen U-förmig konfigurierten Querschnitt auf mit einem Steg und zwei Schenkeln. Der Steg des Querträgers ist auf der innenliegenden, zum Fahrzeug gerichteten Seite des Querträgers angeordnet. Die offene Seite des Querträgers zeigt nach außen. In seiner Längserstreckung ist der Querträger konkav gekrümmt. Durch eine Versteifungssicke im mittleren Längenabschnitt des Querträgers wird die geometrische Konfiguration hinsichtlich des Widerstandsmoments sowie hinsichtlich des Festigkeits- und Steifigkeitsverhaltens verbessert, so dass der Querträger insgesamt im Gewicht reduziert werden kann. Dies wird insbesondere auch dadurch erreicht, dass der Querträger im mittleren Längenabschnitt eine geringere Breite aufweist als in den Endabschnitten. Der mittlere Längenabschnitt ist gegenüber den Endabschnitten eingezogen, wobei die Breite der Schenkel im mittleren Längenabschnitt geringer ist, als die Breite in den Endabschnitten.
- Vorzugsweise ist die Versteifungssicke in Richtung zum Kraftfahrzeug ausgestellt. Der mittlere Längenabschnitt geht über sich kontinuierlich vergrößernde Übergangsabschnitte in die Endabschnitte über. Auch endseitig des Querträgers, also in dessen äußeren Enden können Sicken vorgesehen sein.
- Jeder Endabschnitt des Querträgers weist einen Anbindungsbereich für eine Crashbox auf, wobei in den Anbindungsbereichen gegenüber den Schenkeln des Querträgers eingezogene ebene Stützflächen ausgebildet sind. Die Anbindungsbereiche mit den Stützflächen zum Anschluss der Crashboxen führen zu einem belastungsgerechten Einleiten der Stoßenergie mit einem möglichst geringen Biegemoment in die Crashboxen.
- Das Energieabsorptionsvermögen und insgesamt das Belastungsverhalten des Querträgers kann weiter gesteigert werden, wenn sich jeweils an den freien Enden der Schenkel zu diesen quer gerichtete Frontstege anschließen.
- Vorteilhaft ist auch, wenn die Länge der Schenkel unterschiedlich ausgeführt ist, insbesondere können die oberen Schenkel länger sein als die unteren Schenkel des Querträgers.
- Eine weitere Aussteifung des Stoßfängers wird erreicht, wenn der Querträger frontseitig durch ein Schließblech verschlossen ist. Das Schließblech kann geschlossen ausgeführt sein. Vorteilhafterweise besitzt das Schließblech in Längsrichtung verteilt angeordnete Öffnungen, die randseitig durch einen umlaufenden, nach innen in Richtung zum Querträger hin eingezogenen, Kragen begrenzt sind.
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 in perspektivischer Darstellungsweise den Querträger eines erfindungsgemäßen Stoßfängers in einer Ansicht schräg von hinten; -
2 den Querträger gemäß der Darstellung von1 in einer Draufsicht; -
3 den Stoßfänger gemäß der1 mit Crashboxen; -
4 in perspektivischer Darstellungsweise einen Ausschnitt auf eine weitere Ausführungsform eines Stoßfängers, bei dem der Querträger frontseitig durch ein Schließblech verschlossen ist; -
5 eine Draufsicht auf einen Stoßfänger mit der Darstellung verschiedener Schnittlinien; -
6 einen Querschnitt durch den Querträger gemäß der Schnittlinie A-A in5 ohne Schließblech; -
7 einen Querschnitt durch den Querträger gemäß der Schnittlinie A-A in5 mit Schließblech; -
8 einen Querschnitt durch den Querträger gemäß der Schnittlinie B-B in5 mit Schließblech; -
9 einen Querschnitt durch den Querträger gemäß der Schnittlinie B-B in5 mit Schließblech; -
10 einen Querschnitt durch den Querträger gemäß der Schnittlinie C-C in5 ohne Schließblech; -
11 einen Querschnitt durch den Querträger gemäß der Schnittlinie C-C in5 mit Schließblech; -
12 einen Querschnitt durch den Querträger gemäß der Schnittlinie D-D in5 mit Schließblech und -
13 einen Querschnitt durch den Querträger gemäß der Schnittlinie E-E in5 . - Die
1 bis3 zeigen einen Stoßfänger1 für ein Kraftfahrzeug mit einem quer zu den hier nicht dargestellten Längsträgern eines Kraftfahrzeugs festlegbaren Querträger2 . Der Querträger2 stützt sich über in der3 dargestellte Crashboxen3 an den Längsträgern ab. Die Crashboxen3 sollen zusätzlich zum Querträger2 die aus einem Anprall resultierende Energie absorbieren, indem diese in Verformungsarbeit umgewandelt wird. - Der Querträger
2 besteht aus Metallblech, insbesondere aus Stahlblech und besitzt einen U-förmigen Querschnitt mit einem Steg4 und zwei Schenkeln5 ,6 (siehe hierzu auch die5 bis13 ). Der Steg4 des Querträgers2 liegt auf der zum Kraftfahrzeug hin gerichteten Seite7 des Querträgers2 . Frontseitig ist der Querträger2 offen. - Bei dem in der
4 dargestellten Stoßfänger8 ist der Querträger2 frontseitig durch ein Schließblech9 verschlossen. Die Konfiguration des Querträgers2 ist ansonsten bei dem Stoßfänger1 und bei dem Stoßfänger8 gleich. - In seiner Längserstreckung ist der Querträger
2 konkav gekrümmt. Der Querträger2 umfasst einen mittleren Längenabschnitt10 an den sich zu beiden Seiten jeweils ein Endabschnitt11 anschließt. Im mittleren Längenabschnitt10 ist der Querträger2 gegenüber den Endabschnitten11 eingezogen. Die Schenkel5' ,6' weisen im mittleren Längenabschnitt10 eine Breite BSM auf, die geringer ist als die Breite BSE der Schenkel5'' ,6'' in den Endabschnitten11 . Anhand der6 bis13 erkennt man auch, dass die oberen Schenkel5 bzw.5' und5'' länger ausgeführt sind als die unteren Schenkel6 bzw.6' und6'' . Der Übergang vom dem mittleren Längenabschnitt10 in die Endabschnitte11 ist kontinuierlich und erfolgt über sich vergrößernde Übergangsabschnitte12 . Der mittlere Längenabschnitt10 besitzt eine Länge LM, die etwa doppelt so lang ist, wie die Länge LE eines Endabschnitts11 . - Der Steg
4 des Querträgers2 weist im mittleren Längenabschnitt10 eine Versteifungssicke13 auf, welche in Richtung zum Kraftfahrzeug hin ausgestellt ist. Dies wird insbesondere auch anhand der6 bis9 deutlich. Die Versteifungssicke13 erstreckt sich über die gesamte Länge LM des mittleren Längenabschnitts10 . - Die Versteifungssicke
13 verleiht dem Querträger2 im mittleren Längenabschnitt10 eine biegesteife Konfiguration mit hohem Widerstandsmoment und belastungsgerecht ausgelegtem Festigkeits- und Steifigkeitsverhalten. Das Energieabsorptionsvermögen des Querträgers2 bzw. des Stoßfängers1 ,8 wird gesteigert. Trotzdem kann der Querträger2 im Gewicht reduziert ausgelegt werden, insbesondere durch die verjüngte Konfiguration im mittleren Längenabschnitt10 . - Man erkennt, dass sowohl die Übergänge
14 von der Versteifungssicke13 zum Steg4 als auch die Übergänge15 vom Steg4 zu den Schenkeln5 ,6 gerundet verlaufen. Am freien Ende16 eines Schenkels5 bzw.6 ist jeweils ein zu diesem quer nach außen gerichteter Frontsteg17 vorgesehen. Auch diese Konfiguration trägt zur Erhöhung des Widerstandsmoments und zur Verbesserung des Festigkeits- und Steifigkeitsverhaltens des Querträgers2 bei. - In den Endabschnitten
11 des Querträgers2 ist jeweils ein Anbindungsbereich18 für eine Crashbox3 ausgebildet. Der Anbindungsbereich18 besitzt gegenüber den Schenkeln5'' ,6'' des Querträgers2 eingezogene ebene Stützflächen19 zum Anschluss der Crashboxen3 . Die Crashboxen3 umfassen ein im Wesentlichen rechteckig konfiguriertes, hohles Deformationsprofil20 mit einer längsträgerseitigen Flanschplatte21 . Querträgerseitig übergreift die Crashbox3 zumindest mit einer oberen Zunge22 den Anbindungsbereich18 . Weiterhin erkennt man, dass die Crashboxen3 Ausstellungen23 und Sicken24 zur Beeinflussung des Steifigkeits- und Deformationsverhaltens besitzen. - Auch die freien Enden
25 der Endabschnitte11 weisen Sicken26 auf. Die Sicken26 sind nach außen, also vom Kraftfahrzeug weg gerichtet ausgestellt. - In
1 erkennt man noch, dass der in der Bildebene linke Anbindungsbereich18 mit einer Durchgangsöffnung27 für eine Abschleppöse ausgestattet ist. - Wie bereits ausgeführt ist der Querträger
2 des Stoßfängers8 frontseitig durch ein Schließblech9 verschlossen. In Längserstreckung des Schließbleches9 sind Öffnungen28 vorgesehen, die randseitig durch einen umlaufenden in Richtung zum Querträger2 eingezogenen Kragen29 begrenzt sind. Im Bereich einer Crashbox3 ist das Schließblech9 schalenförmig eingezogen mit einem Boden30 in dem eine Durchgangsöffnung31 für eine Abschleppöse vorgesehen ist. Man erkennt, dass die Durchgangsöffnung31 wesentlich kleiner ist. als die Öffnungen28 . Schließlich erkennt man in der4 auch, dass das Schließblech9 sich nicht bis zum Ende des Querträgers2 erstreckt. Die freien Enden25 sind nicht abgedeckt. -
- 1
- Stoßfänger
- 2
- Querträger
- 3
- Crashbox
- 4
- Steg
- 5
- Schenkel
- 5'
- Schenkel
- 5''
- Schenkel
- 6
- Schenkel
- 6'
- Schenkel
- 6''
- Schenkel
- 7
- Seite
- 8
- Stoßfänger
- 9
- Schließblech
- 10
- mittlerer Längenabschnitt
- 11
- Endabschnitt
- 12
- Übergangsabschnitte
- 13
- Versteifungssicke
- 14
- Übergänge
- 15
- Übergänge
- 16
- freies
Ende von
5 bzw.6 - 17
- Frontsteg
- 18
- Anbindungsbereich
- 19
- Stützflächen
- 20
- Deformationsprofil
- 21
- Flanschplatte
- 22
- Zunge
- 23
- Ausstellungen
- 24
- Sicke
- 25
- Ende
von
11 - 26
- Sicke
- 27
- Durchgangsöffnung
- 28
- Öffnung
- 29
- Kragen
- 30
- Boden
- 31
- Durchgangsöffnung
- BSM
- Breite
- BSE
- Breite
- LM
- Länge
von
10 - LE
- Länge
von
11 - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (11)
- Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug mit einem quer zu den Längsträgern des Kraftfahrzeugrahmens festlegbaren Querträger (
2 ), welcher im Querschnitt U-förmig konfiguriert ist und einen Steg (4 ) sowie zwei Schenkel (5 ,5' ,5'' ;6 ,6' ,6'' ) aufweist, wobei der Querträger (2 ) mit seinem Steg (4 ) zum Kraftfahrzeug gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (4 ) in einem mittleren Längenabschnitt (10 ) eine Versteifungssicke (13 ) aufweist. - Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (
2 ) im mittleren Längenabschnitt (10 ) eine geringere Breite aufweist, als in seinen Endabschnitten (11 ). - Stoßfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (BSM) der Schenkel (
5' ,6' ) im mittleren Längenabschnitt (10 ) geringer ist als die Breite (BSE) der Schenkel (5'' ,6'' ) in den Endabschnitten (11 ). - Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungssicke (
13 ) in Richtung zum Kraftfahrzeug ausgestellt ist. - Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende (
16 ) eines Schenkels (5 ,6 ) ein zu diesem quer gerichteter Frontsteg (17 ) vorgesehen ist. - Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Endabschnitt (
11 ) des Querträgers (2 ) einen Anbindungsbereich (18 ) für eine Crashbox (3 ) aufweist und im Anbindungsbereich (18 ) gegenüber den Schenkeln (5'' ,6'' ) des Querträgers (2 ) eingezogene ebene Stützflächen (19 ) ausgebildet sind. - Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Enden (
25 ) der Endabschnitte (11 ) Sicken (26 ) vorgesehen sind. - Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Längenabschnitt (
10 ) über sich kontinuierlich vergrößernde Übergangsabschnitte (12 ) in die Endabschnitte (11 ) übergeht. - Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Schenkel (
5 ,5' ,5'' ) länger sind als die unteren Schenkel (6 ,6' ,6'' ). - Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (
2 ) frontseitig durch ein Schließblech (9 ) verschlossen ist. - Stoßfänger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Schließblech (
9 ) Öffnungen (28 ) vorgesehen sind, wobei die Öffnungen (28 ) randseitig durch einen umlaufenden, in Richtung zum Querträger (2 ) eingezogenen Kragen (29 ) begrenzt sind.
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