DE102009004827A1

DE102009004827A1 - Stoßfänger

Info

Publication number: DE102009004827A1
Application number: DE102009004827A
Authority: DE
Inventors: Michael Roll; Elmar Mollenmeier
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-01-13
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2029-01-14
Also published as: DE102009004827B4; FR2940940A1; US20100176610A1; US8079624B2; CN101780784A; CN101780784B; FR2940940B1

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) durch ein Verstärkungsprofil (8) verschlossen. Das Verstärkungsprofil (8) ist als Hohlprofil ausgeführt und besitzt einen T-förmigen Querschnitt.

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 Crashboxen 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 die EP 1 723 008 B1 offenbart einen Stoßfänger mit einem Querträger, der als geschlossenes Profil ausgebildet ist.
Bei dem aus der WO 2006/126941 A1 bekannten Stoßfänger weist der Querträger im mittleren Längenabschnitt seines auf der dem Kraftfahrzeug abgewandten Seite angeordneten Stegs eine Sicke auf. Dies ist auch bei dem aus der 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 im Belastungsverhalten zu verbessern und bei bauteilspezifischer Optimierung des Energieabsorptionsvermögens gewichtssparend zu gestalten.
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 Ansprüche 2 bis 12.
Der Querträger des Stoßfängers weist einen U-förmig konfigurierten Querschnitt auf mit einem Steg und zwei Schenkeln. Erfindungsgemäß ist der Querträger durch ein sich in seiner Längsrichtung erstreckendes, im Querschnitt T-förmig konfiguriertes Verstärkungsprofil verstärkt. Durch die Kombination des Querträgers und des T-förmigen Verstärkungsprofils kann die geometrische Konfiguration des Systems hinsichtlich des Widerstandsmoments sowie des Festigkeits- und Steifigkeitsverhaltens verbessert werden, so dass der Stoßfänger insgesamt im Gewicht reduziert werden kann. Vorteilhafterweise lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Stoßfänger auch Querträger und Verstärkungsprofil aus unterschiedlichen Werkstoffen einsatzoptimiert kombinieren.
Bei dem Querträger handelt es sich vorzugsweise um ein warmgeformtes Stahlblechbauteil. Das Verstärkungsprofil ist insbesondere als Hohlprofil ausgebildet. Es handelt sich um ein geschlossenes, dünnwandiges Hohlprofil. Dieses kann aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, bestehen. Weiterhin kann das Verstärkungsprofil auch aus Stahl bestehen. In diesem Fall ist das Verstärkungsbauteil insbesondere rollgeformt.
In der Praxis kann auch vorteilhaft ein Strangpressprofil als Verstärkungsprofil eingesetzt werden.
Bei einer für die Praxis besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoßfängers ist der Querträger frontseitig von dem Verstärkungsprofil verschlossen. Das Verstärkungsprofil bildet so ein frontseitiges Schließprofil, an welchem sich die Schenkel des Querträgers abstützen. Der Querträger ist mit seinem Steg zum Kraftfahrzeug gerichtet, wohingegen die Schenkel vom Kraftfahrzeug weg, also zur Außenseite, weisen. Mit seinem frontseitigen Kopfabschnitt verschließt das Verstärkungsprofil den Querträger. Der Mittelabschnitt des Verstärkungsprofils weist in Richtung zum Steg des Querträgers und ragt in diesen hinein.
Die Schenkel des Querträgers kontaktieren den Kopfabschnitt des Verstärkungsprofils und stützen sich an diesem ab. Hierbei stehen die freien Enden des Kopfabschnitts seitlich gegenüber den Schenkeln vor. Vorzugsweise sind die Schenkel des Querträgers und der Kopfabschnitt des Verstärkungsprofils miteinander gefügt. Dies kann beispielsweise schweiß- oder klebetechnisch erfolgen.
Das Belastungsverhalten, insbesondere hinsichtlich Steifigkeit und Kraftableitung im Falle eines Stoßes, wird weiter verbessert, wenn der Mittelabschnitt des Verstärkungsprofils den Steg des Querträgers kontaktiert und sich an diesem abstützt. Auch der Mittelabschnitt des Verstärkungsprofils und der Steg des Querträgers können miteinander gefügt sein. Dies kann wiederum schweiß- oder klebetechnisch erfolgen. Auch eine clinchtechnische Verbindung ist denkbar. Dies erfolgt vorzugsweise einseitig vom Steg des Querträgers her.
Eine weitere Verbesserung des Belastungsverhaltens des Stoßfängers wird dadurch erreicht, dass sich an den mittleren Längenabschnitt des Querträgers jeweils zu beiden Seiten hin Endabschnitte anschließen, die gegenüber dem mittleren Längenabschnitt verbreitert ausgestaltet sind und jeweils einen Anbindungsbereich für eine Crashbox aufweisen. Die Anbindungsbereiche zum Anschluss der Crashboxen führen zu einem belastungsgerechten Einleiten der Stoßenergie mit einem möglichst geringen Biegemoment in die Crashboxen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
1 in perspektivischer Darstellungsweise einen erfindungsgemäßen Stoßfänger in einer Ansicht von vorne;
2 ebenfalls in der Perspektive den Stoßfänger gemäß der Darstellung von 1 in einer Ansicht von hinten;
3 einen Ausschnitt des Stoßfängers in einer Ansicht von hinten vom Kraftfahrzeug aus gesehen und
4 den Ausschnitt gemäß der 3 in einer Ansicht von vorne.
Anhand der 1 bis 4 ist ein erfindungsgemäßer Stoßfänger 1 für ein Kraftfahrzeug erläutert.
Der Stoßfänger 1 weist einen quer zu den hier nicht dargestellten Längsträgern eines Kraftfahrzeugs festlegbaren Querträger 2 auf. Der Querträger 2 stützt sich über Crashboxen 3 an den Längsträgern ab. Die Crashboxen 3 sollen zusätzlich zum Querträger 2 die aus einem Anprall resultierende Energie absorbieren, indem diese in Verformungsarbeit umgewandelt wird.
Der Querträger 2 besteht aus Metallblech, insbesondere einem warmgeformten Stahlblech, und besitzt einen U-förmigen Querschnitt mit einem Steg 4 und zwei Schenkeln 5, 6. Der Steg 4 des Querträgers 2 liegt auf der zum Kraftfahrzeug hin gerichteten Seite 7 des Querträgers 2. Frontseitig ist der Querträger 2 durch ein Verstärkungsprofil 8 verschlossen.
Das Verstärkungsprofil 8 ist T-förmig konfiguriert und erstreckt sich in Längsrichtung des Querträgers 2. Das Verstärkungsprofil 8 wird von einem dünnwandigen Hohlprofil gebildet und kann aus Leichtmetall oder Stahl bestehen. In der Leichtmetallausführung besteht das Verstärkungsprofil 8 insbesondere aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder Magnesium bzw. einer Magnesiumlegierung und ist stranggepresst. In der Stahlausführung ist das Verstärkungsprofil 8 vorzugsweise rollgeformt und längsnahtverschweißt.
Das Verstärkungsprofil 8 besitzt einen frontseitigen Kopfabschnitt 9 und einen Mittelabschnitt 10. Mit dem Kopfabschnitt 9 verschließt das Verstärkungsprofil 8 den Querträger 2. Der Mittelabschnitt 10 des Verstärkungsprofils 8 weist in Richtung zum Steg 4 des Querträgers 2 und ragt in den Querträger 2 hinein. Hierbei kontaktiert das Ende 11 des Mittelabschnitts 10 den Steg 4 des Querträgers 2.
Die Schenkel 5, 6 des Querträgers 2 sind vom Steg 4 in Richtung zum Kopfabschnitt 9 des Verstärkungsprofils 8 gerichtet und kontaktieren den Kopfabschnitt 9. Die freien Enden 12, 13 des Kopfabschnitts 9 stehen seitlich oben und unten gegenüber den Schenkeln 5, 6 vor. Der Kopfabschnitt 9 des Verstärkungsprofils 8 besitzt folglich eine größere vertikale Höhe h1 als die vertikale Höhe h2 des Querträgers 2 gemessen zwischen den Schenkeln 5 und 6. Man erkennt des Weiteren, dass der obere Schenkel 5 des Querträgers 2 länger ist als der untere Schenkel 6. Die Länge l1 des Schenkels 5 und die Länge l2 des Schenkels 6 sind in der 3 gekennzeichnet. In Anpassung hieran weist der Kopfabschnitt 9 einen S-förmig gekrümmten Konturverlauf auf, wobei das untere Ende 13 des Kopfabschnitts 9 gegenüber dem oberen Ende 12 in Richtung zum Kraftfahrzeug zurückversetzt ist.
Der Anschluss der Crashboxen 3 an den Querträger 2 erfolgt über Anbindungsbereiche 14, 15, die jeweils in gegenüber dem mittleren Längenabschnitt 16 des Querträgers 2 verbreitert ausgebildeten Endabschnitten 17, 18 ausgebildet sind.

1: Stoßfänger
2: Querträger
3: Crashbox
4: Steg
5: Schenkel
6: Schenkel
7: Seite
8: Verstärkungsprofil
9: Kopfabschnitt
10: Mittelabschnitt
11: Ende v. 10
12: freies Ende v. 9
13: freies Ende v. 9
14: Anbindungsbereich
15: Anbindungsbereich
16: mittlerer Längenabschnitt
17: Endabschnitt
18: Endabschnitt
h1: Höhe v. 9
h2: Höhe v. 2
l1: Länge v. 5
l2: Länge v. 6

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6349521 B1 [0003]
- EP 1730002 B1 [0004]
- EP 1723008 B1 [0004]
- WO 2006/126941 A1 [0005]
- DE 19849358 C2 [0005]

Claims

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, 6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Querträger (2) ein sich in seiner Längsrichtung erstreckendes, im Querschnitt T-förmig konfiguriertes Verstärkungsprofil (8) zugeordnet ist.
Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (2) ein warmgeformtes Stahlblechbauteil ist.
Stoßfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (8) als Hohlprofil ausgebildet ist.
Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (8) aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium, besteht.
Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (8) stranggepresst ist.
Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (8) aus Stahl besteht.
Stoßfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (8) rollgeformt ist.
Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (2) frontseitig von dem Verstärkungsprofil (8) verschlossen ist.
Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (2) mit seinem Steg (4) zum Kraftfahrzeug gerichtet ist und die Schenkel (5, 6) des Querträgers (2) vom Kraftfahrzeug weg weisen, wobei das Verstärkungsprofil (8) mit seinem frontseitigen Kopfabschnitt (9) den Querträger (2) verschließt und mit seinem Mittelabschnitt (10) in den Querträger (2) ragt.
Stoßfänger nach Anspruche 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (5, 6) des Querträgers (2) den Kopfabschnitt (9) des Verstärkungsprofils (8) kontaktieren, wobei die freien Enden (12, 13) des Kopfabschnitts (9) seitlich gegenüber den Schenkeln (5, 6) vorstehen.
Stoßfänger nach Anspruche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelabschnitt (10) des Verstärkungsprofils (8) den Steg (4) des Querträgers (2) kontaktiert.
Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (2) einen mittleren Längenabschnitt (16) aufweist, an den sich beidseits ein Endabschnitt (17, 18) anschließt, wobei die Endabschnitte (17, 18) gegenüber dem mittleren Längenabschnitt (16) verbreitet sind und jeweils einen Anbindungsbereich (14, 15) für eine Crashbox (3) aufweisen.