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Die
Erfindung betrifft einen Querträger,
insbesondere einen Biegequerträger,
für eine
Karosserie eines Kraftwagens der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen
Querträgers
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 6 angegebenen Art.
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Derartige
Querträger
sind aus dem Serienkraftwagenbau bekannt. Sie umfassen zumindest
ein Trägerteil
mit einem Obergurt und mit einem Untergurt, wobei sich an den Obergurt
und/oder an den Untergurt ein zugehöriger Flansch anschließt. Die bekannten
Querträger
weisen weiteres Potenzial zur Verbesserung ihres Unfallverhaltens
auf.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Querträger, insbesondere
einen Biegequerträger,
für eine
Karosserie eines Kraftwagens sowie ein Verfahren zum Herstellen
eines solchen Querträgers
bereitzustellen, welche ein verbessertes Unfallverhalten des Querträgers ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Querträger, insbesondere
einen Biegequerträger,
für eine
Karosserie eines Kraftwagens mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Querträgers mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
mit zweckmäßigen und
nicht-trivialen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Ein
erfindungsgemäßer Querträger, insbesondere
Biegequerträger,
für eine
Karosserie eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens,
welcher zumindest ein Trägerteil
mit einem Obergurt und einem Untergurt aufweist, wobei sich an den
Obergurt und/oder an den Untergurt ein zugehöriger Flansch anschließt, ist
dadurch bereitgestellt, dass sich zwischen dem Obergurt und/oder
dem Untergurt und dem zugehörigen
Flansch eine Sickenanordnung über
Eck erstreckt.
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Durch
diese Sickenanordnung ist sowohl der Obergurt und/oder der Untergurt
als auch der jeweilige, zugehörige
Flansch als Struktur ausgenutzt, um das Verformungsverhalten des
Querträgers
bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung zu verbessern und
gegebenenfalls auf bestimmte Unfallarten bedarfsgerecht anzupassen.
So ist der Querträger durch
die Sickenanordnung versteift und weist insbesondere ein erhöhtes Widerstandsmoment
gegenüber
einer Torsion auf.
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Das
verbesserte Unfallverhalten beziehungsweise Verformungsverhalten
des Querträgers wirkt
sich besonders positiv bei so genannten Einstufungstests aus, bei
welchen der Querträger
auf vorbestimmte Art und Weise mit Kraft beaufschlagt wird, wodurch
ein Unfall, beispielsweise bei niedrigen Geschwindigkeiten, untersucht
und bewertet wird. Insbesondere bei unfallbedingten Kraftbeaufschlagungen
bei niedrigen Geschwindigkeiten weist der erfindungsgemäße Querträger ein
besonders gutes Unfallverhalten auf, was eine besonders günstige Einstufung
bei den genannten Einstufungstests ermöglicht. Bei einem solchen Test
handelt es sich beispielsweise um einen RCAR-Test (RCAR – Research Council
for Automobile Repairs).
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Das
verbesserte Unfallverhalten des Querträgers ist dabei ohne einen zusätzlichen
Bauraumbedarf des Querträgers
sowie ohne eine wesentliche Erhöhung
des Gewichts desselbigen erreicht, wodurch die Ausbildung des Querträgers als
steifes aber gleichzeitig leichtes Bauteil gewährleistet ist. Ein leichtes
Gewicht des Querträgers
wirkt sich günstig
auf den Energiebedarf des Kraftwagens zum Betrieb desselbigen aus,
woraus beispielsweise ein geringer Kraftstoffverbrauch sowie geringe
CO2-Emissionen resultieren.
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An
dieser Stelle sei angemerkt, dass der erfindungsgemäße Querträger sowohl
als frontseitiger als auch als heckseitiger Biegequerträger für einen Stoßfänger des
Kraftwagens zum Einsatz kommen kann. Durch die erfindungsgemäße Sickenanordnung
ist das Widerstandsmoment des Querträgers insbesondere gegen Torsion
bei exzentrischer Belastung infolge eines Aufpralls einer Barriere,
beispielsweise im Rahmen eines genannten Einstufungstests, erreicht
und ein Ausbeulen von Flächen
des Querträgers
vermieden. Die durch die Sickenanordnung erreichte Versteifung ohne
oder zumindest mit nur einer sehr geringen Erhöhung des Gewichts des Querträgers stellt
eine Leichtbauweise dar, die dem Gewicht des Querträgers und
des gesamten Kraftwagens zugute kommt.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung weisen Sicken der Sickenanordnung einen zumindest
im Wesentlichen rampenförmig
verlaufenden Querschnitt auf. Der rampenförmige Querschnitt ist dabei
ausgehend von dem entsprechenden Flansch hin zu einer dem Flansch
gegenüberliegenden
Seite des Querträgers
abfallend ausgebildet. Vorteilhafterweise ist der rampenförmige Querschnitt ausgehend
von einer Außenseite
des Querträgers, das
heißt
von einer Außenseite
der Karosserie des Kraftwagens ausgehend, hin zu einer Innenseite
des Querträgers
beziehungsweise zu einer Innenseite der Karosserie abfallend ausgebildet.
Dies bedeutet eine besonders steife Ausbildung des Querträgers gegenüber einer
unfallbedingten Kraftbeaufschlagung aus der Richtung dieser Außenseite,
wodurch eine besonders günstige
Krafteinleitung in den Querträger
sowie Kraftverteilung realisiert ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist
der Querträger
zwei Trägerteile
auf, welche über
den jeweiligen Flansch miteinander verbunden, insbesondere punktverschweißt, sind.
Bei dieser Ausführungsform
sind die Vorteile des verbesserten Unfallverhaltens des Querträgers verknüpft mit
den Vorteilen eines geringen und damit kostengünstigen Fertigungsaufwands,
da der entsprechende Flansch beziehungsweise die den Trägerteilen
zugeordneten Flansche im Bereich des Obergurts und/oder des Untergurts
genutzt werden können,
die Trägerteile
einfach und schnell miteinander zu verbinden. Somit weist der Querträger nicht
nur ein verbessertes Unfallverhalten und ein geringes Gewicht, sondern
auch geringe Kosten auf, was geringen Gesamtkosten der Karosserie
des Kraftwagens zugute kommt. Bei dem Flansch handelt es sich beispielsweise
um einen in Fahrzeughochrichtung aufstehenden Flansch, der die günstige Fertigung
und Herstellung des Querträgers
ermöglicht.
Dabei weist der Querträger
weiterhin bei verbessertem Unfallverhalten einen nur geringen Bauraumbedarf
auf, was zur Vermeidung oder zur Lösung von Package-Problemen
beiträgt.
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Zur
weiteren Erhöhung
der Steifigkeit und des Widerstandsmoments des Querträgers sind
die beiden Trägerteile
vorteilhafterweise unter zumindest bereichsweiser Ausbildung eines
Hohlquerschnitts miteinander verbunden, wobei beispielsweise zumindest
ein Trägerteil
zumindest im Wesentlichen schalenförmig ausgebildet und mit dem
anderen Trägerteil
verbunden ist.
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Der
erfindungsgemäße Querträger ist
zum Beispiel zumindest im Wesentlichen aus Metall, insbesondere
Stahl, Aluminium oder dergleichen, ausgebildet, was das günstige Unfallverhalten
sowie das geringe Gewicht positiv beeinflusst.
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Zur
Erfindung gehört
auch ein Verfahren zum Herstellen eines Querträgers, insbesondere eines Biegequerträgers, für eine Karosserie
eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, bei welchem
an zumindest einem Trägerteil
des Querträgers
ein Obergut und ein Untergurt ausgebildet werden, wobei ein sich
an den Obergurt anschließender, zugehöriger Flansch
und/oder ein sich an den Untergurt anschließender, zugehöriger Flansch
ausgebildet werden beziehungsweise wird. Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass eine sich zwischen dem Obergurt und/oder dem Untergurt
und dem zugehörigen
Flansch über
Eck erstreckende Sickenanordnung ausgebildet wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Querträgers sind als vorteilhafte Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
und umgekehrt anzusehen. Auch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die
Ausbildung eines leichten und gleichzeitig steifen Querträgers mit
einem geringen Eigengewicht, welcher ein verbessertes Unfallverhalten,
auch im Rahmen der genannten Einstufungstests, aufweist.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung
genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend
in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine
gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der
jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.
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Die
Zeichnungen zeigen in:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Querträgers für eine Karosserie eines Personenkraftwagens,
welcher zwei Trägerteile
mit jeweils einem Obergurt und einem Untergurt aufweist, wobei sich an
den jeweiligen Obergurt und den jeweiligen Untergurt ein zugehöriger, jeweiliger
Flansch anschließt, und
wobei sich zwischen dem Obergurt und dem zugehörigen Flansch eine Sickenanordnung über Eck erstreckt;
und
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2 ausschnittsweise
eine vergrößerte, perspektivische
Ansicht der Sickenanordnung des Querträgers gemäß 1.
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Die 1 zeigt
einen Querträger 10 für eine Karosserie
eines Personenkraftwagens, welcher beispielsweise als Heckbiegeträger der
Karosserie einsetzbar ist. Der Querträger 10 umfasst ein
erstes Trägerteil 12 sowie
ein zweites Trägerteil 14.
Das erste Trägerteil 12 ist
dabei im Wesentlichen schalenförmig
ausgebildet. Die Trägerteile 12 und 14 weisen
jeweils einen Obergurt 16 sowie einen Untergurt 18 auf,
an welche sich ein jeweiliger, zugehöriger Flansch 20 beziehungsweise 22 anschließt.
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Die
Trägerteile 12 und 14 sind über die
Flansche 20 des Obergurts 16 sowie über die
Flansche 22 des Untergurts 18 miteinander durch
Punktschweißen
verbunden, wobei sich aufgrund der schalenförmigen Ausbildung des Trägerteils 12 ein Hohlquerschnitt 24 ergibt.
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Der
Querträger 10 weist
aufgrund einer nur geringen Wandstärke der als Blechteile ausgebildeten
Trägerteile 12 und 14 ein
nur sehr geringes Eigengewicht aber gleichzeitig infolge des Hohlquerschnitts 24 ein
hohes Widerstandsmoment auf, woraus ein sehr gutes Unfallverhalten
im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung von einer Außenseite
des Querträgers 10 gemäß einem
Richtungspfeil 26 her resultiert. Die Außenseite
des Querträgers 10 korreliert
dabei mit der Außenseite
der Karosserie des Kraftwagens. Zu der Kraftbeaufschlagung aus der
Richtung gemäß dem Richtungspfeil 26 kommt
es beispielsweise bei einem Heckaufprall des als Heckbiegeträgers ausgebildeten
Querträgers 10. Der
Querträger 10 kann
allerdings auch als Frontbiegeträger
eingesetzt werden, wobei es sich dann bei der Kraftbeaufschlagung
gemäß dem Richtungspfeil 26 beispielsweise
um einen Frontalaufprall der Karosserie auf eine Barriere handelt.
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Zur
Verbesserung des Unfallverhaltens und zur Erhöhung des Widerstandsmoments
des Querträges 10 insbesondere
gegen Torsion bei exzentrischer Belastung infolge eines Aufpralls
auf eine Barriere erstreckt sich zwischen dem Obergurt 16 und dem
zugehörigen
Flansch 20 eine Sickenanordnung 28 über Eck,
deren Sicken 30a–q
jeweils einen zumindest im Wesentlichen rampenförmig verlaufenden Querschnitt
aufweisen, welcher ausgehend von der Außenseite beziehungsweise von
dem entsprechenden Flansch 20 hin zu der dem Flansch 20 gegenüberliegenden
Seite des Querträgers 10,
also zur Innenseite des Querträgers 10 und
damit der Karosserie, abfallend ausgebildet ist.
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In
der 1 dargestellt ist ebenso ein Verbindungsteil 32, über welches
der Querträger 10 einerseits
an korrespondierende Längsträger der
Karosserie anbindbar ist.
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Die 2 zeigt
einen Bereich des Querträgers 10 in
einer vergrößerten Darstellung.
Der 2 deutlich zu entnehmen ist die Nutzung des Flansches 20 nicht
nur als Verbindungsmittel zur Verbindung der Trägerteile 12 und 14,
sondern auch zur Nutzung als Strukturelement zur Verbesserung des
Widerstandsmoments des Querträgers 10 und
damit dessen Unfallverhaltens. Somit weist der Querträger 10 nicht nur
ein sehr geringes Gewicht und ein verbessertes Unfallverhalten,
sondern auch geringere Kosten auf, da die Trägerteile 12 und 14 auf
schnelle und damit kostengünstige
Art und Weise über
die Flansche 20 und 22 miteinander verbindbar
sind.