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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Grundträger zur Befestigung eines Stoßfängerelements an einem Karosserieelement eines Fahrzeuges mit einem im Wesentlichen quer zu der Fahrzeuglängsachse ausgerichteten Tragelement aus Kunststoff, mit mindestens einem Befestigungsabschnitt zur Befestigung des Tragelements an dem Karosserieelement.
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Es ist bekannt Grundträger zur Befestigung eines Stoßfängerelements an einem Karosserieelement eines Kraftfahrzeuges zu verwenden. Die Grundträger werden dabei in der Regel sehr massiv ausgeführt, um eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit aufzuweisen, oder sehr leicht ausgeführt mit dem Nachteil, dass die Steifigkeit und Belastbarkeit des Stoßfängerelements (z. B. eine Verkleidung der Ladekante also der Kante die von außen direkt an den Kofferraum des Fahrzeug anschließt) verringert ist. Im erstgenannten Fall kommt es bei einem Aufprall auf das Stoßfängerelement des Fahrzeugs dazu, dass der Grundträger über oder unter das Karosserieelement des Fahrzeugs, an dem er festgelegt ist, geschoben wird, und dabei andere Fahrzeugteile (z. B. die Heckklappe) beschädigt. Eine geringe Steifigkeit des Grundträgers hingegen bedingt zwar ein verbessertes Crashverhalten, also das Verhalten bei einem Aufprall z. B. eines anderen Fahrzeugs, bei einer jedoch gleichzeitig reduzierten Belastbarkeit des Grundträgers bzw. des an dem Grundträger befestigten Stoßfängerelements im normalen Betrieb des Fahrzeugs. Grundträger des Standes der Technik können der
DE 199 58 887 A1 entnommen werden.
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Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe einen Grundträger mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, der eine hohe Steifigkeit und Belastbarkeit aufweist und gleichzeitig so ausgebildet ist, dass in einem Crashfall die Gefahr einer Beschädigung von angrenzenden Karosserieelementen minimiert ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Tragelement mindestes eine, im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Tragelements verlaufende, Kerbe aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie in einem Crashfall ein Zusammenfalten des Grundträgers ermöglicht. Durch das Vorsehen von zusätzlichen Kerben parallel zur Längsrichtung des Tragelements ist gewährleistet, dass bei einem Heckaufprall ein Zusammenfalten des Grundträgers in Aufprallrichtung (im Wesentlichen in X-Richtung) erfolgt und dadurch angrenzende Karosserieelemente, wie beispielsweise die Ladekante bzw. die Heckklappe, geschützt werden. Vorteilhafterweise reduziert sich der Reparaturaufwand nach einem Crashfall, so dass die entstehenden Reparaturkosten gering bleiben. Gleichzeitig weist der erfindungsgemäße Grundträger dabei eine hohe Steifigkeit und Belastbarkeit auf, so dass beispielhaft eine Ladekante, die über den Grundträger mit der Karosserie eines Fahrzeugs verbunden ist, eine Last von mindestens 100 kg, vorzugsweise von 150 kg aufnehmen kann ohne sich dabei merklich zu verformen oder nachzugeben. Erfindungsgemäß wird so eine haptisch steife Ladekante darstellbar, welche bei einem Heckaufprall durch das gezielte Zusammenfalten des Grundträgers angrenzende Karosserieelemente vor einer Beschädigung schützt.
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Vorzugsweise kann die Kerbe dabei V-förmig oder U-förmig ausgebildet sein. Eine Ausbildung der Kerbe in der vorgenannten Geometrie hat sich als besonders vorteilhaft zur Erzielung des gewünschten Faltens des Grundträgers in einem Crashfall erwiesen.
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Vorzugsweise folgt die Kerbe der Kontur des Tragelements. In der Regel weist das Tragelement eine leicht bogenförmige Kontur auf die dem Design des Fahrzeugs angepasst ist, so dass die Kerbe vorzugsweise ebenfalls dieser Kontur folgend ausgeführt ist. Vorteilhafterweise ist so gewährleistet, dass an jedem Punkt des Tragelements, also auch an jedem Punkt eines möglichen Aufpralls auf das Stoßfängerelement, der Grundträger funktionsgleich ausgebildet ist. Weiter vorzugsweise erstreckt sich die mindestens eine Kerbe daher zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge des Tragelements.
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Weiterhin kann zusätzlich ein Abstützelement vorgesehen sein, welches eine Abstützung des Tragelements in Z-Richtung gegenüber dem Karosserieelement ermöglicht. Da insbesondere in Z-Richtung der Grundträger möglichst steif ausgebildet sein muss, um auftretende Belastungen, bei z. B. einem Be- oder Entladen eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Grundträger, noch besser aufnehmen zu können.
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Das hier beschriebene Koordinatensystem bezieht sich auf das üblicherweise im Bereich von Kraftfahrzeugen genutzte Koordinatensystem, d. h. die X-Richtung bezeichnet die Fahrzeuglängsrichtung, die Y-Richtung bezeichnet die Fahrzeugquerrichtung und die Z-Richtung bezeichnet die vertikale Richtung.
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Das Abstützelement kann dabei vorteilhafterweise als hohlförmige Zylinderstruktur ausgebildet sein. Die hohlförmige Zylinderstruktur stellt dabei eine Geometrie dar, welche sich relativ einfach und kostengünstig in einem Spritzgussverfahren herstellen lässt. Weiter vorzugsweise ist die hohlförmige Zylinderstruktur an ihrem dem Karosserieelement zugewandten Ende geschlossen. Weiterhin weist das Abstützelement vorzugsweise eine Ausnehmung auf, welche von Verbindungselementen durchfassbar ist. Als Verbindungselemente kommen insbesondere Schraubverbindungen infrage.
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Das Abstützelement ist vorzugsweise an dem Tragelement angeformt, weiter vorzugsweise einstückig angeformt noch weiter vorzugsweise in einem Kunststoffspritzgussverfahren angespritzt.
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Das Tragelement weist erfindungsgemäß mindestens eine Rippe quer zur Längsrichtung des Tragelements auf, die die Kerbe kreuzt. Zur Erhöhung der Steifigkeit des Grundträgers weist das Tragelement Rippen auf, die sich im Wesentlichen senkrecht mit den Kerben kreuzen.
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Das Tragelement weist erfindungsgemäß weiter im Kreuzungsbereich von Rippe und Kerbe mindestens eine Materialaussparung auf. Die Geometrie der Rippe ist so mit der Kerbe und der Materialaussparung abgestimmt, dass in Vorteilhafterweise ein Maximum an versteifender Wirkung bei einer gleichzeitig bei einem Heckaufprall auftretenden gezielten Zusammenfaltung des Grundträgers erreicht wird. Die Materialaussparung bewirkt dabei, dass auch die Rippe im Crashfall der Faltung des Grundträgers unbeschränkt folgen kann.
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Das Tragelement kann endseitig mindestens ein angeformtes gekrümmtes Seitenelement zur Anpassung des Tragelements an die Kontur des Stoßfängerelements und/oder des Karosserieelements aufweisen. Vorzugsweise ist das angeformte gekrümmte Seitenelement einstückig angeformt, weiter vorzugsweise gleichzeitig während des Spritzgussvorgangs des gesamten Grundträgers hergestellt.
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Vorzugsweise sind mindestens drei Kerben vorgesehen, wobei zwei Kerben einen gemeinsamen Abstand zueinander aufweisen, der kleine ist als der Abstand von einer der beiden Kerben zu einer weiteren Kerbe. Durch das paarweise Vorsehen von zwei Kerben die einen geringeren gemeinsamen Abstand zueinander aufweisen als der Abstand einer der beiden Kerben zu einer weiteren Kerbe, wird in Vorteilhafterweise gewährleistet, dass im Crashfall der Zusammenfaltvorgang sehr gleichmäßig erfolgt. Es wurde dabei erkannt, dass die paarweise angeordneten Kerben im Crashfall zuerst zusammengefaltet werden sollten um ein gleichmäßiges Faltverhalten des gesamten Grundträger zu erzielen. Die paarweise angeordneten Kerben sind erfindungsgemäß daher so im Deformationsweg des Grundträgers positioniert, dass diese Kerben zuerst gefaltet werden.
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Das Tragelement kann mindestens ein Rastelement zur Verrastung mit dem Stoßfängerelement aufweisen. Das Vorsehen mindestens eines Rastelements erlaubt eine einfache und schnelle Montage des Stoßfängerelements an dem erfindungsgemäßen Tragelement bzw. Grundträgers.
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Vorzugsweise weist der Befestigungsabschnitt Versteifungselemente auf, die insbesondere als Versteifungsrippen ausgebildet sein können. Durch das Vorsehen von Versteifungselementen wird in Vorteilhafterweise gewährleistet, dass der Befestigungsabschnitt eine erhöhte Kraft auf das Tragelement, das Karosserieelement bzw. wechselseitig zwischen beiden Elementen übertragen kann.
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Weiterhin Teil der Erfindung ist eine Baugruppe bestehend aus einem Grundträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem Stoßfängerelement. Das Stoßfängerelement ist dabei vorzugsweise lösbar mit dem erfindungsgemäßen Grundträger verbunden. Stoßfängerelement meint dabei insbesondere eine Stoßfängerverkleidung.
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Weiterhin Teil der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem Grundträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder mit einer Baugruppe nach Anspruch 7.
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Ausführungsbeispiele:
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Grundträgers mit einem Stoßfängerelement
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2 eine räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Grundträgers in einer Ansicht von oben
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3 eine Detaildarstellung des erfindungsgemäßen Grundträgers von oben
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4 eine Detaildarstellung des erfindungsgemäßen Grundträgers von unten
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5 eine weitere Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Grundträgers
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6 eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Grundträgers in einer rückwärtigen Ansicht
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7 eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Grundträgers von unten
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8 eine räumliche Detaildarstellung des erfindungsgemäßen Grundträgers von oben
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Grundträgers (Schnitt entlang der Schnittlinie S-S in 2 bzw. in 8). Der Grundträger dient zur Befestigung eines Stoßfängerelements 1 an einem Karosserieelement 2 (hier lediglich gestrichelt angedeutet) eines Kraftfahrzeugs. Der Grundträger weist ein im Wesentlichen quer zu der Fahrzeuglängsachse ausgerichtetes Tragelement 3 aus Kunststoff auf. Zur Festlegung des Tragelements 3 an dem Karosserieelement 2 sind Befestigungsabschnitte 4 vorgesehen. Das Tragelement 3 weist mehrere, im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Tragelements 3 verlaufende Kerben 5a, 5b auf.
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Die Kerben 5 sind derart ausgebildet, dass sie in einem Crashfall ein Zusammenfalten des Grundträgers ermöglichen. Die Kerben 5 sind V-förmig ausgebildet. Das Tragelement 3 weist mehrere Rastelemente 10 zur Verrastung des Tragelements 3 mit dem Stoßfängerelement 1 auf. Die Festlegung des Tragelements 3 an dem Karosserieelement 2 erfolgt über eine Schraubverbindung 13 (hier ebenfalls lediglich gestrichelt angedeutet). Der erfindungsgemäße Grundträger und das Stoßfängerelement 1 bilden eine gemeinsame Baugruppe. Das Stoßfängerelement 1 ist als Stoßfängerverkleidung ausgebildet.
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Die 2 zeigt eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Grundträgers in einer Ansicht von oben. Die Kerben 5 folgen dabei der Kontur des Tragelements 3, welches eine leichte Bogenform zeigt. Die Kerben 5 erstrecken sich dabei über zumindest im Wesentlichen die gesamte Länge des Tragelements 3. Zusätzlich ist ein Abstützelement 6 vorgesehen, welches eine Abstützung des Tragelements 3 in Z-Richtung gegenüber einem hier nicht näher dargestellten Karosserieelement 2 ermöglicht. Das Tragelement 3 weist endseitig jeweils ein angeformtes gekrümmtes Seitenelement 9 zur Anpassung des Tragelements 3 an die Kontur des hier nicht näher dargestellten Stoßfängerelements 1 und/oder zur Anpassung an die Kontur des hier nicht näher dargestellten Karosserieelements 2 auf.
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Die 3 zeigt einen Detailausschnitt des erfindungsgemäßen Grundträgers von oben. Das Abstützelement 6 zur Abstützung des Tragelements 3 in Z-Richtung gegenüber einem hier nicht näher dargestellten Karosserieelement 2 ist als hohlförmige Zylinderstruktur ausgebildet. Das Tragelement 3 weist ein Rastelement 10 zur Verrastung mit einem hier nicht näher dargestellten Stoßfängerelement 1 auf.
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In 4 ist eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Grundträgers in einer Ansicht von unten dargestellt. Das Tragelement 3 weist mehrere Rippen 7 auf, die quer zur Längsrichtung des Tragelements 3 angeordnet sind. Die Rippen 7 kreuzen dabei die Kerben 5. Im Kreuzungsbereich von Rippen 7 und Kerben 5 weist das Tragelement 3 Materialaussparungen 8 auf. Die Kerben 5, Rippen 7 und Materialaussparungen 8 sind so aufeinander abgestimmt, dass das erfindungsgemäße Zusammenfalten des Grundträgers im Crashfall sicher und reproduzierbar erfolgt.
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Der in 5 dargestellte Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Grundträger zeigt drei Kerben 5a und 5b, wobei zwei Kerben 5a einen gemeinsamen Abstand X zueinander aufweisen. Der Abstand X ist kleiner als der Abstand Y von einer der beiden Kerben 5a zu der weiteren Kerbe 5b. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Wert des Abstands X einen Betrag von etwa 12 mm und der Wert für den Abstand Y einen Betrag von etwa 21 mm auf.
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Die in 6 dargestellte rückwärtige Ansicht des erfindungsgemäßen Grundträgers zeigt die Befestigungsabschnitte 4 zur Festlegung des Tragelements 3 an einem hier nicht näher dargestellten Karosserieelement 2. Die Befestigungsabschnitte 4 weisen Versteifungselemente 11 auf. Die Versteifungselemente 11 sind als Versteifungsverrippungen ausgebildet. Zusätzlich sind Abstützelemente 6 vorgesehen, die eine Abstützung des Tragelements 3 in Z-Richtung gegenüber einem hier nicht näher dargestellten Karosserieelement 2 ermöglichen. Die Abstützelemente 6 sind als hohlförmige Zylinderstruktur ausgebildet. Die Abstützelemente 6 sind an dem Tragelement 3 angeformt, in diesem Fall direkt in einem Kunststoffspritzgussverfahren angespritzt.
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Die 7 zeigte eine Gesamtdarstellung des erfindungsgemäßen Grundträgers in einer Ansicht von unten. Gut erkennbar sind die zusätzlich vorgesehenen Abstützelemente 6, die eine Abstützung des Tragelements 3 in Z-Richtung gegenüber dem hier nicht näher dargestellten Karosserieelement 2 ermöglichen. Die Abstützelemente 6 sind als hohlförmige Zylinderstrukturen ausgebildet. Weiterhin erkennbar ist ein Kabelhalterelement 12, welches zur Fixierung und Führung von insbesondere Datenkabeln für z. B. Rückfahrsensoren bzw. Rückfahrkameras dienen. Das Tragelement 3 weist eine Vielzahl von Rippen 7 quer zur Längsrichtung des Tragelements 3 auf. Die Rippen 7 kreuzen dabei die Kerben 5a und 5b.
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Die 8 zeigt eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Grundträgers in einer Draufsicht von oben. Erkennbar sind die Kabelhalterelemente 12, die zur Führung von insbesondere Datenkabeln dienen. In der Draufsicht sind Materialaussparungen 8 erkennbar, die im Kreuzungsbereich der Rippen 7 mit den erfindungsgemäßen in das Tragelement 3 eingebrachten Kerben 5 angeordnet sind. Der Befestigungsabschnitt 4 ist so ausgeformt, dass ein Verschraubungselement 13 (hier nicht dargestellt) in den Befestigungsabschnitt 4 einführbar ist, über welches das Tragelement 3 an einem hier nicht näher dargestellten Karosserieelement 2 festgelegt werden kann.
