DE102010046492A1

DE102010046492A1 - Energieabsorptionseinheit und Stoßfängeranordnung für eine Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE102010046492A1
Application number: DE201010046492
Authority: DE
Inventors: Curd-Sigmund Böttcher
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2012-03-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieabsorptionseinheit für eine Stoßfängeranordnung einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem zwischen einem Trägerbauteil (16) der Karosserie und einem Stoßfängerquerträger (12) zu befestigenden Hohlprofilteil (14; 54), welches zur Befestigung am Trägerbauteil (16) an einem Endabschnitt zumindest eine im Innenbereich des Hohlprofilteils (14; 54) liegende Befestigungsplatte (25; 61) mit einer Durchgangsöffnung (32) zur Aufnahme eines Befestigungsmittels (38; 58) aufweist.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieabsorptionseinheit für eine Stoßfängeranordnung einer Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere eine als Crash-Box ausgebildete Energieabsorptionseinheit, die im Kollisionsfall ein vorgegebenes, möglichst kontrolliertes Deformationsverhalten zeigt.
Hintergrund
Stoßfängeranordnungen für Kraftfahrzeuge weisen typischerweise eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Stoßfängerträgerstruktur mit einem Stoßfängerquerträger auf. Gängige Stoßfängerquerträger sind üblicherweise mittels Energieabsorptionseinheiten, wie etwa Crash-Boxen, mit der Tragstruktur des Kraftfahrzeugs, insbesondere mit den Längsenden vorderer und/oder hinterer Längsträger der Fahrzeugkarosserie verbunden. Die Energieabsorptionseinheiten oder Crash-Boxen sind dabei als Deformationskörper ausgebildet.
Gattungsgemäße Energieabsorptionseinheiten können durch ihr definiertes und vorgegebenes Deformationsverhalten Stoßenergien bis zu einem gewissen Grad weitgehend vollständig absorbieren. Etwaige Beschädigungen an den Längsträgern oder anderen, in Kollisionsrichtung hinter den Crash-Boxen liegenden Karosseriekomponenten können hierdurch verringert oder gar vollständig vermieden werden.
Die Befestigung bekannter Crash-Boxen, etwa an den Längsträgern, am Vorder- und/oder Hinterrahmen des Kraftfahrzeugs sehen zum Beispiel eine sogenannte Stick-in-Lösung vor, bei welcher die Crash-Box ein dem Längsträgerprofil entsprechendes hohlprofilartiges Bauteil aufweist, welches unter Bildung eines Überdeckungsbereichs in das Längsträgerprofil eingeschoben wird. Zur Befestigung können hierbei Schrauben Verwendung finden, die die überlappenden Wandungsabschnitte durchsetzen.
Ferner ist denkbar, dass die Crash-Box, der karosserieseitige Längsträger und/oder der Stoßfängerquerträger zu Befestigungszwecken vorgesehene Flanschabschnitte aufweisen, die ein wechselseitiges Befestigen, etwa ein Verschrauben, ermöglichen. So kommen zur Befestigung des Stoßfängerquerträgers an einer einzigen Crash-Box und bei deren Befestigung am Längsträger mitunter bis zu acht Schrauben zum Einsatz.
Andere Befestigungslösungen sehen zum Beispiel Ankerplatten vor, die an den Profilenden von Crash-Box und/oder Längsträger vorgesehen sind. Crash-Box und Längsträger gelangen bei der Montage mit ihren jeweiligen Ankerplatten stumpf stoßend zur wechselseitigen Anlage und können unter Zuhilfenahme von zum Beispiel Schrauben miteinander verbunden werden.
Die Vielzahl zu verwendender Verbindungsmittel, insbesondere von lösbaren Schrauben zur Befestigung von Crash-Boxen an karosserieseitigen Trägerbauteilen, wie etwa Längsträgern, erfordert den Einsatz einer Vielzahl von Befestigungsmitteln und ist dementsprechend arbeits-, zeit- und kostenintensiv.
Es ist daher Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, eine hinsichtlich Montageaufwand verbesserte Energieabsorptionseinheit bereitzustellen, die eine zuverlässige, schnelle und unkomplizierte sowie kostengünstig zu implementierende Befestigung der Energieabsorptionseinheit bzw. einer Stoßfängeranordnung an der Fahrzeugkarosserie ermöglicht.
Zur Lösung jener Aufgabe ist vorliegend eine Energieabsorptionseinheit gemäß Patentanspruch 1, eine Stoßfängeranordnung nach Patentanspruch 5, ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 13 sowie ein Verfahren zur Montage einer Stoßfängeranordnung an einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß Patentanspruch 14 vorgesehen. Einzelne vorteilhafte Weiterbildungen hiervon sind jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
Die Energieabsorptionseinheit oder Crash-Box ist für eine Stoßfängeranordnung einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen. Sie weist ein Hohlprofilteil auf, welches zwischen einem Trägerbauteil der Kraftfahrzeugkarosserie und einem Stoßfängerquerträger zu befestigen ist.
Zumindest für seine Befestigung am Trägerbauteil der Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere an einem Endabschnitt eines Längsträgers, weist das Hohlprofilteil an einem Endabschnitt zumindest eine im Inneren seines Profilquerschnitts liegende Befestigungsplatte auf. Diese ist mit einer Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Befestigungsmittels versehen. Indem das Hohlprofilteil bzw. die Energieabsorptionseinheit eine inmitten ihres Hohlprofilabschnittes liegende Befestigungsplatte mit einer Durchgangsöffnung aufweist, kann zum Beispiel mit nur einem einzigen Befestigungsmittel, etwa mit einer Schrauben-Mutter-Kombination, das Hohlprofilteil und damit die Energieabsorptionseinheit zumindest am Trägerbauteil der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt werden.
Das innen, im Inneren des Hohlprofilteils zu liegen kommende Befestigungsmittel ist hierbei weitreichend gegen Umwelteinflüsse, insbesondere gegen Verschmutzungen, wie Staub und Feuchtigkeit geschützt. Zudem kann durch seine bevorzugt zentrisch im Hohlprofilquerschnitt liegende Position mit nur einem einzigen Befestigungsmittel eine über den gesamten Hohlprofilquerschnitt ausreichende und bevorzugt gleichförmig verteilte Anpresskraft herbeigeführt werden.
Die Befestigungsplatte erstreckt sich von Vorteil im Wesentlichen über den gesamten Hohlprofilquerschnitt der Energieabsorptionseinheit. Die Befestigungsplatte kann insoweit das Hohlprofilteil zu seinem Befestigungsende hin verschließen.
In vorteilhafter Weiterbildung hiervon ragt die Befestigungsplatte mit ihrem Seitenrand als Abstützflansch über den Querschnitt des Hohlprofilteils nach außen. Hierbei können sämtliche Seitenränder der Befestigungsplatte über einen Anbindungsrand des Hohlprofilteils nach außen ragen. Der dabei gebildete Abstützflansch dient einer kraftübertragenden Abstützung der Energieabsorptionseinheit am Trägerbauteil der Fahrzeugkarosserie. Der Abstützflansch erstreckt sich, in Umfangsrichtung betrachtet, bevorzugt mit gleichbleibender Flanschbreite über den Seitenrand des Hohlprofilteils.
In einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass sich die Befestigungsplatte von einem an das Hohlprofil angrenzenden Randbereich unter einem Winkel in das Profilinnere erstreckt und ferner angrenzend an die Durchgangsöffnung, welche zur Aufnahme des Befestigungsmittels vorgesehen ist, eine Abstützfläche aufweist, deren Flächennormale sich im Wesentlichen parallel zur Profillängsrichtung des Hohlprofilteils erstreckt.
Die Befestigungsplatte ist insoweit nicht plan, sondern gebogen oder in sich verprägt oder geknickt ausgebildet. So ist insbesondere vorgesehen, dass in Profillängsrichtung betrachtet, die bevorzugt mittig im Hohlprofilteil liegende Abstützfläche versetzt zum an das Hohlprofil angrenzenden Randbereich der Befestigungsplatte zu liegen kommt. Die mit der Durchgangsöffnung versehene Abstützfläche kann insoweit vom Hohlprofilrand in Profillängsrichtung hervorstehen oder entgegengesetzt, gegenüber einem Randbereich weiter in Längsrichtung in das Hohlprofilteil hineinragen.
Die Befestigungsplatte selbst kann hierbei als Präge- oder Tiefziehteil ausgebildet sein und ist bevorzugt unlösbar, insbesondere stoffschlüssig mit dem Hohlprofilteil verbunden. Es ist insbesondere ein Verschweißen von Hohlprofilteil und zugehöriger Befestigungsplatte vorgesehen.
In einem nebengeordneten Aspekt ist ferner eine Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, die ein Trägerbauteil einer Kraftfahrzeugkarosserie, insbesondere einen hinteren und/oder einen vorderen Längsträger und zumindest einen Stoßfängerquerträger aufweist, der mittels zumindest einer zuvor beschriebenen Energieabsorptionseinheit am Trägerbauteil befestigbar bzw. befestigt ist.
Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der Stoßfängerquerträger mit zumindest einer, bevorzugt mit zwei Energieabsorptionseinheiten vormontiert von einem Kraftfahrzeugzulieferer zu fertigen ist und dass der aus diese Art und Weise vorkonfigurierte Stoßfängerquerträger durch Befestigung der Energieabsorptionseinheiten an der Kraftfahrzeugkarosserie an selbiger montiert und befestigt wird.
Zur Befestigung der Energieabsorptionseinheit am Trägerbauteil der Kraftfahrzeugkarosserie ist ferner eine der Befestigungsplatte der Energieabsorptionseinheit korrespondierende Gegenbefestigungsplatte in einem Hohlprofilabschnitt des entsprechenden Trägerbauteils, insbesondere im Hohlprofilabschnitt eines Längsträgers angeordnet. Die Gegenbefestigungsplatte weist ebenso wie die Befestigungsplatte eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Befestigungsmittels auf. Alternativ hierzu kann das Befestigungsmittel auch unmittelbar an der Gegenbefestigungsplatte befestigt sein.
Es ist zum Beispiel denkbar, an der Gegenbefestigungsplatte zum Beispiel eine mit einer Durchgangsöffnung fluchtend zu liegen kommende Schweißmutter anzuordnen, in die eine Schraube eingeschraubt werden kann, die in Montagestellung die beiden im Wesentlichen fluchtend zueinander liegenden Durchgangsöffnungen von Befestigungsplatte und Gegenbefestigungsplatte durchsetzt.
Ebenso ist für die Gegenbefestigungsplatte nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass sie sich von einem an das Hohlprofil des Trägerbauteils angrenzenden Randbereich unter einem Winkel in das Profilinnere erstreckt und angrenzend an die Durchgangsöffnung oder an das Befestigungsmittel eine Abstützfläche aufweist, deren Flächennormale sich im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Hohlprofilteils der Energieabsorptionseinheit erstreckt.
Ferner ist auch für die Gegenbefestigungsplatte ein Abstützflansch vorgesehen, der aus zumindest einem, bevorzugt aus sämtlichen Seitenrändern der Befestigungsplatte gebildet wird und über den Querschnitt des Längsträgers bzw. des Trägerbauteils der Karosserie nach außen ragt. Abstützflansche von Befestigungsplatte und Gegenbefestigungsplatte sind hierbei miteinander korrespondierend ausgebildet, damit sich die in einer Endmontageposition befindliche Energieabsorptionseinheit über den Abstützflansch ihrer Befestigungsplatte am Abstützflansch der Gegenbefestigungsplatte kraftübertragend abstützen kann.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Gegenbefestigungsplatte und/oder ihr Abstützflansch als Abschnitte eines in Längsrichtung des Trägerbauteils variabel positionierbaren und am Trägerbauteil befestigbaren Einsatzes ausgebildet. Dieser Einsatz dient insoweit als Abstütz- oder Aufnahmeschuh für die Energieabsorptionseinheit und ist vor Montage der Energieabsorptionseinheit selbst am Trägerbauteil, insbesondere durch Einsetzen in das Hohlprofil des Trägerbauteils zu befestigen. Entsprechend der Bauteiltoleranzen ist der Einsatz positionsgenau in Hohlprofillängsrichtung am Trägerbauteil zu befestigen, von Vorteil hiermit zu verschweißen.
Bei einer Montage des Einsatzes, zum Beispiel an einem sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckenden Längsträger, legt die Position des Einsatzes am Längsträger die Längs-Position der Energieabsorptionseinheit und des hieran zu befestigenden oder bereits befestigten Stoßfängerquerträgers fest. Indem der Einsatz innerhalb vorgegebener Grenzen variabel in Längsrichtung am Trägerbauteil positionierbar ist, können etwaige Längstoleranzen zur Einhaltung einer vorgegebenen Fahrzeuglänge kompensiert werden.
In vergleichbarer Art und Weise sind auch die Abstützflansche von Befestigungsplatte und Gegenbefestigungsplatte zueinander ausgebildet. Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass die Abstützflansche von Befestigungsplatte und Gegenbefestigungsplatte sowohl in Fahrzeugquerrichtung (y) als auch in Fahrzeughochrichtung (z) innerhalb vorgegebener Maßtoleranzen zueinander positionierbar und dementsprechend unter Zuhilfenahme des Befestigungsmittels in Endmontageposition miteinander befestigbar sind.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen die Befestigungsplatte, die Gegenbefestigungsplatte und/oder der Stoßfängerquerträger jeweils eine fluchtend mit dem Befestigungsmittel positionierte Durchgangsöffnung zur Aufnahme des Befestigungsmittels und/oder zum Hindurchführen eines Befestigungswerkzeugs auf. Insbesondere bei einer Vormontage von Stoßfängerquerträger und Crash-Box ist im Stoßfängerquerträger eine Durchgangsöffnung auszubilden, die das Hindurchführen eines Befestigungswerkzeugs, wie etwa eines Schraubenschlüssels zum Anziehen eines als Befestigungsschraube ausgebildeten Befestigungsmittels, ermöglicht.
Das Befestigungswerkzeug ist hierbei bevorzugt außen durch den gesamten Stoßfängerquerträger sowie durch das dahinterliegende Hohlprofilteil der Energieabsorptionseinheit hindurchzuführen, um zum Beispiel das an der Schnittstelle von Energieabsorptionseinheit und Karosserie-Trägerbauteil angeordnete Befestigungsmittel zu aktivieren, im Falle einer Schraubverbindung etwa anzuziehen.
In weiterer vorteilhafter Weiterbildung sind die Befestigungsplatte und die Gegenbefestigungsplatte derart ausgebildet, dass bei Erreichen einer wechselseitigen Anlagestellung ihrer Abstützflanschabschnitte, die die Durchgangsöffnungen für das Befestigungsmittel aufweisenden Abstützflächen von Befestigungsplatte und Gegenbefestigungsplatte in einem vorgegebenen Abstand zueinander zu liegen kommen. Das heißt, Abstützflächen und Abstützflanschabschnitte von Befestigungsplatte und Gegenbefestigungsplatte sind in Profillängsrichtung derart zueinander angeordnet, dass bei aneinander anliegenden Abstützflanschabschnitten ein vorgegebenes Mindestspaltmaß zwischen den Abstützflächen eingehalten, wird.
Werden die Befestigungsplatte und Gegenbefestigungsplatte etwa mit einem die Abstützfläche fluchtend durchsetzenden Schraubbolzen miteinander verschraubt, kann jenes Spaltmaß auf ein Minimum, bis hin zu einer wechselseitigen Anlage der Abstützflanschabschnitte verringert werden. Die sich hierbei unter Umständen verformenden Befestigungs- und Gegenbefestigungsplatten können dabei von Vorteil eine in Umfangsrichtung möglichst gleichförmige Zug- oder Druckbeanspruchung auf die Abstützflanschabschnitte aufbringen.
Auch kann nach einer Weiterbildung vorgesehen werden, dass sich die Abstützflächen im Wege der Befestigung von Energieabsorptionseinheit und Trägerbauteil unmittelbar oder mittels eines dazwischenliegenden Abstandstücks aneinander abstützen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht ferner vor, dass durch die Öffnung des Stoßfängerquerträgers eine Befestigungsstange einer Anhängerzugvorrichtung hindurchführbar und am im Innenraum der Energieabsorptionseinheit befindlichen Befestigungsmittel befestigbar ist. So kann die Befestigungsstange beispielsweise mit einem Innengewinde versehen werden, welches auf einen hiermit korrespondierenden Außengewindeabschnitt des Befestigungsmittels lösbar aufschraubbar ist.
Daneben ist in einem weiteren unabhängigen Aspekt ein Kraftfahrzeug vorgesehen, welches mit wenigstens einer zuvor beschriebenen Energieabsorptionseinheit und/oder mit einer zuvor beschriebenen Stoßfängeranordnung versehen ist.
Daneben ist ein Verfahren zur Montage einer Stoßfängeranordnung an zumindest einem Längsträger einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen, wobei zunächst ein mit einer Gegenbefestigungsplatte versehener Einsatz in einen Endabschnitt des Längsträgers eingesetzt und am Längsträger befestigt wird.
Hiernach wird eine als Hohlprofilteil ausgebildete Energieabsorptionseinheit an dem Einsatz angeordnet, wobei das Hohlprofilteil zum Beispiel wenigstens bereichsweise in den Einsatz eingeführt oder auch stumpf mittels geeigneter Abstützflanschabschnitte am Einsatz zur Anlage gebracht werden kann. Die Energieabsorptionseinheit weist hierbei eine in ihrem Innenbereich liegende Befestigungsplatte auf, die mit der Gegenbefestigungsplatte des Einsatzes korrespondiert.
Nachdem die Energieabsorptionseinheit in eine Endmontagestellung am Einsatz verbracht wurde, werden die Befestigungsplatte und die Gegenbefestigungsplatte mittels zumindest eines Befestigungsmittels, welches miteinander fluchtende Befestigungsöffnungen von Befestigungsplatte und Gegenbefestigungsplatte durchsetzt, wechselseitig miteinander befestigt. Wie bereits zuvor erwähnt, kann hierbei insbesondere die Gegenbefestigungsplatte anstelle einer Durchgangsöffnung mit einem hieran vormontierten Befestigungsmittel, insbesondere mit einer Schweißmutter versehen sein.
In Weiterbildung hiervon ist unter anderem vorgesehen, die zumindest eine, bevorzugt sämtliche Energieabsorptionseinheiten vor einem Anordnen am Einsatz andern Ends mit einem Stoßfängerquerträger zu verbinden, der eine fluchtend zu den Befestigungsöffnungen angeordnete Durchgangsöffnung aufweist, durch welche ein Befestigungswerkzeug zum Befestigen des Befestigungsmittels hindurchgeführt wird.
Daneben ist ferner denkbar, die Energieabsorptionseinheit auch von der anderen Seite, also vom Längsträger aus, zumindest bei einer Erstmontage am Kraftfahrzeug zu befestigen. Eine derartige Befestigung erfolgt bevorzugt bevor das Hohlprofil des Längsträgers mit einem Schließblech verschlossen wird, also in einem Fertigungszustand, in welchem der Innenbereich des Längsträgers noch von außen zugänglich ist.
Ein ausschließlich von der Innenseite des Längsträgers zugängliches Schraubmittel kann hierbei zur Verschraubung von längsträgerseitiger Gegenbefestigungsplatte und crash-box-seitiger Befestigungsplatte Verwendung finden. Andern Ends einer solchen Schraubverbindung kann eine weitere Schraubenmutter vorgesehen werden, die zum Beispiel zum Lösen der crash-box-seitigen Befestigungsplatte von außen, durch den Stoßfängerquerträger hindurch, etwa zu Reparaturzwecken zugänglich ist.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Ziele Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Stoßfängeranordnung,
2 eine geschnittene Darstellung der Stoßfängeranordnung gemäß 1 in der x-z-Ebene,
3 eine der 2 entsprechende Darstellung während des Montageprozesses,
4 eine geschnittene Darstellung einer abgewandelten Befestigungsplatte mit Einführschrägen,
5 einen den 2 und 3 entsprechenden Querschnitt mit Darstellung von Toleranzausgleichsmöglichkeiten,
6 eine geschnittene Darstellung mit am Befestigungsmittel befestigter Anhängerzugvorrichtung,
7 eine geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform in der x-z-Ebene,
8 eine perspektivische Darstellung der Ausführung gemäß 7 von hinten, durch einen noch nicht verschlossenen Längsträger hindurch betrachtet,
9 eine perspektivische Darstellung eines im Längsträger befestigten Einsatzes und
10 eine perspektivische isolierte Darstellung eines Stoßfängerquerträgers mit daran befestigter Crash-Box gemäß 8.
Die in den 1 bis 6 dargestellte Stoßfängeranordnung 10 weist einen Längsträger 16 einer Fahrzeugkarosserie auf, an dessen Endabschnitt ein in Form eines Hohlprofilteils 14 ausgebildete Energieabsorptionseinheit lösbar befestigt ist. Die Energieabsorptionseinheit oder Crash-Box 14 weist ein definiertes Umformverhalten bei Auftreten oberhalb eines Schwellwerts liegender mechanischer Kräfte auf und dient der Absorption mechanischer Stoßenergien, um den Längsträger 16 vor etwaigen kollisionsbedingten Verformungen zu schützen.
Andern Ends ist an der Crash-Box 14 ein sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckender Stoßfängerquerträger 12 angeordnet, der dazu ausgebidlet ist, von außen zugeführte Stoßenergie aufzunehmen und in die Crash-Box abzuleiten.
Wie aus den Querschnitten der 2 bis 5 hervorgeht, ist zur Befestigung der Energieabsorptionseinheit 14 am Längsträger 16 jeweils nur eine einzige Schraubverbindung 38, 40 erforderlich. Die Befestigungsschraube 38 befindet sich hierbei annähernd mittig oder zentriert im Hohlprofilquerschnitt von Längsträger 16 und Energieabsorptionseinheit 14.
An ihren aneinander zugewandten Enden weisen der Längsträger 16 und die Energieabsorptionseinheit 14 miteinander korrespondierende Befestigungsplatten 20, 25 auf, die mit Erreichen einer in 5 angedeuteten Endmontagestellung zwei fluchtend zueinander zu liegen kommende Durchgangsöffnungen 30, 32 aufweisen. Die am Längsträger 16 vorzusehende Gegenbefestigungsplatte 20 ist als Teil eines in das Längsträgerprofil einsetzbaren Einsatzes 21 oder Befestigungsschuhs ausgebildet. Jener Profileinsatz 21 weist der Energieabsorptionseinheit 14 zugewandt ferner einen nach außen ragenden Abstützflansch 22 auf der über den Profilrand des Längsträgers 16 seitlich hinausragt.
Die Gegenbefestigungsplatte 20 weist in unmittelbarer Umgebung zu ihrer Durchgangsöffnung 30 eine im Wesentlichen eben, mit ihrer Flächennormalen im Wesentlichen parallel zur Trägerlängserstreckung ausgerichtete Abstützfläche 26 auf, die nach außen, zum Profileinsatz 21 hin unter einer Schrägen 36 an den Einsatz 21 angrenzt oder in diesen nahtlos übergeht.
Die crash-box-seitig vorgesehene Befestigungsplatte 25 ist in ähnlicher Art und Weise aufgebaut. Auch sie weist eine bevorzugt im Zentrum des Hohlprofilteils 14 liegende Abstützfläche 28 auf, die über eine Schräge oder Schrägfläche 34 nach außen an die Profilwandung angrenzt. Die Befestigungsplatte 25 ragt unter Bildung eines Abstützflanschs 24 über den Profilquerschnitt des Hohlprofilteils 14 hinaus.
Die Größen der miteinander korrespondierenden Flanschabschnitte 22, 24 von Gegenbefestigungsplatte 20 und Befestigungsplatte 25 sind hierbei derart gewählt, dass die Energieabsorptionseinheit 14 zumindest in den in 5 mit Bezugsziffer 44 angedeuteten Grenzen in Fahrzeughochrichtung (z) und, hier allerdings nicht dargestellt, in entsprechender Art und Weise auch in Fahrzeugquerrichtung (y) variabel am Längsträger 16 befestigbar ist.
Ein Längentoleranzausgleich kann hierbei ferner über eine in der Länge variable Positionierung des Einsatzes 21 am Längsträger 16 erfolgen. Ein entsprechendes Toleranzmaß ist in 5 mit Bezugsziffer 46 gekennzeichnet.
Mit Erreichen einer zum Beispiel in 2 gezeigten Endmontagestellung gelangen zunächst die miteinander korrespondierenden Flanschabschnitte 22, 24 von Gegenbefestigungsplatte 20 und Befestigungsplatte 25 unmittelbar zur Anlage. Die Schraubenöffnungen 30, 32 sind hierbei derart groß gewählt, dass eine toleranzausgleichende Anordnung in Fahrzeughochrichtung (z) und Fahrzeugquerrichtung (y) innerhalb des vorgegebenen Toleranzraums möglich ist.
Die in etwa mittig in den Hohlprofilteilen 14, 16 liegenden Abstützflächen 26, 28 sind ebenfalls in einem in 5 angedeuteten Abstand 27 zueinander angeordnet, der erst unter Bildung einer in 2 gezeigten Verschraubung minimiert oder gänzlich aufgehoben wird. Im Zuge der Verschraubung von Schraube 38 und Schweißmutter 40 können die Befestigungsplatte 25 und Gegenbefestigungsplatte 20 entsprechende Zug- oder Spannkräfte unmittelbar auf die Wandungsabschnitte der Hohlprofilteile 14, 16 übertragen, sodass diese unter einer möglichst gleichmäßige Zug- oder Druckbeanspruchung fest aneinander anliegen.
Des Weiteren erweist sich zumindest die Schrägfläche 34 der Energieabsorptionseinheit 14 zum Einführen oder Positionieren der Crash-Box am Trägerbauteil 16 als vorteilhaft. Sie kann beispielsweise in der in 3 gezeigten Art und Weise eine Selbstzentrierung der miteinander zu verbindenden Bauteile 14, 16 unterstützen. Auch ist denkbar, wie in 4 angedeutet, die Schrägflächen 42 etwa im Winkel zu verändern, sodass diese eine für die Zwecke der Zentrierung optimierte Einführschräge zum zumindest bereichsweisen Einführen der Energieabsorptionseinheit 14 in die vom Einsatz 21 gebildete Aufnahme bereitstellen.
Durch die Abstützflansche 22, 24 kann ferner ein Verrutschen der Energieabsorptionseinheit 14 in Profillängsrichtung während der Montage weitgehend verhindert werden.
Wie ferner in 1 und 2 angedeutet, ist der Stoßfängerquerträger mit einer Durchgangsöffnung 18 versehen, um mit einem geeigneten Werkzeug in den Innenraum der in sich hohl ausgebildeten Crash-Box 14 zur Verschraubung der Schraube 38 zu gelangen. Die Durchgangsöffnungen 30, 32 von Gegenbefestigungsplatte und Befestigungsplatte 20, 25 als auch die Durchgangsöffnung 18 des Stoßfängerquerträgers 12 sind hierbei von Vorteil zueinander fluchtend angeordnet.
6 zeigt in Weiterbildung hiervon, dass auch anstelle eines Befestigungswerkzeugs etwa eine Hülse 48 durch die im Stoßfängerquerträger vorgesehene Öffnung 18 in die Crashbox 14 eingeführt und dort an der Befestigungsschraube befestigt werden kann. Als Schraube 38 kann hierbei beispielsweise eine Imbus-Schraube vorgesehen werden, die mit einem Außengewinde versehen ist, auf welches die Hülse oder Befestigungsstange 48 einer Anhängerzugvorrichtung aufschraubbar ist. In 6 ist die Anhängerzugvorrichtung vereinfacht mit einem am freien Ende der Hülse 48 ausgebildeten Auge 50 zum Anhängen von Lasten dargestellt.
In den 7 bis 10 ist in unterschiedlichen Darstellungen eine weitere Ausgestaltung einer Stoßfängeranordnung dargestellt. Die in 10 in perspektivischer Darstellung gezeigte Crash-Box 54 ist hierbei dem Längsträger 16 zugewandt mit einer im Querschnitt trapezartig ausgebildeten Befestigungsplatte 61 versehen. Diese weist eine in etwa mittig liegende Abstützfläche 62 auf, die über eine Schrägfläche 60 in einen im Wesentlichen parallel zur Abstützfläche 62 ausgerichteten Randabschnitt 67 übergeht.
Ähnlich wie in der Ausgestaltung gemäß der 1 bis 6, bildet auch diese Befestigungsplatte 61 einen seitlich überstehenden Abstützflansch 72, der gemäß der Querschnittsdarstellung nach 7 an einem korrespondierenden Flansch 70 einer entsprechenden Gegenbefestigungsplatte 63 zur Anlage gelangt. Auch die Gegenbefestigungsplatte 63 weist eine im Wesentlichen zentrisch angeordnete Abstützfläche 66 auf, die über eine Schrägfläche 64 in den randseitigen Profileinsatz 71 mündet.
Im Unterschied zu der in 3 dargestellten Gegenbefestigungsplatte 20 weist die in den 7 bis 10 gezeigte Gegenbefestigungsplatte 63 bzw. der gesamte Einsatz 71 eine Formgebung auf, die mittels einer Präge- oder Tiefziehoperation aus einem Metallblechzuschnitt formbar ist, während für die Gegenbefestigungsplatte 20 und/oder für den zugeordneten Einsatz 21 gemäß 3 bevorzugt ein Gussteil vorzusehen ist.
So verlaufen beide Schrägflächen 60, 64 von Befestigungsplatte 61 und Gegenbefestigungsplatte 63 in der Ausgestaltung gemäß der 7 bis 10 in dieselbe Richtung, nämlich vom Profilrand nach innen, dem Befestigungsmittel 58 zugewandt und dem Stoßfängerquerträger 12 abgewandt.
Wie ferner in 7 im Querschnitt dargestellt, kann das Befestigungsmittel zum Beispiel einen zentralen Schraubbolzen 58 und zwei gegenüberliegende Muttern 40, 56 sowie ein Zwischenstück 68 miteinander verbinden. Eine derartige Verbindungstechnik eignet sich insbesondere dazu, wie in 8 angedeutet, vor Fertigstellung des geschlossenen Hohlprofils des Längsträgers 16, insbesondere vor Anbringung eines Schließblechs bereits die in 10 vorkonfiguriert dargestellte Einheit aus Stoßfängerquerträger 12 und daran vormontierter Crash-Box 54 aus einer in 8 zugänglichen Lage am Längsträger 16 von hinten zu verschrauben.
Im Reparaturfall wäre sodann lediglich die über die Öffnung 18 im Stoßfängerquerträger 12 zugängliche Mutter 58 zu lösen, um die Crash-Box 54 vom Längsträger 16 abnehmen zu können.
Um eine unmittelbare Anlage und Abstützung der Abstützflächen 62, 66 von Befestigungsplatte 61 bzw.
Gegenbefestigungsplatte 63 zu erreichen, ist ferner zwischen den Abstützflächen 62, 66 ein Abstandsstück 68 vorgesehen, welches eine mittelbare Abstützung von Befestigungsplatte 61 und Gegenbefestigungsplatte 63 ermöglicht.
Es ist ferner denkbar, auch für die innerhalb des Längsträgers 16 zu liegen kommende Mutter eine Schweißmutter vorzusehen, die z. B. fest mit der Innenseite der Abstützfläche 66 zu verbinden ist.
Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Stoßfängeranordnung
12: Stoßfängerquerträger
14: Energieabsorptionseinheit
16: Längsträger
18: Durchgangsöffnung
20: Befestigungsplatte
21: Profileinsatz
22: Abstützflansch
24: Abstützflansch
25: Befestigungsplatte
26: Abstützfläche
27: Abstand
28: Abstützfläche
30: Durchgangsöffnung
32: Durchgangsöffnung
34: Schrägfläche
36: Schrägfläche
38: Schraube
40: Mutter
42: Einführschräge
44: Einbautoleranzmaß
46: Einbautoleranzmaß
48: Hülse
50: Auge
54: Energieabsorptionseinheit
56: Mutter
58: Schraube
60: Schrägfläche
61: Befestigungsplatte
62: Abstützfläche
63: Gegenbefestigungsplatte
64: Schrägfläche
65: Stützrippe
66: Abstützfläche
68: Abstandsstück
70: Abstützflansch
71: Profileinsatz
72: Abstützflansch

Claims

Energieabsorptionseinheit für eine Stoßfängeranordnung einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem zwischen einem Trägerbauteil (16) der Karosserie und einem Stoßfängerquerträger (12) zu befestigenden Hohlprofilteil (14; 54), welches zur Befestigung am Trägerbauteil (16) an einem Endabschnitt zumindest eine im Innenbereich des Hohlprofilteils (14; 54) liegende Befestigungsplatte (25; 61) mit einer Durchgangsöffnung (32) zur Aufnahme eines Befestigungsmittels (38; 58) aufweist.
Energieabsorptionseinheit nach Anspruch 1, wobei sich die Befestigungsplatte (25; 61) im Wesentlichen über den gesamten Hohlprofilquerschnitt erstreckt.
Energieabsorptionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Befestigungsplatte (25; 61) mit ihrem Seitenrand als Abstützflansch (24; 72) über den Querschnitt des Hohlprofilteils (14; 54) nach außen ragt.
Energieabsorptionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Befestigungsplatte (25; 61) von einem an das Hohlprofil (14; 54) angrenzenden Randbereich unter einem Winkel in das Profilinnere erstreckt und angrenzend an die Durchgangsöffnung (32) eine Abstützfläche (28; 62) aufweist, deren Flächennormalen sich im Wesentlichen parallel zur Profillängsrichtung erstreckt.
Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Trägerbauteil (16) einer Kraftfahrzeugkarosserie und mit zumindest einem Stoßfängerquerträger (12), welcher mittels zumindest einer Energieabsorptionseinheit (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche am Trägerbauteil (16) befestigt ist.
Stoßfängeranordnung nach Anspruch 5, wobei eine mit der Befestigungsplatte (25; 61) der Energieabsorptionseinheit korrespondierende Gegenbefestigungsplatte (20; 63) in einem Hohlprofilabschnitt des als Längsträger (16) ausgebildeten Trägerbauteils angeordnet ist.
Stoßfängeranordnung nach Anspruch 6, wobei die Gegenbefestigungsplatte (20; 63) mit ihrem Seitenrand als Abstützflansch (22; 70) über den Querschnitt des Längsträgers (16) nach außen ragt.
Stoßfängeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, wobei die Gegenbefestigungsplatte (20; 63) und/oder ihr Abstützflansch (22; 70) als Abschnitte eines in Längsrichtung des Trägerbauteils (16) variabel positionierbaren und am Trägerbauteil befestigbaren Einsatzes (21; 71) ausgebildet sind.
Stoßfängeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, wobei die Befestigungsplatte (25; 61), die Gegenbefestigungsplatte (20; 63) und/oder der Stoßfängerquerträger (12) jeweils eine fluchtend mit dem Befestigungsmittel (38; 58) positionierte Durchgangsöffnung (32, 30, 18) zur Aufnahme des Befestigungsmittels (38; 58) und/oder zum Hindurchführen eines Befestigungswerkzeugs aufweisen.
Stoßfängeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, wobei die Befestigungsplatte (25; 61) und die Gegenbefestigungsplatte (20; 63) derart ausgebildet sind, dass bei Erreichen einer wechselseitigen Anlagestellung ihrer Abstützflanschabschnitte (22; 70, 24; 72), die Abstützflächen (26, 28; 62, 66) von Befestigungsplatte (25; 61) und Gegenbefestigungsplatte (20; 63) in einem vorgegebenen Abstand (27) zueinander zu liegen kommen.
Stoßfängeranordnung nach Anspruch 10, wobei die Abstützflächen (26, 28; 62, 66) sich im Wege der Befestigung von Energieabsorptionseinheit und Trägerbauteil (16) unmittelbar oder mittels eines dazwischenliegenden Abstandsstücks (68) aneinander abstützen.
Stoßfängeranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, wobei durch die Öffnung (18) des Stoßfängerquerträgers (12) eine Befestigungsstange (48) einer Anhängerzugvorrichtung hindurchführbar und am Befestigungsmittel (38; 58) befestigbar ist.
Kraftfahrzeug mit einer Energieabsorptionseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4 und/oder mit einer Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 12.
Verfahren zur Montage einer Stoßfängeranordnung an zumindest einem Längsträger (16) einer Kraftfahrzeugkarosserie mit folgenden Schritten: – Einsetzen eines mit einer Gegenbefestigungsplatte (20; 63) versehenen Einsatzes (21; 71) in einen Endabschnitt des Längsträgers (16) – Anordnen einer ein Hohlprofilteil (14; 54) aufweisenden Energieabsorptionseinheit an dem Einsatz (21; 71), welche eine in ihrem Innenbereich liegende Befestigungsplatte (25; 61) aufweist, die mit der Gegenbefestigungsplatte (20, 63) des Einsatzes korrespondiert, – wechselseitiges Befestigen von Befestigungsplatte (25; 61) und Gegenbefestigungsplatte (20; 63) mittels zumindest eines Befestigungsmittels (38; 58), welches miteinander fluchtende Befestigungsöffnungen (30, 32) von Befestigungsplatte (25; 61) und Gegenbefestigungsplatte (20; 63) durchsetzt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Energieabsorptionseinheit (14) vor dem Anordnen am Einsatz (21; 71) andern Ends mit einem Stoßfängerquerträger (12) verbunden wird, der eine fluchtend zu den Befestigungsöffnungen (30; 32) angeordnete Durchgangsöffnung (18) aufweist, durch welche ein Befestigungswerkzeug zum Befestigen des Befestigungsmittels (38; 58) hindurch geführt wird.