DE102011083372A1

DE102011083372A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011083372A1
Application number: DE201110083372
Authority: DE
Inventors: Robert Dünisch; Benjamin Koch; Helmut Gottmann; Norbert Wendland
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-03-28

Abstract

Im Kraftfahrzeugbau ist es allgemein bekannt, an die vorderen Stirnenden von Motorlängsträgern jeweils eine Crashbox zu befestigen. An den vorderen Enden der Crashboxen ist ein vorderer Stoßfänger angebracht. Zur Befestigung einer Crashbox an einem solchen Fahrzeuglängsträger ist es bekannt, an den Stirnenden der Fahrzeuglängsträgern eine Stirnplatte anzuschweißen, die kragenförmig in Fahrzeughöhenrichtung und Fahrzeugquerrichtung von dem Fahrzeuglängsträger absteht. An diese Stirnplatte kann eine Crashbox angeschraubt werden. Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Verschraubung einer Crashbox mit einer Fahrzeuglängsträger zu verbessern. Erfindungsgemäß ist eine Crashbox (3) ausschließlich mit einer einzigen Schraube (5) an ein Stirnende eines sich in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckenden Fahrzeuglängsträger (1) angeschraubt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Fahrzeuglängsträger, an dessen Stirnende eine Crashbox befestigt ist.
Im Kraftfahrzeugbau ist es allgemein bekannt, an die vorderen Stirnenden von Motorlängsträgern jeweils eine Crashbox zu befestigen. An den vorderen Enden der Crashbox wiederum ist ein vorderer Stoßfänger angebracht. Bei einem Crash sollen sich die Crashboxen gezielt deformieren, um Crashenergie abzubauen. Idealerweise werden dadurch die Motorlängsträger beim Crash nicht beschädigt, sodass nach dem Crash nur die Crashboxen und der Stoßfänger ausgetauscht werden müssen. Analog dazu ist es im Kraftfahrzeugbau allgemein bekannt, an den hinteren Stirnenden von Hecklängsträgern jeweils eine Crashbox zu befestigen, an deren hinteren Enden ein hinterer Stoßfänger angebracht ist.
Zur Befestigung der Crashboxen an den Fahrzeuglängsträgern ist es aus der DE 10 2005 039 467 B3 bekannt, an den Stirnenden der Fahrzeuglängsträgern eine Stirnplatte anzuschweißen, die kragenförmig in Fahrzeughöhenrichtung und Fahrzeugquerrichtung von dem Fahrzeuglängsträger absteht. An eine solche Stirnplatte kann eine Crashbox angeschraubt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Verschraubung einer Crashbox mit eifern Fahrzeuglängsträger zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine Crashbox ausschließlich mit einer einzigen Schraube an einem Stirnende eines Fahrzeuglängsträger angeschraubt. Eine einzige Verschraubung lässt sich mit weniger Aufwand und schneller herstellen, als die aus dem Stand der Technik bekannte vierfache Verschraubung. Allerdings muss diese einzige Schraube allen Beanspruchungen der Verbindung zwischen dem Fahrzeuglängsträger und der Crashbox standhalten können. Die Crashbox weist bevorzugt keine Überschneidung und damit auch keinen Formschluss mit dem Fahrzeuglängsträger in Fahrzeuglängsrichtung auf. Die Längsachse der Schraube erstreckt sich günstigerweise in Fahrzeuglängsrichtung.
Üblicherweise besteht der Fahrzeuglängsträger in Schalenbauweise im Wesentlichen aus zwei Blechschalen, die einen gemeinsamen Hohlraum umschließen, der sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Günstigerweise ist in dem Hohlraum des Fahrzeuglängsträgers ein Einsatz mit einem Gewinde für die einzige Schraube angeordnet. Dabei ist der Einsatz mit dem Fahrzeuglängsträger verbunden. Somit erfolgt die Zugkrafteinleitung über die Schraube in den Einsatz und vom Einsatz in den Fahrzeuglängsträger. Druckkräfte werden direkt von der Crashbox in den Einsetz des Längsträgers eingeleitet. Dabei wird die Kraft innerhalb des Hohlraums eingeleitet. Bevorzugt befindet sich das Gewinde im Einsatz zentrisch im Fahrzeuglängsträger. Dabei verläuft die Längsachse des Gewindes bevorzugt in Fahrzeuglängsrichtung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden näher beschrieben wird. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellungsweise eine perspektivische Ansicht eines Endbereichs eines Fahrzeuglängsträgers eines Kraftfahrzeugs, an dessen Stirnseite eine Crashbox angeschraubt ist.
In der Figur ist die Befestigung eines Front- oder Heckendmoduls an einer Stirnseite eines Fahrzeuglängsträgers dargestellt. Das Front- oder Heckendmodul umfasst zumindest einen Stoßfängerquerträger 4 sowie eine linke und eine rechte Crashbox 3. Als Frontendmodul ist es über die Crashboxen 3 an den vorderen Enden der beiden parallel zueinander verlaufenden, vorderen Fahrzeuglängsträgern 1 angebracht, als Heckendmodul ist es über die Crashboxen 3 an den hinteren Enden der beiden parallel zueinander verlaufenden, hinteren Fahrzeuglängsträgern 1 angebracht. Die beiden vorderen Fahrzeuglängsträger erstrecken sich in Fahrzeuglängsrichtung x von einer Stirnwand nach vorne. Sofern sie zugleich zur Befestigung einer Brennkraftmaschine dienen, werden sie üblicherweise als Motorlängsträger bezeichnet. Die beiden hinteren Fahrzeuglängsträger erstrecken sich hinter einem Fahrgastraum in Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten. An jedem Fahrzeuglängsträger 1 ist stirnseitig je eine Crashbox 3 angeschraubt, die Bestandteil des Front- oder Heckendmoduls ist.
Die Crashbox 3 grenzt ohne Überschneidung in Fahrzeuglängsrichtung x mit dem Fahrzeuglängsträger 1 stirnseitig an diesen an. Sie ist mit einer einzigen Schraube 5 in Fahrzeuglängsrichtung x an einem Einsatz 2 angeschraubt, der in dem Fahrzeuglängsträger angeordnet und mit diesem verschweißt ist.
Die Crashbox 3 besteht aus einem sich in Fahrzeuglängsrichtung x erstreckenden Hohlkörper 3a, der so gestaltet ist, dass er sich ab einer definierten Grenzlast in Fahrzeuglängsrichtung x plastisch verformt und dabei durch die Verformung Energie abbaut, wie sie bei einem Crash über den Stoßfängerquerträger 4 in die Crashbox 3 eingebracht wird. Durch die gezielte Deformation der Crashbox 3 kann idealerweise die Crashenergie soweit abgebaut werden, dass der Fahrzeuglängsträger 1 nicht beschädigt wird. Dazu ist dieser steifer ausgelegt als der Hohlkörper 3a der Crashbox 3. An der dem Fahrzeuglängsträger 1 zugewandten Stirnseite der Crashbox 3 ist eine flächige Befestigungsplatte 3b angebracht. Die Befestigungsplatte 3b erstreckt sich vor allem in Fahrzeugquerrichtung y und Fahrzeughöhenrichtung z. Sie ragt kragenförmig in Fahrzeugquerrichtung y und Fahrzeughöhenrichtung z über den Hohlkörper 3a hinaus und bildet so senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung x eine Anlagefläche. Zentrisch zum Hohlkörper 3a weist die Befestigungsplatte 3b ein Durchgangsloch für den Schaft 5a der Schraube 5 auf. So kann die Schraube 5 in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen von vorne mit dem Schaft 5a durch das Durchgangsloch hindurch gesteckt und in den Einsatz 2 geschraubt werden, während der Kopf 5b der Schraube 5 an den das Durchgangsloch umgebenden Rändern der Befestigungsplatte 3b anliegt.
Der Einsatz 2 besteht aus einem tiefgezogenen Stahlblech. Er weist einen Befestigungsabschnitt 2b auf, mit dem er formschlüssig und flächig an der Innenseite der Blechschalen des Fahrzeuglängsträgers 1 anliegt und mit diesen punktverschweißt ist. In Fahrzeuglängsrichtung x gesehen hinter diesem Befestigungsabschnitt 2b läuft der Einsatz 2 zentrisch zusammen und bildet ein sich in Fahrzeuglängsrichtung x erstreckendes Gewinde 2a für die Schraube 5. In Fahrzeuglängsrichtung x gesehen vor dem Befestigungsabschnitt 2b bildet der Einsatz 2 einen Kragen 2c, der sich in Fahrzeugquerrichtung y und Fahrzeughöhenrichtung z erstreckt. Dieser Kragen 2c des Einsatzes 2 steht in Fahrzeuglängsrichtung x vorne über die Stirnseite des Fahrzeuglängsträgers 1 hinaus. Im Rohbau wird der Einsatz 2 in Fahrzeuglängsrichtung x von vorne in den Fahrzeuglängsträger 1 eingeschoben, bis der Kragen 2c am Stirnende das gewünschte Längenmaß erreicht hat. Anschließend wird der Einsatz 2 mit seinem Befestigungsabschnitt 2b mit dem Fahrzeuglängsträger verschweißt.
Die Befestigungsplatte 3b der Crashbox 3 und der Kragen 2c des Einsatzes 2 liegen flächig aneinander an und stützen sich gegenseitig ab. Wenn es sich bei dem Fahrzeuglängsträger 1 um einen Hecklängsträger und bei der Crashbox 3 um einen Teil eines Heckendmoduls handelt, kann zwischen der Befestigungsplatte 3b und dem Kragen 2c des Einsatzes 2 zusätzlich eine Heckverkleidung 6 des Kraftfahrzeugs einklemmt sein.
Die Vorteile dieser Anordnung werden besonders deutlich, wenn die Montage des Front- oder Heckendmoduls an das restliche Kraftfahrzeug betrachtet wird: Wie bereits ausgeführt umfasst das Front- oder Heckendmodul zumindest eine linke und eine rechte Crashbox 3 sowie einen Stoßfängerquerträger 4. Dieses Modul wird nun an dem Kraftfahrzeug positioniert, sodass die Krägen 2c der Einsätze 2 des linken und des rechten Fahrzeuglängsträgers 1 und die Befestigungsplatten 3b der Crashboxen 3 aneinander stoßen. Da die Krägen 2c und die Befestigungsplatten 3b flächig aneinander anliegen, ist sichergestellt, dass alle Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung x optimal von der Crashbox 3 in den Fahrzeuglängträger 1 übertragbar sind. Nun wird sowohl bei der linken als auch bei der rechten Crashbox 3 jeweils in Fehrzeuglängsrichtung x von vorne eine einzige Schraube 5 durch eine Ausnehmung 4a im Stoßfängerquerträger 3 und durch den Hohlkörper 3a der Crashbox 3 hindurch mit dem Schaft 5a durch das Durchgangsloch der Befestigungsplatte 3b hindurch gesteckt und in das Gewinde 2a des Einsatzes 2 eingeschraubt. Der Kopf 5b der Schraube 5 liegt dabei an der Befestigungsplatte 3b an. Nach dem Anziehen der Schraube 5 der linken Crashbox 3 und der Schraube 5 der rechten Crashbox 3 ist die gesamte Montage des Front- oder Heckendmoduls bereits fertig. Es sind zur Befestigung des gesamten Front- oder Heckendmoduls nur eine linke und eine rechte Schraube 5 erforderlich. Jede Crashbox 3 wird mit nur einer einzigen Schraube 5 am jeweiligen Fahrzeuglängsträger 1 angeschraubt. Dadurch kann die Montage viel schneller als beim Stand der Technik erfolgen, bei dem auf beiden Seiten je vier Schrauben erforderlich sind. Dies beschleunigt die Montage und verringert die Kosten, da eine etwas größere Schraube 5 deutlich kostengünstiger als vier Schrauben ist.
Bei einem Kraftfahrzeug mit einer Anhängevorrichtung wird diese ebenfalls wie auch ein Heckendmodul an die hinteren Stirnenden der Hecklängsträger angebracht. Dazu weist die Anhängevorrichtung beidseitig je eine Aufnahmeplatte auf, die sich in Fahrzeugquerrichtung y und Fahrzeughöhenrichtung z erstreckt. Diese Aufnahmeplatten der Anhängevorrichtung können beidseitig jeweils zwischen dem Kragen 2c und des Einsatzes 2 und der Befestigungsplatte 3b der Crashbox 3 angeordnet und mit der einen Schraube 5 mit angeschraubt werden. Dazu weisen die Aufnahmeplatten entsprechende Durchgangslöcher für die jeweilige Schraube 5 auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005039467 B3 [0003]

Claims

Kraftfahrzeug mit einem sich in Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckenden Fahrzeuglängsträger (1), an dessen Stirnende eine Crashbox (3) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashbox (3) zur Befestigung ausschließlich mit einer einzigen Schraube (5) mit dem Fahrzeuglängsträger (1) verschraubt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeuglängsträger (1) in Schalenbauweise im Wesentlichen aus zwei Blechschalen besteht, die einen gemeinsamen Hohlraum umschließen
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum des Fahrzeuglängsträgers (1) ein Einsatz (2) mit einem Gewinde (2a) für die Schraube (5) angeordnet ist, der mit dem Fahrzeuglängsträger (1) verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashbox (3) im Wesentlichen aus einem hohlen Körper (3a) besteht.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashbox (3) an der dem Fahrzeuglängsträger (1) zugewandten Stirnseite eine flächige Befestigungsplatte (3b) aufweist, die sich vor allem in Fahrzeugquerrichtung (y) und Fahrzeughöhenrichtung (z) erstreckt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsplatte (3b) ein Durchgangsloch für den Schaft (5a) der Schraube (5) aufweist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (5) mit dem Schaft (5a) durch das Durchgangsloch in der Befestigungsplatte (3b) hindurch in das Gewinde (2a) im Einsatz (2) des Fahrzeuglängsträgers (1) hinein geschraubt ist, sodass der Kopf (5b) der Schraube (5) an der Befestigungsplatte (3b) auf der dem Fahrzeuglängsträger (1) abgewandten Seite anliegt.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug einen linken und einen dazu parallel verlaufenden rechten Fahrzeuglängsträger (1) aufweist, an deren Stirnenden jeweils mit nur einer einzigen Schraube (5) eine Crashbox (3) in Fahrzeuglängsrichtung (x) angeschraubt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Crashboxen (3) Bestandteil eines vormontierten Stoßfängermoduls ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoßfängermodul in Verlängerung der Längsachsen der Schrauben (5) jeweils eine Ausnehmung (4a) aufweist, durch die hindurch die Schrauben (5) in Fahrzeuglängsrichtung (x) zugänglich sind.