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Die Erfindung betrifft einen Stoßfängerquerträger für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Patentanspruch 10 der Erfindung betrifft diese auch ein Fahrzeug, welches mit einem derartigen Stoßfängerquerträger ausgestattet ist.
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Aus der Praxis ist es seit geraumer Zeit bekannt, im Falle eines Crashereignisses stoßbelastete Bauteile der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise vordere und hintere Stoßfänger Anstoßenergie absorbierend auszubilden. So ist aus der
EP 1733 927 A1 ein Stoßfängerquerträger für ein Kraftfahrzeug bekannt, der seinerseits zum einen durch ein an Längsträgern der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigtes Kastenprofil gebildet ist. Dem besagten Kastenprofil ist in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) gesehen eine sich in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende, vertikal ausgerichtete Frontplatte vorgeordnet, die ihrerseits eine in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verlaufende Wellenkontur mit in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) gesehen abwechselnd nebeneinander angeordneten Wellenbergen und Wellentälern aufweist. Die vom Kastenprofil weggerichteten Wellenberge sind mittels vertikal ausgerichteter Stege am Kastenprofil abgestützt. Hierdurch sollen im Bereich der besagten Frontplatte abwechselnd lokal „weiche” und lokal „steife” Abschnitte geschaffen werden. Die besagten lokal „weichen” Abschnitte respektive Wellentäler, die ihrerseits nicht mittels der Stege am Kastenprofil abgestützt sind, sollen insbesondere dem Fußgängerschutz dienen. Aus der gattungsbildenden
DE 199 07 783 A1 ist des Weiteren ein mittelbar über Aufpralldämpfer respektive Deformationselemente an Karosserielängsträgern befestigter Stoßfängerquerträger bekannt, der seinerseits zumindest eine sich in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende Dehnzone zum Ausgleich einer bei einem Anstoß auftretenden Deformation des Stoßfängerquerträgers aufweist. Die zumindest eine Dehnzone ist durch eine wellenförmige Ausbildung des Stoßfängerquerträgers mit in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) gesehen abwechselnd nebeneinander angeordneten Wellenbergen und Wellentälern gebildet. Durch besagte Dehnzone soll im Falle eines Anstoßes zur Gewährleistung der Funktionsfähigkeit der Aufpralldämpfer eine Streckung des Stoßfängerquerträgers in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) bewirkt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stoßfängerquerträger der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass dieser im Hinblick auf ein etwaiges Unfallereignis, wie beispielsweise einen Frontal- oder Heckcrash, mittels einfacher und kostengünstiger Maßnahmen bezüglich bestimmter vorgegebener Belastungscharakteristiken und/oder einwirkender Kräfte „F” und/oder bestimmter ausgewählter Aufpralldämpfer optimierbar ist.
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Ausgehend von einem Stoßfängerquerträger für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, welcher mittel- oder unmittelbar an Längsträgern der Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist und zumindest eine sich in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckende Dehnzone aufweist, wobei die zumindest eine Dehnzone des Stoßfängerquerträgers durch eine wellenförmige Ausbildung des Stoßfängerquerträgers mit in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) gesehen abwechselnd nebeneinander angeordneten Wellenbergen und Wellentälern gebildet ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der zumindest einen Dehnzone wenigstens ein sich in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) über zumindest einen Teilabschnitt derselben erstreckender Zugstab zugeordnet ist, welcher im Bereich seiner beiden Stabenden am Stoßfängerquerträger befestigt ist.
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Durch diese Maßnahme ist besagte Dehnzone des Stoßfängerquerträgers zumindest abschnittsweise in ihrer Dehnbarkeit eingeschränkt, wodurch die Möglichkeit eröffnet ist, den Stoßfängerquerträger in seinem Umform- und Energieabsorptionsvermögen bezüglich bestimmter vorgegebener Belastungscharakteristiken und/oder einwirkender Kräfte „F” und/oder bestimmter ausgewählter Aufpralldämpfer, welche reversibel oder irreversibel dämpfende Aufpralldämpfer sein können, zu optimieren.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach kann der wenigstens eine Zugstab im Bereich seiner beiden Stabenden stoff-, kraft- und/oder formschlüssig am Stoßfängerquerträger befestigt sein, wodurch die Möglichkeit eröffnet ist, zumindest eine der beiden durch die Befestigung der Stabenden des wenigstens einen Zugstabs am Stoßfängerquerträger gebildeten Fügestellen derart auszulegen, dass diese infolge einer auf den Stoßfängerquerträger einwirkenden Belastung „F”, die ihrerseits mit einer Dehnung des Stoßfängerquerträgers in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) einhergeht, sowie Erreichen eines bestimmten maximalen Kraftniveaus im Stoßfängerquerträger und/oder in der zumindest einen Fügestelle definiert versagt. D. h., erst bei Erreichen eines bestimmten maximalen Kraftniveaus im Stoßfängerquerträger und/oder in der zumindest einen Fügestelle steht die vom Zugstab eingenommene bzw. in ihrer Dehnbarkeit beeinträchtigte Dehnzone bestimmungsgemäß zur Verfügung, indem die Fügestelle bricht und eine Verlängerung des Stoßfängerquerträgers in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) gestattet. Demgegenüber oder in Kombination mit vorstehender Ausführung kann der wenigstens eine Zugstab zumindest eine Sollbruchstelle aufweisen, die derart ausgelegt ist, dass der Zugstab infolge einer auf den Stoßfängerquerträger einwirkenden Belastung „F”, die ihrerseits mit einer Dehnung des Stoßfängerquerträgers in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) einhergeht, sowie Erreichen eines bestimmten maximalen Kraftniveaus im Stoßfängerquerträger und/oder im Zugstab definiert versagt. Auch hier steht erst bei Erreichen eines bestimmten maximalen Kraftniveaus im Stoßfängerquerträger und/oder im Zugstab die vom Zugstab eingenommene bzw. in ihrer Dehnbarkeit beeinträchtigte Dehnzone bestimmungsgemäß zur Verfügung, indem der Zugstab bricht und somit eine Verlängerung des Stoßfängerquerträgers in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) gestattet. Vorteilhaft kann dabei die zumindest eine Sollbruchstelle durch eine oder mehrere Materialausdünnungen, Querschnittsveränderungen, Ausnehmungen, Durchbrechungen und/oder dgl. mehr im Zugstab gebildet sein. Werter vorteilhaft kann der wenigstens eine Zugstab beispielsweise in Abhängigkeit einer bestimmten vorgegebenen Anstoßcharakteristik und/oder Anstoßkraft respektive Belastung „F” und/oder bestimmter ausgewählter Aufpralldämpfer aus einem Metall, einem Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff gebildet sein. Wie die Erfindung noch vorsieht, kann der Stoßfängerquerträger zumindest abschnittsweise durch ein im Querschnitt offenes oder geschlossenes Hohlprofil, beispielsweise durch ein U-Profil gebildet sein. Im Hinblick darauf kann der wenigstens eine Zugstab auf der Außenkontur oder bauraumsparend auf der Innenkontur des Stoßfängerquerträgers angeordnet sein. Schließlich kann der wenigstens eine Zugstab durch ein einfach und kostengünstig herstellbares und am Stoßfängerquerträger befestigbares Flachprofil gebildet sein.
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Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Stoßfängerquerträger der vorstehend beschriebenen Art.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Fahrzeug in einer Seitenansicht mit je einer am Front- und am Heckend des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Stoßfängeranordnung,
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2 eine Schnittansicht der frontseitigen Stoßfängeranordnung des Fahrzeugs nach 1 innerhalb einer Schnittebene, die ihrerseits durch die Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) und die Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) aufgespannt ist, mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Stoßfängerquerträger (auch Schnitt „I-I” nach 3, Schnitt „II-II” nach 5),
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3 äußerst schematisch der erfindungsgemäß ausgebildete Stoßfängerquerträger der Stoßfängeranordnung in einer Draufsicht (Ansicht „A” nach 2) gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltungsvariante,
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4 der Stoßfängerquerträger nach 3 in einem Zustand nach Einwirkung einer bestimmten erhöhten Belastung „F”, wie einer frontal wirkenden Anstoßkraft, auf denselben,
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5 äußerst schematisch der erfindungsgemäß ausgebildete Stoßfängerquerträger der Stoßfängeranordnung in einer Draufsicht (Ansicht „B” nach 2) gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante,
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6 der Stoßfängerquerträger nach 5 in einem Zustand nach Einwirkung einer bestimmten erhöhten Belastung „F”, wie einer frontal wirkenden Anstoßkraft, auf denselben, und
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7 eine Einzelteilansicht eines erfindungswesentlichen Zugstabs.
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1 zeigt ein Fahrzeug 1 bzw. Kraftfahrzeug, welches im Bereich seines Front- und Heckendes 2, 3 je eine Stoßfängeranordnung 4 aufweist. Gemäß 2 umfasst beispielgebend die Stoßfängeranordnung 4 des Frontends 2 eine Stoßfängerverkleidung 5 aus z. B. Kunststoff, die im montierten Zustand die Sichtfläche der Stoßfängeranordnung 4 bildet und einen Stoßfängerquerträger 6 aus beispielsweise Stahlblech überdeckt. Die Stoßfängerverkleidung 5 stützt sich dabei u. a. über eine Befestigungsleiste 7 an der Karosserie 8 des Fahrzeugs 1 ab. Der Stoßfängerquerträger 6 ist vorliegend durch ein langgestrecktes offenes Hohlprofil in Form eines U-Profils gebildet. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diesen u-profilförmigen Profilquerschnitt, sondern erfasst jeden an sich bekannten geeigneten Hohlprofilquerschnitt eines Stoßfängerquerträgers 6. So kann beispielsweise besagter Stoßfängerquerträger 6 auch einen kastenförmigen Profilquerschnitt aufweisen (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Der Stoßfängerquerträger 6 ist seinerseits nahe seiner Trägerenden mittelbar über nicht zum Erfindungsgegenstand gehörige, an sich bekannte Aufpralldämpfer 9, welche reversibler oder irreversibler Art sein können, an der Fahrzeugkarosserie 8, insbesondere an an sich bekannten Längsträgern 10 derselben abgestützt und befestigt (vgl. insbes. 3 bis 6). Die besagten Aufpralldämpfer 9 dienen überwiegend der Absorption von Anstoßenergie aus Fahrtgeschwindigkeiten bis etwa 15 km/h und können federelastisch (reversibel) ausgebildet oder durch an sich bekannte sogenannte Crashboxen, die sich im Crashfall irreversibel energieabsorbierend verformen, gebildet sein.
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Wie insbesondere den 3 bis 6 zu entnehmen ist, bildet der Stoßfängerquerträger 6 innerhalb einer horizontalen Ebene vorliegend über nahe seiner gesamten Längserstreckung eine sogenannte Dehnzone 11 aus, welche durch eine Wellenkontur des Stoßfängerquerträgers 6 gebildet ist, die in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verläuft und demgemäß abwechselnd nebeneinander angeordnete Wellenberge 12 und Wellentäler 13 aufweist. Durch die Ausbildung einer derartigen Dehnzone 11 ist im Falle einer aus beispielsweise einem Crashereignis, wie einem Frontalcrash (Belastung „F”), nach der Bedingung „L + x” eine energieabsorbierende Dehnung respektive Streckung des Stoßfängerquerträgers 6 entsprechend der Richtungspfeile 14 zu verzeichnen, wobei „L” für die ursprüngliche Länge zwischen zwei in y-Richtung beabstandeten Fixpunkten und „x” für die Längenänderung des Stoßfängerquerträgers 6 steht (vgl. insbes. 3 und 4). Vorteilhaft wirkt die Verformung des Stoßfängerquerträgers 6 innerhalb der Dehnzone 11 (Dehnung respektive Streckung) energieverzehrend. Des Weiteren wirkt besagte Dehnzone 11 auch als sogenannter geometrischer Kraftbegrenzer, indem beispielsweise bei definierter Zugbelastung des Stoßfängerquerträgers 6 infolge eines Frontalcrashs ein Nachgeben (Dehnung 1 Streckung) des Stoßfängerquerträgers 6 ermöglicht und durch Verformung Spannungen abgebaut werden, wodurch wiederum Risse im Material des Stoßfängerquerträgers 6 und in der Folge ein für Fahrzeuginsassen nachteiliges abruptes Versagen desselben vermieden werden.
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Das vorstehende Ausführungsbeispiel stellt auf einen Stoßfängerquerträger
6 ab, dessen Dehnzone
11 sich über nahezu seine gesamte Länge erstreckt. Demgegenüber kann es auch angezeigt sein und ist demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, eine oder mehrere in ihrer Längserstreckung lokal begrenzte Dehnzonen
11 der beschriebenen Art vorzusehen, die sich demgemäß nicht über den gesamten Stoßfängerquerträger
6 erstrecken, sondern an einen Abschnitt des Stoßfängerquerträgers
6 herkömmlicher Art, d. h., ohne besagte Wellenkontur, anschließen (vgl.
DE 199 07 783 A1 ).
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Um im Hinblick auf ein etwaiges Unfallereignis, beispielsweise einen Frontalcrash, den Stoßfängerquerträger 6 bezüglich bestimmter vorgegebener Belastungscharakteristiken und/oder einwirkender Kräfte „F” und/oder bestimmter ausgewählter Aufpralldämpfer 9 mittels einfacher und kostengünstiger Maßnahmen weiter optimieren zu können, ist gemäß den 2 bis 7 zumindest einer Dehnzone 11 wenigstens ein sich in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) über zumindest einen Teilabschnitt der Dehnzone 11 erstreckender Zugstab 15 zugeordnet, welcher im Bereich seiner beiden Stabenden stoff-, kraft- oder formschlüssig am Stoßfängerquerträger 6 befestigt ist.
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Besagter Zugstab 15 ist vorliegend lediglich beispielgebend durch ein Flachprofil aus Metall, beispielsweise Stahlblech, gebildet und gemäß den 2 (durchgehende Linienführung) und 3 beidenends stoffschlüssig durch Schweißung auf dem frontseitigen respektive vertikalen Abschnitt der Außenkontur des ebenfalls aus Stahlblech bestehenden und zu einem tiefgezogenen U-Profil umgeformten Stoßfängerquerträger 6 befestigt. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf besagtes Flachprofil, sondern erfasst jedwedes andere als Zugstab 15 geeignete Profil.
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Zumindest eine der beiden durch die Befestigung der Stabenden des Zugstabs 15 am Stoßfängerquerträger 6 gebildeten Fügestellen 16, 17, vorliegend Schweißnähte, ist derart ausgelegt, dass diese infolge einer auf den Stoßfängerquerträger 6 einwirkenden Belastung „F”, die ihrerseits mit einer Dehnung 14 des Stoßfängerquerträgers 6 in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) einhergeht, sowie Erreichen eines bestimmten maximalen Kraftniveaus im Stoßfängerquerträger 6 und/oder in der zumindest einen Fügestelle 16, 17 definiert versagt. D. h., erst bei Erreichen eines bestimmten maximalen Kraftniveaus im Stoßfängerquerträger 6 und/oder in der zumindest einen Fügestelle 16, 17 steht die vom Zugstab 15 eingenommene bzw. in ihrer Dehnbarkeit beeinträchtigte Dehnzone 11 bestimmungsgemäß zur Verfügung, indem die zumindest eine Fügestelle 16, 17 bricht und erst dann die bestimmungsgemäße Verlängerung des Stoßfängerquerträgers 6 in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) eintritt.
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Demgegenüber oder in Kombination mit vorstehender Ausführung kann der Zugstab 15 auch zumindest eine Sollbruchstelle 18 aufweisen, die derart ausgelegt ist, dass der Zugstab 15 infolge einer auf den Stoßfängerquerträger 6 einwirkenden Belastung „F”, die ihrerseits mit einer Dehnung 14 des Stoßfängerquerträgers 6 in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) einhergeht, sowie Erreichen eines bestimmten maximalen Kraftniveaus im Stoßfängerquerträger 6 und/oder im Zugstab 15 definiert versagt (4). Auch hier steht erst bei Erreichen eines bestimmten maximalen Kraftniveaus im Stoßfängerquerträger 6 und/oder im Zugstab 15 die vom Zugstab 15 eingenommene bzw. in ihrer Dehnbarkeit beeinträchtigte Dehnzone 11 bestimmungsgemäß zur Verfügung, indem der Zugstab 15 bricht und dann eine Verlängerung des Stoßfängerquerträgers 6 in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) eintritt. Die zumindest eine Sollbruchstelle 18 ist vorliegend durch eine Querschnittsveränderung respektive Einschnürung gebildet. Denkbar ist es auch und demgemäß durch die Erfindung miterfasst, eine oder mehrere Materialausdünnungen, Ausnehmungen, Durchbrechungen und/oder dgl. mehr vorzusehen (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Die besagte zumindest eine Fügestelle 16, 17 des wenigstens einen Zugstabs 15 und/oder der wenigstens eine Zugstab 15 selbst sind hinsichtlich ihrer Bruchfestigkeit (ihres Versagens) auf Basis berechneter und/oder im Rahmen von Versuchen empirisch ermittelter Werte ausgelegt.
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Wie in den 2 und 5 weiter gezeigt, kann in Abwandlung der vorstehenden Ausführungsbeispiele auch ein Zugstab 15a (in 2 gestrichelte Linienführung) auf einem horizontalen Abschnitt der Außenkontur des Stoßfängerquerträgers 6 befestigt sein. Weitere Möglichkeiten der Anordnung eines Zugstabs 15b–e an der Außen- oder auch Innenkontur des u-profilförmigen Stoßfängerquerträgers 6 sind ebenfalls der 2 (gestrichelte Linienführung) zu entnehmen.
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Des Weiteren beschränkt sich die Erfindung auch nicht auf einen einzigen Zugstab 15, 15a–e je Dehnzone 11, sondern erfasst bei Bedarf auch eine Mehrzahl derselben. Ebenso ist die Erfindung nicht auf metallene Zugstäbe 15, 15a–e und die stoffschlüssige Fügemaßnahme Schweißen beschränkt, sondern erfasst auch Zugstäbe 15, 15a–e aus Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff sowie jedwede anderen an sich bekannten geeigneten stoffschlüssigen Fügemaßnahmen, wie Kleben, und an sich bekannte kraftschlüssige Fügemaßnahmen, wie Verschraubungen, und/oder formschlüssige Fügemaßnahmen. So kann der wenigstens eine Zugstab 15a–e beispielsweise mittels demselben zugeordneter Verrastungsmittel derart mit dem Stoßfängerquerträger 6 verrastet bzw. verhakt sein, dass infolge einer auf den Stoßfängerquerträger 6 einwirkenden Belastung „F” der Zugstab 15, 15a–e im Sinne der Erfindung auf den Stoßfängerquerträger 6 einen Widerstand gegen Dehnung 4 aufbringt und erst bei Erreichen eines bestimmten maximalen Kraftniveaus im Stoßfängerquerträger 6 und/oder im Zugstab 15, 15a–e und/oder in der Fügestelle 16, 17 ein Versagen der Fügestelle 16, 17 und/oder des Zugstabs 15, 15a–e zu verzeichnen ist (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Ferner kann es angezeigt sein, je Stoßfängerquerträger 6 eine Mehrzahl von Dehnzonen 11 vorzusehen, denen je ein oder eine Mehrzahl Zugstäbe 15, 15a–e zugeordnet sind. Hierbei können die Zugstäbe 15, 15a–e und/oder deren Fügestellen 16, 17 derart unterschiedlich ausgelegt sein, dass diese bei Erreichen unterschiedlicher maximaler Kraftniveaus im Stoßfängerquerträger 6 und/oder im Zugstab 15, 15a–e und/oder in der Fügestelle 16, 17 erfindungsgemäß versagen, wodurch in weiten Grenzen vorteilhaft auf das Deformationsverhalten des Stoßfängerquerträgers 6 Einfluss genommen bzw. dasselbe definiert eingestellt werden kann (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Die Erfindung beschränkt sich ferner auch nicht auf das Frontend eines 2 eines Fahrzeugs 1, sondern erfasst auch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Stoßfängerquerträger 6, der seinerseits am Heckend 3 des Fahrzeugs 1 angeordnet ist und insbesondere während eines etwaige zu verzeichnenden Heckcrashs Anstoß absorbierend zum Einsatz kommt (nicht näher dargestellt).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Frontend
- 3
- Heckend
- 4
- Stoßfängeranordnung
- 5
- Stoßfängerverkleidung
- 6
- Stoßfängerquerträger
- 7
- Befestigungsleiste
- 8
- Karosserie
- 9
- Aufpralldämpfer
- 10
- Längsträger
- 11
- Dehnzone
- 12
- Wellenberg
- 13
- Wellental
- 14
- Richtungspfeil (Dehnung/Streckung)
- 15
- Zugstab
- 15a–e
- Zugstab
- 16
- Fügestelle
- 17
- Fügestelle
- 18
- Sollbruchstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1733927 A1 [0002]
- DE 19907783 A1 [0002, 0020]
