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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung für ein Deformationselement an einem Strukturbauteil eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Befestigungsanordnungen für Deformationselemente an Strukturbauteilen von Fahrzeugen sind in zahlreichen Variationen bekannt. Diese Befestigungsanordnungen umfassen mindestens eine karosserieseitig angeordnete erste Aufnahme, welche mit mindestens einem ersten Befestigungsbereich des Deformationselements eine erste Verbindung ausbildet. Das Deformationselement wird üblicherweise als Bauteil mit mindestens einer Hohlkammer ausgeführt. Das Deformationselement nimmt bei einem Aufprallereignis Energie durch Deformation und/oder Stauchung auf. Üblicherweise ist das Deformationselement zwischen einem Stoßfänger und dem Strukturbauteil angeordnet. Eine korrespondierende Stoßfängeranordnung für ein Fahrzeug weist den Stoßfänger, welcher mit dem Deformationselement verbunden ist, und das Strukturbauteil auf.
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Abschleppanordnungen für Fahrzeuge sind ebenfalls in zahlreichen Variationen bekannt. Diese Abschleppanordnungen weisen üblicherweise eine karosserieseitig angeordnete Aufnahme und eine Abschleppvorrichtung auf. Die Abschleppvorrichtung weist üblicherweise ein zumindest teilweise durch ein Deformationselement geführtes Befestigungselement, eine mit dem Befestigungselement gekoppelte Abschleppaufnahme und einen Befestigungsbereich auf. Der Befestigungsbereich bildet in einem montierten Zustand mit der Aufnahme eine karosserieseitige erste Verbindung aus. Ein abzuschleppendes Fahrzeug wird über die Abschleppaufnahme und ein mit der Abschleppaufnahme verbundenes Abschleppelement mit einem Zugfahrzeug gekoppelt. Üblicherweise ist die Abschleppaufnahme als Abschleppöse und das Abschleppelement des Zugfahrzeugs als mit einem Abschleppseil oder einer Abschleppstange verbundener Haken ausgeführt. Die Abschleppanordnungen leiten üblicherweise die beim Abschleppen auftretenden Kräfte in einen Längsträger der Fahrzeugkarosserie, um eine Biegebeanspruchung eines Stoßfängers zu minimieren. Zu diesem Zweck sind übliche Abschleppanordnungen im Verbindungsbereich des vorderen Stoßfängers und des Längsträgers angeordnet. Eine Verbindung zwischen dem Längsträger und dem vorderen Stoßfänger wird üblicherweise über das Deformationselement realisiert.
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Aus der
EP 1 721 786 B1 ist ein Stoßfängersystem mit einer Abschleppanordnung für ein Fahrzeug bekannt. Das Stoßfängersystem umfasst einen in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Stoßfänger, mindestens eine Aufnahme zum Anbringen einer lösbaren Abschleppvorrichtung und eine Befestigungsanordnung, welche den Stoßfänger an dem Fahrzeug befestigt. Der Stoßfänger wird hierbei insbesondere an einem Längsträger des Fahrzeugs befestigt. Des Weiteren umfasst die Befestigungsanordnung mindestens ein Verbindungselement, welches als Deformationselement ausgeführt ist. Das Deformationselement ist als Mehrkammer-Extrusionsprofil ausgeführt und absorbiert bei einem Aufprallereignis durch Stauchung Aufprallenergie. Die mindestens eine Aufnahme zum Anbringen der lösbaren Abschleppvorrichtung ist in einer Hohlkammer des Deformationselements angeordnet.
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Aus der
DE 10 2008 057 379 A1 ist eine aus mehreren Teilen bestehende Abschleppanordnung für ein Fahrzeug bekannt, welche eine als Abschleppöse ausgeführte Abschleppaufnahme und ein mit der Abschleppaufnahme verbundenes und zumindest teilweise durch ein Deformationselement geführtes Befestigungselement und eine karosserieseitig angeordnete Aufnahme umfasst. Das Befestigungselement bildet mit der karosserieseitig angeordneten Aufnahme eine Halteverbindung aus. Des Weiteren ist das Befestigungselement zum kontrollierten Versagen der Halteverbindung bei einer übermäßigen unfallbedingten Kraftbeaufschlagung ausgebildet.
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Aus der
DE 10 2010 024 572 A1 ist eine Aufpralldämpfungsstruktur mit Crashboxen bekannt. Die Aufpralldämpfungsstruktur umfasst eine Befestigungsanordnung für eine der als Spreizvorrichtungen ausgeführten Crashboxen an einem Längsträger eines Fahrzeugs mit einer karosserieseitig angeordneten Aufnahme, welche mit einem Befestigungselement des Deformationselements eine erste Verbindung ausbildet. Der Längsträger weist ein Insert auf, welches die als drehfest fixierte Mutter ausgeführte Aufnahme für das Befestigungselement des Deformationselements umfasst. Das Befestigungselement der als Spreizvorrichtung ausgeführten Crashbox ist als Schraubelement ausgeführt, welches zur Verbindung der Spreizvorrichtung mit dem Längsträger an einem Ende in die drehfest fixierte Mutter eingeschraubt ist. Am anderen Ende weist das Befestigungselement ein Schraubelement auf, welches mit einem Verlängerungsrohr mit Abschleppöse in Eingriff gebracht werden kann.
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Aus der
JP 2008 037 220 A ist eine gattungsgemäße Befestigungsanordnung für ein Deformationselement an einem Strukturbauteil eines Fahrzeugs mit mindestens einer karosserieseitig angeordneten ersten Aufnahme bekannt. Die erste Aufnahme bildet mit mindestens einem ersten Befestigungsbereich des Deformationselements eine erste Verbindung aus. Das Strukturbauteil weist mindestens ein erstes Insert auf, welches die mindestens eine karosserieseitig angeordnete erste Aufnahme für mindestens einen ersten Befestigungsbereich des Deformationselements und mindestens eine zweite Aufnahme für mindestens einen zweiten Befestigungsbereich eines als Abschleppöse ausgeführten Fahrzeugbauteils umfasst.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Befestigungsanordnung für ein Deformationselement an einem Strukturbauteil eines Fahrzeug zu schaffen, welche von außen wirkende Kräfte verteilt, welche beispielsweise während eines Abschleppvorgangs oder während eines Aufprallereignis auftreten. Durch das Verteilen der Kräfte soll insbesondere eine Überlastung des Strukturbauteils verhindert werden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung einer Befestigungsanordnung für ein Deformationselement an einem Strukturbauteil eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Befestigungsanordnung für ein Deformationselement an einem Strukturbauteil eines Fahrzeug zu schaffen, welche von außen wirkende Kräfte verteilt, so dass eine Überlastung des Strukturbauteils verhindert werden kann, weist das Strukturbauteil mindestens ein erstes Insert auf, welches mindestens eine karosserieseitig angeordnete erste Aufnahme für das Deformationselement und mindestens eine zweite Aufnahme für mindestens ein weiteres Fahrzeugbauteil umfasst. In vorteilhafter Weise können von außen wirkende Kräfte, welche beispielsweise während eines Abschleppvorgangs oder während eines Aufprallereignis auftreten, über das mindestens eine erste Insert auf die Fahrzeugbauteile verteilt werden. Beispielsweise können Kräfte, welche während eines Aufprallereignis auftreten, von dem Deformationselement über das mindestens eine erste Insert auf das Strukturbauteil und auf das mindestens eine weitere Fahrzeugbauteil übertagen werden. Somit werden die wirkenden Kräfte in vorteilhafter Weise auf das Strukturbauteil und auf das mindestens eine weitere Fahrzeugbauteil verteilt, wobei eine Überlastung und somit ein Abreißen des Strukturbauteils verhindert werden kann. Das Insert kann hierbei in vorteilhafter Weise als bereichsweise Verstärkung des Strukturbauteils ausgeführt werden. Dadurch, dass zwei Aufnahmen der Befestigungsanordnung in dem mindestens einem ersten Insert angeordnet werden, kann die Befestigungsanordnung in vorteilhafter Weise platzsparend umgesetzt werden. Des Weiteren kann die Montage der Befestigungsanordnungen durch das mindestens eine erste Insert mit den verschiedenen Aufnahmen erleichtert werden.
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Des Weiteren nimmt mindestens eine dritte Aufnahme des mindestens einen ersten Inserts mindestens einen dritten Befestigungsbereich eines zweiten Fahrzeugbauteils auf, welches vorzugsweise als Abschleppvorrichtung ausgeführt ist. Eine dritte Verbindung zwischen der mindestens einen dritten Aufnahme und dem mindestens einen dritten Befestigungsbereich ist zu diesem Zweck beispielsweise als lösbare Verbindung ausgeführt. In vorteilhafter Weise können die während eines Abschleppvorgangs auftretenden Kräfte über Insert in das Strukturbauteil und in den Hilfsrahmen eingeleitet werden. Das Insert schützt in vorteilhafter Weise insbesondere das Strukturbauteil vor einer Überlastung, welche beispielsweise ein Einreißen des Strukturbauteils bewirken kann. Die lösbare dritte Verbindung ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass die Abschleppvorrichtung entfernt werden kann. Im montierten Zustand kann die Abschleppvorrichtung hierbei innerhalb des Deformationselements angeordnet werden, so dass die Abschleppvorrichtung das Deformationselement vollständig durchdringt. Dadurch kann das zwischen einem Stoßfänger und dem Strukturbauteil angeordnete Deformationselement insbesondere während des Abschleppvorgangs in vorteilhafter Weise nicht durch die auftretenden axialen Kräfte belastet werden, da die während des Abschleppvorgangs auftretenden axialen Kräfte in vorteilhafter Weise durch das Deformationselement geleitet und nicht auf das Deformationselement übertragen werden. Des Weiteren kann die Abschleppvorrichtung durch Lösen der dritten Verbindung in vorteilhafter Weise demontiert und im Fahrzeug verstaut werden. Somit kann die Abschleppvorrichtung im demontierten Zustand das Verhalten des Deformationselements während eines Aufprallereignisses in vorteilhafter Weise nicht negativ beeinflussen.
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Unter einem Deformationselement wird im Folgenden ein Bauteil mit mindestens einer Hohlkammer verstanden, welches bei einem Aufprallereignis Energie durch Deformation und/oder Stauchung aufnimmt bzw. abbaut.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung kann die mindestens eine zweite Aufnahme des mindestens einen ersten Inserts mindestens einen zweiten Befestigungsbereich eines ersten Fahrzeugbauteils aufnehmen, welches vorzugsweise als Hilfsrahmen zur Befestigung eines Achsträgers ausgeführt ist. Eine zweite Verbindung zwischen der mindestens einen zweiten Aufnahme und dem mindestens einen zweiten Befestigungsbereich kann zu diesem Zweck beispielsweise formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgeführt werden. Hilfsrahmen sind in vorteilhafter Weise dazu ausgelegt wirkende Kräfte weiter zu leiten und/oder aufzunehmen. In vorteilhafter Weise kann ein Hilfsrahmen die wirkenden Kräfte von dem Strukturbauteil wegleiten.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung kann das Deformationselement und das Strukturbauteil formschlüssig gekoppelt werden. Eine formschlüssige Kopplung kann in vorteilhafter Weise die Montage erleichtern, da das Strukturbauteil und das Deformationselement durch den Fromschluss während der Montage nicht zusätzlich fixiert werden müssen, um eine erste Verbindung zwischen der ersten Aufnahme des Inserts und dem ersten Befestigungsbereich herzustellen. Des Weiteren kann der Fromschluss eine Biegesteifigkeit der Befestigungsanordnung erhöhen. Eine formschlüssige Kopplung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass das Deformationselement oder das Strukturbauteil eine Aussparung aufweist, in welche ein korrespondierender Überstand des Strukturbauteils oder des Deformationselements eingeführt werden kann. So kann die formschlüssige Kopplung beispielsweise als Schwalbenschwanzführung mit einem entsprechenden Hinterschnitt ausgeführt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung kann die mindestens eine erste Verbindung zwischen der ersten Aufnahme und dem ersten Befestigungsbereich formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgeführt werden. In vorteilhafter Weise kann eine Vielzahl an Befestigungsmethoden umgesetzt werden, welche beispielsweise an den Bauraum angepasst werden können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung kann mindestens ein im Deformationselement angeordnetes zweites Insert den mindestens einen ersten Befestigungsbereich aufweisen. Das zweite Insert kann die Stabilität des Deformationselements in vorteilhafter Weise erhöhen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung kann das Strukturbauteil als Fahrzeugunterbau ausgeführt werden, wobei der Fahrzeugunterbau als Moncoquewanne und/oder Bodenwanne mit korrespondierenden Längsträgern ausgeführt werden kann. In vorteilhafter Weise kann die Überlastung durch von außen wirkenden Kräften auf die Befestigungsanordnung verhindert und/oder minimiert werden und auf steifere Fahrzeugkomponenten, wie die Moncoquewanne und/oder die Längsträger übertragen werden, welche zur Befestigung des Deformationselements und der Abschleppvorrichtung genutzt werden können.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
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Dabei zeigen:
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1 einen schematischen Querschnitt einer Stoßfängeranordnung mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung für ein Deformationselement an einem Strukturbauteil eines Fahrzeugs,
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2 einen schematischen seitlichen Teilschnitt der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung aus 1, und
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3 einen schematischen Teilschnitt der Stirnseite der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung aus 1 und 2.
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Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, umfasst eine Stoßfängeranordnung 1 einen Stoßfänger 2, welcher mit mindestens einem Deformationselement 4 verbunden ist, und mindestens ein Strukturbauteil 6. Über eine Befestigungsanordnung 20, ist jeweils ein Deformationselement 4 an einem Strukturbauteil 6 befestigt. Das Deformationselement 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Hohlkörper mit einer Hohlkammer ausgeführt und absorbiert bei einem Aufprallereignis durch Stauchung und/oder Deformation Aufprallenergie.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist umfasst die Befestigungsanordnung 20 für das Deformationselement 4 mindestens eine karosserieseitig angeordnete ersten Aufnahme 22, welche mit mindestens einem ersten Befestigungsbereich 4.2 des Deformationselements 4 eine erste Verbindung ausbildet.
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Erfindungsgemäß weist das Strukturbauteil 6 mindestens ein erstes Insert 30 auf, welches die mindestens eine karosserieseitig angeordnete erste Aufnahme 22 für das Deformationselement 4 und mindestens eine zweite Aufnahme 32, 34 für ein weiteres Fahrzeugbauteil 8, 10 umfasst.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, ist das Strukturbauteil 6 in einer bevorzugten Ausführungsform als Fahrzeugunterbau und insbesondere als Moncoquewanne und/oder als Längsträger ausgeführt. Die dargestellte Befestigungsanordnung 20 weist vier Inserts 30, 4.1, 63, 64 auf, wobei das erste Insert 30 im Strukturbauteil 6, ein zweites Insert 4.1 im Deformationselement 4, ein drittes Insert 63 im Strukturbauteil 6, und ein viertes Insert 64 im Strukturbauteil 6 angeordnet ist. Alternativ wäre eine Ausführung mit lediglich dem ersten Insert 30 möglich. Die zusätzlichen Inserts 4.1, 63, 64 erhöhen die Stabilität der Befestigungsanordnung 20 und gleichen eine auftretende Wärmeausdehnung aus.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, weist das erste Insert 30 die ersten Aufnahme 22, eine zweite Aufnahme 32 und eine dritten Aufnahme 34 auf. Das zweite Insert 4.1 weist zwei erste Befestigungsbereiche 4.2 des Deformationselements 4 auf. Das dritte Insert 63 weist eine weitere erste Aufnahme 22 auf. Eine erste Verbindung zwischen den ersten Aufnahmen 22 und den ersten Befestigungsbereichen 4.2 ist beispielsweise formschlüssig oder stoffschlüssig oder kraftschlüssig oder als Kombination der genannten Verbindungen ausgeführt. Das Deformationselement 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel über die zwei ersten Aufnahmen 22 mit dem Strukturbauteil 6 verbunden. Das erste Insert 30 und das dritte Insert 63 verstärken hierbei das Strukturbauteil 6 und das zweite Insert 4.1 verstärkt das Deformationselement 4. Das Deformationselement 4 und das Strukturbauteil 6 sind zudem über einen nicht sichtbaren Formschluss miteinander gekoppelt. Der Formschluss ist hierbei beispielsweise über eine Aussparung des Deformationselements 4 und über eine korrespondierenden Überstand des Strukturbauteils 6 realisiert, wobei der Überstand des Strukturbauteils 6 in die Aussparung des Deformationselements eingeführt ist. Alternativ kann das Deformationselement 4 den Überstand und das Strukturbauteil 6 die Aussparung aufweisen. Der Fromschluss vereinfacht eine Montage und erhöht eine Biegesteifigkeit der Befestigungsanordnung 20.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, nimmt die mindestens eine zweite Aufnahme 32 des ersten Inserts 30 mindestens einen zweiten Befestigungsbereich 8.1 eines ersten Fahrzeugbauteils 8 auf, welches vorzugsweise als Hilfsrahmen ausgeführt ist. Eine zweite Verbindung zwischen der zweiten Aufnahme 32 und dem zweiten Befestigungsbereich 8.1 ist beispielsweise formschlüssig oder stoffschlüssig oder kraftschlüssig oder als Kombination der genannten Beispiele ausgeführt. ausgeführt. Das dargestellte dritte Insert 64 weist eine weitere zweite Aufnahme 32 auf, welche einen weiteren zweiten Befestigungsbereich 8.1 des als Hilfsrahmen ausgeführten Fahrzeugbauteils 8 aufnimmt.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, nimmt die mindestens eine dritte Aufnahme 34 des mindestens einen ersten Inserts 30 mindestens einen dritten Befestigungsbereich 10.1 eines zweiten Fahrzeugbauteils auf, welche vorzugsweise als Abschleppvorrichtung 10 ausgeführt ist. Eine dritte Verbindung zwischen der mindestens einen dritten Aufnahme 34 und dem mindestens einen dritten Befestigungsbereich 10.1 ist als lösbare Verbindung ausgeführt.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist die dargestellte Abschleppvorrichtung 10 zweiteilig ausgeführt, wobei ein erster Teil 12.1 eine Abschleppaufnahme 18 und ein zweiter Teil 12.2 den dritten Befestigungsbereich 10.1 umfasst. Die beiden Teile 12.1, 12.2 sind über eine lösbare vierte Verbindung 12.3 miteinander verbunden. Es wäre auch eine einteilige Abschleppvorrichtung denkbar. Die dargestellte Abschleppvorrichtung 10 ist innerhalb des Deformationselements 4 angeordnet. Da die dritte Aufnahme 34 am Strukturbauteil 6 angeordnet ist, können Kräfte, welche bei einem Abschleppvorgang wirken, direkt von der Abschleppvorrichtung 10 auf das Strukturbauteil 6 und auf den Hilfsrahmen 8 übertragen werden. Die wirkenden axialen Kräfte werden hierbei durch das Deformationselement 4 geleitet ohne, dass sie auf das Deformationselement 4 übertragen werden. Zudem ist ein Führungselement 16 in eine am Deformationselement 4 angeordnete Einführöffnung 4.3 eingesteckt. Das Führungselement 16 kann einfach entfernt werden und im demontierten Zustand mit den beiden Teilen der Abschleppvorrichtung 12 aufbewahrt werden. Alternativ kann das Führungselement 16 dauerhaft in die Einführöffnung 4.3 einbracht, insbesondere eingepresst werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Führungselement 16 als Hülse ausgeführt. Die Hülse ist beispielsweise als Kunststoffbauteil und/oder als Gummibauteil und/oder als Metallbauteil ausgeführt. Die Abschleppaufnahme 18 ist in einer bevorzugten Ausführungsform als Abschleppöse ausgeführt und wird mit einem nicht dargestellten Abschleppelement eines Zugfahrzeugs verbunden.
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Die dargestellten Verbindungen sind als Schraubverbindungen ausgeführt. Bei der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung ist auch eine Nietverbindung oder Schweißverbindung oder eine Lötverbindung vorstellbar. Bei der dritten Verbindung und der vierten Verbindung 12.3 ist auch eine als Nut-Feder-Verbindung und/oder als Steckverbindung und/oder als bajonettähnliche Verriegelung ausgeführte lösbare Verbindung denkbar.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, ermöglicht die Befestigungsanordnung 20, dass von außen wirkende Kräfte auf das Strukturbauteil 6 übertragen werden, so dass eine Überlastung von anderen Fahrzeugbauteilen verhindert wird. Beispielsweise werden Kräfte, welche während eines Aufprallereignis auftreten, von dem Deformationselement 4 über das mindestens eine erste Insert 30 auf das Strukturbauteil 6 und auf das mindestens eine als Hilfsrahmen 8 ausgeführte weitere Fahrzeugbauteil übertagen. Somit werden die wirkenden Kräfte auf das Strukturbauteil 6 und auf den Hilfsrahmen verteilt. Das erste Insert 30 wirkt hierbei als bereichsweise Verstärkung des Strukturbauteils 6. Die während eines Abschleppvorgangs auftretenden Kräfte werden ebenfalls auf das Strukturbauteil 6 und auf den Hilfsrahmen 8 übertragen, so dass auch in diesem Fall die wirkenden Kräfte verteilt werden und eine Beschädigung des Deformationselements 4 während des Abschleppvorgangs verhindert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stoßfängeranordnung
- 2
- Stoßfänger
- 2.1
- Stoßfängeröffnung
- 4
- Deformationselement
- 4.1
- zweites Insert
- 4.2
- erster Befestigungsbereich
- 4.3
- Einführungsöffnung
- 6
- Strukturbauteil
- 8
- Hilfsrahmen
- 8.1
- zweiter Befestigungsbereich
- 10
- Abschleppvorrichtung
- 10.1
- dritter Befestigungsbereich (Gewinde)
- 12.1
- erster Teil
- 12.2
- zweiter Teil
- 12.3
- lösbare vierte Verbindung
- 16
- Führungselement
- 18
- Abschleppelementaufnahme (Abschleppöse)
- 20
- Befestigungsanordnung
- 22
- erste Aufnahme (für Deformationselement)
- 30
- erstes Insert
- 32
- zweite Aufnahme
- 34
- dritte Aufnahme
- 63
- drittes Insert
- 64
- viertes Insert
