DE102013102717B4

DE102013102717B4 - Hybride Stoßfängerquerträgerbaugruppe

Info

Publication number: DE102013102717B4
Application number: DE102013102717.2A
Authority: DE
Inventors: Marcus Dörr
Original assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Current assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2033-03-19
Also published as: WO2014146922A1; DE102013102717A1

Abstract

Hybride Stoßfängerquerträgerbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Stoßfängerquerträger (2), wobei der Stoßfängerquerträger (2) aus einer äußeren Schale (3) und einer inneren Schale (4) zusammensetzt ist und mit zumindest einem Anschlussbereich (5, 5.1) zum Anschließen jeweils eines Energieabsorptionsbauteils (6, 6.1) ausgestattet ist und umfassend ein an den Anschlussbereich (5, 5.1) angeschlossenes Energieabsorptionsbauteil (6, 6.1), wobei die äußere Schale (3) in Gestalt eines in Richtung zur Karosserie geöffneten Hohlprofils aus einem Leichtmetall gebildet ist, und die innere Schale (4) dazu parallel in Gestalt eines von der Karosserie wegweisend geöffneten hutförmigen Profils aus einem Stahlblech ausgebildet ist, wobei sich die innere Schale (4) entlang eines mittleren Bereichs (8) der äußeren Schale (3) erstreckt und über jeweils zur äußeren Schale (3) zugewandte Flansche (9, 9.1) an die äußere Schale (3) angeschlossen ist und wobei das jeweils eine Energieabsorptionsbauteil (6, 6.1) aus dem gleichen Leichtmetall hergestellt ist wie die äußere Schale (3) und an diese stoffschlüssig angeschlossen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (5, 5.1) über zwei von der äußeren Schale (3) in Richtung der Karosserie abgestellte Flansche (7, 7.1) zum Ausbilden einer Aufnahme zum Anschließen des Energieabsorptionsbauteils verfügt und dass die innere Schale (4) eine kürzere Längserstreckung aufweist als die äußere Schale (3).

Description

Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft eine hybride Stoßfängerquerträgerbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Stoßfängerquerträger, wobei der Stoßfängerquerträger aus einer äußeren Schale und einer inneren Schale zusammensetzt ist und mit zumindest einem Anschlussbereich zum Anschließen jeweils eines Energieabsorptionsbauteils ausgestattet ist und umfassend ein an den Anschlussbereich angeschlossenes Energieabsorptionsbauteil, wobei die äußere Schale in Gestalt eines in Richtung zur Karosserie geöffneten Hohlprofils aus einem Leichtmetall gebildet ist, und die innere Schale dazu parallel in Gestalt eines von der Karosserie wegweisend geöffneten hutförmigen Profils aus einem Stahlblech ausgebildet ist, wobei sich die innere Schale entlang eines mittleren Bereichs der äußeren Schale erstreckt und über jeweils zur äußeren Schale zugewandte Flansche an die äußere Schale angeschlossen ist und wobei das jeweils eine Energieabsorptionsbauteil aus dem gleichen Leichtmetall hergestellt ist wie die äußere Schale und an diese stoffschlüssig angeschlossen ist.
Hintergrund der Erfindung:
Der Umweltgedanke in Gestalt von zu reduzierenden Emissionswerten veranlasst die Automobilhersteller dazu ihre Fahrzeuge immer leichter zu gestalten. Gleichzeitig besteht aber die Pflicht den stetig steigenden gesetzlichen Sicherheitsanforderungen Rechnung zu tragen. Vor allem bei sicherheitsrelevanten Bauteilen bzw. Baugruppen stellt dies eine große Herausforderung dar. Dies vor allem vor dem Hintergrund, dass diese in der Regel eine besonders hohe Festigkeit aufweisen müssen, um den gesetzlichen Anforderungen zu entsprechen.
Hinzu kommt, dass auch entsprechende versicherungstechnische Anforderungen zu berücksichtigen sind, da sich diesbezüglich eine leichte Reparaturmöglichkeit nach einem Zusammenstoß besonders günstig bei den Versicherungsbedingungen auswirkt.
Insgesamt betrachtet streben die Automobilhersteller danach auch bei den sicherheitsrelevanten Bauteilen, wie insbesondere bei einer Stoßfängerquerträgerbaugruppe, eine hohe Crashperformance mit Hilfe von Leichtbauten zu verwirklichen.
Im Stand der Technik sind bereits mehrere Ansatzpunkte von verwirklichten Systemen zu finden, wobei vor allem die so genannte Hybridtechnologie durchaus Gewichtseinsparungspotential erkennen lässt.
Grundsätzlich umfasst eine Stoßfängerquerträgerbaugruppe wenigstens zwei Energieabsorptionsbauteile, die auch als Crashboxen bezeichnet sind. Diese sind meist an den äußeren Enden der Rückseite eines Querträgers als Verbindungsteil zu den Längsträgern einer Karosserie angeordnet, um im Falle eines Crashs derart zusammengefaltet zu werden, dass zugleich ein verzögerter Eintrag der Aufprallenergie in die Karosserie des Fahrzeuges erfolgt.
Die herkömmliche Stoßfängerquerträgerbaugruppen wurden in der Vergangenheit zunächst aus reinen Stahlstrukturen ausgebildet, was ein hohes Gewicht mit sich gebracht hat. Reine Aluminiumlösungen hingegen brachten eine deutliche Gewichtsreduzierung mit sich, haben aber den Nachteil, dass derartig ausgebildete Stoßfängerquerträgerbaugruppen im Crashfall zur Rissbildung neigen und geforderten Sicherheitsstandards nicht entsprechen.
Daher werden bei bereits realisierten Hybridbaugruppen lediglich verschiedene Elemente aus Stahl durch Leichtmetalle wie Aluminium oder Magnesium ersetzt. Bekannt sind z.B. aus der DE 10 2009 013 322 A1 Stoßfängerquerträgerbaugruppen, bei denen die Querträger aus Aluminium und die Energieabsorptionselemente aus Stahl bzw. die Querträger aus Stahl und die Energieabsorptionselemente aus Aluminium ausgebildet und über Schweißlöten miteinander verbunden sind. Nachteilig dabei wirkt sich unter anderem eine mäßige Verfahrensrobustheit, eine notwendige stahlseitige Zinkbeschichtung, eine notwendige aluminiumseitige Reinigung, eine geringe Fügegeschwindigkeit, sowie überhöhte und/oder breite Lotnähte und die damit einhergehende Kostenintensität aus. Zudem bereitet die Anbindungsstelle der Energieabsorptionsbauteile, aufgrund der im Stand der Technik vorhandenen, bedingt zufrieden stellenden, Verbindungstechniken bei hybriden Bauteilen in Kombination mit dem erforderlichen Korrosionsschutz häufig Probleme.
Ferner ist aus der DE 10 2009 005 606 B4 bereits ein Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug aus einer Stahl-Leichtmetallkombination bekannt, dessen Crashboxen mittels Setzbolzen ohne Vorlochen gefügt sind und entsprechende Setzbolzen die am Querträger angebrachten Laschen durchdringen. Insofern geht daraus aber bereits hervor, dass diese Ausgestaltung einerseits kostenintensiv und andererseits bauraumintensiv ist.
Die DE 10 2005 039 489 A1 offenbart einen Stoßfänger mit einem Querträger, der über Crashboxen an die Längsträger eines Fahrzeugs angebunden wird. Der Querträger ist aus einem im Querschnitt C-förmigen äußeren Schalenkörper sowie einen inneren Schalenkörper gebildet. Der innere Schalenkörper ist ebenfalls C-artig profiliert und wie der äußerer Schalenkörper zur Karosserie hin geöffnet. Der innere Schalenkörper ist als Zugstrebe zwischen den Crashboxen konzipiert und bevorzugt aus Stahl gefertigt, während der äußere Schalenkörper bevorzugt aus Aluminium besteht. Die beiden Schalenkörper liegen nur im Bereich der Crashboxen zur Befestigung aneinander an, während sie dazwischen voneinander beabstandet sind. Nur der äußere Schalenkörper erstreckt sich seitlich über die Crashboxen hinaus.
Ein besonderes Problem bei Hybridbaugruppen ist mitunter die aufgrund der unterschiedlichen Materialien auftretende Kontaktkorrosion, die schlechte Schweißbarkeit und die aufwendigen und komplizierten Herstellungsschritte. Daraus resultierend, erfolgt bei herkömmlichen hybriden Stoßfängerquerträgerbaugruppen die Anbindung derartiger Crashboxen an die Karosserie oder am Querträger oftmals mittels stoffschlüssiger Verbindungstechniken, wie Kleben über eine Adapterplatte, Schweißlöten oder mittels eines geradlinigen Aluminiumextrusionsprofils, das als Stützstrebe Verwendung findet.
Zudem hat sich gezeigt, dass bei derartigen Hybridstoßfängerquerträgerbaugruppen, bei denen das Energieabsorptionselement aus einem zu dem Material des Stoßfängerquerträgers unterschiedlichen Material gefertigt ist, mitunter die eingesetzten Verschraubungen zum Anschließen der Energieabsorptionsbauteile an den Stoßfängerquerträger zum Ausscheren neigen, zu einer Gewichtserhöhung beitragen, ein Setzverhalten über die entsprechende Lebensdauer aufweisen und die Leistungsfähigkeit einer derartigen Stoßfängerbaugruppe im Crashfall wesentlich reduziert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stoßfängerquerträgerbaugruppe zur Verfügung zu stellen, die die zuvor im Stand der Technik diskutierten Probleme beseitigt oder zumindest verringert, indem diese bei Gewichtsersparnis und leichterer Herstellbarkeit die geforderten gesetzlichen Bestimmungen hinsichtlich verschiedenster Crashanforderungen erfüllt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die eingangs genannte, gattungsgemäße Stoßfängerquerträgerbaugruppe, bei der der Anschlussbereich über zwei von der äußeren Schale in Richtung der Karosserie abgestellte Flansche zum Ausbilden einer Aufnahme zum Anschließen des Energieabsorptionsbauteils verfügt und die innere Schale eine kürzere Längserstreckung aufweist als die äußere Schale. Der Stoßfängerquerträger ist danach zweischalig ausgebildet, wobei die äußere Schale bevorzugt über ihren Erstreckungsverlauf als gebogenes hochfestes Aluminiumprofil ausgebildet ist. Zudem ist die äußere Schale in Richtung der Karosserie geöffnet, demnach als geöffnetes Hohlprofil ausgebildet und zeigt im Querschnitt bevorzugt im Wesentlichen eine C-Form.
Die innere Schale ist als parallel zur äußeren Schale verlaufendes bevorzugt pressgehärtetes Stahlprofil in Form eines hutförmigen Profils ausgebildet. Die innere Schale ist kürzer als die äußere Schale und erstreckt sich bevorzugt in einem mittleren Bereich zwischen den Anbindungsbereichen der Energieabsorptionselemente. Außerdem ist diese in Fahrtrichtung und somit von der Karosserie wegweisend geöffnet und über die jeweils an den zur äußeren Schale hin abgestellten Flanschen mit dieser stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden. Damit dem Problem der Kontaktkorrosion entgegnet werden kann, findet in diesem Bereich bevorzugt eine wenigstens teilflächige Verbindung über Kleben statt. Denkbar sind an dieser Stelle ebenso alternative Technologien, wie beispielsweise eine KTL-Beschichtung, zur Vermeidung von Kontaktkorrosion, die auch in Kombination mit Klebetechnologien zum Einsatz kommen kann.
Außerdem können zusätzliche Ausstülpungen an der oberen und unteren Seite der äußere Schale eingebracht sein, um, ohne weitere Bearbeitungsmaßnahmen an dem Energieabsorptionsbauteil vornehmen zu müssen, einen Stumpfstoß zwischen den Anbindungsbereichen der äußeren Schale und dem entsprechenden Energieabsorptionsbauteil zu erreichen.
Überraschender Weise hat sich an dieser Stelle gezeigt, dass es nicht notwendig ist die innere Schale entlang der gesamten äußeren Schale, wie dies beispielsweise in DE 10 2009 005 606 B4 erfolgt, als Verstärkungselement auszubilden, ohne dass sich dies negativ auf die Crashperformance mit einer äußeren Aluminiumschale bemerkbar gemacht hätte. Mithin fungiert die innere Schale daher im Wesentlichen nur entlang des mittleren Bereichs als Verstärkungselement und kann in diesem Zuge auch die Funktion eines Schließbleches einnehmen.
Vorteilhafterweise sind die Crashboxen – die Energieabsorptionsbauteile – hier ebenso aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und können ohne weiteren aufwendigen Bearbeitungsschritt direkt an der Hinterseite der äußeren Schale mittels Schweißen, insbesondere MIG-Schweißen, im Anbindungsbereich der Energieabsorptionsbauteile kostengünstig gefügt werden. Daher entfallen deshalb die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme an der Anbindungsstelle der Energieabsorptionsbauteile.
Die hier angewendete Schalenbauweise zeigt sich auch bei den konstruktiven Möglichkeiten äußerst variabel und bietet zudem den Vorteil, dass hinsichtlich der von den Automobilherstellern geforderten Flexibilität bei Bauraumgestaltungen, z.B. in Bezug auf Größe und Geometrie, Rechnung getragen werden kann. Ebenso kann in einer bevorzugten Ausführungsform auf Schrauben verzichtet werden, wodurch einerseits eine Gewichtsersparnis einhergeht und andererseits ein Setzverhalten ausgeschlossen wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass bei einer derartigen Ausführung beim Stoßfängerquerträger vollständig auf Extrusionsprofile aus Aluminium verzichtet werden kann, wodurch aufwendige Nachbearbeitungen in Form von Biegen, Fügen oder mechanischer Nachbearbeitung entfallen.
Außerdem hat sich gezeigt, dass die im Stand der Technik bekannte Rissbildung bei Aluminiumträgern im Crashfall unterbunden werden kann. Somit lässt sich demnach eine hybride Stoßfängerquerträgerbaugruppe ohne weitere aufwendige Zusatzbauteile, wie insbesondere zusätzlichen Verbindungselementen zur Vermeidung von Kontaktkorrosion und damit verbundenen aufwendigen zusätzlichen Arbeitsschritten, relativ kostengünstig herstellen.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen beschrieben.
IN DEN ZEICHNUNGEN ZEIGT:
1: eine Frontansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträgerbaugruppe;
2: eine Draufsicht der Stoßfängerquerträgerbaugruppe der Ausführungsform in 1;
3: eine seitliche Ansicht der Stoßfängerquerträgerbaugruppe der Ausführungsform in 1;
4: eine hintere Ansicht der Stoßfängerquerträgerbaugruppe der Ausführungsform in 1;
5: eine Querschnittsansicht der Stoßfängerquerträgerbaugruppe der Ausführungsform in 1 entlang der Linie A-A;
6: eine Frontansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträgerbaugruppe;
7: eine seitliche Ansicht der Stoßfängerquerträgerbaugruppe der zweiten Ausführungsform in 6; und
8: eine Querschnittsansicht der Stoßfängerquerträgerbaugruppe der zweiten Ausführungsform in 6 entlang der Linie B-B.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG:
Mit Verweis auf 1 bis 3 umfasst eine hybride Stoßfängerquerträgerbaugruppe 1 einen Stoßfängerquerträger 2, wobei der Stoßfängerquerträger 2 aus einer äußeren Schale 3 und einer inneren Schale 4 zusammengesetzt ist und wenigstens zwei Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 umfasst.
Dabei ist die äußere Schale 3 bevorzugt aus einem Leichtmetall, insbesondere aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung durch einen Tiefziehprozess, als geöffnetes Hohlprofil in Gestalt einer im Wesentlichen C-förmigen Ausbildung, hergestellt. Die Öffnung der äußeren Schale 3 ist in Richtung zur Karosserie, demnach entgegen der Fahrtrichtung, angeordnet und ist bevorzugt über ihren Längsverlauf, d.h. quer zur Fahrtrichtung, nach hinten weisend gebogen. Dabei ist das jeweils obere und untere Ende des geöffneten Hohlprofils, in Gestalt eines im Wesentlichen C-förmigen Profils, als abgestellter Flansch 7, 7.1 derart ausgebildet, dass die Flansche 7, 7.1 ein an der Rückseite der äußeren Schale ein an einem jeweils entsprechenden Anbindungsbereich 5, 5.1 befestigtes Energieabsorptionsbauteil 6, 6.1 zumindest teilweise umgreifen und sodann mit diesem stoffschlüssig durch Fügen, bevorzugt durch Schweißen oder Kleben, verbunden werden können oder verbunden sind.
Außerdem ist die äußere Schale 3 über ihren Erstreckungsverlauf betrachtet in einen mittleren Bereich 8 und zwei Anbindungsbereiche 5, 5.1 zur Aufnahme und zum Anschluss der Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 unterteilt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der mittlere Bereich 8 zwischen den beiden Anbindungsbereichen 5, 5.1. Dabei erstreckt sich wenigstens über den mittleren Bereich 8 der Längserstreckung der äußeren Schale 3, d.h. in Fahrzeugquerrichtung, bevorzugt wenigstens eine Sicke 10, 10.1, um dadurch einerseits die Steifigkeit der Stoßfängerquerträgerbaugruppe 1 und andererseits eine gesetzeskonforme Crashperformance zu gewährleisten. Wobei diese wenigstens eine Sicke 10, 10.1 von dem im Wesentlichen hutförmigen Profil der inneren Schale 4 umgriffen ist, wodurch ein im Wesentlichen geschlossenes Hohlprofil des Stoßfängerquerträgers 2 gebildet wird bzw. ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 als auch die äußere Schale 3 aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Daher können die Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 stoffschlüssig mit der äußeren Schale 3 in dem jeweiligen Anbindungsbereich 5, 5.1 verbunden werden. Es versteht sich, dass die Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 typischerweise nicht aus derselben Aluminiumlegierung hergestellt sind, wie die äußere Schale 3. Damit die Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 direkt an der hinteren Seite der äußeren Schale 3 stoffschlüssig, bevorzugt sortenrein angebracht werden können, ist dort jeweils auf der entsprechenden Seite neben dem mittleren Bereich 8 ein Anbindungsbereich 5, 5.1 ausgebildet. Dabei ist in x-Richtung der Übergang vom mittleren Bereich 8 zu den entsprechenden Anbindungsbereichen 5, 5.1 bevorzugt fließend, wobei sich der entsprechende Anbindungsbereich 5, 5.1 in der Querschnittsform über seinen Erstreckungsverlauf zum mittleren Bereich 8 hin verändert. Im Wesentlichen bleibt es bei einem entgegen der Fahrtrichtung geöffneten Hohlprofil, insbesondere in einer im Wesentlichen ausgebildeten C-Form, wobei aber beim entsprechenden Anbindungsbereich 5, 5.1 bevorzugt nur noch eine Sicke ausgebildet und dieser damit zumindest bereichsweise derart in Richtung der Karosserie ausgestellt ist, dass die ausgebildete Sicke in x-Richtung betrachtet tiefer ist als die wenigstens eine im mittleren Bereich 8 eingebrachte Sicke 10, 10.1 und andererseits in z-Richtung eine Höhe aufweist, die geringer ist, als die Höhe der äußeren Schale 3.
Die innere Schale 4 ist ebenso durch einen Tiefziehprozess hergestellt. Allerdings ist die innere Schale 4 bevorzugt aus einem Stahlblech, insbesondere aus einem pressgehärteten Stahlblech, in Gestalt eines im Wesentlichen hutförmigen Profils ausgebildet, wie vor allem aus 3 ersichtlich ist. Ferner ist das im Wesentlichen hutförmige Profil des der inneren Schale 4 so angeordnet, dass es in Fahrtrichtung geöffnet und nach hinten, parallel zur äußeren Schale 3, gebogen ist. Dabei ist die innere Schale 4 als Schließblech wenigstens über einen mittleren Bereich 8 der Stoßfängerquerträgerbaugruppe 1 zwischen zwei Energieabsorptionsbauteilen 6, 6.1 ausgebildet. Die Anbindung der inneren Schale 3 an die äußere Schale 3 erfolgt dabei als stoffschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung, bevorzugt über eine Klebetechnologie, um entsprechender Kontaktkorrosion vorzubeugen. Dabei erfolgt die Verbindung in Teilbereichen oder vollflächig über die seitlich am im Wesentlichen hutförmigen Profil abgestellten Flansche 9, 9.1. Freilich sind an dieser Stelle für einen Fachmann grundsätzlich auch alle anderen herkömmlichen Verbindungsmethoden die bei Hybridverbindungen von Aluminium mit Stahl, wie z.B. CMT-Schweißen, oder Clinchen, denkbar.
Weiterhin bevorzugt sind die äußere Schale 3 und die innere Schale 4 durch eine Kombination von Kleben und mechanischem Fügen miteinander verbunden, wobei das mechanische Fügen mittels Clinchen erfolgt und die innere Schale 3 pressgehärtet und partiell vergütet ist, so dass der entsprechende Fügebereich derart weich ausgebildet ist, dass dort ein Clinchen möglich ist. Der Kleber ist in dieser Ausführungsform wenigstens teilflächig im Bereich der Clinchpunkte und/oder teil- oder vollflächig zwischen der äußeren Schale 3 und der inneren Schale 4 angeordnet.
Die zwei an der äußeren Schale 3 befestigten Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 sind nach der ersten bevorzugten Ausführungsform aus einem Leichtmetall, bevorzugt aus einem Aluminiumwerkstoff oder einer Aluminiumlegierung als kammerartiges, stranggepresstes Profil oder aus wenigstens zwei Schalen ausgebildet und direkt mit der äußeren Schale 3 verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Energieabsorptionsbauteil 6, 6.1 an dessen vorderer Anschlussfläche 11.1 geometrisch derart an den Anbindungsbereich 5, 5.1 angepasst, dass diese im Vergleich zur hinteren Anschlussfläche 11.2, die an die Längsträger der Karosserie angeschlossen wird, schräg verläuft, wobei die Spitze 13 des Energieabsorptionselement 6, 6.1, wie aus 2 hervorgeht, zum mittleren Bereich 8 hin gerichtet ist.
Dabei erfolgt die Verbindung der äußeren Schale 3 mit den Energieabsorptionsbauteilen 6, 6.1 wenigstens über die Anbindungsbereiche 5, 5.1, wobei die Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 jeweils von zwei von der äußeren Schale 3 in Richtung der Karosserie abgestellten Flanschen 7.1, 7.2 zumindest bereichsweise eingefasst sind. Das entsprechende Energieabsorptionsbauteil 6, 6.1 ist jeweils mit dessen vorderer Anschlussfläche 11.1 wenigstens teilflächig am Anschlussbereich 5, 5.1 der äußeren Schale 3, bevorzugt mittels Schweißen, angeschlossen. Zudem ist es denkbar, dass eine zusätzliche oder alternative Anbindung an den abgestellten Flanschen 7, 7.1, bevorzugt mittels Schweißen, erfolgt.
Durch die direkte Anbindung der Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 an die äußere Schale 3 über die entsprechenden Anbindungsbereiche 5, 5.1, werden einerseits keine aufwendigen Nachbearbeitungsschritte zur passgenauen Anbindung der entsprechenden Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1, wie z.B. durch zusätzliche Aussparungen oder zusätzliche, an der äußeren Schale 3 anzubringende Flansche, notwendig und andererseits kann eine etwaig einzuleitende Kraft bei einem Frontalcrash kontinuierlich in das Energieabsorptionsbauteil 6, 6.1 über dessen Spitze 13 eingeleitet werden, wobei durch die gebogene Geometrie der äußeren und der inneren Schale 3, 4 und der direkten Anbindung der Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 an die äußere Schale 3 eine verbesserte Crashperformance gewährleistet ist.
Mit weiterem Verweis auf 4 ist dort eine hintere Ansicht der Stoßfängerquerträgerbaugruppe 1 der ersten bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Dabei wird ersichtlich, dass sich die innere Schale 4 über den mittleren Bereich 8 erstreckt und an den Energieabsorptionsbauteilen 6, 6.1 mit den äußeren Enden der inneren Schale 4 angrenzt und/oder mit diesen verbunden ist. Freilich ist dies keine zwingende Voraussetzung, sondern es ist durchaus denkbar entsprechende Schale 4 kürzer auszubilden.
Mit Verweis auf 5 ist dort eine Querschnittsansicht der Stoßfängerquerträgerbaugruppe 1 der ersten bevorzugten Ausführungsform entlang der Linie A-A dargestellt. Dabei ist die prinzipielle Anordnung und Ausbildung der äußeren und inneren Schale 3, 4 veranschaulicht. Vor allem die sich über den mittleren Bereich 8 erstreckende und in die äußere Schale 3 eingebrachte wenigstens eine Sicke 10, 10.1 zur Verbesserung der Crashperformance ist darin deutlich zu erkennen. Es versteht sich, dass die in der 5 erkennbaren Zwischenräume zwischen den beiden Schalen 3, 4 lediglich der besseren Veranschaulichung dienen und in diesen Bereichen die beiden Schalen 3, 4 miteinander über stoffschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindungen gefügt werden. Die nach hinten abgestellten Flansche 7, 7.1 der äußeren Schale 3 sollen an dieser Stelle lediglich die prinzipielle und funktionelle Ausrichtung verdeutlichen und sind in ihrer Länge nicht auf die Darstellung begrenzt. Vielmehr dienen die Flansche 7, 7.1 als weitere Anbindungsmöglichkeit für die Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 indem diese eine Art Einfassung für die angeschlossenen Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1. ausbilden. Dabei hat sich zudem gezeigt, dass die Flansche 7, 7.1 die Eigensteifigkeit der äußeren Schale 3 erhöhen, wodurch eine bessere Crashperformance erreicht wird. Außerdem führt diese Ausgestaltung dazu, dass die Prozesssicherheit beim Fügen deutlich gesteigert wird, da bei einem entsprechenden Fügebereich eine Wellenbildung zumindest weitestgehend unterbunden wird. Dadurch wird unter anderem gewährleistet, dass die an die äußere Schale 3 angeschlossenen Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 in einem Crashfall die kontinuierliche Krafteinleitung in die Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 und den damit verbundenen und erforderlichen Ziehharmonika ähnlichen Faltvorgang bei der Krafteinleitung unterstützen.
Ferner mit Verweis auf 6 ist dort eine Frontansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträgerbaugruppe 1 nach Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung offenbart. Die mit den in der ersten bevorzugten Ausführungsform identischen Ausgestaltungen tragen dabei dieselben Bezugszeichen, wobei nachfolgend im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zur ersten bevorzugten Ausführungsform eingegangen werden soll. Im Unterschied zur ersten bevorzugten Ausführungsform hat die zweite bevorzugte Ausführungsform einen zumindest im Wesentlichen gleich bleibenden Querschnitt und die in die äußere Schale 3 wenigstens eine eingebrachte Sicke 14 erstreckt sich bevorzugt über den gesamten Längsverlauf der äußeren Schale 3. Bevorzugt sind dabei zwei Sicken eingebracht, um eine direkte Anbindung der Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 über eine größere Anbindungsfläche gewährleisten zu können, wodurch eine gleichmäßigere Krafteinleitung ermöglicht wird. Um eine derartige Anbindung ohne weitere aufwendige Nachbearbeitungsschritte der ausgebildeten Energieabsorptionsbauteile 6, 6.1 zu ermöglichen, sind zudem jeweils am oberen und am unteren Ende 15, 15.1, 15.2, 15.3 der äußeren Schale 3 zwei in Fahrtrichtung ausgebildete Ausstülpungen 16, 16.1, 16.2, 16.3 angeordnet, die sich jeweils von außen in y-Richtung zum mittleren Bereich 8 hin erstrecken und in diesen fließend auslaufen, d.h. dass sich diese Ausstülpungen bevorzugt nicht über den mittleren Bereich 8 hinweg erstrecken, sondern lediglich in diesen bereichsweise hineinragen.
Bezugnehmend auf 7 ist dort eine seitliche Ansicht der Stoßfängerquerträgerbaugruppe 1 der zweiten bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht. Dort sind aus seitlicher Perspektive sowohl die Anordnung der sich über die komplette äußere Schale 3 erstreckenden Sicken 14, 14.1, die darin eingebrachten Ausstülpungen 16, 16.1, als auch der vergrößerte und direkte Anbindungsbereich 17 offenbart.
Letztlich mit Verweis auf 8, ist eine Querschnittsansicht der Stoßfängerquerträgerbaugruppe 1 der zweiten bevorzugten Ausführungsform entlang der Linie B-B offen gelegt. Darin ist ersichtlich, dass die erste bevorzugte Ausführungsform mit der zweiten bevorzugten Ausführungsform weitestgehend identisch ausgeführt ist, wobei in dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform die in der äußeren Schale 3 eingebrachten Sicken 14, 14.1 als Stoßsicken ausgebildet sind, wodurch eine größere Anbindungsfläche und eine den gesetzlichen Anforderungen entsprechende Crashperformance erreicht wird.
Die zuvor gemachten Ausführungen verdeutlichen, dass durch eine derart bevorzugt gestaltete hybride Stoßfängerquerträgerbaugruppe 1 die im Stand der Technik diskutierten Probleme beseitigt oder zumindest verringert worden sind, indem bei entsprechender Gewichtsersparnis durch den optimalen Einsatz von verschiedenen Werkstoffen, sowohl eine leichtere, als auch eine kostengünstigere Herstellbarkeit unter gleichzeitiger Einhaltung der geforderten gesetzlichen Bestimmungen hinsichtlich der verschiedenen Crashanforderungen erreicht worden ist.
Bezugszeichenliste

1: Stoßfängerquerträgerbaugruppe
2: Stoßfängerquerträger
3: äußere Schale
4: innere Schale
5: Anbindungsbereich
5.1: Anbindungsbereich
6: Energieabsorptionsbauteil
6.1: Energieabsorptionsbauteil
7: abgestellter Flansch
7.1: abgestellter Flansch
8: mittlerer Bereich
9: abgestellter Flansch
9.1: abgestellter Flansch
10: Sicke
10.1: Sicke
11.1: vordere Anschlussfläche
11.2: hintere Anschlussfläche
13: Spitze
14: Sicke
14.1: Sicke
15: oberes Ende
15.1: unteres Ende
15.2: oberes Ende
15.3: unteres Ende
16: Ausstülpung
16.1: Ausstülpung
16.2: Ausstülpung
16.3: Ausstülpung
17: Anbindungsbereich

Claims

Hybride Stoßfängerquerträgerbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Stoßfängerquerträger (2), wobei der Stoßfängerquerträger (2) aus einer äußeren Schale (3) und einer inneren Schale (4) zusammensetzt ist und mit zumindest einem Anschlussbereich (5, 5.1) zum Anschließen jeweils eines Energieabsorptionsbauteils (6, 6.1) ausgestattet ist und umfassend ein an den Anschlussbereich (5, 5.1) angeschlossenes Energieabsorptionsbauteil (6, 6.1), wobei die äußere Schale (3) in Gestalt eines in Richtung zur Karosserie geöffneten Hohlprofils aus einem Leichtmetall gebildet ist, und die innere Schale (4) dazu parallel in Gestalt eines von der Karosserie wegweisend geöffneten hutförmigen Profils aus einem Stahlblech ausgebildet ist, wobei sich die innere Schale (4) entlang eines mittleren Bereichs (8) der äußeren Schale (3) erstreckt und über jeweils zur äußeren Schale (3) zugewandte Flansche (9, 9.1) an die äußere Schale (3) angeschlossen ist und wobei das jeweils eine Energieabsorptionsbauteil (6, 6.1) aus dem gleichen Leichtmetall hergestellt ist wie die äußere Schale (3) und an diese stoffschlüssig angeschlossen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (5, 5.1) über zwei von der äußeren Schale (3) in Richtung der Karosserie abgestellte Flansche (7, 7.1) zum Ausbilden einer Aufnahme zum Anschließen des Energieabsorptionsbauteils verfügt und dass die innere Schale (4) eine kürzere Längserstreckung aufweist als die äußere Schale (3).
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfängerquerträger (2) zwei Anschlussbereiche (5, 5.1) hat, an denen jeweils ein Energieabsorptionsbauteil (6, 6.1) angeschlossen ist.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Bereich (8) der äußeren Schale (3), in dem die innere Schale (4) angeordnet ist, sich zwischen den Energieabsorptionsbauteilen (6, 6.1) und/oder zwischen den entsprechenden Anschlussbereichen (5, 5.1) erstreckt.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das an den Anschlussbereich (5, 5.1) angeschlossene jeweils eine Energieabsorptionsbauteil (6, 6.1) zusätzlich an den zwei von der äußeren Schale (3) in Richtung zur Karosserie abgestellten Flanschen (7, 7.1), die jeweils das eine Energieabsorptionsbauteil (6, 6.1) überragen, kraftschlüssig oder formschlüssig angebracht und fixiert ist.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die äußere Schale (3) wenigstens eine Sicke (10, 10.1) eingebracht ist, die über den Erstreckungsverlauf der äußeren Schale (3) wenigstens entlang dem mittleren Bereich (8) erstreckt.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schale (3) aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung hergestellt ist.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anschlussbereich (5, 5.1) der äußeren Schale (3) in Richtung zur Karosserie gegenüber dem mittleren Bereich (8) zumindest bereichsweise derart ausgestellt ist, dass der Anschlussbereich (5, 5.1) in z-Richtung eine geringere Höhe hat als die äußere Schale (3) und wobei das Energieabsorptionsbauteil (6, 6.1) mit dessen vorderer Anschlussfläche (11.1) wenigstens teilflächig am Anschlussbereich (5, 5.1) der äußeren Schale (3) stoffschlüssig angeschlossen ist.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der äußeren Schale (3) über dessen Erstreckungsverlauf wenigstens eine eingebrachte Sicke (14, 14.1) erstreckt, und wobei am entsprechend oberen und am unteren Ende (15, 15.1, 15.2, 15.3) der äußeren Schale (3) zwei von der Karosserie wegweisend ausgebildete Ausstülpungen (16, 16.1, 16.2, 16.3) angeordnet sind, die sich jeweils von außen in y-Richtung zum mittleren Bereich (8) hin erstrecken und in diesen zumindest bereichsweise hineinragen.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schale (3) mit der inneren Schale (4) über die jeweils zur äußeren Schale (3) zugewandten Flansche (9, 9.1) der inneren Schale (4) an die äußere Schale (3) stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig, wenigstens teilflächig angeschlossen ist.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Enden der inneren Schale (4) an die an die äußere Schale (3) angeschlossenen Energieabsorptionsbauteile (6, 6.1) angrenzen und mit diesen verbunden sein können.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schale (4) aus pressgehärtetem Stahl ausgebildet ist.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schale (3) und die innere Schale (4) parallel angeordnet und über ihren entsprechenden Längsverlauf gebogen ausgebildet sind.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schale (3) und die innere Schale (4) durch eine Kombination von Kleben und mechanischem Fügen miteinander verbunden sind.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Fügen mittels Clinchen erfolgt und die innere Schale (3) pressgehärtet und partiell vergütet ist.
Stoßfängerquerträgerbaugruppe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber wenigstens teilflächig im Bereich der Clinchpunkte und/oder teil- oder vollflächig zwischen der äußeren Schale (3) und der inneren Schale (4) angeordnet ist.