-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Stoßfängerquerträger, der an einer Stirnseite eines Längsträgers, der ein Hohlprofil aufweist, befestigt ist.
-
Beispielsweise ist aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2009 005 606 A1 ein Stoßfängerquerträger für ein Kraftfahrzeug bekannt, der an zwei hohlträgerförmigen Deformationsträgern, auch Crashboxen genannt, befestigt ist. Die Crashboxen weisen dabei Laschen auf, die oben und unten den Stoßfängerquerträger überlappen und über diese Laschen an dem Stoßfängerquerträger mittels Setzbolzen an dem Stoßfängerquerträger fixiert sind. Die gezeigten Crashboxen sind als Strangpressprofile ausgeführt, die aus einer hochfesten Aluminiumlegierung bestehen. Die Crashboxen haben ein Mehrfachhohlprofil mit drei übereinander angeordneten Kammern.
-
Eine ähnliche Anordnung einer trägerförmigen Crashbox ist auch in der
DE 10 2008 032 543 A1 gezeigt. Die Crashbox weist zwei vorne angeordnete Flanschflächen auf, die einen Stoßfängerquerträger überlappen und an diesem fixiert sind. Eine vordere Stirnseite der trägerförmigen Crashbox ist an dem Stoßfängerquerträger befestigt. Ein hinteres Ende der Crashbox ist an einem Längsträger fixiert.
-
Es ist nunmehr Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Stoßfängerquerträger, der an einer Stirnseite eines Längsträgers, der ein Hohlprofil aufweist, befestigt ist, zu schaffen, wobei ein Abreißen bzw. ein Versagen einer Verbindung zwischen dem Stoßfängerquerträger und dem Längsträger insbesondere im Falle einer Kollision mit geringer Überdeckung verhindert ist.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Kraftfahrzeugkarosserie gelöst, die die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführt.
-
Eine Kraftfahrzeugkarosserie gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Stoßfängerquerträger, der an einer Stirnseite eines Längsträgers, der ein Hohlprofil aufweist, beispielsweise ein Längsträger, der als Strangpressprofil ausgebildet ist, befestigt ist. An dem Stoßfängerquerträger ist ein Stützelement fixiert, das insbesondere bevorzugt an den Stoßfängerquerträger geschweißt ist. Das Stützelement ist gegenüberliegend von zumindest einer Seitenwand des Längsträgers ausgebildet, so dass das Stützelement bei kollisionsbedingt auftretenden Kräften, insbesondere bei einer Kollision mit geringer Überdeckung, wobei die Kräfte in einer Ebene wirken, die senkrecht zu einer Längsrichtung des Längsträgers verläuft, den Längsträger derart stützt, dass der Längsträger in Bezug auf den Stoßfängerquerträger im Wesentlichen an seiner Position bleibt bzw. zwischen dem Stoßfängerquertäger und dem Längsträger erhöhte Kräfte in der Ebene, die senkrecht zu der Längsrichtung des Längsträgers verläuft, übertragen kann. Mit anderen Worten stützt das Stützelement den Längsträger derart ab, dass eine Verlagerung des Längsträgers bezüglich des Stoßfängerquerträgers in eine Richtung quer zu der Längsrichtung des Längsträgers nicht oder nicht wesentlich verlagert wird.
-
Das Stützelement unterstützt also eine Befestigung des Längsträgers an dem Stoßfängerquerträger, so dass die Befestigung des Längsträgers insbesondere bei einer Kollision mit geringer Überdeckung, bei der Querkräfte auftreten, nicht so stark beansprucht wird, dass diese Befestigung in irgendeiner Form vollständig gelöst wird oder abreißt oder dergleichen.
-
Mit Kräften, die in einer Ebene wirken, die senkrecht zu einer Längsrichtung des Längsträgers verläuft, sind insbesondere Kräfte gemeint, die in Fahrzeugquerrichtung oder in Fahrzeughochrichtung und in eine Richtung zwischen diesen beiden Richtungen verlaufen, und eine gewisse Schubwirkung zwischen dem Längsträger und dem Stoßfängerquerträger erzeugen.
-
Der Längsträger weist bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt auf. Der Längsträger kann ein einfaches Hohlprofil mit im Wesentlichen einen Hohlraum sein oder kann mehrere Hohlräume in Form eines Mehrfachhohlprofils, insbesondere eines Doppelhohlprofils, aufweisen. Der Profilquerschnitt kann jedoch auch eine andere mehreckige Form oder auch eine runde Form aufweisen.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei der Kraftfahrzeugkarosserie das Stützelement mit der Seitenwand in Kontakt sein. Alternativ kann das Stützelement mit der Seitenwand erst in Kontakt treten, wenn die kollisionsbedingt auftretenden Kräfte wirken.
-
Eine Kollision mit geringer Überdeckung ist insbesondere eine Kollision des Kraftfahrzeugs oder der Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Kollisionsgegner, also einem starren Hindernis oder beispielsweise einem entgegenkommenden Fahrzeug, wobei die kollisionsbedingt auftretenden Kräfte insbesondere in einem äußeren Bereich des Stoßfängerquerträgers wirken. Ein äußerer Bereich des Stoßfängerquerträgers ist dabei ein Bereich, der in Querrichtung den Längsträger in Richtung einer Karosserieseite überkragt.
-
Bevorzugt ist der Stoßfängerquerträger an einem linken Längsträger und einem rechten Längsträger befestigt und ist links und rechts symmetrisch aufgebaut, wobei der Stoßfängerquerträger sowohl den linken Längsträger als auch den rechten Längsträger nach außen überkragt. Die vorstehend beschriebene Anordnung der einzelnen Karosserieelemente als auch eine nachstehend beschriebene Anordnung ist dabei bevorzugt links und rechts spiegelsymmetrisch aufgebaut.
-
Bevorzugt ist das Stützelement derart angeordnet, dass es zumindest einer inneren Seitenwand des Längsträgers gegenüber liegt. Bevorzugt kann es einer linken inneren Seitenwand und einer rechten inneren Seitenwand des Längsträgers gegenüber liegen. Alternativ oder zusätzlich kann es auch einer unteren inneren Seitenwand und einer oberen inneren Seitenwand des Längsträgers gegenüber liegen. Bevorzugt liegt das Stützelement allen inneren Seitenwänden gegenüber, so dass das Stützelement den Längsträger in alle Richtungen einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung des Längsträgers verläuft, abstützen kann.
-
Das Stützelement ist dabei bevorzugt ein Einschubelement, das sich von dem Stoßfängerquerträger nach innerhalb des Hohlprofils des Längsträgers über eine bestimmte und zur Abstützung erforderlichen geeigneten Länge erstreckt. Das Stützelement ist dabei insbesondere der inneren Form des Hohlprofils des Längsträgers angepasst.
-
Bevorzugt ist das Stützelement ebenfalls in Form eines Hohlprofils ausgebildet, und weist einen äußeren Umfang auf, der dem inneren Umfang des Längsträgers angepasst ist. Im Falle, dass der Längsträger als ein Mehrfachhohlprofil ausgebildet ist, das ein oder mehrere Zwischenwände bzw. Zwischenstege aufweist, können diese Zwischenwände entsprechende Aussparungen aufweisen, um die Wände des Stützelements aufzunehmen.
-
Das Stützelement kann auch einer äußeren Seitenwand des Längsträgers gegenüber liegend ausgebildet sein. Ferner kann es mehreren äußeren Seitenwänden des Längsträgers gegenüber liegend ausgebildet sein. Beispielsweise kann es einer linken äußeren Seitenwand und einer rechten äußeren Seitenwand des Längsträgers sowie zusätzlich oder alternativ einer oberen äußeren Seitenwand und einer unteren äußeren Seitenwand des Längsträgers gegenüber liegend ausgebildet sein. Bevorzugt liegt das Stützelement allen äußeren Seitenwänden des Längsträgers gegenüber, so dass das Stützelement den Längsträger in alle Richtungen einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung des Längsträgers verläuft, abstützen kann.
-
Dabei ist das Stützelement bevorzugt als ein Hülsenelement ausgebildet, das sich von dem Stoßfängerquerträger weg erstreckt und einen äußeren Umfang des Längsträgers über eine geeignete Länge umgibt. Dabei ist ein innerer Umfang des Stützelements bevorzugt einem äußeren Umfang des Längsträgers angepasst.
-
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich sowohl ein Einschubelement als auch ein Hülsenelement als Stützelemente anzuordnen.
-
Bevorzugt ist der Längsträger zur Energieabsorption durch Verformung in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Mit anderen Worten kann der Längsträger ein sogenanntes Deformationselement sein, das auch als Crashbox bezeichnet wird. Ein derartiges Element ist bevorzugt ein austauschbares Verformungselement, das zwischen dem Stoßfängerquerträger und einem vorderen Ende eines Hauptlängsträgers angeordnet ist. Mit anderen Worten bildet in diesem Fall der Längsträger eine Fortsetzung eines Hauptlängsträgers. Der Hauptlängsträger kann beispielsweise ein sogenannter Motorträger sein. Bevorzugt ist der Längsträger lösbar an dem Stoßfängerquerträger oder/und lösbar an dem Hauptlängsträger befestigt.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Kraftfahrzeugkarosserie der vorliegenden Erfindung ist an dem Längsträger bzw. an einem Hauptlängsträger, an den sich der Längsträger anschließt, ein sich nach außen erstreckender Kragträger befestigt. Ein derartiger Kragträger erstreckt sich zwischen dem Stoßfängerquerträger und einem Radhaus nach außen. Insbesondere ist der Kragträger derart angeordnet, dass bei einer Kollision mit geringer Überdeckung ein überkragendes Ende des Stoßfängerquerträgers in Richtung des Kragträgers gedrückt und an diesem abgestützt, so dass sich ein Kräftedreieck zwischen dem Stoßfängerquerträger, dem Kragträger und dem Längsträger ausbildet.
-
In diesem Fall ist die Erfindung besonders wirksam, da durch das Kräftedreieck senkrecht zur Längsrichtung des Längsträgers wirkende, also in Fahrzeugquerrichtung und Fahrzeughochrichtung wirkende Kräfte die Befestigung zwischen dem Längsträger und dem Stoßfängerquerträger besonders stark beanspruchen.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Längsträger nicht an dem Stützelement fixiert. Der Längsträger ist insbesondere bevorzugt direkt an dem Stoßfängerquerträger befestigt, wobei das Stützelement nur als zusätzliches Querkräfte aufnehmendes Element dient.
-
Alternativ kann der Längsträger aber auch zusätzlich an dem Stützelement fixiert sein oder ausschließlich an dem Stützelement fixiert sein. Die Fixierung des Längsträgers kann über zumindest einen Bolzen, eine Schraube oder ähnlichem in eine Richtung senkrecht zur Längsachse des Längsträgers erfolgen.
-
Der Längsträger und/oder das Stützelement und/oder der Stoßfängerquerträger können aus einem metallischen Werkstoff oder einem Kunststoff, beispielsweise faserverstärktem Kunststoff, ausgebildet sein. Der metallische Werkstoff kann ein Leichtmetall, wie Aluminium, oder Stahl sein.
-
Besonders wirksam ist die vorliegende Erfindung, wenn der Längsträger und/oder das Stützelement und/oder der Stoßfängerquerträger aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt besteht und die Kraftfahrzeugkarosserie unter dem Gesichtspunkt einer Gewichtsreduktion, d. h. eines Leichtbaus, konstruiert ist. Das Stützelement ist dabei eine besonders einfache Maßnahme bei einer Kollision mit geringer Überlappung, um ein Abreißen der Verbindung zwischen Stoßfängerquerträger und Längsträger zu verhindern und die damit die Übertragung von Querkräften auf die Kraftfahrzeugkarosserie zu ermöglichen, so dass die Kraftfahrzeugkarosserie über die Querkräfte von einem Kollisionsgegner weggedrückt werden kann.
-
Die vorstehenden weitergebildeten Merkmale der vorliegenden Erfindung können soweit möglich miteinander beliebig kombiniert werden.
-
Kurzbeschreibung der Figuren:
-
1 ist eine Perspektivansicht eines Teils eines Stoßfängerquerträgers und eines Längsträgers einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist eine schematische geschnittene Seitenansicht der Kraftfahrzeugkarosserie mit dem Stoßfängerquerträger und dem Längsträger gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
3 ist eine schematische geschnittene Draufsicht auf die Kraftfahrzeugkarosserie mit dem Stoßfängerquerträger und dem Längsträger gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Es folgt eine detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 3.
-
1 ist eine schematische Perspektivansicht eines Teils eines vorderen Stoßfängerquerträgers 1 und eines linken Längsträgers 3 einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Stoßfängerquerträger 1 ist bevorzugt gewichtsoptimiert aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt. Nachstehend wird auf den Aufbau an einer linken vorderen Seite der Kraftfahrzeugkarosserie Bezug genommen, wobei der Aufbau auf einer rechten Seite der Kraftfahrzeugkarosserie mit einem rechten Längsträger grundsätzlich spiegelsymmetrisch zur der linken Seite ist. Der Längsträger 3 ist ein sogenanntes Deformationselement, das bevorzugt aus Aluminium ausgebildet ist und zur Energieabsorption bei Kollisionen in einem geringen Geschwindigkeitsbereich durch Deformation bzw. Verformung ausgelegt ist. Das Deformationselement 3 ist ein Strangpressprofil, das zwei übereinander liegende Hohlkammern aufweist, die durch eine Zwischenwand 35 voneinander getrennt sind. Das Deformationselement 3 hat einen rechteckigen Querschnitt mit einer linken Seitenwand 31, einer rechten Seitenwand 32, einer unteren Seitenwand 33 und einer oberen Seitenwand 34. An der vorderen Stirnseite des Deformationselements 3 ist das Deformationselement 3 an dem vorderen Stoßfängerquerträger 1 befestigt. Insbesondere hat das Deformationselement 3 einen unteren Flansch 37 und einen oberen Flansch 38, die sich von der vorderen Stirnseite des Deformationselements 3 zum Eingriff mit dem Stoßfängerquerträger 1 nach vorne erstrecken. Über den unteren Flansch 37 und den oberen Flansch 38, die sich im montierten Zustand über eine Oberseite bzw. eine Unterseite des Stoßfängerquerträgers 1 erstrecken, ist das Deformationselement 3 mit dem Stoßfängerquerträger 1 über eine oder mehrere Bolzenverbindungen 39 fixiert. Ein Bolzen 39 erstreckt sich dabei von dem unteren Flansch 37 zu dem oberen Flansch 38. In dem Profil des Stoßfängerquerträgers 1 ist ein Profilverstärkungselement 61 angeordnet, so dass bei einem Festziehen der Bolzenverbindung 39 bei Montage des Deformationselements 3 an dem Stoßfängerquerträger 1 dieser nicht zusammengedrückt wird. Das Profilverstärkungselement 61 erstreckt sich über eine gesamte Höhe eines Hohlraums in dem Stoßfängerquerträger 1.
-
An dem Stoßfängerquerträger 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Stützelement 5 insbesondere durch Schweißen fixiert. Das Stützelement 5 ist als ein kurzes Strangpressprofil mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Es erstreckt sich von dem Stoßfängerquerträger 1 in Fahrzeuglängsrichtung bzw. in Längsrichtung des Deformationselements 3 nach hinten. Ebenso wie der Stoßfängerquerträger 1 besteht das Stützelement 5 bevorzugt aus einem Aluminiumwerkstoff.
-
Wie in 2 gezeigt ist, ist im montierten Zustand das vordere Ende des Deformationselements 3 über das Stützelement 5 geschoben, so dass das Stützelement 5 ein Einschubelement gemäß der vorliegenden Erfindung bildet. Eine linke Seitenwand 51, eine rechte Seitenwand 52, eine untere Seitenwand 53 und eine obere Seitenwand 54 des Stützelements 5 liegen dabei den jeweiligen Seitenwänden 31, 32, 33 und 34 des Deformationselements 3 gegenüber. In der Zwischenwand 35, die die beiden Hohlkammern voneinander trennt, sind für die linken und rechten Seitenwände 51 und 52 des Stützelements 5 Aussparungen gebildet, wie in 3 zu sehen ist.
-
Das Deformationselement 3 ist ferner an einem vorderen Hauptlängsträger 7 der Kraftfahrzeugkarosserie montiert und bildet somit eine Fortsetzung des Hauptlängsträgers 7. Oder anders ausgedrückt bilden das Deformationselement 3 und der Hauptlängsträger 5 einen Längsträger. Der vordere Hauptlängsträger 7 wird bei Kraftfahrzeugen mit Frontmotor auch Motorträger genannt.
-
Von dem Deformationselement 3 bzw. dem vorderen Hauptlängsträger 7 erstreckt sich ein Kragträger 9 in einen Zwischenraum zwischen dem Stoßfängerquerträger 1 und einem nicht gezeigten Radhaus nach außen. Der Kragträger 9 ist insbesondere in Fahrrichtung nach vorne in einem in einem spitzen Winkel zu dem Deformtionselement 3 angeordnet. Beispielsweise beträgt der Winkel 45° +/–20°.
-
Im Falle einer Kollision mit geringer Überdeckung, also einer Kollision, bei dem der Kollisionsgegner im Wesentlichen außerhalb des Längsträgers 3, 7 frontal auf den Stoßfängerquerträger 1 trifft, wird ein überkragender Abschnitt 11 des Stoßfängerquerträgers 1, d. h. ein Abschnitt 11 der nach links außen über das Deformationselement 3 bzw. den Hauptlängsträger 7 vorsteht, soweit deformiert, bis der Abschnitt 11 auf den Kragträger 9, der auch Pfahlsperre genannt wird, insbesondere auf die Stirnseite des freien Endes des Kragträgers 9, trifft. Hierdurch entsteht prinzipiell ein Dreieck, dessen Seiten aus dem Deformationselement 3 bzw. dem Hauptlängsträger 7, dem Stoßfängerquerträger 1, insbesondere dessen Abschnitt 11, und dem Kragträger 9 besteht. In diesem Dreieck wirkt durch die Kollision eine resultierende Kraft in Fahrzeugquerrichtung derart, dass die Kraftfahrzeugkarosserie bzw. das Kraftfahrzeug von dem Kollisionsgegner in seitliche Richtung weggedrückt wird. Diese wirkende Querkraft wirkt allerdings auch auf die Verbindung zwischen dem Deformationselement 3 und dem Stoßfängerquerträger 1 insbesondere die vorstehenden Flansche 37 und 38, so dass diese ungewünscht versagen könnten und keine Kräfte senkrecht zur Längsrichtung des Deformationselements 3 aufnehmen könnten und die Wirkung eines seitlichen Wegdrückens des Kraftfahrzeugs vermindern könnte.
-
Um ein vorzeitiges Versagen der Verbindung zwischen dem Stoßfängerquerträger 1 und dem Deformationselement 3 vorzubeugen, ist daher das erfindungsgemäße Stützelement 5 vorgesehen. Die jeweiligen Seitenwände 31, 32, 33, 34 des Deformationselements 3 können sich dabei an den entsprechenden Seitenwänden 51, 52, 53, 54 des Stützelements 5 abstützen, je nachdem in welche Richtung resultierende Kollisionskräfte in der Ebene quer zur Längsachse des Deformationselements 3 bzw. der Längsachse des Kraftfahrzeugs wirken. Dadurch, dass das Stützelement 5 derart angeordnet ist, kann sich das Deformationselement 3 nicht nur über die eigentliche Verbindung zwischen dem Deformationselement 3 und dem Stoßfängerquerträger 1 sondern auch über das Stützelement 5 abstützen, so dass ein vollständiges Lösen der Verbindung zwischen dem Deformationselement 3 mit dem Stoßfängerquerträger 1 verhindert wird oder einem vollständigen Lösen der Verbindung zumindest entgegengewirkt wird. Zusätzlich wirkt auch die Zwischenwand 35 des Profils des Deformationselements 3 als seitlich stabilisierend, da es sich an den Seitenwänden 51 bzw. 52 abstützen kann, und kann zusätzlich Querkräfte aufnehmen.
-
Das Stützelement 5 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist mit dem Deformationselement 3 nicht direkt verbunden.
-
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel können jedoch das Stützelement 5 und das Deformationselement 3 über einen Bolzen miteinander verbunden werden.
-
In dem Ausführungsbeispiel wurde die Verbindung von vorderem Stoßfängerquerträger 1 und dem Deformationselement 3 beschrieben. Grundsätzlich ist diese Verbindung auch auf die Anbindung eines hinteren Stoßfängerqueträgers anwendbar.
-
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 102009005606 A1 [0002]
- DE 102008032543 A1 [0003]
