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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Biegequerträger für eine Stoßfängeranordnung eines Fahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Biegequerträger kommen üblicherweise in Fahrzeugen zum Einsatz und dienen dem Zweck, im Falle eines Aufpralls Energie zu absorbieren und somit durch den Aufprall drohende Schäden zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Derartige Biegequerträger können insbesondere in einer Stoßfängeranordnung eines solchen Fahrzeugs vorgesehen sein. Sie kommen üblicherweise in einem Frontbereich und/oder Heckbereich des Fahrzeugs zum Einsatz. Wünschenswert bei derartigen Biegequerträgern ist, dass sie im Aufprallfall bei geringen Relativgeschwindigkeiten, durch die Energieabsorption lediglich eine elastische Verformung erfahren, so dass sie nach dem Aufprall bestenfalls keines Austausches bedürfen. Zudem soll der Biegequerträger bei erhöhten Relativgeschwindigkeiten plastisch verformt werden, um möglichst viel Energie zu absorbieren. Besonders wünschenswert ist ferner, dass der Biegequerträger die Aufprallenergie an andere, die Aufprallenergie absorbierende Bestandteile des Fahrzeugs, beispielsweise einem Träger bzw. einer Crashbox des Fahrzeugs, weiterleitet.
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Aus der
DE 101 35 903 B4 ist ein solcher Biegequerträger mit einem inneren Teil zum Verbinden des Biegequerträgers mit einem Träger eines zugehörigen Fahrzeugs und einem äußeren Teil bekannt, das aus einem Kunststoff hergestellt ist. Das innere Teil und das äußere Teil sind dabei miteinander verklebt. Nachteilig hierbei ist, dass die Verbindung der Teile unzureichend ist, so dass im Aufprallfall bzw. Crashfall ein Ablösen des äußeren Teils vom inneren Teil droht. In der Folge kann in einem solchen Fall keine Energieabsorption oder eine verringerte Energieabsorption durch den Biegequerträger erfolgen. Insbesondere ist eine zuverlässige oder ausreichende Weitergabe der Aufprallenergie an andere Bestandteile des Fahrzeugs nicht mehr möglich.
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Aus der
DE 10 2005 017 956 B4 ist ein Biegequerträger mit einem aus Metall hergestellten inneren Teil und einem aus faserverstärktem Kunststoff hergestellten äußeren Teil bekannt. Dabei sind die Teile über Flanschverbindungen an gegenüberliegenden Seiten des Biegequerträgers miteinander verbunden. Die Flanschverbindung verbessert zwar die Verbindung zwischen den Teilen, hat jedoch den Nachteil, dass hierdurch das Gewicht des Biegequerträgers erhöht wird. Des Weiteren ist die Energieabsorption im Bereich der Flansche erheblich reduziert, weil die Flansche üblicherweise schwer plastisch deformierbar sind. Des Weiteren ist eine solche Flanschverbindung verhältnismäßig kompliziert zu realisieren, wodurch der Montageaufwand erhöht wird.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Biegequerträger der eingangs genannten Art, eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch ein verbessertes Aufprallverhalten und/oder eine vereinfachte Montage und/oder ein verringertes Gewicht auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein inneres Teil und ein äußeres Teil eines Biegequerträgers für eine Stoßfängeranordnung randseitig über eine Schraubverbindung und/oder eine Bördelverbindung miteinander zu verbinden. Durch die randseitige Verbindung steht praktisch der gesamte Bereich der Teile für Konstruktionszwecke und/oder zur Energieabsorption zur Verfügung. Hierdurch wird also ein Aufprallverhalten des Biegequerträgers verbessert. Des Weiteren wird durch die randseitige Verbindung das Lösen der Teile voneinander im Aufprallfall verhindert oder zumindest erschwert, so dass ein verbessertes Energieabsorptionsverhalten und dementsprechend ein verbessertes Aufprallverhalten erreicht wird. Zudem stellen die Schraubverbindung und/oder die Bördelverbindung einfache Verbindungen zwischen dem inneren Teil und dem äußeren Teil dar, so dass eine Montage des Biegequerträgers vereinfacht wird. Ferner kann durch diese Verbindungsarten, insbesondere im Vergleich zu einer Flanschverbindung, das Gewicht des Biegequerträgers reduziert werden. Dabei ist das innere Teil vorzugsweise dem zugehörigen Fahrzeug zugewandt und aus Metall hergestellt. Das innere Teil kann aus einem beliebigen Metall oder einer Metallverbindung, insbesondere Legierung, hergestellt sein. Vorstellbar sind beispielsweise Aluminium sowie Stahl. Durch das innere Teil kann eine Verbindung des Biegequerträgers mit dem zugehörigen Fahrzeug, insbesondere mit einem Träger des Fahrzeugs, realisiert sein, wobei hierzu beispielsweise eine Crashbox zum Einsatz kommt. Das äußere Teil ist komplementär zum inneren Teil ausgebildet, so dass das äußere Teil und das innere Teil im verbundenen Zustand den Biegequerträger bilden. Dabei schließen das innere Teil und das äußere Teil einen Hohlraum ein, der für die Anordnung weiterer Bestandteile des Biegequerträgers eingesetzt werden kann. Das äußere Teil ist aus einem beliebigen faserverstärkten Kunststoff hergestellt. Dabei kommt insbesondere glasfaserverstärkter Kunststoff zum Einsatz.
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Das innere Teil und das äußere Teil können jeweils eine beliebige Form und/oder Größe aufweisen, sofern sie zum Ausbilden des Biegequerträgers komplementär ausgestaltet sind. Insbesondere können das innere Teil und/oder das äußere Teil eine gebogene Form aufweisen. Ferner ist es vorstellbar, das innere Teil U-förmig auszugestalten. Weiterhin ist es denkbar, das innere Teil hutförmig auszugestalten. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das äußere Teil ein U-Profil bzw. ein Hut-Profil aufweist.
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Insbesondere ist vorstellbar, die Teile schalenartig auszubilden. Das heißt, dass wenigstens eines der Teile als eine Schale ausgestaltet ist. Dabei können die Teile jeweils als Halbschalen ausgestaltet sein, die im verbundenen Zustand den Biegequerträger bilden.
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Für die Schraubverbindung zum Verbinden der Teile kann eine beliebige Schraubverbindung zum Einsatz kommen. Bevorzugt erfolgt die Schraubverbindung ohne den Einsatz von Flanschen und dergleichen. Insbesondere kann die Schraubverbindung direkt erfolgen. Das heißt, dass das äußere Teil und das innere Teil direkt miteinander verschraubt sein können. Vorstellbar ist beispielsweise, dass die Teile randseitig angeordnete Öffnungen mit Gewinde aufweisen, durch die jeweils eine Schraube eingeschraubt wird. Weiterhin ist vorstellbar, dass bei der Montage eine Schraube durch die Teile durchgeschraubt wird. Das heißt, dass das innere Teil und/oder das äußere Teil vor dem Verbinden nicht zwangsläufig ein Gewinde aufweisen müssen.
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Bei der Bördelverbindung kommt vorzugsweise eine randseitige Bördelkontur wenigstens eines der Teile zum Einsatz. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das innere Teil wenigstens eine randseitige Bördelkontur aufweist, die das äußere Teil umgreift. Hierdurch wird eine Verbindung der Teile in wenigstens zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen erreicht.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das äußere Teil wenigstens eine randseitige Bördelkontur aufweist, die das innere Teil randseitig umgreift. Auch hierdurch wird eine Verbindung der Teile in wenigstens zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen erreicht.
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Besonders bevorzugt sind Biegequerträger, bei denen wenigstens zwei solche Bördelkonturen vorgesehen sind. Hierbei sind die Bördelkonturen besonders bevorzugt randseitig verteilt angeordnet. Hierdurch ist eine stabile Verbindung zwischen den Teilen erreicht. Insbesondere wird hierdurch ein Lösen der Teile voneinander in einem Aufprallfall bzw. Crashfall verhindert oder zumindest erschwert. Besonders bevorzugt sind die Bördelkonturen entlang wenigstens einem der Ränder des Biegequerträgers bzw. der Teile gleichmäßig angeordnet. Hierdurch wird insbesondere eine homogene und stabile Verbindung der Teile erreicht. Dabei kann sowohl zumindest eine randseitige Umbördelung des inneren Teils als auch zumindest eine randseitige Umbördelung des äußeren Teils vorgesehen sein.
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Zur Realisierung der Bördelkontur ist es vorstellbar, das zugehörige Teil mit einer Lasche zu versehen, die bei der Montage des Biegequerträgers zum Verbinden der Teile umgeformt bzw. gefalzt wird. Hierbei kommen vorzugsweise ein Stehfalz bzw. ein Nockenstehfalz zum Einsatz.
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Bei weiteren bevorzugten Varianten kommen wenigstens zwei Schraubverbindungen zum Einsatz, die randseitig verteilt angeordnet sind. Auch hierdurch wird eine stabile Verbindung zwischen den Teilen erreicht, so dass insbesondere ein Lösen der Teile im Crashfall erschwert ist. Eine gleichmäßig verteilte Anordnung der Schraubverbindungen entlang wenigstens einem Rand der Teile bzw. der Biegequerträgers trägt zur homogenen Verbindung der Teile bei.
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Der Hohlraum zwischen den Teilen kann, wie vorstehend erwähnt, dazu eingesetzt werden, weitere Bestandteile des Biegequerträgers unterzubringen.
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Im Hohlraum kann beispielsweise eine Schaumstoffeinlage angeordnet sein. Die Schaumstoffeinlage ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie im Aufprallfall Energie absorbiert. Die Schaumstoffeinlage dient also insbesondere dem Zweck, das Aufprallverhalten des Biegequerträgers zu verbessern. Hierzu kann die Schaumstoffeinlage verformbar und/oder kompressibel ausgestaltet sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, im Hohlraum zwei oder mehr Schaumstoffeinlagen vorzusehen, die jeweils gleich oder unterschiedlich ausgebildet und/oder ausgestaltet sein können. Bevorzugt ist wenigstens eine solche Schaumstoffeinlage mit wenigstens einem der Teile verbunden. Hierdurch kann eine vorbestimmte Anordnung der Schaumstoffeinlage im Hohlraum erreicht werden. Vorteilhaft ist die Schaumstoffeinlage mit zumindest einem der Teil verklebt, wobei hierzu insbesondere Klebefolien zum Einsatz kommen können. Dies erlaubt eine einfache, insbesondere an die Form der Schaumstoffeinlage sowie des zugehörigen Teils anpassbare Verbindung. Ist die Schaumstoffeinlage mit beiden Teilen verbunden, insbesondere verklebt, so trägt auch die Schaumstoffeinlage zur Verbindung der Teile bei.
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Alternativ oder zusätzlich kann im Hohlraum eine Rippenstruktur vorgesehen sein. Die Rippenstruktur kann prinzipiell Bestandteil eines der Teile sein. Vorstellbar ist es auch, dass die Rippenstruktur separat von den Teilen hergestellt ist. Die Rippenstruktur dient insbesondere der Energieabsorption im Aufprallfall. Somit wird ein verbessertes Aufprall- bzw. Crashverhalten des Biegequerträgers erreicht.
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Die Rippenstruktur weist vorteilhaft wenigstens zwei Rippen auf, die sich quer zur Längsrichtung des Biegequerträgers erstrecken. Bevorzugt erstreckt sich wenigstens eine der Rippen vom inneren Teil bis zum äußeren Teil. Die Rippenstruktur kann einteilig ausgestaltet sein. Vorstellbar ist es auch, eine mehrteilige Rippenstruktur vorzusehen.
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Natürlich ist es auch möglich, dass im Hohlraum sowohl zumindest eine solche Schaumstoffeinlage als auch zumindest eine solche Rippenstruktur angeordnet sind. Hierdurch können insbesondere in unterschiedlichen Bereichen des Biegequerträgers verschiedene Energieabsorptionsverhalten erreicht werden. In der Folge ist eine Anpassung des Biegequerträgers, insbesondere dessen Aufprallverhalten, an die jeweilige Gegebenheit, insbesondere an das Fahrzeug und/oder an den Einsatzort im/am Fahrzeug möglich.
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Bei vorteilhaften Varianten weist der Biegequerträger auf seiner vom äußeren Teil abgewandten Innenseite ein Verstärkungselement auf. Das Verstärkungselement dient dem Zweck, die Stabilität des Biegequerträgers zu erhöhen. Dabei kann der Biegequerträger ein Abschnitt des inneren Teils sein bzw. ausbilden. Insbesondere können das innere Teil und das Verstärkungselement monolithisch ausgestaltet sein.
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Vorstellbar ist es auch, dass das Verstärkungselement vom inneren Teil separat hergestellt und am Biegequerträger vorgesehen ist. Das Verstärkungselement kann auf beliebige Weise realisiert sein. Es ist beispielsweise möglich, das Verstärkungselement durch eine Versteifung, insbesondere des inneren Teils, zu realisieren.
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Die Rippenstruktur sowie das Versteifungselement können jeweils aus einem beliebigen Werkstoff bzw. Material hergestellt sein. Vorzugsweise ist/sind die Rippenstruktur und/oder das Verstärkungselement aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff, hergestellt. Eine solche Ausgestaltung des Biegequerträgers verbessert das Aufprallverhalten des Biegequerträgers. Zudem weist der Biegequerträger hierdurch ein vergleichsweise niedriges Gewicht auf.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch:
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1 eine Explosionsdarstellung eines Biegequerträgers,
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2 einen Längsschnitt durch den Biegequerträger,
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3 eine räumliche Ansicht des Biegequerträgers,
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4 einen Ausschnitt aus 3,
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5 eine räumliche Ansicht des Biegequerträgers bei einer anderen Ausführungsform,
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6 einen Ausschnitt aus 5,
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7 eine räumliche Ansicht einer Rippenstruktur,
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8 einen Längsschnitt durch den Biegequerträger bei einer anderen Ausführungsform,
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9 eine räumliche Ansicht des Biegequerträgers bei einer anderen Ausführungsform,
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10 einen Längsschnitt durch den Biegequerträger aus 10.
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In den 1 und 2 ist ein Biegequerträger 1 für eine hier nicht gezeigte Stoßfängeranordnung dargestellt. Der Biegequerträger 1 weist ein inneres Teil 2 sowie ein zum inneren Teil 2 komplementäres äußeres Teil 3 auf. Dabei ist das innere Teil 2 aus einem Metall oder einer Metallmischung, beispielsweise aus Aluminium oder Stahl, hergestellt, während das äußere Teil 3 aus einem faserverstärktem Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff, hergestellt ist. Die Teile 2, 3 sind jeweils als eine Schale 4 ausgebildet. Dabei weist das innere Teil 2 eine bezüglich des äußeren Teils 3 konvexe Form auf, während das äußere Teil 3 eine bezüglich des inneren Teils 2 konkave Form aufweist. Das innere Teil 2 weist einen U-förmigen Querschnitt mit zwei Schenkeln 5, 6 auf, die von einem entlang der Längsrichtung des äußeres Teils 3 verlaufenden Boden 7 des inneren Teils 2 in Richtung des äußeren Teils 3 vom Boden 7 abstehen. Einer der Schenkel 6, der nachfolgend als oberer Schenkel 6 bezeichnet wird, ist an Längsseiten des inneren Teils 2 stärker ausgebildet, so dass der obere Schenkel 6 in diesen Bereichen weiter vom Boden 7 absteht. Der andere Schenkel 5, der nachfolgend als unterer Schenkel 5 bezeichnet wird, weist eine im Wesentlichen parallel zum Boden 7 verlaufende und vom oberen Schenkel 6 wegweisende, umgebogene untere Kante 8 auf. Im in 2 gezeigten, verbundenen Zustand schließen das innere Teil 2 und das äußere Teil 3 einen Hohlraum 9 ein.
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3 zeigt den in den 1 und 2 dargestellten Biegequerträger 1 im verbundenen Zustand in einer räumlichen Ansicht. In den 1 und 3 ist erkennbar, dass das innere Teil 2 randseitig verteilt angeordnete Bördelkonturen 10 aufweist. Über diese Bördelkonturen 10 sind das innere Teil 2 und das äußere Teil miteinander verbunden.
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In 4 ist der mit X bezeichnete Abschnitt aus 3 vergrößert dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass die Bördelkontur 10 dadurch realisiert ist, dass das innere Teil 2 eine Lasche 11 aufweist, die durch Umformen die Bördelverbindung 12 bildet. Hierbei umgreift die Bördelkontur 10 des inneren Teils 2 das äußere Teil 3 randseitig. In den 1 und 3 ist gut erkennbar, dass die Bördelkonturen 10 an den Längsseiten des inneren Teils 2 bzw. äußeren Teils 3 angeordnet sind. In 2 ist zu erkennen, dass eine solche Bördelkontur 10 auch an den Querseiten des inneren Teils 2 bzw. äußeren Teils 3 vorgesehen sein kann. Selbstverständlich kann die jeweilige Bördelkontur 10 auch am äußeren Teil 3 realisiert sein. Das heißt, dass eine Bördelkontur 10 des äußeren Teils 3 das innere Teil 2 randseitig umgreifen kann.
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In 1 sind ferner Schaumstoffeinlagen 13 dargestellt, die zwischen dem inneren Teil 2 und dem äußeren Teil 3 im Hohlraum 9 angeordnet sein können. Dabei sind die Schaumstoffeinlagen 13 mit den Teilen 2, 3 verklebt, wobei hierzu eine hier nicht gezeigte Klebefolie zum Einsatz kommen kann. Hierdurch tragen die Schaumstoffeinlagen 13 zur Verbindung der Teile 2, 3 bei. Die Schaumstoffeinlagen 13 sind ferner energieadsorbierend, so dass sie das Aufprallverhalten bzw. Crashverhalten des Biegequerträgers 1 verbessern.
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Die 5 und 6 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel des Biegequerträgers 1. Hierbei sind anstatt der Bördelkonturen 10 bzw. der Bördelverbindungen 12 randseitig angeordnete Schraubverbindungen 14 vorgesehen. Die Schraubverbindungen 14 sind randseitig verteilt angeordnet. 6 zeigt eine vergrößerte Darstellung des mit Y bezeichneten Abschnitts aus 5. Darin ist zu erkennen, dass das innere Teil 2 sowie das äußere Teil 3 jeweils eine Öffnung 15 aufweisen, die von einer hier aus Darstellungsgründen nicht gezeigten Schraube durchdrungen sind. Die Öffnungen 15 können zur Realisierung der Schraubverbindung 14 jeweils ein zur Schraube komplementäres Gewinde aufweisen. Dabei wird vorzugsweise die Schraube vom äußeren Teil 3 in Richtung des inneren Teils 2 eingeschraubt.
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Die randseitig verteilte Anordnung der Bördelverbindungen 12 bzw. Schraubverbindungen 14 gewährleistet eine gleichmäßige, zuverlässige und stabile Verbindung zwischen dem inneren Teil 2 und dem äußeren Teil 3. In der Folge wird ein Lösen des äußeren Teils 3 vom inneren Teil 2 bei einem Aufprall bzw. Crash verhindert oder zumindest erschwert.
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Wie in den 7 und 8 dargestellt, kann alternativ oder zusätzlich zu den Schaumstoffeinlagen 13 im Hohlraum 9 eine Rippenstruktur 16 vorgesehen sein. Die Rippenstruktur 16 weist im gezeigten Beispiel zwei parallel verlaufende Träger 17 auf, von denen in regelmäßigen Abständen quer abstehende Rippen 18 abstehen. Dabei ist die Rippenstruktur 16 derart ausgestaltet, insbesondere dimensioniert, dass die Rippen 18 im Hohlraum 9 zwischen dem inneren Teil 2 und dem äußeren Teil 3 verlaufen. Auch die Träger 17 verlaufen im Hohlraum 9 zwischen dem inneren Teil 2 und dem äußeren Teil 3.
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Die Rippenstruktur 16 ist mit wenigstens einem der Teile 2, 3, vorzugsweise mit beiden Teilen 2, 3, verbunden, insbesondere verklebt. Hierdurch trägt die Rippenstruktur 16 dazu bei, die Teile 2, 3 miteinander zu verbinden.
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Die Rippenstruktur 16 und die Schaumstoffeinlagen 13 sind vorzugsweise aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff, hergestellt.
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Die 9 und 10 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Biegequerträgers 1. Dabei ist in 9 eine vom äußeren Teil 3 abgewandte Innenseite des Biegequerträgers 1 zu sehen, bei der das innere Teil 2 zu erkennen ist. In 10 ist zu erkennen, dass das innere Teil 2 ein Hutprofil aufweist. Ferner ist zu erkennen, dass der Biegequerträger 1 bei diesem Ausführungsbeispiel auf der Innenseite ein Verstärkungselement 19 aufweist, das mittig im Bereich des Hohlraums 9 das innere Teil 2 überdeckt und mit diesem verbunden ist. Das Verstärkungselement 19 dient der Verstärkung des Biegequerträgers 1. Das Verstärkungselement 19 ist im gezeigten Beispiel als ein Versteifungselement 19' ausgestaltet, die eine Versteifung des inneren Teils 2 im Bereich des Hohlraums 9 bewirkt und den Biegequerträger 1 somit stabilisiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10135903 B4 [0003]
- DE 102005017956 B4 [0004]
