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Die Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Derartige Stoßfängeranordnungen werden bei Kraftfahrzeugen sowohl an der Vorder- als auch der Rückseite dazu eingebaut, um die Energie von Stößen so abzufangen beziehungsweise abzuleiten, dass die Trägerstruktur des Kraftfahrzeuges möglichst nicht beschädigt wird. Dabei besteht eine derartige Stoßfängeranordnung in der Regel aus einem Stoßenergie in Verformungsarbeit umwandelnden Bauteil, wie beispielsweise einer Crashbox, und einem Querträger, der dazu dient, die aus einem Aufprall resultierende Energie in die Crashbox ein- beziehungsweise abzuleiten.
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Derartige Stoßfängeranordnungen sind beispielsweise aus der
DE 10 2009 053 861 A1 und der
EP 2 318 237 B1 bekannt. Obwohl bei diesen Stoßfängeranordnungen bereits eine gute Energieab- beziehungsweise -einleitung in die Crashboxen und eine gute Deformation der Crashboxen bei einem Aufprall stattfindet, besteht weiterhin Verbesserungsbedarf hinsichtlich der Energieeinleitungseigenschaften und auch hinsichtlich der Deformationseigenschaften der Stoßfängeranordnung sowie bezüglich des Energieabbaus durch den Stoßfängerquerträger selbst.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Stoßfängeranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass sowohl eine verbesserte Energieableitung und verringerte Lastspitzen in Crashbox und Fahrzeugkarosserie als auch eine verbesserte beziehungsweise gezieltere Deformation der Stoßfängeranordnung in einem Crashszenario stattfindet.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Stoßfängeranordnung mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung weist dabei einen Querträger sowie zwei Crashboxen auf, wobei die Crashboxen jeweils einerseits an einem Außenbereich des Querträgers mit diesem verbindbar und andererseits an einem fahrzeugseitigen Längsträger anordenbar sind. Die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung zeichnet sich nun dadurch aus, dass der Querträger ein Hohlkammerprofil mit einer im Querschnitt wenigstens abschnittsweisen runden Hohlkammer aufweist, das in einer senkrecht zur Fahrzeugmittellängsachse verlaufenden Querträgerachse angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stoßfängeranordnung ist es nun möglich, dass durch das mit einer im Querschnitt wenigstens abschnittsweisen runden Hohlkammer versehene Hohlkammerprofil auch Crashlastfälle mit höherem Gewicht die erforderlichen Deformationseigenschaften beziehungsweise Energieableitungseigenschaften aufweist, um die Trägerstruktur beziehungsweise Karosserie in einem Crashlastfall unbeschädigt zu lassen. Insbesondere ist es durch diese Ausgestaltung des Querträgers möglich, im Anfangsstadium einer Crashsituation Stoßenergie im Querträger abzubauen und so Lastspitzen auf Crashbox und Fahrzeugkarosserie zu reduzieren. Vorteilhaft dabei ist, dass die Hohlkammer des Hohlkammerprofils frontseitig, also auf der von den Crashboxen wegweisenden Seite, wenigstens abschnittsweise einen im Wesentlichen kreissegmentförmigen Querschnitt aufweist. Auch rückseitig, also auf der zu den Crashboxen hinweisenden Seite, kann die Hohlkammer des Hohlkammerprofils wenigstens abschnittsweise einen im Wesentlichen kreissegmentförmigen Querschnitt aufweisen. Insofern sollen also erfindungsgemäß Hohlkammern umfasst sein, die sowohl wenigstens abschnittsweise im Querschnitt kreisförmig als auch mit derartigen abgeflachten kreisförmigen Querschnitten, also nur mit frontseitigen und rückseitigen kreissegmentförmigen Querschnitt ausgebildet sind.
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Damit eine auf beiden Seiten der Stoßfängeranordnung möglichst gleichmäßige Energieableitung beziehungsweise Deformation auftreten kann, hat es sich in einer ersten Ausgestaltung der Erfindung bewährt, dass das Hohlkammerprofil sich im Wesentlichen über die gesamte Querträgerlängserstreckung erstreckt und/oder hinsichtlich einer durch die Fahrzeugmittellängsachse verlaufenden und senkrecht zur Fahrbahn stehenden Ebene spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Hierdurch ist es gegeben, dass die Stoßfängeranordnung sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite eines Fahrzeuges gleich ausgebildet ist, sodass sich die gleichen Energieableitungs- und/oder Deformationseigenschaften auf beiden Seiten des Kraftfahrzeugs einstellen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Hohlkammerprofil hinsichtlich einer durch die Querträgerlängsachse und parallel zur Fahrbahn verlaufenden Ebene asymmetrisch ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung dient dazu, dass insbesondere ein Höhenversatz des Querträgers der Stoßfängeranordnung hinsichtlich der Längsträger, an welchen die Crashboxen am Fahrzeug anordenbar sind, ausgeglichen werden kann. Hierdurch ist es ermöglicht, dass die oben beschriebenen Lastfälle auch bei derartigen Stoßfängeranordnungen trotzdem erfindungsgemäße eine verbesserte Energieableitung beziehungsweise Deformation der Stoßfängeranordnung gewährleistet.
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Hinsichtlich der Energieableitung in die Crashboxen hat es sich dabei als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass das Hohlkammerprofil wenigstens zwischen den Außenbereichen des Querträgers, an denen die Crashboxen angeordnet sind, einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Mittels dieses kreisrunden Querschnitts des Hohlkammerprofils ist es möglich, die Stoßfängeranordnung mit einem besonders stabilen Querträger auszustatten, mit dessen Hilfe die Energieableitung in die Crashboxen besonders vorteilhaft gelingt.
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Dabei hat es sich allerdings gezeigt, dass die Knicksteifigkeit vorteilhaft gesteigert werden kann, wenn das Hohlkammerprofil wenigstens zwischen den Außenbereichen des Querträgers, an denen die Crashboxen angeordnet sind, einen gegenüber einem kreisrunden Querschnitt abgeflachten Querschnitt aufweist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Hohlkammerprofil an seinen Enden weiterhin einen kreisrunden Querschnitt aufweist, da solche Querschnitte mit entsprechenden Stirnseitenelementen verfahrenstechnisch besonders einfach verschlossen werden können.
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Hinsichtlich einer verbesserten Stabilität der Stoßfängeranordnung beziehungsweise des Querträgers hat es sich zudem bewährt, dass das Hohlkammerprofil als Mehrkammerprofil ausgebildet ist. Dabei kann eine Unterteilung des Hohlkammerprofils in mehrere Kammern dadurch erfolgen, dass mindestens in vertikaler Richtung innerhalb des Hohlkammerprofils mehrere Kammern ausgebildet sind.
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In die gleiche Richtung zielt auch die Ausgestaltung der Erfindung, dass in dem Hohlkammerprofil wenigstens ein Innensteg vorgesehen ist. Derartige Innenstege erhöhen ebenfalls die Stabilität des Querträgers beziehungsweise des Hohlkammerprofils, sodass auch dadurch die Energieableitungs- und Deformationseigenschaften der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung nochmals verbessert sind. Der wenigstens eine Innensteg kann dabei auch als Trennwand zwischen den zuvor beschriebenen mehreren Kammern eines als Mehrkammerprofil ausgebildeten Hohlkammerprofils dienen.
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Um die Stabilität der Stoßfängeranordnung und damit die Energieableitungs- und Deformationseigenschaften der gesamten Stoßfängeranordnung nochmals zu verbessern, ist es vorgesehen, dass der Querträger in seinen Außenbereichen mit Deformationseinsätzen oder Verstärkungseinsätzen versehen ist. Neben diesen Vorzügen wird durch diese Ausgestaltung der Erfindung auch eine weitere Funktionsintegration erreicht, da dadurch in diesen Bereichen in vorteilhafter weise Anbindungen an weitere Elemente, wie beispielsweise eine Crashbox, ein Abschleppaufsatz, Dichtelemente und dergleichen mehr erfolgen kann.
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Eine weitere Verbesserung der Stabilität der Stoßfängeranordnung und damit der Energieableitungs- und Deformationseigenschaften der gesamten Stoßfängeranordnung wird dadurch erreicht, dass der Querträger in seinem zwischen den Außenbereichen liegenden Mittelbereich mit wenigstens einem Verstärkungsaufsatz, Verstärkungseinsatz oder einer Verprägung versehen ist.
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Nach einem anderen Gedanken der Erfindung sind der Querträger und/oder das Hohlkammerprofil in den Außenbereichen des Querträgers mit gegenüber dem Mittelbereich reduzierter Wandstärke ausgeführt, wobei diese Wandstärke vorzugsweise um 0,2 mm bis 2 mm reduziert ist und besonders bevorzugt sich diese Wandstärkenreduzierung mindestens 5 mm bis 45 mm von den Enden des Querträgers beziehungsweise des Hohlkammerprofils in das Innere der Hohlkammer erstreckt. Auch diese Maßnahme führt dazu, dass die Energieableitungs- und Deformationseigenschaften der gesamten erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung nochmals verbessert sind. Dabei sind im Mittelbereich des Querträgers beziehungsweise des Hohlkammerprofils Wandstärken von 2,5 mm bis 6 mm vorteilhaft. Allerdings sind auch größere Wandstärken praktikabel, die dann allerdings mit einem erhöhten Gewicht und damit mit einer ungünstigeren Ökobilanz eines damit ausgestatteten Fahrzeugs verbunden sind.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann auch ein Abschleppaufsatz vorgesehen sein, der vorzugsweise als Extrusionsprofil der Kontur des Querträgers beziehungsweise des Hohlkammerprofils angepasst ist und der an dem Hohlkammerprofil beziehungsweise dem Querträger der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung zum Abschleppen von Kraftfahrzeugen oder dergleichen zu nutzen, ohne an der Trägerstruktur des Kraftfahrzeuges angreifen zu müssen.
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Vorzugsweise ist das Hohlkammerprofil an seinen Enden verschlossen, wobei diese Maßnahme ebenfalls zu einer erhöhten Stabilität ist der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung beziehungsweise einer verbesserten Energieableitung beziehungsweise Deformation der Stoßfängeranordnung beiträgt.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zum endseitigen Verschließen des Hohlkammerprofils Stirnseitenelemente vorgesehen. Diese Stirnseitenelemente sind dabei im Wesentlichen so ausgebildet, dass sie das Hohlkammerprofil an seinen Enden sicher verschließen, ein derartiges Verschließen kann dabei mittels verschweißen oder verschrauben erfolgen. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass sich die Stirnseitenelemente, insbesondere wenn das Hohlkammerprofil in seinem Bereich noch einen kreisrunden Querschnitt aufweist, mit einem Außengewinde auf das Hohlkammerprofil aufschrauben lassen. Dabei kann dieses Außengewinde mit einem bereits vorhandenen Innengewinde des Hohlkammerprofils korrespondieren. Allerdings ist es auch möglich, dass diese Außengewinde die Innenwand der Hohlkammer des Hohkammerprofils beziehungsweise des Querträgers beim Aufschrauben zerspant und dabei in das Hohlkammerprofil ein entsprechendes Innengewinde schneidet.
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Weiterhin ist dabei auch vorgesehen, dass das Hohlkammerprofil fluiddicht, insbesondere mit einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Innendruck, verschlossen ist. Ein derartiges fluiddichtes Verschließen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass zum einen ein Rundumschweißen der Stirnseitenelemente im Endbereich des Hohlkammerprofils erfolgt. Weiterhin ist es allerdings auch möglich, dass durch den Einsatz von Stirnseitenelementen mit Einsteckelementen ein derartiges fluiddichtes Verschließen möglich ist. Dabei umlaufen vorteilhafterweise Dichtungsringe diese Einsteckelemente, sodass dadurch ein fluiddichtes Verschließen ermöglicht ist. Diese Möglichkeiten bieten sich in einfacher Weise dann an, wenn die Enden des Hohlkammerprofils einen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Allerdings ist auch ein Verschließen bei anderen Querschnitten möglich, wobei allerdings gegebenenfalls ein erhöhter technischer Aufwand betrieben werden muss, um die Fluiddichtheit zu gewährleisten. Insbesondere können die zuvor genannten Einsteckelemente zudem als Verstärkungselemente dienen, da in diesen Bereichen des Querträgers auch die Crashboxen, mögliche Abschleppaufsätze und dergleichen mehr angeordnet sein können.
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Anzumerken hierbei ist noch, dass unter Fluid erfindungsgemäß sowohl ein Gas als auch eine Flüssigkeit verstanden werden kann. Um allerdings einen gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Innendruck zu erreichen, darf bei Verwendung eines flüssigen Fluids das Hohlkammerprofil nicht vollständig mit der Flüssigkeit gefüllt werden, da Flüssigkeiten in der Regel inkompressibel sind. Insofern muss auch bei Verwendung von Flüssigkeiten als Fluid immer ein Restbereich des Hohlkammerprofils mit einem gasförmigen Medium gefüllt sein, um den gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Innendruck zu erzielen.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist der Querträger aus einer Aluminium- oder einer Magnesium-Legierung oder aus einem fasergefüllten, thermoplastischen Kunststoff insbesondere durch Strangpressen beziehungsweise Extrusion oder Pultrusion hergestellt. Derartige Materialien erfüllen die für die Deformations- und Energieableitungseigenschaften der gesamten Stoßfängeranordnung notwendigen Spezifikationen.
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Erfindungsgemäß kann es dabei vorgesehen sein, dass das Hohlkammerprofil als Teil des Querträgers ausgebildet ist. In diesem Fall wird die Hohlkammer während der Herstellung des Querträgers beispielsweise beim Strangpressen von Aluminium mit erzeugt.
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Weiterhin können an dem Querträger bereits eine Vorderwand und eine Hinterwand angeordnet sein, wobei diese auch einteilig mit dem Querträger ausgeführt sein können. An der Hinterwand sind dann die Crashboxen anordenbar, während an der Vorderwand entsprechende Bumperelemente angeordnet werden können.
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Allerdings kann auch vorgesehen sein, dass in der Hohlkammer ein Schutzelement aus einem Elastomer oder aus einem thermoplastischen Polymer angeordnet ist, wobei das Schutzelement einen Hohlraum zur Aufnahme eines Fluids aufweist. Insbesondere kann ein derartiges Hohlkammerprofil auch wenigstens einen eingeblasenen, spritzgegossenen oder extrudierten Kunststoffliner enthalten.
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Die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung kann dabei derart ausgebildet sein, dass der Innendruck in der Hohlkammer gegenüber dem Außendruck um wenigstens 1,5 bar, bevorzugt wenigstens 5 bar erhöht ist. Insbesondere ist es aber, um die gewünschten Deformations- und Energieableitungseigenschaften der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung zu erzielen, vorgesehen, den Innendruck im Hohlkammerprofil um 10 bar bis 40 bar über dem Umgebungsdruck zu halten. Auch hierdurch werden bei der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung im Crashfall die Energieeinleitungs- beziehungsweise -ableitungseigenschaften sowie die Deformationseigenschaften verbessert, ohne dass dabei die Trägerstruktur des mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung ausgestatteten Kraftfahrzeugs beschädigt wird. Ferner kann eine Hohlkammer des Hohlkammerprofils beziehungsweise des Querträgers auch als ein Behältnis für flüssige oder gasförmige Betriebsmedien eines Kraftfahrzeuges genutzt werden.
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Weiterhin kann der Querträger eine im Wesentlichen ebene zu den Crashboxen weisende Rückwand und eine von den Crashboxen wegweisende Vorderwand aufweisen. Derartige Querträger sind in einfacher Weise einstückig aus Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung durch Strangpressen herzustellen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Querträger beziehungsweise das Hohlkammerprofil in seinen Außenbereichen eine ebene Fläche vorzugsweise in Form eines Flansches als Teil der Rückwand auf. An eine derartige flanschförmige Fläche kann in einfacher Weise eine Crashbox angebunden werden.
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Damit Verschlussmittel, wie beispielsweise die zuvor genannten Stirnseitenelemente einfach an dem Querträger beziehungsweise dem Hohlkammerprofil befestigt werden können, sind an dem Querträger beziehungsweise dem Hohlkammerprofil an seinen Enden Anbindungselemente zum Befestigen von Verschlussmitteln schweißtechnisch angebracht.
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Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Es zeigen:
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1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung in einer perspektivischen Ansicht,
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2: eine Detaildarstellung der 1,
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3a und 3b: eine mögliche Ausführungsform von Stirnseitenelementen zum Verschließen der Enden eines Hohlkammerprofils in verschiedenen Ansichten,
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4 und 5: ein Ausführungsbeispiel einer weiteren erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung,
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6 bis 15: verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung im Bereich einer Crashbox in einer Querschnittdarstellung,
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16: eine Ausführungsform eines Abschleppaufsatzes zur Anbindung an eine erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung in einer perspektivischen Darstellung,
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17: eine Querschnittdarstellung einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung,
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18 bis 20: verschiedene Ausführungsformen eines Querträgers einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung in einer Querschnittdarstellung,
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21 bis 24: eine weitere mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung in verschiedenen Darstellungen.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 1 dargestellt. Diese besteht im Wesentlichen aus einem Querträger 2, der vorliegend als Hohlkammerprofil 5 aus einer Aluminiumlegierung oder einer Magnesiumlegierung einteilig und werkstoffeinheitlich durch Strangpressen hergestellt ist, und in seinen Außenbereichen 4 jeweils mit einer entsprechenden Crashbox 3 über eine Rückwand 20 verbunden ist, die in diesen Außenbereichen 4 dafür mit einer ebenen flanschförmigen Fläche 27 versehen ist. Die Crashboxen 3 weisen dabei an ihrem anderen Ende Flansche 18 auf, mit denen die Stoßfängeranordnung 1 an entsprechenden hier nicht dargestellten Längsträgern beziehungsweise Flanschplatten der Längsträger eines Kraftfahrzeuges befestigbar ist.
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Die Stoßfängeranordnung 1 wird dabei an einem Kraftfahrzeug derart angeordnet, dass eine Querträgerlängsachse 7 senkrecht auf einer Fahrzeugmittellängsachse 6 steht.
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Der als Hohlkammerprofil 5 ausgebildete Querträger 2 weist an seinen Enden 8 und 9 Stirnseitenelemente 16 auf, mit welchen eine in 2 angezogene Hohlkammer 33 des Hohlkammerprofils 5 beziehungsweise des Querträgers 2 fluiddicht gegenüber der Umgebung abgedichtet werden können.
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An der der Rückwand 20 gegenüber liegenden Seite des Querträgers 2 weist dieser eine in vertikaler Richtung betrachtet ebene Vorderwand 19 auf, an welcher hier nicht dargestellte Fußgängerschutzelemente oder dergleichen anordenbar sind.
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Damit der Innendruck in der Hohlkammer 33 des Hohlkammerprofils 5 beziehungsweise des Querträgers 2 variiert werden kann, weisen die Stirnseitenelemente 16 Entnahmeeinrichtungen 17 auf, mit deren Hilfe Fluid aus der Hohlkammer 33 des Hohlkammerprofils 5 beziehungsweise des Querträgers 2 entnommen werden kann. Andererseits ist es auch möglich, über diese Entnahmeeinrichtungen 17 Fluid in der Hohlkammer 33 des Hohlkammerprofils 5 beziehungsweise des Querträgers 2 zu überführen.
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Hierbei und im Weiteren sollen unter Fluid sowohl gasförmige als auch flüssige Medien verstanden werden. Damit allerdings ein Überdruck innerhalb der Hohlkammer 33 des Hohlkammerprofils 5 beziehungsweise des Querträgers 2 erzeugt werden kann, ist bei Verwendung eines flüssigen Fluids zu beachten, dass nicht die gesamte Hohlkammer 33 mit der Flüssigkeit gefüllt werden darf, da aufgrund der Inkompressibilität von Flüssigkeiten dann kein Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck erzielt werden könnte.
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2 zeigt nunmehr eine Detaildarstellung der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung 1 der 1 im Bereich des Endes 8 des als Hohlkammerprofil 5 ausgebildeten Querträgers 2. In dieser Darstellung ist die Hohlkammer 33 des Hohlkammerprofils 5 beziehungsweise des Querträgers 2 noch nicht mit den Stirnseitenelementen 16 verschlossen. Allerdings sind in dieser Darstellung Anbindungselemente 25 zu erkennen, mit denen das entsprechende Stirnseitenelement 16 mittels Schrauben 24 fluiddicht auf dem Hohlkammerprofil 5 des Querträgers 2 anordenbar ist. Weiterhin ist in dieser Darstellung auch nicht die Crashbox 3 gezeigt, die mit dem Querträger 2 über dessen Rückwand 20 verbunden ist.
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Die 3a und 3b zeigen nun eine detaillierte Darstellung eines Stirnseitenelementes 16 in einer perspektivischen Ansicht von vorne und von hinten. Deutlich zu erkennen ist hierbei eine Platte 26, auf welche mittels Schrauben 22 ein Einsteckelement 23 angeordnet und befestigt ist. Ferner ist hier die Position der Anbindungselemente 25 in Einbaulage angedeutet. Die Schrauben 24 dienen dazu, das gesamte Stirnseitenelement 16 an den Anbindungselementen 25 des Querträgers 2 gemäß 2 zu befestigen. Das Einsteckelement 23 ist in diesem Ausführungsbeispiel kreisrund ausgebildet und damit dazu geeignet, die Öffnung der Hohlkammer 33 des Hohlkammerprofils 5 beziehungsweise des Querträgers 2 im Endbereich 8 gemäß 2 zu verschließen. Damit ein fluiddichtes Verschließen gewährleistet werden kann, ist dieses Einsteckelement 23 mit einem umlaufenden Dichtungsring 21 versehen.
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Ferner ist in diesen Darstellungen noch deutlich die Entnahmeeinrichtung 17, welche als Ventil ausgebildet sein kann, zu erkennen. Mithilfe dieser Entnahmeeinrichtung 17 ist es möglich, Fluid aus der Hohlkammer 33 des Hohlkammerprofils 5 beziehungsweise des Querträgers 2 zu entnehmen. Allerdings ist es auch möglich, über diese Entnahmeeinrichtung der Hohlkammer 33 des Hohlkammerprofils 5 beziehungsweise des Querträgers 2 Fluid zuzuführen.
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In den 4 und 5 ist die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung gemäß der 1 in einer anderen Darstellung gezeigt. Hierbei sind die Anbindungselemente 25 des Querträgers 2 nicht dargestellt. Deutlich zu erkennen sind in dieser Darstellung aber die Flansche 18 der Crashboxen 3 und wie diese mit hier nicht dargestellten Schrauben über Öffnungen 28 und einem Positionierungselement 29 an einem entsprechenden Fahrzeuglängsträger anordenbar sind.
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Die 6 bis 15 zeigen nunmehr verschiedene erfindungsgemäße Stoßfängeranordnungen in Querschnittdarstellungen im Bereich einer Crashbox 3.
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Dabei weist das Ausführungsbeispiel der 6 einen Querträger 2 auf, welcher als Hohlkammerprofil 5 ausgebildet ist und eine Hohlkammer 33 mit einem kreisrunden Querschnitt aufweist. Frontseitig weist der Querträger 2 dabei eine Vorderwand 19 auf, während rückseitig eine Rückwand 20 vorgesehen ist. An der Rückwand 20 ist eine Crashbox 3 über die flanschförmige ebene Fläche 27 angeordnet, die wiederum andererseits mit einem Flansch 18 versehen ist, mit welchem die gesamte erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung an einem Längsträger eines Kraftfahrzeuges anordenbar ist. Die Wandstärken der unterschiedlichen Bereiche des Querträgers 2 sind ebenfalls unterschiedlich. Während die Rückwand eine Wandstärke von 2,5 mm bis 4 mm aufweist, weist die Vorderwand 19 eine Wandstärke von 3 mm bis 4 mm auf. Die Wandstärke des Querträgers 2 weist im Normalfall eine Stärke von 3 mm bis 6 mm auf. Allerdings kann es vorgesehen sein, dass eine Wandstärkenreduzierung des Querträgers an den Enden 8 und 9 des Hohlkammerprofils 5 durch eine zerspanende Bearbeitung eingebracht wurde, wenn entsprechende Verschlusselemente mit einem entsprechenden Außengewinde ein entsprechendes Innengewinde in die kreisrunde Öffnung an den Enden 8 und 9 in den Querträger 2 beziehungsweise in das Hohlkammerprofil 5 schneiden.
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Das Ausführungsbeispiel der 7 entspricht im Wesentlichen dem der 6, wobei allerdings zur Verstärkung der gesamten Stoßfängeranordnung Zusatzstützen 30 zwischen der Rückwand 20 des Querträgers 2 und dem Querträger 2 angeordnet sind. Die Wandstärken können dabei entsprechend den Wandstärken des Ausführungsbeispiels gemäß der 6 ausgeführt sein. Dadurch wird der Kraftfluss von dem Querträger 2 zu den Crashboxen 3 optimiert.
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Auch die Ausführungsbeispiele der 8 und 9 entsprechen im Wesentlichen dem der 6. Allerdings ist hierbei in dem Ausführungsbeispiel der 8 ein Innensteg 10 zur Verstärkung der gesamten Stoßfängeranordnung vorgesehen. Sofern dieser Verbindungssteg 10 das gesamte Hohlkammerprofil 5 durchläuft, ist das Hohlkammerprofil 5 als Zweikammerprofil mit zwei Hohlkammern 33‘ und 33‘‘ ausgebildet. Bei einem derartigen Hohlkammerprofil 5 mit zwei Hohlkammern 33‘ und 33‘‘ wäre es möglich, die unterschiedlichen Hohlkammern 33‘ und 33‘‘ mit unterschiedlichen Drücken zu befüllen. Dies kann für bestimmte Anwendungen sinnvoll sein, um gewisse Energieableitungseigenschaften zu optimieren.
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In dem Ausführungsbeispiel der 9 ist zusätzlich zu dem Innensteg 10 ein weiterer Innensteg 11 im Hohlkammerprofil 5 angeordnet. Auch dieser Innensteg 11 dient in erster Linie dazu, die gesamte Stoßfängeranordnung zu verstärken. Sofern allerdings auch dieser Innensteg 11 das Hohlkammerprofil 5 vollständig durchläuft, wird aus dem Hohlkammerprofil 5 ein Vierkammerprofil mit vier Hohlkammern 33‘, 33‘‘, 33‘‘‘ und 33‘‘‘‘. Auch hierbei wäre es wiederum möglich, die unterschiedlichen Hohlkammern 33‘, 33‘‘, 33‘‘‘ und 33‘‘‘‘ mit unterschiedlichen Drücken zu befüllen.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß der 10 ist der Querträger 2 nunmehr rechteckig mit einer Oberwand 31 und einer Unterwand 32 ausgebildet, welche die Vorderwand 19 mit der Rückwand 20 des Querträgers 2 verbinden. Innerhalb des Querträgers 2 ist ein im Querschnitt kreisrundes Hohlkammerprofil 5 mit einer Hohlkammer 33 angeordnet. Zwischen dem Hohlkammerprofil 5 und der Oberwand 31 ist zudem nun eine weitere Hohlkammer 35 gebildet. Zwischen dem Hohlkammerprofil 5 und der Unterwand 32 ist zudem nun eine weitere Hohlkammer 34 gebildet.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 11 ist der Querträger 2 U-förmig mit einer Vorderwand 19, einer Unterwand 32 und einer Rückwand 20 ausgebildet, wobei in dem Querträger 2 weiterhin ein Hohlkammerprofil 5 mit kreisrundem Querschnitt angeordnet ist. Zwischen dem Hohlkammerprofil 5 und der Unterwand 32 ist zudem nun eine weitere Hohlkammer 34 gebildet.
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Die 12 und 13 zeigen Querträger 2, die als Hohlkammerprofil 5 mit einer Hohlkammer 33 ausgebildet sind und unterschiedliche Vorderwände 19 und Rückwände 20 aufweisen. Während in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 13 sich die Vorderwand 19 und die Rückwand 20 etwa in gleicher Weise über den als Hohlkammerprofil 5 ausgebildeten Querträger 2 erstrecken, ist die Rückwand 20 des Querträgers 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 12 gegenüber der Vorderwand 19 verkürzt.
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Ein mit einer verkürzten Rückwand 20 versehener Querträger 2 kommt auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 14 zum Einsatz. Allerdings ist in diesem Ausführungsbeispiel die Rückwand 20 des Querträgers 2 wiederum mit der Vorderwand 19 über eine Unterwand 32 verbunden. Der gesamte Querträger 2 bildet daher ein Zweikammerprofil mit zwei Hohlkammern 33 und 34, wobei durch das Hohlkammerprofil 5 die Hohlkammer 33 und durch die Unterwand 32 und das Hohlkammerprofil 5 eine Hohlkammer 34 gebildet ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 14 ist der Querträger 2 zudem gegenüber dem Längsträger, an den die gesamte Stoßfängeranordnung mittels des Flansches 18 der Crashbox 3 gefestigt ist, höhenversetzt angeordnet, wobei die Crashbox 3 und die Unterwand 32 jeweils in einem Winkel von kleiner als 90° zum Flansch 18 ausgerichtet sind. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel gemäß der 14, allerdings ohne Höhenversatz, ist in der 15 dargestellt. Auch hier werden durch die dortige Ausgestaltung zwei Hohlkammern 33 und 34 entsprechend realisiert.
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16 zeigt nunmehr ein mögliches Design für einen Abschleppaufsatz 15, der an einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung, beispielsweise im Außenbereich 4 des Querträgers 2 anordenbar ist. Der Abschleppaufsatz 15 weist dabei eine Gewindeaufnahme 36 für eine hier nicht dargestellte Gewindeöse auf. Der Abschleppaufsatz 15 kann dabei zum einen an dem Querträger 2 beziehungsweise dem Hohlkammerprofil 5 und andererseits auch an der Rückwand 20 und der Vorderwand 19 verbindungstechnisch, beispielsweise durch ein Verschrauben oder Verschweißen mit der erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung verbunden sein. Der Abschleppaufsatz ist hierbei derart stranggepresst, dass er der Form des Querträgers 2 im Bereich seiner Befestigung angepasst ist.
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In 17 ist nunmehr ein Ausführungsbeispiel eines Querträgers 2 einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung dargestellt. Auch dieser Querträger ist dabei als Hohlkammerprofil 5 mit einer Hohlkammer 33 ausgebildet. Allerdings ist die dortige Vorderwand 19 als überbogener Frontflansch ausgebildet. Zudem ist der Querschnitt des Hohlkammerprofils 5 in diesem Ausführungsbeispiel nicht kreisrund, sondern etwas abgeflacht.
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In den 18 bis 20 sind nunmehr unterschiedliche Längsschnitte von eine Hohlkammer 33 aufweisenden und als Hohlkammerprofil 5 ausgebildeten Querträger 2 in einer Darstellung ohne Krümmung gezeigt. Dabei sind die Enden 8, 9 dieser als Hohlkammerprofil 5 ausgebildeten Querträger 2 dünnwandiger ausgebildet als das restliche Hohlkammerprofil 5. Die Enden 8 und 9 des Hohlkammerprofils 5 können sich dabei über eine Länge von 5 mm bis zu 45 mm erstrecken. Diese dünnwandigere Ausbildung wird dadurch erreicht, dass der jeweilige Querträger 2 von innen spanend bearbeitet wurde. Durch diese spanende Bearbeitung wird eine saubere Oberfläche zur Gummianlage bei einer Abdichtung mit einem Einsteckelement 23, wie es beispielsweise in den 3a und 3b gezeigt ist, realisiert. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann ein auf dem Einsteckelement 23 angeordneter Dichtungsring 21 die Hohlkammer 33 des als Hohlkammerprofils 5 ausgebildeten Querträgers 2 fluiddicht abdichten. In den Endbereichen 8 und 9 weist daher der Querträger 2 eine um 5 % bis 15 % reduzierte Wandstärke gegenüber der übrigen Wandstärke auf.
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Eine entsprechende Darstellung mit eingestecktem Einsteckelement 23 ist in 19 gezeigt. Hierbei ist besonders gut auch der Dichtring 21 zu erkennen, der sowohl an dem Einsteckelement 23 als auch an der Innenwand des als Hohlkammerprofils 5 ausgebildeten Querträgers 2 anliegt und somit die Hohlkammer 33 fluiddicht abdichtet.
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In der 20 ist nunmehr ein Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem die Enden 8, 9 mit einem gerippten Einstecker versehen sind, der zusätzlich als Deformationselement wirkt. In Falle eines notwendigen Verschlusses, insbesondere fluiddichten Verschlusses kann weiterhin eine Radialnut mit Dichtungsring 21 vorgesehen sein.
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In den 21 bis 24 ist abschließend ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stoßfängeranordnung in verschiedenen Darstellungen gezeigt. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 weist dieses Ausführungsbeispiel einen Querträger 2 auf, der über seine gesamte Längserstreckung nicht den gleichen Querschnitt aufweist. Während der Querträger 2 in seinen Außenbereichen 4 gemäß 22 weiterhin einen kreisrunden Querschnitt aufweist, ist er in seinem Mittelbereich 13, wie dies in 23 dargestellt ist, abgeflacht. Dies hat zur Folge, dass die Hohlkammer 33 im Außenbereich 4 des Querträgers 2 eine geringere Breite b aufweist als die Breite B im Mittelbereich 13 des Querträgers 2. Diese größere Breite B im Mittelbereich 13 wird dadurch hervorgerufen, dass die Abflachung des Querträgers 2 und damit der Hohlkammer 33 des Hohlkammerprofils 5 mechanisch durchgeführt wird. Zudem ist die Stoßfängeranordnung im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 1 nicht an den Enden verschlossen. Der Querträger 2 ist einstückig und werkstoffeinheitlich als Hohlkammerprofil 5 unter Ausbildung der Hohlkammer 33 stranggepresst.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stoßfängeranordnung
- 2
- Querträger
- 3
- Crashbox
- 4
- Außenbereich
- 5
- Hohlkammerprofil
- 6
- Fahrzeugmittellängsachse
- 7
- Querträgerlängsachse
- 8
- Ende
- 9
- Ende
- 10
- Innensteg
- 11
- Innensteg
- 12
- Verstärkungseinsätzen
- 13
- Mittelbereich
- 14
- Verstärkungsaufsatz
- 15
- Abschleppaufsatz
- 16
- Stirnseitenelement
- 17
- Entnahmeeinrichtung
- 18
- Flansch
- 19
- Vorderwand
- 20
- Rückwand
- 21
- Dichtungsring
- 22
- Schraube
- 23
- Einsteckelement
- 24
- Schraube
- 25
- Anbindungselement
- 26
- Platte
- 27
- Fläche
- 28
- Öffnung
- 29
- Positionierungselement
- 30
- Zusatzstütze
- 31
- Oberwand
- 32
- Unterwand
- 33
- Hohlkammer
- 33‘
- Hohlkammer
- 33‘‘
- Hohlkammer
- 33‘‘‘
- Hohlkammer
- 33‘‘‘‘
- Hohlkammer
- 34
- Hohlkammer
- 35
- Hohlkammer
- 36
- Gewindeaufnahme
- b
- Breite
- B
- Breite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009053861 A1 [0003]
- EP 2318237 B1 [0003]
