DE102016008931A1

DE102016008931A1 - Cross member for a vehicle and vehicle body with such a cross member

Info

Publication number: DE102016008931A1
Application number: DE102016008931.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Wirsing; Fabian Köster; Joerg Zimmermann; Ralf Mehrholz
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Querträger (1) für ein Fahrzeug, mit einem Querträgerelement (3). Dabei ist vorgesehen, dass das Querträgerelement (3) einen Wabenkörper (5) trägt.The invention relates to a cross member (1) for a vehicle, with a cross member (3). It is provided that the cross member element (3) carries a honeycomb body (5).

Description

Die Erfindung betrifft einen Querträger für ein Fahrzeug sowie eine Fahrzeugkarosserie mit einem solchen Querträger.The invention relates to a cross member for a vehicle and a vehicle body with such a cross member.

Aus der DE 10 2009 049 213 A1 ist ein Querträger für ein Fahrzeug bekannt, der ein Querträgerelement sowie Energieabsorptionselemente aufweist, wobei das Querträgerelement zusammen mit den Energieabsorptionselementen einstückig, insbesondere als Extrusionsprofil, ausgebildet ist. Das einstückige Querträgerelement kann eine insbesondere wabenförmige Fachwerkstruktur aufweisen.From the DE 10 2009 049 213 A1 is a cross member for a vehicle is known which comprises a cross member and energy absorbing elements, wherein the cross member is formed integrally with the energy absorbing elements, in particular as an extrusion profile. The one-piece cross member may have a particular honeycomb truss structure.

Querträger für Fahrzeuge, die insbesondere hinter einer Stoßfängerverkleidung angeordnet sind, müssen typischerweise verschiedene Funktionen mit unterschiedlichen Anforderungen an die Festigkeit und Steifigkeit des Querträgers erfüllen. Dies gilt ganz besonders für einen Querträger im Heckbereich eines Fahrzeugs, der zum Abschleppen von Fahrzeugen mit einer im Querträger befestigten Abschleppöse ideal steif sein soll. Für kleinere Auffahrunfälle, beispielsweise Parkrempler, muss der Querträger dagegen deformierbar sein, damit die Karosserietragstruktur im Heckbereich des Fahrzeugs nach Möglichkeit nicht beschädigt wird. Einen wieder anderen Anwendungsfall stellen Aufprallunfälle bei hohen Geschwindigkeiten dar, wobei der Querträger in einem solchen Fall die Karosseriestruktur des Fahrzeugs besonders verstärken und möglichst viel Energie durch Deformation aufnehmen soll, um die Karosseriestruktur zu schützen, insbesondere damit keine unkontrollierten Deformationen das Fahrzeug beschädigen können. Dies ist wiederum im Heckbereich vor allem dann wichtig, wenn dort technisch sensible Geräte, wie beispielsweise große Batterien oder Akkumulatoren als Energiespeicher mitgeführt werden. Der bekannte Querträger ist in Hinblick auf diese verschiedenen Anforderungen insbesondere aufgrund seiner Einstückigkeit nur schwer optimierbar.Crossbeams for vehicles, which are arranged in particular behind a bumper fascia, typically have to fulfill different functions with different demands on the strength and rigidity of the crossbeam. This is particularly true for a cross member in the rear of a vehicle, which should be ideally stiff for towing vehicles with a towing eye attached in the cross member. For smaller rear-end collisions, such as parking bumps, however, the cross member must be deformable so that the body support structure in the rear of the vehicle is not damaged if possible. Another case of application is collision accidents at high speeds, the cross member in such a case, the body structure of the vehicle particularly strengthen and absorb as much energy through deformation to protect the body structure, especially so that no uncontrolled deformations can damage the vehicle. This, in turn, is especially important in the rear area when technically sensitive devices such as, for example, large batteries or accumulators are carried along as energy storage devices. The known cross member is difficult to optimize in view of these different requirements, in particular due to its one-piece design.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Querträger für ein Fahrzeug sowie eine Fahrzeugkarosserie mit einem solchen Querträger zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention is therefore an object of the invention to provide a cross member for a vehicle and a vehicle body with such a cross member, said disadvantages do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by providing the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Querträger für ein Fahrzeug geschaffen wird, welcher ein Querträgerelement aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass das Querträgerelement einen Wabenkörper trägt. Der Querträger weist Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik auf. Insbesondere ermöglicht die hier vorgeschlagene Ausgestaltung eine separate Optimierung des Querträgerelements einerseits und des Wabenkörpers andererseits auf verschiedene Anforderungen in einfacher Weise, insbesondere da das Querträgerelement einerseits und der Wabenkörper andererseits getrennt optimiert werden können.The object is achieved in particular by providing a cross member for a vehicle, which has a cross member. It is provided that the cross member carries a honeycomb body. The cross member has advantages compared to the prior art. In particular, the embodiment proposed here enables a separate optimization of the cross member element on the one hand and the honeycomb body on the other hand to different requirements in a simple manner, especially since the cross member element on the one hand and the honeycomb body on the other hand can be optimized separately.

Dabei sind das Querträgerelement und der Wabenkörper insbesondere nicht einstückig miteinander ausgebildet, da das Querträgerelement den Wabenkörper trägt. Vielmehr sind das Querträgerelement und der Wabenkörper bevorzugt zweistückig miteinander ausgebildet. Insbesondere ist der Wabenkörper bevorzugt an dem Querträgerelement befestigt oder auf das Querträgerelement aufgesetzt. Eine Befestigung des Wabenkörpers an dem Querträgerelement kann beispielsweise durch Schweißen, Löten, Kleben, Schrauben, Nieten, oder in anderer geeigneter Weise erfolgen.In this case, the transverse support element and the honeycomb body are in particular not integrally formed with each other, since the cross member carries the honeycomb body. Rather, the cross member and the honeycomb body are preferably formed in two pieces with each other. In particular, the honeycomb body is preferably attached to the cross member or placed on the cross member. An attachment of the honeycomb body to the cross member can be done for example by welding, soldering, gluing, screwing, riveting, or in any other suitable manner.

Der Querträger ist bevorzugt als Stoßfänger-Querträger ausgebildet. Ein solcher Stoßfänger-Querträger ist bevorzugt eingerichtet, um bei einer Fahrzeugkarosserie zwei in Fahrzeuglängsrichtung angeordnete Längsträger miteinander zu verbinden. Weiterhin ist ein solcher Stoßfänger-Querträger vorzugsweise ausgebildet, um hinter einer Stoßfängerverkleidung angeordnet zu werden.The cross member is preferably formed as a bumper cross member. Such a bumper cross member is preferably configured to connect two longitudinal members arranged in the vehicle longitudinal direction in a vehicle body. Furthermore, such a bumper cross member is preferably formed to be disposed behind a bumper fascia.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Querträgerelement und/oder an dem Wabenkörper eine Abschleppöse angeordnet ist, oder dass das Querträgerelement und/oder der Wabenkörper eine Befestigungseinrichtung aufweist/aufweisen, die eingerichtet ist zur Befestigung einer Abschleppöse.According to one embodiment of the invention it is provided that a towing eye is arranged on the cross member and / or on the honeycomb body, or that the cross member and / or the honeycomb body has / have a fastening device which is adapted for attachment of a towing.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wabenkörper als Deformationsstruktur an dem Querträgerelement angeordnet ist. Der Wabenkörper ist also insbesondere eingerichtet, ausgebildet und angeordnet, um bei einem Aufprall deformiert zu werden. Dabei ist der Wabenkörper insbesondere auf einer – bei bestimmungsgemäßer Montage des Querträgers an einer Fahrzeugkarosserie – einer Fahrzeugkarosserie-Außenseite zugewandten Seite des Querträgerelements angeordnet. Handelt es sich bei dem Querträger um einen Heck-Querträger, ist demnach der Wabenkörper also bevorzugt auf einer nach hinten weisenden Seite des Querträgerelements angeordnet; handelt es sich dagegen bei dem Querträger um einen Front-Querträger, ist der Wabenkörper bevorzugt auf einer nach vorne weisenden Seite des Querträgerelements angeordnet. Jedenfalls ist auf diese Weise gewährleistet, dass der Wabenkörper auf einer einem potentiellen Anprallpartner zugewandten Seite des Querträgerelements angeordnet ist. Das Querträgerelement und der Wabenkörper sind dabei so relativ zueinander angeordnet und eingerichtet, dass das Querträgerelement als Widerlager für den Wabenkörper bei einem Aufprall wirkt, sodass der Wabenkörper insbesondere zwischen einem Anprallpartner und dem Querträgerelement deformiert werden kann.According to one embodiment of the invention, it is provided that the honeycomb body is arranged as a deformation structure on the cross member. The honeycomb body is therefore in particular furnished, designed and arranged to be deformed in the event of an impact. In this case, the honeycomb body is arranged, in particular, on a side of the cross member element facing a vehicle body outer side when the cross member is mounted to a vehicle body as intended. If the cross member is a rear cross member, then the honeycomb body is therefore preferably arranged on a rearwardly facing side of the cross member element; If, on the other hand, the cross member is a front cross member, then the honeycomb body is preferably arranged on a forwardly facing side of the cross member element. In any case, it is ensured in this way that the honeycomb body is arranged on a side of the cross member element facing a potential impact partner. The cross member and the honeycomb body are so relatively arranged and arranged to each other that the cross member element acts as an abutment for the honeycomb body in an impact, so that the honeycomb body can be deformed in particular between a collision partner and the cross member element.

Es ist zugleich möglich, dass der Wabenkörper, welchen das Querträgerelement trägt, in normalen Fahrsituationen vorteilhaft zur Versteifung des Querträgerelements beiträgt, wobei insbesondere das Querträgerelement in Kombination mit dem Wabenkörper steif genug ausgebildet sein kann zum Abschleppen eines Fahrzeugs oder zum Verzurren von Gurten während eines Transports an einer Abschleppöse. Es ist aber ebenso möglich, dass das Querträgerelement für sich allein eine entsprechend hohe Steifigkeit aufweist.It is also possible that the honeycomb body which carries the cross member element, in normal driving situations advantageously contributes to the stiffening of the cross member, in particular the cross member in combination with the honeycomb body may be rigid enough for towing a vehicle or strapping belts during transport at a towing eye. But it is also possible that the cross member alone has a correspondingly high rigidity.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Querträgerelement ein erstes Verbindungselement und – entlang einer Längserstreckung des Querträgerelements gesehen von dem ersten Verbindungselement beabstandet – ein zweites Verbindungselement angeordnet ist, wobei die Verbindungselemente eingerichtet sind zur Verbindung des Querträgers mit einer Fahrzeugkarosserie-Tragstruktur. Insbesondere können die Verbindungselemente eingerichtet sein zur Verbindung des Querträgers mit Längsträgern der Fahrzeugkarosserie-Tragstruktur, wobei bevorzugt das erste Verbindungselement eingerichtet ist zur Verbindung mit einem ersten Längsträger, wobei das zweite Verbindungselement eingerichtet ist zur Verbindung mit einem – in Fahrzeugbreitenrichtung von dem ersten Längsträger beabstandeten, zweiten Längsträger. Eine Längserstreckung des Querträgerelements erstreckt sich bevorzugt bei bestimmungsgemäßer Montage des Querträgers an einer Fahrzeugkarosserie in Breitenrichtung des Fahrzeugs.According to one embodiment of the invention it is provided that a first connecting element and - along a longitudinal extent of the cross member viewed from the first connecting element - a second connecting element is arranged on the cross member, wherein the connecting elements are arranged for connecting the cross member with a vehicle body support structure. In particular, the connecting elements may be configured for connecting the cross member to longitudinal members of the vehicle body support structure, wherein the first connecting element is preferably configured for connection to a first side member, wherein the second connecting member is adapted for connection to a vehicle-width direction spaced from the first side member, second side member. A longitudinal extent of the cross member preferably extends when the cross member is mounted as intended on a vehicle body in the width direction of the vehicle.

Das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement sind bevorzugt als Flansche, als Steckverbinder, oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet. Im Bereich der Verbindungselemente kann der Querträger vorzugsweise mit der Fahrzeugkarosserie-Tragstruktur verschraubt, vernietet, verschweißt, verlötet, verklebt oder in anderer Weise verbunden werden.The first connecting element and the second connecting element are preferably designed as flanges, as connectors, or in another suitable manner. In the region of the connecting elements, the cross member may preferably be screwed, riveted, welded, soldered, glued or otherwise connected to the vehicle body support structure.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Querträgerelement und den Verbindungselementen jeweils ein Energieabsorptionselement angeordnet ist. Insbesondere ist dabei jedem der Verbindungselemente jeweils ein Energieabsorptionselement zugeordnet, wobei ein erstes Energieabsorptionselement zwischen dem Querträgerelement und dem ersten Verbindungselement angeordnet ist, und wobei ein zweites Energieabsorptionselement zwischen dem zweiten Verbindungselement und dem Querträgerelement angeordnet ist. Die Energieabsorptionselemente sind bevorzugt eingerichtet zur Aufnahme von bei einem kleineren Aufprall auftretender kinetischer Energie, wobei diese in Verformungsenergie der Energieabsorptionselemente umgesetzt wird, indem die Energieabsorptionselemente verformt werden. Die Energieabsorptionselemente sind dabei insbesondere eingerichtet, um bereits bei kleineren Auffahrunfällen oder Parkremplern verformt zu werden und so die Fahrzeugkarosserie zu entlasten. Solche Energieabsorptionselemente werden auch als Crashboxen bezeichnet. Es ist insbesondere möglich, dass die Energieabsorptionselemente einerseits und der Wabenkörper andererseits in ihrem Deformationsverhalten auf verschiedene Aufprallereignisse abgestimmt sind.According to one embodiment of the invention it is provided that between the cross member and the connecting elements in each case an energy absorbing element is arranged. In particular, in each case one of the connecting elements is associated with an energy absorbing element, a first energy absorbing element being arranged between the transverse carrier element and the first connecting element, and a second energy absorbing element being arranged between the second connecting element and the transverse carrier element. The energy absorbing elements are preferably arranged to absorb kinetic energy occurring in a minor impact, which is converted into deformation energy of the energy absorbing elements by deforming the energy absorbing elements. The energy absorption elements are in particular designed to be deformed even in smaller rear-end collisions or parking bumps and thus relieve the vehicle body. Such energy absorption elements are also referred to as crash boxes. In particular, it is possible that the energy absorption elements on the one hand and the honeycomb body on the other hand are tuned in their deformation behavior to different impact events.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Querträgerelement als Profil ausgebildet ist. Alternativ ist es auch möglich, dass das Querträgerelement in Schalenbauweise ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist das Querträgerelement als Profil oder in Schalenbauweise aus einem Leichtmetallwerkstoff ausgebildet. Als Leichtmetallwerkstoff kommt insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung infrage. Es sind aber auch andere Leichtmetalle und/oder Leichtmetalllegierungen möglich. Insbesondere ist es möglich, dass das Querträgerelement als Strangpressprofil, vorzugsweise aus einem Leichtmetallwerkstoff, ausgebildet ist.According to one embodiment of the invention it is provided that the cross member element is formed as a profile. Alternatively, it is also possible that the cross member element is designed in shell construction. Particularly preferably, the cross member is formed as a profile or shell construction of a light metal material. As a light metal material in particular aluminum or an aluminum alloy in question. But there are also other light metals and / or light metal alloys possible. In particular, it is possible that the cross member element is formed as an extruded profile, preferably made of a light metal material.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wabenkörper eine Mehrzahl von Waben aufweist, wobei jede Wabe der Mehrzahl von Waben einen hohlzylinderförmigen – insbesondere röhrenförmigen – Grundkörper aufweist, wobei Längsachsen der hohlzylinderförmigen Grundkörper sich schräg, vorzugsweise senkrecht, zu der Längserstreckung des Querträgerelements erstrecken. Dabei wird unter einem Hohlzylinder hier nicht notwendig ein Kreiszylinder verstanden, sondern vielmehr ein verallgemeinerter Hohlzylinder, bei dem eine beliebige, in einer Ebene liegende geschlossene Kurve entlang einer nicht in der Ebene, in welcher die Kurve liegt, enthaltenen Gerade gedanklich extrudiert wird, wobei sich die Form des allgemeinen Hohlzylinders aus der Form der geschlossenen Kurve ergibt. Diese allgemeine Zylinderdefinition umfasst insbesondere auch ein Prisma, bei welchem die extrudierte Kurve ein Polygon darstellt. Besonders bevorzugt weist jede Wabe einen prismatischen Grundkörper, insbesondere mit hexagonaler Querschnittsgeometrie, auf. Auch andere, insbesondere polygonale Querschnittsgeometrien sind möglich; besonders bevorzugt werden für die Waben solche Querschnittsgeometrien, mit denen eine Ebene lückenlos gepflastert werden kann. Dies ermöglicht eine dichte Packung der Waben in dem Wabenkörper.According to a development of the invention, it is provided that the honeycomb body has a plurality of honeycombs, each honeycomb of the plurality of honeycombs having a hollow-cylindrical body, in particular a tubular body, wherein longitudinal axes of the hollow cylindrical body extend obliquely, preferably perpendicularly, to the longitudinal extent of the crossbeam element , In this case, a hollow cylinder is not necessarily understood to mean a circular cylinder, but rather a generalized hollow cylinder, in which any closed curve lying in a plane is mentally extruded along a straight line which is not in the plane in which the curve lies, wherein gives the shape of the general hollow cylinder from the shape of the closed curve. In particular, this general cylinder definition also includes a prism in which the extruded curve represents a polygon. Particularly preferably, each honeycomb has a prismatic base body, in particular with a hexagonal cross-sectional geometry. Other, in particular polygonal cross-sectional geometries are possible; Particularly preferred for the honeycomb such cross-sectional geometries, with which a plane can be paved gapless. This allows a tight packing of the honeycombs in the honeycomb body.

Die Längsachsen der Grundkörper sind diejenigen Achsen, entlang derer die gedachten Kurven extrudiert werden. Es handelt sich dabei bevorzugt um Symmetrieachsen der hohlzylindrischen oder hohlprismatischen Grundkörper. Diese Längsachsen erstrecken sich – wie bereits ausgeführt – bevorzugt schräg, insbesondere senkrecht zu der Längserstreckung des Querträgerelements, insbesondere – bei bestimmungsgemäßer Montage des Querträgers an einem Fahrzeug – in Fahrzeuglängsrichtung, das heißt insbesondere auf einen potentiellen Anprallpartner zu beziehungsweise entlang der potentiellen Aufprallrichtung. Diese Ausgestaltung des Wabenkörpers erweist sich als besonders günstig insbesondere zur Energieabsorption bei einem Aufprall.The longitudinal axes of the main body are those axes along which the imaginary Curves are extruded. These are preferably symmetry axes of the hollow cylindrical or hollow prismatic basic body. These longitudinal axes extend - as already stated - preferably obliquely, in particular perpendicular to the longitudinal extent of the cross member, in particular - when properly mounted the cross member to a vehicle - in the vehicle longitudinal direction, that is, in particular to a potential impact partner to or along the potential impact direction. This embodiment of the honeycomb body proves to be particularly favorable in particular for energy absorption in the event of an impact.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Energieabsorptionselemente einerseits und der Wabenkörper andererseits so aufeinander abgestimmt sind, dass dann, wenn eine in den Querträger eingeleitete, senkrecht zu der Längserstreckung des Querträgerelements wirkende Kraftkomponente kleiner ist als ein bestimmter erster Kraftschwellenwert, nur die Energieabsorptionselemente, nicht jedoch der Wabenkörper, deformiert werden. Bevorzugt ist zugleich vorgesehen dass dann, wenn die in den Querträger eingeleitete, senkrecht zu der Längserstreckung des Querträgerelements wirkende Kraftkomponente größer ist als der erste Kraftschwellenwert, der Wabenkörper deformiert wird. Besonders bevorzugt wird der Wabenkörper erst dann deformiert, wenn die Energieabsorptionselemente vollständig deformiert, insbesondere vollständig gestaucht sind.According to one embodiment of the invention, it is provided that the energy absorption elements on the one hand and the honeycomb body on the other hand are coordinated so that when a force introduced into the cross member, acting perpendicular to the longitudinal extent of the cross member force component is smaller than a certain first force threshold, only the energy absorption elements but not the honeycomb body, to be deformed. At the same time, it is preferably provided that when the force component introduced into the cross member and acting perpendicular to the longitudinal extension of the cross member element is greater than the first force threshold value, the honeycomb body is deformed. Particularly preferably, the honeycomb body is not deformed until the energy absorption elements are completely deformed, in particular completely compressed.

Der Wabenkörper ist demnach im Verhältnis zu den Energieabsorptionselementen bevorzugt so steif, dass bei Überschreiten eines bestimmten zweiten Kraftschwellenwerts, der kleiner ist als der erste Kraftschwellenwert, zunächst nur die Energieabsorptionselemente deformiert werden, während der Wabenkörper noch standhält. Erst bei Überschreiten eines bestimmten, höheren Kraftniveaus, nämlich dem ersten Kraftschwellenwert, und vorzugsweise nachdem die Energieabsorptionselemente bereits vollständig deformiert sind, wird auch der Wabenkörper unter Absorption der Aufprallenergie verformt.The honeycomb body is therefore preferably so stiff in relation to the energy absorption elements that when a certain second force threshold value is exceeded, which is smaller than the first force threshold, initially only the energy absorption elements are deformed, while the honeycomb body still withstands. Only when a certain, higher force level, namely the first force threshold value is exceeded, and preferably after the energy absorption elements have already been completely deformed, is the honeycomb body also deformed with absorption of the impact energy.

Diese Ausgestaltung ermöglicht insbesondere eine spezifische Abstimmung der Energieabsorptionselemente einerseits und des Wabenkörpers andererseits auf verschiedene Aufprallereignisse, wobei die Energieabsorptionselemente ihre Schutzwirkung für die Fahrzeugkarosserie bereits bei kleineren Aufprallkräften entfalten können, wobei der Wabenkörper hierdurch nicht beschädigt wird und seine energieaufnehmende Struktur und Wirkung behält, sodass er bei größeren Aufprallkräften in der Lage ist, die Fahrzeugkarosserie zu entlasten. Dabei ist der Wabenkörper insbesondere so ausgebildet, dass er einen Schutz bei Hochgeschwindigkeitsaufprallereignissen bietet und so in besonderer Weise zur Sicherheit des Fahrzeugs beiträgt.In particular, this embodiment enables a specific tuning of the energy absorption elements on the one hand and the honeycomb body on different impact events, the energy absorbing elements can develop their protective effect for the vehicle body already at smaller impact forces, the honeycomb body is not damaged by this and its energy-absorbing structure and effect retains, so he For larger impact forces is able to relieve the vehicle body. In this case, the honeycomb body is in particular designed so that it provides protection in high-speed impact events and thus contributes in a special way to the safety of the vehicle.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Querträgerelement ein erstes Material aufweist, wobei der Wabenkörper ein zweites Material aufweist, wobei das erste Material von dem zweiten Material verschieden ist. Hierdurch wird in besonderer Weise eine Möglichkeit geschaffen, die Eigenschaften des Querträgerelements einerseits und des Wabenkörpers andererseits getrennt abzustimmen, um verschiedenen Anforderungen zu genügen. Da das Querträgerelement den Wabenkörper trägt, wobei diese zweistückig miteinander ausgebildet sind, ist es ohne weiteres möglich, verschiedene Materialien einerseits für das Querträgerelement und andererseits für den Wabenkörper zu wählen und so den Materialeinsatz in Hinblick auf die verschiedenen Aufgaben dieser Elemente zu optimieren. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass das Querträgerelement und der Wabenkörper ein gleiches Material aufweisen oder aus einem gleichen Material bestehen.According to one embodiment of the invention it is provided that the cross member element comprises a first material, wherein the honeycomb body comprises a second material, wherein the first material is different from the second material. In this way, a possibility is created in a special way, the properties of the cross member on the one hand and the honeycomb body on the other hand vote separately to meet various requirements. Since the cross member carries the honeycomb body, which are formed in two pieces with each other, it is readily possible to choose different materials on the one hand for the cross member and on the other hand for the honeycomb body and so optimize the use of materials in view of the various tasks of these elements. Of course, it is also possible that the cross member and the honeycomb body have a same material or consist of a same material.

Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Fahrzeugkarosserie geschaffen wird, welche einen Querträger nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Dabei verwirklichen sich in Zusammenhang mit der Fahrzeugkarosserie insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Querträger erläutert wurden.Finally, the object is also achieved by providing a vehicle body which has a cross member according to one of the previously described embodiments. In particular, the advantages that have already been explained in connection with the cross member are realized in connection with the vehicle body.

Weiterhin ist es für die Fahrzeugkarosserie insbesondere möglich, einen maximalen Bauraum zur Energieabsorption unter Berücksichtigung notwendiger Freiräume für Bagatellschäden auszunutzen. Es ist eine ideale Anpassung der Kontur des Querträgers an eine Stoßfängerverkleidung möglich. Es ergeben sich sowohl Gewichts- als auch Kostenvorteile. Die Grundstruktur des Querträgers kann durch die konkrete Konstruktion, insbesondere durch Abstimmung des Querträgerelements einerseits und des Wabenkörpers andererseits ausgesteift werden, und es ist eine homogene Lasteinleitung im Aufprallfall darstellbar.Furthermore, it is particularly possible for the vehicle body to take advantage of a maximum space for energy absorption, taking into account necessary clearances for minor damage. It is an ideal adaptation of the contour of the cross member to a bumper fascia possible. There are both weight and cost advantages. The basic structure of the cross member can be stiffened by the concrete construction, in particular by coordination of the cross member on the one hand and the honeycomb body on the other hand, and it is a homogeneous load application represented in the event of an impact.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Querträger als Front-Querträger der Fahrzeugkarosserie oder als Heck-Querträger der Fahrzeugkarosserie ausgebildet ist. In beiden Fällen verwirklichen sich die zuvor genannten Vorteile. In besonderer Weise verwirklicht sich in Zusammenhang mit einem Heck-Querträger noch der Vorteil, dass dieser auch ideal abgestimmt sein kann auf die Anforderungen, die an die Befestigung einer Abschleppöse gestellt werden.According to one embodiment of the invention, it is provided that the cross member is designed as a front cross member of the vehicle body or as a rear cross member of the vehicle body. In both cases, the advantages mentioned above are realized. In a special way realized in connection with a rear cross member nor the advantage that this can also be ideally matched to the requirements that are placed on the attachment of a towing.

Besonders bevorzugt weist die Fahrzeugkarosserie sowohl als Front-Querträger als auch als Heck-Querträger einen Querträger nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf.Particularly preferably, the vehicle body both as a front cross member and as Rear cross member on a cross member according to one of the embodiments described above.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Querträgers 1 für ein Fahrzeug, insbesondere für eine Fahrzeugkarosserie, wobei der Querträger 1 ein Querträgerelement 3 aufweist, welches einen Wabenkörper 5 trägt. Der Querträger 1 ist Teil einer Stoßfängeranordnung, welche zusätzlich noch eine den Querträger 1 nach außen hin verkleidende Stoßfängeraußenhaut aufweisen kann.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. The single figure shows a schematic representation of an embodiment of a cross member 1 for a vehicle, in particular for a vehicle body, wherein the cross member 1 a cross member 3 having a honeycomb body 5 wearing. The crossbeam 1 is part of a bumper assembly, which also has a cross member 1 Outwardly facing bumper skin can have.

Das Querträgerelement 3 und der Wabenkörper 5 sind zweistückig miteinander ausgebildet, das heißt das Querträgerelement 3 und der Wabenkörper 5 sind als voneinander separate Bauteile ausgebildet, welche in geeigneter Weise miteinander gekoppelt beziehungsweise verbunden sind, wobei der Wabenkörper 5 als Deformationsstruktur an dem Querträgerelement 3 angeordnet ist. Hierdurch wird es möglich, das Querträgerelement 3 einerseits und den Wabenkörper 5 andererseits auf verschiedene Anforderungen insbesondere in Hinblick auf eine Steifigkeit, Stabilität und ein Deformationsverhalten zu optimieren.The cross member 3 and the honeycomb body 5 are formed in two pieces with each other, that is, the cross member 3 and the honeycomb body 5 are formed as separate components, which are coupled or connected in a suitable manner, wherein the honeycomb body 5 as a deformation structure on the cross member 3 is arranged. This makes it possible, the cross member 3 on the one hand and the honeycomb body 5 on the other hand, to optimize various requirements, in particular with regard to a rigidity, stability and deformation behavior.

Das Querträgerelement 3 dient insbesondere als Widerlager für den Wabenkörper 5, insbesondere im Deformationsfall.The cross member 3 serves in particular as an abutment for the honeycomb body 5 , in particular in the deformation case.

An dem Querträgerelement 3 sind ein erstes Verbindungselement 7 und – entlang einer Längserstreckung des Querträgerelements 3 gesehen von dem ersten Verbindungselement 7 beabstandet – ein zweites Verbindungselement 9 angeordnet. Die Verbindungselemente 7, 9 sind dabei eingerichtet zur Verbindung des Querträgers 1 mit einer Fahrzeugkarosserie-Tragstruktur. Insbesondere sind die Verbindungselemente 7, 9 eingerichtet zur Verbindung des Querträgers 1 mit jeweils einem Längsträger der Fahrzeugkarosserie-Tragstruktur. Die Verbindungselemente 7, 9 sind hier insbesondere als Flansche beziehungsweise Flanschplatten ausgebildet, welche mit jeweils einem Längsträger verschraubt, vernietet, verschweißt, verlötet, verklebt oder in anderer geeigneter Weise verbunden werden können. Alternativ ist bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Verbindungselemente 7, 9 so ausgebildet sind, dass sie jeweils in eine stirnseitige Aufnahme des jeweiligen Längsträgers einsteckbar und dort mittels geeigneter Befestigungsmittel, beispielsweise mittels Schraubverbindungen, lösbar fixiert sind.On the cross member 3 are a first connection element 7 and - along a longitudinal extent of the cross member 3 seen from the first connecting element 7 spaced - a second connecting element 9 arranged. The connecting elements 7 . 9 are set up to connect the cross member 1 with a vehicle body support structure. In particular, the connecting elements 7 . 9 set up to connect the cross member 1 each with a longitudinal member of the vehicle body support structure. The connecting elements 7 . 9 are here in particular formed as flanges or flange plates, which can be screwed, riveted, welded, soldered, glued or connected in any other suitable manner with one longitudinal beam. Alternatively, it is provided in an embodiment, not shown, that the connecting elements 7 . 9 are formed so that they are each inserted into an end-side receptacle of the respective longitudinal carrier and there releasably fixed by means of suitable fastening means, for example by means of screw connections.

Zwischen dem im Wesentlichen plattenförmigen Querträgerelement 3 und den Verbindungselementen 7, 9 ist jeweils ein, diese Bauteile miteinander verbindendes Distanzstück vorgesehen, welche bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel des Querträgers 1 jeweils als Energieabsorptionselement ausbildet sind. Ein erstes Energieabsorptionselement 11 ist zwischen dem Querträgerelement 3 und dem ersten Verbindungselement 7 und ein zweites Energieabsorptionselement 13 zwischen dem Querträgerelement 3 und dem zweiten Verbindungselement 9 angeordnet. Diese Energieabsorptionselemente 11, 13 sind eingerichtet, um bestimmungsgemäß bei einem Aufprall, insbesondere einem leichten Aufprall, beispielsweise einem Parkrempler, deformiert zu werden. Besonders bevorzugt sind die Energieabsorptionselemente 11, 13 als sogenannte Crashboxen ausgebildet. Dabei ist die Widerstands- beziehungsweise Verformungsverhalten der Energieabsorptionselemente 11, 13 so gewählt beziehungsweise eingestellt, dass diese sich bei einem leichten Aufprall eines Kollisionspartners bereits energieabsorbierend deformieren, während die auch als Karosserierohbau bezeichnete Karosserietragstruktur noch unverformt bleibt. Hierdurch können die Reparaturkosten gering gehalten werden, da lediglich nur der vorzugsweise lösbar an der Karosserie angebrachte Querträger 1 ausgetauscht werden muss.Between the substantially plate-shaped cross member 3 and the connecting elements 7 . 9 is in each case one, these components interconnecting spacer provided, which in the embodiment of the cross member shown in the figure 1 are each formed as an energy absorption element. A first energy absorption element 11 is between the cross member 3 and the first connection element 7 and a second energy absorbing element 13 between the cross member 3 and the second connection element 9 arranged. These energy absorption elements 11 . 13 are arranged to be deformed as intended in an impact, in particular a slight impact, such as a parking bump. Particularly preferred are the energy absorption elements 11 . 13 designed as so-called crash boxes. Here is the resistance or deformation behavior of the energy absorption elements 11 . 13 chosen or adjusted so that they already deform energy-absorbing in the event of a slight collision of a collision partner, while the body support structure, also referred to as body shell construction, still remains undeformed. As a result, the repair costs can be kept low, since only the preferably releasably attached to the body cross member 1 must be replaced.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des Querträgers 1 ist vorgesehen, dass anstelle der Energieabsorptionselemente 11, 13 starre, vorzugsweise eigensteife Distanzstücke vorgesehen sind, welche bei einem Anprall eines Kollisionspartners an dem Querträger 1 sich nicht verformen, sondern vielmehr standhalten sollen, so dass sich eine Lastpfad zwischen dem Querträger und den dahinterliegenden Längsträgern aufbauen kann.In another embodiment of the cross member 1 it is envisaged that instead of the energy absorbing elements 11 . 13 rigid, preferably inherently stiff spacers are provided, which in case of impact of a collision partner on the cross member 1 should not deform, but rather to withstand, so that a load path between the cross member and the underlying side rails can build.

Der Wabenkörper 5 ist bevorzugt auf das Querträgerelement 3 aufgesetzt. Er ist insbesondere an einer einer Fahrzeugkarosserie-Außenseite zugewandten Seite des Querträgerelements 3, mithin einem potentiellen Anprallpartner zugewandt, angeordnet, sodass der Wabenkörper 5 bei einem Aufprall zwischen dem Anprallpartner einerseits und dem Querträgerelement 3 andererseits angeordnet ist und deformiert werden kann, wobei das Querträgerelement 3 dabei als Widerlager für den Wabenkörper 5 wirkt.The honeycomb body 5 is preferably on the cross member 3 placed. It is in particular on a vehicle body outside facing side of the cross member element 3 , thus facing a potential impact partner, arranged so that the honeycomb body 5 in an impact between the impact partner on the one hand and the cross member element 3 on the other hand is arranged and can be deformed, wherein the cross member element 3 as an abutment for the honeycomb body 5 acts.

Das Querträgerelement 3 ist bevorzugt als Profil, beispielsweise Hohlprofil, insbesondere aus einem Leichtmetallwerkstoff, ausgebildet. Es ist auch möglich, dass das Querträgerelement in Schalenbauweise ausgebildet ist, vorzugsweise aus einem Leichtmetallwerkstoff. Als Leichtmetallwerkstoff kommt insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung infrage. Der Wabenkörper 5 weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Waben auf, von denen hier der besseren Übersichtlichkeit wegen nur eine mit dem Bezugszeichen 15 gekennzeichnet ist. Jede Wabe 15 weist einen hohlzylinderförmigen, insbesondere hohlprismatischen Grundkörper auf, vorzugsweise mit hexagonaler Querschnittsgeometrie, wobei die Längsachsen der Grundkörper der Waben 15 sich schräg, hier insbesondere senkrecht zu der Längserstreckung des Querträgerelements 3 erstrecken. Insbesondere erstrecken sich die Längsachsen der Grundkörper der Waben 15 bei bestimmungsgemäßer Montage des Querträgers 1 an der Fahrzeugkarosserie in Fahrzeuglängsrichtung, das heißt gemäß der üblichen Konvention in X-Richtung des Fahrzeug-Koordinatensystems. Somit erstrecken sich die Längsachsen der Waben 15 insbesondere in Richtung eines potentiellen Anprallpartners.The cross member 3 is preferably formed as a profile, for example hollow profile, in particular of a light metal material. It is also possible that the cross member element is designed in shell construction, preferably made of a light metal material. As a light metal material in particular aluminum or an aluminum alloy in question. The honeycomb body 5 preferably has a plurality of honeycombs, of which here for the sake of clarity, only one with the reference numeral 15 is marked. Every honeycomb 15 has a hollow cylindrical, in particular hollow prismatic base body, preferably with hexagonal cross-sectional geometry, wherein the longitudinal axes of the main body of the honeycomb 15 obliquely, in particular perpendicular to the longitudinal extent of the cross member element 3 extend. In particular, the longitudinal axes of the main body of the honeycomb extend 15 with proper installation of the cross member 1 on the vehicle body in the vehicle longitudinal direction, that is, according to the usual convention in the X direction of the vehicle coordinate system. Thus, the longitudinal axes of the honeycomb extend 15 especially in the direction of a potential impact partner.

Die Energieabsorptionselemente 11, 13 einerseits und der Wabenkörper 5 andererseits sind bevorzugt so aufeinander abgestimmt, dass dann, wenn eine in den Querträger 1 eingeleitete, senkrecht zu der Längserstreckung des Querträgerelements 3 wirkende Kraftkomponente kleiner ist als ein erster Kraftschwellenwert, nur die Energieabsorptionselemente 11, 13, nicht jedoch der Wabenkörper 5 deformiert werden. wenn dagegen die Kraftkomponente, welche in den Querträger 1 senkrecht zu der Längserstreckung des Querträgerelements 3 eingeleitet wird, größer ist als der erste Kraftschwellenwert, wird der Wabenkörper 5 deformiert, vorzugsweise allerdings erst nachdem die Energieabsorptionselemente 11, 13 vollständig deformiert oder gestaucht wurden. Somit sind die Energieabsorptionselemente 11, 13 insbesondere eingerichtet, um leichtere Aufprallereignisse abzufangen, während der Wabenkörper 5 ausgebildet ist, um bei stärkeren Aufprallereignissen, insbesondere bei schweren Auffahrunfällen, insbesondere im Hochgeschwindigkeitsbereich, Aufprallenergie durch Deformation zu absorbieren.The energy absorption elements 11 . 13 on the one hand and the honeycomb body 5 on the other hand are preferably coordinated so that when one in the cross member 1 introduced, perpendicular to the longitudinal extent of the cross member 3 acting force component is less than a first force threshold, only the energy absorbing elements 11 . 13 but not the honeycomb body 5 be deformed. if, however, the force component, which in the cross member 1 perpendicular to the longitudinal extent of the cross member 3 is initiated, is greater than the first force threshold, the honeycomb body 5 deformed, but preferably only after the energy absorption elements 11 . 13 completely deformed or compressed. Thus, the energy absorption elements 11 . 13 in particular adapted to absorb minor impact events while the honeycomb body 5 is designed to absorb impact energy by deformation in severe impact events, especially in heavy rear-end collisions, especially in the high-speed range.

Die Längserstreckung des Querträgerelements 3 erstreckt sich in der Figur im Übrigen von einer linken unteren Ecke zu einer rechten oberen Ecke quasi diagonal, und in bestimmungsgemäß montiertem Zustand des Querträgers 1 an einem Fahrzeug zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugbreitenrichtung, vorzugsweise genau in Fahrzeugbreitenrichtung, mithin gemäß der üblichen Konvention in Y-Richtung des Fahrzeug-Koordinatensystems.The longitudinal extent of the cross member 3 extends in the figure, moreover, from a lower left corner to a right upper corner quasi diagonal, and in the intended mounted state of the cross member 1 on a vehicle at least substantially in the vehicle width direction, preferably exactly in the vehicle width direction, thus according to the usual convention in the Y direction of the vehicle coordinate system.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Querträgerelement 3 ein erstes Material aufweist, wobei der Wabenkörper 5 ein zweites Material aufweist, wobei das erste Material von dem zweiten Material verschieden ist. Durch die Wahl verschiedener Materialien für das Querträgerelement 3 einerseits und den Wabenkörper 5 andererseits ist es möglich, deren Eigenschaften auf verschiedene, spezifische Anforderungen geeignet abzustimmen.It is preferably provided that the cross member element 3 a first material, wherein the honeycomb body 5 a second material, wherein the first material is different from the second material. By choosing different materials for the cross member 3 on the one hand and the honeycomb body 5 On the other hand, it is possible to tailor their properties to different, specific requirements.

Der Querträger 1 ist bevorzugt als Front-Querträger oder als Heck-Querträger eines Fahrzeugs ausgebildet.The crossbeam 1 is preferably designed as a front cross member or as a rear cross member of a vehicle.

Insgesamt zeigt sich, dass mit dem hier vorgeschlagenen Querträger 1 ein funktions- und gewichtsoptimierter Querträger geschaffen wird, der insbesondere für einen Auffahrunfall, ganz besonders einen Heckaufprall eines Fahrzeugs, geeignet abgestimmt sein kann.Overall, it turns out that with the cross member proposed here 1 a functional and weight-optimized cross member is created, which can be suitably matched especially for a collision, especially a rear impact of a vehicle.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009049213 A1 [0002]

Claims

Cross member ( 1 ) for a vehicle, with a cross member ( 3 ), characterized in that the cross member ( 3 ) a honeycomb body ( 5 ) wearing.

Cross member ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the honeycomb body ( 5 ) as a deformation structure on the cross member ( 3 ) is arranged.

Cross member ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the cross member ( 3 ) a first connecting element ( 7 ) and - along a longitudinal extent of the cross member ( 3 ) seen from the first connecting element ( 7 ) - a second connecting element ( 9 ) are arranged, wherein the connecting elements ( 7 . 9 ) are arranged for connecting the cross member ( 3 ) with a vehicle body supporting structure.

Cross member ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between the cross member ( 3 ) and the connecting elements ( 7 . 9 ) each have an energy absorption element ( 11 . 13 ) is arranged.

Cross member ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cross member ( 3 ) is designed as a profile or in shell construction, preferably made of a light metal material.

Cross member ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the honeycomb body ( 5 ) a plurality of honeycombs ( 15 ), each honeycomb ( 15 ) has a hollow cylindrical base body, preferably with hexagonal cross-sectional geometry, wherein longitudinal axes of the basic body ( 15 ) obliquely, preferably perpendicular to the longitudinal extent of the cross member ( 3 ).

Cross member ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the energy absorbing elements ( 11 . 13 ) on the one hand and the honeycomb body ( 5 ) are matched on the other hand so that - if one in the cross member ( 1 ), perpendicular to the longitudinal extent of the cross member ( 3 ) force component is less than a first force threshold, only the energy absorption elements ( 11 . 13 ), but not the honeycomb body ( 5 ), wherein - if the force component is greater than the first force threshold - preferably after complete deformation of the energy absorbing elements ( 11 . 13 ) - the honeycomb body ( 5 ) is deformed.

Cross member ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cross member ( 3 ) comprises a first material, wherein the honeycomb body ( 5 ) comprises a second material, wherein the first material is different from the second material.

Vehicle body, with a cross member ( 1 ) according to one of claims 1 to 8.

Vehicle body according to claim 9, characterized in that the cross member ( 1 ) is designed as a front cross member or as a rear cross member of the vehicle body.