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Die Erfindung betrifft eine Stützeinrichtung für einen Frontendträger eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine derartige Stützeinrichtung ist beispielsweise bereits aus der
DE 10 2014 016 759 A1 bekannt und umfasst pro Fahrzeugseite jeweils ein Stützelement, welches zur Halterung des Frontendträgers zwischen einer Kühlerbrücke und einem darunter angeordnetem Stoßfängerquerträger positioniert ist. Nach hinten hin stützt sich das jeweilige Stützelement an einem pro Fahrzeugseite jeweils seitlich zugeordnetem hinteren Strebenelement ab, welches seinerseits zwischen dem jeweiligen Hauptlängsträger und einem darüber angeordneten Längsträger einer Kotflügelbank beziehungsweise einer oberen Längsträgerebene verläuft und demzufolge dem Rohbau des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Dem Stützelement des Frontendträgers ist dabei ein Energieabsorptionselement zugeordnet, welches als einteiliger Bestandteil des insgesamt aus einem Kunststoff hergestellten Stützelements ausgebildet ist.
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Durch das Stützelement wird dabei ein großformatiges und frühzeitiges Ansprechverhalten der Vorbaustruktur des Kraftwagens durch Schaffung einer quasi weiteren Längsträgerebene ermöglicht, indem der Bereich zwischen der Kühlerbrücke und dem Hauptlängsträger mit dem entsprechenden Stützelement beziehungsweise dem zugehörigen Energieabsorptionselement zumindest bereichsweise ausgefüllt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stützeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche ein noch verbessertes Unfallverhalten aufweist und darüber hinaus einfacher herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stützeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Um eine Stützeinrichtung zu schaffen, welche ein verbessertes Unfallverhalten aufweist und welche überdies besonders einfach herstellbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Energieabsorptionselement separat von dem Stützelement ausgebildet und in einer zugeordneten Aufnahme des Stützelements angeordnet ist. Diese separate Ausgestaltung des Energieabsorptionselements ermöglicht den Einsatz eines besonders günstigen Materials, insbesondere eines Metallwerkstoffs, sowie dessen besonders günstige Ausgestaltung, beispielsweise als Strangpressprofil, um ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten beziehungsweise ein hohes Deformationsvermögen im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung erzielen zu können. Außerdem erlaubt die separate Ausgestaltung des Stützelements von dem Energleabsorptionselement ein vereinfachtes Herstellungsverfahren sowohl des Energieabsorptionselements als auch des Stützelements. Des Weiteren ist es beispielsweise in einfacher Weise möglich, die gesamte Stützeinrichtung auf unterschiedliche Fahrzeugbaureihen oder Varianten innerhalb einer Fahrzeugbaureihe anzupassen und abzustimmen, indem beispielsweise lediglich das Deformationselement und/oder das Stützelement variiert werden.
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Da sich das Stützelement zwischen der Kühlerbrücke und dem darunter angeordneten Stoßfängerquerträger auf der jeweiligen Fahrzeugseite erstreckt, ergibt sich insgesamt außerdem die Möglichkeit zur großformatigen und frühzeitigen Aktivierung eines zusätzlichen, oberen Lastpfades. Dabei kann durch die Integration des Energieabsorptionselements in das Stützelement eine optimale Anbindung erreicht werden, die auch bei einem seitlichen Aufprall gezielt Energie aufnehmen kann und welche hierbei beispielsweise auch nicht durch Brechen versagt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Energieabsorptionselement aus einem Metallwerkstoff gebildet ist. Ein derartiges Energieabsorptionselement weist ein besonders hohes Energieabsorptionsvermögen auf.
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Eine besonders einfache Ausgestaltung des Energieabsorptionselements ergibt sich dabei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, wenn dieses als Strangpressprofil gestaltet ist, welches in einfacher Weise entsprechend abgelängt und bearbeitet werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Stützelement einen vorderen Stützbereich aufweist, welcher sich über die gesamte Höhe zwischen der Kühlerbrücke und dem Stoßfängerquerträger erstreckt. Hierdurch ergibt sich einerseits eine besonders günstige Abstützung der Kühlerbrücke und andererseits eine großformatige Abdeckung und Energieaufnahme im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Aufnahme des Stützelements für das Energieabsorptionselement in einem Höhenabstand zu einem darunter angeordneten Hauptlängsträger verläuft. Dieser Höhenabstand gewährleistet einen entsprechenden Freiraum, welcher beim Deformieren des Energieabsorptionselements in Folge einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung erforderlich ist. Mit anderen Worten wird durch diesen Höhenabstand ein zuverlässiges Falten des Energieabsorptionselements gewährleistet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Energieabsorptionselement zumindest im Wesentlichen formschlüssig in die Aufnahme des Stützelements eingesteckt. Durch eine derartige Steckverbindung ergibt sich eine zusätzlich stabilisierte Verbindung zwischen dem Energieabsorptionselement und dem Stützelement.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Energieabsorptionselement einen Verbindungsteil zur Befestigung am hinteren, rohbauseitigen Strebenelement aufweist. Dies kann beispielsweise ein Kragen sein, so dass das Energieabsorptionselement auf einfache Weise am rohbauseitigen Strebenelement verschraubt oder dergleichen befestigt werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
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1 eine ausschnittsweise Perspektivansicht von schräg vorne oben auf eine Stützeinrichtung für einen Frontendträger eines Personenkraftwagens im Bereich einer in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet linken Fahrzeugseite, mit einem Stützelement, welches zur Halterung des Frontendträgers zwischen einer Kühlerbrücke und einem darunter angeordneten Stoßfängerquerträger angeordnet sowie nach hinten hin an einem hinteren, rohbauseitigen Strebenelement abgestützt ist, wobei ein separat von dem Stützelement gestaltetes Energieabsorptionselement vorgesehen ist, welches in einer Aufnahme des Stützelements eingesteckt aufgenommen ist;
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2 eine ausschnittsweise Perspektivansicht der Stützeinrichtung gemäße 1 bei weggelassener Kühlerbrücke und bei weggelassenem Stützelement, wodurch das innerhalb der Aufnahme des Stützelements angeordnete Energieabsorptionselement näher erkennbar ist.
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In den. 1 und 2 ist jeweils in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht von schräg oben vorne eine Stützeinrichtung für einen Frontendträger eines Personenkraftwagens im Bereich einer – in Vorwärtsfahrtrichtung betrachtet – linken Fahrzeugseite dargestellt.
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Vom Kraftwagenrohbau ist dabei zunächst ein Längsträger 10 einer Hauptlängsträgerebene erkennbar, an dessen Vorderseite ein Energieabsorptionselement 12 abgestützt ist. An diesem Energieabsorptionselement 12 ist wiederum ein Stoßfängerquerträger 14 erkennbar, welcher gemeinsam mit dem jeweiligen Energieabsorptionselement 12 pro Fahrzeugseite dem Frontendträger zugeordnet ist, mittels welchem ein Frontend des Personenkraftwagens vorderseitig des Kraftwagenrohbaus befestigt und getragen ist.
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Vom Kraftwagenrohbau ist überdies ein oberer Längsträger 16 erkennbar, welcher auf der dazugehörigen linken Fahrzeugseite auf Höhe einer entsprechenden Kotflügelbank verläuft. Die beiden Längsträger 16 jeder Fahrzeugseite sind dabei über ein in 1 erkennbares Querjoch 18 miteinander zu einer Ringstruktur verbunden. Zudem ist der jeweilige obere Längsträger 16 über ein hinteres, rohbauseitiges Strebenelement 20 oberseitig des Längsträgers 10 abgestützt und mit diesem verbunden.
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Von einer Stützeinrichtung für den Frontendträger ist pro Fahrzeugseite ein jeweiliges Stützelement 22 erkennbar, welches zur Halterung des Frontendträgers eine diesem zugeordnete Kühlerbrücke 24 auf der jeweiligen Fahrzeugseite abstützt. Das Stützelement 22 auf jeder Fahrzeugseite verläuft dabei – wie dies insbesondere aus 1 erkennbar ist – zumindest im Wesentlichen oberhalb des zugehörigen Hauptlängsträgers 10 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin bis auf Höhe des Stoßfängerquerträgers 14, mit dessen Vorderseite 26 das Stützelement 22 zumindest im Wesentlichen bündig abschließt. Auch die Kühlerbrücke 24 erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin bis etwa auf Höhe der Vorderseite 26 des Stoßfängerquerträgers 14 beziehungsweise bis an das vordere Ende des Stützelements 22.
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Das Stützelement 22 umfasst vorliegend einen vorderen Stützbereich 28 sowie eine Aufnahme 30, welche – wie im vorliegenden Fall – einteilig ausgestaltet sein können. Der Stützbereich 28 und die Aufnahme 30 sind vorliegend aus einem Kunststoff in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Natürlich sind hierbei auch andere Herstellungsverfahren oder Materialien denkbar. Der Stützbereich 28 weist dabei unterseitig jeweilige Stützfüße 32 auf, mittels welchen das Stützelement 22 oberseitig der Anschlussstelle des Energieabsorptionselements 12 an dem Stoßfängerquerträger 14 abgestützt ist. Nach oben hin schließt der Stützbereich 28 gemeinsam mit der Aufnahme 30 ab, welche vorliegend im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet ist und in einem Höhenabstand zu dem darunter angeordneten Hauptlängsträger 10 verläuft.
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In Zusammenschau mit 2 ist dabei erkennbar, dass in der Aufnahme 30 ein Energieabsorptionselement 34 angeordnet und aufgenommen ist, welches vorliegend aus einem Metallwerkstoff beziehungsweise als Strangpressprofil ausgebildet ist. Alternativ kann das Energieabsorptionselement auch aus einem anderen Werkstoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, gebildet sein. Hierbei ist insbesondere eine Gestaltung des Energieabsorptionselements 34 aus endlosfaserverstärktem Kunststoff denkbar, da ein derartiges Bauteil besonders hohe Unfallkräfte aufnehmen kann. Dieser endlosfaserverstärkte Kunststoff kann dabei beispielsweise in Gestalt eines Organoblechs ausgebildet sein oder in einer Pressmasse mit Faserverstärkung (GMT/GMTex) eingesetzt werden.
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Rückwärtig ist dabei an das Strangpressprofil 36 des Energieabsorptionselements 34 ein Verbindungsteil 38 mit einem Kragen oder dergleichen angesetzt, über welchen das Energieabsorptionselement 34 beispielsweise unter Vermittlung jeweiliger Schraubverbindungen oder einer Fügverbindung am dahinter angeordneten, rohbauseitigen Strebenelement 20 befestigt ist.
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Auf das bereits am rohbauseitigen Strebenelement 20 befestigte Energieabsorptionselement 34 ist dann beim Montieren des Frontendträgers das Stützelement 22 mit der Aufnahme 30 aufsteckbar. Hierzu ist die Aufnahme 30 im Wesentlichen formschlüssig beziehungsweise im Querschnitt abgestimmt auf das Energieabsorptionselement 34 ausgebildet. Gegebenenfalls kann das Energieabsorptionselement 34 mit dem Stützelement 22 auch fest oder lösbar verbunden sein.
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Aus 1 ist des Weiteren erkennbar, dass die Kühlerbrück 24 auf der Aufnahme 30 des Stützelements 22 mit dem zugehörigen Ende ruht. Auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite ist demzufolge eine spiegelsymmetrisch identische Anordnung vorgesehen.
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Schließlich ist aus 1 ein Motorhaubenschloss 40 erkennbar, welches in das hintere Strebenelement 20, also rohbauseitig, integriert ist.
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Insgesamt ist somit aus den Fig. erkennbar, dass vorliegend eine Stützeinrichtung mit jeweiligen seitlichen Strebenelementen 20 geschaffen ist, welche sich oberseitig des jeweils zugehörigen Längsträgers 10 bis auf Höhe der Kühlerbrücke 24 erstreckt. Hierdurch ergibt sich die gewünschte großformatige und frühzeitige Abstützung im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung in Folge einer Frontalkollision, wobei dies zu einem frühzeitigen Ansprechen des jeweiligen Energieabsorptionselements 34 führt, welches innerhalb der Aufnahme 30 des Stützelements 22 angeordnet ist. Mit dem Innenabstand der Aufnahme 30 oberhalb des zugehörigen Längsträgers 10 wird dabei eine entsprechende Deformation des Energieabsorptionselements 34 im Falle einer Kraftbeaufschlagung erlaubt. Das Energieabsorptionselement 34 ist durch die Anordnung der Aufnahme 30 jedoch nicht unmittelbar mit der Kühlerbrücke 24 verbunden.
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Durch die Höhenerstreckung des Stützbereichs 28 wird oberhalb der Hauptlängsträgerebene ein zusätzlicher oberer Lastpfad geschaffen, der auf besonders vorteilhafte Weise Unfallenergie aufnehmen kann. Dabei ergibt sich eine besonders günstige Abstimmung des Stützelements 22 insgesamt, da das Energieabsorptionselement 34 in einfacher Weise variiert werden kann. Zudem weist dieses ein hohes Energieabsorptionsvermögen auf. Gleichzeitig ermöglicht die separate Ausgestaltung des Stützelements eine einfache Ausbildung der Stützeinrichtung, wobei die Stützelemente 22 je nach Fahrzeugtyp in einfacher Weise variiert werden können.
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In einer zur dargestellten Erfindung alternativen Ausführungsform ist es auch denkbar, das Strebenelement 20 einsteilig mit dem Energieabsorptionselement 34 auszubilden. In diesem Fall ist es beispielsweise denkbar, das Strebenelement 20 mit dem Energieabsorptionselement 34 aus einem faserverstärkten Kunststoff zu gestalten. Hierbei ist wiederum insbesondere eine Gestaltung aus endlosfaserverstärktem Kunststoff denkbar, da ein derartiges Bauteil besonders hohe Unfallkräfte aufnehmen kann. Dieser endlosfaserverstärkte Kunststoff kann dabei beispielsweise in Gestalt eines Organoblechs ausgebildet sein oder in einer Pressmasse mit Faserverstärkung (GMT/GMTex) eingesetzt werden. Natürlich sind auch andere Materialen für dieses integrale Bauteil, beispielsweise ein Metallwerkstoff, denkbar.
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Insbesondere im Falle einer Ausbildung des Strebenelements 20 mit dem Energieabsorptionselement 34 aus einem faserverstärkten Kunststoff ist es des Weiteren denkbar, dieses Bauteil als Anbauteil zu gestalten, welches nicht unmittelbar zum Rohbau gehört, und welches nach der Herstellung des Rohbaus an dessen Bauteilen, beispielsweise den Längsträgern 10 und 16, befestigt wird.
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In diesem Fall kann beispielsweise auch das Stützelement 22 völlig anders gestaltet sein. So ist es insbesondere denkbar, nun noch den Stützbereich 28 des Stützelements 22 vorzusehen und die Aufnahme 30 wegzulassen. Durch das Stützelement 22 wird somit nur noch die Abstützung der Kühlerbrücke 24, nicht jedoch die Aufnahme des Energieabsorptionselements 34 vorzusehen. In diesem Fall ist es des Weiteren denkbar, das Stützelement 22 beziehungsweise den Stützbereich 28 in Fahrzeugquerrichtung, beispielsweise in Richtung nach innen, versetzt zu dem Strebenelement 20 mit dem Energieabsorptionselement 34 anzuordnen. Dabei kann das Energieabsorptionselement 34 vorderseitig mit einer Platte oder dergleichen versehen sein, um insbesondere in Fahrzeughochrichtung eine großformatige Abdeckung über die jeweiligen Längsträgerebenen zu erreichen.
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Schließlich ist es denkbar, das Fronthaubenschloß 40 in das neu geschaffene Bauteil aus dem Strebenelement 20 mit dem Energieabsorptionselement 34 zu integrieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014016759 A1 [0002]
