DE102016113730A1

DE102016113730A1 - Querträger im Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016113730A1
Application number: DE102016113730.8A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Harter
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2018-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Querträger eines Kraftfahrzeugs, wobei der Querträger aus mindestens einem Halter, welcher sich ungefähr parallel zu einer Kraftfahrzeuglängsrichtung erstreckt, und mindestens einem Querprofil, welches sich ungefähr parallel zu einer Kraftfahrzeugbreitenrichtung erstreckt, gebildet ist und dass das mindestens eine Querprofil an dem mindestens einen Halter angeordnet ist, wobei der mindestens eine Halter mindestens eine Verrippung aufweist, wobei die Verrippung parallel zur Kraftfahrzeuglängsrichtung ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Querträger in einem Frontbereich eines Kraftfahrzeugs gemäß den Ansprüchen 1 bis 11.
Querträger können an unterschiedlichen Positionen an einer Kraftfahrzeugstruktur eines Kraftfahrzeugs angebunden sein und unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Zum Beispiel tragen eine Art von Querträger, angebunden an zwei Längsträger, zur Stabilisierung einer Rohbaustruktur des Kraftfahrzeugs bei. Solche Querträger sind meistens stabförmig oder leicht gebogen ausgebildet und können entlang einer Kraftfahrzeuglängsrichtung an unterschiedlichen Positionen des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.
Eine weitere Aufgabe von anderen Querträgern ist eine Abstützung von Verkleidungsteilen, wie beispielsweise einer Bugverkleidung. Solche Querträger sind aufgrund ihrer Anbindungsart an ein Kraftfahrzeug eher U-förmig ausgebildet und innerhalb einer Außenhaut des Kraftfahrzeugs angeordnet. Sie stehen unmittelbar oder mittelbar in Kontakt mit dieser. Solche Querträger weisen mindestens einen Halter und ein Querprofil auf, wobei Halter und Querprofil ungefähr senkrecht zueinander angeordnet sind.
Wiederrum eine andere Art von Querträgern dient der Erfüllung von crashrelevanten Funktionen. So kann eine crashrelevante Funktion darin bestehen den Querträger bei einer übermäßigen Kraftbeaufschlagung gezielt zu deformieren und somit die eingebrachte Energie in Verformungsenergie umzuwandeln. Diese Querträger weisen als Halter Crashboxen auf, welche bei der Kraftbeaufschlagung plastisch und/oder elastisch deformieren. Ist ein solcher Querträger in einem Frontbereich eines Kraftfahrzeugs positioniert, kann dieser eine zusätzliche crashrelevante Funktion zum besseren Schutz bei einem so genannten Fußgängeranprall übernehmen; ein solcher Querträger kann einen Kollisionspartner in eine vorteilhafte Bewegung versetzen und wird oftmals als Lower Stiffener bezeichnet.
Querträger können aufgrund ihrer oben beschriebenen unterschiedlich zu erfüllenden Aufgaben in ihren geometrischen Ausprägungen von Halter und Querprofil sowie Anbindungsmöglichkeiten und ihrem gefertigten Werkstoff unterschiedlich ausgebildet sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Querträger zu verbessern, um mehrere Aufgaben oder Funktionen in diesem Querträger zu realisieren und kostengünstig herzustellen.
Die Aufgabe wird durch die angegebenen Merkmale in den Ansprüchen gelöst.
Ein erfindungsgemäßer Querträger eines Kraftfahrzeugs ist aus mindestens einem Halter und mindestens einem Querprofil gebildet. Vorzugsweise sind zwei Halter und ein Querprofil vorgesehen. Die Halter erstrecken sich dabei ungefähr parallel zu einer Kraftfahrzeuglängsrichtung. Das Querprofil erstreckt sich ungefähr parallel zu einer Kraftfahrzeugbreitenrichtung. Das Querprofil ist dabei kraft- und/oder formschlüssig an den Halter und der Halter an eine Struktur des Kraftfahrzeugs angebunden. Der Querträger ist in einer horizontalen Ebene des Kraftfahrzeugs positioniert. Zur einfachen und sicheren Montage des Querträgers an die Struktur des Kraftfahrzeugs kann eine Montageplatte zwischen Halter und dieser Struktur vorgesehen sein. Alternativ können anstatt oder zusätzlich zur Montageplatte wahlweise Montagebuchsen vorgesehen sein. Diese Montagebuchsen sind am Halter von diesem bei seiner Herstellung formschlüssig umspritzt. Sie weisen Öffnungen zur Montage mittels geeigneten Verbindungselementen an die Struktur des Kraftfahrzeugs auf.
Aus Herstellungs-, Kosten-, und/oder Stabilitäts- sowie Konstruktionsgründen kann der Werkstoff von Halter, Montageplatte und Querprofil unterschiedlich sein. Bevorzugt ist der Halter aus Kunststoff gefertigt, wobei das Querprofil und die Montageplatte oder wahlweise Montagebuchse aus Aluminium hergestellt sind. Um eine ausreichende Stabilität und ein Kraftschluss zwischen den Aluminiumbauteilen, wie beispielsweise dem Querprofil und der Montageplatte bzw. Montagebüchse, sowie Halter herzustellen, sind diese jeweils vom Halter an ihren jeweiligen Kontaktbereichen formschlüssig umspritzt, so dass der Halter mit einem Bereich das Querprofil und mit einem anderen Bereich die Montageplatte umschließt. Die beiden Bereiche sind bevorzugt gegenüber voneinander angeordnet.
Der erfindungsgemäße Querträger ist bevorzugt im Frontbereich und innerhalb einer Außenhaut eines Kraftfahrzeugs positioniert und insbesondere in einem unteren Bereich des Frontbereichs. Eine Außenhaut kann Verkleidungsteile aufweisen, welche beispielsweise als Luftführungsteile wie Spoiler oder Spoilerlippe ausgebildet sind und bevorzugt optisch integrierend mit der Außenhaut verlaufen. Somit bilden diese Luftführungsteile einen Teil einer Bugverkleidung. Bei einer solchen Positionierung kann der Querträger als Abstützung des Verkleidungsteils gegen Kräfte sowohl bei ruhendem als auch bei bewegtem Kraftfahrzeug dienen. Bei bewegtem Kraftfahrzeug sind je nach Art des Verkleidungsteils Abstützungen gegen Kräfte aus unterschiedlichen Richtungen notwendig. So kann beispielsweise in einer Ausbildungsart des Verkleidungsteils eine durch die Aerodynamik bestimmte von oben nach unten wirkende Abtriebskraft hervorgerufen werden, so dass eine Abstützung entgegen diese Kraftrichtung durch den Querträger erfolgen muss. Eine zusätzlich wirkende Kraft bei bewegtem Kraftfahrzeug ist eine Luftwiderstandskraft, welche entgegen der Fahrtrichtung auf das Verkleidungsteil wirkt und zusätzlich vom Querträger abgestützt werden muss. Da ein solcher Querträger meist in einem unteren Bereich des Kraftfahrzeugs und damit in einer unteren Lastebene bei einer Kollision positioniert ist, sind die eingangs genannten Halter dahingehend ausgebildet, dass sie bei einer übermäßigen Kraftbeaufschlagung gezielt deformieren, um Energie aus der Kollision in ein Deformieren umzuwandeln. Das gezielte Deformieren ist über eine Verrippung bzw. Rippenstruktur am Halter realisiert. Dabei ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Halter mit der Verrippung einstückig ausgebildet. Durch Anzahl und Form der Verrippung ist die Deformation für eine zu erwartende Kraftbeaufschlagung einstellbar. Das Querprofil ist ungefähr senkrecht an dem Halter angebunden und wird von diesem an seinen Kontaktbereichen umschlossen, so dass eine kraftschlüssige Verbindung realisiert ist.
Das Querprofil und der Halter können zusammen vormontiert hergestellt werden, bevor der Querträger an die Kraftfahrzeugstruktur angebunden wird. Eine solche Vormontagefähigkeit realisiert eine einfache Montage und Austauschbarkeit des Querträgers, falls erforderlich.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit Außenhaut und die Position des Querträgers,
2 eine Ansicht eines Querträgers,
3 eine schräge Draufsicht auf einen Querträger im verbauten Zustand an eine Kraftfahrzeugstruktur.
In 1 ist ein vorderer Teil einer Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Das Erscheinungsbild des Kraftfahrzeugs wird insbesondere auch durch die Außenhaut 4 gebildet, wobei im unteren Bugbereich eine Bugverkleidung 5 mit einem ausladenden Bugunterteil vorgesehen ist, welche optisch in die Außenhaut 4 übergeht. Hinter der Bugverkleidung 5 ist ein Querträger 1 positioniert, welcher unmittelbar oder mittelbar in Kontakt mit der Außenhaut 4 steht. Bewegt sich das Kraftfahrzeug in die normale Fahrtrichtung längs, greifen, wie in 1 dargestellt, eine erste Kraft 2 und eine zweite Kraft 3 an der Bugverkleidung 5 an. Die erste Kraft 2 ist eine Abtriebskraft, welche von oben nach unten auf die Bugverkleidung 5 und damit auf den Querträger 1 wirkt. Die zweite Kraft 3 ist eine Luftwiderstandskraft, welche entgegen die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs auf den Querträger 1 wirkt. Beide Kräfte 2 und 3 können somit in Kombination oder einzeln, je nach Ausführungsform der Bugverkleidung 5, vom Querträger 1 aufgenommen werden.
2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Querträgers 1, welcher ein Querprofil 6 und Halter 7 aufweist. Das Querprofil 6 ist formschlüssig an einen vorderen Bereich der Halter 7 angebunden, so dass eine U-förmige Gestalt des Querträgers 1 ausgebildet ist. Montageplatten 8 bzw. nicht dargestellte Montagebuchsen sind an einen hinteren Bereich der Halter 7 formschlüssig angebunden. Sowohl die Anbindung im vorderen als auch im hinteren Bereich der Halter 7 kann bei einer Ausführung des Querprofils 6 aus Aluminium und Halter 7 aus Kunststoff umspritzbar realisiert werden. Eine Herstellung des Querträgers 1 ist als gesamtes Bauteil und damit in einem unabhängig vom Produktionsprozess des Kraftfahrzeugs separaten Fertigungsprozess möglich.
In 3 ist der Querträger 1 an eine Kraftfahrzeugstruktur 9 angebunden. Bevorzugt ist der Querträger 1 in einer horizontalen Ebene in einem unteren Bereich einer Kraftfahrzeugfront positioniert. Halter 7 erstrecken sich ungefähr parallel zur Kraftfahrzeuglängsrichtung, wobei das Querprofil 6 parallel zur Kraftfahrzeugbreitenrichtung und damit eine U-förmige Ausbildung von Querträger 1 ausgebildet ist. Montageplatten 8 bzw. nicht dargestellte Montagebuchsen sind zwischen Halter 7 und Fahrzeugstruktur 9 vorgesehen. Wie aus 3 zu sehen ist, ist der Querträger 1 in einfacher Weise an die Fahrzeugstruktur 9 angebunden, so dass eine einfache Montage und Demontage des Querträgers 1 realisierbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Querträger
2: Richtung der Abtriebskraft
3: Richtung der Luftwiderstandskraft
4: Außenhaut
5: Bugverkleidung
6: Querprofil
7: Halter
8: Montageplatte
9: Fahrzeugstruktur
10: Verrippung
11: Kontaktbereich

Claims

Querträger eines Kraftfahrzeugs, wobei der Querträger aus mindestens einem Halter, welcher sich ungefähr parallel zu einer Kraftfahrzeuglängsrichtung erstreckt, und mindestens einem Querprofil, welches sich ungefähr parallel zu einer Kraftfahrzeugbreitenrichtung erstreckt, gebildet ist und dass das mindestens eine Querprofil an dem mindestens einen Halter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Halter mindestens eine Verrippung aufweist, wobei die Verrippung parallel zur Kraftfahrzeuglängsrichtung ausgebildet ist.
Querträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Halter und die mindestens eine Verrippung einstückig ausgebildet sind.
Querträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Halter auf derselben Seite des Querträgers angeordnet sind.
Querträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Halter und das Querprofil aus unterschiedlichen Werkstoffen sind.
Querträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Halter und das Querprofil aus gleichen Werkstoffen sind.
Querträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Halter und die Verrippungen aus demselben Werkstoff sind.
Querträger nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Halter und die Verrippungen aus Kunststoff sind.
Querträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Querprofil aus Aluminium ist.
Querträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Montageplatte zwischen Halter und Anbindung an eine Kraftfahrzeugstruktur vorgesehen ist.
Querträger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Montagebuchse am Halter zur Anbindung an eine Kraftfahrzeugstruktur vorgesehen ist.
Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger U-förmig ausgebildet.
Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs positioniert ist.