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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Crashboxmanagementsystem für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, bei Kraftfahrzeugen front- oder heckseitig Crashmanagementsysteme anzuordnen. Ein solches Crashmanagementsystem besteht zumeist aus einem Querträger, der sich im Wesentlichen über einen Teil, wenn nicht sogar die gesamte Breite des Kraftfahrzeuges erstreckt. Auf die jeweilige Fahrtrichtung bezogen sind hinter den Querträgern Crashboxen angeordnet. Im Falle eines Aufpralls verformen sich die Crashboxen und bauen dabei Crashenergie ab.
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Solche Crashmanagementsysteme liegen nicht im Sichtbereich eines Kraftfahrzeuges und sollen daher möglichst kostengünstig hergestellt werden. Gleichzeitig müssen jedoch produktionssicher die Crashanforderungen sowie Vorgaben von Gesetzgeber sowie Automobilhersteller erfüllt werden.
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Aus der
US 2015 / 0 061 307 A1 sowie der
DE 10 2016 222 013 A1 sind ebenfalls Koppelungen einer Crahsbox an einem Fahrzeug bzw. mit einem Querträger offenbart.
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Oftmals sind Crashboxanordnungen aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt. So werden bevorzugt die Crashboxen selber aus einer Leichtmetalllegierung im Strangpressverfahren hergestellt. Der Querträger wiederum ist oftmals als Stahlbauteil hergestellt. Der Querträger kann jedoch auch als Leichtmetallbauteil hergestellt sein. Auch können die Crashboxen aus einem Stahlwerkstoff hergestellt werden. Insbesondere wenn es sich um ein Hybridbauteil handelt, mithin ein Bauteil aus zwei voneinander verschiedenen Werkstoffen, so ist es problematisch diese miteinander zu fügen. Ein Schweißverfahren ist hier oftmals nicht und/oder nur unter erhöhtem technischem Aufwand einsetzbar.
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Gleichzeitig muss ein Korrosionsschutz gegeben sein. Gerade in den thermischen Fügenähten ist dies mitunter nur schwierig umsetzbar.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom Stand der Technik, eine Crashboxanordnung aufzuzeigen, die besonders kostengünstig herstellbar ist, gleichzeitig jedoch gesetzliche sowie fahrzeugherstellerseitige Vorgaben erfüllt sowie universell im vorderen Bereich, jedoch auch an der Rückseite eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden kann.
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Die zuvor genannte Aufgabe wird mit einem Crashboxmanagementsystem an einer Vorderseite oder Rückseite eines Kraftfahrzeuges gemäß den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Das Crashboxmanagementsystem nachfolgend auch Crashboxanordnung genannt ist geeignet an einer Vorderseite oder einer Rückseite eines Kraftfahrzeuges, genauer genommen an eine Kraftfahrzeugkarosserie, gekoppelt zu werden. An der Rückseite wird diese insbesondere an einer Rückwand bzw. an einem Schottblech angeordnet. Insbesondere befindet sich dies unterhalb der Heckklappe bzw. Kofferraumklappe des Kraftfahrzeuges. An der Vorderseite des Kraftfahrzeuges wird die Crashboxanordnung insbesondere an den vorderen Enden der Längsträger des Kraftfahrzeuges angeordnet.
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Es wird ein Querträger unter Eingliederung von Crashboxen mit der Kraftfahrzeugkarosserie gekoppelt. Die Crashboxen sind insbesondere als Strangpressprofile aus einer Leichtmetalllegierung oder als Umformbauteil aus einer Stahllegierung hergestellt. Der Querträger selbst kann wiederum aus einer Stahllegierung hergestellt sein, insbesondere als Umformbauteil. Der Querträger kann selbst jedoch auch aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt sein und hier insbesondere als extrudiertes Bauteil.
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Erfindungsgemäß zeichnet sich die Crashboxanordnung nunmehr dadurch aus, dass querträgerseitig und/oder fahrzeugseitig jeweils an den Enden der Crashbox zwei im Querschnitt L-förmige Profile angeordnet sind. Ein L-Schenkel des L-förmigen Profils ist dabei jeweils mit der Crashbox gekoppelt. Der jeweils andere L-Schenkel ist mit dem Kraftfahrzeug bzw. dem Querträger gekoppelt. Die Koppelung erfolgt somit jeweils ausschließlich über die L-förmigen Profile.
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Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme des L-förmigen Profils ist es möglich, beliebige Kombinationen von Werkstoffen bei Crashbox, Kraftfahrzeugkarosserie sowie Querträger miteinander zu koppeln. Die L-förmigen Profile werden hierzu mit der Crashbox sowie mit dem Querträger bzw. dem Kraftfahrzeug über Formschlusselemente gekoppelt. Dies ist eine formschlüssige Fügemöglichkeit. Somit ist die Koppelung der Crashboxanordnung unabhängig von den verwendeten Werkstoffen von Crashbox bzw. Querträger. Es können somit auch nur schwierig oder gar nicht miteinander thermisch fügbare Werkstoffe verwendet werden.
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Es wird eine Crashbox aus Leichtmetall verwendet, die insbesondere durch Extrudieren hergestellt ist. Diese Crashbox wird mit einem Querträger aus einer Stahllegierung gekoppelt. Für den Querträger wird bevorzugt ein Leichtmetallwerkstoff mit einer Dehngrenze Rp 0,2 größer 280 MPa verwendet.
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Bei Verwendung einer Stahllegierung wird bevorzugt eine Dehngrenze Rp 0,2 größer 850 MPa eingestellt. Dies wird durch Einsatz einer härtbaren Stahllegierung erreicht.
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Die Formschlusselemente selbst sind insbesondere Schrauben bzw. Nieten. Optional kann ein Klebstoff mit eingegliedert werden. Das Koppelungsverfahren ist ebenfalls besonders einfach und kostengünstig durchführbar. Es ergibt sich somit eine Möglichkeit der Crashboxanordnung, die besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Durch Variation der Länge der L-Schenkel ist insbesondere wiederum eine Koppelungsmöglichkeit mit einer Rückwand eines Kraftfahrzeuges gegeben. Wird die Crashboxanordnung im Bereich eines Vorderwagens angeordnet, werden insbesondere die fahrzeugseitigen L-förmigen Schenkel mit Stirnplatten der Längsträger gekoppelt. Im Crashfall wird dann die Crashbox gegen den Längsträger bzw. gegen die Rückwand gedrückt und deformiert. Hierbei erfolgt eine axiale Belastung in Längsrichtung mit der Crashbox, so dass sich im Zweifel ein Abscheren der Formschlusselemente während des Crashs nicht negativ auf die Crasheigenschaften auswirkt.
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Insbesondere kann mit dieser Herstellungsvariante eine Crashboxanordnung bereitgestellt werden, die beispielsweise die chinesische Norm GB 17354 für vordere und hintere Crashschutzvorrichtungen erfüllt. Es kann gleichzeitig auf thermische Fügevorgänge verzichtet werden. Insbesondere ist die Crashboxanordnung besonders montagefreundlich, wobei weiterhin die rein mechanische Koppelung es ermöglicht, Einzelteile aus unterschiedlichen Werkstoffen problemlos miteinander zu verbinden.
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Der Querträger selbst ist insbesondere ebenfalls als im Querschnitt geschlossenes Mehrkammerhohlprofil ausgebildet. Die querträgerseitigen L-förmigen Schenkel bzw. Stege des L-förmigen Profils, liegen somit auf die Einbaulage bezogen jeweils an einer Rückwand des Querträgers an.
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Die Crashboxen selbst sind ebenfalls im Querschnitt als geschlossenes Hohlprofil ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Crashboxen im Querschnitt rechteckförmig konfiguriert. Die L-förmigen Schenkel bzw. die L-förmigen Profile selbst weisen dabei eine Länge auf, die der Innenabmessung der Crashbox entspricht. Mithin erstreckt sich das L-förmige Profil über die gesamte Höhe bzw. Breite der Crashbox. Auch können die Crashboxen als Mehrkammerhohlprofil ausgebildet sein, insbesondere als Dreikammerhohlprofil. Zur Einführung des L-Schenkels ist dieser dann selbst geschlitzt und greift zwischen die Stege der Kammern oder die Crashbox ist jeweils endseitig ausgespart.
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Weiterhin besonders bevorzugt können die L-förmigen Schenkel außenseitig an der Crashbox anliegen und sind dann über die Formschlusselemente mit der Crashbox, insbesondere der Wandung der Crashbox gefügt. Besonders bevorzugt liegen jedoch die L-Schenkel innenseitig an der Crashbox an, wobei der jeweils andere Schenkel des L-förmigen Profils sich dann außen von der Crashbox weg zeigend erstreckt. Die Crashboxanordnung kann somit mit dem Querträger und den Crashboxen vormontiert werden. Die so hergestellte Crashboxanordnung kann dann an einer Kraftfahrzeugkarosserie besonders einfach montiert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsvariante sieht vor, dass die zwei L-förmigen Profile als ein einstückiges und werkstoffeinheitliches Blechumformbauteil, insbesondere Abkant- bzw. Biegebauteil hergestellt sind. Dieses Blechumformbauteil ist selbst im Querschnitt hutförmig konfiguriert. Von einem Steg stehen zwei Schenkel ab, wobei von jedem Schenkel wiederum außen abstehend ein Flansch ausgebildet ist. Der jeweilige Schenkel und der Flansch sind dann die L-Schenkel. Diese Ausgestaltungsvariante ermöglicht eine noch einfachere Montage. Der Steg wird mit den Schenkeln in die Crashbox eingeschoben und dann wird die jeweilige Crashboxwand mit dem Schenkel über ein Formschlusselement gekoppelt. Auch können in dieser Ausgestaltungsvariante die zwei einstückig hergestellten L-förmigen Profile als Strangpressbauteil gefertigt werden.
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Weitere Vorteile, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht auf eine Crashboxanordnung,
- 2 eine Detailansicht auf eine Crashbox mit Querträger sowie jeweils gekoppelten L-förmigen Profilen und
- 3 eine Querschnittsansicht durch eine Crashbox mit einteilig ausgebildetem L-förmigem Profil auf beiden Seiten.
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In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Crashboxmanagementsystem 1. Die Anordnung weist einen Querträger 2 auf sowie jeweils endseitig an den Querträgern 2 angeordnete Crashboxen 3. Der Querträger 2 ist im Querschnitt als geschlossenes Hohlbauteil ausgebildet. Die Crashboxen 3 sind ebenfalls als im Querschnitt geschlossenes Hohlbauteil ausgebildet. Erfindungsgemäß sind nunmehr an jeder Crashbox 3 vier L-förmige Profile 4 gekoppelt. Zwei L-förmige Profile 4 sind dabei querträgerseitig angeordnet sowie zwei L-förmige Profile 4 fahrzeugseitig. Das Fahrzeug selbst ist jedoch nicht näher dargestellt. Die L-förmigen Profile 4 weisen jeweils zwei L-Schenkel 5, 6 auf. Der L-Schenkel 6 greift dabei in einen Innenraum bzw. eine Hohlkammer der Crashbox 3 und liegt somit innenseitig an der Crashboxwand 8 an. Er ist über zwei Formschlusselemente 9 mit der Crashbox 3 gekoppelt.
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Gleiches gilt für den Querträger 2. Auch querträgerseitig sind an der Crashbox 3 jeweils zwei L-förmige Profile 4 angeordnet. Ein jedes L-förmiges Profil 4 greift mit einem L-Schenkel 6 in die Crashbox 3 ein und liegt an der Crashboxwand 8 von innen an und ist mit der Chrashbox 3 über zwei Formschlusselemente 9 gekoppelt. Die jeweils nach außen abstehenden L-Schenkel 5 der L-förmigen Profile 4 liegen dann an einer Rückwand 10 des Querträgers 2 an und sind hier ebenfalls über nicht näher dargestellte Formschlusselemente 9 mit der Rückwand 10 gekoppelt.
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Gleiches zeigt nochmals 2, welche eine vergrößerte Darstellung der auf die Bildebene bezogenen rechten Crashbox 3 von 1 ist. Die L-förmigen Profile 4 weisen alle selbst eine Höhe 11 auf, die einer Innenraumhöhe der Crashbox 12 im Wesentlichen entspricht. Die L-förmigen Profile 4 können bevorzugt rein mechanisch mit der Crashbox 3 gekoppelt sein. Die L-förmigen Profile 4 können zusätzlich mittels Crashbox 3 verklebt sein. Auch wäre es vorstellbar, dass die L-förmigen Profile 4 aus einem gut schweißbaren und/oder identischen Werkstoff wie der Querträger 2 sind. Somit könnten beispielsweise die querträgerseitigen L-förmigen Profile 4 mit dem Querträger 2 über Punktschweißung gekoppelt werden. Mit der Crashbox 3 hingegen werden diese mechanisch gefügt. Es werden mindestens pro L-Schenkel 5, 6 zwei Formschlusselemente 9 verwendet.
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3 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltungsvariante. Hierbei ist eine Einzelblechlösung vorgesehen. Die jeweils zwei L-förmigen Profile 4 sind einstückig und werkstoffeinheitlich aus einer Blechplatine hergestellt. Die jeweiligen L-Schenkel 6 sind über einen mittig angeordneten Steg 13 verbunden bzw. stehen von diesem Steg 13 ab. Die L-Schenkel 5 zur Kopplung mit dem Querträger 2, respektive mit der Kraftfahrzeugkarosserie, stehen wiederum als Flansch von dem jeweiligen L-Schenkel 6 ab. Ferner sind Formschlusselemente 9 vorgesehen, beispielsweise in Form einer Schraube oder eines Niets, mit welchen die jeweiligen L-Schenkel 6 mit der Crashboxwand 8 gekoppelt sind. Diese Lösung bietet insbesondere den Vorteil, dass die ausgebildeten L-förmigen Profile 4 in die Öffnung der Crashbox 3 eingeschoben werden können und mit der Crashbox 3 verschraubt werden können. Es muss kein separates Halten eines jeweiligen einzelnen L-förmigen Profils 4 zur Koppelung mit der Crashbox 3 vorgesehen werden. Dies erleichtert insbesondere die Erstmontage beim Zusammenbau des Crashmanagementsystem.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Crashboxmanagementsystem
- 2
- Querträger
- 3
- Crashbox
- 4
- L-förmiges Profil
- 5
- L-Schenkel
- 6
- L-Schenkel
- 7
- Innenraum zu 3
- 8
- Crashboxwand
- 9
- Formschlusselement
- 10
- Rückwand
- 11
- Höhe zu 4
- 12
- Innenraumhöhe zu 3
- 13
- Steg
