DE102018222621A1

DE102018222621A1 - Anordnung aus einem Stützelement und einem Montageträger und Verfahren zur Herstellung der Anordnung

Info

Publication number: DE102018222621A1
Application number: DE102018222621.0A
Authority: DE
Inventors: Volker Wichert; Alexander HEIN; Tim Kühn; Michael Ahlswede
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-06-25
Also published as: EP3898384A1; WO2020126334A1; US20220055694A1; CN113365904A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Montageträger für ein Kraftfahrzeug-Frontend, wobei die Anordnung zwei Stützelemente zur Abstützung eines Verkleidungselements aufweist, wobei die Stützelemente jeweils auf einer Seite des Kraftfahrzeugs, bezogen auf die Fahrzeugmitte in Querrichtung des Fahrzeugs, angeordnet sind, wobei die Stützelemente an dem Montageträger befestigt sind und sich jeweils über einen Teilbereich des Montageträgers in Fahrzeugquerrichtung erstrecken, wobei die Stützelemente in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber dem Montageträger nach vorne hervorragen, wobei ein Verkleidungselement, das ein Außenhautelement der Front des Kraftfahrzeugs ist und sich überwiegend in Fahrzeugquerrichtung erstreckt, sich auf wenigstens einem der Stützelemente abstützen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem Stützelement und einem Montageträger sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung aus einem Stützelement und einem Montageträger.
Anordnungen der in Rede stehenden Art sind regelmäßig Bestandteile sogenannter Kraftfahrzeug-Frontends. Unter einem Frontend versteht man eine Baugruppe eines Kraftfahrzeugs, die das vordere Ende des Kraftfahrzeugs bildet. Zu dem Frontend gehören insbesondere die frontseitigen Verkleidungselemente, wie eine Stoßfängerverkleidung und/oder ein Kühlergitter, allerdings auch eine Reihe funktionaler Elemente, insbesondere Bestandteile der Beleuchtung des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Scheinwerfer und/oder Blinker, Elemente des Kühlsystems, insbesondere der regelmäßig im Bereich der Kraftfahrzeugfront angeordnete Wärmeüberträger einer Wasserkühlung des Motors, Sensoren, wie beispielsweise Außentemperatursensoren, Elemente des Verschlusssystems der Motorhaube, wie beispielsweise ein Haubenschloss, Elemente des Stoßfängersystems, wie beispielsweise Crash-Absorptionselemente, die sich im Falle des Aufpralls des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis auf bestimmte Weise verformen, und/oder Strukturelemente, die der Befestigung der Komponenten des Kraftfahrzeug-Frontends dienen.
Ein wesentliches Element eines Frontends ist der sogenannte Montageträger. Der Montageträger dient insbesondere dazu, die anderen Bestandteile des Frontends aufzunehmen und relativ zueinander zu positionieren. Diese werden zu diesem Zweck direkt und/oder indirekt am Montageträger befestigt. Der Montageträger erstreckt sich hierbei regelmäßig in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung). Darüber hinaus kann der Montageträger auch vertikal verlaufende Bereiche aufweisen, also Bereiche, die sich überwiegend in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) erstrecken. Auch ist eine rahmenförmige Gestaltung des Montageträgers möglich, insbesondere um den Wärmeüberträger einer Flüssigkeitskühlung aufzunehmen.
Häufig werden Frontends der in Rede stehenden Art als Baugruppe zunächst vormontiert und danach mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbunden.
Bei dem Montageträger handelt es sich in der Regel um ein komplex geformtes Bauteil, da der Montageträger die entsprechenden Befestigungsmöglichkeiten für eine Vielzahl andere Bestandteile des Kraftfahrzeug-Frontends bereitstellt. Daher ist es wünschenswert, das Kraftfahrzeug-Frontend so zu gestalten, dass bei Unfallszenarien, bei denen die Front des Kraftfahrzeugs lediglich eine begrenzte Deformation erfährt, der Montageträger nach Möglichkeit intakt bleibt. Daher sind entsprechende crashabsorbierende Elemente häufig dem Montageträger in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) vorgelagert, um die bei dem Unfall entstehenden mechanischen Kräfte aufzunehmen und in die Karosserie einzuleiten. Der Montageträger soll dabei nach Möglichkeit erst bei vergleichsweise schweren Unfällen mit entsprechender Deformation der gesamten Fahrzeugfront in Mitleidenschaft gezogen werden, wenn dies nicht mehr durch entsprechende konstruktive Maßnahmen vermeidbar ist.
Die resultierenden konstruktiven Gestaltungen von Frontends führen allerdings dazu, dass Verkleidungselemente der Fahrzeugfront aus Kunststoff, wie beispielsweise ein Kühlerschutzgitter oder eine Stoßfängerverkleidung oder ein anderes Außenhautelement, eine vergleichsweise weite Strecke in Y-Richtung überspannen müssen. Ist das Fahrzeug nun ungewöhnlich hoher Wärmeeinwirkung ausgesetzt, so können derartige Kunststoffelemente so signifikant an Festigkeit verlieren, dass sie sich, insbesondere aufgrund ihres Eigengewichts, dauerhaft verformen. Mit anderen Worten „hängen“ die betroffenen Verkleidungselemente im Bereich der Mitte ihrer Erstreckung in Y-Richtung „durch“. Hierdurch kann es zur Veränderung von Spaltmaßen und einer entsprechenden Beeinträchtigung der optischen Erscheinung der Fahrzeugfont kommen.
Um dies zu vermeiden, können Stützelemente am Montageträger befestigt werden, die sich in X-Richtung vom Montageträger weg zur Verkleidung der Fahrzeugfront hin erstrecken. Ein derartiges Stützelement kann dann ein Verkleidungselement in Z-Richtung abstützen und so das „Durchhängen“ verhindern.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der DE 10 2008 048 039 A1 ist eine Anordnung aus einem Montageträger und einem Führungselement bekannt. Das Führungselement dient der Befestigung von Anbauteilen, bei denen es sich auch um frontseitige Außenhautelemente des Kraftfahrzeugs handeln kann. Dieses Führungselement erstreckt sich annähernd über die gesamte Breite der Fahrzeugfront in Y-Richtung. Es ist mit Befestigungselementen an dem Montageträger befestigt.
Aufgrund seiner Abmessungen, insbesondere aufgrund der Erstreckung des Führungselements in Y-Richtung weist dieses Führungselement jedoch eine beachtliche Länge und ein daraus resultierendes Packmaß auf, welches den Transport derartiger Führungselemente in speziellen Behältern, in denen die Führungselemente einzeln eingelegt werden müssen, notwendig macht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der vorstehend beschriebenen Art sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung der vorstehend beschriebenen Art aufzuzeigen, welches die Teilelogistik vereinfacht.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit zwei Stützelementen zur Abstützung eines Verkleidungselements und einem Montageträger, wobei die Stützelemente jeweils auf einer Seite des Kraftfahrzeugs angeordnet und an dem Montageträger befestigt sind. Dabei bezieht sich die Anordnung der Stützelemente jeweils auf einer Seite auf die Fahrzeugmitte in Y-Richtung. Mit anderen Worten sind die Stützelemente insbesondere hintereinander in Y-Richtung angeordnet. Auf diese Weise können die Stützelemente gemeinsam einen wesentlichen Teil der Kraftfahrzeugfront in Y-Richtung überspannen und so ein Verkleidungselement wirkungsvoll in Z-Richtung abstützen. Gleichzeitig weisen die einzelnen Stützelemente jedoch eine wesentlich geringere Länge auf als ein einzelnes Stützelement, welches einen vergleichbaren Teil der Fahrzeugfront überspannen würde. Es hat sich gezeigt, dass selbst wenn bei der vorgeschlagenen Anordnung die Verkleidungselemente nicht exakt in der Fahrzeugmitte abgestützt werden, sondern vielmehr nur beidseits der Fahrzeugmitte in Y-Richtung, diese Abstützung in der Nähe der Mitte das eingangs beschriebene „Durchhängen“ der Verkleidungselemente dennoch verhindern kann.
Das Verfahren zur Herstellung der Anordnung sieht nun vor, dass das Stützelement mit dem Montageträger der Anordnung verbunden wird. Zuvor erfolgt jedoch die Herstellung des Stützelements an einem Ort, der von dem Ort, an dem das Stützelement mit dem Montageträger verbunden wird, entfernt ist. Das Stützelement kann nun aufgrund seiner geringeren Erstreckung lose gemeinsam mit anderen, gleichartigen Stützelementen, verpackt werden. Hierbei werden insbesondere eine Mehrzahl gleichartiger Stützelemente in einem gemeinsamen, nicht an die Kontur der Stützelemente angepassten Innenraum eines Behälters, beispielsweise einer Gitterbox, verpackt. Die lose Verpackung kann insbesondere nach Art eines Schüttguts erfolgen, das heißt, die Teile können, beispielsweise unmittelbar nach ihrer Herstellung, in den Behälter „geschüttet“ werden, wo sie insbesondere in unregelmäßiger und/oder zufälliger Orientierung verpackt werden.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die gleichzeitige Herstellung einer Mehrzahl gleichartiger Stützelemente als Gleichteile in einem Werkzeug mit einer Mehrzahl Nester erfolgt. Hierbei dient jedes Nest zur Herstellung eines der Stützelemente während einem Herstellungstakt.
Die Stützelemente können eine Rippenstruktur aufweisen. Eine derartige Rippenstruktur ermöglicht es, das Stützelement bei einem geringen Eigengewicht desselben gezielt in bestimmte Richtungen auszusteifen. Insbesondere weist die Rippenstruktur Rippen auf, die sich mit einer ihrer Haupterstreckungsrichtungen überwiegend in Fahrzeughochrichtung erstrecken. Derartig orientierte Rippen versteifen das Stützelement in Z-Richtung. Unter überwiegend ist dabei insbesondere zu verstehen, dass die Rippen zur Hochachse einen Winkel von bis zu 10°, insbesondere bis zu 5°, aufweisen können.
Weiterhin können die Rippen der Rippenstruktur mit einer ihrer Haupterstreckungsrichtung in einem Winkel von wenigstens 20°, insbesondere wenigstens 25° und/oder höchstens 80°, insbesondere höchstens 65° zur Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) orientiert sein. Derartige orientierte Rippen ermöglichen es, ein leichtes und steifes Stützelement zur Verfügung zu stellen, das in X-Richtung entsprechend weit von dem Montageträger hervortreten, insbesondere auskragen, kann. Gleichzeitig weist ein Stützelement mit einer derartigen Orientierung der Rippen jedoch insbesondere auch ein gutes Verformungsverhalten auf. Im Falle eines Unfalls können die Rippen einknicken und setzen so einer Deformation des Stützelements entgegen der X-Richtung lediglich einen geringen Widerstand entgegen. Entsprechend gering sind die Kräfte, die im Falle eines Unfalls auf den Montageträger übertragen werden.
Die Rippenstruktur kann eine Mehrzahl überwiegend parallel verlaufender Rippen (32) aufweisen. Durch diese überwiegend parallel verlaufenden Rippen können Rippenpaare benachbarter Rippen gebildet sein. Die jeweils benachbarten Rippen dieser Rippenpaare können durch von Rippenpaar zu Rippenpaar versetzt angeordnete weiteren Rippen verbunden sein. Durch die versetzte Anordnung stößt bei einer derartigen Rippenstruktur eine weitere Rippe an einer Position auf die Rippe, an der die von der weiteren Rippe abgewandte Flächenseite der Rippe aufgrund der versetzten Anordnung der weiteren Rippen nicht mit einer anderen weiteren Rippe verbunden ist. Es hat sich herausgestellt, dass auf diese Weise eine Rippenstruktur gebildet werden kann, die eine hohe Stabilität und Steifigkeit in Z-Richtung aufweist. Gleichzeitig kann ein besonders geringer Widerstand gegen eine Deformation der Rippenstruktur in X-Richtung realisiert werden. Dies liegt insbesondere daran, dass die weiteren Rippen an den Stellen, an denen sie mit den Rippen verbunden sind, Kräfte in diese einleiten können, die von keinem komplementären Widerlager in Gestalt einer anderen weiteren Rippe an der entsprechenden Position der jeweils abgewandten Flächenseite der betroffenen Rippe aufgenommen werden können. Wird die Rippenstruktur in X-Richtung deformiert, kommt es zu solchen Krafteinleitungen, die eingeleiteten Kräfte müssen dann durch die Rippen unter ungünstigen geometrischen Bedingungen aufgenommen werden. Die Folge ist die Zerstörung der Rippenstruktur, durch die Weiterleitung von Kräften in Richtung des Montageträgers auf ein vergleichsweise geringes Maß begrenzt wird.
Der Montageträger kann aus Kunststoff hergestellt sein. Kunststoff bietet den Vorteil, dass er günstig ist und komplizierte Formgebungen ermöglicht. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Montageträger vorteilhaft, da dieser eine Vielzahl Befestigungsmöglichkeiten für die unterschiedlichen Elemente des Frontends bereitstellen muss. Verglichen mit metallischen Werkstoffen weisen Kunststoffe jedoch niedrigere Festigkeitswerte auf, weshalb sich das vorstehend beschriebene Stützelement, insbesondere aufgrund seines Defomationsverhaltens im Falle eines Unfalls, besonders gut für die Kombination mit einem Montageträger, der aus Kunststoff hergestellt ist, eignet. Unter „aus Kunststoff hergestellt“ ist insbesondere zu verstehen, dass der Kunststoff als Werkstoff an den wesentlichen lasttragenden Strukturen des Montageträgers beteiligt ist, also insbesondere nicht lediglich peripher verwendet ist, beispielsweise zur Bildung einzelner, beispielsweise angespritzter, Befestigungsbereiche beiträgt. Es versteht sich, dass der Kunststoff in diesem Zusammenhang in den Kunststoff eingebettete Verstärkungen, insbesondere in den Kunststoff eingebettete Verstärkungen aus Faserwerkstoffen, wie beispielsweise Glas- oder Kohlefaser, aber auch aus metallischen Werkstoffen, aufweisen kann. Bei den Verstärkungen handelt es sich insbesondere um Verstärkungen, die typischerweise in Spritzgussformen eingelegt und mit Kunststoffen umspritzt werden.
Das Stützelement kann ebenfalls aus Kunststoff hergestellt sein. Insbesondere kann es sich um ein Kunststoffspritzgussteil handeln. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere aufgrund der vorstehend beschriebenen Rippenstruktur auch mit einem Kunststoff eine hinreichende Steifigkeit und Festigkeit des Stützelements gewährleistet werden kann. Gleichzeitig lässt sich die Rippenstruktur kostengünstig realisieren.
Insbesondere können beide Stützelemente der Anordnung Gleichteile sein. Die Verwendung von identischen Stützelementen auf beiden Seiten des Fahrzeugs führt zu einer höheren Anzahl von Gleichteilen und damit zu einer weiteren Senkung logistischer Kosten.
Die beiden Stützelemente können spiegelbildlich zueinander am Montageträger angeordnet sein. Dies führt dazu, dass die Verwendung von Gleichteilen möglich ist, während sich insbesondere die Gestaltung der jeweiligen Stützelemente zur Mitte hin von der Gestaltung der jeweiligen Stützelemente nach außen hin unterscheiden kann. In diesem Zusammenhang beziehen sich „innen“ und „außen“ auf die Position entlang der Y-Achse. Die spiegelbildliche Orientierung weisen die Stützelemente insbesondere im Hinblick auf eine durch Z-Achse und X-Achse aufgespannte Ebene in der Fahrzeugmitte auf. Dies bedeutet für die Symmetrie der Stützelemente selbst, dass diese eine Spiegelsymmetrieebene besitzen. Diese Symmetrieebene der Stützelemente entspricht insbesondere überwiegend der durch die X-Achse und die Y-Achse des Fahrzeugs aufgespannten Ebene, wenn die Stützelemente im Kraftfahrzeug montiert sind. „überwiegend“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Symmetrieebene der entsprechenden Ebene des Kraftfahrzeugs lediglich dann exakt entspricht, wenn die Stützelemente auch mit ihren Haupterstreckungsrichtungen in dieser Ebene angeordnet sind. In der Praxis ist es jedoch auch möglich, dass die beiden Stützelemente so angeordnet sind, dass sie in eine Richtung, beispielsweise zur Fahrzeugmitte hin, leicht ansteigen oder abfallen. Ebenfalls können diese zur Front des Fahrzeugs hin leicht ansteigen oder abfallen. In diesen Fällen weisen die Symmetrieebenen eine entsprechende Abweichung von der exakten Parallelität zu X-Richtung und Y-Richtung auf.
Die Anordnung kann derart gestaltet sein, dass sich die beiden Stützelemente im Fall eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs um wenigstens 20 mm, insbesondere wenigstens 80 mm, verformen können, ohne dass es dabei zu einer Beschädigung des Montageträgers durch Kräfte kommt, die von den Stützelementen auf den Montageträger übertragen werden. Bei der Verformung handelt es sich in diesem Zusammenhang insbesondere um eine Stauchung der Stützelemente in Fahrzeuglängsrichtung.
Ein derartiges Deformationsverhalten lässt sich insbesondere durch die vorstehend beschriebene Rippelstruktur der Stützelemente erzielen. Im Falle eines Frontalaufpralls können insbesondere die einzelnen Rippen „einknicken“ und so eine Verformung des Stützelementes in Fahrzeuglängsrichtung mit einem vergleichsweise geringen Deformationswiderstand ermöglichen. Die auf den Montageträger übertragenen Kräfte fallen dabei ebenfalls entsprechend gering aus. Dies führt insbesondere dazu, dass bei minderschweren Unfällen die Beschädigung der beschriebenen Anordnung auf das vergleichsweise kostengünstige und leicht austauschbare Stützelement beschränkt bleibt, während der Montageträger, dessen Austausch mit erheblichen Kosten verbunden wäre, keine Beschädigung erfährt. Die Begrenzung der bei einem derartigen Szenario in den Montageträger eingeleiteten Kräfte begünstigen zudem die Möglichkeit, den Montageträger aus einem Werkstoff mit einer weniger hohen Festigkeit zu fertigen, wie zum Beispiel einen Kunststoff, und anderweitige Vorteile eines derartigen Werkstoffes auszunutzen. Bei letztgenannten Vorteilen kann es sich insbesondere um die gute Darstellbarkeit komplizierter Formen, beispielsweise mit Spritzgussverfahren, handeln.
Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Anordnung aus einem Montageträger und zwei Stützelementen mit weiteren Bestandteilen eines Kraftfahrzeug-Frontends,
2 eine Detaildarstellung eines Ausschnitts aus 1,
3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Rückseite eines der Stützelemente aus 1 und 2.

Die beispielhaft dargestellte Anordnung weist einen Montageträger 10 auf. Der Montageträger 10 kann wie im gezeigten Beispiel rahmenförmig gestaltet sein. Insbesondere kann der Montageträger 10 wie beispielhaft dargestellt einen oberen Querträger 12, einen unteren Querträger 16 sowie zwei Vertikalträger 14 aufweisen, die den rahmenförmigen Aufbau des Montageträgers 10 bilden.
Die dargestellte Anordnung weist nun zwei Stützelemente 18 und 20 auf. Die Stützelemente 18, 20 sind in Querrichtung Y des Fahrzeugs (Y-Richtung) jeweils auf einer Seite des Kraftfahrzeugs, bezogen auf die Fahrzeugmitte, angeordnet. Die Stützelemente 18, 20 sind am Montageträger 10, im gezeigten Beispiel insbesondere im Bereich des oberen Querträgers 12 des Montageträgers 10, befestigt. Die Stützelemente 18, 20 ragen gegenüber dem Montageträger 10 in X-Richtung X nach vorne hervor. Ein - in den Figuren nicht dargestelltes - Verkleidungselement kann sich so auf dem Stützelement 18, 20 abstützen.
Ebenfalls in den 1 und 2 dargestellt sind weitere Elemente des Kraftfahrzeug-Frontends. Bei diesen handelt es sich insbesondere um den Stoßfänger-Querträger 22. Dieser erstreckt sich in Y-Richtung und ist an zwei Deformationselementen 24 befestigt. Derartige Deformationselemente 24 werden auch als Pralltöpfe bezeichnet. Die Deformationselemente 24 sind an Schottplatten 26 befestigt, an denen wie im Gezeigten Beispiel ebenfalls der Montageträger 10 befestigt sein kann. Die dargestellte und beschriebene Beschreibung der Gestaltung von Stoßfänger-Querträger 22, Deformationselement 24 und Schottplatten 26 ist lediglich beispielhaft.
Die Stützelemente 18, 20 können, wie im gezeigten Beispiel, eine zusätzliche Stütze 28 aufweisen. Wie dargestellt, kann sich die Stütze 28 auf dem Stoßfänger-Querträger 22 abstützen. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn in die Stützelemente 18, 20 neben dem Eigengewicht eines sich auf dem Stützelement 18 und/oder 20 abstützenden Verkleidungselement auch weitere Kräfte, die beispielsweise aus einem Schließmechanismus einer Motorhaube resultieren können, eingeleitet werden sollen. Die Befestigung der Stützen 28 an dem Element, an dem sie sich abstützen - im gezeigten Beispiel an dem Stoßfänger-Querträger 22 - kann derart erfolgen, dass die Stützen 28 einen Toleranzausgleich in Z-Richtung ermöglichen. Zu diesem Zweck können die Stützen 28 beispielsweise derart von oben auf den Stoßfänger-Querträger 22 aufgesteckt sein, dass sich die Stützen 28 in Z-Richtung relativ zum Stoßfänger-Querträger 22 bewegen können und erst bei dem Überschreiten eines bestimmten Weges der jeweiligen Stütze 28 in Z-Richtung auf den Stoßfänger-Querträger 22 zu eine Kraft in den Stoßfänger-Querträger 22 eingeleitet wird. Ein elastisches Zwischenelement kann in diesem Fall zwischen Stütze 28 und Stoßfänger-Querträger 22 angeordnet sein, um ein Klappern der „lose“ auf den Stoßfänger-Querträger 22 gesteckten Stütze 28 zu verhindern. In diesem Fall wirkt die Stütze 28 erst als Abstützung in Z Richtung für das jeweilige Stützelement 18 oder 20, wenn die auf das Stützelement 18, 20 einwirkende Kraft dieses soweit in Z Richtung verformt hat, dass die Krafteinleitung der Stütze 28 in den Stoßfänger-Querträger 22 einsetzt. Bis zu diesem Punkt kann das Stützelement 28 sich auf dem Stoßfänger-Querträger 22 bewegen. Vorteilhafterweise ist der Verformungsweg des jeweiligen Stützelements 18, 20 bis zum Einsetzen der abstützenden Wirkung der Stütze 28 so gewählt, dass das jeweilige Stützelement 18, 20 lediglich eine Verformung im elastischen Bereich erfährt. Wie in gezeigten Beispiel dargestellt könnnen die Stützelemente 18 und 20 einen Stützenbefestigungsbereich 29 zum Befestigen einer Stütze 28 aufweisen. Der Stützenbefestigungsbereich 29 kann derart gestaltet sein, dass die Stütze 28 in zwei unterschiedlichen, insbesondere entgegengesetzten, Richtungen am jeweiligen Stützelement 18 oder 20 befestigt werden kann. Dies ermöglicht insbesondere die Verwendung von Gleichteilen bei der spiegelsymmetrischen Anordnung der Stützelemente 18 und 20.
Wie dargestellt, handelt es sich bei den Stützelement 18 und 20 insbesondere um Gleichteile. Die Stützelement 18, 20 können - wie dargestellt - spiegelbildlich zueinander am Montageträger 10 befestigt sein. Dies bringt mit sich, dass die Stützelemente 18, 20 selbst eine Spiegelsymmetrieebene aufweisen. Wenn die Stützelemente 18, 20 wie im Beispiel mit ihren Haupterstreckungsrichtungen parallel zu Y-Richtung und X-Richtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet sind, ist diese Symmetrieebene ebenfalls parallel zu X-Richtung und Y-Richtung des Fahrzeugs. In einem derartigen Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Formteilung der Spritzgussform, in der die Stützelement 18, 20 hergestellt sind, in der Symmetrieebene verläuft. Im gezeigten Beispiel ist eine Abformung 30 der Formteilung, die in der Spiegelsymmetrieebene des dort abgebildeten beispielhaften Stützelements 20 liegt, an dem in 3 abgebildeten Stützelement 20 zu erkennen.
Die Rippenstruktur der Stützelemente 18, 20 weist insbesondere Rippen 32 auf, deren eine Haupterstreckungsrichtung überwiegend parallel zur Z-Achse verläuft. Hieraus resultiert eine hohe Belastbarkeit der Stützelemente gegenüber der durch das Stützelement abzustützen Last, die sich insbesondere im Bereich eines nach vorne weisenden Randbereichs 34 auf das jeweilige Stützelement 18, 20 abstützt. Rippen 32 können insbesondere diesen nach vorne weisenden Randbereich 34 mit einem Verbindungsbereich 36 zur Verbindung des jeweiligen Stützelements 18 oder 20 mit dem Montageträger 10 verbinden. Der Randbereich 34 kann wie im gezeigten Beispiel ebenfalls derart gestaltet sein, dass er sich mit einer Haupterstreckungsrichtung überwiegend parallel zur Z-Richtung erstreckt. Hierdurch resultiert für den Randbereich 34 ebenfalls eine hohe Belastbarkeit gegenüber in Z-Richtung auf den Randbereich 34 einwirkenden Kräften.
Die Rippen 32 können sich, wie dargestellt, zwischen dem Randbereich 34 und dem Verbindungsbereich 36 erstrecken. Es versteht sich, dass die Stützelemente 18, 20 auch weitere Rippen 38, die sich in anderen Richtungen erstrecken, aufweisen können. Die Rippen 32 können wie dargestellt überwiegend parallel orientiert sein und Rippenpaare bilden, deren benachbarte Rippen 32 jeweils über weiteren Rippen 38 verbunden sind. Die weiteren Rippen 38 können von Rippenpaar zu Rippenpaar versetzt angeordnet sein, wie es im gezeigten Beispiel der Fall ist. Die beispielhaft dargestellten Rippen 32 verlaufen in einem Winkel von 45° zur Längsrichtung X des Fahrzeugs. Diese Orientierung der Rippen 32 in einem definierten Winkel zur X-Richtung führt dazu, dass sich die beispielhaft dargestellten Stützelemente in X-Richtung leicht verformen lassen.
Wie die beispielhaft dargestellten Stützelemente 18, 20 können die Stützelemente der Anordnung diskrete, in X-Richtung nach vorne herausragende Bereiche 40, 42 aufweisen. Die einzelnen Bereiche können dann beispielsweise wie dargestellt in Y-Richtung hintereinander angeordnet sein. Die diskreten, in X-Richtung nach vorne hervorragenden Bereiche ermöglichen es, diese, insbesondere abhängig von ihren jeweiligen Abstützungsaufgaben, weitgehend unabhängig voneinander zu gestalten.
Darüber hinaus bieten die diskreten, nach vorne herausragenden Bereiche 40, 42 auch die Möglichkeit, den jeweiligen Bereich 40, 42 im Hinblick auf sein Verformungsverhalten unabhängig von einem benachbarten Bereich bzw. benachbarten Bereichen zu gestalten. So kann ein einzelner, nach vorne herausragender Bereich 40 und/oder 42 insbesondere im Hinblick auf ein bestimmtes Unfallszenario, beispielsweise den Aufprall auf einen Fußgänger, hin optimiert werden. Im gezeigten Beispiel manifestiert sich die unterschiedliche funktionale Auslegung auch insbesondere darin, dass sich der nach vorne herausragende Bereich 42 über eine Stütze 28 an dem Stoßfänger-Querträger 22 abstützen kann, während der benachbarte, nach vorne herausragende Bereich 40 frei von zusätzlichen Stützen gegenüber dem Montageträger 10 in X-Richtung nach vorne herausragt.
Im gezeigten Beispiel ist der Verbindungsbereich 36 derart gestaltet, dass er eine durch Y-Richtung und X-Richtung aufgespannte Spiegelsymmetrieebene aufweist. Zwei spiegelbildlich gestaltete Befestigungsbereiche 44 können in Richtung des Montageträgers 10 gegenüber dem Verbindungsbereich 36 hervortreten. Ein entsprechender, komplementär gestalteter Bereich des Montageträgers 10 kann dann „sandwichartig“ zwischen diesen beiden Befestigungsbereichen 44 aufgenommen werden. Um die Montage des beispielhaften Stützelementes 20 am Montageträger 10 zu erleichtern, weist das Stützelement 18, 20 im gezeigten Beispiel insbesondere ein Schnappverbindungselement 46 auf. Das Schnappverbindungselement 46 kann mit einem entsprechenden, komplementären Schnappverbindungselement am Montageträger 10 eine Schnappverbindung ausbilden. Dies ermöglicht eine einfache Montage, in der das Stützelement 20 an dem Montageträger 10 angedrückt wird, bis die Schnappverbindung einrastet.
Wie im dargestellten Beispiel können Zentrierelemente 48 vorgesehen sein. Diese sind beispielhaft als Fixierkreuze ausgebildet. Beim Anbringen des Stützelements 20 an dem Montageträger 10 sorgen diese Zentrierelemente 48 für eine Zentrierung des Stützelements 20 gegenüber dem Montageträger 10 in Z-Richtung und Y-Richtung.
Der Verbindungsbereich kann Aufnahmen 50, 52 für Befestigungselemente, wie beispielsweise Schrauben, aufweisen. Mit derartigen Befestigungselementen kann das Stützelement 20 während der Montage an den Montageträger 10 endgültig am Montageträger 10 fixiert werden. Besonders vorteilhaft ist die beispielhaft gezeigte Kombination, wenn das Stützelement 20 zunächst durch eine Schnappverbindung mittels eines Schnappverbindungselements 46 an dem Montageträger 10 „provisorisch“ befestigt wird, um es dann mit Befestigungselementen, wie beispielsweise Schrauben, endgültig zu fixieren.
Im gezeigten Beispiel sind die Aufnahmen 50 so angeordnet, dass die Befestigungselemente in Z-Richtung durch die Aufnahmen hindurch geführt werden können. Dies ist insbesondere in Zusammenhang mit der bereits vorstehend beschriebenen „Sandwich-Konstruktion“ von Vorteil, wenn die Aufnahmen 50, wie beispielhaft dargestellt, in den Befestigungsbereichen 44 vorgesehen sind.
Weitere Aufnahmen 52 sind so angeordnet, dass die Befestigungselemente in X-Richtung durch sie hindurch geführt werden können. Diese Befestigungselemente können insbesondere in einem Bereich des jeweiligen Stützelements 18 oder 20 angeordnet sein, der in Z-Richtung gegenüber dem jeweiligen Stützelement 18 oder 20 hervortritt. Dies ermöglicht eine im Hinblick auf die Aufnahme von auf die Bauteileverbindung wirkenden mechanischen Kräften günstige Positionierung der in den Aufnahmen 52 aufgenommenen Befestigungselemente. Im gezeigten Beispiel sind die hervortretenden Bereiche, in denen die Aufnahmen 52 angeordnet sind, spiegelsymmetrisch ausgeführt, um eine entsprechende spiegelsymmetrische Verwendung des beispielhaften Stützelements 20 entsprechend dem in den 1 und 2 ebenfalls dargestellten Stützelement 18 als Gleichteil zu ermöglichen. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass je nachdem in welcher Orientierung das jeweilige Stützelement 18 oder 20 eingebaut ist, lediglich eine bzw. eine Auswahl der vorhandenen Aufnahmen 52 zum Befestigen des jeweiligen Stützelements 18 oder 20 tatsächlich verwendet wird.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
Bezugszeichenliste

10: Montageträger
12: Oberer Querträger
14: Vertikalträger
16: Unterer Querträger
18: Stützelement
20: Stützelement
22: Stoßfänger-Querträger
24: Deformationselement
26: Schottplatte
28: Stütze
29: Stützenbefestigungsbereich
30: Formteilung
32: Rippe
34: Randbereich
36: Verbindungsbereich
38: weitere Rippe
40: hervorragender Bereich
42: hervorragender Bereich
44: Befestigungsbereich
46: Schnappverbindungselement
48: Zentrierelement
50: Aufnahme
52: Aufnahme
X: X-Richtung
Y: Y-Richtung
Z: Z-Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008048039 A1 [0008]

Claims

Anordnung mit einem Montageträger (10) für ein Kraftfahrzeug-Frontend, wobei die Anordnung zwei Stützelemente (18, 20) zur Abstützung eines Verkleidungselements aufweist, wobei die Stützelemente (18, 20) jeweils auf einer Seite des Kraftfahrzeugs, bezogen auf die Fahrzeugmitte in Querrichtung (Y) des Fahrzeugs, angeordnet sind, wobei die Stützelemente (18, 20) an dem Montageträger (10) befestigt sind und sich jeweils über einen Teilbereich des Montageträgers (10) in Fahrzeugquerrichtung (Y) erstrecken, wobei die Stützelemente (18, 20) in Fahrzeuglängsrichtung (X) gegenüber dem Montageträger (10) nach vorne hervorragen, wobei ein Verkleidungselement, das ein Außenhautelement der Front des Kraftfahrzeugs ist und sich überwiegend in Fahrzeugquerrichtung (Y) erstreckt, sich auf wenigstens einem der Stützelemente (18, 20) abstützen kann.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement eine Rippenstruktur aufweist, insbesondere wobei die Rippenstruktur Rippen aufweist, die sich mit einer Ihrer Haupterstreckungsrichtungen überwiegend in Fahrzeughochrichtung erstrecken.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenstruktur Rippen (32) aufweist, die sich mit einer ihrer Haupterstreckungsrichtungen in einem Winkel von wenigstens 20°, insbesondere wenigstens 25°, und/oder höchstens 80°, insbesondere höchstens 65°, zur Fahrzeuglängsrichtung (X) erstrecken.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenstruktur durch eine Mehrzahl überwiegend parallel verlaufender Rippen (32) gebidete Rippenpaare aufweist, deren Rippen (32) jeweils durch von Rippenpaar zu Rippenpaar versetzt angeordnete weitere Rippen (38) verbunden sind.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageträger (10) aus Kunststoff hergestellt ist.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (18, 20) aus Kunststoff hergestellt sind.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stützelemente (18, 20) spiegelbildlich zueinander befestigte Gleichteile sind.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung, insbesondere die beiden Stützelemente (18, 20), derart gestaltet sind, dass sich die beiden Stützelemente (18, 20) im Fall eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs um wenigstens 20 mm, insbesondere um wenigstens 80 mm, in Fahrzeuglängsrichtung (X) verformen können, ohne dass es dabei zu einer Beschädigung des Montageträgers (10) durch Kräfte kommt, die von den Stützelementen (18, 20) auf den Montageträger (10) übertragen werden.
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung aus einem Montageträgers und einem Stützelement (18, 20) für ein Kraftfahrzeug-Frontend, insbesondere einer Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (18, 20) nach seiner Herstellung an einem ersten Ort und lose gemeinsam mit anderen gleichartigen Stützelementen (18, 20), insbesondere nach Art eines Schüttguts, verpackt und zu einem zweiten, vom ersten Ort verschiedenen, Ort transportiert und an dem zweiten Ort an dem Montageträger 10 befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Mehrzahl Stützelemente (18, 20) gleichzeitig in einer Spritzgußform mit einer Mehrzahl gleichartiger Nester als Gleichteile hergestellt wird.