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Gegenstand der Erfindung ist eine Baugruppe für ein Fahrzeug, umfassend eine als Hohlkammerprofil ausgeführte Crashbox und eine Verbindungsplatte mit Mitteln zum fahrzeugseitigen Anschließen der Crashbox an einen Längsträger eines Fahrzeuges, bei welcher Baugruppe die Verbindungsplatte zumindest eine in Richtung zu der Crashbox abragende Anbindungslasche aufweist, die stoffschlüssig an die Crashbox angeschlossen ist.
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Crashboxen werden bei Fahrzeugen zwischen einem Stoßfängerquerträger und der chassisseitigen Anbindung eingesetzt. Crashboxen dienen einer Energieabsorption im Falle eines auf den Stoßfängerquerträger einwirkenden Aufpralls. Derartige Crashboxen sind Hohlkammerprofilbauteile. Hierbei kann es sich um stranggegossene Bauteile aus einer hierfür geeigneten Aluminiumlegierung oder auch um Bauteile handeln, die aus einer oder mehreren Stahlplatinen hergestellt sind. Typischerweise ist bei einer Verwendung von Stahlplatinen eine solche Crashbox aus zwei Halbschalen zusammengesetzt, die in Längserstreckung der Crashbox an deren Schenkeln durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sind. Zum Anschließen einer solchen, als Hohlkammerprofil ausgeführten Crashbox an das fahrzeugseitige Chassis, wobei in aller Regel eine solche Crashbox an einen Längsträger des Fahrzeuges angeschlossen werden wird, werden Verbindungsplatten - sogenannte Baseplates - eingesetzt. Diese sind mit ihrer einen Seite an die Crashbox angeschlossen. Derartige Verbindungsplatten weisen eine größere Fläche auf als von der Querschnittsfläche der Crashbox eingenommen. In diesen über die Crashbox quer zur Fahrtrichtung hinausragenden Bereichen sind Befestigungsdurchbrechungen angeordnet. Diese dienen als Mittel zum Anschließen der Verbindungsplatte an beispielsweise die Stirnseite eines fahrzeugseitigen Längsträgers. Der Längsträger kann endseitig ebenfalls mit einer Verbindungsplatte ausgerüstet sein, so dass in einem solchen Fall die beiden Verbindungsplatten Rückenan-Rücken aneinander befestigbar sind.
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Die Crashbox ist mit der Verbindungsplatte in aller Regel verschweißt, wodurch die Festigkeit des metallenen Gefüges der Crashbox im Bereich der Wärmeeinflusszone herabgesetzt ist. Die Schweißnaht als solche weist zudem nur eine relativ geringe Dehngrenze auf. Daher kann die Anbindung einer solchen Crashbox an die Verbindungsplatte in Abhängigkeit von der auf die Crashbox einwirkenden Aufprallenergie einen kritischen Bereich darstellen, an der die Verbindung zur Verbindungsplatte reißt. Aus diesem Grunde sind Baugruppen der eingangs genannten Art entwickelt worden, bei denen die Verbindungsplatte eine oder mehrere aus der Ebene derselben ausgestellte Anbindungslaschen aufweist.
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So zeigt die
DE 10 2011 016 055 A1 eine Schottplatte mit Vorfixiermitteln zum Verbinden mit einem Träger und der US 2016 / 0 144 814 A1 ist eine Crashbox mit Baseplate und Anbindungslasche zu entnehmen.
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Eine solche Baugruppe ist ferner beispielsweise aus der gattungsbildenden Druckschrift
DE 10 2012 108 699 B4 bekannt. Diese ausgestellten Laschen, die an die Crashbox stoffschlüssig angeschlossen werden, dienen als bereichsweise Wandverstärkung in dem an die Verbindungsplatte grenzenden Endabschnitt der Crashbox. Bei der aus
DE 10 2012 108 699 B4 vorbekannten Baugruppe sind zwei Anbindungslaschen aus der Ebene der Verbindungsplatte in Richtung zu dem Hohlkammerprofil ausgestellt. Bezüglich der Verbindungsplatte sind diese beiden Anbindungslaschen angeordnet, damit eine an die Außenseite des Obergurtes und die andere an die Außenseite des Untergurtes der als Hohlkammerprofil ausgeführten Crashbox angeschlossen werden kann. Durch diese Maßnahme soll in Abhängigkeit von der Aufprallenergie insbesondere bei niedrigen Kräften ein Ausknicken des Profilträgers verhindert werden. Zudem kann durch das Herausbiegen der Anbindungslaschen aus der Verbindungsplatte auf einen Einsatz zusätzlicher Bauteile zum Bewirken einer endseitigen Verstärkung der Crashbox verzichtet werden.
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Problematisch ist bei einer Verwendung von Verstärkungsbauteilen oder auch bei abgekanteten Laschen, wie aus
DE 10 2012 108 699 B4 bekannt, dass nicht alle Oberflächenbereiche der miteinander verbundenen Elemente mit einer Korrosionsschutzbeschichtung, etwa über eine kathodische Tauchlackierung, zugänglich sind. Aufgrund der zwischen den aneinander liegenden Bauteilen sich einstellenden Kapillarkräfte können an dieser Stelle Korrosionserscheinungen auftreten. Diese schwächen den Verbund.
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Die Anforderungen an eine solche Baugruppe bzw. ein damit ausgerüstetes Fahrzeug sind seit dem Zeitrang der
DE 10 2012 108 699 B4 deutlich gestiegen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Baugruppe dergestalt weiterzubilden, dass diese auch den an eine solche Baugruppe gestiegenen Anforderungen genügt.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine eingangs genannte, gattungsgemäße Baugruppe, bei der die zumindest eine Anbindungslasche in die Hohlkammer der Crashbox eingreift und innenseitig mit ihrer Flachseite an eine Wand des Hohlkammerprofils angeschlossen ist und bei der im Bereich der Anbindung einer solchen Anbindungslasche an das Hohlkammerprofil die Seitenwand eine in das Hohlprofilinnere weisende Verprägung aufweist, an deren Scheitel die Anbindungslasche mit ihrer Flachseite angeschlossen ist.
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Bei dieser Baugruppe trägt die Verbindungsplatte zumindest eine von ihrer Ebene abragende Anbindungslasche, die jedoch im Unterschied zu vorbekannten Ausgestaltungen nicht mit der Außenseite einer Wand der an die Verbindungsplatte anzuschließenden Crashbox verbunden ist, sondern mit der Innenseite derselben. Hierbei handelt es sich typischerweise um eine Seitenwand, mithin um eine Wand, deren flächige Erstreckung in Fahrzeugquerrichtung weist. Für den Fall, dass die Verbindungsplatte einer solchen Baugruppe nur eine einzige Anbindungslasche trägt, was in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall ist, befindet sich diese in einer Position, dass diese an die Innenseite der in Querrichtung nach außen weisenden Seitenwand der als Hohlkammerprofil ausgebildeten Crashbox angeschlossen ist. Die zumindest eine Anbindungslasche kann aus der Ebene der Verbindungsplatte durch einen Biege- bzw. Abkantprozess ausgestellt sein. Bei einer solchen Ausgestaltung befindet sich zwischen der flächigen Erstreckung der ausgestellten Anbindungslasche und der Ebene der Verbindungsplatte eine gekrümmte Biegezone. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Anbindungslasche ein eigenes Bauteil ist, welches mit der Verbindungsplatte verschweißt ist. Dieses separate Bauteil kann aus der Verbindungsplatte ausgestanzt sein.
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Bei der erfindungsgemäßen Baugruppe ist in diejenige Wand des Crashboxhohlkammerprofils eine in das Profilinnere hinein gerichtete Verprägung eingebracht, an die die Anbindungslasche angeschlossen werden soll. Die Verprägung weist eine Verprägungstiefe auf, damit ihr Scheitel, an den die Anbindungslasche mit ihrer Flachseite angeschlossen ist, eine Beabstandung der Seitenwand und damit der Stirnfläche des Hohlkammerprofils von der Anbindungslasche bewirkt. Infolge des durch die Verprägung bereitgestellten Abstandes der Anbindungslasche von der Seitenfand befindet auch die Stirnfläche des Hohlkammerprofils von der Wurzel der Anbindungslasche und somit von einer Biegezone, für den Fall, dass die Anbindungslasche aus der Ebene der Verbindungsplatte abgekantet ist, oder von der Schweißnaht für den Fall, dass die Anbindungslasche mit der Verbindungsplatte verschweißt ist, beabstandet. Die Beabstandung der Anbindungslasche von der ebenen Erstreckung der Seitenwand hat zum einen zum Vorteil, dass trotz Anschließens der Anbindungslasche an die Innenseite einer Wand des Hohlkammerprofils die Stirnfläche desselben vollflächig an der Verbindungsplatte anliegen kann. Dieses hat ferner zum Vorteil, dass ein Biegeradius im Übergang von der Anbindungslasche in die Ebene der Verbindungsplatte nicht, wie dieses beim Stand der Technik der Fall ist, so klein wie möglich gewählt werden muss, was auf der Zugseite der Biegezone eine stärkere Längung zur Folge hätte. Vielmehr kann bei dieser Baugruppe die Biegezone mit einem gegenüber vorbekannten Verbindungplatten größeren Radius ausgeführt werden, ohne dass dieses nachteilig für den Anschluss der Crashbox wäre. Gleichermaßen beeinträchtigt auch eine Schweißnaht, mit der die Anbindungslasche an die Verbindungsplatte angeschweißt ist, eine umfänglich vollflächige Abstützung des Hohlkammerprofils mit seiner Stirnseite an der Verbindungsplatte nicht.
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Eine solche Anbindungslasche weist typischerweise eine relativ groß dimensionierte Durchbrechung auf. Dieses ermöglicht den Auftrag einer Korrosionsschutzschicht, beispielsweise als KTL-Beschichtung, die auch zwischen die zueinander weisenden Seiten der Innenwand des Hohlkammerprofils und der nach außen weisenden Seite des Anbindungsflansches gelangt. Insofern reduziert die in die Hohlkammerprofilwand eingebrachte Verprägung die Kontaktfläche zwischen dieser und der Anbindungslasche. Die Kontaktfläche ist auf den Scheitel bzw. Scheitelbereich der Verprägung begrenzt. Der durch die Verprägung geschaffene Abstand zwischen der Anbindungslasche und der Innenseite der Hohlkammerprofilwand gewährleistet ein bestimmungsgemäßes Einfließen des Lackes und ein Herausfließen von nicht benötigtem Lack.
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Um das Hohlkammerprofil im Bereich seiner Anbindung an die Verbindungsplatte optimal zu verstärken, ist in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Höhe der Anbindungslasche im Wesentlichen der Höhe derjenigen Wand des Hohlkammerprofils entspricht, an die diese anzuschließen ist. Betrachtet wird in diesem Zusammenhang nur diejenige Höhe einer Wand des Hohlkammerprofils in ihrem geraden Abschnitt und somit ohne die typischerweise mit einem Radius gekrümmten Übergänge von einer Wand in die benachbarte Wand. Die Grundfläche der Anbindungslasche kann rechteckförmig sein. In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, die Grundfläche trapezförmig zu gestalten, wobei die größere Basisseite des Trapezes in Richtung zur Verbindungsplatte weist. In letzterem Fall nimmt die Verstärkungswirkung aufgrund der größer werdenden Querschnittsfläche der Anbindungslasche in dem Endabschnitt des Crashboxhohlkammmerprofils in Richtung zu der Verbindungsplatte hin zu.
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Die Verprägung derjenigen Wand des Hohlkammerprofils, an die innenseitig die Anbindungslasche angeschlossen ist, ist zweckmäßigerweise eine durchgehende Verprägung. Diese verfügt über einen Anteil, der sich in Längserstreckung des Hohlkammerprofils erstreckt und zumindest einen anderen Anteil, der in Querrichtung dazu verläuft. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine solche Verprägung U-förmig ausgelegt, wobei die durch die Schenkel der Verprägung eingefasste Öffnung in Längserstreckung des Hohlkammerprofils weist. Zusätzlich zu der an die Innenwand des Hohlkammerprofils angeschlossenen Anbindungslasche ist das Hohlkammerprofil in seinem Endabschnitt durch die Wandverprägung versteift. Damit dient auch diese einem Schutz der stirnseitigen Schweißnaht, mit der die Crashbox an die Verbindungsplatte angeschweißt ist.
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Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
- 1: Eine perspektivische Ansicht auf eine Baugruppe für ein Fahrzeug umfassend eine als Hohlkammerprofil ausgeführte Crashbox und eine Verbindungsplatte mit Blick auf die Rückseite der Verbindungsplatte,
- 2: eine perspektivische Absicht auf den an die Verbindungsplatte angeschlossenen Endabschnitt der Crashbox mit Blick auf die Vorderseite der Verbindungsplatte,
- 3: eine Schnittdarstellung durch die Baugruppe der 1 und 2 in ihrer horizontalen Mittellängsebene,
- 4: eine perspektivische Darstellung einer weiteren Baugruppe entsprechend derjenigen der vorstehenden Figuren, jedoch mit einer anderen Ausgestaltung einer Endabschnittsverstärkung und
- 5: eine perspektivische Ansicht von außen auf die Vorderseite der Verbindungsplatte der Baugruppe der 4.
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Eine Baugruppe 1 für ein Fahrzeug umfasst eine als Hohlkammerprofil ausgeführte Crashbox 2. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Crashbox 2 ein Stahlbauteil, hergestellt in an sich bekannter Weise aus zwei U-förmigen Halbschalen. Die in den Figuren nicht gezeigte Fügeebene der beiden Halbschalen befindet sich in der x-z-Ebene, wobei diese Richtungen den üblichen Richtungen eines Fahrzeuges entsprechen. Die x-Richtung stellt die Längserstreckung der Crashbox 2, die z-Richtung die Hochrichtung und die y-Richtung die quer zur Längserstreckung verlaufende Richtung dar. Neben der Crashbox 2 umfasst die Baugruppe 1 eine Verbindungsplatte 3, die auch als Baseplate angesprochen werden kann. Die Verbindungsplatte 3 bildet mit der Crashbox 2 ein Bauteil, da beide Teile miteinander verschweißt sind. Die Verbindungsplatte 3 weist eine größere flächige Erstreckung auf als die zur Verbindungsplatte 3 weisende Querschnittsfläche der Crashbox 2. In die über die Crashbox 2 hinausragenden oberen und unteren Bereiche sind jeweils zwei Befestigungsdurchbrechungen 4 eingebracht, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Verbindungsmittel darstellen, mit denen die Verbindungsplatte 3 beispielsweise an einen Längsträger eines Fahrzeugs angeschlossen werden kann. Die Verbindungsplatte 3 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein ebenes Stahlblechteil. Durchaus kann vorgesehen sein, dass der äußere Rand der Verbindungsplatte 3 abschnittsweise oder auch umlaufend zur Versteifung einen gegenüber der eigentlichen Platte abgekanteten Kragen trägt. Typischerweise ist dieser in Richtung zu der Crashbox 2 abragend ausgeführt.
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Innerhalb des von der zu der Verbindungsplatte 3 weisenden Stirnfläche der Crashbox 2 eingefassten Bereiches ist aus der Ebene der Verbindungsplatte 3 eine Anbindungslasche 5 in Richtung zur Crashbox 2 in die Hohlkammer hinein ausgestellt, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gegenüber der Ebene der Verbindungsplatte 3 um 90° abgewinkelt. Die Anbindungslasche 5 befindet sich in der x-z-Ebene und ist in Richtung zu der nach außen weisenden und damit von der Mittellängsachse wegweisenden Seitenwand 6 der Crashbox 2 hin ausgestellt. Die zu der Seitenwand 6 weisende Oberfläche der Anbindungslasche 5 liegt an dem Scheitel einer in die Seitenwand 6 von außen eingebrachten und damit in das Hohlprofilinnere hinein gerichteten Verprägung 7 an. Die Anbindungslasche 5 verfügt über eine relativ großformatige Ausstanzung 8, durch die eine Durchbrechung bereitgestellt ist.
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Die Verprägung 7 ist in 2 mit Blick auf die Außenseite der Seitenwand 6 erkennbar. Die Verprägung 7 ist U-förmig ausgeführt, wobei die beiden Schenkel 9, 9.1 in Längserstreckung der Crashbox 2 weisen, während der die Schenkel 9, 9.1 verbindende Steg 10 in Hochrichtung (z-Richtung) verläuft. Die durch die Schenkel 9, 9.1 gebildete Öffnung der Verprägung 7 weist bei diesem Ausführungsbeispiel in Richtung zu der Verbindungsplatte 3. Die Verprägung 7 weist aus Blickrichtung auf die Außenseite der Seitenwand 6 einen ungekrümmten Scheitelbereich 11 auf, der sich durch die gesamte Verprägung 7 erstreckt. In diesen Scheitelbereich 11 sind drei langlochartige Durchbrechungen 12, 12.1, 12.2 eingebracht. Diese dienen zum Verschweißen der Anbindungslasche 5 an die im Hohlkammerprofilinneren befindliche Seite des Scheitelbereiches 11. Die Durchbrechungen 12, 12.1, 12.2 folgen der U-förmigen Geometrie der Verprägung 7.
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Die Ausbildung der Verprägung 7 im Bereich ihres Steges 10 mit der darin eingebrachten Durchbrechung 12.1 ist in der Schnittdarstellung der 3 erkennbar. Die Anbindungslasche 5 liegt mit ihrer zu der Innenseite der Seitenwand 6 weisenden Seite an dem ungekrümmten Scheitelbereich 11 der Verprägung 7 an. Die Anbindungslasche 5 ist unter Zwischenschaltung einer Biegezone 13 an die Verbindungsplatte 3 angeformt. Der gezeigte Radius ist gegenüber herkömmlichen Biegeradien für derartige Laschen recht groß bemessen. Die Tiefe der Verprägung 7 ist so eingestellt, dass die Stirnfläche 14 der Crashbox 2 von der Biegezone 13 beabstandet ist. Gewährleistet wird hierdurch, dass die Stirnfläche 14 der Crashbox 2 umfänglich unbeeinträchtigt an der zu der Crashbox 2 weisenden Vorderseite 15 der Verbindungsplatte 3 anliegt. Die Darstellung der 3 verdeutlicht zudem, dass die Stirnfläche 14 umlaufend an der Vorderseite 15 der Verbindungsplatte 3 anliegt. Dieses bedeutet, dass die Stirnseite 14 keine in die Verbindungsplatte 3 eingebrachte Durchbrechungen überbrücken muss, wie dieses der Fall ist, wenn eine aus der Ebene der Verbindungsplatte ausgestellte Anbindungslasche an die Außenseite einer Wand der Crashbox angeschlossen ist. Insofern ist bei dieser Baugruppe 1 die Krafteinleitung von der Crashbox 2 in die Verbindungsplatte 3 über die Stirnfläche 14 umfänglich gleich, was wiederum die Crashperformance verbessert.
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Die Schnittdarstellung der 3 verdeutlicht, dass die nach außen weisende Wand 6 der Crashbox 2 sowohl durch die Verprägung 7 als auch durch die Anbindungslasche 5 verstärkt ist. Die aufgrund des Abstandes der Anbindungslasche 5 von der Innenseite 16 der Seitenwand 6 gebildete Struktur ist kastenartig. Durch die Fügeverbindung zwischen der Anbindungslasche 5 und der Seitenwand 6 im Scheitelbereich 11 ist ein Kastenprofil bereitgestellt, welche Struktur eine höhere Steifigkeit aufweist als lediglich die Summe aus Anbindungslasche 5 und Materialstärke der Seitenwand 6, wie dieses bei vorbekannten Ausgestaltungen die Regel ist. Besonders wirksam werden auf diese Weise Scherkräfte aufgefangen, ohne dass die in 3 eingezeichnete, die Crashbox 2 mit der Verbindungsplatte 3 verbindende Schweißnaht 17 überbeansprucht werden würde. Mit dem Bezugszeichen 18 ist auch die innerhalb der Durchbrechung 12.1 erstellte Schweißung zum Anschweißen der Anbindungslasche 5 an die Seitenwand 6 kenntlich gemacht.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Baugruppe 1.1, die prinzipiell gleich aufgebaut ist wie die vorbeschriebene Baugruppe 1. Daher gelten für die Baugruppe 1.1, die in 4 nur mit einer Halbschale ihrer Crashbox 2.1 gezeigt ist, die vorstehenden Ausführungen gleichermaßen. Bei der Baugruppe 1.1 ist die Verprägung 7.1 ebenfalls U-förmig ausgeführt, jedoch weist die Öffnung dieser Verprägung 7.1 von der Verbindungsplatte 3.1 weg. Zudem unterscheidet sich die Baugruppe 1.1 von der Baugruppe 1 dadurch, dass die Anbindungslasche 5.1 trapezförmig ausgeführt ist, wobei die breitere Basis der Trapezform der Anbindungslasche 5.1 in Richtung zur Verbindungsplatte 3.1 weist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anbindungslasche 5.1 aus der Verbindungsplatte 3.1 ausgestanzt und mit seiner Basisseite mit der Verbindungsplatte 3.1 verschweißt, typischerweise beidseitig mit jeweils einer Kehlnaht 19.
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5 zeigt eine Außenansicht auf die in 4 gezeigte Schale der Crashbox 2.1 mit der darin in die Seitenwand 6.1 eingebrachten Verprägung 7.1.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen vorgestellt worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten, diese im Rahmen der geltenden Ansprüche umzusetzen, ohne dass diese im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen erläutert werden müssten.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1.1
- Baugruppe
- 2, 2.1
- Crashbox
- 3, 3.1
- Verbindungsplatte
- 4
- Befestigungsdurchbrechung
- 5, 5.1
- Anbindungslasche
- 6, 6.1
- Seitenwand
- 7, 7.1
- Verprägung
- 8
- Durchbrechung
- 9, 9.1
- Schenkel
- 10
- Steg
- 11
- Scheitelbereich
- 12, 12.1, 12.2
- Durchbrechung
- 13
- Biegezone
- 14
- Stirnfläche
- 15
- Vorderseite
- 16
- Innenseite
- 17
- Schweißnaht
- 18
- Schweißung
- 19
- Kehlnaht
