DE102020128492A1

DE102020128492A1 - Stoßfängerquerträger sowie damit ausgerüstetes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020128492A1
Application number: DE102020128492.6A
Authority: DE
Inventors: Stephan Lagin
Original assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Current assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2022-05-05
Also published as: WO2022089916A1; CN116457247A; US20230406247A1

Abstract

Beschrieben ist ein Stoßfängerquerträger 1 mit- einem sich mit seiner Längsrichtung in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckenden profilierten Trägerprofil 2 mit zumindest endseitig durch zwei Schenkel 9 und einen die beiden Schenkel 9 verbindenden Profilgrund 10 U-förmig in z-Richtung profilierten Abschnitten und- einem in z-Richtung profilierten Verbreiterungselement 3, angeschlossen an jedes Ende des Trägerprofils 2, durch das das Trägerprofil 2 in Längsrichtung (y-Richtung) verlängert ist, wobei- jedes Verbreiterungselement 3 einen U-förmig profilierten Verbindungsabschnitt 11 mit einem Anlageabschnitt 12, einem sich an den Anlageabschnitt 12 anschließenden Passabschnitt 13 und einem sich an den Passabschnitt 13 anschließenden Verlängerungsabschnitt 14 aufweist,- wobei der Verbindungsabschnitt 11 einen zwei Schenkel 16 der U-förmigen Profilierung verbindenden Profilgrund 15 aufweist und mit einem der beiden U-förmigen Abschnitte des Trägerprofils 2 in Eingriff gestellt und mit diesem in y-Richtung überlappend angeordnet ist,- wobei der Verbindungsabschnitt 11 zumindest im Bereich seines Anlageabschnittes 12 mit dem Profilgrund 10 des Trägerprofils 2 verbunden ist und- wobei der Verbindungsabschnitt 11 im Bereich seines Passabschnittes 13 mit seinen Schenkeln 16 zumindest bereichsweise die Schenkel 9 des Trägerprofils 2 kontaktiert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßfängerquerträger mit

- einem sich mit seiner Längsrichtung in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckenden profilierten Trägerprofil mit zumindest endseitig durch zwei Schenkel und einen die beiden Schenkel verbindenden Profilgrund U-förmig in z-Richtung profilierten Abschnitten und
- einem in z-Richtung profilierten Verbreiterungselement, angeschlossen an jedes Ende des Trägerprofils, durch das das Trägerprofil in Längsrichtung (y-Richtung) verlängert ist.

Beschrieben ist des Weiteren ein mit zumindest einem solchen Stoßfängerquerträger ausgerüstetes Fahrzeug.
Ein solcher Stoßfängerquerträger ist aus der DE 10 2017 222 081 A1 bekannt. Die Querträgerverbreiterungselemente werden bei diesem Stand der Technik stumpf gegen die Enden des Trägerprofils gesetzt und sind ausgelegt, die Profilierung des Trägerprofils zu verlängern. Mit dem offenbarten Stoßfängerquerträger können unter Verwendung des Trägerprofils als Gemeinteil für unterschiedliche Kraftfahrzeuge unterschiedlich breite Stoßfängerquerträger bereitgestellt werden. Insofern ist ein solcher Stoßfängerquerträger mit seinen für unterschiedliche Anwendungen ausgelegten Verbreiterungselementen modular aufgebaut. Die Verbreiterungselemente weisen zum Verbinden mit dem Trägerprofil Laschen als Profilfortsätze in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) auf, und zwar eine mittlere Lasche zum Verbinden mit dem Trägerprofil und eine obere und untere Lasche zum Verbinden des Verbreiterungselementes mit einer an dem Trägerprofil angeordneten Crashbox. Dieses Verbindungssystem ermöglicht eine einfache und schnelle Montage der Querträgerverbreiterungselemente mit dem Trägerprofil. Nachteilig an diesem Stoßfängerquerträger ist, dass gerade bei hohen Belastungen, wie bspw. einem High-Speed-Crash-Fall, die Verbindung zwischen dem Querträger und dem Trägerprofil nicht ausreichend stabil ist und die Querträgerverbreiterungselemente von dem Trägerprofil abreißen können, wodurch sowohl die Beschädigungen am Fahrzeug als auch die Verletzungsgefahr für Fahrzeuginsassen erheblich ansteigt. Auch wäre es wünschenswert, in der Auslegung der Verbreiterungselemente weniger Einschränkungen zu haben.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Stoßfängerquerträger der eingangs genannten Art dergestalt weiterzubilden, dass dieser durch Einsatz unterschiedlicher Verbreiterungselemente den Anforderungen an unterschiedliche Fahrzeugauslegungen genügt und bei dem die Designfreiheiten an unterschiedliche Fahrzeuge und Crashsituationen auch in Anpassung vergrößert sind.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Stoßfängerquerträger, bei dem

- jedes Verbreiterungselement einen U-förmig profilierten Verbindungsabschnitt mit einem Anlageabschnitt, einem sich an den Anlageabschnitt anschließenden Passabschnitt und einem sich an den Passabschnitt anschließenden Verlängerungsabschnitt aufweist,
- wobei der Verbindungsabschnitt einen zwei Schenkel der U-förmigen Profilierung verbindenden Profilgrund aufweist und mit einem der beiden U-förmigen Abschnitte des Trägerprofils in Eingriff gestellt und mit diesem in y-Richtung überlappend angeordnet ist,
- wobei der Verbindungsabschnitt zumindest im Bereich seines Anlageabschnittes mit dem Profilgrund des Trägerprofils verbunden ist und
- wobei der Verbindungsabschnitt im Bereich seines Passabschnittes mit seinen Schenkeln zumindest bereichsweise die Schenkel des Trägerprofils kontaktiert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben. Dabei sind alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen und deren Rückbeziehung.
Die im Rahmen dieser Ausführungen verwendeten Richtungen: x-Richtung, y-Richtung und z-Richtung entsprechen den Richtungen, wie diese üblicherweise bei Fahrzeugen verwendet werden. Dabei entspricht die x-Richtung der Fahrzeuglängserstreckung, die y-Richtung der Fahrzeugquerrichtung und die z-Richtung der Richtung der Hochachse.
Bei diesem Stoßfängerquerträger erfolgt die Verbindung zwischen dem Verbreiterungselement und dem Trägerprofil als Profil-in-Profil-Lösung, bei der Verbindungsabschnitt mit seinem Anlageabschnitt und seinem Passabschnitt überlappend mit dem profilierten Abschnitt im Endbereich des Trägerprofils angeordnet und mit diesem in Eingriff gestellt ist. Aufgrund der hohen Stabilität der Verbindung kann der eigentliche für die Verlängerung des Trägerprofils vorgesehene Verlängerungsabschnitt sehr individuell ausgestaltet werden, was sowohl die geometrische Form, die mechanische Festigkeit oder auch das Material betrifft. Anzumerken ist, dass das Verbreiterungselement üblicherweise einstückig ausgebildet ist. Dieses kann es auch aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt sein.
Bei dieser Profil-in-Profil-Verbindung zwischen dem Trägerprofil und einem Verbreiterungselement werden die komplementären Profilabschnitte ineinandergesteckt. Für den Anschluss des Verbreiterungselementes an das Trägerprofil braucht daher keine Rücksicht auf die Anordnung anderer Elemente für seinen Anschluss an das Trägerprofil berücksichtigt zu werden. Bereits aus diesem Grunde sind die Designfreiheiten der Auslegungen des Verbreiterungselementes gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik deutlich größer. Der Verbindungsabschnitt kann außenseitig um die U-förmige Profilierung des Trägerprofils oder innenseitig zu diesem angeordnet sein. Auch durch diese Möglichkeit ist die Designfreiheit in der Auslegung eines solchen Verbreiterungselementes gegenüber vorbekannten Ausgestaltungen weniger eingeschränkt. In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schenkel des Verbindungsabschnittes im Bereich seines Passabschnittes jeweils mit ihrer von den Schenkeln wegweisenden Außenseite mit einer zwischen den Schenkeln liegenden Innenseite der Schenkel des Trägerprofils in Kontakt sind und die von den Schenkeln wegweisende Außenseite des Profilgrundes des Verbindungsabschnittes zumindest im Bereich des Anlageabschnittes mit der Innenseite des Profilgrundes des Trägerprofils verbunden, typischerweise verschweißt ist. Bei dieser Ausgestaltung befindet sich der Verbindungsabschnitt des Verbreiterungselementes innerhalb der Profilierung des Trägerprofils. Hierbei wird der ohnehin vorhandene Hohlraum im Trägerprofil genutzt, sodass für den Anschluss eines solchen Verbreiterungselementes kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird.
Der U-profilierte Verbindungsabschnitt des Verbreiterungselementes umfasst einen Anlageabschnitt und einen Passabschnitt. Der Passabschnitt ist bezüglich seiner U-förmigen Profilierung und damit der Spannweite und Ausrichtung seiner Schenkel ausgelegt, dass diese die Schenkel des U-förmig profilierten Endabschnittes des Trägerprofils kontaktieren. Damit ist durch den Passabschnitt eine Passung für den Anschluss an das Trägerprofil bereitgestellt. Der gegenüber dem Passabschnitt typischerweise sehr viel längere, sich in y-Richtung erstreckende Anlageabschnitt braucht hingegen nur mit seinem Profilgrund an den Profilgrund des Trägerprofils angeschlossen zu werden. Aus diesem Grunde kann eine Befestigung des Verbreiterungselementes mit seinem Verbindungsabschnitt an dem Trägerprofil bereits mit einer Zwei-Punkt-Befestigung vorgenommen werden, wobei die beiden Befestigungspunkte in y-Richtung weit auseinander beabstandet sein können, und zwar entsprechend der Länge des Verbindungsabschnittes in y-Richtung. Ein erster Befestigungspunkt kann sich beispielsweise an der freien Stirnseite des Profilgrundes des Anlageabschnittes befinden, an welcher Stelle das Verbreiterungselement mit dem Profilgrund des Trägerprofils typischerweise durch Schweißen gefügt ist. Der zweite Befestigungspunkt wird durch die durch den Passabschnitt bereitgestellte Passung bewirkt und braucht nur entgegen der Richtung, mit der das Verbreiterungselement mit seinem Verbindungsabschnitt mit dem Trägerprofil in Eingriff gestellt wird, gesichert zu werden, typischerweise ebenfalls durch eine Schweißung, die durchaus an mehreren Stellen durch Punktschwei-ßungen realisiert sein kann.
Diese Konzeption erlaubt eine Auslegung des Verbindungsabschnittes des Verbreiterungselementes, dass sein Verbindungsabschnitt nur mit einer relativ kleinflächigen Kontaktfläche an dem Trägerprofil anliegt. Im Bereich des Anlageabschnittes brauchen die Schenkel des Verbindungsabschnittes, die zur Versteifung vorgesehen sind, nicht notwendigerweise an den Schenkeln des Trägerprofils anzuliegen. Je kleiner die Kontaktfläche zwischen den beiden Elementen ist, desto geringer ist die Gefahr, dass Korrosionen zwischen den beiden Teilen eintreten. Bei einer Beabstandung der Schenkel des Anlageabschnittes von denjenigen des Trägerprofils kann eine beispielsweise über eine kathodische Tauchlackierung aufgetragene Korrosionsschutzschicht auch an die zueinander weisenden Seiten der Schenkel der beiden U-förmig profilierten Teile gelangen.
In einer Ausgestaltung, bei der sich der Verbindungsabschnitt des Verbreiterungselementes innerhalb der U-förmigen Profilierung des Trägerprofils in seinem Endabschnitt befindet, erlaubt eine Auslegung des Anlageabschnittes, dass dieser auch überlappend mit der Stirnseite einer an das Trägerprofil rückseitig angeschlossenen Crashbox angeordnet sein kann. Auf diese Weise kann über das Verbreiterungselement eine im äußeren Bereich auf den Stoßfängerquerträger einwirkende Kraft zumindest anteilig auch stirnseitig in die Crashbox eingeleitet werden.
Aufgrund dieser Anbindung des Verbreiterungselementes an das Trägerprofil kann der eigentliche Verlängerungsabschnitt quasi beliebig gestaltet werden. In vielen Fällen wird sich die U-förmige Profilierung des Verbindungsabschnittes in den Verlängerungsabschnitt fortsetzen. Somit kann der Verlängerungsabschnitt, wenn gewünscht, auch die Profilierung des Trägerprofils in y-Richtung fortsetzen. Allerdings kann der Verlängerungsabschnitt genutzt werden, um die Verlängerung des Trägerprofils in y-Richtung auch mit anderen Querschnittsgeometrien zu verlängern. Beispielsweise kann die Erstreckung des Verlängerungsabschnittes in z-Richtung diejenige des Trägerprofils überschreiten, entweder nach oben und nach unten oder auch nur nach oben oder nach unten. Zudem kann der Verlängerungsabschnitt gegenüber dem Trägerprofil auch in x-Richtung unterschiedlich profiliert sein, wenn in den äußeren Randbereichen des Stoßfängerquerträgers ein anderes Deformationsverhalten eingerichtet werden soll.
Das Verlängerungselement kann mit seinem von dem Trägerprofil in y-Richtung wegweisenden Ende das Ende des Stoßfängerquerträgers darstellen. Durchaus besteht auch die Möglichkeit, ein solches Verlängerungselement als Zwischen- bzw. Verbindungsstück zwischen dem Trägerprofil und einem separat hergestellten Stoßfängerquerträgerendstück zu nutzen. Letzteres ist an das Verbreiterungselement typischerweise durch einen Fügeprozess angeschlossen, kann an dieses jedoch auch mit mechanischen Verbindern angeschlossen sein. Auch Klebeverbindungen sind möglich.
Die Auslegung des Verbreiterungselementes erlaubt es, das Trägerprofil in y-Richtung zu verlängern, ohne notwendigerweise eine Schwachstelle, wie dieses beim Stand der Technik der Fall ist, in Kauf nehmen zu müssen. Sollte es gewünscht sein, kann ein solches Verbreiterungselement hingegen mit einer Sollknickstelle ausgelegt werden, beispielsweise durch eine Materialschwächung in den Schenkeln des Verbreiterungselementes, etwa durch entsprechende Einschnitte oder Materialaussparungen. Infolge der Erstreckung des Verlängerungsabschnittes in y-Richtung kann eine solche Sollknickstelle an quasi beliebiger Position in diesem Abschnitt eingerichtet werden und ist nicht auf das Ende des Trägerprofils beschränkt. Darüber hinaus muss die Knickachse einer solchen Sollknickstelle nicht notwendigerweise streng in z-Richtung verlaufen, auch wenn dieses in vielen Fällen der Fall sein wird. Befinden sich in den beiden Schenkeln die Materialschwächungen, beispielsweise durch Aussparungen herbeigeführt, nicht fluchtend in z-Richtung übereinander, kann ein Einknicken des äußeren Abschnittes des Stoßfängerquerträgers in Richtung zum Fahrzeug hin auch mit einer Komponente in z-Richtung kombiniert werden.
Um die Montage der beiden Bauteile zu vereinfachen und auch den Auftrag einer Korrosionsschutzschicht zu erleichtern, ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass der Verbindungsabschnitt im Bereich seines Anlageabschnittes eine seiner Längserstreckung (y-Richtung) folgende langlochartige Ausnehmung aufweist. Diese ist im Profilgrund des Anlageabschnittes angeordnet. Durch die langlochartige Ausnehmung wird die Kontaktfläche zwischen den beiden Komponenten zusätzlich reduziert. Zugleich kann eine solche, sich typischerweise in y-Richtung erstreckende Ausnehmung genutzt werden, um den Profilgrund des Verbindungsabschnittes mit demjenigen des Trägerprofils zu verschweißen, und zwar vorzugsweise entlang zumindest einer Längsseite einer solchen langlochartigen Ausnehmung. Erreicht wird durch eine solche Ausnehmung zudem eine Gewichtsreduktion des Verbreiterungselementes.
Gemäß einer Ausgestaltung ist das Trägerprofil als Hutprofil ausgeführt und die Schenkel des U-förmig profilierten Verbindungsabschnittes des Verbreiterungselementes erstrecken sich zumindest abschnittsweise bis an die Ebene der gegenüber dem U-förmig profilierten Abschnitt des Trägerprofils in z-Richtung ausgestellten Flansche. Das Trägerprofil ist mit einem Schließblech verschlossen. Dabei ist das Schließblech mit den Flanschen des Trägerprofils und den Schenkeln des Verbreiterungselementes im Bereich seines Verbindungsabschnittes und/oder im Bereich seines Verlängerungsabschnittes gefügt. In diesen Abschnitten ist durch das Schließblech somit ein doppeltes Kastenprofil und somit ein Abschnitt besonders hoher Biegesteifigkeit bereitgestellt.
Das Heranführen der Schenkel der U-förmigen Profilierung des Verlängerungsabschnittes an das Schließblech kann zur Vereinfachung einer Montage eines Schließbleches genutzt werden. In einem solchen Fall ragen die freien Enden der Schenkel des Verbreiterungselementes bis an die von den flanschartigen freien Enden des Trägerprofils gebildete Ebene heran, sodass sie stumpf gegen das Schließblech stoßen und sich das Schließblech an ihnen abstützen kann. Zur Montageerleichterung ist vorgesehen, dass die Schenkel des U-förmig profilierten Verlängerungsabschnittes abschnittsweise gegenüber der Ebene des äußeren Abschlusses des Trägerprofils etwas vorstehen. Diese Schenkelverlängerungen können zur Fixierung eines Schließbleches dienen, welches mit einem Abschnitt, etwa einer Lasche, zwischen die beiden Schenkelverlängerungen eingreift. Das Schließblech kontaktiert mit seiner in z-Richtung weisenden, zwischen die Schenkelverlängerung greifenden Lasche die beiden Schenkelverlängerungen und ist dadurch in z-Richtung fixiert. Derartige Schenkelverlängerungen können auch genutzt werden, dass bei einer Höhe (Erstreckung in z-Richtung) des Schließbleches, welches den Abstand der Schenkelverlängerungen überschreitet, dieses entsprechende Durchbrechungen aufweist, in die die Schenkelverlängerungen eingreifen. In beiden Fällen erfolgt auf diese Weise nicht nur eine Fixierung dieses Schließblechabschnittes, sondern durch die Schenkelverlängerungen können sodann beide Teile auch von der Vorderseite des Schließbleches gefügt werden.
Zum Anschluss eines zusätzlichen Verlängerungselementes kann das Verbreiterungselement zwei in Hochrichtung (z-Richtung) beabstandet zueinander angeordnete und sich in Längsrichtung aus den Schenkeln und von dem Trägerprofil weg erstreckende Tragarme aufweisen. Der Verlängerungsabschnitt ist üblicherweise ebenfalls im Querschnitt hutförmig ausgebildet. Die Tragarme können dabei als sich in Längsrichtung über den Profilgrund erstreckende Schenkel ausgebildet sein. An die Tragarme kann ein zusätzliches Verlängerungselement angeschlossen werden. Die Tragarme können auch ohne zusätzliches Verlängerungselement genutzt werden, wenn diese vorderseitig durch ein Schließblech verschlossen sind. Dann ist die Trägerprofilverlängerung gewichtsreduziert ausgeführt.
Ein derartiger Stoßfängerquerträger kann bezüglich der Anforderungen an unterschiedliche Crash-Tests optimal angepasst sein. Dieses gilt sowohl für den High-Speed-Small-Overlap-Test ebenso wie für den Mobile Progressive Deformable Barrier-Test (MPDB-Test). Diese Anpassung kann auch hinsichtlich der Anordnung und der Auslegung einer Sollknickstelle vorgesehen sein. Eine solche kann, wie vorstehend bereits ausgeführt, durch eine Materialschwächung in dem Verlängerungsabschnitt des Verbreiterungselementes vorgesehen sein. Eine Sollknickstelle entsteht auch dort, wo der Anlageabschnitt des Verbreiterungselementes endet, wenn dieser nicht mit der Stirnseite der Crashbox überlappt. Um einem solchen Test zu genügen, ist eine hohe Steifigkeit der Stoßfängerquerträger im Bereich der Verbreiterungselemente wichtig. Diese ist ausgelegt, damit diese den Anforderungen an den oder die relevanten Crash-Tests, etwa dem High-Speed-Small-Overlap-Test und dem MPDB-Test genügt. Um bei einem solchen Unfall eine präzise und an einem bestimmten Abschnitt des Verbreiterungselementes benötigte Knickbewegung des Stoßfängerquerträgers zu erreichen, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Verbreiterungselement Sollknickstellen, wie bereits vorstehend skizziert, aufweist, die insbesondere im Bereich des Verlängerungsabschnittes angeordnet sind und eine Knickbewegung eines Knickabschnittes des Verlängerungsabschnittes um eine vorgegebene sich in Hochrichtung (z-Richtung) ausgerichtete Knickachse ermöglichen. Hierdurch kann eine sehr präzise und gezielt wirkende Knickbewegung in dem Verbreiterungselement bei einem Crashfall herbeigeführt werden, sodass das Verbreiterungselement in x-Richtung, und zwar um eine in Hochrichtung (z-Richtung) ausgerichtete Knickachse verstellt wird. Dabei ist es möglich, die Knickbewegung auch bei hoher Belastung derart zu steuern, dass das gegnerische Fahrzeug weiterhin am eigenen Fahrzeug vorbei geleitet wird.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und in Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

1: in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines Stoßfängerquerträgers,
2: einen vertikalen Schnitt durch den Passabschnitt des Stoßfängerquerträgers aus 1,
3: in einem horizontalen Schnitt den Stoßfängerquerträger aus 1 und 2,
4: in einer perspektivischen Darstellung eine zweite Ausführungsform des Stoßfängerquerträgers,
5: einen vertikalen Schnitt durch den Passabschnitt des Stoßfängerquerträgers aus 4,
6: in einer perspektivischen Darstellung eine dritte Ausführungsform des Stoßfängerquerträgers und
7: in einem horizontalen Schnitt den Stoßfängerquerträger aus 6.

1 zeigt einen Ausschnitt eines Stoßfängerquerträgers 1, und zwar in seinem in Fahrtrichtung links weisenden endseitigen Abschnitt. Der Stoßfängerquerträger 1 umfasst bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein U-förmig profiliertes Trägerprofil 2, ein ebenfalls U-förmig profiliertes Verbreiterungselement 3 und ein an das Verbreiterungselement 3 angeschlossenes profiliertes Verlängerungselement 4. An dem Trägerprofil 2 ist rückseitig mit Abstand zu seinem endseitigen Abschluss eine Crashbox 5 angeschlossen. Die Crashbox 5 trägt an ihrem fahrzeugseitigen Anschlussende eine Montageplatte 6 zum Anschließen derselben an das Fahrzeug. Zum vorderseitigen Verschließen des Trägerprofils dient ein Schließblech 7, welches den äußeren Abschluss des Trägerprofils 2 darstellt. Der in der Figur nicht gezeigte andere Endabschnitt des Stoßfängerquerträgers 1 ist genauso konzipiert wie der gezeigte, sodass die nachfolgenden Ausführungen gleichermaßen für das andere Ende des Stoßfängerquerträgers 1 gelten.
Das Trägerprofil 2 ist im Querschnitt über seine gesamte Längserstreckung und damit auch in seinen Endabschnitten hutförmig profiliert, sodass dieses neben seiner bereits angesprochenen U-förmigen Profilierung von den Schenkeln in z-Richtung abragende Flansche aufweist. An diese wird das Schließblech 7 angeschlossen. Die U-förmige Profilierung des Trägerprofils 2 umfasst zwei Schenkel 9, 9.1 und einen die beiden Schenkel 9, 9.1 verbindenden Profilgrund 10. In dem Endabschnitt 8 des Trägerprofils 2 ist das Verbreiterungselement 3 mit einem Verbindungsabschnitt 11 eingesetzt und damit in Eingriff gestellt.
Der Verbindungsabschnitt 11 des Verbreiterungselementes 3 umfasst einen Anlageabschnitt 12 und einen sich an den Anlageabschnitt 12 anschließenden Passabschnitt 13. An den Verbindungsabschnitt 11 schließt sich ein Verlängerungsabschnitt 14 an. Während der Verbindungsabschnitt 11 mit seinem Anlageabschnitt 12 und dem Passabschnitt 13 überlappend mit dem Endabschnitt 8 des Trägerprofils 2 angeordnet sind, ragt der Verlängerungsabschnitt 14 in Längsrichtung (y-Richtung) des Trägerprofils 2 über das freie Ende des Endabschnittes 8 des Trägerprofils 2 hinaus. Durch den Verlängerungsabschnitt 14 ist die Längserstreckung des Trägerprofils 2 verlängert, mithin der Stoßfängerquerträger 1 verbreitert.
Das Verbreiterungselement 3 ist im Querschnitt im wesentlichem U-förmig profiliert und weist zwei Schenkel 16, 16.1 und einen die beiden Schenkel 16, 16.1 verbindenden Profilgrund 15 auf. Im Bereich des Anlageabschnittes 12 ist das Verbreiterungselement 3 in Hochrichtung (z-Richtung) schmaler gegenüber dem Passabschnitt 13 und dem Verlängerungsabschnitt 14 ausgeführt. Im Bereich des Verlängerungsabschnittes 14 ist das Verbreiterungselement 3 hutförmig profiliert, indem an die freien Enden 24 der Schenkel 16, 16.1 in z-Richtung daran angeformte Flansche vorgesehen sind. Die Vorderseite dieser Flansche fluchtet mit den Flanschen der hutförmigen Profilierung des Trägerprofils 2.
Die Spannweite der Schenkel 9, 9.1 des Verbreiterungselementes 3 im Bereich seines Anlageabschnittes 12 ist geringer als in dem benachbart hierzu angeordneten Passabschnitt 13. Der Übergang zwischen den beiden Schenkelweiten wird durch einen als Verkröpfung ausgeführten Übergangsabschnitt 20 bereitgestellt. Die Darstellung der 1 verdeutlicht, dass zum Ausgleich von Toleranzen das Verbreiterungselement 3 hinsichtlich der Tiefe seines Eintauchens in die Profilierung des Trägerprofils 2 (in y-Richtung) eingerichtet werden kann, da der Passabschnitt 13 in den Verlängerungsabschnitt 14 ohne eine Änderung in der Spannweite der Schenkel 16, 16.1 übergeht. Diesbezüglich wird auch auf die Darstellung der 2 verwiesen. Die Blickrichtung des Schnittes ist in Richtung zum Trägerprofil 2.
Der Profilgrund 15 des Anlageabschnittes 12 und des Passabschnittes 13, liegt mit seiner Außenseite 21 an der Innenseite 22 des Profilgrundes 10 des Trägerprofils 2 an. Im Bereich des Anlageabschnittes 12 sind die Profilgründe 10, 15 miteinander verschweißt (nicht dargestellt). Ebenfalls verschweißt (angedeutet durch Schweißnähte 29) ist die Crashbox 5 mit dem Trägerprofil 2, die an ihrer zum Trägerprofil 2 weisenden Stirnseite eine der U-förmigen Profilierung entsprechende Aussparung aufweist.
Weiter ist aus 2 erkennbar, dass die freien Enden 23 der von den Schenkeln 9, 9.1 abgekanteten Flansche des Trägerprofils 2 mit dem Schließblech 7 durch eine Schweißnaht verbunden sind. Die freien Enden 24 der Schenkel 16, 16.1 ragen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich des Verbindungsabschnittes 11 nicht bis an das Schließblech 7 heran.
Das Verbreiterungselement 3 des dargestellten Ausführungsbeispiels verfügt über Materialaussparungen 31, eingebracht in die Schenkel 16, 16.1 an gegenüberliegenden Positionen im Bereich seines Verlängerungsabschnittes 14 (siehe 1). Die beiden in z-Richtung miteinander fluchtenden gegenüberliegenden Materialaussparungen 31 bilden eine sich in Hochrichtung (z-Richtung) erstreckende Knickachse (nicht dargestellt). Überschreitet eine auf die Außenseite des Stoßfängerquerträgers 1 im Bereich des an die Materialaussparungen 31 einwirkende Kraft das bereitgestellte Haltemoment, knickt das Verbreiterungselement 3 mit dem Verlängerungselement 4 um die durch die Materialaussparungen 31 gebildete Knickachse in Richtung der Crashbox 5 ab. Die Materialaussparungen 31 sind in der Längsschnittdarstellung des gezeigten Abschnittes des Stoßfängerquerträgers 1 der 3 erkennbar. Diese Darstellung zeigt den Stoßfängerquerträger 1 in einem horizontalen Schnitt. Deutlich erkennbar ist, dass sich bei diesem Ausführungsbeispiel der Anlageabschnitt 12 des Verbreiterungselementes 3 in Längsrichtung (y-Richtung) bis vor die Stirnseite 25 der Crashbox 5 erstreckt und mit dieser überlappt. Dabei überlappt der Anlageabschnitt 12 die Stirnseite 25 nicht vollständig, sondern in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nur um ca. 30 % der Erstreckung der Crashbox 5 in y-Richtung.
Im Bereich des Verlängerungsabschnittes 14 ist das Verbreiterungselement 3 im Querschnitt - wie oben bereits ausgeführt - hutförmig ausgebildet (siehe 2), sodass die freien Enden 24 der Schenkel 16, 16.1 im Bereich des Verlängerungsabschnittes 14 als sich in z-Richtung erstreckende Flansche vorliegen, mit denen das Schließblech 7 verschweißt ist. Wie in 3 erkennbar, ist das Schließblech 7 im Bereich des Anlageabschnittes 12 und des Passabschnittes 13 nicht mit den freien Enden 24 der Schenkel 16, 16.1 des Verbreiterungselements 3 in Kontakt ist, sondern erst an den freien Enden 24 der Schenkel 16, 16.1 im Bereich des Verlängerungsabschnittes 14. Das Schließblech 7 trägt an seinem freien, in y-Richtung weisenden Ende eine Lasche 26, die mit dem Verlängerungselement 4 überlappt. Dieser Überlappungsbereich des Verlängerungselementes 4 ist gegenüber seinem sich zum freien Ende des Stoßfängerquerträgers 1 hin erstreckenden Ende etwas zurückversetzt, und zwar um die Materialstärke des Schließbleches 7, sodass die Außenseite des Schließbleches 7 mit der Vorderseite des Verlängerungselementes 4 fluchtet (siehe 3).
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Stoßfängerquerträgers 1.1. Dieses wie auch die in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiele entspricht in seiner Ausführung weitestgehend dem Ausführungsbeispiel des Stoßfängerquerträgers 1 der 1 bis 3 und unterscheidet sich von diesem in der Ausgestaltung des Verlängerungsabschnittes 14.1 des Verbreiterungselementes 3.1. Der Verlängerungsabschnitt 14.1 weist bei dem Ausführungsbeispiel der 4 im Querschnitt keine hutförmige Profilierung auf und damit auch keine flanschartig ausgebildeten freien Enden an den Schenkeln. Stattdessen sind an den freien Enden der Schenkel 16.2, 16.3 Vorsprünge 27, 27.1 angeordnet, durch die die Höhe der Schenkel 16.2, 16.3 verlängert ist. Diese Vorsprünge 27, 27.1 dienen zur Fixierung des Schließbleches 7.1, welches zu diesem Zweck an entsprechender Stelle jeweils eine Durchbrechung 32 aufweist.
Hierdurch wird die Montage des Schließbleches 7.1 durch eine exakte Positionierung desselben durch den Eingriff der Vorsprünge 27 in die Durchbrechungen 32 erleichtert. Das Schließblech 7.1 ist im Bereich der durch die Durchbrechungen 32 durchgesteckten Vorsprünge 27, 27.1 mit diesen von der Vorderseite des Stoßfängerquerträgers 1 her verschweißt. 5 zeigt einen Querschnitt durch den Stoßfängerquerträger 1.1 in seinem Anlageabschnitt mit Blickrichtung zum Verlängerungsabschnitt 14.1 hin.
6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Stoßfängerquerträgers 1.2. Dieser entspricht in seinem grundsätzlichen strukturellen Aufbau den Ausführungsbeispielen aus 4 und 5. Von dem Stoßfängerquerträger 1.1 unterscheidet sich dieser Stoßfängerquerträger 1.2 durch die Ausgestaltung des Verlängerungsabschnittes 14.2 seines Verbreiterungselementes 3.2. Bei dem Stoßfängerquerträger 1.2 ist kein zusätzliches Verlängerungselement vorgesehen. Bereitgestellt wird eine zusätzliche Verlängerung durch zwei die Schenkeln 16.4, 16.5 fortsetzende Tragarme 28, 28.1. Diese Tragarme 28, 28.1 verlängern die Schenkel 16.4, 16.5 in y-Richtung. Im Bereich der Tragarme 28, 28.1 verfügt das Verbreiterungselement 3.2 über keinen Profilgrund. Zusätzlich zu den schenkelverlängernden Vorsprüngen 27.2, 27.3 des Verlängerungsabschnittes 14.2 sind an die Tragarme 28, 28.1 ebenfalls deren Höhe verlängernde Vorsprünge 27.4, 27.5 angeformt. Das Schließblech 7.2 weist eine gegenüber der Lasche 26 des Stoßfängerquerträgers 1.1 verlängerte Lasche 26.1 auf. Die sich in der Einbaulage in Hochrichtung (z-Richtung) erstreckende Breite der Lasche 26.1 entspricht dem Abstand der Vorsprünge 27.2, 27.3 bzw. 27.4, 27.5 voneinander in z-Richtung. Durch Eingreifen der Lasche 26.1 zwischen diese Vorsprünge 27.2, 27.3 bzw. 27.4, 27.5 ist das Schließblech 7.2 in z-Richtung zwischen diesen fixiert. Die Wurzel der Lasche 26.1 grenzt gegen die zum Trägerprofil 2.2 weisenden Abschluss der Vorsprünge 27.2, 27.3.
7 zeigt das Ausführungsbeispiel aus 6 in einem horizontalen Schnitt.
In allen Ausführungsbeispielen erfolgt die Verbindung zwischen dem Trägerprofil 2, 2.1, 2.2 und dem jeweiligen Verbreiterungselement 3, 3.1, 3.2 zum einen über den jeweiligen Passabschnitt 13, indem die Schenkel 16, 16.1, 16.2, 16.3 des Verbreiterungselements 3, 3.1, 3.2 im Bereich des Passabschnittes 13 an den Schenkeln 9, 9.1 des Trägerprofils 2, 2.1, 2.2 anliegen. Dieses Anliegen kann mit einer gewissen Vorspannung erfolgten, sodass der Passabschnitt 13 in der Profilierung des Trägerprofils 2, 2.1, 2.2 verklemmt ist. Vorzugsweise ist in diesem Bereich der endseitige Abschluss des Profilgrundes 10, 10.1 des Trägerprofils 2, 2.1, 2.2 mit dem Profilgrund 15, 15.1 des Verbreiterungselementes 3, 3.1, 3.2 verschweißt. Dieses bildet eine erste Verbindungsstelle zwischen dem jeweiligen Verbreiterungselement 3, 3.1, 3.2 und dem Trägerprofil 2, 2.1, 2.2.
Die zweite Verbindungsstelle zwischen dem Trägerprofil 2, 2.1, 2.2 und dem Verbreiterungselement 3, 3.1, 3.2 befindet sich bei allen beispielhaft vorgestellten Ausführungsbeispielen zwischen dem jeweiligen Anlageabschnitt 12 und dem Profilgrund 15, 15.1 des Trägerprofils 2, 2.1, 2.2. Die Verbindungen sind bei allen Ausführungsbeispielen als Schweißverbindungen ausgeführt. Zudem haben alle Ausführungsbeispiele im Bereich des Anlageabschnittes 12 des Verbreiterungselementes 3, 3.1, 3.2 eine langlochartige Ausnehmung 30 (siehe 1). Das Verschweißen zwischen dem Anlageabschnitt 12 und dem Profilgrund 10, 10.1 des Trägerprofils 2, 2.1, 2.2 erfolgt bei allen Ausführungsbeispielen im Bereich der Ausnehmung 30 und an dem stirnseitigen Abschluss des Profilgrundes 15 des Verbindungsabschnittes 11.
In einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Profilgrund des Verbindungsabschnittes an dem zu dem Trägerprofil weisenden Ende in Richtung zu dem Profilgrund des Trägerprofils hin abgekantet ist und dieser abgekantete Vorsprung in eine vorbereitete Ausnehmung im Profilgrund des Trägerprofils eingreift. Durch eine solche Maßnahme erfolgt eine Fixierung des Verbreiterungselementes gegenüber dem Trägerprofil. Eine solche Ausgestaltung kann eingesetzt werden, wenn keine Toleranzen in y-Richtung auszugleichen sind.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten, diese umzusetzen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen näher dargelegt werden müsste.
Bezugszeichenliste

1, 1.1, 1.2: Stoßfängerquerträger
2, 2.1, 2.2: Trägerprofil
3, 3.1, 3.2: Verbreiterungselement
4: Verlängerungselement
5: Crashbox
6: Montageplatte
7,7.1,7.2: Schließblech
8: endseitiger Bereich
9, 9.1: Schenkel
10, 10.1: Profilgrund
11: Verbindungsabschnitt
12: Anlageabschnitt
13: Passabschnitt
14, 14.1, 14.2: Verlängerungsabschnitt
15, 15.1: Profilgrund
16, 16.1, 16.2, 16.3, 16.4, 16.5: Schenkel
17: Außenseite Schenkel Verbreiterungselement
18: Innenseite Schenkel Trägerprofil
19: Abstand
20: Übergangsabschnitt
21: Außenseite Profilgrund Verbindungselement
22: Innenseite Profilgrund Trägerprofil
23: freie Enden Trägerprofil
24: freies Ende Schenkel
25: Stirnseite Crashbox
26, 26.1: Lasche Schließblech
27, 27.1, 27.2, 27.3, 27.4, 27.5: Vorsprung
28, 28.1: Tragarm
29: Schweißnaht
30: Ausnehmung
31: Materialaussparung
32: Durchbrechung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017222081 A1 [0003]

Claims

Stoßfängerquerträger mit - einem sich mit seiner Längsrichtung in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckenden profilierten Trägerprofil (2, 2.1, 2.2) mit zumindest endseitig durch zwei Schenkel (9, 9.1) und einen die beiden Schenkel (9, 9.1) verbindenden Profilgrund (10) U-förmig in z-Richtung profilierten Abschnitten und - einem in z-Richtung profilierten Verbreiterungselement (3, 3.1, 3.2), angeschlossen an jedes Ende des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2), durch das das Trägerprofil (2, 2.1, 2.2) in Längsrichtung (y-Richtung) verlängert ist, dadurch gekennzeichnet, dass - jedes Verbreiterungselement (3, 3.1, 3.2) einen U-förmig profilierten Verbindungsabschnitt (11) mit einem Anlageabschnitt (12), einem sich an den Anlageabschnitt (12) anschließenden Passabschnitt (13) und einem sich an den Passabschnitt (13) anschließenden Verlängerungsabschnitt (14, 14.1, 14.2) aufweist, - wobei der Verbindungsabschnitt (11) einen zwei Schenkel (16, 16.1-16.5) der U-förmigen Profilierung verbindenden Profilgrund (15, 15.1) aufweist und mit einem der beiden U-förmigen Abschnitte des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2) in Eingriff gestellt und mit diesem in y-Richtung überlappend angeordnet ist, - wobei der Verbindungsabschnitt (11) zumindest im Bereich seines Anlageabschnittes (12) mit dem Profilgrund (10, 10.1) des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2) verbunden ist und - wobei der Verbindungsabschnitt (11) im Bereich seines Passabschnittes (13) mit seinen Schenkeln (16, 16.1-16.5) zumindest bereichsweise die Schenkel (9, 9.1) des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2) kontaktiert.
Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (16, 16.1-16.5) des Verbindungsabschnittes (11) im Bereich seines Passabschnittes (12) jeweils mit ihrer von den Schenkeln (16, 16.1-16.5) wegweisenden Außenseite (17) mit der zwischen die Schenkel (9, 9.1) weisenden Innenseite (18) der Schenkel (9, 9.1) des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2) in Kontakt sind und die zu dem Profilgrund (10, 10.1) des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2) weisende Außenseite (21) des Profilgrundes (15, 15.1) des Verbindungsabschnittes (11) mit seinem Anlageabschnitt (12) mit dem Profilgrund (10, 10.1) des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2) verbunden ist.
Stoßfängerquerträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Verbindungsabschnitt (11) im Bereich seines Passabschnittes (13) mit seinem Profilgrund (15,15.1) mit dem Profilgrund (10, 10.1) des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2) verbunden ist.
Stoßfängerquerträger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (16, 16.1-16.5) des in die U-förmige Profilierung des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2) eingreifenden Anlageabschnittes (12) des Verbindungsabschnittes (11) zumindest angrenzend bis an einen Übergangsbereich zum Profilgrund (15, 15.1) von den Schenkeln (9, 9.1) des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2) beabstandet sind.
Stoßfängerquerträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (11) im Bereich seines Anlageabschnittes (12) eine seiner Längserstreckung (y-Richtung) folgende langlochartige Ausnehmung (30) aufweist.
Stoßfängerquerträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageabschnitt (12) in seiner Ausnehmung (30) mit dem Profilgrund (10, 10.1) des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2) verschweißt ist.
Stoßfängerquerträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageabschnitt (12) mit seiner freien Stirnfläche mit dem Profilgrund (10, 10.1) des Trägerprofils (2, 2.1, 2.2) verschweißt ist.
Stoßfängerquerträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerprofil (2) als Hutprofil ausgeführt ist, sich die Schenkel (16) des U-förmig profilierten Verbindungsabschnittes (11) des Verbreiterungselementes (3) bis an die Ebene der gegenüber dem U-förmig profilierten Abschnitt des Trägerprofils (2) ausgestellten Flansche erstrecken und das Trägerprofil (2) mit einem Schließblech (7) verschlossen ist, wobei das Schließblech (7) mit den Flanschen des Trägerprofils (2) und zumindest abschnittesweise mit den Schenkeln (16) des Verbreiterungselementes (3) gefügt ist.
Stoßfängerquerträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbreiterungselement (3.1, 3.2) in seinem Verlängerungsabschnitt (14.1, 14.2) in Bezug auf die Ausführung seiner U-förmigen Profilierung zumindest in einen Schenkelabschnitt eine größere Schenkelhöhe aufweist als in seinem Passabschnitt (13), wobei die Höhe der Schenkel (16.2-16.5) in diesem Schenkelabschnitt des Verbreiterungselementes (3.1, 3.2) mit dem Abschluss des Trägerprofils (2.1, 2.2) an seiner offenen Profilseite fluchtet.
Stoßfängerquerträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den mit dem Abschluss des Trägerprofils (2.1, 2.2) an seiner offenen Profilseite fluchtenden Schenkelabschnitten die Schenkelhöhe verlängernde Vorsprünge (27, 27.1-27.5) angeformt sind, die entweder seitlich an einen zwischen diesen befindlichen Schließblechabschnitt heranreichen oder in von ihrer Geometrie her entsprechende Durchbrechungen (32) in einem Schließblech (7.1, 7.2) eingreifen.
Stoßfängerquerträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an das Verbreiterungselement (3, 3.1) an seiner von dem Trägerprofil (2, 2.1) wegweisenden Seite ein zusätzliches Verlängerungselement (4) angeordnet ist.
Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlängerungsabschnitt (14.2) zwei in Hochrichtung (z-Richtung) beabstandet zueinander angeordnete und sich in Längsrichtung aus den Schenkeln (16.4, 16.5) und von dem Trägerprofil (2.2) weg erstreckende Tragarme (28, 28.1) aufweist.
Stoßfängerquerträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerprofil (2, 2.1, 2.2) zwei in y-Richtung voneinander beabstandete Crashboxen (5) angeschlossen sind und der Anlageabschnitt (12) jedes Verbreiterungselementes (3, 3.1, 3.2) zumindest abschnittsweise mit der Stirnseite (25) einer Crashbox (5) überlappend angeordnet ist.
Stoßfängerquerträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbreiterungselement (3) eine Sollknickstelle im Bereich des Verlängerungsabschnittes (14) aufweist, die bei Überschreiten einer vorgegebenen Haltekraft eine Knickbewegung des in y-Richtung äußeren Teils gegenüber dem inneren Teil um eine in Hochrichtung (z-Richtung) ausgerichtete Knickachse ermöglicht.
Fahrzeug mit mindestens einem Stoßfängerquerträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.