DE102021112291A1

DE102021112291A1 - Querträger für ein Stoßfängersystem eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102021112291A1
Application number: DE102021112291.0A
Authority: DE
Inventors: Nicolas Hirth; Burkhard Röper; Jiri Hauptvogel; Milan Vik
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2022-11-17
Also published as: CN115320527A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Querträger (1) für ein Stoßfängersystem eines Kraftfahrzeugs mit einer Vorderwand (2) und einer Rückwand (3), die mittels wenigstens zwei Verbindungswänden (4, 5) miteinander verbunden sind, wobei die Wände (2, 3, 4, 5) wenigstens eine sich zumindest in Endbereichen (9,10) des Querträgers (1) in dessen Längsausdehnung erstreckende Hohlkammer (6) mit geschlossenem Querschnitt ausbilden, wobei der Querträgers (1) in seinen Endbereichen (9, 10) zwei Anbindungsbereiche (7, 8) zur Anbindung an Fahrzeuglängsträgern aufweist, wobei zwischen den zwei Anbindungsbereichen (7, 8) ein Mittelbereich (11) des Querträgers (1) angeordnet ist und wobei der Abstand zwischen Vorderwand (2) und Rückwand (3) in den Anbindungsbereichen (7, 8) größer ist als in dem Mittelbereich (11), dadurch gekennzeichnet, dass in der wenigstens einen Hohlkammer (6) des Querträgers (1) in dessen End- beziehungsweise Anbindungsbereichen (7, 8) jeweils ein Crashboxeinsatz (12) fixiert angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Querträger für ein Stoßfängersystem eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Querträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist beispielsweise aus der noch nicht veröffentlichten DE 10 2020 114 662.0 bekannt. Der dortige Querträger weist dabei ein Hohlkammerprofil auf, welches sich über die gesamte Längserstreckung des Querträgers ausdehnt. Bei diesem Querträger sind in seinen Endbereichen an der Rückwand Crashboxen angeordnet, mittels welcher der Querträger mit Fahrzeuglängsträgern eines Kraftfahrzeuges verbindbar ist. Um mit den regulatorischen Anforderungen insbesondere hinsichtlich der gesetzlich vorgeschriebenen Crashtests eine bessere Performance zu erreichen, wird normalerweise die Dicke der Wände des Querträgers erhöht. Dies geht allerdings mit einer deutlichen Gewichtszunahme einher, aus welcher wiederum ein höherer Energieverbrauch beim Betrieb des Kraftfahrzeuges resultiert.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Querträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, bei dem eine verbesserte Einleitung der Crashenergie im Crashfall in die Fahrzeuglängsträger unter Einhaltung der regulatorischen Vorschriften ermöglicht wird, ohne dabei eine überdimensionierte Gewichtszunahme in Kauf zu nehmen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Querträger mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Der erfindungsgemäße Querträger für ein Stoßfängersystem eines Kraftfahrzeuges weist dabei eine Vorderwand und eine Rückwand auf, die mittels wenigstens zwei Verbindungswänden miteinander verbunden sind, wobei die Wände wenigstens eine sich zumindest in Endbereichen des Querträgers in dessen Längsausdehnung erstreckende Hohlkammer mit geschlossenem Querschnitt ausbilden. Dabei weist der Querträger in seinen Endbereichen zwei Anbindungsbereiche zur Anbindung an Fahrzeuglängsträgern auf, wobei zwischen den zwei Anbindungsbereichen ein Mittelbereich des Querträgers angeordnet ist und wobei der Abstand zwischen Vorderwand und Rückwand in den Anbindungsbereichen größer ist als in dem Mittelbereich. Die Erfindung zeichnet sich nunmehr dadurch aus, dass in der wenigstens einen Hohlkammer des Querträgers in dessen End- beziehungsweise Anbindungsbereichen jeweils ein Crashboxeinsatz fixiert angeordnet ist.
Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme, den Crashboxeinsatz bzw. die Crashbox selbst in die Hohlkammer des Querträgers zu integrieren, kann auf separate, außerhalb des Querträgers angeordnete Crashboxen, verzichtet werden und auch eine Wandstärkenzunahme der einzelnen Wände des Querträgers vermieden werden und trotzdem die für die Einhaltung der regulatorischen Crashtests notwendige Stabilität erreicht beziehungsweise verbessert werden. Dadurch, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Querträgers eine Gewichtseinsparung im Vergleich zu einer Wandstärkenerhöhung der Wände des Querträgers erreicht werden kann, ist der Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Querträger mit weniger Energie möglich, sodass ein ökonomischer und auch ökologischer Betrieb des Kraftfahrzeuges ermöglicht wird.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass an der Rückwand des Querträgers Schrauböffnungen zum direkten Verschrauben des Querträgers an Fahrzeuglängsträgern angeordnet sind. Hierdurch ist es in einfacher Weise ermöglicht, den Querträger lösbar direkt an Fahrzeuglängsträgern eines Kraftfahrzeuges anzuordnen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Querträger als extrudiertes Hohlprofil ausgebildet ist. Als Material zum Extrudieren haben sich dabei Aluminiumlegierungen profiliert, da dadurch nicht nur ein geringeres Gewicht des Querträgers erreicht werden kann. Beispiele hierfür sind Legierungen der 6000'er und 7000`er Gruppe nach EN 573, wie die höchstfeste AW7046 oder hochfeste AW 6082. Derartige Aluminiumlegierungen weisen nämlich eine für die regulatorischen Crashtests notwendige und hinreichende Stabilität auf und besitzen zudem eine Dehngrenze, die eine zuverlässige und gut vorhersagbare Energieableitung im Crashfall in die Fahrzeuglängsträger ermöglicht. Das extrudierte Hohlprofil selbst ist im Rahmen der Erfindung vorteilhafterweise einstückig und werkstoffeinheitlich ausgebildet.
Nach einem weiteren vorteilhaften Gedanken der Erfindung ist der Querträger als Einkammerhohlprofil ausgebildet. Derartige Einkammerhohlprofile lassen sich unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten besonders effektiv und mit hohem Durchsatz als extrudierte Hohlprofile herstellen. Durch die Gestaltung als Einkammerhohlprofil ergibt sich die Möglichkeit, mit einem einzigen Crashboxeinsatz auf jeder Seite des Querträgers auszukommen und dieses relativ groß zu dimensionieren. Dies bietet Vorteile bei der Abstimmung des Crashverhaltens zwischen den einzelnen Komponenten sowie bei der Montage. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Querträger über seine gesamte Längserstreckung mit einer geschlossenen Hohlkammer ausgebildet ist. Derartige geschlossene Hohlkammern müssen nämlich nicht wieder ausgeschnitten werden oder mit Öffnungen versehen werden. Hierdurch ist ein zeit- und energieaufwendiges Zuschneiden des Querträgers vermieden, was sowohl unter ökologischen als auch unter ökonomischen Gesichtspunkten vorteilhaft ist.
Im Falle eines Mehrkammerhohlprofils anstelle des zuvor erwähnten Einkammerhohlprofils ist es denkbar, den Crashboxeinsatz selbst auch mehrteilig auszuführen. Allerdings ist ein einteiliger Crashboxeinsatz zu bevorzugen. In diesem Fall müssten diejenigen Innenwände des Querträgers, welche die mehreren Hohlkammern voneinander trennen, im Anbindungsabschnitt bzw. Endabschnitt entfernt werden so dass der Crashboxeinsatz in der entstehenden Hohlkammer angeordnet werden kann.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Abstand zwischen Vorderwand und Rückwand in den Anbindungsbereichen mindestens 40 mm und bevorzugt mindestens das 1,2-fache besonders bevorzugt mindestens das 2-fache des Abstandes zwischen Vorderwand und Rückwand im Mittelbereich beträgt. Eine derartige Ausgestaltung des Querträgers erfüllt die regulatorischen Anforderungen besonders gut, wobei der Querträger nach dem Extrudieren besonders leicht durch entsprechende Werkzeuge in eine derartige Form gebracht werden kann. Dies können beispielsweise entsprechende Umformwerkzeuge sein, die die Ober- und Unterwand beziehungsweise die Verbindungswände der Rück- und Vorderwand des Querträgers entsprechend verformen beziehungsweise falten.
In einer Ausführung ist die Vorderwand und/oder die Rückwand nicht eben ausgebildet, sondern weist im Querschnitt wenigstens eine Stufe beziehungsweise Absatz auf. Damit kann einer spezifischen geometrischen Gestaltung eines Fahrzeugfrontmoduls, einer Sensorintegration am Querträger Rechnung getragen werden und/oder der verfügbare Bauraum des Querträgers in Richtung Fahrzeuginneren (z.B. Kofferraum) positiv beeinflusst werden.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn auch der Crashboxeinsatz als extrudiertes Hohlkammerprofil ausgebildet ist. Wie bereits zu dem extrudierten Querträger dargelegt, lassen sich derartige Extrusionsprofile sowohl ökologisch als auch ökonomisch vorteilhaft herstellen, wobei auch Hohlkammerprofile mit mehreren Hohlkammern problemlos hergestellt werden können. Als Werkstoff für den Crashboxeinsatz kommen übliche mittelfeste oder hochfeste Aluminiumlegierungen insbesondere der 6000er oder 7000er Gruppe in Betracht, wie sie bei Crashboxen üblich sind. Um dabei eine besonders gute Energieableitung der eingebrachten Energie im Crashfall zu ermöglichen, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Crashboxeinsatz als extrudiertes Hohlkammerprofil mit wenigstens zwei Hohlkammern ausgebildet ist. Durch die Ausbildung mehrerer Hohlkammern innerhalb des Crashboxeinsatzes lässt sich die im Crashfall eingebrachte Energie besonders gut durch den Crashboxeinsatz in die Fahrzeuglängsträger vorbei an der Fahrgastzelle einbringen, sodass dadurch die Sicherheit der Fahrgastzelle und der darin befindlichen Personen im Crashfall deutlich maximiert werden kann.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung hat es sich dabei als besonders effektiv erwiesen, dass eine Längsachse des Crashboxeinsatzes quer zu einer Längsachse des Querträgers verläuft. Der Querverlauf soll dabei dergestalt sein, dass die Längsachsen des Querträgers und des Crashboxeinsatzes im Wesentliche 90°+/- 20° zueinander verlaufen. Dies entspricht einer Anordnung herkömmlichen, außerhalb eines Querträgers angeordneten Crashboxen, deren Längserstreckung beziehungsweise Längsachse ebenfalls quer zu einer Längsachse des Querträgers verläuft. Hierdurch ist sichergestellt, dass die im Crashfall eingebrachte Energie über die Längserstreckung des Crashboxeinsatzes in die Fahrzeuglängsträger eingeleitet wird.
Um abermals die Stabilität des Querträgers hinsichtlich der Einhaltung regulatorischer Erfordernisse im Crashtest zu erhöhen, ist es in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Mittelbereich durch einen mittig angeordneten Einsatz verstärkt ist. Eine derartige Verstärkung des Mittelbereichs ist besonders vorteilhaft, wenn sich dieser Einsatz über eine Gesamtlänge von 10 bis 40 % der Gesamtlänge des Mittelbereichs erstreckt. Ein derartiger dimensionierter Einsatz erhöht die Stabilität des Querträgers, ohne eine zu hohe Gewichtszunahme zu realisieren. Auch die Ausgestaltung des Querträgers mit einem derartigen Einsatz im Mittelbereich ist daher auch sowohl aus ökologischer als auch ökonomischer Sicht besonders vorteilhaft.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, ist es vorgesehen, dass der Querträger im Querschnitt wenigstens längenabschnittsweise mit einem Flansch zur Verlängerung der Vorderwand oder Rückwand nach oben und/oder unten versehen ist. Eine derartige Verlängerung der Vorderwand oder Rückwand ist insbesondere hinsichtlich von nicht zentralen Crashs besonders vorteilhaft, da durch eine derartige Verlängerung der Vorder- beziehungsweise Rückwand des Querträgers eingebrachte Energie wiederum besonders gut in die Crashboxeinsätze und weiter in die Fahrzeuglängsträger abgeleitet werden kann. Derartige Verlängerungen können beim Extrudieren des Querträger bereits über die gesamte Längserstreckung des Querträger hergestellt werden und anschließend entsprechend dem vorgesehenen Design entsprechend zugeschnitten werden.
Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass derartige Verlängerungen mittels gängiger Verbindungstechniken, wie beispielsweise Verschrauben oder Verschweißen, nach der Herstellung des Querträgers an diesem angebracht werden können.
Auch kann ein lokaler Flansch vorgesehen sein, der abstehend von der Rückwand für eine Verschraubung direkt am Längsträger ausgebildet ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Crashboxeinsatz über seinen gesamten Querschnitt bündig mit der Vorderwand und der Rückwand des Querträgers abschließt. Hierdurch ist in besonders einfacher Weise gewährleistet, dass der Crashboxeinsatz in entsprechender Position im Querträger positioniert werden kann. Dazu bedarf es nur eines einfachen Anschlages an der Vorder- und/oder Rückwand. Weiterhin könnten auch noch alternative Fixierungen, z.B. Verprägungen und/oder Lochkragen für die Fixierung und Positionierung des Crashboxeinsatz innerhalb des Querträgers vorgesehen sein.
Um abermals die Einleitung der im Crashfall eingebrachten Energie in die Fahrzeuglängsträger des Kraftfahrzeuges zu maximieren, kann es nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Crashboxeinsatz zur Vorderwand und/oder Rückwand abgeschrägt oder abgestuft ausgebildet ist. Durch eine derartige Abschrägung beziehungsweise Abstufung ist es möglich, den Energiefluss innerhalb des Crashboxeinsatzes gezielt zu steuern, sodass eine gezieltere Ableitung der im Crashfall eingebrachten Energie in die Fahrzeuglängsträger gewährleistet ist. Dabei kann es zum einen vorgesehen sein, dass der Crashboxeinsatz von der oberen beziehungsweise unteren Verbindungswand des Querträgers abgeschrägt beziehungsweise abgestuft ausgebildet ist. Andererseits ist es aber auch möglich, dass die zwischen der oberen und unteren Verbindungswand des Querträgers angeordnete Wand des Crashboxeinsatzes entsprechend abgeschrägt oder abgestuft ausgebildet ist. Auch ist es möglich, dass auch Kombinationen der unterschiedlichen Abschrägungen beziehungsweise Abstufungen für den Crashboxeinsatz realisiert werden. All diese Abschrägungen beziehungsweise Abstufungen ermöglichen eine sehr gezielte Ableitung der im Crashfall eingebrachten Energie über den Crashboxeinsatz in die Fahrzeuglängsträger.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des zuvor beschrieben Querträgers. Nach dem Bereitstellen eines Querträgers mit einer Hohlkammer mit geschlossenem Querschnitt wird von dessen offenen Stirnseiten je ein Innenwerkzeug eingeführt und der Endbereich Anbindungsbereich derart unter Streckung der Verbindungswände aufgeweitet, dass die Vorderwand von der Rückwand weiter beabstandet ist als im Mittelbereich des Querträgers. Das bereitgestellte Hohlprofil ist dabei relativ schmal (in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet) und kann dabei in den Verbindungswänden im Querschnitt eine Wölbung aufweisen.
Alternativ ist das bereitgestellte Hohlprofil relativ breit und wird im Mittelbereich derart pressformtechnisch verformt, wobei der Abstand zwischen Vorderwand und Rückwand reduziert wird und die Verbindungswände im Querschnitt eine Wölbung erhalten, während der Querschnitt in den Anbindungsbereichen beziehungsweise Endbereichen erhalten bleibt. Das Verformen von Mittelbereich oder Anbindungsbereich beziehungsweise Endbereich erfolgt bei Extrusionsprofilen bevorzugt nach vorheriger Lösungsglühen im kalten (20 bis 100°C) oder halbwarmen (120 bis 240°C) Zustand.
Anschließend werden die Crashboxeinsätze eingeschoben und beispielsweise über Fixierungen befestigt oder eingepresst oder verklebt.
Vorzugsweise werden die Crashboxeinsatz (links und rechts) aus ein und demselben Strangpressprofil als Gleichteil hergestellt.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich, oder in einer beliebigen sinnvollen Kombination, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:

1: eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Querträgers von vorne,
2: eine perspektivische Darstellung des Querträgers der 1 in einer Ansicht von hinten,
3: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Crashbox für den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Querträger gemäß den 1 und 2,
4: eine Querschnittsdarstellung des Querträgers der 1 und 2 im Bereich eines Endabschnitts,
5: der Querträger gemäß 4 mit eingesetztem Crashboxeinsatz,
6: der Querträger der 2 im Bereich des Endbereichs in einer halbtransparenten perspektivischen Darstellung,
7: eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Querträgers in einer Querschnittdarstellung in einem Anbindungsbereich,
8: eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Querträgers von oben und
9: eine Ansicht des Querträgers der 8 von vorne.

In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Querträgers 1 für ein Stoßfängersystem eines Kraftfahrzeugs in einer perspektivischen Darstellung und Ansicht von vorne gezeigt. Der Querträger 1 weist dabei eine Vorderwand 2, eine Rückwand 3 und diese verbindende Verbindungswände 4 und 5 auf. Durch die Rückwand 2, die Vorderwand 3 sowie die Verbindungswände 4 und 5 ist eine Hohlkammer 6 des Querträgers 1 gebildet. Während die Vorderwand 2 über ihre gesamte Längsausdehnung entlang einer Längsachse 16 im Wesentlichen eben ausgebildet sind, trifft dies für die Verbindungswände 4 und 5 nicht zu. In den Endbereichen 9 und 10 des Querträgers 1 sind die Verbindungswände 4 und 5 leicht nach innen in Richtung der Hohlkammer 6 gewölbt, während sie in einem Mittelbereich sehr stark nach innen zur Hohlkammer hin gewölbt beziehungsweise schon aufgefaltet sind. In den Bereichen zwischen den Endbereichen 9 und 10 und dem Mittelbereich 11 wird die Wölbung der Verbindungswände 5 in Richtung zum Mittelbereich 11 immer tiefer. Die Rückwand 3 wiederum ist in den Endbereichen 8 und 9 sowie im Mittelbereich 11 im Wesentlichen eben und im Übergang von den Endbereichen 8 und 9 zum Mittelbereich 11 in Richtung Vorderwand geneigt ausgebildet. Die Wölbung der Verbindungswände 4 und 5 in den Endbereichen 9 und 10 dient der besseren Deformationsinitiierung und Abstimmung mit dem Crashboxeinsatz 12.
In der Vorderwand 2 und der Rückwand 3 ist eine Öffnung 26 eingebracht, durch welche eine Abschleppvorrichtung hindurchgeführt werden kann und mit einem Fahrzeuglängsträger beziehungsweise dem Crashboxeinsatz 12 verbunden werden kann.
Entsprechend der Tiefe der Wölbung beziehungsweise Faltung der Verbindungswände 4 und 5 des Querträgers 1 minimiert sich auch der Abstand zwischen der Vorderwand 2 und der Rückwand 3 des Querträgers 1 von seinen Endbereichen 9 und 10 zu dem Mittelbereich 11.
Wie insbesondere der 2, welche eine perspektivische Ansicht des Querträgers 1 von hinten zeigt, zu entnehmen ist, befinden sich in den Endbereichen 9 und 10 auch Anbindungsbereiche 7 und 8, in welchen der Querträger 1 mit Fahrzeuglängsträgern eines Kraftfahrzeuges verbunden werden kann. Dazu sind in der Rückwand 3 des Querträgers 1 Schrauböffnungen 17 und 18 in den Anbindungsbereichen 7 und 8 vorgesehen.
Ferner ist in den Endbereichen 9 und 10 jeweils auch ein Anschlag 19 mit einer Fixierung 20 für Crashboxeinsätze 12 vorgesehen, welche in den Endbereichen 9 und 10 des Querträgers 1 in die dortige Hohlkammer 6 anordenbar sind.
Eine perspektivische Darstellung eines Crashboxeinsatzes 12, welcher für einen Querträger 1 gemäß den 1 und 2 vorgesehen ist, zeigt 3 in einer perspektivischen Darstellung. Der dortige Crashboxeinsatz 12 ist als extrudiertes Zweikammerhohlprofil ausgebildet und weist eine obere Wand 21 und eine untere Wand 22 sowie weitere die obere Wand 21 und untere Wand 22 verbindende Wände 23 und 24 auf. Ferner ist eine die obere Wand 21 und untere Wand 22 verbindende Zwischenwand 25 vorgesehen, sodass durch die Wände 21 bis 25 der Crashboxeinsatz 12 zwei Hohlkammern 13 und 14 aufweist. Die obere Wand 21 verläuft dabei parallel zur unteren Wand 22, während die Wände 23, 25 und 25, die ebenfalls parallel zueinander verlaufen, darauf senkrecht stehen. Die Hohlkammern erstrecken sich genauso wie die Längsausdehnung des Crashboxeinsatzes 12 entlang einer Längsachse 15.
In der 4 ist nunmehr eine Querschnittdarstellung des Querträgers der 1 und 2 in einem der Endbereiche 9 beziehungsweise 10 dargestellt, wobei innerhalb dieses Endbereiches 9 oder 10 in den Querträger 1 noch keine Crashbox 12 eingesetzt ist. Deutlich zu erkennen ist hierbei, dass die Vorderwand 2 und die Rückwand 3 des Querträgers 1 im Wesentlichen parallel verlaufen, während die Verbindungswände 4 und 5 eine Wölbung ins Innere der Hohlkammer 6 des Querträgers 1 aufweisen.
In der Querschnittsdarstellung der 5, welche wiederum den Querträger 1 entsprechend der 4 zeigt, ist nunmehr ein Crashboxeinsatz 12 eingesetzt. Der Crashboxeinsatz 12 schließt dabei in seiner Längserstreckung entlang der Längsachse 15 bündig mit der Rückwand 3 und der Vorderwand 2 des Querträgers 1 ab. Deutlich zu erkennen ist das daran, dass sowohl die obere Wand 21 als auch die untere Wand 22 des Crashboxeinsatzes 12 sich über ihre gesamte Längsausdehnung entlang der Längsachse 15 von der Vorderwand 2 bis zur Rückwand 3 des Querträgers 1 erstrecken. Die Verbindungswände 4 und 5 des Querträgers 1 sind dabei leicht gewölbt und berühren die obere Wand 21 beziehungsweise die untere Wand 22 des Crashboxeinsatzes 12 gerade nicht. Alternativ kann eine Fixierung durch direkten Kontakt zwischen Verbindungswänden 4 und 5 und dem Crashboxeinsatz 12 vorteilhaft sein, beispielsweise durch verpressen.
In der perspektivischen, halbtransparenten Darstellung des Querträgers 1 in seinem Endbereich 10 gemäß 6 ist nunmehr ein Crashboxeinsatz 12 in die Hohlkammer 6 in den Endbereich 10 des Querträgers 1 eingesetzt. Die Positionierung der Crashbox 12 erfolgt dabei mittels eines Anschlages 19, der an der Rückwand 3 des Querträgers 1 im Inneren der Hohlkammer 6 angeordnet ist. An diesem Anschlag 19 ist auch eine Fixierung 20 vorgesehen, mittels derer eine sichere Fixierung der Crashbox 12 in der Hohlkammer 6 im Endbereich 10 des Querträgers 1 erfolgt. Der Anschlag 19 beziehungsweise die Fixierung 20 der Rückwand 3 des Querträgers 1 sind dabei an der seitlichen Wand 23 angeordnet, welche zum Mittelbereich 11 des Querträgers 1 hinweist.
Deutlich zu erkennen sind auch die Wölbungen der die Rückwand 3 und Vorderwand 2 des Querträgers 1 verbindenden Verbindungswände 4 und 5. In dem Endbereich 10 des Querträgers 1 ist zudem ein Anbindungsbereich 8 zur Verbindung des Querträgers 12 mit einem Längsträger eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Dazu sind in der Rückwand 3 des Querträgers 1 Schrauböffnungen 17 und 18 angeordnet, durch welche Schrauben hindurchgeführt werden können, mit welchen der Querträger 1 mit einem Fahrzeuglängsträger verbindbar ist.
In der Darstellung der 6 ist nunmehr auch der in der Hohlkammer 6 des Querträgers 1 in dessen Endbereich 10 im Bereich des Anbindungsbereiches 8 angeordnete Crashboxeinsatz 12 zu erkennen. Dieser besteht, wie bereits zu 3 ausgeführt, aus den Wänden 21 bis 25, wodurch der Crashboxeinsatz 12 mit zwei Hohlkammern 13 und 14 ausgebildet ist. Die Anordnung des Crashboxeinsatzes 12 erfolgt dabei derart, dass eine weitere Öffnung 26 für eine Abschleppvorrichtung im Bereich der größeren Hohlkammer 13 des Crashboxeinsatzes 12 angeordnet ist. Durch diese Öffnung 26, die sowohl in der Vorderwand 2 als auch in der Rückwand 3 vorgesehen ist, kann eine hier nicht dargestellte Abschleppeinrichtung hindurchgeführt und mit einem Fahrzeuglängsträger beziehungsweise dem Crashboxeinsatz 12 verbunden werden, beispielsweise mittels eines Außengewindes der Abschleppvorrichtung, die mit einem Innengewinde innerhalb des Fahrzeuglängsträgers beziehungsweise des Crashboxeinsatzes 12 zusammenwirkt.
Die Längsausdehnung der Crashbox 12 erstreckt sich dabei entlang ihrer Längsachse 15, welche quer, insbesondere senkrecht zur sich entlang der Längsachse 16 des Querträgers 1 erstreckenden Längsausdehnung des Querträgers 1 verläuft.
In der 7 ist eine Detailansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Querträgers 1 in einer Querschnittdarstellung in einem Anbindungsbereich 7 bzw. 8 dargestellt. Der dortige Querträger 1 ist als extrudiertes Hohlkammerprofil mit einer Hohlkammer 6 ausgebildet und weist eine Vorderwand 2 und eine Rückwand 3 auf, welche mit einer hier nicht dargestellten oberen und unteren Verbindungswand verbunden sind. Innerhalb der Hohlkammer 6 ist ein Crashboxeinsatz 12 angeordnet. Der Crashboxeinsatz 12 ist dabei als Zweikammerhohlprofil mit einer ersten Hohlkammer 13 und einer zweiten Hohlkammer 14 ausgebildet. Die erste Hohlkammer 13 wird dabei in Längsrichtung des Fahrzeugquerträgers 1 durch eine erste Wand 23 und eine Zwischenwand 25 begrenzt, während die zweite Hohlkammer 14 des Crashboxeinsatzes 12 durch die Zwischenwand 25 und eine zweite Wand 24 begrenzt wird. Die Hohlkammer 13 erstreckt sich dabei von der Rückwand 3 bis zur Vorderwand 2 des Querträgers 1, was insbesondere dadurch ersichtlich ist, dass sich sowohl die erste Wand 23 als auch die Zwischenwand 25 von der Rückwand 3 bis zur Vorderwand 2 des Querträgers 1 erstreckt. Im Gegensatz dazu erstreckt sich die zweite Hohlkammer 14 des Crashboxeinsatzes 12 nicht vollständig von der Rückwand 3 bis zur Vorderwand 2 des Querträgers 1, was insbesondere dadurch ersichtlich ist, dass sich hier nur die Zwischenwand 25 von der Rückwand 3 des Querträgers 1 bis zu dessen Vorderwand 2 erstreckt, während die zweite Wand 24 nur mit der Rückwand 3 des Querträgers 1 bündig abschließt und nicht bis zur Vorderwand 2 des Querträgers 1 geführt ist. Vielmehr ist die Hohlkammer 14 des Crashboxeinsatzes 12 in Richtung der Vorderwand 2 des Querträgers 1 derart offen ausgebildet, dass von der zweiten Wand 24 eine Abschrägung 29 zur Vorderwand 2 des Querträgers 1 verläuft.
Ferner ist in der Darstellung der 7 auch der Stop 19 für den Crashboxeinsatz 12 innerhalb der Hohlkammer 6 des Querträgers 1 dargestellt. Durch diesen Stop 19 kann der Crashboxeinsatz 12 exakt in der Hohlkammer 6 des Querträgers 1 wie geplant positioniert werden. Damit der Crashboxeinsatz 12 im Crashfall nicht verschoben wird, ist im Bereich des Stops 19 auch eine Fixierung 20 des Crashboxeinsatzes 12 vorgesehen. Dies kann beispielsweise mittels eines fügetechnischen Verbindens des Stops 19 mit dem Crashboxeinsatz 12 erfolgen.
Die 8 zeigt nunmehr eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Querträgers 1 von oben. In dieser Darstellung ist besonders gut ersichtlich, dass der Querträger 1 mit seiner Rückwand 3 direkt an Fahrzeuglängsträgern 27 befestigt wird. Die Befestigung des Querträgers 1 an den Fahrzeuglängsträgern 27 erfolgt dabei in den Anbindungsbereichen 7, 8 beziehungsweise den Endbereichen 9, 10 des Querträgers 1. Auch deutlich zu erkennen ist hierbei, dass in einer Hohlkammer 6 des Querträgers 1 zwischen einer Vorderwand 2 und der Rückwand 3 des Querträgers 1 in Verlängerung zu den Fahrzeuglängsträgern Crashboxeinsätze 12 angeordnet sind. Besonders gut wird hierbei deutlich, dass der Querträger 1 mit den Crashboxen 12 vorgefertigt und zur Endmontage an die Fahrzeuglängsträger 27 bereitgestellt werden kann. Auf separate Crashboxen, welche zwischen Querträgern 1 und den Fahrzeuglängsträgern 27 angeordnet sind, kann daher erfindungsgemäß verzichtet werden.
In der 9 ist der Querträger 1 der 8 in einer Ansicht von vorne dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel des Querträgers 1 sind dabei in den Anbindungsbereichen 7, 8 bzw. den Endbereichen 9, 10 und dem Mittelbereich 11 des Querträgers 1 Verlängerungen 28 an der Vorderwand 2 des Querträgers 1 angeordnet. Die innerhalb der Hohlkammer 6 des Querträgers 1 angeordneten Crashboxeinsätzen 12 in den Anbindungsbereichen 7, 8 beziehungsweise Endbereichen 9, 10 des Querträgers 1 sind hierbei gestrichelt angedeutet. Die Verlängerungen 28 der Vorderwand 12 sind dabei über die untere Verbindungswand 5 hinausgezogen, während die obere Verbindungswand 4 im Bereich der Vorderwand 2 eben ausgebildet ist. Verfahrenstechnisch werden die Verlängerungen 28 derart hergestellt, dass eine Verlängerung der Vorderwand 2 beim Extrudieren des Querträgers 1 über dessen gesamte Längserstreckung verläuft und nachfolgend diese Verlängerung entsprechend ausgeschnitten wird, sodass die partiellen Verlängerungen 28 der Vorderwand 2 entstehen.
Bezugszeichenliste

1: Querträger
2: Vorderwand
3: Rückwand
4: Verbindungswand
5: Verbindungswand
6: Hohlkammer
7: Anbindungsbereich
8: Anbindungsbereich
9: Endbereich
10: Endbereich
11: Mittelbereich
12: Crashboxeinsatz
13: Hohlkammer
14: Hohlkammer
15: Längsachse
16: Längsachse
17: Schrauböffnung
18: Schrauböffnung
19: Anschlag
20: Fixierung
21: Wand
22: Wand
23: Wand
24: Wand
25: Zwischenwand
26: Öffnung
27: Fahrzeuglängsträger
28: Verlängerung
29: Abschrägung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102020114662 [0002]

Claims

Querträger (1) für ein Stoßfängersystem eines Kraftfahrzeugs mit einer Vorderwand (2) und einer Rückwand (3), die mittels wenigstens zwei Verbindungswänden (4, 5) miteinander verbunden sind, wobei die Wände (2, 3, 4, 5) wenigstens eine sich zumindest in Endbereichen (9,10) des Querträgers (1) in dessen Längsausdehnung erstreckende Hohlkammer (6) mit geschlossenem Querschnitt ausbilden, wobei der Querträgers (1) in seinen Endbereichen (9, 10) zwei Anbindungsbereiche (7, 8) zur Anbindung an Fahrzeuglängsträgern aufweist, wobei zwischen den zwei Anbindungsbereichen (7, 8) ein Mittelbereich (11) des Querträgers (1) angeordnet ist und wobei der Abstand zwischen Vorderwand (2) und Rückwand (3) in den Anbindungsbereichen (7, 8) größer ist als in dem Mittelbereich (11), dadurch gekennzeichnet, dass in der wenigstens einen Hohlkammer (6) des Querträgers (1) in dessen End- beziehungsweise Anbindungsbereichen (7, 8) jeweils ein Crashboxeinsatz (12) fixiert angeordnet ist.
Querträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückwand (3) des Querträgers (1) Schrauböffnungen (17, 18) zum direkten Verschrauben des Querträgers (1) an Fahrzeuglängsträgern angeordnet sind.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er als extrudiertes Hohlprofil, bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung, ausgebildet ist.
Querträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er als Einkammerhohlprofil, bevorzugt mit in gesamter Längserstreckung des Querträgers (1) geschlossener Hohlkammer (6), ausgebildet ist.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Vorderwand (2) und Rückwand (3) in den Anbindungsbereichen (7, 8) mindestens 40mm und bevorzugt mindesten 1,2-fache besonders bevorzugt das Zweifache des Abstandes zwischen Vorderwand (2) und Rückwand (3) im Mittelbereich (11) beträgt.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Crashboxeinsatz (12) als extrudiertes Hohlkammerprofil, bevorzugt mit wenigstens zwei Hohlkammern (13, 14) ausgebildet ist.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse (15) des Crashboxeinsatz (12) quer zu einer Längsachse (16) des Querträgers (1) verläuft.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelbereich (11) durch einen mittig angeordnet Einsatz verstärkt ist, der sich bevorzugt über eine Gesamtlänge von 10% bis 40% der Gesamtlänge des Mittelbereichs (11) erstreckt.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er im Querschnitt wenigstens längenabschnittsweise mit einem Flansch zur Verlängerung quer zur Längsrichtung des Querträgers (1) beziehungsweise Erhöhung der Vorderwand (2) in Fahrzeughochrichtung (Z) versehen ist.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (19) für den Crashboxeinsatz (12) vorgesehen ist.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierung (20) für den Crashboxeinsatz (12) vorgesehen ist.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Crashboxeinsatz (1) über seinen gesamten Querschnitt bündig mit der Vorderwand (2) und der Rückwand (3) des Querträgers (1) abschließt.
Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Crashboxeinsatz (1) zur Vorderwand (2) und/oder Rückwand (3) abgeschrägt oder abgestuft ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche.