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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Crashbox für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Kraftfahrzeug mit der Crashbox gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 9.
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In der
EP 1 742 818 B1 ist eine gattungsgemäße Crashbox für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem im Crashfall deformierbaren Crashboxteil beschrieben, welches im Crashfall durch die Deformation Energie aufnimmt. Die Crashbox umfasst dabei mindestens ein Schwächungswerkzeug, welches zur Einstellung der Energieaufnahmefähigkeit des Crashboxteiles die Gesamtstruktur des mindestens einen Crashboxteiles schwächt, wodurch die Steifigkeit des Crashboxteiles reduzierbar ist.
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Wie in der
DE 10 2011 083 372 A1 beschrieben, ist es im Kraftfahrzeugbau allgemein bekannt, an die vorderen Stirnenden von Motorlängsträgern jeweils eine Crashbox zu befestigen. An den vorderen Enden der Crashboxen ist ein vorderer Stoßfänger angebracht. Zur Befestigung einer Crashbox an einem solchen Fahrzeuglängsträger ist es bekannt, an den Stirnenden der Fahrzeuglängsträgern eine Stirnplatte anzuschweißen, die kragenförmig in Fahrzeughöhenrichtung und Fahrzeugquerrichtung von dem Fahrzeuglängsträger absteht. An diese Stirnplatte kann eine Crashbox angeschraubt werden.
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Stoßfängersysteme müssen dabei ein breites Spektrum an Anforderungsszenarien abdecken (z.B. Geschwindigkeit, Barriere, Trefferlage usw.). Der sog. Small Overlap Test führt zu lokal sehr hohen Lasten in einer Vorderwagenstruktur des Kraftfahrzeugs. Um die Kraft in diesem Lastfall großflächiger einzuleiten werden herkömmlich Bänder längs dem Querträger, d.h. sich in der Fahrzeugquerrichtung entlang des Querträgers erstreckende Bänder, verbaut. Diese Einbaulage hat sich als nicht robust wirksam erwiesen. Grund sind die großen Längentoleranzen der Bänder und die schwierige Fixierung der Bänder unter Last in dieser Einbaulage, d.h. ein etwaiges Verrutschen unter Last.
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Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, eine Vorrichtung anzugeben, welche geeignet ist, den Stand der Technik zu bereichern.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Danach wird die Aufgabe durch eine Crashbox für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Kraftfahrzeug umfasst einen sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Fahrzeuglängsträger, an dessen einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs abgewandten Seite ein hinteres Ende der Crashbox befestigbar ist, und einen sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckenden Querträger, an dessen der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite ein vorderes Ende der Crashbox befestigbar ist.
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Die Crashbox weist ein Seil auf, das sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung von einem vorderen zu einem hinteren Ende der Crashbox erstreckt, das mit dem hinteren Ende der Crashbox verbunden ist, und das mit dem Querträger verbindbar ist.
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Das Seil ist mit dem hinteren Ende der Crashbox über zumindest ein Federelement verbunden.
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Mit anderen Worten, es wird eine gattungsgemäße Crashboxbzw. Deformationsbox (kurz Defobox) für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um einen Personenkraftwagen, insbesondere ein Automobil, und/oder ein Nutzfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen, handeln. Dieses Kraftfahrzeug kann ein sog. Crashmanagementsystem in einer Vorderwagenstruktur aufweisen, das einen Querträger, eine oder mehrere Crashbox und ggf. weitere Anbauteile aufweist. Dieses Crashmanagementsystem weist für den sog. Low Speed Crash eine ausreichende Nachgiebigkeit auf, da die vorgeschlagene Crashbox durch Vorsehen des Seils als ausschließlich Zugkraft aufnehmendes Bauteil im Vergleich zu herkömmlichen Crashboxen nicht versteift ist. In den Lastfällen des sog. High Speed Crashs kann jedoch eine hohe Festigkeit erreicht werden, da durch die Verbindung der Crashbox über das Seil zu dem Querträger ein Abreißen derselbigen von dem Querträger vermieden werden kann. Diese beiden eigentlich im Zielkonflikt zueinander stehenden Anforderungen können daher mit der vorgeschlagenen Lösung erreicht werden, da eine Verstärkung der Verbindung zwischen Querträger und Deformationsbox über einfaches Anbringen einer zusätzliche Schraube zur direkten Verschraubung der Crashbox an dem Querträger, was die Erfüllung der Lastfälle des Low Speed Crashs gefährden könnte, umgangen werden kann. Zudem kann durch die vorgeschlagene Verbindung bzw. Befestigung durch das Seil beim sog. Small Overlap Crash ein herkömmlich teilweise auf der lastabgewandten Seite des Kraftfahrzeugs auftretendes Abreißen des Querträgers von der Crashbox verhindert werden. Damit kann eine etwaige durch das Abreißen der Verbindung bedingte Beschädigung einer an dieser Stelle montierten Kraftstoffleitung verhindert werden.
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Nachfolgend werden mögliche Weiterbildungen der oben beschrieben Crashbox im Detail erläutert.
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Das Seil kann, optional vollständig, innerhalb der Crashbox angeordnet sein. Mit anderen Worten, die Crashbox kann ein Gehäuse aufweisen, über welches die Crashbox an dem Längsträger und dem Querträger befestigbar, optional verschraubbar, ist. In diesem Gehäuse kann das Seil angeordnet sein, wobei sich das Seil entlang der Fahrzeuglängsrichtung von einem vorderen zu einem hinteren Ende des Gehäuses der Crashbox erstrecken kann und wobei das Seil mit dem hinteren Ende des Gehäuses der Crashbox verbunden sein kann.
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Die Integration des Seils in die Crashbox ermöglicht eine sichere Positionierung und Führung des Seils während eines Crashs. Die Integration in die Crashbox erfordert ferner keinen zusätzlichen Bauraum. Dadurch kann eine platzsparende bzw. kompakte Lösung bereitgestellt werden, sodass ein im Motorraum der Vorderwagenstruktur des Kraftfahrzeugs geringer verbleibendender Freiraum nicht weiter eingeschränkt wird. Zudem ermöglicht dies eine vergleichsweise einfache Montage des Bauteils Crashbox, da diese als ein einziges Bauteil angeliefert und montiert werden kann.
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Das Seil ist erfindungsgemäß mit dem hinteren Ende der Crashbox über zumindest ein Federelement verbunden.
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Das Federelement kann als federnder Clip ausgeführt sein, der an dem hinteren Ende der Crashbox angeordnet ist.
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Durch das Federelement kann eine Vorspannung des Seils erzeugt werden, deren Betrag bzw. Größe über eine Wahl einer Federkonstanten einstellbar bzw. festlegbar ist. Dadurch können Bauteiltoleranzen des Bandes ausgeglichen und die negative Wirkung von Seillosen vermieden werden.
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Das Federelement kann, optional vollständig, innerhalb der Crashbox angeordnet sein. Dies verstärkt den oben mit Bezug zur Integration des Seils in die Crashbox beschriebenen Effekt weiter.
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Mit anderen Worten, in dem oben beschriebenen Gehäuse der Crashbox kann das optional als federnder Clip ausgeführte Federelement, zusätzlich oder alternativ zum Seil, angeordnet sein, wobei das Federelement an dem hinteren Ende des Gehäuses der Crashbox befestigt sein kann.
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Das Seil kann über ein an dem vorderen Ende der Crashbox gehaltenes Verbindungselement mit dem Querträger verbindbar sein.
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Das Verbindungselement kann, optional vollständig, innerhalb der Crashbox angeordnet sein.
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Mit anderen Worten, in dem oben beschriebenen Gehäuse der Crashbox kann das Verbindungselement, zusätzlich oder alternativ zum Seil und/oder zum Federelement angeordnet sein, wobei das Verbindungselement an dem vorderen Ende des Gehäuses der Crashbox befestigt sein kann bzw. dort gehalten werden kann. Dies verstärkt den oben mit Bezug zur Integration des Seils in die Crashbox beschriebenen Effekt weiter.
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Das Verbindungselement kann ein Innengewinde aufweisen, sodass die Crashbox über eine Schraubverbindung am Querträger befestigbar ist.
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Die Crashbox kann ausgestaltet sein, um sich bei einer Kraft vorbestimmter Größe, die aus der Fahrzeuglängsrichtung von vorne auf die Crashbox einwirkt, in der Fahrzeuglängsrichtung durch Faltung zu deformieren.
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Bei dem Seil kann es sich um ein Stahlseil und/oder ein Kunststoffseil, optional ein Polyesterseil, handeln.
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Ferner wird ein Kraftfahrzeug mit der oben beschriebenen Crashbox, einem sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Fahrzeuglängsträger, an dessen einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs abgewandten Seite ein hinteres Ende der Crashbox befestigt ist, und einem sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckenden Querträger, an dessen der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite ein vorderes Ende der Crashbox befestigt ist, bereitgestellt. Die Crashbox weist ein Seil auf, das sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung von einem vorderen zu einem hinteren Ende der Crashbox erstreckt, das mit dem hinteren Ende der Crashbox verbunden ist, und das mit dem Querträger verbindbar ist.
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Das oben mit Bezug zur Crashbox beschriebene gilt analog auch für das Kraftfahrzeug und vice versa.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform mit Bezug zu 1 bis 4 beschrieben.
- 1 zeigt schematisch und perspektivisch ein Inneres bzw. ein Innenleben einer an einem Querträger angebrachten Crashbox für ein Kraftfahrzeug,
- 2 zeigt schematisch in einer Draufsicht die Crashbox aus 1 in Alleinstellung,
- 3 zeigt schematisch in einer Draufsicht die Crashbox aus 1 und 2, die an dem Querträger montiert ist,
- 4 zeigt schematisch und perspektivisch ein hinteres Ende der Crashbox aus 1 bis 3 in einem ersten bzw. initialen Zusammenbauzustand,
- 5 zeigt schematisch und perspektivisch ein hinteres Ende der Crashbox aus 1 bis 4 in einem zweiten Zusammenbauzustand, und
- 6 zeigt schematisch und perspektivisch ein hinteres Ende der Crashbox aus 1 bis 5 in einem dritten bzw. finalen Zusammenbauzustand.
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In den 1 bis 6 werden für dieselben Objekte dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei die nachfolgende Beschreibung mit Bezug zu allen 1 bis 6 erfolgt.
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In allen 1 bis 6 ist jeweils ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt. Das Koordinatensystem umfasst eine in (Kraft-) Fahrzeuglängsrichtung X verlaufende X-Achse, eine in (Kraft-) Fahrzeugbreitenrichtung Y verlaufende Y-Achse, und eine in (Kraft-) Fahrzeughöhenrichtung Z verlaufende Z-Achse. Dabei verläuft die X-Achse von einer Front zu einem Heck eines Kraftfahrzeugs 1, d.h. entgegen einer Hauptfahrrichtung des Kraftfahrzeugs 1.
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Wie sich insbesondre aus 1 ergibt, ist die Crashbox 2 des nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeugs 1 mit einem (nicht dargestellten) sich in Fahrzeuglängsrichtung X erstreckenden Fahrzeuglängsträger verbindbar, an dessen einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs 1 abgewandten Seite ein hinteres Ende 21 der Crashbox über zwei Schrauben befestigbar ist.
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Wie sich ferner insbesondre aus 1 ergibt, ist die Crashbox 2 mit einem sich in Fahrzeugbreitenrichtung Y erstreckenden Querträger 3 verbunden, an dessen der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs 1 zugewandten Seite ein vorderes Ende 22 der Crashbox 2 ebenfalls über zwei Schrauben 4 (in 1 nur eine davon dargestellt bzw. zu sehen) befestigt ist.
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Die Crashbox 2 weist ein vollständig innerhalb der Crashbox 2 angeordnetes Seil 5 auf, das sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung X von dem vorderen Ende 22 zu dem hinteren Ende 21 der Crashbox 2 erstreckt. Im vorliegenden Fall ist das Seil 5 als Kunststoffseil ausgeführt, wobei auch ein Stahlseil denkbar ist.
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Die Crashbox 2 ist trotz des Seils 5 wie herkömmliche Crashboxen ausgestaltet, um sich bei einer Kraft vorbestimmter Größe, die aus der Fahrzeuglängsrichtung X über den Querträger von vorne auf die Crashbox 2 einwirkt, in der Fahrzeuglängsrichtung X durch Faltung zu deformieren.
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Wie sich insbesondere aus den 2 und 3 ergibt, ist das Seil 5 mit dem hinteren Ende 21 der Crashbox 2 verbunden und wird über einen Anschlag 23 sowie ein zu dem Seil 5 verbundenes, ebenfalls innerhalb der Crashbox 2 angeordnetes Verbindungselement 7 am vorderen Ende 22 der Crashbox 2 gehalten. Weiterhin ist das Seil 5 am vorderen Ende 22 der Crashbox 2 über eine Schraube 6 mit dem Querträger 3 verbunden bzw. daran befestigt, wobei das Verbindungselement 7 dazu ein Innengewinde aufweist, in das die Schraube 6 eingreift.
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Dabei ist das Seil 5 mit dem hinteren Ende 21 der Crashbox 2 über zumindest ein Federelement 8 verbunden und somit in der Crashbox 2 vorgespannt, wobei das Federelement 8, wie sich insbesondere aus 6 ergibt, durch einen federnden Clip 81 realisiert ist. Durch den federnden Clip können Längentoleranzen entlang der Fahrzeuglängsrichtung X ausgeglichen werden sowie eine Toleranz (sog. Fügeluft) bei der Montage der Crashbox 2 an dem Querträger 3, wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist, sichergestellt werden.
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Beim Zusammenbau der Crashbox 2 wird ein hinteres Verbindungselement 9, das zu einem hinteren Ende des Seils 5 verbunden ist, zunächst durch ein Durchgangsloch 10 am hinteren Ende 21 der Crashbox 2 geführt (s. 4). Anschließend wird eine Klammer 82 seitlich eingeführt, um das Verbindungselement 9 und damit das Seil 5 am hinteren Ende 21 Crashbox 2 zu halten (s. 5). In einem finalen Schritt wird dann ebenfalls seitlich der federnde Clip 81 zwischen die Klammer 82 und das Verbindungselement 9 geschoben, sodass die Vorspannung erzeigt wird (s. 6).
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Zusammengefasst wird also eine Integration eines sog. Small Overlap Bandes (s. oben) in die Crashbox (in Fahrzeuglängsrichtung) vorgeschlagen, um im High Speed Crash die hohen Zugkräfte im System zu übertragen, sodass ein Abreißen des Querträger von der Crashbox vermieden wird. Das Small Overlap Band überträgt aber keine Druckkräfte und beeinflusst daher mit dieser Einbaulage die Eigenschaften beim Low Speed Crash nicht.
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Es wird also eine bauraumoptimale Integration eines Fangbandes zur Erfüllung von Small Overlap Anforderungen im Crash vorgeschlagen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Crashbox
- 21
- hinteres Ende der Crashbox
- 22
- vorderes Ende der Crashbox
- 23
- Anschlag zum Halten des Seils am vorderen Ende der Crashbox
- 3
- Querträger
- 4
- Schrauben zur Verbindung der Crashbox mit dem Querträger
- 5
- Seil
- 6
- Schraube zur Befestigung des Seils am Querträger
- 7
- vorderes Verbindungselement zur Befestigung des Seils am Querträger
- 8
- Federelement
- 81
- federnder Clip
- 82
- Klammer
- 9
- hinteres Verbindungselement zur Befestigung des Seils am hinteren Ende der Crashbox
- 10
- Durchgangsloch am hinteren Ende der Crashbox
- X
- Fahrzeuglängsrichtung
- Y
- Fahrzeugbreitenrichtung
- Z
- Fahrzeughöhenrichtung
