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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stoßfängeranordnung
für ein Fahrzeug, wobei die Stoßfängeranordnung
Teile umfasst, welche gestaltet sind, um Kollisionsenergie und Kräfte
im Fall einer Kollision zu absorbieren zu können, und insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Stoßfängeranordnung
mit einer integrierten Crashbox.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur
Herstellung der Stoßfängeranordnung.
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Eine
Standardstoßfängeranordnung ist typischerweise
an der Vorderseite und am Heck eines Fahrzeugs befestigt. Die Stoßfängeranordnung
ist dazu bestimmt, die Kollisionsenergie und Kräfte im Fall
einer Kollision von vorne oder von hinten zu absorbieren, um dadurch
den Schaden an der Fahrzeugstruktur und an den Passagieren zu minimieren oder
zu begrenzen. Die Stoßfängeranordnung umfasst
typischerweise einen Querträger, welcher über sogenannte
Crashboxen an den longitudinalen Halteträgern des Fahrzeugrahmens
angebracht ist. Der Querträger ist ausgestattet zum ”Transfer” der
Energie und Kräfte, wenn diese im Fall einer Kollision
erzeugt werden, an die Crashboxen, wobei die Crashboxen die Kollisionsenergie
und Kräfte in Verformungsarbeit umwandeln. Die Stoßfängeranordnung ist
typischerweise so hergestellt, dass die Crashboxen im Mittelabschnitt
der Halteträger angeordnet sind, so dass die Kollisionsenergie
und Kräfte durch den Querträger auf die Crashboxen
mit der geringstmöglichen Biegung und schließlich
auf die Halteträger des Fahrzeugrahmens übertragen
werden.
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In
ihrer einfachsten Bauart können die Querträger
in so einer Stoßfängeranordnung ein quadratisches
oder rechteckiges Profil aufweisen, aber sie können auch
ein komplexeres Profil aufweisen. Sie können darüber
hinaus aus vielen Materialien hergestellt werden, aber wegen Kosten-
und Gewichtsersparnis werden moderne Querträger aus einem Leichtbauwerkstoff
wie Aluminium hergestellt.
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Wie
die Querträger werden die Crashboxen aus einem Leichtbauwerkstoff
hergestellt und weisen oft eine quadratische oder kreisförmige
Gestalt auf. Sie werden außerdem mit Schwächungszonen
oder Bereichen ausgestattet, welche eine Verformung erleichtern,
und sind ferner in einer bestimmten Richtung gestaltet.
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Als
Beispiele des Stands der Technik beziehen wir uns auf SE 529.105
und
US 2005/0206177 , bei
denen eine Stoßfängeranordnung einen transversalen
Träger und eine oder mehrere Crashboxen umfasst. In diesen
Veröffentlichungen ist angegeben, dass der transversale
Träger und die Crashboxen als separate Einheiten hergestellt
werden, woraufhin die verschiedenen Einheiten durch Schweißen,
Bolzenverbindung, etc. zusammengebaut werden, um die Stoßfängeranordnung
zu bilden. Dies ist jedoch ein zeitaufwendiger und umfangreicher
Herstellungsprozess, wobei ferner strenge Anforderungen an das Verbinden
der verschiedenen Einheiten (Schweißen, Toleranz, etc.)
gestellt werden.
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Ein
Ziel gemäß der vorliegenden Erfindung ist es,
eine Stoßfängeranordnung bereitzustellen, bei der
die Crashboxen ein integrierter Bestandteil der eigentlichen Stoßfängeranordnung
sind.
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Ein
zweites Ziel gemäß der vorliegenden Erfindung
ist es, eine vereinfachte Herstellung einer Stoßfängeranordnung
bereitzustellen.
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Diese
Ziele werden erreicht mit einer Stoßfängeranordnung
und einem Verfahren zur Herstellung der Stoßfängeranordnung
gemäß den folgenden unabhängigen Ansprüchen,
wobei weitere Merkmale aus den abhängigen Ansprüchen
deutlich werden.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird eine Stoßfängeranordnung
für ein Fahrzeug bereitgestellt, welche gestaltet ist,
um Kollisionsenergie und Kräfte im Fall einer Kollision
zu absorbieren, wobei die Stoßfängeranordnung
ein längliches Mehrkammerprofilteil umfasst. Das längliche
Mehrkammerprofilteil kann aus verschiedenen Materialien hergestellt
sein, wird aber am vorteilhaftesten aus Aluminium hergestellt, da
die Verwendung von Aluminium die Herstellung und das Bearbeiten
des Profilteils vereinfacht. Das Profilteil kann dann vorteilhaft
mittels eines Extrusionsprozesses hergestellt werden. In einer bevorzugten
Ausführung ist das Profilteil außerdem geschlossen,
wobei es aus einer Vorder- und Rückfläche zusammen
mit zwei Seitenflächen besteht. Die Rückfläche
weist darüber hinaus Endkanten auf, welche sich auf einer
bestimmten Länge außerhalb der Seitenkanten erstrecken,
mit dem Ergebnis, dass die Endkanten der Rückfläche
einen Flansch im Profilteil bilden. Der innere Hohlraum des Profilteils
wird außerdem durch zumindest eine Trennwand abgeteilt, wobei
dadurch zwei separate Kammern im Profilteil gebildet werden, wobei
sich in einer bevorzugten Ausführung die Trennwand in den
Hohlraum hinein über die gesamte Länge des Profilteils
hinweg erstreckt. Durch Schneiden und Bearbeiten einer Kammer des
Profilteils wird eine Anzahl von integrierten Crashboxen im Profilteil
gebildet.
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Das
Profilteil kann ferner derart hergestellt werden, dass es nicht
komplett geschlossen ist, wodurch ein Profilteil dieser Art beispielsweise
ohne Rückfläche (Wand) hergestellt werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausführung werden sich die Trennwand
oder die Trennwände, welche den inneren Hohlraum im geschlossenen
Profilteil abteilen, über die gesamte Länge des
Profilteils hinweg erstrecken, aber es sollte auch verstanden werden,
dass die Trennwand oder die Trennwände nur über
einen Teil oder Teile der Länge vorgesehen sein können.
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In
einer bevorzugten Ausführung wird das längliche
Mehrkammerprofilteil mit einer konstanten oder identischen Wanddicke über
seine gesamte Länge hergestellt, aber es sollte verstanden
werden, dass das Profilteil auch mit einer unterschiedlichen Wandstärke
in bestimmten Bereichen und über Teile seiner Länge
hinweg hergestellt werden kann. Beispielsweise kann die Kammer im
Profilteil, welches zur Herstellung der Crashboxen verwendet wird,
eine geringere Wandstärke aufweisen, so dass eine Verformung
der Crashboxen im Fall einer Kollision erleichtert ist.
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In
einer bevorzugten Ausführung können die Crashboxen
ferner mit Verformungszonen ausgestattet sein.
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In
einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung
ist die Stoßfängeranordnung im Wesentlichen symmetrisch
zu einer sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckenden
Mittelebene vorgesehen.
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In
einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung
umfasst die Stoßfängeranordnung ein geschlossenes,
längliches und rechteckiges Profilteil, wobei das Profilteil
weiterhin mit zwei Kammern ausgestattet ist. Die Kammern weisen
verschiedene Querschnittsflächen auf. In einer Kammer,
beispielsweise in der durch die Seitenflächen, die Trennwand und
die Rückfläche begrenzten Kammer, werden ein oder
mehrere Bereiche während des Herstellungsprozesses der
Stoßfängeranordnung ausgesägt oder ausgeschnitten.
Dies ergibt eine Kammer des Profilteils mit ausgeschnittenen Bereichen
in ihrer Längsrichtung, wobei die verbleibenden Bereiche
zur Herstellung zumindest einer Crashbox eingesetzt werden. Die
verbleibenden Bereiche in dieser Kammer werden dann weiterhin bearbeitet,
wobei mehr Schnitte in dem Bereich, an dem die Seitenflächen des
Profilteils und die Trennwand zusammentreffen, und in dem Bereich,
an dem die Seitenflächen und die Rückfläche
zusammentreffen, ausgesägt oder ausgeschnitten werden.
Dies wird auf jeder Seite in jedem der verbleibenden Bereiche in
einer der Kammern gemacht. Die ausgeschnittenen Flächen,
welche die Wände in einer Crashbox bilden werden, werden
dann mittels geeigneter Werkzeuge zueinander hin gefaltet, um eine
geschlossene Einheit zu bilden. Wenn sie zur Mitte des länglichen
Mehrkammerprofilteils hin gefaltet werden, werden die ausgeschnittenen
Flächen, wenn in Längsrichtung des Profilteils betrachtet,
geschweißt oder in einer anderen geeigneten Weise miteinander
verbunden, wodurch jeder verbleibende Bereich dann eine geschlossene Crashbox
bildet.
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Die
Länge der ausgeschnittenen Flächen wird so sein,
dass die ausgeschnittenen Flächen, wenn sie zueinander
hin gefaltet werden, aneinander anliegen oder sich auch einander
beispielsweise um zwei-drei Millimeter überlappen.
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In
einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird eine Kammer
des Profilteils bis zur Trennwand des Profilteils ausgeschnitten.
Es können jedoch auch Schnitte gemacht werden, welche sich
nur um eine bestimmte Länge in eine Kammer hin erstrecken,
wobei es angemessen sein kann, solche Schnitte nahe einer Crashbox
zu machen. Dies oder diese Flächen/Bereiche können
dann zur Crashbox hin ”gefaltet” werden, um Verstärkungsmittel
in der Crashbox oder im Stoßfänger zu bilden,
wobei beispielsweise ein Abschlepphaken an den Verstärkungsmitteln
angebracht werden kann.
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Um
die Stoßfängeranordnung am Rahmen des Fahrzeugs
anbringen zu können, wird vorteilhafterweise eine Anzahl
von Durchgangslöchern im Flansch der Crashbox vorgesehen,
welcher aus der Rückfläche im Profilteil gebildet
wird. Mittels Bolzen und des Durchgangslochs kann die Stoßfängeranordnung
dann am Rahmen des Fahrzeugs befestigt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführung wird ferner ein Mittelloch
durch die Rückfläche in jeder Crashbox vorgesehen,
wobei dieses Loch ungefähr die gleiche Querschnittsfläche
wie die innere Querschnittsfläche einer geschlossenen Crashbox
aufweisen wird, wobei dadurch ermöglicht wird, dass ein
Werkzeug, beispielsweise ein Dorn, in die Crashbox hinein durch dieses
Loch gedrückt wird. Dies wird vorteilhaft im einfacheren
Sichern des Profilteils während des Bearbeitens, während
der Herstellung der Crashbox (Falten von ausgeschnittenen Flächen)
sowie in Fällen sein, in denen das Profilteil gebogen werden muss.
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Die
Erfindung wird jetzt durch nicht begrenzende Ausführungen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt, wobei:
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1 ein
zur Herstellung einer Stoßfängeranordnung eingesetztes
Profilteil gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
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2 das
teilweise ausgeschnittene und ausgesägte Profilteil veranschaulicht,
wobei zwei unvollendete Crashboxen dargestellt sind,
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3 Details
in der Herstellung in der Crashboxen veranschaulicht und
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4 die
vollendete Stoßfängeranordnung veranschaulicht.
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1 veranschaulicht
eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung,
wobei ein längliches Profilteil 1 bei der Herstellung
der Stoßfängeranordnung eingesetzt wird. Das längliche
Profilteil 1 setzt sich aus einer Stirnfläche 2,
zwei Seitenflächen 3 und einer Rückfläche 4 zusammen,
wobei Flächen 1–4 zusammen das
rechteckige, geschlossene Profilteil 1 bilden. Die Rückfläche 4 weist
Endflächen 6 auf, welche sich um einen Abstand
aus den Seitenflächen 3 heraus erstrecken, mit
dem Ergebnis, dass diese Endflächen 6 einen Flansch
im Profilteil 1 bilden.
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Innen
im länglichen und geschlossenen Profilteil 1 ist
eine Trennwand 5 vorgesehen, wobei die Trennwand sich in
der Längsrichtung des ganzen Profilteil 1 erstreckt.
Die Trennwand 5 teilt außerdem das längliche
Profilteil 1 in zwei Kammern, wobei diese verschiedene
Querschnittsflächen aufweisen.
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Im
veranschaulichten Profilteil 1 sind die Flächen 1–4 und
die Trennwand 5 mit der gleichen Wanddicke ausgestattet.
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Das
Profilteil 1 ist aus Aluminium hergestellt.
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In 2 ist
ein Bereich des länglichen Profilteils 1 ausgesägt
oder ausgeschnitten, in dem Teil des Profilteils 1, welcher
durch die Seitenflächen 3, die Trennwand 5 und
die Rückfläche 4 begrenzt ist, wobei
dadurch zwei Paare von verbleibenden ”Beinen” 7 im
länglichen Profilteil 1 gebildet werden. Nach
weiterem Bearbeiten bilden diese zwei Paare von ”Beinen” Stoßfängeranordnungs-Crashboxen.
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Um
die zwei Paare von ”Beinen” 7 bereitzustellen,
wobei die ”Beine” 7 die Crashboxen bilden sollen,
wird das Ausschneiden oder Aussägen durch Sägen
mehrerer Schnitte in das Profilteil 1 senkrecht zur Längsrichtung
des Profilteils 1 ausgeführt, wobei sich diese
Schnitte bis zur Trennwand 5 erstrecken, woraufhin das
Sägen entlang der Trennwand 5 in der Längsrichtung
des Profilteils 1 durchgeführt wird. Dieser Prozess
wird wiederholt, bis die gewünschte Anzahl von ”Beinen” 7 erhalten
ist.
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Welches
Werkzeug verwendet werden soll, um die gewünschte Säge-
oder Schneidarbeit durchzuführen, wird einem Fachmann gut
bekannt sein und wird folglich hier nicht weiter diskutiert.
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Um
der Einfachheit Willen wird in 3 nur ein
Paar von ”Beinen” 7 dargestellt, es ist
aber zu verstehen, dass die an diesem einen Paar von ”Beinen” 7 durchgeführte
Arbeit auch an allen Paaren von ”Beinen” 7,
welche im Profilteil 1 gebildet werden, ausgeführt
wird.
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In 3 ist
dargestellt, dass ein Abschnitt der Seitenfläche 3 in
das Paar von ”Beinen” 7 teilweise nach
innen zur Mitte des Profilteils 1 hin gebogen ist, wobei
mehrere Schnitte 8 in den durch die Seitenflächen 3 und
die Trennwand 5 begrenzten Bereich und in den durch die
Seitenflächen 3 und die Rückfläche 4 begrenzten
Bereich im Profilteil 1 gesägt oder geschnitten
sind. Die Schnitte sind an jedem Ende der Seitenflächen 3 der ”Beine” 7 und
nur für eine bestimmte Länge in Längsrichtung
des Profilteils 1 geschnitten, mit dem Ergebnis, dass die
ausgeschnittenen Flächen aneinander anliegen oder sich
auch einander um einige Millimeter überlappen, wenn die ausgeschnittenen
Flächen im Paar von ”Beinen” 7 zur
Mitte des Profilteils 1 hin gebogen werden (d. h. die ausgeschnittenen
Flächen im Wesentlichen 90° bezüglich
der Längsrichtung des Profilteils 1 gebogen werden).
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Das
Biegen der ausgeschnittenen Flächen im Paar von ”Beinen” 7 wird
an jedem Ende der ”Beine” 7 ausgeführt,
wobei dadurch ein geschlossenes Profil gebildet wird, welches durch
die Seitenflächen 3, die Trennwand 5 und
die Rückfläche 4 begrenzt wird.
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In 4 ist
die vollendete Stoßfängeranordnung veranschaulicht,
wobei die ausgeschnitten und gefalteten Flächen in jeder
Crashbox zusammen an ihren überlappenden oder anliegenden
Abschnitten geschweißt sind.
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Wie
aus der Figur ersichtlich ist, werden in der Rückfläche 4 im
Profilteil 1, an dem die Fläche 4 eine
Befestigungsplatte an den Rahmen des Fahrzeugs bildet, eine Anzahl
von Löchern 9 vorgesehen, welche verwendet werden,
um die Stoßfängereinheit am Rahmen des Fahrzeugs
beispielsweise mittels Bolzen (nicht dargestellt) anzubringen.
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In
der Befestigungsplatte kann auch ein Loch vorgesehen sein (nicht
dargestellt), welches im Wesentlichen dem Innenquerschnitt der geschlossenen Crashbox
entspricht, wobei es dadurch einem Werkzeug ermöglicht
wird, beispielsweise einem Dorn, in den Hohlraum in der Crashbox
gedrückt zu werden. Das Werkzeug kann in Verbindung mit
der Herstellung des Stoßfängers beispielsweise
zum Sichern, Biegen des Profilteils 1 etc. verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde gerade durch eine nicht begrenzende
Ausführung erklärt. Ein Fachmann wird verstehen,
dass Änderung und Modifikationen in der Stoßfängeranordnung
innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie sie in dem angehängten Ansprüchen
definiert ist, gemacht werden können. Selbst wenn die Verwendung
eines Zweikammer-Aluminiumprofilteils beschrieben wird, sollte verstanden
werden, dass andere Materialien und verschiedene Profile auch verwendet
werden können. Das Verfahren kann weiterhin mehr Bearbeitungsschritte,
etc. umfassen.
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Zusammenfassung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stoßfängeranordnung
für ein Fahrzeug zusammen mit einem Verfahren zur Herstellung
derselben. Die Stoßfängeranordnung umfasst ein
längliches Mehrkammerprofilteil, welches gestaltet ist,
um Kollisionsenergie und Kräfte im Fall einer Kollision
zu absorbieren, wobei mittels Schneidens und Bearbeitens zumindest
eine der Kammern des Profilteils eine Anzahl integrierter Crashboxen
im Profilteil vorsieht, wobei die Crashboxen weiterhin mit Deformationsgebieten
ausgestattet sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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