DE19545069A1 - Stoßstange mit Querträger in Halbschalenbauweise - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stoßstange mit einem Querträger, der aus zwei Halbschalen gefertigt ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Stoßstange ist bekannt aus der DE 35 10 590 A1. Der zugehörige Querträger weist eine vordere und eine hintere Halbschale auf, die in entspanntem Zustand vor ihrem Zusammen­ bau bei Berührung im Mittelbereich an ihren Enden einen Abstand zueinander aufweisen. Wenn die Enden zur Montage miteinander verbunden werden, verspannen sich die Halbschalen, was zu einer Versteifung der Stoßstange führen soll. Vielfältige unter­ schiedliche nationale Normen in den unterschiedlichen Staaten erfordern es, daß die Steifigkeit einer derartigen Stoßstange breit variiert werden kann. Bei der bekannten Stoßstange ist eine Veränderung der Steifigkeit immer mit einer Veränderung der vorderen und/oder der hinteren Halbschale sowie mit einer Formänderung des Querträgers verbunden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Stoßstange zu schaffen, die bei identischer äußerer Form breite Variationsmöglichkeiten bezüglich ihrer Steifigkeit bietet.

Diese Aufgabe wird gelöst in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Durch die Verwendung einer oberen und unteren Halbschale gemäß Anspruch 1 lassen sich - wie in Anspruch 2 beschrieben - horizontale Einlegebleche in den Zwischenraum der beiden Halbschalen bringen, so daß eine un­ sichtbare Versteifung möglich ist. Die Einlegebleche können in einem Arbeitsgang zusammen mit den Halbschalen fixiert werden.

Die Anbringung von Sicken in den Halbschalen oder in den Ein­ legeblechen kann zusätzlich zur Erhöhung der Steifigkeit bei­ tragen, wobei die äußere Form der Stoßstange nicht beeinflußt wird, da diese in der Regel mit Kunststoff oder einem anderen Material ummantelt wird.

Um selbst den strengsten Normen zur Energieabsorption gerecht zu werden, kann die Anzahl der Einlegebleche erhöht werden.

Quaderförmige Verformungsglieder, die zusätzlich zur Energie­ absorption am Querträger befestigt werden, können auf dieselbe Weise gefertigt sein wie der Querträger, nämlich durch zwei ineinandergesteckte Halbschalen.

Im Bereich der Befestigungsstellen der Verformungsglieder sor­ gen vertikale Streben innerhalb des Querträgers für zusätzliche Stabilität des Systems.

Im Gegensatz zu Verformungsgliedern und Querträgern aus Strangpreßprofilen eignen sich die Hohlräume der erfindungs­ gemäßen Verformungsglieder und Querträger gut zur Unterbringung von elektrischen Leitungen und Funktionselementen.

Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun anhand der Beschreibung von einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung in sieben Figuren. Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stoßstange, vorgesehen für die Frontpartie eines Fahr­ zeugs,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Verformungsglied einer Stoß­ stange gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen weiteren Schnitt in anderer Schnittebene durch ein Verformungsglied der Stoßstange gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, vorgesehen für die Heckpartie eines Fahrzeugs,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Querträger einer Stoßstange gemäß Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt durch das Verformungsglied und den Quer­ träger einer Stoßstange gemäß Fig. 4 mit einer Befesti­ gungshülse für eine Abschleppöse,

Fig. 7 einen Schnitt durch das Verformungsglied und den Quer­ träger einer Stoßstange mit einer Befestigungshülse für eine Abschleppöse alternativ zu Fig. 6.

Fig. 1 zeigt die linke Hälfte einer Stoßstange, welche für die Frontpartie eines Fahrzeugs vorgesehen ist. Der Querträger 1 besitzt ein im wesentlichen kastenförmiges Profil, wobei die obere vordere Ecke des Profils hochgezogen ist. Der Querträger 1 ist zusammengesetzt aus zwei Halbschalen, indem die obere Halbschale 2 auf die untere Halbschale 3 aufgeschoben ist. Hierzu ist der Rand der oberen Halbschale 2 etwas weiter als der Rand der unteren Halbschale 3, so daß ein Überlappungs­ streifen 4 entsteht, in dem sich beide Halbschalen 2 und 3 Überschneiden. In diesem Streifen 4 sind Nieten eingezeichnet, wobei als Befestigung jedoch auch Schweißen oder andere Vermindungsmaßnahmen in Frage kommen.

Zur Erhöhung der Steifigkeit des Querträgers 1 ist in den Innenraum, der von den beiden Halbschalen 2 und 3 aufgespannt wird, ein Einlegeblech 5 eingelegt, welches sich horizontal innerhalb des Querträgers 1 erstreckt. Das Einlegeblech 5 besitzt einen rechtwinklig abgebogenen Rand, der den Überlappungsstreifen 4 entlang verläuft, so daß eine Befestigung des Einlegebleches zusammen mit der Fixierung der beiden Halbschalen erfolgen kann. Das Einlegeblech 5 ist mit versteifenden Sicken 6 versehen, welche zusätzlich zur Stabilität des Querträgers 1 beitragen. Es erstreckt sich nicht über die volle Breite des Querträgers 1, wie anhand einer gestrichelten Linie angedeutet ist. In einem Bereich, in welchem der Querträger 1 mit Öffnungen 7 und 8 zur Unterbringung von Funktionselementen und elektrischen Leitungen des Fahrzeugs versehen ist, bleibt der von den beiden Halbschalen 2 und 3 aufgespannte Hohlraum frei.

An dem Querträger 1 sind zwei Verformungsglieder befestigt, von denen nur das linke Verformungsglied 9 dargestellt ist. Es besitzt die Form eines langgestreckten Quaders mit annähernd quadratischem Querschnitt. Es ist in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet und weist zur Befestigung am Querträger 1 über­ stehende Zungen 10 auf, welche den Querträger 1 von oben und unten zwischen sich aufnehmen. Die Befestigung der Zungen 10 läßt sich anhand von Fig. 2 besser erkennen. Das Verformungs­ glied 9 ist wie der Querträger 1 aus einer oberen Halbschale 11 und einer unteren Halbschale 12 aus Blech zusammengesetzt. Zur Befestigung an einem Längsträger der Fahrzeugkarosserie weist das Verformungsglied 9 an seinem dem Querträger 1 abgewandten Ende eine Flanschplatte 13 auf, welche ein etwa rechteckiges Loch 14 mit rechtwinklig umgebogenem Rand besitzt. Der das Loch 14 umgebende Rand ist in das Verformungsglied 9 eingeschoben und mit diesem verschraubt. Details hierzu lassen sich den Fig. 2 und 3 entnehmen.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das Verformungsglied 9. Die den zylindrischen Körper des Verformungsgliedes 9 überra­ genden Zungen 10 überlappen einen Teil des Querträgers 1 und sind mit diesem mittels eines Gewindebolzens 15 verschraubt. Der Gewindebolzen 15 ist durch das Blech der oberen Zunge 10, durch die Oberschale 2 des Querträgers 1, durch das Einlege­ blech 5 durch eine Strebe 16, durch die Unterschale 3 des Querträgers 1 und durch die untere Zunge 10 des Verformungs­ gliedes 9 geführt und mit einer Befestigungsmutter 17 versehen.

Zur Erhöhung der Stabilität verläuft der Gewindebolzen 15 im Inneren des Querträgers 1 durch eine zylindrische Hülse 18, welche ein Eindrücken des Querträgers 1 im Bereich des Gewinde­ bolzens 15 verhindert. Die Strebe 16 weist eine axiale Öffnung 19 auf, in welcher eine Befestigungshülse für eine Abschleppöse befestigt ist. Die Befestigungshülse 28 besitzt ein Innenge­ winde, in welches durch eine Öffnung 29 in der Unterschale 3 eine Abschleppöse eingeschraubt werden kann. Die Strebe 16 verhindert eine ungewollte Deformation des Querträgers 1 zwi­ schen dem Einlegeblech 5 und der Unterschale 3 und schützt somit in dem vom Einlegeblech 5 und der Unterschale 3 gebilde­ ten Hohlraum befindliche Funktionselemente.

Zur Durchführung von elektrischen Leitungen, die Funktionsele­ mente wie Leuchten etc. versorgen, durch das Verformungsglied 9 können die in das Verformungsglied 9 weisen den Mantelflächen der Ober- und Unterschale 2 und 3 mit zusätzlichen Durchbrüchen versehen sein.

An seinem dem Querträger 1 abgewandten Ende ist das Verfor­ mungsglied 9 mit einer Flanschplatte 13 verbunden. Die Flansch­ platte 13 besitzt eine rechteckige Öffnung 20, wie schon aus Fig. 1 zu entnehmen war. Der Rand dieser Öffnung 20 ist recht­ winklig zur Flanschplatte 13 umgebogen. Als Strebe wird auch hier eine zylindrische Hülse 21 verwendet, die sich vom oberen zum unteren Rand der Öffnung 20 erstreckt und um ihre Achse drehbar ist, solange das Verformungsglied 9 noch nicht an der Flanschplatte 13 befestigt ist. Dazu ragt die Hülse 21 in im Durchmesser an sie angepaßte Löcher im Rand der Öffnung 20 und endet nach außen bündig mit diesem Rand. In die zylindrische Hülse 21 sind zwei Muttern 22 und 23 eingeschweißt, welche jeweils ein passendes Innengewinde für die von außen von oben und unten in die zylindrische Hülse 21 eingeführten Schrauben 24 und 25 besitzen. Die beiden Schrauben 24 und 25 sind jeweils mit einer Unterlegscheibe 26 bzw. 27 versehen, deren Durchmes­ ser sich zum Schraubenkopf hin stufig erweitert. Mit ihrem kleineren Durchmesser ragen die Unterlegscheiben 26 und 27 in passende Öffnungen des Verformungsgliedes 9 und liegen mit ihrer Stufe auf dem Verformungsglied auf.

Fig. 3 zeigt noch einmal die Befestigung des Flanschbleches 13 am Verformungsglied 9. Es ist zu erkennen, daß die Schrauben 24 und 25 nicht genau mittig in die Hülse 21 eingeführt sind, sondern etwas seitlich der Mittelachse. Die Muttern 22 und 23 weisen nämlich jeweils ein exzentrisch angeordnetes Innenge­ winde auf, so daß die Hülse 21 bei Drehung als Exzenter wirkt. Dies dient dem Ausgleich von Fertigungstoleranzen des Fahr­ zeugs, aufgrund welcher die Längsträger der Karosserie erhebli­ che Längenunterschiede aufweisen können. Damit trotzdem keine seitlichen Abweichungen des Verformungsgliedes 9 zur Flansch­ platte 13 auftreten, besitzen die Unterlegscheiben 26 und 27 ebenfalls exzentrisch angeordnete Schraubendurchfuhrungen 30 bzw. 31. die Unterlegscheiben 26 und 27 werden jeweils gegensinnig zur Hülse 21 verdreht,so daß die seitliche Abweichung der Innengewinde in den Muttern 22 und 23 sowie der Durchführungen 28 und 29 zur Exzentermitte dieselbe ist und nur eine axiale Verschiebung bzgl. der Fahrzeuglängsachse zwischen Verformungsglied 9 und Flanschplatte 13 resultiert.

Auch seitlich sind an der Oberschale 11 und an der Unterschale 12 des Verformungsgliedes 9 Löcher angedeutet, die eine Verschraubung der Flanschplatte mit dem Verformungsglied 9 ermöglichen. Wie groß der Aufwand bei der Befestigung der Flanschplatte 13 mit dem Verformungsglied 19 und bei der Befestigung des Verformungsglieds 9 am Querträger 1 sein muß, hängt von den geforderten Stabilitätsbedingungen ab.

In Fig. 4 ist ein Querträger 51 dargestellt, welcher im Unterschied zu dem nach Fig. 1 für die Heckpartie eines Fahrzeugs vorgesehen ist. Auch der Querträger 51 ist aus einer Oberschale 52 und aus einer Unterschale 53 zusammengesetzt, wobei über einen Teil seiner Breite ein Einlegeblech 55 als Versteifung eingelegt ist. Genau wie in Fig. 1 besitzt das Einlegeblech 55 versteifende Sicken 56. Die auf der Oberseite der Oberschale 52 im wesentlichen parallel zur Erstreckungsrichtung des Quer­ trägers 51 angelegten rinnenartigen Vertiefungen 54 versteifen den Querträger 51 in erster Linie gegen eine Beschädigung von der Seite her.

Im Bereich seiner Befestigung am Fahrzeuglängsträger nimmt der Querträger 51 an Tiefe zu und nimmt in sich ein Verformungs­ glied 59 auf. In diesem Bereich findet sich kein Einlegeblech, da das Verformungsglied 59 genügend Energie absorbieren kann. Es besitzt einen rechteckigen Querschnitt und erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung. Fahrzeugseitig vom Querträger 51 ist es an der Oberschale 52 und an der Unterschale 53 von außen be­ festigt.

Zur Befestigung am Fahrzeuglängsträger weist die Stoßstange ein Befestigungsglied 65 auf, welches mit sich in Fahrzeuglängs­ richtung erstreckenden Langlöchern 66 versehen ist. Hierdurch ist ein Ausgleich von Fertigungstoleranzen des Fahrzeugs mög­ lich, welche Zentimeterbeträge erreichen können.

Entsprechend der Oberschale 52 kann auch die Unterschale 53 mit Sicken versehen sein, welche bedarfsgerecht an entsprechenden Stellen angebracht werden. Auch hier gilt, daß durch eine Mehr­ zahl von Einlegeblechen die Steifigkeit des Querträgers weiter erhöht werden kann, so daß den diversen nationalen Normen zur Energieabsorption Rechnung getragen werden kann. Dabei ist durch das Ineinanderschieben von Ober- und Unterschale und eine gemeinsame Befestigung der Einlegebleche nur ein geringer Fer­ tigungsaufwand erforderlich.

Fig. 5 zeigt noch einmal einen Schnitt durch den Querträger 51 aus Fig. 4, aus welchem die gemeinsame Vernietung von Oberscha­ le 52, Unterschale 53 und Einlegeblech 55 hervorgeht. Dabei ist es unerheblich, ob die Befestigung dieser drei oder auch mehr Teile durch Vernietung, Verschweißen oder auf noch andere Weise erfolgt. Von Bedeutung ist lediglich die Möglichkeit, alle Teile in einem Vorgang zu fixieren.

In Fig. 6 ist ein Schnitt durch den Querträger 51 aus Fig. 4 in Längsrichtung des Verformungsgliedes 59 dargestellt. Innerhalb des quaderförmigen Verformungsgliedes 59 ist eine Strebe 67 angebracht und verschweißt, welche eine zentrale Öffnung 68 aufweist. In dieser ist eine Befestigungshülse 71 für eine Abschleppöse befestigt. Eine entsprechende Öffnung 69 findet sich auch in der Fortführung des Verformungsgliedes 59 an der heckseitigen Vertikalfläche des Querträgers 51. Durch die Öff­ nung 69 wird die Abschleppöse in das Innengewinde der Befesti­ gungshülse 71 eingeschraubt.

Am Verformungsglied 59 ist ein Befestigungsblech 70 an­ geschweißt, welches den Querträger 51 von oben und unten um­ greift. Das Befestigungsglied 65, welches der Verankerung des Querträgers 51 am Fahrzeuglängsträger dient, ist in diesem Bereich nur im Schnitt als schräg verlaufendes Blech zu erken­ nen, welches sich schräg oberhalb des Querträgers 51 erstreckt. Es ist vor und hinter der dargestellten Schnittebene an die Befestigungsplatte 70 angeflanscht und mit dieser verschraubt.

Fig. 7 zeigt eine Alternative zur Anbringung einer Befesti­ gungshülse innerhalb eines Verformungsgliedes. Hierbei weist das Verformungsglied 89 ein Stirnblech 90 auf, mit welchem es verschweist oder auf andere Weise fest verbunden ist. Das Stirnblech 90 übernimmt in Fig. 7 die Funktion der Strebe 67 aus Fig. 6 und träg eine Befestigungshülse 91 zur Anbringung einer Abschleppöse.

Die Befestigungshülse 91 ist im wesentlichen rotationssymme­ trisch ausgebildet. Sie weist zwei zylindrische Abschnitte 92 und 93 unterschiedlichen Außendurchmessers auf, wobei der Ab­ schnitt 92 kleineren Außendurchmessers ein Außengewinde trägt. Durch die Befestigungshülse 91 verläuft eine axiale Öffnung 94, welche sich im Abschnitt 93 größeren Außendurchmessers nach außen hin konisch erweitert und im Abschnitt 92 bis in den Abschnitt 93 hinein zylindrisch ausgebildet ist und mit einem Innengewinde versehen ist.

Zur Aufnahme der Befestigungshülse 91 besitzt das Stirnblech 90 ein zentrales rundes Loch 95, dessen Durchmesser dem des Ab­ schnitts 92 angepaßt ist. Ein mit Spiel dem Durchmesser des Abschnitts 93 angepaßtes Loch 96 findet sich axial vor dem Loch 95 in der Außenwand des Querträgers 81. Bevor das Verformungs­ glied 89 im Querträger 81 befestigt wird, wird von außen der Abschnitt 92 durch das Loch 95 in das Verformungsglied 89 ein­ geführt und von innen mit einer Mutter 97 festgeschraubt. In eingebautem Zustand des Verformungsgliedes 89 ragt dann der Abschnitt 91 durch das Loch 96 hindurch ins Freie, so daß durch die trichterförmige Erweiterung der Öffnung 94 leicht ein ein Außengewinde tragender Abschnitt einer Abschleppöse oder son­ stigen Abschleppeinrichtung eingeführt werden kann.

Claims (13)

1. Stoßstange für eine Fahrzeugkarosserie mit einem Quer­ träger (1, 51) in Halbschalenbauweise, welcher zumindest mittelbar an zwei Längsträgern der Fahrzeugkarosserie be­ festigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Querträgers (1, 51) von einer Oberschale (2, 52) und einer Unterschale (3, 53) gebildet ist, die ineinandergesteckt sind und sich in einem umlaufenden Überlappungsstreifen (4) überschneiden, an welchem entlang Oberschale (2, 52) und Unterschale (3, 53) aneinander befestigt sind.

2. Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest über Teilbereiche der Breite des Querträ­ gers (1, 51) im von Ober- und Unterschale umgebenen Hohl­ raum in horizontaler Richtung mindestens ein Einlegeblech (5, 55) erstreckt, dessen vorderer und hinterer Rand senk­ recht abgebogen und gemeinsam mit Ober- und Unterschale am Überlappungsstreifen (4) befestigt ist.

3. Stoßstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- und/oder die Unterschale mit versteifenden Sicken versehen sind.

4. Stoßstange nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens ein Einlegeblech (5, 55) mit versteifenden Sicken versehen ist.

5. Stoßstange nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest über einen Teil der Breite des Querträgers (1, 51) mehrere Einlegebleche übereinander an­ geordnet sind.

6. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß am Querträger (1, 51) zwei sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Verformungsglieder (9, 59) befestigt sind.

7. Stoßstange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verformungsglieder (59) in den von Ober- und Un­ terschale (52, 53) umgebenen Hohlraum erstrecken.

8. Stoßstange nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auch die Verformungsglieder (9, 59) aus jeweils zwei ineinandergesteckten Halbschalen (11, 12) be­ stehen.

9. Stoßstange nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich der Befestigung der Verfor­ mungsglieder (9, 59) am Querträger (1, 51) innerhalb des Querträgers (1, 51) vertikale Streben (16, 67) angeordnet sind.

10. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Ausgleich von Fertigungs­ toleranzen des Fahrzeugs durch je eine Exzenteranordnung (21, 22, 23) an den Befestigungsstellen der Stoßstange am Fahrzeug ermöglicht wird.

11. Stoßstange nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in montiertem Zustand durch die Verfor­ mungsglieder (9, 59) elektrische Leitungen verlegt sind.

12. Stoßstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Querträger (1, 51) Ausnehmun­ gen zur Aufnahme von Leuchten oder anderen Funktionsele­ menten aufweist.

13. Stoßstange nach einem der Ansprüche 6-12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Verformungsglied ein Befestigungselement für eine Abschleppvorrichtung angeordnet ist.