DE202008012398U1

DE202008012398U1 - Stoßfängerquerträger

Info

Publication number: DE202008012398U1
Application number: DE202008012398U
Authority: DE
Original assignee: Peguform GmbH
Current assignee: SMP Deutschland GmbH
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-02-11
Anticipated expiration: 2018-09-18

Abstract

Stoßfängerquerträger aus einem thermoplastischen Kunststoff, umfassend einen Biegeträger (1) mit zwei seitlichen, direkt an dem Biegeträger (1) angeformten Crashboxen (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeträger (1) mindestens eine direkt im Kunststoff ausgebildete Vorrichtung zur Aufnahme von Anbauteilen aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stoßfängerquerträger aus Kunststoffvollmaterial mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stoßfängerquerträger haben in erster Linie die Aufgabe, im Falle einer Kollision Bauteile im Heck- oder Frontbereich des Fahrzeugs zu schützen.
Aus diesem Grunde sind Stoßfängerquerträger heute noch überwiegend aus Metall gefertigt, das eine ausreichende Stabilität besitzt, um diese Schutzfunktion zu erfüllen. Die Vorteile dieses Baumaterials liegen vor allem auch darin, dass es leicht zu verarbeiten ist, bei ausreichender Stärke eine entsprechend hohe Stabilität aufweist und bei hoher Aufprallenergie verbiegbar ist. Dennoch hat man in der jüngeren Zeit immer wieder versucht, Stoßfängerquerträger aus anderen, insbesondere leichteren Materialien herzustellen, um auf diese Weise das Gewicht des Fahrzeugs zu reduzieren. Als alternatives Baumaterial kommt bspw. thermoplastischer Kunststoff in Frage, der sich leicht verarbeiten lässt und ein deutlich geringeres spezifisches Gewicht als Metall aufweist.
Bei der Verwendung von Stoßfängerquerträgern aus thermoplastischem Kunststoff hat man jedoch häufig das Problem der unzureichenden Stabilität der Bauteile selbst, so dass der Heck- oder Frontbereich des Fahrzeugs nur unzureichend geschützt wird. Ein weiteres Problem bei der Verwendung von thermoplastischem Kunststoff als Baumaterial für Stoßfängerquerträger besteht darin, dass Anbauteile, die bspw. bei Metallquerträgern problemlos und stabil am Querträger befestigt oder integriert werden können, am Bauteil aus thermoplastischem Kunst stoff nur schwer mit einer vergleichbaren Festigkeit angeordnet werden können. Somit besteht die Gefahr, dass die Funktionalität dieser Anbauteile verloren geht oder zumindest eingeschränkt wird. Typische Beispiele für Anbauteile im Bereich des Stoßfängerquerträgers sind Abschleppösen oder -haken sowie Halterungen für Trägeranordnungen für Fahrradträger, Skiträger, Gepäckträger oder dergleichen.
In der FR 2 866 830 A1 wird ein im wesentlichen aus Kunststoff bestehender Stoßfängerquerträger beschrieben, dessen Stabilität durch bestimmte strukturelle Maßnahmen, wie z. B. die Anordnung von Verstärkungsrippen auf der Rückseite des Querträgers und die Einlagerung von Fasern im Bauteil selber, erhöht wird. Darüber hinaus erhält der Stoßfängerquerträger ein höheres Maß an Energieabsorptionsvermögen durch die seitliche Anordnung von Crashboxen, mit denen der Biegeträger direkt verbunden ist. Im Bereich der Crashboxen sind Einlegeteile vorgesehen für die Befestigung von Abschleppösen oder anderen Anbauteilen. Ein Nachteil des oben beschriebenen Querträgers besteht darin, dass das Umspritzen oder Einpressen des Einlegeteils eine recht aufwendige Apparatur erfordert. Hinzu kommt, dass das Bauteil selber insbesondere im Bereich des Einlegeteils relativ kompliziert aufgebaut ist, um eine ausreichende Stabilisierung der Befestigungsvorrichtung zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stoßfängerquerträger anzubieten, der die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Stoßfängerquerträger mit dem Merkmal des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträgers sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Stoßfängerquerträger besteht aus einem Kunststoffvollmaterial auf Basis eines thermoplastischen Kunststoffes und wird vorzugsweise über Spritzgießen oder Verpressen hergestellt.
Zur Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften oder sonstigen Bauteilanforderungen in Bezug auf Steifigkeit und Kraftaufnahme werden bei dem erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträger bestimmte Maßnahmen realisiert und Merkmale verwirklicht, die im Folgenden zusammengefasst werden.
So wird eine hohe Steifigkeit des Biegeträgers dadurch erreicht, dass der Biegeträger auf beiden Seiten direkt an einer Crashbox, vorzugsweise formschlüssig mit der Crashbox-Oberseite, angebunden ist. Dadurch entsteht in dem Übergangsbereich zwischen Crashbox und Biegeträger keine Schwachstelle und es kann zu keinem Scharniereffekt kommen, durch den der Biegeträger in diesem Bereich geschwächt würde.
Die Biegesteifigkeit des Biegeträgers kann vorteilhaft auch dadurch erhöht werden, dass in Längsrichtung Längsrippen vorgesehen sind. Den gleichen Effekt erzielt man durch eine wellenförmige Ausbildung des Biegeträgers in Längsrichtung.
Die Torsionssteifigkeit des Biegeträgers kann mit einer innenliegenden Kreuz- oder Dreiecksverrippung erhöht werden.
Bei der Ausbildung der Crashboxen hat sich insbesondere die Form eines verdrehten Oktaeders bei ansteigender Wanddicke zur Oberseite der Crashbox hin bewährt, wodurch eine gleichmäßige Kraftaufnahme im Falle eines Aufpralls begünstigt wird.
Die Festigkeit des Biegeträgers wird allgemein durch den Zusatz von Glasfasern oder anderen Verstärkungsfasern erhöht, wobei der Anteil an Glasfasern vorzugsweise zwischen ca. 30 Gew.-% und ca. 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Querträgers, liegt.
Es wurde nun bei der Entwicklung des Stoßfängerquerträgers aus Kunststoffvollmaterial festgestellt, dass Anbauteile über ein direkt im Stoßfängerquerträger integriertes Gewinde ausreichend fest am Stoßfängerquerträger angebracht werden können, wenn ausreichend Verstärkungsfasern eingesetzt werden. Bei diesen Anbauteilen kann es sich um Abschleppösen oder auch Befestigungsvorrichtungen für Fahrradträger, Skiträger oder Gepäckträger handeln.
Durch umfangreiche Ausreißversuche konnte gezeigt werden, dass die direkt im Kunststoff integrierten Gewinde eine Belastungsgrenze von 23,1 kN bei einer Belastungsrichtung von 0° aufweisen. Ähnlich gute Ergebnisse konnten bei einer Belastungsrichtung von 30° erzielt werden, hier liegt der Mittelwert der Belastungsgrenze bei 22,2 kN. Die Ausreißversuche wurden mittels einer Universalprüfmaschine durchgeführt, bei der Musterplatten aus einem thermoplastischen Kunststoff mit einem Glasanteil von 40 Gew.-% auf Aufnahmen aus Stahl befestigt wurden, die wiederum auf einem Aufspanntisch der Prüfanlage befestigt waren. Auf der Musterplatte waren jeweils drei Gewinde eingebracht, in die eine Abschleppöse eingeschraubt wurde, die dann über einen Lastgurt mit einer Krafteinleitungseinrichtung verbunden wurde. Die Prüfgeschwindigkeit betrug 20 mm pro Minute bei einer Vorlast von 20 N. Geprüft wurde bis zum Versagen.
Als Werkstoff für den erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträger wird vorzugsweise Polypropylen eingesetzt. Es kann jedoch auch jeder andere thermoplastische Kunststoff eingesetzt werden, der eine ausreichende Festigkeit aufweist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die eingeformten Gewinde zur Aufnahme von Anbauteilen, wie zum Beispiel Fahrradträger, Skiträger oder Gepäckträger, eingesetzt, wobei dann zwei Gewinde jeweils symmetrisch im Seitenbereich des Stoßfängerquerträgers eingeformt sind. Dabei können die eingeformten Gewinde versenkt zur Biegeträgeroberfläche angeordnet sein oder auch formschlüssig mit der Biegeträgeroberfläche abschließen.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von beigefügten Figuren ausführlich erläutert. Dabei zeigen
1 eine perspektivische Seitenansicht des Stoßfängerquerträgers,
2 eine perspektivische Draufsicht auf eine Crashbox,
3 einen Längsschnitt einer Crashbox,
4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Stoßfängerquerträgers.
5 die Innenseite eines Ausschnitts eines Stoßfängerquerträgers,
6 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines Stoßfängerquerträgers mit Abschleppöse und
7 eine perspektivische Vorderansicht eines Stoßfängerquerträgers.
In der in 1 gewählten Darstellung des erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträgers 1 ist insbesondere die direkte seitliche Anbindung der Crashbox 2 an den Biegeträger 1 zu erkennen, wodurch eine Aussteifung des Biegeträgers 1 erreicht wird. Dadurch, dass die Crashbox 2 direkt an den Biegeträger 1 angebunden ist, wird ein Scharniereffekt vermieden, der ansonsten bei starker Belastung zu einem Bruch im Übergangsbereich zwischen Biegeträger und Crashbox führen könnte.
Die 2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine besondere Ausgestaltung der Crashbox 2, die in Form eines verdrehten Oktaeders ausgebildet ist.
Aus dem in der 3 gewählten Längsschnitt der Crashbox 2 ist zu erkennen, dass die Wanddicke der Crashbox 2 nach oben hin ansteigt. Durch diese Ausgestaltung der Crashbox 2 kann eine gleichmäßige Kraftaufnahme im Falle eines Aufpralls gewährleistet werden.
Die 4 zeigt einen Ausschnitt des Stoßfängerquerträgers 1, wobei der Querträger 1 in Längsrichtung wellenförmig ausgebildet ist, wodurch eine zusätzliche Biegesteifigkeit erreicht wird. Auch in diesem Fall ist der Stoßfängerquerträger 1 wieder direkt an der Crashbox 2 angeformt.
Die 5 zeigt die Innenansicht eines mit längs und diagonal verlaufenden Rippen ausgesteiften Biegeträgers 1. Durch die Kreuz- und Dreiecksverrippung wird die Torsionssteifigkeit des Biegeträgers 1 erhöht.
Die 6 zeigt einen Ausschnitt eines Biegeträgers 1 mit Crashbox 2 und Abschleppöse 4, die in ein in den Träger direkt eingebrachtes Gewinde eingeschraubt ist. Dabei ist die Aufnahmebuchse für die Abschleppöse 4 in Bezug auf die Biegträgeroberfläche versenkt. Denkbar ist hier auch, dass die Buchse auf dem Niveau der Biegeträgeroberfläche selber angeordnet ist.
Die 7 zeigt in perspektivischer Darstellung die Vorderansicht eines Biegeträgers 1 mit zwei seitlich angeordneten Crashboxen 2 sowie im Biegeträger 1 beidseitig angeordnete Gewinde 3 zur Aufnahme von Anbauteilen, wie z. B. Abschleppösen, Fahrradträger, Gepäckträger oder Skiträger.

1: Biegeträger
2: Crashbox
3: Gewinde
4: Abschleppöse
5: Diagonalrippe
6: Längsrippe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- FR 2866830 A1 [0005]

Claims

Stoßfängerquerträger aus einem thermoplastischen Kunststoff, umfassend einen Biegeträger (1) mit zwei seitlichen, direkt an dem Biegeträger (1) angeformten Crashboxen (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeträger (1) mindestens eine direkt im Kunststoff ausgebildete Vorrichtung zur Aufnahme von Anbauteilen aufweist.
Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff Polypropylen ist und einen Glasfaseranteil zwischen ca. 30 Gew.-% und ca. 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Stoßfängerquerträgers, aufweist.
Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Aufnahme von Anbauteilen ein direkt im Biegeträger (1) eingeformtes Gewinde (3) umfasst.
Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeträger (1) zwei symmetrisch angeordnete, direkt eingeformte Gewinde (3) zur Aufnahme von Anbauteilen, wie z. B. Fahrradträger, Skiträger oder Gepäckträger, aufweist.
Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung zur Aufnahme von Anbauteilen versenkt zur Biegeträgeroberfläche angeordnet ist.
Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vorrichtung zur Aufnahme von Anbauteilen formschlüssig mit der Biegeträgeroberfläche abschließt.
Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeträger (1) jeweils formschlüssig mit den Stirnseiten der Crashboxen (2) verbunden ist.
Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeträger (1) in seiner Längsrichtung wellenförmig ausgebildet ist.
Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeträger (1) eine innenliegende kreuz- und/oder dreieckförmig ausgebildete Rippenstruktur aufweist.
Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashboxen (2) als verdrehte Oktaeder mit zur Stirnfläche hin ansteigender Wanddicke ausgebildet sind.