DE202009006264U1 - Querträger - Google Patents

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Abstract

Querträger (Q) aus Faserverbundkunststoff mit in einer Kunststoffmatrix eingebetteten Endlos- und/oder Wirrfasern für ein Fahrzeugkörper-Ende, insbesondere Heck-Querträger für Fahrzeugkörper von Personenkraftwagen und Nutzkraftwagen, mit einer zumindest einen einseitig offenen Hohlraum aufweisenden Crashbox-Struktur (2), die im Querträger (Q) einstückig an jedem Ende eines Verbindungsprofils (1) vorgesehen ist, und mehreren, in jeder Crashbox-Struktur (2) vorgesehenen Längsträger-Anschlüssen (8) zum beidendigen Befestigen des Querträgers (Q) an Längsträgern (9) des Fahrzeugkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass jede Crashbox-Struktur (2) mindestens drei in Verlaufsrichtung des Verbindungsprofils (1) zumindest im Wesentlichen direkt nebeneinander liegende, funktionell parallel geschaltete Crashboxen (11, 12, 13) mit jeweils mindestens einem Hohlraum aufweist, und dass die Anschlüsse (8) innerhalb von Hohlräumen in zu einer Befestigungsseite (B) des Querträgers (Q) weisenden Hohlraumböden (15') angeordnet und von allen Seiten von Endlos- und/oder Wirrfasern des Faserverbundkunststoffes (K) umschlossen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Querträger der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
  • Fahrzeugkörper von Personenkraftwagen und Nutzkraftwagen weisen meist als Ersatz für früher auskragend angebrachte „Stoßstangen” am in Fahrtrichtung vorderen und hinteren Ende je einen an Längsträgern des Fahrzeugkörpers befestigten Querträger auf, der heutzutage meist hinter Fahrzeugkörper-Verkleidung verborgen ist. Unter anderem aus Gewichtsgründen und zur besseren Anpassung des Verformungsverhaltens an unterschiedliche Aufprallrichtungen und Aufprallkräfte ist es bekannt, zumindest den Querträger am Heckende einstückig oder mittig geteilt aus Faserverbundkunststoff auszubilden. Querträger aus Faserverbundkunststoff werden bei erhöhter Temperatur in Formen pressgeformt und enthalten in einer Kunststoffmatrix eingebettete Endlos- und/oder Wirrfasern, beispielsweise Glasfasern. Es wird häufig mit sogenannten Prepregs gearbeitet, d. h. mit mit Kunststoff imprägnierten Gewebematten, die mit wählbaren relativen Faserorientierungen übereinander gelegt und verpresst werden, bis sich ein inniger Verbund ergibt. Dabei ist es üblich, auch verformungsoptimierte Strukturen wie Sicken oder dgl. und variierenden Wandstärken und/oder Faserkonzentrationen bereits beim Pressen zu formen.
  • Bei einem aus der Praxis (1) bekannten Querträger sind an beiden Enden des Verbindungsprofils jeweils zwei Crashboxen in Verlaufsrichtung des Verbindungsprofils nebeneinanderliegend angebracht, deren offene Seiten zur Aufprallseite weisen, und deren Hohlraumböden an der Befestigungsseite des Querträgers liegen und in eine Befestigungsplatte eingegliedert sind, deren Randbereiche über die Crashbox-Struktur nach außen vorstehen. In den Randbereichen sind beispielsweise als Bohrungen ausgebildete Anschlüsse zum Befestigen des Querträgers an Enden von Längsträgern im Fahrzeugkörper geformt. Bei dem bekannten Querträger, z. B. für ein Heckende eines Fahrzeugkörpers, ist es nachteilig, dass die beiden Crashboxen zu einem wenig befriedigenden Crashverhalten führen, u. a. weil aufgenommene Aufprallenergie über den Verformungshub ungleichmäßig aufgezehrt wird. Die Anschlüsse reißen relativ leicht ein und lassen dann die Crashboxen nicht mehr ordnungsgemäß zur Wirkung kommen. Denn Kraftkomponenten der Aufprallkraft werden selbst bei dicker Wandstärke der Befestigungsplatte über wenige relativ kurze und direkte Kraftübertragungswege zu den Anschlüssen übertragung, weil die Anschlüsse so exponiert platziert sind, dass dabei nur ein Bruchteil des Faserverbundkunststoffes und der Fasern energieaufzehrend zur Wirkung kommt, und lokale Spannungskonzentrationen entstehen. Aus dem Zusammenspiel zwischen den nur zwei Crashboxen und den exponiert platzierten Anschlüssen resultiert ein nicht zufriedenstellendes Crashmanagement, das es bisher nicht ermöglicht, bei den bekannten Verbundkunststoff-Querträgern die versicherungstechnisch (z. B. im Hinblick auf ein reparaturfreundliches Schadensbild und die Aufrechterhaltung von Funktionen bestimmter Fahrzeugausstattungen) bedingten Anforderungen zufriedenstellend zu erfüllen, z. B. für einen Aufprall mit bis zu 16 km/h.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Querträger der eingangs genannten Art zu schaffen, der ein gezieltes Crashmanagement ermöglicht und die versicherungstechnischen Anforderungen bis zu vorgeschriebenen Aufprallkräften und unter verschiedenen Aufprallrichtungen erfüllt.
  • Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Die mindestens drei, direkt nebeneinanderliegenden, aneinander anschließenden Crashboxen resultieren in einem weitestgehend optimalen Crashmanagement, weil sie in Kombination die Aufprallenergie unter Verformung so aufzehren, dass eine Kurve der Aufprallkraft über dem Verformungshub nahezu ein idealisiertes Rechteck bildet, d. h. über den Verformungshub ein Maximum beträgt und kaum variiert. Dieses optimale Crashmanagement ergibt sich flankierend auch dadurch, dass die bewusst in Hohlraumböden platzierten Anschlüsse nicht ausreißen, da sie in den Hohlraumböden an allen Seiten von Endlos- und/oder Wirrfasern des Faserverbundkunststoffes umschlossen sind, sodass aus der Aufprallkraft resultierende Kraftkomponenten durch die Crashboxen und in den Hohlraumböden einer unbegrenzten Anzahl an direkten und indirekten Kraftwegen bis zum jeweiligen Anschluss folgen und relativ gleichmäßig im Faserverbundkunststoff der ganzen Crashbox-Struktur verteilt werden, bis sie vom Längsträger aufgenommen werden. Durch die Platzierung der Anschlüsse werden kritische lokale Spannungskonzentrationen vermieden. Da die Anschlüsse bis zum Aufzehren der Aufprallenergie tragfähig bleiben, kommt das optimale Crashverhalten der mindestens drei Crashboxen optimal zum Tragen. Beispielsweise wird selbst eine Aufprallkraft bei einem in Fahrzeugkörperlängsrichtung gerichteten oder ein seitlich orientierten Aufprall von etwa 110 kN über einen Verformungshub von 85 mm so wirksam aufgezehrt, dass die versicherungsrechtlichen Anforderungen problemlos erfüllbar sind, d. h., nach einem Aufprall die vorgeschriebene Reparaturfreundlichkeit gewährleistet wird und die Funktion bestimmter Fahrzeugausstattungen wie Warnblinker oder dgl. aufrechterhalten bleibt.
  • Bei einer Ausführungsform sind alle Crashboxen in der Crashbox-Struktur an der der Befestigungsseite des Querträgers abgewandten Aufprallseite offen, während sie an der Befestigungsseite durch Hohlraumböden verschlossen sind. In dieser Ausführungsform werden, vorzugsweise, Anschlüsse nur in Hohlraumböden außenliegender Crashboxen vorgesehen. Dies schließt nicht aus, auch im Hohlraumboden der mittleren Crashbox wenigstens einen Anschluss zu platzieren.
  • Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist die mittlere Crashbox gegenüber den außenliegenden Crashboxen umgekehrt angeordnet, derart, dass die offene Seite der mittleren Crashbox an der Befestigungsseite liegt, und ihr Hohlraumboden zur Aufprallseite zeigt, während die offenen Seiten der außenliegenden Crashboxen an der Aufprallseite und ihre Hohlraumböden an der Befestigungsseite liegen, wo auch Anschlüsse in diesen Hohlraumböden platziert sind. Es ergibt sich so bei beispielsweise drei Crashboxen in der Crashbox-Struktur dank der abwechselnden Anordnung der Crashboxen eine weitere Optimierung des Crashverhaltens der Crashbox-Struktur.
  • Das Crashverhalten der Crashbox-Struktur lässt sich noch weiter verbessern, wenn der Hohlraum zumindest einer neben der mittleren Crashbox liegenden Crashbox durch wenigstens eine lastabtragende Trennwand in Hohlraumteile unterteilt ist. Vorzugsweise ist die Trennwand zumindest annähernd in Verlaufsrichtung des Verbindungsprofils orientiert, sodass die Crashbox in obere und untere Hohlraumteile unterteilt ist. Durch die mindestens eine Trennwand wird in den außenliegenden Crashboxen auch eine Art Wabenstruktur geschaffen, die das Crashverhalten verbessert.
  • Zweckmäßig ist der jeweilige Anschluss im Hohlraumboden jedes Hohlraumteils in etwa mittig platziert, sodass die Kraftkomponenten aus der Aufprallkraft von allen Seiten im Wesentlichen gleichlangen Kraftwegen folgen, was die Gefahr des Ausreißens des Anschlusses beispielsweise kurz vor dem Ende des Verformungshubes oder bei in Bezug auf die Fahrzeugkörperlängsrichtung schräg gerichteten Aufprallkräften eliminiert.
  • Wiederum im Hinblick auf die Verteilung der Kraftkomponenten aus der Aufprallkraft auf möglichst viele und im Wesentlichen gleichlange Kraftwege ist es zweckmäßig, wenn die Trennwand jeder außenliegenden Crashbox über die Weite des Hohlraums mit dem Hohl raumboden stoffschlüssig verbunden ist. Die lastabtragende Trennwand kann sich über die gesamte Tiefe des Hohlraums bis zur offenen Seite erstrecken, oder zumindest ausgehend vom Hohlraumboden über einen Teil der Hohlraumtiefe.
  • Aus herstellungstechnischen Gründen und zur Verbesserung des Crashverhaltens bei schrägen Aufprallkräften ist es zweckmäßig, wenn der Querschnitt des Hohlraums jeder Crashbox in Richtung von der offenen Seite zum Hohlraumboden allmählich abnimmt. Diese konische Gestalt jeder Crashbox erhöht auch bei schrägen Aufprallkräften die Steifigkeit.
  • Das Verformungsverhalten lässt sich weiter dadurch belastungsorientiert optimieren, wenn zumindest in sich gegenüberliegenden Hohlraum-Seitenwänden zumindest einer Crashbox, vorzugsweise aller Crashboxen, wenigstens jeweils eine von der offenen Seite zum Hohlraumboden verlaufende Sicke vorgesehen ist.
  • Um die Trennwand in Verlaufsrichtung des Verbindungsprofils beulfester zu gestalten, ohne in ihr eine übertriebene Wandstärke oder Strukturierungen vorsehen zu müssen, ist es zweckmäßig, wenn die Trennwand in etwa zwischen zueinander weisenden Kämmen von Sicken in den Seitenwänden angeordnet ist, wobei diese Sicken von den sich gegenüberliegenden Seitenwänden ins Innere der außenliegenden Crashboxen vortreten.
  • Um auch das Verbindungsprofil belastungsorientiert zu gestalten und hohe Steifigkeit zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn das Verbindungsprofil allgemein U-förmigen Querschnitt besitzt, wobei ein zur Aufprallseite weisender U-Grund des Querschnitts wellenförmig gestaltet sein kann. Der Übergangsbereich vom Verbindungsprofil in die Crashbox-Struktur kann belastungsorientiert optimiert sein, wenn das Verbindungsprofil am die Crashbox-Struktur tragenden Ende als eine Seitenwand der innersten der Crashboxen quer zur Verlaufsrichtung abgebogen ist.
  • Um auch z. B. bei einem Eckaufprall ein optimales Verformungsverhalten zu erzielen und die dabei entstehenden Kraftkomponenten möglichst gleichmäßig verteilt zu den Anschlüssen zu leiten, ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform die dem Verbindungsprofil abgewandte Seitenwand der äußersten Crashbox mit einer Eckaufprall-Verstärkung kombiniert. Diese Eckaufprall-Verstärkung kann, vorzugsweise, mit einer gegenüber den Seitenwänden der anderen Crashboxen größeren Wandstärke und/oder stärkeren Verrippungstopologie und/oder stärkerer Faserkonzentration im Faserverbundkunststoff ausgebildet sein, um die Aufprallkraft bei einem Eckaufprall auch möglichst weitgehend über alle Crashboxen der Crashboxen der Crashbox-Struktur abtragen zu können.
  • Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform umfasst jeder Anschluss einen in den Hohlraumboden eingeformten Schraubbolzen, der vorzugweise zur besseren Kraftübertragung mit Widerlagern ausgestattet ist, oder eine eingebettete Hutmutter.
  • Um in den Querträger, z. B. für ein Heck-Ende des Fahrzeugkörpers, bereits von vornherein eine Abschleppösen-Anschlussstelle zu integrieren, ist bei einer zweckmäßigen Ausführungsform entweder in das Verbindungsprofil oder noch besser in den Übergangsbereich vom Verbindungsprofil in die innerste Crashbox der Crashbox-Struktur eine Metallbuchse eingebettet, von der sich ein offener Blind-Schacht zur Aufprallseite erstreckt. Speziell bei in den Übergangsbereich integrierter Metallbuchse werden Abschleppkräfte über die Crashbox-Struktur und die Anschlüsse gleichmäßig verteilt in den Längsträger eingeleitet.
  • Dabei kann es zweckmäßig sein, die Metallbuchse mit wenigstens einem Außenflansch zu versehen und in der zum Verbindungsprofil weisenden Seitenwand der innersten Crashbox anzuordnen, und dabei vollumfänglich in den Faserverbundkunststoff einzubetten. Die Seitenwand der innersten Crashbox kann hierfür mit zumindest lokal vergrößerter Wandstärke und/oder höherer Faserkonzentration ausgebildet sein.
  • Um sicherzustellen, dass das Verbindungsprofil bei einem Aufprall hauptsächlich auf das Verbindungsprofil nicht abreißt, ist bei einer weiteren Ausführungsform das Verbindungsprofil mit im Wesentlichen in Verlaufsrichtung eingebetteten zugfesten Armierungen versehen. Dies können beispielsweise reifencordartige Stahlarmierungen, Stahldrähte oder andere hochfeste Fasern oder Fäden sein.
  • Anhand der Zeichnungen wird ein Querträger des Standes der Technik und werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Perspektivansicht eines Querträgers aus Faserverbundkunststoff gemäß des Standes der Technik,
  • 2 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Querträgers aus Faserverbundkunststoff,
  • 3 das linke Ende des Querträgers von 2 in größerem Maßstab,
  • 4 eine Teilschnittansicht zu 3, dort in der Schnittebene IV, und
  • 5 eine Teilschnittansicht des rechten Endes des Querträgers von 2 in vergrößertem Maßstab.
  • Der in 1 gezeigte Querträger Q gemäß dem Stand der Technik ist beispielsweise zur Montage an Längsträgern 9 eines Fahrzeugkörpers, und dort am Heck-Ende, bestimmt. Der Querträger Q besteht aus Faserverbundkunststoff und weist ein im Querschnitt allgemein U-förmiges oder kastenträgerartiges Verbindungsprofil 1 mit Crashbox-Strukturen 2 an beiden Enden auf. Jede Crashbox-Struktur 2 hat zwei direkt nebeneinanderliegende Crashboxen 3, 4, wobei die jeweils außenliegende Crashbox 3 mit einer Eckverstärkung 5 kombiniert ist. Die Crashboxen 3, 4 sind annähernd trichterförmig oder trogförmig, d. h. ihr Querschnitt verjüngt sich von einer offenen Seite 6 in Richtung zu einem Hohlraumboden (nicht gezeigt), der in eine Befestigungsplatte 7 zur Anbringung an einem Längsträger 9 eines Fahrzeugkörpers (nicht gezeigt) eingegliedert ist. Die Befestigungsplatte 7 steht oben und unten über die Hohlraumboden der Crashboxen 3, 4 vor und weist im überstehenden Randbereich, z. B. oben und unten, jeweils zwei Anschlüsse 8 auf. Die offenen Seiten 6 der Crashboxen 3, 4 liegen an der Aufprallseite A des Querträgers Q. Die Befestigungsplatte 7 befindet sich an der Befestigungsseite B. Im Verbindungsprofil 1 kann eine Abschleppösen-Verankerung 10 vorgesehen sein.
  • Ein in den 2 bis 5 gezeigter, erfindungsgemäßer Querträger Q, vorzugsweise einstückig aus Faserverbundkunststoff K gepresst, weist in den an den beiden Enden des Verbindungsprofils 1 (ein Verbindungsprofil 1 entweder mit allgemein U-förmigem Querschnitt oder eine Art Kastenprofil) integrierten Crashbox-Strukturen 2 jeweils mindestens drei nebeneinanderliegende, direkt aneinander anschließenden Crashboxen 11, 12, 13 auf. Der Vorzug wird drei Crashboxen 11, 12, 13 gegeben, obwohl auch mehr auch drei Crashboxen vorgesehen sein könnten. Jede Crashbox 11, 12, 13 ist allgemein von trichterförmiger oder trogförmiger Gestalt und verjüngt sich von der offenen Seite in Richtung zu einem Hohlraumboden (Hohlraumboden 15, 15' in den 3, 4).
  • In der gezeigten Ausführungsform ist die jeweils mittlere Crashbox 11 der drei in etwa in Verlaufsrichtung des Verbindungsprofils 1 nebeneinanderliegenden Crashboxen umgekehrt zu den beiden anderen Crashboxen 12, 13 angeordnet, derart, dass der Hohlraumboden 15 der mittleren Crashbox 11 zur Aufprallseite A und deren offenen Seite zur Befestigungsseite B weisen, während die Hohlraumböden 15' der beiden außenliegenden Crashboxen 12, 13 zur Befestigungsseite und ihre offenen Seiten zur Aufprallseite weisen. In jeder Crashbox-Struktur 2 kann die außenliegende Crashbox 13 optional mit einer Eckaufprall-Verstärkung 5 gestaltet sein, die im Detail später erläutert wird.
  • 3 verdeutlicht das in 2 linke Ende des Querträgers Q in größerem Maßstab. Das Verbindungsprofil 1 hier mit allgemein U-förmigen Querschnitt weist mit dem U-Grund Aufprallseite und ist dort wellenförmig strukturiert, z. B. mit längsdurchlaufenden, nach vorne erhabenen Sicken 17. Die beiden außenliegenden Crashboxen 12, 13 sind jeweils durch wenigstens eine Trennwand 16 in obere und untere Hohlraumteile unterteilt, wobei sich die jeweilige Trennwand 16 annähernd parallel zur Verlaufsrichtung des Verbindungsprofils 1 erstreckt und mit Seitenwänden 26, 25 der Crashboxen 13, 12 stoffschlüssig verbunden ist. Die Seitenwand 26 der innenliegenden Crashbox 12 wird beispielsweise durch das quer zur Verlaufsrichtung abgebogene Ende des Verbindungsprofils 1 gebildet. Die Seitenwände 25, 26 aller Crashboxen 11, 12, 13 weisen bei der gezeigten Ausführungsform von der offenen Seite bis zu dem jeweiligen Hohlraumboden 15, 15' verlaufende Sicken 18 auf, die in den außenliegenden Crashboxen 12, 13 einwärts erhaben sind, und durch die Trennwände 16 miteinander verbunden werden. Die jeweilige Trennwand 16 erstreckt sich beispielsweise zwischen den beiden Kämmen der Sicken 18. Die Trennwand 16 ist stoffschlüssig mit dem Hohlraumboden 15' (4) der Crashboxen 12, 13 verbunden und erstreckt sich bis zur offenen Seite oder zumindest über einen Teil der Hohlraumtiefe.
  • Die mittlere Crashbox 11 weist eine Deckwand 23 und eine Bodenwand 24 auf, während die außenliegenden Crashboxen 12, 13 eine Deckwand 23 und Bodenwände 22 besitzen. Zumindest die Seitenwand 25 der außenliegenden Crashbox 13 kann weitere, zum Inneren des Hohlraums dieser Crashbox 13 erhabene, längsverlaufende Sicken 19 enthalten, die Teil der Eckaufprall-Verstärkung 5 sind, wobei zur Erhöhung zur Steifigkeit der Eckaufprall-Verstärkung 5 Flansche 21 und dazwischen wenigstens eine Verbindungswand 20 vorgesehen sein können. Der Längsträger 9 des nicht gezeigten Fahrzeugkörpers, mit dem in 3 die Crashbox-Struktur 2 verbindbar ist, ist gestrichelt angedeutet.
  • 4 zeigt das linke Ende des Querträgers Q, wobei ein oberer Teil der drei Crashboxen 11, 12, 13 weggeschnitten ist (Schnittebene IV in 3 angedeutet). In den oder in einigen Hohlraumboden 15' an der Befestigungsseite sind in den Crashboxen 12, 13 Anschlüsse 8 zur Befestigung am Längsträger vorgesehen. Jeder Anschluss 8 besteht beispielsweise aus einem Schraubbolzen 27, der mit Widerlagern 28, 29 in etwa mittig in den Hohlraumboden 15' eingeformt ist. Alternativ könnte als Anschluss 8 eine Hutmutter eingebettet sein. Durch die Trennwände 16 sind die außenliegenden Crashboxen 12, 13 horizontal unterteilt, sodass obere und untere Hohlraumteile entstehen. Jeder Anschluss 8 ist in einem Hohlraumteil, dort in etwa mittig im Hohlraumboden 15' untergebracht, sodass z. B. vier Anschlüsse 8 vorliegen. Die an der Befestigungsseite mit 33 angedeutete, offene Seite der mittleren Crashbox 11 wird bei montiertem Querträger Q vom Längsträger 9 oder einer Endplatte am Längsträger 9 abgedeckt. Die Trennwände 16 der außenliegenden Crashboxen 12, 13 können als Sicke oder Verstärkung auch quer über den Hohlraumboden 15 der mittleren Crashbox 11 fortgesetzt sein.
  • Bei einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform könnten die mindestens drei Crashboxen 11, 12, 13 jeder Crashbox-Struktur 2 auch gleichsinnig angeordnet sein, d. h., dass dann alle Hohlraumböden 15', 15 zur Befestigungsseite weisen, während die offenen Seiten zur Aufprallseite weisen. Anschlüsse 8 können nach Bedarf in den Hohlraumböden 15, 15' platziert sein.
  • 5 verdeutlicht das in 2 rechte Ende des Querträgers Q mit ebenfalls hier drei Crashboxen 11, 12, 13 in der Crashbox-Struktur 2. Die eingebetteten Schraubbolzen 17 stehen an der Befestigungsseite vor. Zur deutlicheren Darstellung der Strukturierung der Crashbox-Struktur 2 ist ein oberer Teil weggeschnitten, analog zu 4.
  • Zweckmäßig ist in den Querträger Q in 5 eine Abschleppösen-Verankerung 10 in die Crashbox-Struktur 2 funktionell integriert (alternativ könnte die Abschleppösen-Verankerung 10 auch nur im Verbindungsprofil 1 untergebracht sein). Und zwar ist eine Metallhülse 30 mit mindestens einem Verankerungselement 31, z. B. einem umlaufenden Flansch, in die Seitenwand 26 der innenliegenden Crashbox 12 eingebettet, d. h. im Übergangsbereich vom Verbindungsprofil 1 in die Crashbox-Struktur 2, derart, dass sie vollumfänglich vom Faserverbundkunststoff umschlossen ist. Zu der Metallhülse 30 erstreckt sich ein Blindschacht 14, der an der Aufprallseite offen ist. Im Bereich der Abschleppösen-Verankerung 10 kann die Wandstärke der Seitenwand 26 entsprechend verstärkt sein und/oder die Faserkonzentration höher gewählt werden, als in anderen Bereichen.
  • 5 verdeutlicht schließlich gestrichelt Armierungen 32 im Verbindungsprofil 1, die verhindern, dass bei einem Aufprall vorwiegend nur auf das Verbindungsprofil 1 das Verbindungsprofil abreißt oder abgeschert wird. Die Armierungen 32 können beispielsweise reifencordartige Stahlseile oder andere hochfeste endlose Fasern oder Fäden sein, die beim Pressformen des Querträgers Q eingelegt und eingebettet sind.
  • Der Querträger Q der 2 bis 5 ist so gestaltet, dass er in einer Pressform, gegebenenfalls mit beweglichen Kernteilen, einstückig herstellbar ist, wobei die Pressrichtung beispielsweise in 5 annähernd parallel zur Achse des Blindschachtes 14 orientiert ist.

Claims (15)

  1. Querträger (Q) aus Faserverbundkunststoff mit in einer Kunststoffmatrix eingebetteten Endlos- und/oder Wirrfasern für ein Fahrzeugkörper-Ende, insbesondere Heck-Querträger für Fahrzeugkörper von Personenkraftwagen und Nutzkraftwagen, mit einer zumindest einen einseitig offenen Hohlraum aufweisenden Crashbox-Struktur (2), die im Querträger (Q) einstückig an jedem Ende eines Verbindungsprofils (1) vorgesehen ist, und mehreren, in jeder Crashbox-Struktur (2) vorgesehenen Längsträger-Anschlüssen (8) zum beidendigen Befestigen des Querträgers (Q) an Längsträgern (9) des Fahrzeugkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass jede Crashbox-Struktur (2) mindestens drei in Verlaufsrichtung des Verbindungsprofils (1) zumindest im Wesentlichen direkt nebeneinander liegende, funktionell parallel geschaltete Crashboxen (11, 12, 13) mit jeweils mindestens einem Hohlraum aufweist, und dass die Anschlüsse (8) innerhalb von Hohlräumen in zu einer Befestigungsseite (B) des Querträgers (Q) weisenden Hohlraumböden (15') angeordnet und von allen Seiten von Endlos- und/oder Wirrfasern des Faserverbundkunststoffes (K) umschlossen sind.
  2. Querträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Crashboxen (11, 12, 13) an der der Befestigungsseite (B) des Querträgers (Q) abgewandten Aufprallseite (A) offen und an der Befestigungsseite (B) durch Hohlraumböden (15, 15') verschlossen sind, und dass, vorzugsweise, Anschlüsse (8) nur in Hohlraumböden (15') der in Bezug auf eine in der Crashboxstruktur (2) mittlere Crashbox (11) außenliegenden Crashboxen (12, 13) vorgesehen sind.
  3. Querträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraumboden (15) der in Bezug auf in der Crashboxstruktur (2) außenliegende Crashboxen (12, 13) mittleren, von den außenliegenden Crashboxen eingeschlossenen Crashbox (11) zu der Aufprallseite (A) und deren offene Seite (33) zur Befestigungsseite (B) weisen, dass die Hohlraumböden (15') der außenliegenden Crashboxen (12, 13) zur Befestigungsseite (B) des Querträgers (Q) weisen, und dass zumindest in einigen Hohlraumböden (15') der außenliegenden Crashboxen (12, 13) Anschlüsse (8) vorgesehen sind.
  4. Querträger nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum zumindest einer außenliegenden Crashbox (12, 13) durch wenigstens eine Trennwand (16) in Hohlraumteile unterteilt ist, vorzugsweise durch eine zumindest annähernd in Verlaufsrichtung des Verbindungsprofils (1) liegende Trennwand (16) in obere und untere Hohlraumteile.
  5. Querträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschluss (8) im Hohlraumboden (15') jedes Hohlraumteiles jeweils in etwa mittig platziert ist.
  6. Querträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (16) über die Weite des Hohlraums mit dem Hohlraumboden (15') stoffschlüssig verbunden ist und sich vom Hohlraumboden (15') in Richtung zur offenen Seite zumindest über einen Teil der Hohlraumtiefe, vorzugsweise durchgehend bis zur offenen Seite, erstreckt.
  7. Querträger nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Hohlraums jeder Crashbox (11, 12, 13) in Richtung von der offenen Seite zum Hohlraumboden (15, 15') allmählich abnimmt.
  8. Querträger nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in sich gegenüberliegenden Hohlraum-Seitenwänden (25, 26) zumindest einer Crashbox (11, 12, 13), vorzugsweise aller Crashboxen (11, 12, 13), wenigstens jeweils eine von der offenen Seite zum Hohlraumboden (15, 15') verlaufende Sicke (18, 19) vorgesehen ist.
  9. Querträger nach den Ansprüchen 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (16) in etwa zwischen zueinander weisenden Kämmen von Sicken (18) in den Seitenwänden (25, 26) angeordnet ist.
  10. Querträger nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsprofil (1) allgemein U-förmigen Querschnitt mit wellenförmig gestaltetem, zur Aufprallseite (A) weisendem U-Grund aufweist, und dass, vorzugsweise, das Verbindungsprofil (1) an die Crashbox-Struktur (2) tragenden Ende als eine Seitenwand (26) der innersten (12) der Crashboxen (11, 12, 13) quer zur Verlaufsrichtung abgebogen ist.
  11. Querträger nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Verbindungsprofil (1) abgewandte Seitenwand (25) der äußersten Crashbox (13) mit einer Eckaufprall-Verstärkung (5) kombiniert ist, vor zugsweise mit einer gegenüber den Seitenwänden der anderen Crash boxen (11, 12) größeren Wandstärke und/oder stärkerer Verrippungstopologie (18, 19, 21) und/oder stärkerer Faserkonzentration ausgebildeten Eckaufprall-Verstärkung (5).
  12. Querträger nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anschluss (8) einen in den Hohlraumboden (15') eingeformten, vorzugsweise, mit Widerlagern (28, 29) ausgestatteten, Schraubbolzen (27) oder eine eingebettete Hutmutter umfasst.
  13. Querträger nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Verbindungsprofil (1) oder in den Übergangsbereich vom Verbindungsprofil (1) in die innerste Crashbox (12) eine Metallbuchse (30) eingebettet ist, von der sich ein offener Blind-Schacht (14) zur Aufprallseite (A) erstreckt.
  14. Querträger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbuchse (30) wenigstens einen Außenflansch (31) aufweist und in der zum Verbindungsprofil (1) weisenden Seitenwand (26) der innersten Crashbox (12) angeordnet und vollumfänglich in den Faserverbundkunststoff (K) eingebettet ist.
  15. Querträger nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsprofil (1) mit im Wesentlichen in Verlaufsrichtung eingebetteten zugfesten Armierungen (32) versehen ist, vorzugsweise mit reifencordartigen Stahlarmierungen.
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