WO2020156934A1

WO2020156934A1 - Stossfängerquerträger

Info

Publication number: WO2020156934A1
Application number: PCT/EP2020/051699
Authority: WO
Inventors: Patrick TLAUKA; Cristina Matthey; Ralf Stegmeyer; Rolf Peter RÖTTGER; Marco TÖLLER; Rolf Schwarzer; Stephan LAGIN; Maria Schmidt; Lena Kremer
Original assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2020-08-06
Also published as: DE102019102150A1; DE102019102150B4; US20220024399A1; US11912218B2; CN113272184A; CN113272184B

Abstract

Offenbart ist ein Stoßfängerquerträger (1), umfassend eine in Hoch-Richtung (z-Richtung) ausgerichtete Wellenstruktur, wobei die Wellenstruktur (7) zumindest drei, sich in Stoßfängerquerträgerlängsrichtung erstreckende, in Hoch-Richtung benachbarte Scheitelstrukturen (8a - e) umfasst. Besonderes Merkmal dieses Stoßfängerquerträgers ist, dass der Stoßfängerquerträger einen ersten, seiner Längserstreckung folgenden Längenabschnitt (4) und wenigstens einen zweiten, seiner Längserstreckung folgenden Längenabschnitt (5, 5.1) sowie einen jeweils zwischen diesen Längenabschnitten (4, 5, 5.1) angeordneten Übergangsabschnitt (6, 6.1) umfasst und die Wellenstruktur (7) im zweiten Längenabschnitt (5, 5.1) gegenüber dem ersten Längenabschnitt (4) invertiert ist, indem die Öffnungsrichtung der Scheitelstrukturen (8a - e) in dem Übergangsabschnitt (6, 6.1) wechselt und das in dem Übergangsabschnitt (6, 6.1) zumindest eine zusätzliche scheitelbildende Struktur vorhanden ist, deren Scheitel (10a - d) gegenüber einer Frontebene (y-z-Ebene), in der zumindest zwei in den Längenabschnitten (4, 5, 5.1) benachbarte Scheitelstrukturen (8a - e) liegen, in Frontrichtung (x-Richtung) versetzt ist.

Description

Stoßfängerquerträger

Die Erfindung betrifft einen Stoßfängerquerträger, umfassend eine in Hoch- Richtung (z-Richtung) ausgerichtete Wellenstruktur, wobei die Wellenstruk tur zumindest drei, sich in Stoßfängerquerträgerlängsrichtung erstreckende, in Hoch-Richtung benachbarte Scheitelstrukturen umfasst.

Ein Stoßfängerquerträger dient in einem Kraftfahrzeug dem Schutz der da hinterliegenden Aggregate sowie des Fahrgastraums im Falle eines fronta len Zusammenstoßens. Der Stoßfängerquerträger erstreckt sich quer zur Fahrtrichtung (x-Richtung) des Fahrzeuges und ist vor den zu schützenden Aggregaten angeordnet. Die Längserstreckung des Stoßfängerquerträgers folgt der y-Richtung. Typischerweise ist der Stoßfängerquerträger an seinen seitlichen Endbereichen an ein Längsträgerbauteil des Fahrzeuges, typi scherweise an eine Crashbox angeschlossen. Bei der Aufnahme von frontal auf ein Kraftfahrzeug wirkenden Kräften wird der Stoßfängerquerträger ins besondere auf Biegung beansprucht. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, weisen Stoßfängerquerträger Versteifungsstrukturen auf.

Des Weiteren kann unter Lasteinwirkung auch ein Einknicken oder Aufrei ßen von Stoßfängerquerträgern beobachtet werden. Derartige Stoßfänger querträger sind vielfach zweischalig ausgeführt, wobei ein erstes Schalen profil U-förmig profiliert ist und die Öffnung der Profilierung in Fahrtrichtung weist. Zum Verschließen dieser Öffnung dient ein Schließblech, sodass auf diese Weise ein Kastenprofil bereitgestellt ist. Die U-förmige Profilierung stellt hierbei die Versteifungsstruktur dar. Zusätzliche, sich in Längserstre ckung des Stoßfängerquerträgers in das Schließblech und/oder das U-för mige Trägerprofil eingebrachte Sicken können den Stoßfängerquerträger zusätzlich versteifen.

Aus DE 10 2013 100 720 A1 ist ein einteiliger Stoßfängerquerträger be kannt, der zum Erzielen der benötigten Stabilität eine sich in Hoch-Richtung (z-Richtung) erstreckende Wellenstruktur in einem Mittenabschnitt aufweist. Die seitlichen Endabschnitte sind hingegen nur U-förmig profiliert. Seine Stabilisierung erhält dieser Stoßfängerquerträger somit durch ein in die her kömmliche U-Form eines solchen Trägers eingebrachte, der Längserstre ckung des Stoßfängerquerträgers folgende Verprägung, die die Wellen struktur bildet. Vorteilhaft bei einer solchen Ausgestaltung ist, dass kein Schließblech vorgesehen ist, wodurch die Herstellung vereinfacht und der Stoßfängerquerträger insgesamt gewichtreduziert ist.

Von Bedeutung ist ferner die Anbindung des Stoßfängerquerträgers an ein Kraftfahrzeuglängsträgerbauteil. Über diese Anbindung wird im Crashfall die durch den Stoßfängerquerträger aufgenommene Energie abgeleitet. Im Low-Speed-Crash darf der Stoßfängerquerträger nur in engen Grenzen ver formt werden, um die Schutzwirkung für die dahinter liegenden Aggregate aufrechtzuerhalten. Im High-Speed-Crash hingegen ist der Anbindungsbe reich erhöhten Belastungen ausgesetzt und kann in Extremfällen reißen. Daher muss sichergestellt sein, dass der Stoßfängerquerträger in dem An bindungsbereich oder benachbart dazu nicht knickt. Gefordert ist zudem, dass ein Stoßfängerquerträger eine hinreichende Robustheit gegenüber Torsionsbeanspruchungen aufweist, was sich bei offenen Schalenprofilen als schwierig erweist. Dieses gelingt in hinreichendem Maße besser, wenn dieser aus Stahlblech gefertigt ist, mit einer zumindest zweischaligen Aus legung des Stoßfängerquerträgers zum Ausbilden eines Kastenprofils.

Vor dem Hintergrund dieses diskutierten Standes der Technik stellt sich da her die Aufgabe, nicht nur einen gewichts- und kostenoptimierten Stoßfän- gerquerträger, sondern auch einen solchen vorzuschlagen, welcher robust gegenüber Torsionsbeanspruchungen ist, eine möglichst geringe Bau teileanzahl und eine bezüglich einer Kraftweiterleitung gute Anbindungs möglichkeit eines Längsträgerbauteils, etwa einer Crashbox, aufweist. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen eingangs genannten, gattungsge mäßen Stoßfängerquerträger, bei dem der Stoßfängerquerträger einen ers ten seiner Längserstreckung folgenden Längenabschnitt und wenigstens ei nen zweiten seiner Längserstreckung folgenden Längenabschnitt sowie je weils einen zwischen diesen Längenabschnitten angeordneten Übergangs- abschnitt umfasst und die Wellenstruktur im zweiten Längenabschnitt ge- genüber dem ersten Längenabschnitt invertiert ist, indem die Öffnungsrich tung der Scheitelstrukturen in dem Übergangsabschnitt wechselt und bei dem in dem Übergangsabschnitt zumindest eine zusätzliche scheitelbil dende Struktur vorhanden ist, deren Scheitel gegenüber einer Frontebene (y-z-Ebene), in der zumindest zwei in den Längenabschnitten benachbarte Scheitelstrukturen liegen, in Frontrichtung (x-Richtung) versetzt ist. Bevor zugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung. Im Rahmen dieser Ausführungen wird das für ein Kraftfahrzeug typische Koordinatensystem für die Richtungsangaben verwendet, wobei die Erstre ckung des Stoßfängerquerträgers in Fahrtrichtung der x-Richtung, die Er streckung des Stoßfängerquerträgers in Richtung der Breite des Fahrzeu ges der y-Richtung und die Hoch-Richtung der z-Richtung entsprechen.

Dieser Stoßfängerquerträger umfasst eine in Hoch-Richtung ausgerichtete Wellenstruktur. Die Wellenstruktur erstreckt sich somit in z-Richtung durch jeweils benachbart ausgebildete Positivstrukturen und Negativstrukturen. Damit ergeben sich quer zur Längserstreckung des Stoßfängerquerträgers eine Aneinanderreihung von zumindest einem Wellenberg und zumindest einem Wellental. Ein solcher Wellenberg oder ein solches Wellental wird im Nachfolgenden allgemein als Scheitelstruktur angesprochen. Unter einer solchen Scheitelstruktur ist auch eine solche Struktur zu verstehen, die ei nen Wellenberg oder ein Wellental und somit eine Positivstruktur bzw. eine Negativstruktur ausbildet, die eine zusätzliche Strukturierung, wie beispiels weise eine darin eingeprägte, der Längserstreckung des Stoßfängerquer trägers zumindest bereichsweise folgende Sicke aufweist. Denkbar ist auch das Einbringen von Verprägungen und/oder Sicken in den Zwischenberei chen zwischen einem Wellenberg und einem Wellental. Dieses kann gemäß einer Weiterbildung beispielsweise im Bereich der zweiten Längenab schnitte zum Erstellen von Anbindungsstrukturen für eine Crashbox der Fall sein. Eine Wellenstruktur ist bevorzugt eine Abfolge von entgegengesetzten Wölbungen, mithin von gekrümmt ausgeführten Strukturen, die fließend (kontinuierlich, insbesondere tangentenstetig bzw. krümmungsstetig) inei- nander übergehen. Unter einer Wellenstruktur ist auch eine solche Struktur zu verstehen, bei der die Schenkel gegenüber den Scheitelbereichen abge kantet sind und somit die Scheitelstrukturen orthogonal zur Fahrtrichtung (x-Richtung) ausgerichteten Flächen aufweisen. Vorgesehen ist, dass der Stoßfängerquerträger zumindest drei, in z-Rich- tung benachbarte, jeweils bezüglich ihrer Öffnungsrichtung entgegenge setzte Scheitelstrukturen umfasst, die sich in Längsrichtung des Stoßfän gerquerträgers (y-Richtung) erstrecken. Benachbarte Scheitelstrukturen verlaufen typischerweise parallel zueinander der y-Richtung folgend.

Der Stoßfängerquerträger umfasst einen ersten und zumindest einen zwei ten seiner Längserstreckung folgenden Längenabschnitt. In diesen Längen abschnitten sind die Scheitelstrukturen in Hoch-Richtung unmittelbar be nachbart und bilden die bereits erwähnte Wellenstruktur. Der Unterschied zwischen dem ersten und dem zweitem Längenabschnitt besteht darin, dass im zweiten Längenabschnitt diese Wellenstruktur bezüglich der Öff nungsrichtung seiner Scheitelstrukturen gegenüber dem ersten Längenab schnitt invertiert ist. Ist im ersten Längenabschnitt eine Scheitelstruktur bei spielsweise eine Bergstruktur (Positivstruktur), so handelt es sich bei dieser Scheitelstruktur im zweiten Längenabschnitt um eine Talstruktur (Negativ struktur). Diese Invertierung einer Positivstruktur in eine Negativstruktur und umgekehrt entlang derselben Scheitellinie erfolgt in einem zwischen den beiden Längenabschnitten angeordneten, sich in y-Richtung erstreckenden Übergangsabschnitt.

Damit zwei, in den Längenabschnitten in z-Richtung benachbarte Scheitel strukturen, also eine Bergstruktur (Positivstruktur) und eine Talstruktur (Ne gativstruktur), ihre Öffnungsrichtung wechseln können, müssen die Schei tellinien an einer Stelle, in einem x-z-Schnitt betrachtet, auf einer gemein- samen y-z-Ebene liegen. In einer projizierten x-y-Schnittansicht schneiden sich daher die beiden Scheitellinien, d.h.: die auf eine gemeinsame x-y- Ebene projizierten Scheitellinien schneiden sich. Dies bedeutet, dass auf grund des Wechsels der Öffnungsrichtung der Scheitelstrukturen zwei in dem Längenabschnitt benachbarte Scheitelstrukturen an einer Stelle wäh- rend ihres Verlaufs von Berg zu Tal bzw. von Tal zu Berg auf gleicher Höhe in x-Richtung sind. Vorstellbar ist an dieser Stelle aber auch, dass die Hö hen in x-Richtung unterschiedlich ausgebildet sind.

In dem Übergangsabschnitt ist zwischen zwei benachbarten Scheitelstruk- turen eine zusätzliche scheitelbildende Struktur vorgesehen. Diese zusätz liche scheitelbildende Struktur muss nicht notwendigerweise einen Scheitel im engeren Sinne ausbilden. Vielmehr ist unter diesem Begriff auch eine im Querschnitt (x-z-Ebene) L- oder S-förmige Struktur zu verstehen. Diese zu sätzliche Scheitelstruktur ist in x-Richtung versetzt zu der y-z-Ebene, in der die beiden in den Längenabschnitten benachbarten Scheitelstrukturen lie gen. Durch das in Bezug auf die x-Richtung versetzte Anordnen der Scheitel der zusätzlichen scheitelbildenden Strukturen gegenüber der y-z-Ebene, in der die in den Längenabschnitten benachbarten Scheitelstrukturen an einer Stelle in dem Übergangsbereich liegen, wird dieser Bereich in Bezug auf seine Biegebelastbarkeit stabilisiert. Ein einfaches Knicken ist in diesem Abschnitt des Stoßfängerquerträgers in x-Richtung somit wirksam unter bunden.

Zudem besteht die Möglichkeit, dass der Übergangsbereich in seiner x- Richtung eine geringere Höhe in seiner Wellenstruktur, mithin eine gerin gere Amplitude, aufweist, als die Längenabschnitte in x-Richtung. Auf diese Weise kann eine Sollknickstelle definiert werden. Sollte der Stoßfänger querträger einer extremen Belastung nicht standhalten können, knickt er an dieser vorgegebenen Sollknickstelle ein. Dadurch wird ein mittiges Auskni- cken des Querträgers bei gleichzeitig besserer Anlage an einer Barriere un terbunden.

In Längserstreckung der Übergangsabschnitte des Stoßfängerquerträgers existiert daher keine Stelle mit einem Querschnitt in der x-z-Ebene, die nicht durch zumindest eine Scheitelstruktur charakterisiert ist. Somit ist die An zahl der Summe aus Scheitelstrukturen und scheitelbildenden Strukturen, mithin derjenigen Strukturen, die für die Wellenstruktur im Übergangsab schnitt verantwortlich sind, gegenüber der Anzahl in dem benachbarten ers ten und zweiten Längenabschnitt erhöht. Bei einem Stoßfängerquerträger mit einer in Fahrtrichtung weisend im ersten Längenabschnitt zwei positiven und drei negativen Scheitelstrukturen aufweisenden Wellenkontur (fünf Scheitellinien) befinden sich im Übergangsbereich in einem Quer schnittsprofil gesehen zumindest sechs Scheitellinien und somit eine ent sprechend größere Anzahl an Scheitelstrukturen bzw. scheitelbildenden Strukturen. Dieses verdeutlicht, dass die Reduzierung der Amplitude der Wellenstrukturen (Amplitude in x-Richtung) in dem Übergangsabschnitt durch eine höhere Anzahl an Strukturen kompensiert wird.

Die zusätzlichen scheitelbildenden Strukturen können, wie auch die Schei telstrukturen der benachbarten Längenabschnitte, zusätzliche Verprägun- gen oder Strukturen aufweisen, um sie zu stabilisieren.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die zumindest eine zusätzliche scheitelbildende Struktur zwischen zwei in den Längenabschnitten benach barten Scheitelstrukturen eingebracht. In einem solchen Fall ist diese zu- sätzliche scheitelbildende Struktur typischerweise eine mit Schenkeln ver sehende U- bzw. V-förmige, an die benachbarten Scheitelstrukturen ange formte Struktur.

In einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung ist der Scheitel der zwischen zwei sich bezüglich ihrer Öffnungsrichtung im Übergangsabschnitt invertie renden Scheitelstruktur vorgesehenen zusätzlichen scheitelbildenden Struktur an eine erste Scheitelstruktur der in den Längenabschnitten vor handenen Wellenstruktur am Übergang vom ersten Längenabschnitt zum Übergangsabschnitt und am Übergang vom Übergangsabschnitt zum zwei- ten Längenabschnitt an eine zu der ersten Scheitelstruktur in dem Längen abschnitt benachbarten Scheitelstruktur angeformt. Die Öffnungsrichtung dieses Scheitels der zusätzlichen Scheitelstruktur ändert sich nicht, weist mithin über seine Erstreckung in y-Richtung durchgängig entgegen der Fahrtrichtung oder in Fahrtrichtung (x-Richtung). Der Scheitel der zusätzli- chen scheitelbildenden Struktur erstreckt sich bei diesem Ausführungsbei spiel von einer zwischen zwei in eine erste Richtung weisenden (positiven) Scheitelstrukturen befindlichen in eine zu der ersten entgegengesetzten zweiten Richtung (negativen) Scheitelstruktur in dem ersten Längenab schnitt in die sich aus einer in die erste Richtung weisende (positiven) Schei- telstruktur in diesem ersten Längenabschnitt in eine invertierte, in die zweite Richtung weisende (negative) Scheitelstruktur in dem anderen Längenab schnitt. Die zusätzliche scheitelbildende Struktur wechselt daher im Über gangsabschnitt die Spur zwischen zwei in den angrenzenden Längenab schnitten in z-Richtung benachbarten Scheitellinien. Dieser Spurwechsel verläuft vorzugsweise in Richtung der Längserstreckung des Stoßfänger querträgers entlang einer weitestgehend S-förmig geschwungenen Bahn. Auch besteht die Möglichkeit, dass die zusätzliche scheitelbildende Struktur in sich nicht in einer y-z-Ebene verbleibt, sondern einen Sattel beschreibt. In einer Ausgestaltung eines solchen Stoßfängerquerträgers grenzen die zusätzlichen scheitelbildenden Strukturen im Übergang zwischen Über gangsbereich und Längenabschnitt an einer gemeinsamen, in z-Richtung verlaufenden Linie. So beginnt der Übergangsbereich an jeder Scheitel struktur der Wellenstruktur des Stoßfängerquerträgers in einer gemeinsa- men x-z-Ebene und/oder endet in einer weiteren gemeinsamen x-z-Ebene. Durch diese Ausführung wird eine gleichmäßige Struktur bereitgestellt, die sich für den Kraftfluss entlang des Stoßfängerquerträgers positiv auswirkt. Möglich ist jedoch auch, dass sich der Übergangsbereich bezüglich unter schiedlicher Scheitelstrukturen verschiedentlich erstreckt.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der zweite Längenabschnitt zumin dest einen Anschlusspunkt für eine Anbindung des Stoßfängerquerträgers an ein Längsträgerbauteil eines Kraftfahrzeuges, etwa einer Crashbox als Längsträgerbauteil auf. Auf diese Weise ist es möglich, die beiden Längen- abschnitte dergestalt auszugestalten, damit der Stoßfängerquerträger im ersten Längenabschnitt für eine hohe Kraftaufnahme und den zweiten Län genabschnitt für eine entsprechend hohe Kraftabgabe konzipiert ist. Durch die Invertierung der Scheitelstrukturen entspricht die Kraftaufnahmestruktur der Kraftabgabestruktur. Somit brauchen grundsätzlich keine zusätzlichen Maßnahmen zum Ausgleich der in Kraftaufnahmerichtung weisenden Strukturen und in Kraftabgabe weisenden Strukturen, wie dieses beim Stand der Technik erforderlich ist, vorgenommen zu werden.

Von Vorteil bei dem vorbeschriebenen Konzept ist auch, dass die Wellen- Struktur in dem ersten Längenabschnitt eine größere Amplitude aufweisen kann, als in den zweiten Längenabschnittenden. Gleiches gilt auch umge kehrt. Auf diese Weise kann Einfluss auf die Crashperformance genommen werden. Außerdem wird durch die Invertierung der Wellenstruktur des Stoßfänger querträgers erreicht, dass in dem ersten Längenabschnitt eine hohe Biege steifigkeit gegeben ist, während der zweite Längenabschnitt bei einem Auf prall für eine effektive Energieabsorption konzipiert sein kann. Dadurch, dass das Wellenprofil des Stoßfängerquerträgers im zweiten Längenab- schnitt so ausgestaltet ist, dass die in z-Richtung weisenden Ränder bei einer in x-Richtung wirkenden Krafteinleitung Kraft aufnehmen, können im Crashfall die Crashboxen direkt nach Kontakt mit der Barriere die einge- brachte Energie aufnehmen ohne das zuvor eine Querträgerstruktur bei ei nem geringeren Kraftniveau nennenswert deformiert werden müsste.

Es war überraschend festzustellen, dass trotz Invertierung der Scheitel strukturen zwischen dem ersten Längenabschnitt und den zweiten Längen abschnitten der Übergangsbereich keine Schwächung in Bezug auf die Biege- und Torsionsbeanspruchung des Stoßfängerquerträgers darstellt, sondern durch die beschriebenen Maßnahmen ein Stoßfängerquerträger bereitgestellt werden konnte, der nicht nur in Bezug auf sein Gewicht, son dern auch in Bezug auf seine Biege- und Torsionsbeanspruchbarkeit ge genüber herkömmlichen, insbesondere einteiligen Stoßfängerquerträgern höheren Belastungen standhält.

Mit Blick auf den Kraftfluss ist es im Crashfalle ferner vorteilhaft, wenn der Stoßfängerquerträger eine ungerade Anzahl an Scheitelstrukturen aufweist und im ersten Längenabschnitt zwei in x-Richtung positive Scheitelstruktu ren vorgesehen sind. Diese beiden positiven Scheitelstrukturen sind zum oberen und unteren Abschluss des Stoßfängerquerträgers hin durch die Scheitellinie jeweils einer benachbarten negativen Scheitelstruktur be grenzt. Damit ist in diesem Längenabschnitt der obere und untere Ab schluss des Stoßfängerquerträgers von seinem in Fahrtrichtung weisenden vorderen Abschluss in Richtung zum Fahrzeug hin zurückversetzt angeord- net. Entsprechend umgekehrt ist die Wellenstruktur in den beiden zweiten Längenabschnitten ausgebildet. Generell wird es als zweckmäßig angesehen, wenn der Stoßfängerquerträ ger in dem ersten Längenabschnitt und den beiden zweiten Längenab schnitten im Bereich einer Scheitellinie einer Scheitelstruktur begrenzt ist.

Der Stoßfängerquerträger ist typischerweise aus einer Stahlplatine durch Presshärten hergestellt. Der Stoßfängerquerträger ist vorzugsweise eintei lig, kann jedoch ganz oder teilweise vorder- oder auch rückseitig mit einem Schließblech bestückt sein, wenn es beispielsweise darum geht, insgesamt oder auch lokal eine nochmals erhöhte Steifigkeit bereitzustellen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Stoßfängerquerträger im ers ten Längenabschnitt mehr in Fahrtrichtung geöffnete Scheitelstrukturen auf, als in dem zweiten Längenabschnitt.

Bevorzugt weist der Stoßfängerquerträger in seiner Längserstreckung ei nen ersten Längenabschnitt in der Mitte sowie zwei sich auf jeweils einer Seite daran anschließende Übergangsabschnitte, sowie zwei sich an die Übergangsabschnitte anschließende zweite Längenabschnitte auf.

In einer Ausgestaltung eines solchen Stoßfängerquerträgers sind die zwei ten Längenabschnitte ausgeführt, damit diese mit zwei entgegen der Fahrt richtung und somit zum Fahrzeug weisende positive Scheitelstrukturen auf weisen. An diese ist das Längsträgerbauteil, beispielsweise jeweils eine Crashbox angeschlossen. In dem zwischen diesen beiden zweiten Längen abschnitten befindlichen ersten Längenabschnitt weist dieser ebenfalls zwei, allerdings in Fahrtrichtung weisende positive Scheitelstrukturen auf.

Die Erstreckung eines Übergangsabschnittes in y-Richtung ist hinreichend lang, um eine nicht zu abrupte Invertierung der Scheitelstrukturen zufolge zu haben. Dieses begünstigt eine Kräfteweiterleitung von dem ersten Län genabschnitt in den oder die zweiten Längenabschnitte. Bei einem Stoßfän gerquerträger mit zwei zweiten Längenabschnitten und einem mittleren ers ten Längenabschnitt entspricht die Länge eines solchen Übergangsab- Schnittes beispielsweise etwa 30 bis 35% der Länge des ersten Längenab schnittes. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die abgewickelte Länge in Hoch-Richtung des Stoßfängerquerträgers im Übergangsbereich kleiner als in den Längenabschnitten. Erstaunlicherweise hat sich gezeigt, dass, ob- wohl im Übergangsabschnitt weniger Material gebraucht wird, als in den benachbarten Längenabschnitten, der Stoßfängerquerträger auch in seinen Übergangsbereichen den Anforderungen eines Crashtests standhält. Die ses wirkt sich auch positiv auf ein möglichst geringes Gewicht des Stoßfän gerquerträgers aus.

Bevorzugt beträgt der minimale Radius der Wölbungen in den Wellenstruk turen 5 mm. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein kontinuierlicher Über gang gegeben ist, sodass eine Kerbwirkung vermieden wird. Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 : eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Stoßfän gerquerträgers mit daran angeschlossenen Crashboxen,

Fig. 2: die Darstellung der Figur 1 als Strichzeichnung,

Fig. 3: eine Draufsicht auf den Stoßfängerquerträger der Figur 2 auf die x-y-Ebene,

Fig. 4a: eine Frontansicht des Stoßfängerquerträgers der Figur 2 (An sicht auf die y-z-Ebene,

Fig. 4b: Schnittdarstellungen des Stoßfängerquerträgers der Figur 4a entlang der darin kenntlich gemachten Schnittlinien A-A bis E-E und

Fig. 5: der Stoßfängerquerträger der Figur 4a mit einer vergrößerten

Darstellung eines seiner beiden Übergangsabschnitte mit einem daran angrenzenden Längenabschnitt. Die folgenden Ausführungen gelten gleichermaßen für Figur 1 und 2. In der Figur 1 ist der Stoßfängerquerträger 1 in Grauschattierungen gezeigt, da dieses seine Strukturierung besser wiederzugeben vermag als die Strich zeichnung der Figur 2. Der aus einer Stahlplatine durch Presshärten herge- stellte Stoßfängerquerträger 1 ist mit seinen beiden äußeren Längenab schnitten jeweils an einer Crashbox 2, 2.1 , die ihrerseits jeweils eine Base plate 3, 3.1 umfassen, angeschlossen. Der Stoßfängerquerträger 1 umfasst einen im mittleren Bereich des Stoßfängerquerträgers 1 angeordneten ers ten Längenabschnitt 4, zwei zweite Längenabschnitte 5, 5.1 , an denen die Crashboxen 2, 2.1 angeschlossen sind, sowie jeweils einen zwischen dem ersten Längenabschnitt 4 und jedem zweiten Längenabschnitt 5 bzw. 5.1 liegenden Übergangsabschnitt e, 6.1.

In dem ersten bzw. den zweiten Längenabschnitten 4, 5, 5.1 weist der Stoß- fängerquerträger 1 eine mit ihrer Strukturierung in z-Richtung ausgerichtete Wellenstruktur 7 auf. Diese Wellenstruktur 7 ist in diesem Ausführungsbei spiel durch fünf in den Längenabschnitten 4, 5, 5.1 jeweils benachbarte, ineinander übergehenden Scheitelstrukturen 8a - e gebildet. Der erste Län genabschnitt 4 unterscheidet sich von den zweiten Längenabschnitten 5, 5.1 dadurch, dass die Scheitelstrukturen 8a - e des ersten Längenabschnit tes 4 in den beiden zweiten Längenabschnitten 5, 5.1 jeweils invertiert sind. Dies bedeutet, dass die Öffnungsrichtung der Scheitelstrukturen 8a - e von dem ersten Längenabschnitt 4 zu dem zweiten Längenabschnitt 5, 5.1 ge wechselt hat. Weist im ersten Längenabschnitt 4 die Scheitelstruktur 8b mit ihrer Öffnung entgegen der Fahrtrichtung (- x-Richtung), so weist sie im zweiten Längenabschnitt 5, 5.1 in Fahrtrichtung (+ x-Richtung).

Die Crashboxen 2, 2.1 sind in den zweiten Längenabschnitten 5, 5.1 an die invertierten, in dem ersten Längenabschnitt 4 in Fahrtrichtung weisende ge- schlossenen Scheitelstrukturen 8b, 8d angeschlossen, welche Scheitel strukturen 8b, 8d in den zweiten Längenabschnitten 5, 5.1 in Fahrtrichtung weisend geöffnet und somit in Richtung zu den Crashboxen 2, 2.1 mit ihren Scheitelstrukturen geschlossen sind. Diese Scheitelstrukturen sind in den Längenabschnitten 4, 5, 5.1 von dem in z-Richtung weisenden äußerlichen Rand 9, 9.1 des Stoßfängerquerträgers 1 beabstandet. Mithin erfolgt die Anbindung der Crashboxen 2, 2.1 an denjenigen positiven Scheitelstruktu ren, die im ersten Längenabschnitt als in Fahrtrichtung weisend positive Scheitelstrukturen ausgeführt sind. Eine Kraftableitung von einer Impact- Stelle im ersten Längenabschnitt 4 in zumindest eine der beiden Crashbo- xen 2, 2.1 ist hierdurch begünstigt.

Der Wechsel der Öffnungsrichtung entlang der Längserstreckung (y-Rich- tung) des Stoßfängerquerträgers 1 erfolgt bezüglich der Scheitelstrukturen 8a - e an den Übergangsabschnitten 6, 6.1 zwischen dem ersten Längen- abschnitt und den beiden zweiten Längenabschnitten 5, 5.1. In den Über gangsabschnitten 6, 6.1 wird die Scheitellinie jeder Scheitelstruktur 8a - e von dem ersten Längenabschnitt 4 bezüglich ihrer Höhe in x-Richtung kon tinuierlich bis zum Erreichen der invertierten Scheitelstruktur geändert. In einem Schnitt einer solchen Scheitellinie in der y-z-Ebene erfolgt die Inver- tierung in einer langgestreckten S-förmig geschwungenen Ausbildung der Scheitellinie.

In den Übergangsbereichen 6, 6.1 sind zwischen in den Längenabschnitten 4, 5, 5.1 benachbarten Scheitelstrukturen 8a - e zusätzliche scheitelbil- dende Strukturen eingebracht. Diese scheitelbildenden Strukturen weisen jeweils einen Scheitel 10 a - d auf. Diese behalten entlang des Übergangs abschnittes 6, 6.1 ihre Öffnungsrichtung bei. Die zusätzlichen scheitelbil denden Strukturen verlaufen nicht parallel zu den Scheitelstrukturen 8a - e der Wellenstruktur 7 in dem ersten Längenabschnitt 4 und den beiden zwei- ten Längenabschnitten 5, 5.1 , sondern verbinden mit ihren Scheiteln 10a - d benachbarte Scheitelstrukturen 8a - e bzw. jeweils zwei benachbarte Scheitellinien.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf den Stoßfängerquerträger 1 aus den Figu- ren 1 und 2. Zu erkennen ist der erste Längenabschnitt 4, in der Mitte des Stoßfängerquerträgers 1 in y-Richtung angeordnet, woran sich beidseitig jeweils der Übergangsabschnitt 6, 6.1 anschließt. An die Übergangsab schnitte 6, 6.1 schließen sich dann die zweiten Längenabschnitte 5, 5.1 an. Der Stoßfängerquerträger 1 ist in seiner x-y-Ebene leicht gekrümmt, um der typischen Form einer Kraftfahrzeugfront zu folgen. In den Übergangsab- schnitten 6, 6.1 ist gut zu erkennen, dass durch die Verzahnung der Schei telstrukturen 8a - e in y-Richtung an jeder Stelle in einer x-z-Ebene eine Wellenstruktur vorhanden ist. Figur 4a zeigt den Stoßfängerquerträger 1 in einer Frontansicht. Einge zeichnet sind darin fünf Schnittebenen A-A, B-B, C-C, D-D, E-E, wobei die korrespondierenden Schnitte in Figur 4b nebeneinander dargestellt sind. Die Schnitte befinden sich jeweils in der x-z-Ebene. Die jeweiligen Schnitte stellen ein Durchlaufen des Übergangsabschnittes 6 ausgehend von dem ersten Längenabschnitt 4 hin zu dem zweiten Längenabschnitt 5 entlang der Längserstreckung des Stoßfängerquerträgers 1 und damit in seiner y- Richtung dar. Die in Figur 4b gestrichelt dargestellten Linien 11 , 11.1 stellen jeweils die maximale Auslenkung bzw. Amplitude der Wellenstruktur 7 dar. Das Einbringen einer oder mehreren Verprägungen 13 und/oder Sicken in den Zwischenbereichen zwischen einem Wellenberg und einem Wellental, jeweils im Bereich der zweiten Längenabschnitte 5, 5.1 ermöglicht das Er stellen von Anbindungsstrukturen für eine Crashbox. Diese sind in den Fi guren 1 und 2 nicht dargestellt. Es wird Bezug genommen auf die dargestellten Schnitte in der Figur 4b, vorgenommen im Übergangsabschnitt 6, wobei entsprechende Ausführun gen auch für den anderen Übergangsabschnitt 6.1 gelten. Der Schnitt A-A befindet sich am Ende des ersten Längenabschnitts 4 zum Übergangsab schnitt 6. Deutlich sind die in dem ersten Längenabschnitt 4 in z-Richtung benachbarten Scheitelstrukturen 8a - e der Wellenstruktur 7 zu erkennen. Diese unterscheiden sich jeweils durch ihre Öffnungsrichtung entgegen der bzw. in Fahrtrichtung (x-Richtung). In diesem Ausführungsbeispiel sind die Scheitelstrukturen 8a - e gewölbt und kontinuierlich aneinander angeformt. Für alle in den Längenabschnitten 4, 5, 5.1 benachbarten Scheitelstrukturen 8a - e beginnt der Übergangsabschnitt 6 in dieser gemeinsamen Ebene A- A.

Im Übergangsabschnitt 6 sind zusätzliche scheitelbildende Strukturen zwi schen die in dem Längenabschnitt 4 benachbarten Scheitelstrukturen 8a - e eingebracht. Diese insgesamt vier zusätzlichen scheitelbildenden Struktu ren umfassen in diesem Ausführungsbeispiel jeweils einen Scheitel 10a - d. Die Scheitel 10a - d der scheitelbildenden Strukturen sind an die Scheitel strukturen 8a - e der Längenabschnitte 4, 5 angeformt. Die scheitelbilden den Strukturen sind in diesem Ausführungsbeispiel etwa U-förmig ausge führt.

Im Schnitt C-C, der in der Mitte des Übergangsabschnittes 6 in seiner y- Richtung angeordnet ist, liegen alle Scheitelstrukturen 8a - e, die in den Längenabschnitten 4, 5 benachbart sind, in einer y-z-Ebene (durch eine Li nie 12 gekennzeichnet). Hier weisen alle Scheitelstrukturen 8a - e den glei- chen x-Wert auf. Zwischen diesen Scheitelstrukturen 8a - e sind die schei telbildenden Strukturen angeordnet. Deren Scheitel 10a - d sind immer ver setzt zu der soeben angesprochenen y-z-Ebene 12, in der die Scheitelstruk turen 8a - e im Schnitt C-C liegen. Daher ist die Anzahl der an der Wellen struktur im Übergangsabschnitt 6 beteiligten Scheitel 8a - e, 10a - d größer als in den benachbarten Längenabschnitten 4, 5. Dieses gilt für den gesam ten Übergangsabschnitt 6.

Im Schnitt D-D sind die im Schnitt A-A niedrigeren Strukturen 8a, c, e nun mehr höher als die im Schnitt A-A hohen Strukturen 8b, d, bis das die Wel- lenstruktur 7 im Schnitt E-E vollständig invertiert ist. An dieser Position hat der Übergangsbereich 6 bereits geendet. In dem zweiten Längenabschnitt 5 sind ohne Zwischenschaltung von zusätzlichen scheitelbildenden Struk turen die in dem ersten Längenabschnitt 4 benachbarten Scheitelstrukturen 8a - e wieder benachbart zueinander.

Figur 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Übergangsbereiches 6 des Stoßfängerquerträgers 1 in einer Frontansicht gemäß Figur 4a. Deutlich ist zu erkennen, dass die Scheitel 10a - d der scheitelbildenden Strukturen am Übergang zwischen erstem Längenabschnitt 4 und Übergangsabschnitt 6 jeweils an einer ersten Scheitelstruktur 8a, c, e angeformt sind und am Übergang von Übergangsabschnitt 6 zum zweiten Längenabschnitt 5 je weils an eine andere Scheitelstruktur 8b, 8d angeformt sind, die der ersten Scheitelstruktur 8a, c, e in einem der Längenabschnitte 4, 5 benachbart ist. Der Verlauf der Scheitel 10a - d der scheitelbildenden Strukturen verläuft nicht parallel zu den Scheitellinien der Scheitelstrukturen 8a - e. Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für den Fachmann zahlreiche weitere Ausgestaltungen den Erfindungsgedan ken umzusetzen, ohne dass dieses im Einzelnen im Rahmen dieser Aus- führungen näher dargelegt werden müsste.

Bezugszeichenliste

1 Stoßfängerquerträger

2, 2.1 Crashbox

3, 3.1 Baseplate

4 erster Längenabschnitt

5, 5.1 zweiter Längenabschnitt

6, 6.1 Übergangsabschnitt

7 Wellenstruktur

a - e Scheitelstruktur

9, 9.1 Rand

a - d Scheitel der scheitelbildenden Struktur

, 1 1 .1 Linien, die die maximale Amplitude der Wellenstruktur dar stellen

12 Linie, die die Spur der y-z-Ebene darstellt

13 Verprägung

Claims

Patentansprüche

1. Stoßfängerquerträger, umfassend eine in Hoch-Richtung (z-Rich- tung) ausgerichtete Wellenstruktur (7), wobei die Wellenstruktur (7) zumindest drei, sich in Stoßfängerquerträgerlängsrichtung erstre ckende, in Hoch-Richtung benachbarte Scheitelstrukturen (8a - e) umfasst, wobei der Stoßfängerquerträger (1 ) einen ersten, seiner Längserstreckung folgenden Längenabschnitt (4) und wenigstens ei nen zweiten, seiner Längserstreckung folgenden Längenabschnitt (5, 5.1 ) sowie einen jeweils zwischen diesen Längenabschnitten (4, 5, 5.1 ) angeordneten Übergangsabschnitt (6, 6.1 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenstruktur (7) im zweiten Längenab schnitt (5, 5.1 ) gegenüber dem ersten Längenabschnitt (4) invertiert ist, indem die Öffnungsrichtung der Scheitelstrukturen (8a - e) in dem Übergangsabschnitt (6, 6.1 ) wechselt und dass in dem Übergangs abschnitt (6, 6.1 ) zumindest eine zusätzliche scheitelbildende Struk tur vorhanden ist, deren Scheitel (10a - d) gegenüber einer Front ebene (y-z-Ebene), in der zumindest zwei in den Längenabschnitten (4, 5, 5.1 ) benachbarte Scheitelstrukturen (8a - e) liegen, in Front richtung (x-Richtung) versetzt ist.

2. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zusätzliche scheitelbildende Struktur zwi schen zwei in den Längenabschnitten (4, 5, 5.1 ) benachbarten Scheitelstrukturen (8a - e) angeordnet ist.

3. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheitelstrukturen (8a - e) der Wellenstruktur (7) in den Längenabschnitten (4, 5, 5.1 ) gewölbt sind.

4. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheitel (10a - d) der zumindest einen zusätzlichen scheitelbildenden Struktur gewölbt ist.

5. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius der Wölbung der Scheitelstruktu ren (8a - e, 10a - d) mindestens 5 mm beträgt. 6. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheitel (10a - d) der zumindest einen zusätzlichen scheitelbildende Struktur an eine erste Scheitelstruktur (8a, c, e) am Übergang vom ersten Längenabschnitt (4) zum Über gangsabschnitt (6, 6.1 ) angeformt ist und am Übergang vom Über- gangsabschnitt (6,

6.1 ) zum zweiten Längenabschnitt (5, 5.1 ) an eine zu der ersten Scheitelstruktur (8a, c, e) in den Längenabschnitten (4, 5, 5.1 ) benachbarten Scheitelstruktur (8b, d) angeformt ist.

7. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Scheitelstruktur in den Län genabschnitten zumindest eine zusätzliche, sich in Stoßfängerquer trägerlängsrichtung erstreckende Verprägung aufweist.

8. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen scheitelbildenden Struktu ren (10a - d) an einer gemeinsamen, in z-Richtung verlaufenden Li nie an einen Längenabschnitt (4, 5, 5.1 ) grenzen.

9. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Anschlusspunkt zum An schließen des Stoßfängerquerträgers (1 ) an ein Längsträgerbauteil (3, 3.1 ) in dem zweiten Längenabschnitt (5, 5.1 ) befindet.

10. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfängerquerträger (1 ) im ersten Längenabschnitt (4) mehr in Fahrtrichtung geöffnete Scheitelstrukturen (8a, c, e) aufweist als in dem zweiten Längenabschnitt (5, 5.1 ).

11. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Anschlusspunkt zum Anschließen des Stoßfän- gerquerträgers (1 ) an zumindest einer, von einem in z-Richtung wei senden Rand (9, 9.1 ) des zweiten Längenabschnitts (5, 5.1 ) beab- standete Scheitelstruktur (8b, d) angeordnet ist.

12. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die abgewickelte Breite in Hoch-Richtung (z- Richtung) des Stoßfängerquerträgers (1 ) im Übergangsbereich (6,

6.1 ) kleiner ist als in hierzu benachbarten Längenabschnitten (4, 5,

5.1 ).

13. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfängerquerträger (1 ) in seiner Längserstreckung einen ersten Längenabschnitt (4) in der Mitte, so wie zwei sich an jeweils einer Seite daran anschließende Übergangs- abschnitte (6, 6.1 ), sowie jeweils einen an jeden Übergangsab schnitte (6, 6.1 ) anschließenden zweiten Längenabschnitt (5, 5.1 ) umfasst.

14. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfängerquerträger (1 ) aus einer Stahl platine durch Presshärten hergestellt ist.

15. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Verprägungen (13) und/o- der Sicken im den Zwischenbereich zwischen einem Wellenberg und einem Wellental im Bereich der zweiten Längenabschnitte (5, 5.1 ) zum Erstellen von Anbindungsstrukturen für eine Crashbox (2) ein geformt sind.