WO2021043899A1

WO2021043899A1 - STOßFÄNGERQUERTRÄGER FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG

Info

Publication number: WO2021043899A1
Application number: PCT/EP2020/074588
Authority: WO
Inventors: Alexander GÜNTHER; Lena Kremer; Maria Schmitt; Marco TÖLLER
Original assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2021-03-11
Also published as: US11987192B2; US20220363211A1; CN114340957B; WO2021043896A1; US20220314912A1; CN114340957A; CN114364577B; CN114364577A

Abstract

Beschrieben ist ein Stoßfängerquerträger 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstreckenden Querträger 2 und mit zwei daran angeschlossenen Crashboxen 3, 3.1, von denen jeweils eine in jeweils einem Endabschnitt mit ihrem vom Fahrzeug jeweils wegweisenden Ende an den Querträger 2 angeschlossen und mit ihrem zum Fahrzeug weisenden Ende an ein dem Fahrzeug zugehöriges Strukturbauteil, etwa an einen Längsträger anschließbar ist. Der Querträger 2 weist im Bereich des Anschlusses einer Crashbox 3 eine Wellenstrukturierung auf. In dem Anschlussbereich der Crashbox 3 ist in den Stoßfängerquerträger 1 eine Abschlepphülse 16 integriert. Die Abschlepphülse 16 ist in der Wellenstruktur in einer von der Crashbox 3 mit ihrer Scheitelzone wegweisenden Scheitelstruktur 6.1 mit ihrer Mantelfläche an den zueinanderweisenden, die Scheitelstruktur 6.1 bildenden Flanken 8.1, 8.2 formschlüssig in z- und in y-Richtung gehalten.

Description

Stoßfängerquerträger für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Stoßfängerquerträger für ein Kraftfahrzeug mit einem sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstreckenden Querträger und mit zwei daran angeschlossenen Crashboxen, von denen jeweils eine in jeweils einem Endabschnitt mit ihrem vom Fahrzeug jeweils wegweisenden Ende an den Querträger angeschlossen ist und mit ihrem zum Fahrzeug weisen den Ende an ein dem Fahrzeug zugehörigen Strukturbauteil, insbesondere an Längsträger, anschließbar ist, wobei der Querträger im Bereich des An schlusses einer Crashbox eine Wellenstrukturierung aufweist und in dem Anschlussbereich der Crashbox in den Stoßfängerquerträger eine Ab schlepphülse integriert ist.

Ein Stoßfängerquerträger dient dem Schutz von fahrzeugseitig hinter dem Stoßfängerquerträger befindlichen Aggregaten sowie des Fahrgastraumes im Falle eines insbesondere frontalen Zusammenstoßes. Der Stoßfänger querträger verfügt über einen Querträger, der sich mit seiner Längserstre ckung quer zur Fahrtrichtung (x-Richtung) des Fahrzeuges somit in y-Rich- tung erstreckt. An den Querträger sind in seinen beiden Endabschnitten Energieabsorptionsbauteile, sogenannte Crashboxen, angeschlossen. Diese sind an der Rückseite des Querträgers mit ihrem vom Fahrzeug weg weisenden Ende abgestützt. Das andere Ende der Crashbox weist in Rich tung zu dem Fahrzeug und ist an ein Strukturbauteil des Fahrzeuges, typi scherweise einen Längsträger anschließbar bzw. angeschlossen. Teil einer solchen Crashbox ist in vielen Fällen eine Grundplatte, eine sogenannte Baseplate, an ihrem zum Fahrzeug weisenden Ende. Eine solche Baseplate ragt mit ihrer Flächenerstreckung über die Mantelfläche der Crashbox nach Art eines Flansches aus. In diesen sind Montageöffnungen eingebracht, um den Stoßfängerquerträger an dem fahrzeugseitigen Strukturbauteil anzu schließen.

Crashboxen dienen zur Absorption von Aufprallenergie durch definiertes Umformen derselben. Somit wird die aufzunehmende Energie in Umfor- menergie umgewandelt. Crashboxen können aus einer hierfür geeigneten Aluminiumlegierung, dann typischerweise als Hohlkammerprofile herge stellt sein. Crashboxen können auch aus Stahlbauteilen hergestellt sein, dann typischerweise durch zwei mit ihren längsseitigen Stößen aneinander grenzenden Halbschalen, zumeist U-förmig im Querschnitt. Stahlcrashbo- xen weisen typischerweise Strukturen auf, die eine Faltenbildung beeinflus sen, beispielsweise Sicken oder dergleichen.

In derartige Stoßfängerquerträger ist im Bereich des linken und/oder rech ten Endabschnittes eine Abschlepphülse integriert. Zu diesem Zweck weist der Querträger eine entsprechende Durchbrechung auf, in die die Ab schlepphülse eingesetzt und mit dem Querträger verschweißt ist. Die Ab schlepphülse ist in aller Regel im Anbindungsbereich der Crashbox in den Stoßfängerquerträger integriert. Bei einem Querträger mit nach vorne offe ner hutförmiger Querschnittsgeometrie ist dieser in aller Regel an seiner von dem Fahrzeug wegweisende Seite durch ein Schließblech verschlos sen, um auf diese Weise ein Hohlkammerprofil auszubilden. Bei einer sol chen Ausgestaltung durchgreift die Abschlepphülse in x-Richtung den Querträger im Bereich seiner Rückwand und das Schließblech. Weist der Querträger keine zwei in x-Richtung voneinander beabstandete Wände auf, müssen zusätzliche Versteifungselemente an den Querträger angebracht werden, um eine Abschlepphülse daran anschließen zu können. Dieses ist erforderlich, da eine solche in einen Stoßfängerquerträger integrierte Ab schlepphülse auch in Querrichtung zu ihrer Längsachse angreifenden Kräf ten standhalten muss. Eine solche Abschlepphülse wird mit dem Querträger vorderseitig und rückseitig verschweißt. Zu diesem Zweck muss die Ab schlepphülse in den beiden in x-Richtung miteinander fluchtenden Durch brechungen des Querträgers - sei des der Querträger mit einem Schließ blech oder der Querträger mit einem zusätzlichen Versteifungselement - positionsgenau gehalten werden, um den Schweißvorgang durchführen zu können.

Aufgefangen werden bei einer solchen Integration der Abschlepphülse in einen Stoßfängerquerträger die darauf in x-Richtung einwirkenden Kräfte über die Schweißnähte. Querkräfte werden über die in x-Richtung beab- standeten Bleche - Rückwand eines Hutprofils und Schließblech oder Querträger und Versteifungselement - aufgefangen. Die Integration einer Abschlepphülse in einen Stoßfängerquerträger benötigt daher in x-Richtung auf Grund der notwendigen Beabstandungen der beiden Querträgerele mente, an die die Abschlepphülse angeschlossen ist, einen entsprechen den Bauraum. Querträger eines solchen Stoßfängerquerträgers weisen mit- unter eine in Hochrichtung (z-Richtung) ausgerichtete Wellenstruktur auf, die sich bis in seine Endabschnitte erstreckt. Daher hat der Stoßfängerquer träger bereits eine gewisse Erstreckung in x-Richtung in dem Abschnitt, in dem eine Abschlepphülse integriert werden soll. Eine solche Strukturierung eines Querträgers für einen Stoßfängerquerträger ist aus der Figur 3 der DE 102013 100720 A1 bekannt. Bei dieser Ausgestaltung ist vor allem die zu unterst liegende, vom Fahrzeug wegweisende Scheitelstruktur mit einer besonderen Höhe ausgestattet. Diese bestimmt die Erstreckung des Quer trägers in diesem Abschnitt in der x-Richtung. Um in diesem Abschnitt des Querträgers eine Abschlepphülse anzuschließen, muss die Aufbauhöhe an der Rückseite durch ein zusätzliches Versteifungselement vergrößert wer den, wenn eine Zweipunktabstützung der Abschlepphülse, wie vorstehend beschrieben, gewünscht wird. Hierdurch wird jedoch der Gesamtaufbau des Querträgers vergrößert. Dieses ist in manchen Anwendungsfällen jedoch nicht gewünscht.

Aus der US 2017 / 0096171 A1 geht ein Stoßfängerquerträger für ein Kraft fahrzeug mit einem sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstreckenden Quer träger und mit zwei daran angeschlossenen Crashboxen hervor. Wobei die Crashboxen an einem Fahrzeug anschließbar sind, der Stoßfängerquerträ- ger eine Wellenstruktur im Anschlussbereich der Crashboxen zeigt und zu dem in Figur 3 B im Schnitt C-C eine nicht näher bezeichnete Abschlepp hülse offenbart, die im Anschlussbereich der Crashbox im Stoßfängerquer träger integriert ausgebildet ist. Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, einen Stoßfängerquerträger der eingangs genannten Art dergestalt weiterzubilden, dass, wenn genutzt, die Schweiß nähte der Abschlepphülse weniger stark belastet sind und die Abschlepp hülse in den Stoßfängerquerträger mit einer hinreichenden Querkraftabstüt- zung integriert ist, ohne dass hierzu der Aufbau in x-Richtung vergrößert werden müsste. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen eingangs genann ten, gattungsgemäßen Stoßfängerquerträger gemäß US 2017 / 0 096 171 A1 , bei dem die Abschlepphülse in der Wellenstruktur in einer von der Crashbox mit ihrer Scheitelzone wegweisenden Scheitelstruktur mit ihrer Mantelfläche an den zueinanderweisenden, die Scheitelstruktur bildenden Flanken formschlüssig in z- und in y-Richtung gehalten ist.

Bei diesem Stoßfängerquerträger wird die in dem Bereich der Integration der Abschlepphülse vorhandene Wellenstruktur, bereitgestellt beispiels weise durch eine mit ihrer Längserstreckung in y- oder z-Richtung verlau fende Sicke in geschickter Weise genutzt. Die Abschlepphülse wird in die Wellenstruktur integriert, und zwar dergestalt, dass diese zwischen den Flanken einer von der Crashbox wegweisenden Scheitelstruktur eingepasst ist und in z- und in y-Richtung formschlüssig darin gehalten ist. Gemäß einer Ausgestaltung ist dieser Formschluss zwischen der Abschlepphülse und dem Querträger spielfrei. Dieses ist beispielsweise bei einer Ausgestaltung möglich, bei der der Querträger und die Abschlepphülse Aluminiumteile sind. Bei einer Auslegung des Querträgers und/oder der Abschlepphülse aus Stahl wird es in aller Regel erforderlich sein, den Stoßfängerquerträger aus Korrosionsschutzgründen zu beschichten, wobei typischerweise eine Beschichtung mittels kathodischer Tauchlackierung vorgenommen werden wird. In einem solchen Fall soll Beschichtungsmaterial auch zwischen die Mantelfläche der Abschlepphülse und den für den Formschluss verantwort- liehen Bereichen des Querträgers gelangen. Dann wird man die Abschlepp hülse mit ihrer Mantelfläche zu der Wellenstruktur des Querträgers mit ei nem geringen Abstand anordnen, damit in diesen das Beschichtungsmate rial bei dem Vorgang des Beschichtens eindringen kann. Auch in einem sol chen Fall ist die Abschlepphülse in den genannten Richtungen formschlüs- sig in der Scheitelstruktur gehalten, und zwar mit dem für das Spaltmaß vorgesehenen Spiel. Anstelle des Vorsehens eines Spaltes zwischen der Mantelfläche der Abschlepphülse und der Scheitelstruktur des Querträgers kann zwischen der Mantelfläche der Abschlepphülse und der für den Form schluss verantwortlichen Bereichen des Querträgers eine Dicht- und/oder Klebemasse vorgesehen sein. Auch in einem solchen Fall ist die Ab schlepphülse in z- und y-Richtung formschlüssig in die Scheitelstruktur ein gepasst. In einer Weiterbildung ist, und zwar unabhängig davon, ob der Formschluss in z- und y-Richtung spielfrei oder mit einem Spiel vorgesehen ist, ein form schlüssiger Anschluss auch in x-Richtung vorgesehen. Die die Scheitel struktur bildenden Flanken verlaufen je nach Auslegung der Wellenstruktur in y- oder z-Richtung. Wenn die Abschlepphülse zwischen die Flanken ein- gepasst ist, ist diese somit allein durch die Anlage an diesen Flanken in dieser Richtung formschlüssig gehalten. Im Bereich der Einpassung der Ab schlepphülse zwischen die Flanken einer solchen Scheitelstruktur sind die Flanken ausgelegt, damit diese nicht nur den quer zur Erstreckung der Flan ken befindlichen Scheitel der Abschlepphülse kontaktieren, sondern auch die in Richtung des Verlaufs der Flanken zu diesem Scheitel benachbarten Bereiche. Damit ist die Abschlepphülse auch in Querrichtung zum Längs verlauf der Wellenstruktur formschlüssig in die Scheitelstruktur eingepasst. Die Flanken einer solchen Scheitelstruktur weisen eine gewisse, vorzugs weise gerade Erstreckung in x-Richtung auf, sodass eine Anlage der Man- telfläche der Abschlepphülse über eine gewisse Erstreckung in x-Richtung möglich ist, welche Anlagefläche in x-Richtung um ein Mehrfaches größer ist als die Anlage der eine Abschlepphülsendurchbrechung einfassenden Wandbereiche. Aus diesem Grunde werden bei dem eingangs diskutierten Stand der Technik zwei derartige, mit Abstand zueinander angeordnete Wandbereiche zum Flalten der Abschlepphülse benötigt. Durch diese flä chige Anlage, die auf die quer zur Längserstreckung der Flanken gerichte ten Scheitelbereiche, die den eigentlichen Scheitel mit umfassen, der Ab schlepphülse begrenzt sein kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel er streckt sich die Anlagefläche an jeder Flanke über 35 bis 60 Grad, insbe- sondere über etwa 50 Grad und somit etwa 25 Grad in beide Richtungen, ausgehend von der Scheitellinie.

Bei einer solchen Integration der Anschlusshülse in den Stoßfängerquerträ ger ist im Unterschied zu dem eingangs diskutierten Stand der Technik nur eine einzige Schweißung erforderlich. Diese wird man typischerweise an der Vorderseite und somit im Bereich der Scheitelstruktur vornehmen. Um die vorbeschriebene formschlüssige Einpassung der Abschlepphülse an den zueinanderweisenden Flanken einer Scheitelstruktur anliegend be reitzustellen, ist in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Schei- telstruktur im Bereich der Abschlepphülsendurchbrechung eine größere Breite (Richtung quer zur Längserstreckung der Scheitelstruktur) aufweist als in den benachbarten Scheitelstrukturbereichen.

In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Anpassung der Flanken an die Mantelfläche der Abschlepphülse sich nicht bis in die Schei telzone der zu der die Abschlepphülsendurchbrechung aufweisenden Scheitelstruktur benachbarten Scheitelstrukturen hineinerstreckt.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der die die Abschlepphülse tragenden Flanken einer Scheitelstruktur in Richtung zur Abschlepphülsen durchbrechung zueinander geneigt sind, mithin nicht horizontal verlaufen. Die Neigung gegenüber der Florizontalen braucht grundsätzlich nur wenige Winkelgrade, beispielsweise 2 bis 5 Grad, zu betragen. Von Bedeutung ist hierbei, dass bei einer solchen Auslegung der Flanken sich die zu der Ab- schlepphülsendurchbrechung erstreckenden Anlageflächenbereiche ko nisch verjüngen und bei einer solchen Ausgestaltung die Abschlepphülse eine mit komplementärer Konizität ausgebildeten Flankenanlagefläche, ty pischerweise Teil der Mantelfläche, aufweist. Diese Flankenanlagefläche der Abschlepphülse kann die konische Mantelfläche eines von der ansons- ten zylindrischen Mantelfläche der Abschlepphülse abragenden Bundes sein.

Zweckmäßig ist eine Auslegung des Stoßfängerquerträgers, bei dem die Abschlepphülsendurchbrechung durch Wandabschnitte der Scheitelstruk- tur des Querträgers gebildet ist, die mit ihrem Stoß an der Mantelfläche der Abschlepphülse anliegen, vorzugsweise mit Abstand in axialer Richtung zu der innenseitigen Flankenanlage. Dann ist bei auf die Abschlepphülse ein wirkenden Querkräften die Kraftüberleitung in den Querträger nochmals verbessert. Integriert ist bei einem solchen Stoßfängerquerträger die Abschlepphülse in den Anbindungsbereich der Crashbox. Vorzugsweise ist die Rückseite der die Abschlepphülse tragenden Scheitelstruktur von den Wänden der an die Rückseite des Querträgers angeschlossenen Crashbox eingefasst. Genutzt werden hierbei die Eigenschaften der rückseitig an den Querträger ange schlossenen Crashbox, durch die die die Abschlepphülse tragende Schei telstruktur vor allen in Querrichtung zur Längserstreckung der Scheitelstruk tur ausgesteift ist und diese somit den an eine Querbelastung gestellten Anforderungen allein aufgrund der geschickten Integration in den Stoßfän- gerquerträger und somit ohne zusätzliche Maßnahmen genügt.

Gemäß einer Ausgestaltung eines solchen Stoßfängerquerträgers ist die mit ihren Wänden den Anschlussbereich der Abschlepphülse einfassenden Crashbox mit ihrem oberen und unteren Stirnseitenbereich durchgängig oder zumindest weitestgehend durchgängig an Flanken der Wellenstruktur abgestützt und mit diesen verbunden. Die Wellenstruktur erstreckt sich bei einer solchen Ausgestaltung in Hochrichtung (z-Richtung).

Diese Abstützung der Crashbox an dem Querträger lässt sich auch bei sol- chen Querträger realisieren, die eine in Hochrichtung (z-Richtung) ausge richtete Wellenstruktur aufweisen. Mitunter werden auch derartige Querträ ger eingesetzt, da diese über ihre Wellenstruktur eine höhere Steifigkeit auf weisen. Die Ausrichtung der Wellenstruktur in Hochrichtung bedingt, dass die Wellenstruktur der Längserstreckung des Querträgers folgende Schei- telstrukturen umfasst, und zwar zumindest drei gleichsinnige Scheitelstruk turen, und somit drei in dieselbe Richtung weisende Scheitelstrukturen. Zwei benachbarte Scheitelstrukturen sind jeweils durch eine gegenüber ei ner Horizontalen geneigte Flanke miteinander verbunden. Bei einem sol chen Querträger ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der obere und untere Stirnseitenbereich jeder Crashbox an einer sol chen Flanke abgestützt ist, und zwar vorzugsweise an einer in Hochrichtung weisenden Flanke. Bei einer solchen Auslegung weist die obere Flanke, an der der obere Stirnseitenbereich abgestützt ist, in Hochrichtung. Die untere Flanke, an der der untere Stirnseitenbereich abgestützt ist, weist in Hoch- richtung nach unten. Bei einer solchen Auslegung sind die an den in Hoch- richtung weisenden Flanken abgestützten oberen und unteren Stirnseiten bereiche leicht zugänglich, um entlang dieser abgestützten Stirnseitenbe reiche die Crashbox mit der Rückseite des Querträgers stoffschlüssig zu verbinden, und zwar typischerweise durch Verschweißen der beiden Teile miteinander. Vorzugsweise tragen die seitlichen Stirnseitenbereiche der Crashboxen eine in Richtung zur Rückseite des Querträgers abragende Stützlasche. Diese greift ein in eine zwischen den beiden äußeren Scheitel strukturen liegende Scheitelstruktur. In dieser ist die Stützlasche allerdings nur an den beiden zueinander weisenden Flanken abgestützt, mit denen diese mittlere Scheitelstruktur mit den beiden äußeren Scheitelstrukturen verbunden ist. Je nachdem wie lang die Kontaktfläche einer solchen Stütz lasche mit einer solchen Flanke des Querträgers ist, kann das Deformati onsverhalten in der ersten Phase eines Deformationsprozesses beeinflusst werden. Somit sind bei einer solchen Auslegung des Stoßfängerquerträgers zumindest die zu der Crashbox weisenden Scheitelstrukturen nicht an der Stirnseite der Crashbox abgestützt. Eine Abstützung in den nicht abgestütz ten Stirnseitenbereichen der Crashbox erfolgt nach einer ersten Deformati onsphase, wenn eine Deformation in der Crashbox über die abgestützten Stirnseitenbereiche bereits initialisiert worden ist.

Bei den im Rahmen dieser Ausführung benutzten Richtungsangaben - x- Richtung, y-Richtung und z-Richtung - handelt es sich um die bei einem Fahrzeug üblicherweise verwendeten Richtungsangaben. Die x-Richtung entspricht der Fahrzeuglängserstreckung. Die y-Richtung ist die Querer- Streckung des Fahrzeuges in Richtung seiner Breite. Die z-Richtung ist die Flochrichtung.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be zugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: Eine perspektivische Darstellung eines Stoßfängerquerträ gers,

Fig. 2: einen Querschnitt durch den Stoßfängerquerträger der Figur 1 mit einer Schnittlinie in der Mitte seiner Längserstreckung mit Blickrichtung auf das in Figur 1 gezeigte linke Ende, Fig. 3a, 3b: eine Frontseitenansicht des Stoßfängerquerträgers der Figur 1 (Figur 3a) und in einer vergrößerten Darstellung seines lin ken Endabschnittes (Figur 3b) und

Fig. 4: einen Längsschnitt durch den Stoßfängerquerträger entlang der Linie A-A der Figur 3a.

Ein Stoßfängerquerträger 1 umfasst einen Querträger 2, an den im Bereich seiner Enden jeweils eine Crashbox 3, 3.1 angeschlossen ist. Der Querträ ger 2 des Stoßfängerquerträgers 1 weist eine in z-Richtung ausgerichtete Wellenstruktur auf. Die Profilierung der Wellenstruktur erstreckt sich mit ih ren Scheitelstrukturen in Längserstreckung des Querträgers 2. Bei dem Querträger 2 handelt es sich um ein pressumgeformtes Stahlbauteil.

Die Crashbox 3 - die Crashbox 3.1 ist identisch aufgebaut - ist aus zwei aus jeweils einer Stahlplatine pressumgeformten U-förmigen Halbschalen 4, 4.1 zusammengesetzt. Die beiden Halbschalen 4, 4.1 grenzen mit ihren längsseitigen Stößen aneinander und sind an dieser Stelle miteinander ver- schweißt. An dem zu ein in den Figuren nicht dargestellten Fahrzeug wei senden Ende trägt die Crashbox 3 eine sogenannte Baseplate 5, mit der der Stoßfängerquerträger 1 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an einen fahrzeugseitigen Längsträger angeschlossen wird. Aufgrund der aus Figur 1 erkennbaren Profilierung des Querträgers 2 in Hochrichtung ist, wie aus Figur 2 erkennbar, auch die zur Rückseite des Querträgers 2 weisende Stirnseite der Crashbox 3 entsprechend profiliert.

Wie ebenfalls aus Figur 2 deutlicher als in Figur 1 zu erkennen, verfügt die Wellenstruktur des Querträgers 3 über drei vom Fahrzeug wegweisende positive Scheitelstrukturen 6, 6.1 , 6.2 sowie über zwei dazwischen befindli che negative Scheitelstrukturen 7, 7.1 als Vertiefungen gegenüber den po sitiven Scheitelstrukturen 6, 6.1 , 6.2. In Richtung zur Crashbox 3 stellen die negativen Scheitelstrukturen 7, 7.1 die positiven Scheitelstrukturen dar und die Scheitelstrukturen 6, 6.1 , 6.2 negative Scheitelstrukturen, da diese ge- genüber den Scheitelstrukturen 7, 7.1 zurückspringen. Benachbarte Schei telstrukturen sind durch jeweils eine Flanke 8, 8.1 , 8.2, 8.3 miteinander ver bunden. Diese Flanken 8, 8.1 , 8.2, 8.3 sind gegenüber der Florizontalen geneigt, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa mit 30 Grad.

Die Konturierung der zum Querträger 2 weisenden Stirnseite der Crashbox 3 ist so konzipiert, dass der obere, durch die obere Wand 9 bereitgestellte Stirnseitenbereich 10 und der untere, durch die untere Wand 11 bereitge stellte Stirnseitenbereich 12 über ihre Erstreckung in y-Richtung an jeweils einer in Fachrichtung weisenden Flanke 8, 8.3 abgestützt und mit dieser durch eine Schweißverbindung gefügt sind. Der Bereich der Abstützung des oberen und unteren Stirnseitenbereiches 10, 12 an der Flanke 8 bzw. 8.3 ist in Figur 2 durch jeweils einen Blockpfeil kenntlich gemacht. Die zu der Crashbox 3 weisende Scheitelstruktur 7, 7.1 ist hingegen nicht an der kom- plementären Kontur 13, 13.1 in der Stirnflächengestaltung der Crashbox 3 abgestützt.

Die beiden Seitenwände 14 der Crashbox 3, von denen in Figur 1 nur die Seitenwand 14 erkennbar ist, tragen in Richtung der Längserstreckung der Crashbox 3 eine in Richtung zu dem Querträger 2 abragende Stützlasche 15. Diese greift ein in die aus Blickrichtung der Crashbox 3 zwischen den Scheitelstrukturen 7, 7.1 befindliche negative Scheitelstruktur 6.1 ein. Die Stützlasche 15 ist bezüglich ihrer in Figur 2 erkennbaren Umrissgeometrie ausgelegt, dass diese nur an den zueinander weisenden geneigten Flanken 8.1 , 8.2 abgestützt ist. Auch diese Abstützbereiche sind durch jeweils einen

Blockpfeil kenntlich gemacht. Der zu dem Querträger 2 weisende Scheitel der Stützlasche 15 ist wiederum von der Scheitelstruktur 6.1 beabstandet.

Im Falle einer Absorption von Aufprallenergie, wie in Figur 2 durch den Blockpfeil angedeutet, wird die Aufprallenergie zunächst nur in die an den Flanken 8, 8.1 , 8.2, 8.3 befindlichen Stirnseitenbereiche in die Crashbox 3 eingebracht. Erst wenn die unmittelbar an der Rückseite des Querträgers 2 abgestützten Stirnseitenbereiche begonnen haben sich zu deformieren, mithin in Richtung zur Baseplate 5 verformt sind, gelangen die Scheitel- Strukturen 6, 7, 7.1 mit ihrer zu der Crashbox 3 weisenden Seiten zur Anlage an den Komplementärgeometrien 13, 13.1 sowie dem Scheitel der Stützla sche 15 zur Anlage. Erst dann wird die Crashbox 3 zur weiteren Energie absorption über ihre gesamte zum Querträger 2 weisende Querschnittsflä che verformt.

Die in Figur 2 gezeigte Auslegung der Abstützung der Crashbox 3 mit ihrer vom Fahrzeug wegweisenden Stirnseite an der Rückseite des Querträgers 2 lässt erkennen, dass der Abstand zwischen den Scheitelstrukturen 7, 7.1 zu den Komplementärgeometrien 13, 13.1 der Crashbox 3 geringer ist als der Abstand des Scheitels der Stützlasche 15 zu der Scheitelstruktur 6.1. Damit ist eine anfängliche Krafteinleitung, bis eine Krafteinleitung in die voll ständige Querschnittsfläche der Crashbox eingeleitet wird, von dem Quer träger 2 die Crashbox 3 dreistufig ausgelegt. Während zu Beginn einer De formationsphase Energie nur über die oberen und unteren Stirnseitenberei- che 10, 12 in die Crashbox 3 eingeleitet wird, gelangen die Scheitel 7, 7.1 nach einer ersten Deformationsphase der Crashbox 3 zur Anlage an den Komplementärgeometrien 13, 13.1 der Crashbox 3, so dass dann auch diese Abstützbereiche in die weitere Deformation einbezogen werden. Erst nach einer weiteren Deformation gelangt dann die zu der Crashbox 3 wei- sende Seite der Scheitelstruktur 6.1 zur Anlage an dem Scheitel der Stütz lasche 15. Anschließend erfolgt eine Krafteinleitung in die Crashbox 3 über ihre gesamte Querschnittsgeometrie.

Die vorbeschriebene Auslegung des Stoßfängerquerträgers 1 resultiert in einem deutlich reduzierten Anfangspeak, trägt man das vorstehend be schriebene Deformationsverhalten in ein Kraft-Weg-Diagramm ein.

In den Stoßfängerquerträger 1 ist eine Abschlepphülse 16 in seinen linken Endabschnitt integriert. Die Abschlepphülse 16 ragt aus dem Querträger 2 vorderseitig und somit an seiner fahrzeugabgewandten Seite etwas hervor. Die Abschlepphülse 16 dient dem Zweck, darin einen Abschlepphaken oder eine Abschleppöse festzusetzen, um das Fahrzeug, an das der Stoßfänger querträger 1 angeschlossen ist, im Bedarfsfälle abschleppen zu können. Die Abschlepphülse 16 befindet sich, wie auf den Frontansichten der Figu ren 3a, 3b ersichtlich, innerhalb des Anbindungsbereiches der Crashbox 3 an den Querträger 2. Die Abschlepphülse 16 befindet sich im Zentrum der von den Wänden 9, 11 , 14 der Crashbox 3 eingefassten Stirnseite. Integriert ist die Abschlepphülse 16 in die Wellenstruktur des Querträgers 2, und zwar in die mit ihrem Scheitel bzw. ihrer Scheitelzone von der Crashbox 3 weg- weisende Scheitelstruktur 6.1. Die Scheitelstruktur 6.1 weist im Bereich der Einfassung der Abschlepphülse 16 eine in Hochrichtung (z-Richtung) ver breiterte Scheitelfläche 17 auf. Diese ist bei dem dargestellten Ausführungs beispiel ungekrümmt ausgeführt. Somit unterscheidet sich diese Scheitel fläche 17 von der ansonsten gekrümmt ausgeführten Scheitelzone der Scheitelstruktur 6.1. In die verbreiterte Scheitelfläche 17 der Scheitelstruk tur 6.1 ist eine Abschlepphülsendurchbrechung 18 eingebracht. Auf Grund der Verbreiterung der Scheitelfläche 17 der Scheitelstruktur 6.1 im Bereich der Einfassung der Abschlepphülse 16 weisen, da die Scheitelzonen der benachbarten Scheitelstrukturen 7, 7.1 von der Verbreiterung der Scheitel- fläche 17 unbeeinflusst sind, eine zu den benachbarten Abschnitten unter schiedliche Flankenausbildung auf. Die die Scheitelstruktur 6.1 bildenden Flanken 8.1 , 8.2 sind an den Durchmesser der Abschlepphülsendurchbre chung 18 angepasst, sodass deren zueinanderweisenden Wandabschnitte die Mantelfläche der Abschlepphülse 16 in ihrem oberen und unteren Schei- telbereich einfassen (siehe insbesondere Figur 3b). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abschlepphülse 16 durch die diesbezüglichen Flankenabschnitte der Flanken 8.1 , 8.2 über etwa 50 Grad außenseitig ein gefasst, wobei sich die obere und untere Scheitellinie der Abschlepphülse 16 vorzugsweise mittig in diesem Einfassabschnitt befindet.

Die Abschlepphülse 16 ist, wie aus Figur 4 erkennbar, ein grundsätzlich zy lindrisches Bauteil mit einer vorderseitigen Einsetzöffnung 19 und einem hinteren Abschnitt mit einem Innengewinde 20. An dem Innengewinde 20 wird das Gewinde einer Abschleppöse oder eines Abschlepphakens fest- gesetzt. Die Abschlepphülse 16 trägt einen von ihrer zylindrischen Mantel flächen abragenden Bund 21 , dessen Mantelfläche entsprechend der Nei gung der die Abschlepphülse 16 einfassenden Flankenabschnitte der Flan ken 8.1 , 8.2 konisch in Richtung zur Abschlepphülsendurchbrechung 18 ge neigt ist. Diese weist, wie aus Figur 4 erkennbar, eine längsaxiale, gerade ausgeführte Erstreckung (x-Richtung) auf, und liegt somit zumindest weit- gehend entlang der vollständigen Höhe dieser gekrümmten Flankenab schnitte der Flanken 8.1 , 8.2 an der Mantelfläche des Bundes 21 der Ab schlepphülse 16 an. Die Abschlepphülsendurchbrechung 18 ist in die Scheitelfläche 17 der Scheitelstruktur 6.1 eingebracht. Die Folge ist, dass die gekrümmten Ab schnitte zu den Flanken 8.1 , 8.2 verblieben sind und somit die die Ab schlepphülsendurchbrechung 18 einfassenden Wandabschnitte der Schei telstruktur 6.1 mit ihrem Stoß an dem vorderen zylindrischen Abschnitt der Abschlepphülse 16 anliegen. Die Abschlepphülse 16 ist somit in der Schei telstruktur 6.1 über eine Zweipunktabstützung abgestützt, wobei die in Rich tung der Crashbox 3 hintere Abstützung die vorbeschriebene flächige Ab stützung ist. Der Lochrandbereich der Abschlepphülsendurchbrechung 18 befindet sich mit einem gewissen Abstand in x-Richtung zu dem Bund 21.

Durch die Einfassung der Abschlepphülse 16 an der Mantelfläche ihres Bundes 21 in ihrem oberen und unteren Scheitelbereich ist eine wirksame Zweipunktabstützung der Abschleppöse 16 umlaufend in Querrichtung be reitgestellt, worin die besondere Querkraftbelastung dieser Abschnitthülse 16 begründet ist.

Auf Grund der konischen Abstützung der Abschlepphülse 16 mit ihrer koni schen Mantelfläche des Bundes 21 an den Innenseiten der Flanken 8.1 , 8.2, kann die Abschleppöse 16 von der dem Fahrzeug zugewandten Seite des Querträgers 2 in diese Scheitelstruktur 6.1 eingesetzt werden und ist in dieser zunächst reibschlüssig gehalten. Anstelle eines Reibschlusses kann die Abschlepphülse 16 mit der Mantelfläche ihres Bundes 21 auch an die Innenseiten der Flanken 8.1 , 8.2 angeklebt sein. Dieses erleichtert eine Montage der Abschlepphülse 16 in bzw. an dem Querträger 2, im Zuge wel- eher Montage die Abschlepphülse 16 mit der Scheitelfläche 17 der Schei telstruktur 6.1 , typischerweise umlaufend verschweißt wird. Dieses wird man in der umlaufenden Kehle zwischen dem aus der Scheitelstruktur 6.1 herausragenden Abschnitt der Abschlepphülse 16 und der Außenseite der Scheitelfläche 17 vornehmen. Die Wellenstruktur ist im Anschlussbereich der Crashbox 3 durch den An schluss derselben daran ausgesteift. Dieses gilt vor allem für die Scheitel struktur 6.1. Auf Grund des Anschlusses der Crashbox 3 mit ihrem oberen Stirnseitenbereich 10 an die Flanke 8 und mit ihrem unteren Stirnseitenbe- reich 12 an die Flanke 8.3 und durch das Eingreifen der Stützlasche 15 in die zueinanderweisenden Flanken 8.1 , 8.2 der die Abschlepphülse 16 tra genden Scheitelstruktur 6.1 können auch in Fachrichtung (z-Richtung) auf eine in die Abschlepphülse 16 eingesetzte Abschleppöse wirkende Quer kräfte deformationsfrei aufgenommen werden

Bezugszeichenliste

1 Sto ßf än g e rq u e rträge r

2 Querträger

3, 3.1 Crashbox

4, 4.1 Halbschale

5 Baseplate , 6.1 , 6.2 Scheitelstruktur 7, 7.1 Scheitelstruktur , 8.1 - 8.3 Flanke 9 Wand

10 oberer Stirnseitenbereich

11 Wand

12 unterer Stirnseitenbereich

13, 13.1 Komplementärkontur

14 Seitenwand

15 Stützlasche

16 Abschlepphülse

17 Scheitelfläche

18 Abschlepphülsendurchbrechung

19 Einsetzöffnung

20 Innengewinde 21 Bund

Claims

Patentansprüche

1. Stoßfängerquerträger für ein Kraftfahrzeug mit einem sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstreckenden Querträger (2) und mit zwei da ran angeschlossenen Crashboxen (3), von denen jeweils eine in je weils einem Endabschnitt mit ihrem vom Fahrzeug jeweils wegwei senden Ende an den Querträger (2) angeschlossen ist und mit ihrem zum Fahrzeug weisenden Ende an ein dem Fahrzeug zugehöriges Strukturbauteil, insbesondere an einen Längsträger, anschließbar ist, wobei der Querträger (2) im Bereich des Anschlusses einer Crashbox (3) eine Wellenstrukturierung aufweist und in dem An schlussbereich der Crashbox (3) in den Stoßfängerquerträger (1) eine Abschlepphülse (16) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlepphülse (16) in der Wellenstruktur in einer von der

Crashbox (3) mit ihrer Scheitelzone wegweisenden Scheitelstruktur (6.1) mit ihrer Mantelfläche an den zueinanderweisenden, die Schei telstruktur (6.1) bildenden Flanken formschlüssig in z- und in y-Rich- tung gehalten ist.

2. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Scheitelstruktur (6.1) im Bereich der Einfassung der Ab schlepphülse (16) eine in Flochrichtung (z-Richtung) verbreiterte Scheitelfläche (17) aufweist.

3. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheitelzone der zu der die Abschlepphülse (16) tragenden Scheitelstruktur (6.1) benachbarten Scheitelstrukturen (7, 7.1) von der Einpassung der Abschlepphülse (16) unbeeinflusst sind.

4. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Abschlepphülse (16) tragende Schei telstruktur (6.1 ) bildenden Flanken (8, 8.1 ) gegenüber einer Horizon talen in von der Crashbox (3) wegweisenden Richtung zueinander geneigt sind.

5. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlepphülse (16) einen Bund (21 ) mit einer konischen Mantelfläche als Flankenanlage aufweist.

6. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Scheitelstruktur (6.1) des Querträgers (2) eine Durchbrechung (18) für den Durchgriff der Abschlepphülse (16) eingebracht ist und die diese Abschlepphülsendurchbrechung (18) bildenden Wandabschnitte der Scheitelstruktur (6.1) mit ihrem Stoß an der Mantelfläche der Abschlepphülse (16) anliegen.

7. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoß der Abschlepphülsendurchbrechung (18) mit Abstand in axialer Richtung von dem die Flankenanlage bildenden Bund (21) an der Mantelfläche der Abschlepphülse (16) anliegt.

8. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (2) eine in Fachrichtung (z- Richtung) ausgerichtete Wellenstruktur aufweist, welche Wellen- Struktur zumindest drei der Längserstreckung des Querträgers (2) folgende gleichsinnige Scheitelstrukturen (6, 6.1 , 6.2) umfasst, wobei jeweils zwei in Fachrichtung benachbarte Scheitelstrukturen durch jeweils eine gegenüber einer Florizontalen geneigten Flanke (8, 8.1 - 8.3) miteinander verbunden sind und dass der obere und untere Stirnseitenbereich (10, 12) der Crashbox (3) an einer Flanke (8, 8.3) abgestützt ist.

9. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (8, 8.3) des Querträgers (2), an die der obere und untere Stirnseitenbereich (10, 12) einer Crashbox (3, 3.1) ange schlossen sind, Flanken sind, bei denen die obere Flanke (8), an der der obere Stirnseitenbereich (10) abgestützt ist, in Fachrichtung nach oben und die untere Flanke (8.3), an der der untere Stirnseiten bereich (12) abgestützt ist, in Fachrichtung nach unten weist.

10. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Stirnseitenbereiche der Crashbox (3) eine in Rich tung zur Rückseite des Querträgers (2) abragende Stützlasche (15) tragen, die nur an den zueinander weisenden Flanken (8.1, 8.2), durch die jeweils eine äußere Scheitelstruktur (7, 7.1) mit der zwischen den beiden äußeren Scheitelstrukturen (7, 7.1) befindlichen Scheitelstruk tur (6.1) verbunden ist, abgestützt ist.

11. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashbox (3) nur entlang ihrer Abstützung mit dem Querträger (2) stoffschlüssig durch Fügen verbunden ist.