DE102018118309A1 - Stoßfänger-Querträger für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger-Querträger (1) für die Heckseite eines Kraftfahrzeugs, der im Wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckend anordenbar und der an Längsträgern (4.1, 4.2) am Aufbau (5) des Kraftfahrzeugs angelenkt ist, wobei am Stoßfänger-Querträger (1) zwischen den Abstützelementen (3.1, 3.2) auf der dem Aufbau (5) zugewandten Seite mindestens ein Verstärkungselement (6, 6.2) anordenbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger-Querträger für die Heckseite eines Kraftfahrzeugs, der sich im Wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckend anordenbar und der über Abstützelemente an Längsträgern am Aufbau des Kraftfahrzeuges angelenkt ist.
• Zur Vermeidung von Beschädigungen von tragenden oder für die Funktion wichtigen Teilen eines Kraftfahrzeugs bei Kollisionen mit relativ geringer Kollisionsgeschwindigkeit werden im Front- bzw. im Heckbereich von Kraftfahrzeugen über z.B. energieabsorbierende Abstützelemente an Längsträgern des Kraftfahrzeug-Aufbaus angeordnete Stoßfänger-Querträger angeordnet. Der Stoßfänger-Querträger selbst trägt wiederum Absorptionselemente, die sich im Wesentlichen über seine gesamte Fläche erstrecken und die dazu dienen sollen, die Aufprallenergie zu verteilen bzw. zu absorbieren.
• Bei der Ausgestaltung und Anordnung solcher Stoßfänger-Querträger sind im Kraftfahrzeugbau eine ganze Reihe von nationalen und internationalen Vorschriften zu beachten. Darüber hinaus soll mit der Anordnung solcher Stoßfänger-Querträger sichergestellt werden, dass tragende bzw. funktionswichtige Teile des Kraftfahrzeugs, die in diesem Bereich anzuordnen sind - wie zum Beispiel Luftführungen für die Kühlluft der Aggregate, Kameras, Sensoren, Beleuchtungseinrichtungen usw. - nicht schon bei einem Aufprall mit geringer Geschwindigkeit in ihrer Funktion beeinträchtigt werden oder sogar ganz ausfallen.
• Probleme die sich bei der Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabenstellungen ergeben, liegen zum einen in dem meist sehr begrenzt zur Verfügung stehenden Raum zur Anordnung entsprechend robuster Bauteile und zum anderen in der in Bezug auf die Breite relativ weit auseinanderliegenden Anordnung der Abstützelemente für einen Stoßfänger-Querträger am Aufbau des Fahrzeugs. Diese Anordnung ist durch die Fahrzeugkonstruktion zwingend vorgegeben.
• Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Lösungsversuchen zu diesen Problemstellungen bekannt. So zeigt und beschreibt u.a. die DE 10 2014 114 349 A1 eine Stoßfänger-Querträger-Baugruppe, bei der ein U-förmiges Verstärkungselement auf die Außenseite - also bei einem vorderen Stoßfänger-Querträger in Fahrtrichtung vorne liegend und bei einem im Heckbereich angeordneten Stoßfänger-Querträger in Fahrtrichtung hinten liegend - angeordnet ist. Dieses Verstärkungselement kann mit dem eigentlichen Stoßfänger-Querträger mittels Überlappschweißen verbunden sein.
• In der DE 10 2016 200 674 A1 wird ein Stoßfänger-Querträger offenbart, der aus zwei als geschlossene Hohlprofile aus metallischem Werkstoff ausgeführten Bauteilen zusammengesetzt ist und der in seinem mittleren Bereich diese Hohlprofil-Bauteile mittels diese übergreifenden Verstärkungselementen aus faserverstärktem Kunststoff verstärkt werden soll.
• In der DE 20 2017 105 857 A1 ist ein stabiler, aus Hohlprofilen aufgebauter Stoßfänger-Querträger gezeigt und beschrieben, der auf seiner obenliegenden Seite mit einem Verstärkungsblock aus einem Schaumstoff-Polymermaterial oder aus einem anderen polsterartig wirkenden Material versehen ist.
• Schließlich ist in der US 6 817 638 B1 ein Stoßfänger-Querträger gezeigt, der aus einem Profil-Träger aus Stahl und einem mit diesem verbundenen, als Energie-Absorber wirkenden, mehrteiligen Schaumstoffmaterial aufgebaut ist. Diese energieabsorbierenden Einzelteile sollen leicht auswechselbar angeordnet sein.
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen im Aufbau möglichst einfachen aber in Hinblick auf die auftretenden Belastungen wirkungsvollen Stoßfänger-Querträger-Aufbau vorzuschlagen.
• Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, dass am Stoßfänger-Querträger zwischen den Abstützelementen auf der dem Aufbau des Kraftfahrzeugs zugewandten Seite ein Verstärkungselement anordenbar ist.
• Vorzugsweise wird ein solches Verstärkungselement mittig auf dem Stoßfänger-Querträger und sich etwa über ein Drittel bis zwei Drittel der freien Länge des Stoßfänger-Querträgers zwischen den Abstützelementen erstreckend am Stoßfänger-Querträger angeordnet.
• Stoßfänger-Querträger und Verstärkungselement sind vorzugsweise als Strangpressprofile ausgeführt. Dabei bietet sich als Material aus Gewichts-, Korrosions-Gründen usw. Aluminium oder eine Aluminium-Legierung an.
• Das Verstärkungselement kann auf den Stoßfänger-Querträger in dessen mittigem Bereich aufschweißbar ausgeführt sein. Idealerweise ist es so auf den Stoßfänger-Querträger aufsetzbar, dass die Anlageflächen des Verstärkungselements am außenseitigen Stoßfänger-Querträger-Profil formschlüssig anliegen.
• Denkbar ist auch eine Befestigungslösung, bei der das Verstärkungselement mit dem Stoßfänger-Querträger kraftschlüssig z.B. durch Verschrauben verbunden wird.
• Die in Fahrtrichtung vorneliegend angeordneten Kanten des Verstärkungselements sind vorzugsweise mit Anschrägungen versehen, die mit ihnen zusammenwirkenden Anlageflächen am Aufbau des Kraftfahrzeugs eine Ableitung der im Crash-Fall deformierten Teile des Stoßfänger-Querträgers zum Schutz von funktionswichtigen Teilen bewerkstelligen.
• Vorzugsweise ist das Verstärkungselement im Wesentlichen als Vollprofil ausgeführt; denkbar ist aber auch eine Ausführung als Hohlprofilkörper mit im Wesentlichen in Fahrtrichtung verlaufend angeordneten Stegen zwischen Auflageflächen am Stoßfänger-Querträger und Stirnfläche des Verstärkungselements.
• Ein Verstärkungselement nach der Erfindung kann das Profil des Stoßfänger-Querträgers komplett übergreifend ausgeführt sein. Ebenso ist es denkbar, dass je nach den Gegebenheiten in Zusammenhang mit der Anordnung am Kraftfahrzeug das Verstärkungselement nur im oberen Bereich den Stoßfänger-Querträger teilweise übergreifend oder nur in dessen unteren Bereich ebenfalls lediglich teilweise übergreifend angeordnet ist.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der erfinderischen Lösung für einen robusten Stoßfänger-Querträger zur Anordnung im Heckbereich eines Kraftfahrzeugs ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand schematischer Darstellungen dazu in einer Zeichnung. Die beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen, wie nachfolgend in den Figuren der Zeichnung gezeigt, und die anhand der Zeichnung beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen in der nachfolgenden Beschreibung sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder auch in Alleinstellung anwendbar, ohne dass damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
• Es zeigt:
• 1 eine schematische Darstellung eines am Aufbau eines Kraftfahrzeugs angeordneten Stoßfänger-Querträgers und
• 2 einen Schnitt durch einen Stoßfänger-Querträger nach der Erfindung, etwa mittig zwischen dessen Befestigungen am Fahrzeugaufbau.
• In 1 ist mit 1 ein Stoßfänger-Querträger bezeichnet, der als Strangpressprofil aus einem Aluminium-Werkstoff oder einer Aluminium-Legierung hergestellt sein kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein an der Heckseite eines Kraftfahrzeugs angeordneter Stoßfänger-Querträger 1 gezeigt, der auf der nach außen-hinten gerichteten Seite mit einer Energie-absorbierenden bzw. -verteilenden Auflage 2 versehen ist. Der Stoßfänger-Querträger 1 ist mit Abstützelementen 3.1 und 3.2 an Längsträgern 4.1 bzw. 4.2 am Aufbau 5 heckseitig am Kraftfahrzeug befestigt. Zwischen den Teilen des Aufbaus 4.1, 4.2 und 5 des Kraftfahrzeugs und dem Stoßfänger-Querträger 1 steht üblicherweise nur ein sehr begrenzter Abstand zur Verfügung, so dass im Crash-Fall größere Ausbiegungen des Stoßfänger-Querträgers 1 in Richtung auf die Teile des Aufbaus 5 zwingend zu vermeiden sind.
• Da die Distanz zur Befestigung des Stoßfänger-Querträgers 1 zwischen den energieabsorbierenden Abstützelementen 3.1 und 3.2 durch die Lage der Längsträger 4.1 und 4.2 am Aufbau des Kraftfahrzeuges vorbestimmt ist, muss der Stoßfänger-Querträger 1 in diesem Erstreckungsbereich zwischen seinen Abstützelementen 3.1 und 3.2 die erforderlich Steife bzw. Widerstandsfestigkeit aufbringen, ohne bei seiner Verformung bei einem Crash mit geringer Geschwindigkeit den Abstand zwischen Stoßfänger-Querträger 1 und Aufbau 5 zu überschreiten. Dazu wird nach dem Vorschlag der Erfindung etwa mittig auf den Stoßfänger-Querträger 1 ein Verstärkungselement 6 aufgebracht. Das Verstärkungselement 6 kann wie der Stoßfänger-Querträger 1 als Strangpressprofil vollwandig, also als Vollprofil ausgeführt sein.
• Ebenso ist alternativ denkbar, dass das Verstärkungselement 6 als Hohlprofilkörper mit im Wesentlichen in Fahrtrichtung verlaufend angeordneten Stegen zwischen Auflagefläche am Stoßfänger-Querträger 1 und der dem Aufbau 5 zugewandten Stirnfläche 6.1 des Verstärkungselements 6 ausgeführt sein.
• Das Verstärkungselement 6 kann je nach den Anforderungen den Stoßfänger-Querträger 1 in einer Überdeckung mit diesem über eine Länge von ca. einem Drittel bis ca. zwei Drittel der freien Länge zwischen den Abstützelementen 3.1 und 3.2 ausgeführt sein.
• Das Verstärkungselement 6 ist vorzugsweise formschlüssig an das außenseitige Profil des Stoßfänger-Querträgers 1 in seinem Auflagebereich ausgeformt angepasst und übergreift diesen komplett. Es sind aber auch Ausführungen denkbar, bei denen das Verstärkungselement 6 lediglich den oberen Bereich (siehe 2) des Stoßfänger-Querträgers 1 oder alternativ lediglich dessen unteren Bereich überdeckt.
  Im überdeckenden Bereich zwischen Stoßfänger-Querträger 1 bzw. dessen Außenseite und der den Stoßfänger-Querträger 1 zugewandten Fläche des Verstärkungselements 6 ist eine weitgehend oder komplett formschlüssige Anlage der Flächen aneinander zu bevorzugen.
• Die Befestigung des Verstärkungselements 6 auf dem Stoßfänger-Querträger 1 kann mittels einer kraftschlüssigen Verbindung hergestellt werden (zum Beispiel durch Verschrauben). In einfacher Weise erfolgt die Verbindung aber durch Aufschweißen des Verstärkungselements 6 auf den Stoßfänger-Querträger 1.
• 2 zeigt einen Schnitt durch einen Stoßfänger-Querträger 1 mit einer mit diesem heckseitig-außen verbundenen energieabsorbierenden Auflage 2 und einem lediglich auf der Oberseite des Stoßfänger-Querträgers 1 mit diesem verbundenen Verstärkungselement 6.2. Das Verstärkungselement 6.2 ist in seinem Profil etwa keilartig ausgeführt: seine obenliegende Fläche 6.3 ist als Anschrägung ausgeführt. Im Crash-Fall bei einer Verschiebung von Stoßfänger-Querträger 1 mit energieabsorbierender Auflage 2 und Verstärkungselement 6.2 in Fahrtrichtung kann eine Abweisung der Bewegung bei Anlage an Teile des Aufbaus 5 damit eine Verkürzung des Verformungswegs erfolgen. Dadurch können für die Funktion des Kraftfahrzeugs wichtige Bauteile, wie zum Beispiel in 2 dargestellt ein im Heckbereich angeordneter Ladeluftkühler 7 vor Beschädigung geschützt werden. Entsprechendes gilt bei der Anordnung von Kameras, Leuchtelementen u.ä. in diesem Bereich eines Kraftfahrzeugs.
• Bezugszeichenliste

1

Stoßfänger-Querträger

2

Energieabsorbierende Auflage

3.1, 3.2

Abstützelement

4.1, 4.2

Längsträger

5

Aufbau

6

Verstärkungselement

6.1

Stirnfläche

6.2

Verstärkungselement

6.3

Anschrägung

7

Ladeluftkühler

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102014114349 A1 [0005]
• DE 102016200674 A1 [0006]
• DE 202017105857 A1 [0007]
• US 6817638 B1 [0008]

Claims (13)

1. Stoßfänger-Querträger (1) für die Heckseite eines Kraftfahrzeugs, der im Wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckend anordenbar und der an Längsträgern (4.1, 4.2) am Aufbau (5) des Kraftfahrzeugs angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Stoßfänger-Querträger (1) zwischen den Abstützelementen (3.1, 3.2) auf der dem Aufbau (5) zugewandten Seite mindestens ein Verstärkungselement (6, 6.2) anordenbar ist.
2. Stoßfänger-Querträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verstärkungselement (6, 6.2) mittig und sich etwa über ein Drittel bis zwei Drittel der freien Länge zwischen den Abstützelementen (3.1, 3.2) des Stoßfänger-Querträgers (1) erstreckend am Stoßfänger-Querträger (1) anordenbar ist.
3. Stoßfänger-Querträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfänger-Querträger (1) und das mindestens eine Verstärkungselement (6, 6.2) als Strangpressprofile ausgeführt sind.
4. Stoßfänger-Querträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Stoßfänger-Querträger (1) und das Verstärkungselement (6, 6.1) aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung herstellbar sind.
5. Stoßfänger-Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (6, 6.1) auf den Stoßfänger-Querträger (1) aufschweißbar ist.
6. Stoßfänger-Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (6, 6.1) mit dem Stoßfänger-Querträger (1) kraftschlüssig verbindbar ist.
7. Stoßfänger-Querträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Verstärkungselement (6, 6.2) zugewandte Außenseite des Stoßfänger-Querträgers (1) und die dem Stoßfänger-Querträger (1) zugewandte Fläche des Verstärkungselements (6, 6.2) im Wesentlichen aneinander formschlüssig anpassbar verlaufend ausgeformt sind.
8. Stoßfänger-Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Fahrtrichtung vorne angeordneten Kanten des Verstärkungselements (6, 6.2) mit Anschrägungen (6.3) versehen sind.
9. Stoßfänger-Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (6, 6.2) im Wesentlichen als Vollprofil ausgeführt ist.
10. Stoßfänger-Querträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (6, 6.2) als Hohlprofilkörper mit im Wesentlichen in Fahrtrichtung verlaufend angeordneten Stegen zwischen Auflagefläche am Stoßfänger-Querträger (1) und Stirnfläche (6.1) des Verstärkungselements (6, 6.2) ausgebildet ist.
11. Verstärkungselement (6) für einen Stoßfänger-Querträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (6) das Profil des Stoßfänger-Querträger (1) komplett übergreifend ausführbar ist.
12. Verstärkungselement (6) für einen Stoßfänger-Querträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (6.2) im oberen Bereich des Stoßfänger-Querträgers (1) übergreifend anordenbar ist.
13. Verstärkungselement (6) für einen Stoßfänger-Querträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (6) einen unteren Bereich des Stoßfänger-Querträgers (1) übergreifend anordenbar ist.

Images