DE10042562C2 - Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Front­ end nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten, gattungsgemäßen Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend (DE 198 03 385 A1; DE 198 56 350 A1) ist dieses als Struktur­ bauteil über Deformationselemente an obere und untere Vorbaulängsträger der Tragstruktur lösbar mittels Verschraubungen angeschlossen.

Das Frontend ist hier aus relativ vielen Blechbauteilen zusammengesetzt und aufgebaut. Auch die Deformationselemente sind als Einzelbauteile am Front­ end angebracht. Nachteilig an dieser Frontendausbildung ist die hohe Teile­ vielfalt und damit der Herstellungs- und Montageaufwand.

Weiter ist ein Stoßfänger bekannt (US 5,785,367 A), der im Bereich der An­ schlüsse zu angrenzenden Längsträgern Verlängerungen als Deformationsele­ mente aufweist. Der Stoßfänger mit den Deformationselementen ist aus einer Reihe von Bauteilen schalenförmig mit Zwischenstegen zusammengesetzt und montiert. Wie die Weiterbildung des Stoßfängers zu einem kompletten Front­ end erfolgen soll ist offengelassen. Es sind lediglich Befestigungsbereiche an­ gegeben, wo ein Weiterbau mit separaten Frontendbauteilen zu einem kom­ pletten Frontend möglich ist.

Zudem ist eine Vorbaustruktur für einen Personenkraftwagen bekannt (DE 196 28 968 A1), bei der das Frontend ein einstückiges, sich über die obe­ re und die untere Querträgeranordnung erstreckendes Trägerbauteil aufweist, welches schalenförmig profiliert ist. Zur Vervollständigung eines Frontends sind u. a. für die Bildung kastenförmiger Querträgerprofile Schließprofile auf­ setzbar. Insoweit besteht das damit herstellbare Frontend wiederum aus einer Reihe von zusammensetzbaren und montierbaren Bauteilen. Die Deforma­ tionselemente, hier als "Crash-Boxen" bezeichnet, sind Einzelbauteile, die in Befestigungsaufnahmen eingesetzt und dort befestigt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Tragstruktur eines Kraft­ fahrzeugs mit einem Frontend so weiterzubilden, dass bei hoher Struktursta­ bilität und geeignetem Deformationsverhalten die Teilevielfalt und damit der Herstellungsaufwand reduziert werden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist das Frontend zweischalig ausgebildet mit einem äuße­ ren Frontendteil und einem inneren Frontendteil als einstückigem, tiefgezoge­ nen Blechteil, wobei die Deformationselemente am inneren Frontendteil jeweils in unteren seitlichen Eckbereichen angeformt und integriert sind.

Mit einer solchen Ausbildung eines Frontends ist die Bauteilvielfalt ersichtlich erheblich reduziert, indem bei einem zweischaligen Aufbau am inneren, tiefge­ zogenen einstückigen Blechteil in den unteren seitlichen Eckbereichen die De­ formationselemente aus dem einstückigen Blechteil ausgeformt und integriert sind, so dass dieses innere Frontendteil einen Bestandteil der Deformations­ elemente bildet. Am äußeren Frontendteil ist die Außenhautstruktur geformt, wobei dieses zumindest in Teilbereichen auch als Kunststoffformteil ausgebil­ det sein kann.

Bei dem Anmeldungsgegenstand wird die Erkenntnis verwendet, dass bei einem bisher üblichen Austausch von vorderen Deformatinselementen als so­ genannte Typschadenelemente nach einem Aufprall auch das Frontend meist so verformt ist, dass es ebenfalls mit seinen vielen Bauteilen ausgetauscht werden muss. Somit ist der anmeldungsgemäß erforderliche Gesamtaus­ tausch des Frontends mit integrierten Deformationselementen kein Nachteil sondern im Gegenteil ein Vorteil, da bei einem solchen Austausch wiederum nur das innere Frontendteil mit den integrierten Deformationselementen als ein Bauteil und ggf. das äußere Frontendteil auszutauschen sind. Diese geringe Teilevielfalt bei einer Austauschaktion führt zu einer Reduzierung des Logistik­ aufwands ebenso wie zu einer Verringerung des Reparaturaufwands.

Besonders einfach ist nach Anspruch 2 ein solches Frontend als einstückiges tiefgezogenes Blechteil herstellbar, wobei die Deformationselemente topfför­ mig und/oder als Faltenbeulrohre geformt sind. Je nach den Gegebenheiten kann auch ein Innenhochdruckverfahren verwendet werden.

In einer bevorzugten konkreten Ausführungsform nach Anspruch 3 ist das innere Frontendteil ein rahmenförmiges tiefgezogenes Blechteil, wobei im unteren Bereich ein Stoßfängerquerträger und im oberen Bereich eine obere Querstrebe ausgebildet sind. Die Deformationselemente sind in den seitlichen Bereichen des stabilen Stoßfängerquerträgers integriert.

Je nach den Gegebenheiten kann nach Anspruch 4 am inneren Frontendteil zudem eine nach unten versetzte Querstrebe zur Befestigung einer am äuße­ ren Frontendteil ausgebildeten Frontschürze angeformt sein.

Für eine weitere Verbesserung der Stabilität und ggf. als Fußgänger-Aufprall­ schutz wird mit Anspruch 5 vorgeschlagen, zwischen dem äußeren Frontend­ teil und dem inneren Frontendteil zumindest in Teilbereichen Schließteile ggf. als Deformationsteile einzusetzen. Dazu können solche Schließteile beispielsweise aus wabenartigem Kunststoffmaterial hergestellte Formkörper sein.

Da das Frontend insgesamt als gegenüber dem nachgeordneten Aufbau verla­ gerbares Typschadenelement wirken soll, wird mit Anspruch 6 vorgeschlagen, insbesondere ein inneres Frontendteil im oberen Bereich an obere Vorbau­ längsträger ebenfalls über Deformationselemente und/oder über Längs­ schiebe-Verbindungen anzuschließen. Damit ist einerseits das Frontend zur Erhöhung der Struktursteifigkeit an obere Vorbaulängsträger angeschlossen und lässt sich zudem bei einem Frontalaufprall auch gegenüber oberen Vor­ baulängsträgern mit einem definierten Kraftaufwand und/oder einer definierten Energieabsorption nach hinten verlagern. Für eine solche Verbindung können Deformationselemente verwendet werden, die ähnlich wie die unteren Defor­ mationselemente einstückig im Frontend, insbesondere an einem inneren Frontendteil integriert sind. Ggf. können auch Längsschiebe-Verbindungen vorgesehen sein, die in Querrichtung eine hohe Stabilität aufweisen jedoch in Längsrichtung mit relativ geringem Kraftaufwand nachgiebig sind und eine Verschiebung beispielsweise in einer Langlochverbindung zulassen.

In einer Weiterbildung nach Anspruch 7 wird ein Kühler ausschließlich am Frontend befestigt. Dadurch wird bei einem Frontaufprall die Einheit aus Front­ end und Kühler zusammen in den Motorraum hineinverlagert, wo insbesondere bei Karosserien mit relativ geringer Motorisierung meist ein relativ langer Verla­ gerungsweg zur Verfügung steht. Im Stand der Technik ist der Kühler üblicher­ weise an der Vorbaustruktur befestigt und zwischen Kühler und Frontend steht nur ein geringer Verlagerungsweg zur Verfügung, so dass bei einem Frontauf­ prall das Frontend schon nach kurzem Weg mit dem Kühler kollidiert. Dies führt regelmäßig zu einer sicherheitstechnisch ungünstigen Erhöhung der Struktursteifigkeit beispielsweise bei einem Fußgängeraufprall und/oder zu einer Zerstörung des Kühlers.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Vorderansicht einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend, und

Fig. 2 eine schematische Innenansicht eines am Frontend angeformten und integrierten Deformationselementes.

In der Fig. 1 ist schematisch und perspektivisch eine Tragstruktur 1 an einem Frontend 3 eines Kraftfahrzeugs 2 dargestellt. Das Frontend 3 ist hier zwei­ schalig ausgebildet und weist ein äußeres Frontendteil 4, an dem die Außen­ hautstruktur geformt ist, und ein inneres Frontendteil 5 auf, das als einstü­ ckiges Blechteil hergestellt ist.

Wie dies aus der Fig. 1 weiter ersichtlich ist, ist das innere Frontendteil 5 als rahmenförmiges, tiefgezogenes Blechteil ausgebildet, wobei im unteren Be­ reich ein Stoßfängerquerträger 6 und im oberen Bereich eine obere Quer­ strebe 7 ausgebildet sind. Zudem weist das innere Frontendteil 5 eine untere, gegenüber dem Stoßfängerquerträger 6 nach unten versetzte Querstrebe 8 auf, an der eine am äußeren Frontendteil 5 ausgebildete Frontschürze befes­ tigt werden kann.

Wie dies insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich ist, die eine schematische, perspektivische Innenansicht eines Teilbereichs des inneren Frontendteils 5 darstellt, kann ein unterer Längsträger 10 jeweils über ein in den seitlichen Bereichen des Stoßfängerquerträgers 6 am Frontend 3 angeformtes und integriertes Deformationselement 11 angeschlossen werden.

Vorzugsweise ist jeweils an gegenüberliegenden seitlichen Eckbereichen des Frontends 3, insbesondere im Bereich des Stoßfängerquerträgers 6 ein der­ artiges Deformationselement 11 angeordnet.

Wie dies in der Fig. 2 lediglich strichliert und schematisch dargestellt ist, kann am Deformationselement 11 z. B. eine vorgeformte Querstruktur 12 für einen gezielten Faltenbeulvorgang bei der Deformation vorgesehen werden. Die De­ formationselemente 11 sind hier somit in der Art eines Faltenbeulrohrs ausge­ bildet. Grundsätzlich sind hier auch sämtliche weiteren Strukturen denkbar, mit denen eine derartige Energieabsorption durch gezielte Verformung möglich ist.

Wie dies in der Fig. 1 weiter schematisch dargestellt ist, soll bei dem gezeigten Aufbau das Frontend 3 insgesamt als gegenüber dem nachgeordneten Aufbau verlagerbares Typschadenelement wirken, so dass das innere Frontendteil 5 ebenfalls über Deformationselemente und/oder über Längsschiebe-Verbindun­ gen an einer Kotflügelbank 13 angeschlossen werden kann. Für eine solche Anbindung können Deformationselemente verwendet werden, die ähnlich wie das Deformationselement 11 aufgebaut sind und einstückig im Frontend 3, insbesondere am inneren Frontendteil 5 integriert sind. Alternativ dazu können aber auch, wie dies in der Fig. 1 schematisch und strichliert dargestellt ist, her­ kömmliche Deformationselemente zwischen der Kotflügelbank 13 und dem inneren Frontendteil 5 angeschlossen werden.

Weiter können, wie dies in der Fig. 1 lediglich äußerst schematisch und bei­ spielhaft dargestellt ist, zwischen dem äußeren Frontendteil 4 und dem inneren Frontendteil 5 zumindest in Teilbereichen stützende und/oder deformierbare Schließteile 15 eingesetzt werden, die als Deformationsteile ausgebildet sein können und beispielsweise aus einem wabenartigen Kunststoffmaterial her­ gestellte Formkörper sein können.

Weiter ist, wie dies in der Fig. 1 schematisch dargestellt ist, ein Kühler 9 aus­ schließlich am Frontend 3 befestigt, wodurch bei einem Frontaufprall die Ein­ heit als Frontend 3 und Kühler 9 zusammen in den Motorraum hineinverlagert werden kann, wo insbesondere bei Karosserien mit relativ geringer Motorisie­ rung meist ein relativ langer Verlagerungsweg zur Verfügung steht.

Claims (7)

1. Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend, wobei
das Frontend als Strukturbauteil wenigstens an untere Vorbauträger der Tragstruktur über Deformationselemente angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Frontend (3) zweischalig ausgebildet ist, mit einem äußeren Frontendteil (4) und einem inneren Frontendteil (5) als einstückigem, tiefgezogenen Blechteil, wobei die Deformationselemente (11) am inne­ ren Frontendteil (5) jeweils in unteren, seitlichen Eckbereichen ange­ formt und integriert sind.

2. Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationselemente (11) topfförmig und/oder als Faltenbeul­ rohre geformt sind.

3. Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Frontendteil (5) ein rahmenförmiges, tiefgezogenes Blechteil ist, wobei im unteren Bereich ein Stoßfängerquerträger (6) und im oberen Bereich eine obere Querstrebe (7) ausgebildet sind und die Deformationselemente (11) in den seitlichen Bereichen des Stoßfänger­ querträgers (6) integriert sind.

4. Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Frontendteil (5) zudem eine untere, gegenüber dem Stoßfängerquerträger (6) nach unten versetzte Querstrebe (8) zur Be­ festigung einer am äußeren Frontendteil (4) ausgebildeten Frontschürze aufweist.

5. Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem äußeren Frontendteil (4) und dem inneren Frontend­ teil (5) zumindest in Teilbereichen stützende und/oder deformierbare Schließteile (15) eingesetzt sind.

6. Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Frontend (3), insbesondere ein inneres Frontendteil (5), im oberen Bereich an obere Vorbaulängsträger (13) über Deformationsele­ mente (14) und/oder über Längsschiebe-Verbindungen angeschlossen ist.

7. Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs mit einem Frontend nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühler (9) ausschließlich am Frontend (3) befestigt ist.