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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung einer aus mehreren Teilen bestehenden
Aufnahme für
ein Abschleppmittel, insbesondere eine Abschleppöse, an einem an einer Karosserie
eines Kraftwagens befestigbaren Tragteil, insbesondere eine Crashbox, nach
dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Solche
Anordnungen sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Um
die beim Abschleppen des Fahrzeuges auftretenden Kräfte in einen
Längsträger der
Fahrzeugkarosserie zu leiten, müssen
derartige Aufnahmen im Verbindungsbereich eines vorderen Querträgers mit
dem Längsträger angeordnet
werden. Andernfalls würde
es beim Abschleppen zu übergroßen Biegebeanspruchungen des
Querträgers
kommen. Die Verbindung zwischen vorderem Querträger und jeweils zugeordneten Längsträgern der
Vorbaustruktur von Kraftwagenkarosserien wird in der Regel über so genannte
Crashboxen realisiert. Diese dienen dazu, den Querträger am jeweiligen
Längsträger abzustützen. Im
Falle eines Unfalls fungiert die Crashbox als Deformationselement,
welches auftretende Energien teilweise absorbiert und den Längsträger bei
kleineren Geschwindigkeiten vor Beschädigung schützt. Durch die Anbringung einer
mehrteiligen Aufnahme für
ein Abschleppmittel direkt an einer solchen Crashbox (Aufnahme durch
Biegeträger
gesteckt), wie aus dem Stand der Technik bekannt, wird das Deformationsverhalten
des Biegeträgers
jedoch nachteilig verändert.
Es kommt dabei zu einer so genannten Blockbildung, so dass der Biegeträger nicht
in wünschenswertem
Maße auftretende
Energien absorbieren und an die Crashbox weitergeben kann.
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Es
ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung einer
mehrteiligen Aufnahme für
ein Abschleppmittel nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so
weiter zu entwickeln, dass ein verbessertes Crashverhalten erzielt
wird.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Anordnung einer mehrteiligen Aufnahme für ein Abschleppmittel nach
dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 gelöst.
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Bei
einer derartigen Anordnung ist die mehrteilige Aufnahme für das Abschleppmittel,
insbesondere eine Abschleppöse,
unter Vermittlung eines Tragteils an einer Karosserie eines Kraftwagens,
insbesondere an einer Crashbox, angeordnet. Die Aufnahme umfasst
dabei ein Verbindungsmittel, welches mit einem Verbindungsmittels
des Tragteils eine Halteverbindung der Aufnahme an dem Tragteil
bildet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Verbindungsmittel zum kontrollierten Versagen der Halteverbindung
bei einer übermäßigen unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
ausgebildet sind. Bei einem Unfall kommt es somit nicht mehr, wie
im Stand der Technik, zu einer Durchleitung der Energie über die Aufnahme
direkt in die Crashbox. Durch das Versagen der Halteverbindung wird
vielmehr gewährleistet, dass
sich die Aufnahme aus dem Tragteil löst und somit ein Schaum unter
einem Stoßfänger sich
wie gewünscht
verformen kann. Insgesamt wird somit das Crashverhalten von Fahrzeugen
mit einer derartigen Anordnung verbessert und eine Karosseriestruktur bei
kleineren Energien vor Beschädigung
geschützt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Verbindungsmittel als jeweilige Gewindebereich bzw. Gewinde
der Aufnahme bzw. des Tragteils ausgebildet. Über die Größe der jeweiligen Gewindeabstützflächen kann
dabei die zum Versagen der Halteverbindung nötige Kraftbeaufschlagung exakt
eingestellt werden. Die Ausführungsform
gewährleistet
somit eine einfache Anpassung der Anordnung für verschiedene Fahrzeugtypen.
Bevorzugterweise ist die mehrteilige Aufnahme als Gewindebuchse
mit einem Außengewinde
ausgebildet, welches mit einem komplementären Gewinde des Tragteils verschraubt
ist.
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Das
Tragteil selbst ist bevorzugterweise als Mehrkammerprofil mit wenigstens
2 Kammern ausgebildet, wovon eine als Aufnahme für die Aufnahme für die Abschleppöse dient.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Tragteil
als Dreikammerprofil mit drei Kammern, welche in Fahrzeughochrichtung übereinander
angeordnet sind, ausgebildet. Damit bieten sich gegenüber bekannten
massiven oder einkammerigen Ausführungen
bessere Anpassungsmöglichkeiten
der Halteverbindung für die
Aufnahme. Insbesondere kann die Maximalkraft, bei welcher ein kontrolliertes
Versagen der Halteverbindung eintritt, durch Wandstärken und
Bohrlochdurchmesser für
das Gewinde zum Befestigen der Aufnahme die jeweiligen Gewindeabstützflächen bedarfsgerecht
eingestellt werden. Gegenüber
den üblichen
massiven Halteanordnungen für
ein Abschleppmittel kann darüber
hinaus eine Gewichtseinsparung erzielt werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
durchsetzt die Aufnahme für
die Abschleppöse
eine mittlere Kammer des Tragteils zumindest teilweise. Hierbei
wird der Bohrlochdurchmesser für das
Gewinde des Tragteils so gewählt,
dass das Gewinde von kreisbogenförmigen
Gewindeabschnitten in den die Kammern trennenden Wänden gebildet wird.
Das komplementäre
Gewinde der Aufnahme wird somit nicht um seinen vollen Umfang vom
Gewinde des Tragteils abgestützt,
sondern lediglich von den kreisbogenförmigen Gewindeabschnitten in
den Kammertrennwänden.
Gegenüber
einer massiven Ausführungsform
ist die Gewindeabstützfläche somit reduziert,
was das erwünschte
kontrollierte Versagen bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
ermöglicht.
Durch eine Vergrößerung des
Gewindedurchmessers (oder Verkleinerung der Kammerhöhe) werden
somit auch die kreisbogenförmigen
Gewindeabschnitte in Kammertrennwänden vergrößert und damit die Gewindeabstützfläche erhöht, was
einer höheren
für das
Versagen notwendigen Kraftbeaufschlagung entspricht. Durch eine
entsprechende Verkleinerung des Gewindedurchmessers (oder Vergrösserung
der Kammerhöhe)
werden im gleichen Sinne die Abstützflächen reduziert, was wiederum
einer Verringerung der zum Versagen der Halteverbindung nötigen Kraftbeaufschlagung
entspricht.
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Das
Tragteil ist in einer bevorzugten Ausführungsform als Strangpressprofil
ausgebildet. Dies ermöglicht
eine einfache und kostengünstige
Herstellung eines derartigen Tragteils. Das Tragteil mit eingeschraubter
Aufnahme für
die Abschleppöse
bildet dabei eine Crashbox, welche im Falle eines Unfalls ein kontrolliertes
Deformationsverhalten zeigt und eingeleitete kinetische Energie
absorbieren kann.
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Bevorzugterweise
ist das Tragteil in einem Querträger
des Kraftwagens angeordnet. Diese Verbindung ist bevorzugterweise
insbesondere durch eine Verschraubung realisiert. Das Tragteil steckt
in der Hohlkammer des Querträgers,
ist jedoch nicht fest mit diesem verbunden. In der Lageposition
wird durch eine Bohrung im Querträger dann die Aufnahme für die Abschleppöse durch
Querträger
und Tragteil geschraubt. Beim Abschleppen werden somit keine Kräfte in den
Querträger
eingeleitet, wodurch ein Verbiegen oder Abreißen des Querträgers während des
Abschleppvorgangs verhindert wird. Im Folgenden soll die Erfindung
und ihre Ausführungsformen anhand
der Zeichnung näher
erläutert
werden.
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Hierbei
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Frontmoduls mit einem Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Anordnung,
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2a und 2b eine
Draufsicht und eine perspektivische Ansicht des Anbindungsbereichs
für eine
Abschleppöse
aus dem in 1 gezeigten Frontmodul,
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3a bis 3c Draufsicht,
Seitenansicht und perspektivische Ansicht eines Tragteils mit einer Schraubhülse zur
Anbindung einer Abschleppöse,
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4 eine
Draufsicht auf ein Tragteil mit einer Bohrung zum Anbringen einer
Gewindehülse,
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5 eine
Schnittdarstellung durch ein als Dreikammerprofil ausgeführtes Tragteil
und
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6 eine
perspektivische Ansicht eines als Dreikammerprofil ausgeführten Tragteils
mit Bohrung zur Aufnahme einer Gewindehülse zur Anbindung einer Abschleppöse.
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1 zeigt
ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Frontmodul für die Karosserie
eines Kraftwagens. Dieses besteht aus einem Querträger 12,
welcher über
Crashboxen 14 an einem jeweiligen linken 16 und
rechten 18 Längsträger (strichliert
dargestellt) angebunden ist. Mit dem Querträger 12 ist weiterhin ein
weiterer Träger 20 verbunden,
welcher zur Aufnahme von Funktionsteilen, wie beispielsweise einem
Kühler
dient. Die Crashboxen 14 sollen bei einer Kollision des
Kraftwagens einer kontrollierten Deformation unterliegen und somit
die Kraftübertragung vom
Querträger 12 auf
die Längsträger 16 und 18 reduzieren.
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Im
Querträger 12 ist
weiterhin ein Tragteil 23 mit einer Aufnahme 22 für eine nicht
gezeigte Abschleppöse
vorgesehen. Der Zusammenbau-Tragteil mit der Aufnahmeabschleppöse 22 + 23 ist
dabei im Anbindungsbereich der bevorzugterweise dem rechten Längsträger 18 zugeordneten
Crashbox 14 mit den Querträger 12 angeordnet.
Hierdurch können beim
Abschleppen auftretende Längskräfte direkt über die
Crashbox 14 auf den Längsträger 18 übertragen
werden, ohne dass die Gefahr eines Verbiegens oder Abreißens des
Querträgers 12 gegeben ist.
Die Aufnahme- Abschleppöse 22,
die hier in Form einer Gewindebuchse ausgeführt ist, ist dabei lediglich
durch den Querträger 12 und
das Tragteil 23 hindurchgeführt und somit fest an die Crashbox 14 angebunden.
Auch beim Abschleppen auftretende Querkräfte werden durch die direkte
Anbindung der Aufnahme 22 an die Crashbox 14 besser
aufgenommen und belasten den Querträger 12 weniger.
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In 2a und 2b ist
der Anbindungsbereich 24 der dem rechten Längsträger 18 (strichliert
dargestellt) angeordneten Crashbox 14 an den Querträger 12 im
Detail dargestellt. In der Draufsicht in 2a ist dabei
zu erkennen, dass die Aufnahme 22 in einem Winkel zur Flächennormalen
auf die gekrümmte Stirnfläche des
Querträgers 12 durch
diesen hindurchgeführt
ist. Der Biegeträger 12 zusammen
mit dem Tragteil 23 sind mittels zweier Schrauben 26 mit der
Crashbox 14 fest verbunden. In der perspektivischen Darstellung
in 2b ist der Anbindungsbereich 24 der
Crashbox 14 an den Querträger 12 teilweise transparent
dargestellt. Es ist dabei zu erkennen, dass das Tragteil 23 als
Hohlprofil mit drei Kammern 28, 30, 32,
welche durch Stege 34, 36 getrennt sind, ausgebildet
ist. Ebenfalls ist deutlich zu sehen, wie die Aufnahme 22 durch
eine Bohrung 38 durch den Querträger 12 und Tragteil 23 hindurchragt,
ohne selbst an diesem angebunden zu sein. Auch der Querträger 12 ist
als mehrkammeriges Profil ausgebildet, wobei sich eine erste Kammer 40 über die
gesamte Höhe
des Querträgers 12 erstreckt,
jedoch nur eine Teilbreite des Querträgers 12 einnimmt.
Die restliche Teilbreite des Querträgers 12 wird durch
drei in Hochrichtung übereinander
liegende weitere Kammern 42, 43, 44 gebildet.
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3a bis 3c zeigen
schließlich
verschiedene Ansichten der Anbindung der Aufnahme Abschleppöse 22 an
das Tragteil 23. In der Draufsicht in 3a ist
nochmals zu erkennen, dass die Aufnahmeabschleppöse 22 in Form einer
Gewindehülse
des Tragteils 23 über
ihre gesamte Breite durchsetzt, wobei sie nicht rechtwinklig auf
der Stirnfläche 46 des Tragteils 23 steht.
Weiterhin zeigt die Draufsicht die in einer oberen Begrenzungsfläche 47 eingebrachten Bohrungen 48 zur
Aufnahme der Verbindungsschrauben 26 des Tragteils 23,
der Crashbox 14 und dem Querträger 12.
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3b zeigt nochmals den dreikammerigen Aufbau
des Tragteils 23. Die Aufnahme 22 durchsetzt dabei
die mittlere Kammer 30 des Tragteils 23, wobei die
Durchgangsbohrung für
die Aufnahme 22 so gestaltet ist, dass ein Bereich des
Gewindes zur Befestigung der Aufnahme 22 am Tragteils 23 von
den Stegen 34 und 36 gebildet werden. Im Bereich
der mittleren Kammer 30 ist weiterhin eine verstärkte Wandung 50 vorgesehen.
Dadurch kann eine erhöhte Einschraubtiefe
der Gewindebuchse 22 in dem Tragteils 23 gewährleistet
werden. Über
die Wandstärken der
Stege 34 und 36 sowie der verstärkten Wandung 50 und
der Durchmesser d1 der Aufnahmebohrung für die Aufnahme 22 kann
dabei die Gewindeabstützfläche zwischen
Aufnahme 22 und des Tragteils 23 eingestellt werden,
so dass eine definierte Kraft, bei welcher die Verbindung zwischen
Aufnahme 22 und des Tragteils 23 kontrolliert
versagt, genau eingestellt werden kann.
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3c zeigt schließlich die Kombination aus des
Tragteils 23 und Aufnahme 22 nochmals in perspektivischer
Ansicht
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4 zeigt
eine Draufsicht auf das Tragteils 23, in der zunächst ihre
Oberseite 47 und die Durchgangslöcher 48 zur Verschraubung
mit der Crashbox 14 und dem Querträger 12 zu erkennen
sind. 4 zeigt weiterhin den Verlauf der Durchgangsbohrung 52 für die Aufnahme 22.
Hier ist zu erkennen, dass im Bereich der Verstärkung 50 der Seitenwandung
des Tragteils 23 im Bereich der mittleren Kammer 30 zusätzliches
Material abgetragen wurde, so dass sich eine Verringerung der Gewindeabstützfläche ergibt. Ein
Gewinde ist lediglich in den Wandbereichen im mittleren Bereich 54 der
Durchgangsöffnung 52 vorhanden,
wo der Bohrungsdurchmesser d1 dem Durchmesser der Aufnahme 22 entspricht.
Auch in einem dem verstärkten
Bereich 50 gegenüberliegenden
Wandbereich 56 wurde zusätzliches Material abgetragen,
um so die Gewindeabstützfläche weiter
zu reduzieren. Über
die Größenordnung
der Materialabtragung in den genannten Bereichen kann die Haltekraft
der Gewindeverbindung zwischen Tragteil 23 und Aufnahme 22 exakt
eingestellt werden, so dass ein Versagen der Gewindeverbindung im
Falle eines Unfalls gewährleistet
ist.
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5 zeigt
die Situation nochmals in einer Schnittdarstellung. Die Mittelachse 58 der
Durchgangsbohrung 52 für
die Aufnahme 22 verläuft
dabei zentral durch die Kammer 30 des Tragteils 23.
Der Durchmesser d1 der Bohrung 52 ist dabei größer als die
Höhe d2
der Kammer 30. Die Stege 34 und 36 werden
beim Erstellen der Durchgangsbohrung 52 dadurch teilweise
abgetragen, so dass sich in den Bereichen 60 und 62 der
Stege 34 und 36 in der Folge kreisbogenförmige Gewindebereiche
ergeben, welche die Aufnahme 22 abstützen. In Erstreckungsrichtung
des Tragteils 23 sind Teilbereiche des Gewindes der Aufnahme 22,
welches sich im Inneren der Kammer 30 befinden, nicht durch
ein komplementäres
Gewinde abgestützt.
Auch hierdurch werden die Losbrechkräfte des Gewindes reduziert,
so dass ein Versagen im Crashfall erleichtert wird.
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6 zeigt
das Tragteil 23 schließlich
nochmals in perspektivischer Darstellung. Hier ist besonders deutlich
zu erkennen, dass der Durchmesser d1 der Durchgangsbohrung 52 den
Durchmesser d2 der Kammer 30 übersteigt, so dass sich in
den Bereichen 60 und 62 der Stege 34 und 36 die
genannten kreisbogenförmigen
Gewindebereich herausbilden können.