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Die Erfindung betrifft ein Abstützelement zum Abstützen einer Karosserieverkleidung an einem Tragelement eines Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit dem Abstützelement.
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Im Stand der Technik werden bei Fahrzeugen, beispielsweise PKWs, Karosserieverkleidungen auf unterschiedliche Weise an der Karosserie, beispielsweise an Quer- oder Längsträgern, befestigt. Hierzu können Abstützelemente verwendet werden, die an der Karosserie befestigt werden und auf denen sich die entsprechende Karosserieverkleidung abstützt. Die Abstützelemente sind relativ steif ausgebildet, um die Karosserieverkleidung exakt zu positionieren. Dadurch kann insbesondere ein definiertes Fugenbild zu angrenzenden Verkleidungen oder sonstigen Bestandteilen des Fahrzeugs sichergestellt werden.
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Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Abstützelement zum Abstützen einer Karosserieverkleidung an einem Tragelement eines Fahrzeugs anzugeben, das einerseits eine feste Abstützung der Karosserieverkleidung und andererseits eine sichere Verwendung des Fahrzeugs, in dem das Abstützelement verbaut wird, ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Abstützelement mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Abstützelement zwar bezüglich der Hochachse zum Abstützen der Karosserieverkleidung relativ steif ausgebildet ist. Hinsichtlich der Deformationsrichtung im Crash-Fall sollte das Abstützelement jedoch so labil wie möglich sein.
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So ist erfindungsgemäß ein Abstützelement zum Abstützen einer Karosserieverkleidung an einem Tragelement eines Fahrzeugs vorgesehen. Am Abstützelement sind jeweils zueinander senkrecht eine Hochachse, eine Crashachse und eine Querachse definiert. Die Hochachse entspricht insbesondere der Hochachse des Fahrzeugs. Die Crashachse und die dazu senkrechte Querachse liegen insbesondere horizontal. Bei der bevorzugten Verwendung des Abstützelementes für eine Karosserieverkleidung, die als Frontverkleidungs-Baugruppe ausgebildet ist, kann das Abstützelement so im Fahrzeug verbaut werden, dass die Crashachse der Fahrzeuglängsachse, und die Querachse der Fahrzeugquerachse entspricht. Allerdings ist beispielsweise auch vorgesehen, dass das Abstützelement im vorderen seitlichen Bereich des Fahrzeugs verwendet wird, so dass die Crashachse auch von der Fahrzeuglängsachse abweichen kann.
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Das erfindungsgemäße Abstützelement ist zum Befestigen an einem Tragelement der Karosserie ausgebildet oder ist integraler Bestandteil dieses Tragelements. Das Tragelement ist beispielsweise ein Querträger der Karosserie. Besonders bevorzugt ist das Abstützelement an diesem Tragelement befestigt. Allerdings kann in einer alternativen Ausgestaltung auch das Abstützelement integraler Bestandteil dieses Tragelements sein. Bei der bevorzugten Befestigung am Tragelement ist insbesondere vorgesehen, dass das Abstützelement zur höhenverstellbaren Befestigung ausgebildet ist. Hierzu weist das Abstützelement vorzugsweise ein Langloch auf, dass es ermöglicht, das Abstützelement höhenverstellbar an einem Tragelement anzuschrauben.
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Des Weiteren ist das erfindungsgemäße Abstützelement zum Abstützen der Karosserieverkleidung bezüglich der Hochachse ausgebildet. Hierzu weist das Abstützelement, wie noch detailliert ausgeführt wird, bevorzugt einen Stützbereich auf. Der Stützbereich ist dazu ausgebildet, dass die Karosserieverkleidung auf diesem Stützbereich aufliegt und/oder an dem Stützbereich befestigt wird.
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Das Abstützelement weist eine erste Steifigkeit A auf. Die erste Steifigkeit A ist parallel zur Crashachse definiert. Zum Messen der Steifigkeit A ist insbesondere vorgesehen, dass das Abstützelement voll- oder teilflächig und parallel zur Crashachse auf Druck belastet wird. Die Steifigkeit A kann auch als axiale Steifigkeit A bezeichnet werden.
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Des Weiteren weist das Abstützelement eine zweite Steifigkeit B auf. Die zweite Steifigkeit B ist parallel zur Hochachse definiert. Zum Messen der zweiten Steifigkeit B ist insbesondere vorgesehen, dass das Abstützelement parallel zur Hochachse voll- oder teilflächig auf Druck belastet wird. Die Steifigkeit B auch als axiale Steifigkeit B bezeichnet werden.
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Die erste Steifigkeit A ist kleiner als die zweite Steifigkeit B. Durch diese relativ geringe erste Steifigkeit A bezüglich einer Belastung parallel zur Crashachse wird sichergestellt, dass das Abstützelement bei einem Crash verformt werden kann. Die relativ niedrige Steifigkeit bietet insbesondere Vorteile beim Abstützen einer Frontverkleidungs-Baugruppe, da diese bei einem Crash mit einem Fußgänger deformiert wird und mittels des erfindungsgemäßen Abstützelements diese Deformation möglichst wenig beeinträchtigt wird.
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Zusätzlich ist vorgesehen, dass das Abstützelement durch eine Verjüngung entsprechend labil bezüglich der Crashachse ausgebildet ist. So ist vorgesehen, dass das Abstützelement in Richtung parallel zur Crashachse verjüngt ausgebildet ist. Durch diese Verjüngung nimmt die Breite des Abstützelementes entlang der Crashachse ab. Die Breite des Abstützelementes ist parallel zur Querachse definiert.
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Das Abstützelement ist vorzugsweise aus Metall, Kunststoff, faserverstärktem Kunststoff oder Verbundmaterial gefertigt.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Steifigkeit A höchstens 0,9*B, vorzugsweise höchstens 0,7*B, besonders vorzugsweise höchstens 0,5*B, beträgt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Steifigkeit A höchstens 500 N (Newton), vorzugsweise höchstens 300 N, vorzugsweise höchstens 200 N, besonders vorzugsweise höchsten 100 N, beträgt.
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Wie bereits beschrieben, ist am Abstützelement vorzugsweise ein Stützbereich definiert. Dieser Stützbereich dient zum Abstützen der Karosserieverkleidung. Insbesondere ist dieser Stützbereich dazu ausgebildet, dass die Karosserieverkleidung auf ihm aufliegt. Der Stützbereich ist vorzugsweise freikragend. Insbesondere umfasst das Abstützelement eine Basis, die zur Befestigung am Tragelement ausgebildet ist. Die Basis kann beispielsweise eine vertikal ausgerichtete Platte sein. Von dieser Basis kann sich der Stützbereich freikragend erstrecken. Insbesondere erstreckt sich der Stützbereich von der Basis aus freikragend parallel zur Crashachse.
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Das Abstützelement weist vorzugsweise zumindest eine Rippe auf. Diese Rippe ist so angeordnet und ausgebildet, dass sie entweder einen Teil des Stützbereiches bildet oder einen separat ausgebildeten Stützbereich stützt. So kann beispielsweise die Oberseite der Rippe einen Teil des Stützbereiches bilden, auf dem die Karosserieverkleidung aufliegt. Allerdings kann das Abstützelement auch einen eigenen Stützbereich aufweisen, der von der Rippe lediglich abgestützt wird. Die Rippe ist zur Reduzierung ihrer Steifigkeit gebogen. Dabei ist die Rippe insbesondere so gebogen, dass ihre Steifigkeit bezüglich einer Belastung parallel zur Crashachse reduziert ist. Die Steifigkeit der Rippe ist dabei selbstverständlich im Vergleich zur selben, jedoch nicht gebogenen, Rippe reduziert. Besonders bevorzugt ist die Rippe gewellt und weist somit zumindest zwei in unterschiedliche Richtungen gebogene Bereiche auf. Die gebogenen bzw. gewellten Bereiche der Rippe beschreiben insbesondere einen Kreisbogen um die Hochachse.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Abstützelement mehrere der beschriebenen Rippen aufweist. Die Rippen sind dabei insbesondere parallel zueinander angeordnet. Insbesondere weist das Abstützelement zwei bis zwanzig dieser Rippen auf.
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Zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass der Stützbereich verjüngt ausgebildet ist. Hierzu ist der Stützbereich vorzugsweise durch ein horizontal angeordnetes, plattenförmiges Element gebildet. Der Stützbereich kann bezüglich zweier Dimensionen verjüngt ausgebildet sein: Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Stützbereich in Richtung parallel zur Crashachse verjüngt ausgebildet ist, wobei seine parallel zur Querachse definierte Breite und/oder seine parallel zur Hochachse definierte Höhe abnimmt.
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Die Erfindung zeigt ferner ein Fahrzeug, umfassend eine Karosserieverkleidung und ein Tragelement sowie zumindest ein Abstützelement, wie es vorab beschrieben wurde. Das Abstützelement ist am Tragelement befestigt oder als integraler Teil des Tragelementes ausgebildet. An dem Abstützelement ist die Karosserieverkleidung bezüglich der Hochachse des Fahrzeugs abgestützt.
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Besonders bevorzugt ist die Variante, wonach das Abstützelement als separates Bauteil an dem Tragelement befestigt ist. Insbesondere erfolgt diese Befestigung über eine Verschraubung. Besonders bevorzugt ist das Abstützelement bezüglich der Hochachse höhenverstellbar an dem Tragelement befestigt. Alternativ zur Verschraubung kann das Abstützelement jedoch auch anderweitig am Tragelement befestigt sein, beispielsweise angenietet, angeklebt oder angeschweißt.
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Das Tragelement ist vorzugsweise ein Querträger des Fahrzeugs. Dieser Querträger befindet sich vorzugsweise im vorderen Bereich des Fahrzeugs.
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Bei der Karosserieverkleidung handelt es sich vorzugsweise um eine Frontverkleidungs-Baugruppe des Fahrzeugs. Diese Frontverkleidungs-Baugruppe kann insbesondere eine Frontschürze und/oder eine Stoßfängerverkleidung und/oder eine Kühlerverkleidung umfassen. Die Stoßfängerverkleidung kann auch Bestandteil der Frontschürze sein.
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Die Karosserieverkleidung liegt vorzugsweise auf dem Stützbereich des Abstützelementes auf und ist somit bezüglich der Hochachse in Richtung nach unten formschlüssig mit dem Abstützelement verbunden.
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Die Hochachse des Abstützelementes entspricht vorzugsweise der Hochachse des Fahrzeugs. Die Crashachse und die Querachse des Abstützelements liegen insbesondere horizontal. Die Crashachse nimmt vorzugsweise einen Winkel von 0° bis 45° bezüglich der Fahrzeuglängsachse ein.
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Zur Montage der Frontverkleidungs-Baugruppe an dem Tragelement können mehrere der erfindungsgemäßen Abstützelemente verwendet werden. Insbesondere in diesem vorderen Bereich des Fahrzeugs ermöglichen die Abstützelemente eine möglichst ungehinderte Deformation der Frontverkleidungs-Baugruppe bei einem Beinanprall (Crash mit einem Fußgänger).
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
- 1 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit erfindungsgemäßem Abstützelement,
- 2 eine erste Variante des erfindungsgemäßen Abstützelements,
- 3 eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Abstützelements,
- 4 eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Abstützelements,
- 5 eine vierte Variante des erfindungsgemäßen Abstützelements, und
- 6 eine fünfte Variante des erfindungsgemäßen Abstützelements.
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Im Folgenden werden anhand der 1 bis 6 unterschiedliche Varianten eines erfindungsgemäßen Abstützelementes 1 an einem erfindungsgemäßen Fahrzeug 10 im Detail erläutert.
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1 zeigt stellvertretend für alle Varianten des Abstützelementes 1 dessen mögliche Anordnung und Verwendung im Fahrzeug 10. Gemäß 1 umfasst das Fahrzeug 10 ein Tragelement 11, hier ausgebildet als Querträger im Frontbereich des Fahrzeugs 10. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 10 eine Karosserieverkleidung 12. Die Karosserieverkleidung 12 umfasst im gezeigten Beispiel eine Frontschürze 13 und eine Kühlerverkleidung 14. Die Karosserieverkleidung 12 kann auch als Frontverkleidungs-Baugruppe bezeichnet werden.
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An dem Tragelement 11 ist ein Abstützelement 1 befestigt. An dem Abstützelement 1 sind jeweils zueinander senkrecht eine Hochachse z, eine Crashachse x und eine Querachse y definiert. Parallel zur Crashachse x erfolgt bei einem Beinanprall mit einem Fußgänger eine Deformation der Karosserieverkleidung 12 und gegebenenfalls des Abstützelements 1.
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Wie beispielsweise anhand von 2 gezeigt, weist das Abstützelement 1 eine Basis 2 auf. Die Basis 2 weist ein Langloch 5 auf. Über dieses Langloch 5 kann das Abstützelement 1 höhenverstellbar am Tragelement 11 befestigt werden.
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Von der Basis 2 erstreckt sich freikragend ein Stützbereich 3. Auf diesem Stützbereich 3 kann die Karosserieverkleidung 12 aufliegen.
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Am Abstützelement ist eine Breite 20 parallel zur Querachse y definiert. In den gezeigten Varianten ist die Breite 20 des Abstützelements 1 stets gleich der Breite des Stützbereichs 3. Der Stützbereich 3 weist parallel zur Hochachse z eine Höhe 21 auf.
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2 zeigt beispielhaft für alle hier vorgestellten Varianten mit Pfeil die Belastungsrichtung zur Ermittlung der ersten Steifigkeit A, welche parallel zur Crashachse x definiert ist. Ferner zeigt 2 die Belastungsrichtung zur Ermittlung der zweiten Steifigkeit B, die parallel zur Hochachse z definiert ist. Das Abstützelement weist eine relativ große zweite Steifigkeit B auf, um die Karosserieverkleidung 12 bezüglich der Hochachse z abzustützen.
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Durch entsprechende geometrische Ausgestaltung und/oder entsprechende Materialwahl weist das Abstützelement 1 eine möglichst geringe erste Steifigkeit A auf.
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3 zeigt rein beispielhaft, dass durch eine entsprechende Verjüngung am Abstützelement 1 eine gezielte Beeinflussung der ersten Steifigkeit A möglich ist. So zeigt 3 beispielhaft, dass sich der Stützbereich 3 in Richtung parallel zur Crashachse x verjüngt. Bei dieser Verjüngung reduziert sich die Breite 20 des Stützbereichs 3 bzw. des Abstützelements 1.
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Zusätzlich oder alternativ ist es z.B. auch möglich, dass zur verjüngten Ausgestaltung die Höhe 21 (s. 6) entsprechend reduziert wird.
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4 zeigt eine Variante des Abstützelements 1 mit fünf Rippen 4. Die Anzahl der Rippen 4 ist hier beispielhaft gewählt.
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Die einzelnen Rippen 4 sind plattenförmige Elemente, die sich von der Basis 2 aus freikragend erstrecken. Die plattenförmigen Rippen 4 erstrecken sich dabei in erster Linie in der z-x-Ebene. Allerdings sind die Rippen 4 derart gebogen, so dass die erste Steifigkeit A im Vergleich zu ungebogenen Rippen reduziert ist. Die Rippen 4 sind hierbei um die Hochachse z gebogen bzw. beschreiben einen Kreisbogen um die Hochachse z.
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Der Stützbereich 3 kann durch die Oberseiten der Rippen 4 gebildet sein. Allerdings ist es auch möglich, dass auf den Rippen 4 ein eigener Stützbereich 3, beispielsweise in Form eines plattenförmigen Elements angeordnet wird.
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5 beschreibt eine Variante des Abstützelementes 1, ebenfalls mit gebogenen Rippen 4; allerdings hier in der gewellten Ausgestaltung. Jede Rippe 4 ist hier gewellt ausgebildet.
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6 zeigt rein beispielhaft, dass durch eine entsprechende Verjüngung am Abstützelement 1 eine gezielte Beeinflussung der ersten Steifigkeit A möglich ist. So zeigt 6 beispielhaft, dass sich der Stützbereich 3 in Richtung parallel zur Crashachse x verjüngt. Bei dieser Verjüngung reduzieren sich die Breite 20 und die Höhe 21 des Stützbereichs 3 bzw. des Abstützelements 1.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Abstützelement
- 2
- Basis
- 3
- Stützbereich
- 4
- Rippen
- 5
- Langloch
- 10
- Fahrzeug
- 11
- Tragelement
- 12
- Karosserieverkleidung
- 13
- Frontschürze
- 14
- Kühlerverkleidung
- 20
- Breite
- 21
- Höhe
- x
- Crashachse
- y
- Querachse
- z
- Hochachse
