DE10223674A1

DE10223674A1 - Stoßfängeranordnung für einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10223674A1
Application number: DE2002123674
Authority: DE
Inventors: Frank Regler; Andreas Sorge
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2003-12-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung 1 für einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs. Es ist ein Querträger vorgesehen, der seitlich über zwei innere Längsträger 14 und 15 der Kraftfahrzeugtragstruktur hinausragt. Von der Rückseite des Querträgers stehen zwei Verformungsglieder 10 und 11 ab, die an die inneren Längsträger 14 und 15 angeschlossen sind. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stoßfängeranordnung zu entwickeln, deren Reparaturverhalten bei einem versetzten Frontalaufprall verbessert ist. DOLLAR A Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Verformungsglieder 10 und 11 mit ihren korrespondierenden, seitlich über den inneren Längsträger 14 und 15 hinausragenden Querträgerabschnitten Eckteile 4 und 5 bilden, die durch einen mittleren Querträgerabschnitt 3 miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoßfängeranordnung für einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 0 734 908 A2 ist eine Stoßfängeranordnung für einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der ein Querträger seitlich über zwei innere Längsträger der Kraftfahrzeugtragstruktur hinausragt. Von der Rückseite des Querträgers stehen zwei Verformungsglieder ab, die an die inneren Längsträger angeschlossen sind. Die Verformungsglieder sind so ausgelegt, dass sie bei Einwirkung von geringen Kräften durch ihre Verformung Energie aufnehmen können und bei Einwirkung von größeren Kräften diese über die inneren Längsträger in die Kraftfahrzeugtragstruktur einleiten.

Die Verformungsglieder ermöglichen damit, dass bei einem Frontalaufprall bis max. 15 km/h die Kraftfahrzeugtragstruktur nicht beeinträchtigt wird. Für Reparaturzwecke muss lediglich der Querträger mit den Verformungsgliedern ausgetauscht werden.

Kommt es zu einem versetzten Frontalaufprall, d. h. es ist nur eine Fahrzeugseite beschädigt, ist es notwendig, dass auch die nicht betroffene Fahrzeugseite mit ausgetauscht wird. Das führt unter Umständen zu erhöhten Reparaturkosten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Stoßfängeranordnung zu entwickeln, deren Reparaturverhalten insbesondere bei einem versetzten Frontalaufprall verbessert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die zum Anschließen an die inneren Längsträger vorgesehenen Verformungsglieder mit korrespondierenden, seitlich über den inneren Längsträger hinausragenden Querträgerabschnitte jeweils ein Eckteil bilden. Die Eckteile sind durch einen mittleren Querträgerabschnitt miteinander verbunden.

Damit setzt sich die Stoßfängeranordnung im wesentlichen aus drei separaten Bauteilen zusammen, nämlich aus einem mittleren Querträgerabschnitt sowie zwei außenseitig angeordneten Eckteilen. Jedes Eckteil wird mit seinem Verformungsglied an den entsprechenden inneren Längsträger über Schraub- oder Schweißverbindung befestigt.

Die Abkopplung des mittleren Querträgerabschnitts von den Eckteilen der Stoßfängeranordnung ermöglicht eine verbesserte Reparaturfreundlichkeit, da bei einem versetzten Frontalaufprall nur das jeweils betroffene Eckteil ausgetauscht werden muss. Hinzu kommt, dass bei einem versetzten Frontalaufprall unter entsprechender Ausgestaltung der Verbindung zwischen mittlerem Querträgerabschnitt und Eckteil die nicht betroffene Fahrzeugseite bei Bagatelleunfällen unbeschädigt bleibt. Durch die separaten Eckteile kann bei Einwirkung geringer Kräfte gewährleistet werden, dass nur noch ein Kraftpfad in die Verformungsbereiche des betroffenen Eckteils führt und nicht über den mittleren Querträgerabschnitt in das andere, unbeschädigte Eckteil und damit auch nicht in den anderen Längsträger.

Um dieses Energieabsorptionsverhalten der Stoßfängeranordnung bei Einwirkung von Kräften zu erreichen, kann jeder Verbindungsbereich zwischen dem mittleren Querträgerabschnitt und dem zugeordneten Eckteil als lösbare Verbindung ausgebildet sein. Diese lösbare Verbindung ist so ausgelegt, dass sie bei einer vorbestimmten Kraft ausknüpft, d. h. der Kraftfluß zwischen beiden Fahrzeugseiten wird auf diese Weise unterbrochen.

In einer Ausführungsform kann der linke Eckbereich über eine Schraubverbindung an dem mittleren Querträgerabschnitt angeschlossen sein. Die Schraubverbindung kann eine Sollbruchstelle aufweisen, die bei Überschreiten einer Kraft bricht.

Wenn die Achse der Schraubverbindung quer zur Fahrzeuglängsachse verläuft, kann durch die Schraubverbindung eine Drehachse geschaffen werden, um die der mittlere Querträgerabschnitt bei einem versetzten Frontalaufprall nach vorn verschwenkt. Damit können nahezu keine Momente auf die linke Fahrzeugseite übertragen werden, so dass diese weitgehend unbeschädigt bleibt.

Der rechte Eckbereich kann in einer Ausführungsform durch eine formschlüssige Steckverbindung mit dem mittleren Querträgerabschnitt verbunden werden.

In einfach Form lässt sich eine derartige Steckverbindung realisieren, wenn der mittlere Querträgerabschnitt ein geschlossener Hohlprofilträger ist. Auch die Eckbereiche können als Hohlprofilträger ausgebildet sein, damit beispielsweise der rechte Eckbereich in den entsprechenden Bereich des mittleren Querträgerabschnitts gesteckt werden kann.

Der mittlere Querträgerabschnitt weist für die Steckverbindung an seiner Rückseite bereichsweise einen nach hinten offenen Querschnitt auf. Der ausgesparte Bereich ist nur so groß bemessen, dass bei Beaufschlagung mit Kräften der rechte Eckbereich aus dem Ausschnitt des mittleren Querträgerabschnitt ausreißen kann. Bei Beaufschlagung mit hohen Kräften bleibt die Steckverbindung erhalten, so dass der Kraftpfad auf die andere Fahrzeugseite wirken kann.

Die über den inneren Längsträger hinausragenden Querträgerabschnitte können mit ihrem freien Ende auf die Vorderräder ausgerichtet sein. Das hat den Vorteil, dass ein weiterer Kraftpfad zum Energieabbau zur Verfügung steht, nämlich über die Vorderräder in den Türschweller.

Für geringe Aufprallkräfte können auch die freien Enden der Eckteile mit Verformungsbereichen versehen sein.

Vorzugsweise können die Verformungsbereiche Sollbiegestellen aufweisen, um eine definierten Energieabbau durch Faltungen des Eckteils zu erreichen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung einer Stoßfängeranordnung in einer Draufsicht,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung gemäß Linie III-III in Fig. 1 sowie
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des rechten Eckteils.
In Fig. 1 ist eine Stoßfängeranordnung 1 für einen Vorbau eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs zu sehen. Die Stoßfängeranordnung 1 wird durch eine Tragstruktur 2 gehalten, die einen mittleren Querträgerabschnitt 3 sowie zwei außenseitig angeordnete Eckteile 4 und 5 umfasst.
Der mittlere Querträgerabschnitt 3 ist an seinen freien Enden 6 und 7 an Verbindungsbereichen 8 und 9 jeweils mit dem rechten Eckteil 5 und dem linken Eckteil 4 verbunden. Der mittlere Querträgerabschnitt 3 ist als geschlossenes Hohlprofil entweder in Schalenbauweise oder als Innenhochdruckumformteil ausgebildet.
Beide Eckteile 4 und 5 sind hörnerförmig ausgebildet und mit einem Verformungsglied 10 bzw. 11 über eine Flanschverbindung 12 bzw. 13 an inneren Längsträgern 14 und 15 angeschlossen. Die Verformungsglieder 10 und 11 der Eckteile 4 und 5 verlaufen bis zu den Verbindungsbereichen 8 und 9 fluchtend zu den inneren Längsträgern 14 und 15. Ab den Verbindungsbereichen 8 und 9 ragen die Eckteile 4 und 5 seitlich über die inneren Längsträger 14 und 15 hinaus, wobei die freien Enden 16 und 17 auf Vorderräder 18 und 19 ausgerichtet sind.
Die Verbindungsbereiche 8 und 9 zwischen dem mittleren Querträgerabschnitt 3 und jedem Eckteil 4 bzw. 5 sind unterschiedlich voneinander ausgebildet. Während die Verbindung zwischen dem linken Eckteil 4 und dem mittleren Querträgerabschnitt 3 eine Schraubverbindung 20 ist, ist das rechte Eckteil 5 mittels Steckverbindung 21 an dem mittleren Querträgerabschnitt 3 befestigt.
Die Schraubverbindung 20 erstreckt sich mit ihrer Achse quer zur Fahrzeuglängsrichtung und ist so ausgebildet, dass der mittlere Querträgerabschnitt 3 unter bestimmten Bedingungen um diese Achse gemäß Pfeilrichtung A schwenkbar ist.
Für die Steckverbindung 21 weist das rechte Eckteil 5 einen Anschlussstutzen 22 auf, der in Richtung des mittleren Querträgerabschnitts 3 vom Eckteil 5 absteht.
Die Steckverbindung 21 wird anhand der Schnittdarstellungen in Fig. 2 und Fig. 3 näher erläutert.
Der Anschlussstutzen 22 erstreckt sich innerhalb des Hohlprofils des mittleren Querträgerabschnitts 3, wobei die Außenkontur des Anschlussstutzens 22 auf die Innenkontur des mittleren Querträgerabschnitts 3 angepasst ist. Der Hohlprofilquerschnitt des Anschlussstutzens 22 und des mittleren Querträgerabschnitts 3 ist etwa viereckig ausgebildet. Im Überdeckungsbereich zwischen Anschlussstutzen 22 und mittlerem Querträgerabschnitt 3 weist der mittlere Querträgerabschnitt 3 an seiner Rückseite 23 einen Ausschnitt 24 auf, wobei zwei Laschen 25 den Anschlussstutzen 22 noch bereichsweise von oben und unten umgreifen, so dass die Steckverbindung 21 formschlüssig, aber unter vorbestimmter Krafteinwirkung lösbar gestaltet ist.
Die Verformungsglieder 10 und 11 der Eckbereiche sind in Form einer Crashbox ausgebildet und weisen Sollbiegestellen 26, die bei Krafteinwirkung einen definierten Energieabbau durch Faltung ermöglichen.
Fig. 4 zeigt das rechte Eckteil 5 in einer perspektivischen Ansicht. Neben dem Verformungsglied 11 mit Sollbiegestellen 26 ist das über den inneren Längsträger 15 hinausragende freie Ende 17 ebenfalls mit Sollbiegestellen 26 versehen. Damit kann bei Bagatelleunfällen im Bereich vor dem Vorderrad Energie durch Verformung abgebaut werden.
Die Wirkungsweise der Stoßfängeranordnung wird im folgenden unter Zusammenschau der Fig. 1 bis 4 beschrieben.
Bei einem versetzten Frontalaufprall auf der linken Seite gemäß Pfeilrichtung F_L werden die wirkenden Kräfte zunächst durch das Verformungsglied 10 und das freie Ende 16 des Eckteils 4 durch Verformung aufgenommen. Die Position der Schraubverbindungsachse 20 verschiebt sich damit in Richtung Längsträger 14, so dass der mittlere Querträgerabschnitt 3 gemäß Pfeilrichtung A um die Schraubverbindungsachse 20 nach vorn ausgelenkt wird. Durch Auslenken nach vorn auf der rechten Seite werden die Laschen 25 des mittleren Querträgerabschnitts 3 nach oben und unten durch den Anschlussstutzen 22 aufgebogen, so dass über den mittleren Querträgerabschnitt 3 nahezu keine Momente auf das rechte Eckteil 5 übertragen werden können. Die rechte Seite bleibt damit zumindest bei Bagatelleunfällen unbeschädigt.
Bei einem versetzten Frontalaufprall auf der rechten Seite gemäß Pfeilrichtung F_R werden die wirkenden Kräfte - analog zur linken Seite - durch das Verformungsglied 11 und das freie Ende 17 des Eckteils 5 aufgenommen. Im weiteren Verlauf bewegt sich die Steckverbindung 21 unter Mitnahme des mittleren Querträgerabschnitts 3 auf den Längsträger 15 zu, so dass sich der mittlere Querträgerabschnitt 3 um die Achse der Schraubverbindung 20 verdreht. Bei größeren Verformungen des rechten Eckteils 5 wird die Schraubverbindung 20 der linken Seite mit Scherkräften beaufschlagt wird. Da die Schraubverbindung 20 ein definiertes Bruchverhalten aufweist, kann die Verbindung dann ausknüpfen, so dass die linke Seite nicht weiter beaufschlagt wird.
Bei einem geraden Frontalaufprall werden beide Eckteile 4 und 5 gleichmäßig belastet, so dass auch die Verformungsbereiche auf beiden Seiten wirksam und die Kraftpfade auf beiden Seiten genutzt werden können.
Die Verbindungsbereiche 8 und 9 zwischen dem mittleren Querträgerabschnitt 3 und den Eckteilen 4 und 5 können bei gleicher Wirkungsweise auch anders als oben beschrieben ausgeführt werden. So kann zum Beispiel die Schraubverbindung auf der rechten Seite und die Steckverbindung auf der linken Seite vorgesehen sein. Es ist selbstverständlich möglich, andere unter Krafteinwirkung lösbare Verbindungen, wie zum Beispiel Nietverbindungen oder Clipsverbindungen einzusetzen.

Claims

1. Stoßfängeranordnung für einen Vorbau eines Kraftfahrzeugs mit einem Querträger, der seitlich über zwei innere Längsträger der Kraftfahrzeugtragstruktur hinausragt, wobei zwei Verformungsglieder von dem Querträger abstehen und an die inneren Längsträger angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsglieder (10, 11) mit ihren korrespondierenden, seitlich über den inneren Längsträger (13, 15) hinausragenden Querträgerabschnitte Eckteile (4, 5) bilden, die durch einen mittleren Querträgerabschnitt (3) miteinander verbunden sind.

2. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verbindungsbereich (8, 9) zwischen dem mittleren Querträgerabschnitt (3) und dem zugeordneten Eckteil (4, 5) als lösbare Verbindung ausgebildet ist, die bei einer vorbestimmten Kraft ausknüpft.

3. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eckbereich (4) mittels Schraubverbindung (20) mit dem mittleren Querträgerabschnitt (3) verbunden ist.

4. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Schraubverbindung (20) quer zur Fahrzeuglängsachse verläuft.

5. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eckbereich (5) mittels formschlüssiger Steckverbindung (21) an dem mittleren Querträgerabschnitt (3) verbunden ist.

6. Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Querträgerabschnitt (3) ein geschlossener Hohlprofilträger ist.

7. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Querträgerabschnitt (3) für die Steckverbindung (21) an seiner Rückseite einen Ausschnitt (24) aufweist.

8. Stoßfängeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die über den inneren Längsträger (14, 15) hinausragenden Querträgerabschnitte mit ihrem freien Ende (16, 17) auf Vorderräder (18, 19) ausgerichtet sind.

9. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (16, 17) der Eckteile (4, 5) mit Verformungsbereichen versehen sind.

10. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsbereiche Sollbiegestellen (26) aufweisen.