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Die Erfindung betrifft eine Crashbox
für ein Kraftfahrzeug,
insbesondere für
einen Personenkraftwagen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Der Einsatz einer Crashbox bei einem
herkömmlichen
Personenkraftwagen ist im Allgemeinen bekannt. Aufgabe der Crashbox
ist es, im Falle eines Unfalles durch gezielte Deformation Energie
zu absorbieren. Um eine kostengünstige
Reparatur eines beschädigten
Kraftfahrzeugs zu gewährleisten,
erfolgt eine Ausbildung der Trennstelle zwischen einem Längsträger und
der Crashbox meist in geschraubter Form. Diese Schraubstelle wird
oft auch für
die Befestigung andere Aggregate-Halter verwendet, wobei die Gestaltung
so erfolgen muss, dass die Deformation der Crashbox möglichst
gering beeinflusst wird.
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Aus der
DE 198 50 590 A1 ist ein
Vorbaubereich für
ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen
mit einer Kühler-
bzw. Wärmeübertrageranordnung,
die an wenigstens zwei Lagerpunkten mit einer Vorbaustruktur verbunden
ist, bekannt. Hierbei sind die wenigstens zwei Lagerpunkte derart
ausgeführt,
dass sie bei einer aufprallbedingten Deformation der Vorbautragstruktur
eine kraftübertragende
und kraftaufnehmende Einbindung der Wärmeübertrageranordnung in die Deformationscharakteristik
des Vorbaubereichs erzielen. Dabei wird die Wärmeübertrageranordnung, die aus
einem oder aus mehreren Wärmeübertragern
zusammengesetzt sein kann, derart in die Vorbautragstruktur eingespannt,
dass sie aufgrund plastischer Deformation nach Art einer weichen
Barriere ergänzend
zur Energieabsorption und zur Verteilung von Aufprallenergie auf
großflächige Abschnitte
des Vorbaubereiches beiträgt.
Der Einsatzbereich liegt hierbei in einem Frontmodul eines Personenkraftwagens.
Bei einer aufprallbedingten Deformation der Vorbautragstruktur findet
zwar eine kraftübertragende
und kraftaufnehmende Einbindung der Wärmeübertrageranordnung in die Deformationscharakteristik
statt, über den
Einfluss der Verbindung zwischen der Wärmeübertrageranordnung und der
Vorbautragstruktur ist jedoch nichts offenbart.
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Aus der
DE 100 51 567 A1 ist eine
vordere Fahrzeug-Endstruktur
bekannt. Ein vorderes Endelement des Fahrzeugs, das mindestens einen
Kühler aufweist,
besitzt einen oberen Vorsprung, der an einem oberen Einsetzloch
einer vorderen Endwand des Fahrzeugs befestigt ist, und einen unteren
Vorsprung, der an einem unteren Einsetzloch der vorderen Endwand
befestigt ist. Wenn eine äußere Kraft größer als
ein vorbestimmter Wert an dem Fahrzeug von der vorderen Seite aus
zur Einwirkung kommt, wird der Befestigungszustand des oberen Vorsprungs
in dem oberen Einsetzloch freigegeben, während der Befestigungszustand
des unteren Vorsprungs in dem unteren Einsetzloch aufrechterhalten bleibt.
Dadurch kann verhindert werden, dass das gesamte vordere Endelement
von der vorderen Endwand getrennt wird, wenn die äußere Kraft
auf das Fahrzeug von der vorderen Seite aus zur Einwirkung kommt.
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Entsprechend kann eine Beschädigung des vorderen
Endelements in Folge der äußeren Kraft verhindert
werden, während
ein Aufprall des vorderen Endelements auf einer Straßenfläche verhindert ist.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit
dem Problem, eine verbesserte Ausführungsform für eine Crashbox
für ein
Kraftfahrzeug anzugeben.
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Dieses Problem wird durch den Gegenstand des
unabhängigen
Anspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken,
ein Halterungselement (Aufnahme) für Anbauteile, wie z.B. eine
Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnung
an der Crashbox anzuordnen, wobei das Deformationsverhalten der
Crashbox möglichst
gering beeinflusst wird. Die Erfindung beinhaltet eine direkte Anbindung
der Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung
an die Crashbox, wobei die geometrische Gestaltung so erfolgt, dass
das Halterungselement, welches U-förmig ausgebildet ist, einen
an der Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung
angebrachten Aufnahmebolzen aufnimmt.
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Die Crashbox weist mehrere vertikal und/oder
quer zu einer vorgegebenen Verformungsrichtung angeordnete Faltsicken
auf, wobei das Halterungselement erfindungsgemäß so angeordnet ist, dass beidseitig
der Faltsicken jeweils ein Schenkel des U-förmigen Halterungselements verläuft, während der
die beiden U-Schenkel der U-förmigen
Aufnahme verbindenden Teil quer zur Faltsicke verläuft und
eine der Faltsicke entgegengesetzt ähnliche Wölbung aufweist, so dass keine
Behinderung des Deformationsverhaltens erfolgt. Durch die entgegengesetzt ähnliche
Wölbung
wird zudem erreicht, dass das Halterungselement hinterlüftet ist
und somit eindringendes Spritzwasser schneller ablaufen oder verdunsten
kann, wodurch die Korrosionsbeständigkeit
verbessert wird.
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Eine besonders günstige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Crashbox beidseitig zur Fahrzeuglängsmitte
angeordnete Crashboxteile aufweist und an der Crashbox eine stehend
positionierte Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnung
im wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordnet ist,
wobei die Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnung
jeweils einen linken und einen rechten Aufnahmebolzen aufweist,
der von jeweils einer linken und einer rechten, nach oben geöffneten,
U-förmigen
Aufnahme, welche am jeweiligen Crashboxteil angeordnet ist, aufgenommen
wird und dass die Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung
in einem Montagezustand um eine durch den linken und den rechten
Aufnahmebolzen definierte Achse drehbar gelagert und in die jeweils
linke und rechte U-förmige Aufnahme
von oben ein- bzw. von unten ausschiebbar ist.
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Hierdurch wird erreicht, dass die
Montage der Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnung deutlich
erleichtert, beschleunigt und damit kostengünstiger wird. Zur Montage der
Kühler-
und /Wärmeübertrageranordnung
wird diese von oben mit den beiden Aufnahmebolzen in die jeweiligen
U-förmigen,
nach oben geöffneten,
Halterungselemente eingeschoben und durch zumindest eine Verbindung
an einer Querbrücke
gegen eine Drehbewegung entlang einer durch die beiden Aufnahmebolzen
definierten Achse gehindert. Eine weitere Verbindung durch Schrauben,
Schweißen,
oder ähnlichem
ist nicht nötig.
Die Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung
ist somit im Betriebszustand fixiert und lässt sich bei Reparatur und/oder
Wartungsarbeiten durch Lösen
der zumindest einen Verbindungen an der Querbrücke einfach entnehmen.
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Die Erfindung bietet den Vorteil,
die Kühler- und/oder
Wärmeübertrageranordnung
einfach zu montieren und/oder zu warten, was in Zeiten stetig steigender
Lohnkosten hilft, die Produktions- und/oder Wartungskosten zu reduzieren.
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Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass der
linke und der rechte Aufnahmebolzen eine gummierte Schutzhülle aufweist.
Hierdurch wird erreicht, dass eventuell auftretende Schwingungsgeräusche zwischen
Aufnahmebolzen und Crashbox nicht entstehen bzw. nicht übertragen
werden und damit der Fahrkomfort nicht beeinträchtigt wird.
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Entsprechend einer besonders günstigen Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Crashbox. an einem vorderen oder hinteren
Ende eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Je nach Fahrzeugtyp befindet
sich eine Antriebseinrichtung sowie eine zugehörige Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnung in
einem vorderen oder hinteren Teil des Kraftfahrzeugs. Die erfindungsgemäße Lösung ist
dabei so ausgestaltet, dass ein Einsatz sowohl im vorderen, als
auch im hinteren Bereich des Fahrzeugs problemlos möglich ist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und
aus den zugehörigen
Figurenbeschreibungen anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend
genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur
in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen
der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in den nachfolgenden
Beschreibungen näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszei chen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen:
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1 eine
Schrägansicht
einer erfindungsgemäßen Crashbox
mit einer Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung,
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2 eine
Detailansicht eines Aufnahmebolzen und eines Halterungselements,
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3 eine
Detailansicht wie in 2,
jedoch aus einer anderen Perspektive,
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4 einen
Querschnitt durch einen Aufnahmebolzen und eine Aufnahme,
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5 eine
Detailansicht eines Halterungselements.
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Entsprechend 1 ist eine Crashboxanordnung dargestellt,
welche ein linkes Crashboxteil 1 und ein rechtes Crashboxteil 2,
eine Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung 3 sowie
einen Aufnahmebolzen 5 und ein Halterungselement 4 aufweist. Die
Crashboxteile 1, 2 sind beidseitig zu einer, nicht in 1 dargestellten, Fahrzeuglängsmitte
angeordnet und halten eine zwischen den beiden Crashboxteilen 1, 2 aufgehängte und
stehend positionierte Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung 3,
die im wesentlichen quer zu einer, nicht in 1 dargestellten, Fahrzeuglängsrichtung
positioniert ist.
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Die Crashboxteile 1, 2 bilden
dabei die nicht näher
bezeichnete Crashboxanordnung. Die Aufgabe der Crashboxanordnung
be steht darin, im Falle eines im wesentlichen parallel zu einer
Fahrzeuglängsrichtung
auftretenden Aufpralls entlang einer Verformungsrichtung 12,
durch Deformation Energie zu absorbieren. Wie in 1 dargestellt sind hierzu in den Crashboxteilen 1, 2 mehrere
vertikal und/oder quer zu der vorgegebenen Verformungsrichtung 12 angeordnete
Faltsicken 7 eingelassen. Die Faltsicken 7 bilden
eine künstliche
Schwächung
der Crashboxteile 1 und 2 und bewirken bei einer,
von außen
einwirkenden Kraft, die größer als
ein vorbestimmter Wert auf ein, nicht in 1 dargestelltes, Fahrzeugchassis zur
Einwirkung kommt, eine Stauchung und/oder ein Einknicken der Crashboxteile 1, 2 an
diesen Schwachstellen und somit eine energieabsorbierende Wirkung
aufgrund gewollter und vorbestimmter Deformation.
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Die Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnung 3 besitzt
je einen linken Aufnahmebolzen 5 und einen rechten Aufnahmebolzen 5', welche in
jeweils dafür
vorgesehene, zugehörige
U-förmige Halterungselemente 4 bzw. 4' eingreifen.
Die U-förmigen und
nach oben geöffneten
Halterungselemente 4, 4' sind mit Schweißpunkten
am zugehörigen
Crashboxteil 1 bzw. 2 angeordnet.
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In einem Montagezustand lässt sich
die Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung 3 um
eine Drehachse 11, die durch den linken Aufnahmebolzen 5 und
den rechten Aufnahmebolzen 5' definiert
ist, drehen. Gleichzeitig ist im Montagezustand ein Einschieben
der Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung 3 von
oben ihnen die Halterungselemente 4 bzw. 4' oder ein Herausheben
derselben aus den nach oben geöffneten
U-förmigen
Halterungselementen 4, 4' möglich. In einem Betriebszustand
wird die Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung 3 durch
ein, nicht in 1 dargestelltes,
Verbindungselement an einer, ebenfalls nicht in 1 dargestellten, Querbrücke fi xiert
und somit gegen eine Drehbewegung um die Drehachse 11 gehindert.
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Wie in 2 dargestellt
hängt die
Kühler- und/oder
Wärmeübertrageranordnung 3 mit
den Aufnahmebolzen im 5, 5'' in
den Halterungselementen 4, 4'. Über das von der Kühler- und/oder
Wärmeübertrageranordnung 3 abgewandte
Ende der Aufnahmebolzen 5, 5'',
welche in vertikaler Richtung von oben in das zugehörige Halterungselement 4, 4'' eingeschoben werden, ist eine
gummierte Schutzhülle 6 gezogen.
Die gummierte Schutzhülle 6 verhindert eine Übertragung
von Schwingungen von den Crashboxteilen 1, 2 auf
die Kühler-
und oder Wärmeübertrageranordnung 3 und
umgekehrt sowie eine geräuschvolle
Relativbewegung zwischen dem Aufnahmebolzen 5, 5'' und dem Halterungselement 4, 4''.
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Entsprechend 4 ist deutlich zu erkennen, dass das
Halterungselement 4 jeweils mit einem linken und einem
rechten Schenkel 9, 8 an einem Zwischenraum 10,
der zwischen den Faltsicken 7 liegt, angeordnet ist, wobei
die Faltsicke 7 selbst ausgespart bleibt. Die Drehachse 11 verläuft dabei
im Idealfall zentral durch den Aufnahmebolzen 5 sowie einen
Tiefpunkt 14 der Faltsicke 7. Durch die kopfartige
Ausbildung des von der Kühler-
und/oder oder Wärmeübertrageranordnung 3 abgewandten
Endes des Aufnahmebolzens 5 wird die Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnung 3 gegen
eine Bewegung quer zur Fahrzeuglängsrichtung,
d.h. entlang der Drehachse 11 gehindert und damit zwischen
den beiden Crashboxteilen 1,2 fixiert.
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Gemäß 2 und 3 ist
das Halterungselement 4 dabei an einem unteren Ende der
Faltsicke 7 angeordnet. Prinzipiell ist jedoch aber auch
denkbar das Halterungselement 4 an einer anderen Position
entlang der Faltsicke 7 anzuordnen. Dies wird möglich, durch
eine entgegen der Faltsicke 7 und parallel dazu verlaufende
Wölbung 13 (vgl. 5). Die Wölbung 13 bildet ähnlich der
Faltsicken 7 in den Crashboxteilen 1,2 einen
Bereich, der entlang der Deformationsrichtung 12, d.h.
quer zum Verlauf eines Wölbungstals,
leicht deformierbar ist.
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Zudem bietet die Wölbung 13 den
großen Vorteil,
dass das Halterungselement 4 hinterlüftet ist und eingedrungenes
Spritzwasser nach unten austreten kann. Ohne die Wölbung 13 würde sich
eine sackartige Form mit der Folge von darin stehendem Wasser und
damit erhöhter
Korrosionsgefahr ergeben.
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Zusammenfassend sind folgende Punkte
zu bemerken:
In den Crashboxteilen 1, 2 sind
mehrere Faltsicken 7 eingelassen, welche eine künstliche
Schwächung und
bei einem starken Aufprall entlang der Verformungsrichtung 12 eine
Stauchung und/oder ein Einknicken bewirken.
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An den Crashboxteilen 1, 2 sind
U-förmige und
nach oben geöffnete
Halterungselemente 4, 4'' mit
Schweißpunkten
angeordnet.
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Das Halterungselement 4, 4' ist so an der Faltsicke 7 angebracht,
dass jeweils der linke und der rechte Schenkel 9, 8 am
Zwischenraum 10 angeordnet ist und die Faltsicke 7 selbst
ausgespart bleibt.
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Das Halterungselement 4, 4' besitzt eine
entgegen der Faltsicke 7 verlaufende Wölbung 13 (vgl. 5) und bildet ähnlich der
Faltsicken 7 einen Bereich, der leicht deformierbar ist.