DE19603954C2

DE19603954C2 - Prallträger für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19603954C2
Application number: DE1996103954
Authority: DE
Inventors: Gunther Heim; Michael Hock; Nikolaus Morbach
Original assignee: Wagon Automotive GmbH
Current assignee: WAGON AUTOMOTIVE GMBH, 63857 WALDASCHAFF, DE
Priority date: 1996-02-05
Filing date: 1996-02-05
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2016-02-06
Also published as: DE19603954A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Prallträger für ein Kraftfahr zeug.

Prallträger dienen zur Verstärkung des Fahrzeug-Frontends und bewirken eine Energieabsorption bei einem frontalen Aufprall. Sie sind üblicherweise über Aufpralldämpfer und Längsträger mit der Fahrgastzelle verbunden. Außerdem werden an den Prallträ gern verschiedene Anbauteile befestigt.

Bekannte Prallträger sind als einteilige Biegeträger ausge staltet, wobei sowohl zur Anpassung des Trägers an die Fahr zeugaußenkontur als auch zur Verstärkung der Eckbereiche des Stoßfängers die Randbereiche durch formgebende Verfahren (z. B. durch Streckbiegen, Stanzumformen, spanende Bearbeitung etc.) umgeformt sind. Die Aufpralldämpfer werden dabei in der Regel über Flansch- oder Schweißverbindungen an dem einteiligen Biegeträger befestigt.

Nachteilig ist bei bekannten Prallträgern vor allem, daß ihre Herstellung relativ aufwendig und damit kostenintensiv ist. Insbesondere bei der Einführung neuer Fahrzeugtypen und dem Einsatz unterschiedlicher Varianten entstehen hohe Kosten durch Neuentwicklungen, Werkzeugänderungen, Anschaffung neuer Werk zeuge, Änderung von Montage- oder Schweißvorrichtungen etc.

Aus der DE 42 04 826 A1 ist es bekannt, bei einem Kraftfahrzeug mit aus Hohlprofilen bestehender Trägerstruktur die einzelnen Hohlprofile über entsprechend ausgeformte Knotenelemente zu verbinden. Dabei handelt es sich bei diesen Knotenelementen um Strangpreßprofilteile.

Aus der AT-PS 334 221 ist es bekannt, den Prallträger eines Kraftfahrzeuges über Aufpralldämpfer mit den unteren Längsträ gern des Fahrzeuges zu verbinden, wobei der Aufpralldämpf er mit einem energieabsorbierenden Schaumstoff ausgefüllt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Prallträger anzugeben, mit dem eine exakte Anpassung der Geometrie an das gewünschte Aufprallverhalten und an die vorgegebene Fahrzeug außenkontur auf einfache und damit kostengünstige Weise mög lich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltun gen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, den Prallträger aus einem im wesentlichen geraden oder leicht gebogenen Biegeträger und zwei separaten Endteilen zusam menzusetzen, wobei die Endteile als Aufpralldämpfer (Crashbox) ausgestaltet sind. Dabei kann der Biegeträger für eine Vielzahl von Kraftfahrzeugtypen verwendet werden, wohingegen die Endtei le jeweils an die konkrete Geometrie eines Fahrzeugtyps ange paßt werden.

Da die Crashbox zwischen Biegeträger und Fahrzeuglängsträger eingebracht werden muß, müssen die Endteile derart ausgebildet sein, daß die Mittelachse des jeweiligen Endteiles einen bogen förmigen Verlauf von 90° aufweist.

Eine derartige Geometrieanpassung, aber auch eine Anpassung an das Aufprallverhalten im vorderen seitlichen Bereich des Prall trägers kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß die Endteile als Hohlprofilteile durch Strangpressen herge stellt werden, wobei das Profil sich quer zur Mittelachse des Endteiles erstreckt. Dadurch können insbesondere auf einfache Weise Versteifungsrippen in das Hohlprofil eingebracht werden, so daß sich ein kammerförmiger Aufbau des jeweiligen Hohlpro files ergibt.

Zur Befestigung der Endteile an dem Biegeträger werden die End teile derart ausgestaltet, daß sie in die Endbereiche des Bie geträgers einsteckbar sind. Zur Vormontage werden daher die Endteile zunächst teilweise in die Endbereiche des Biegeträgers gesteckt. Durch eine keilförmige Profilwandung ist ein spiel freier Sitz der Endteile gewährleistet. Anschließend erfolgt dann die Endmontage durch Verschrauben der Endteile mit dem Biegeträger, wobei die eigentliche Befestigung der Endteile durch ein mittels der jeweiligen Befestigungsschraube bewirktes Verklemmen zwischen den Innenflächen des Biegeträgers erfolgt. Eine zusätzliche Montagevorrichtung ist hierzu nicht erforder lich.

Die erfindungsgemäßen Prallträger sind modular austauschbar (Baukastensystem für neue Fahrzeugtypen und -varianten mög lich). Außerdem sind die Endteile einzeln austauschbar bzw. wiederverwendbar (z. B. nach einem Unfall). Durch eine ent sprechende Profilgestaltung der Endteile kann eine seitliche Aussteifung des Stoßfängers auf einfache und kostengünstige Weise (Strangpressen und Ablängen der Teile) erreicht werden. Ferner erfolgt durch die in die Endbereiche des Biegeträgers reichenden Teile der Endteile eine Versteifung in diesen Be reichen. Dieses ist besonders vorteilhaft, weil üblicherweise in diesen Bereichen auch die Anbindungen der Längsträger bzw. der Aufpralldämpfer an den Prallträger erfolgen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs beispielen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Prallträgers mit an seinen Enden angeordneten separaten Endteilen;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf ein Ende des in Fig. 1 dargestellten Prallträgers vor dem Einstecken eines End teiles;

Fig. 3 den Längsschnitt eines Prallträgers im Bereich seines Endes mit einem als Aufpralldämpfer ausgebildeten Endteil;

Fig. 4 und Fig. 5 zwei weitere Ausführungsbeispiele von Prall trägern, wobei die Endteile sowohl als Aufpralldämpfer ausgebildet als auch an die vorgegebene Fahrzeugaußen kontur angepaßt sind;

Fig. 6 ein Fig. 5 entsprechendes Ausführungsbeispiel, wobei ein Teil der Kammern des Endteiles mit einem energieabsor bierenden Schaum ausgefüllt ist und

Fig. 7 ein aus einem Rollprofil hergestellter Biegeträger.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Prallträger bezeichnet, der sich aus einem geraden Biegeträger 2 und zwei seitlich ange ordneten stranggepreßten Endteilen 3, 4 zusammensetzt. Sowohl bei dem Biegeträger 2 als auch bei den Endteilen 3, 4 handelt es sich um Hohlprofile. Im Falle der Endteile 3, 4 ist ein aus mehreren Kammern 5 bestehendes Profil quer zur Mittelachse 6 (vgl. Fig. 2) angeordnet. Derartige Hohlprofile werden durch einfaches Ablängen eines entspre chenden Profilstranges hergestellt.

Die Befestigung der Endteile 3, 4 erfolgt dadurch, daß ihre dem Biegeträger 2 zugewandten Enden 7 (Fig. 2) in die entspre chenden Ausnehmungen 8 der Endbereiche 9, 10 des Biegeträgers 2 gesteckt und anschließend mit in Fig. 1 nur schematisch an gedeuteten Befestigungsschrauben 11, 12 verschraubt werden, wobei ein Verklemmen der Endteile 3, 4 zwischen den Innen flächen des Biegeträgers 2 erfolgt. Um dabei einen spiel freien Sitz der Endteile 3, 4 in dem Biegeträger 2 zu ge währleisten, ist die entsprechende Profilwand 15 der Endteile 3, 4 und/oder des Biegeträgers 2 vorzugsweise keilförmig aus gestaltet.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei ist der Biegeträger wiederum mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. In den dargestellten Endbereich 9 des Biegeträ gers 2 ist ein als Pralldämpfer (Crashbox) ausgebildetes Endteil 16 eingesteckt und mittels einer schematisch nur angedeuteten Schraube 17 fixiert.

Zur Befestigung eines nicht dargestellten Längsträgers des entsprechenden Kraftfahrzeuges ist ein Flansch 18 vorgesehen, der vorteilhafterweise beim Strangpressen des Endteiles mit hergestellt wird. Das Hohlprofil der Crashbox 16 weist mehre re Versteifungsrippen, einschließlich einer mit 19 bezeichne ten diagonal verlaufenden Versteifungsrippe, auf.

In Fig. 4 ist die perspektivische Ansicht eines mit 20 be zeichneten als Crashbox ausgebildeten Endteiles wiederge geben. Dabei weist dieses Endteil zur Anpassung an die Außenkontur des nicht dargestellten Fahrzeuges außenseitig eine entsprechend gewölbte Kammer 21 auf.

Ferner ist zur besseren Vormontage des Endteiles 20 an dem Biegeträger 2 eine Klemmleiste 22 an dem Endteil 20 ange ordnet, so daß aufgrund der dadurch erreichten Flächenpres sung bereits vor der Befestigung der Teile mittels einer Schraube das Endteil relativ fest mit dem Biegeträger Ver bunden ist. Außerdem dient die Klemmleiste 22 als zusätzliche Abstützung des Biegeträgers bei frontaler mittiger oder seit licher Belastung.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das mit 23 be zeichnete Endteil ebenfalls eine Klemmleiste 24 besitzt. Allerdings wird diese Klemmleiste nicht durch eine Verstei fungsrippe abgestützt und ist daher relativ elastisch. Das Endteil 23 ist mit dem Biegeträger 2 über eine Befestigungs schraube 25 verbunden.

Fig. 6 schließlich entspricht dem in Fig. 5 dargestellten Aus führungsbeispiel. Allerdings sind die beiden Kammern 26, 27 des Aufpralldämpfers 23' mit einem energieabsorbierenden Schaum aus Kunststoff (z. B. EPP, PU) ausgeschäumt. Dabei kann der mit den Bezugszeichen 28, 29 gekennzeichnete Schaum bei spielsweise in den hergestellten Leichtmetallstrang vor dem Ablängen der Endteile eingeschäumt werden oder es können zu nächst vorprofilierte Elemente hergestellt werden, die dann in die Kammern 26, 27 des ansonsten fertigen Prallträgers eingeschoben werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann bei spielsweise zur Erhöhung der Biegesteifigkeit des Biegeträ gers dieser ebenfalls mit biegesteifem Schaum ausgefüllt werden. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn ein vorprofiliertes Element aus einem derartigen Schaum in das Hohlprofil eingeschoben wird, welches dann durch die nachträglich eingeschobenen Endteile 3, 4 (Fig. 1) fixiert wird. Mit einer derartigen Anordnung wird die Biegesteifig keit und das Energieabsorptionsvermögen erhöht, so daß der Querschnitt des Biegeträgers gegenüber einem herkömmlichen Biegeträger ohne Schaum reduziert werden kann, was zu einer Verringerung des Fahrzeuggewichtes führt.

Anstatt ein Strangpreß-Hohlprofil als Biegeträger zu verwenden, kann auch ein Rollprofil aus Stahl oder einer Aluminiumlegierung benutzt werden. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 7. Dabei sind mit 30 der Biegeträger und mit 31 zwei Schweißflansche bezeichnet, die z. B. durch Punktschweißen miteinander verbunden sind.

Anstatt zur Endmontage der Endteile an dem Biegeträger die Teile miteinander zu verschrauben, kann auch eine andere bekannte Fügetechnik (Nieten, Kleben, Löten, Schweißen etc.) angewandt werden.

Bezugszeichenliste

1

Prallträger

2

Biegeträger

3

,

4

Endteile, Hohlprofile

5

Kammer

6

Mittelachse

7

Ende des Endteiles

3

bzw.

4

8

Ausnehmung

9

,

10

Endbereiche

11

,

12

Befestigungsschrauben

15

Profilwand

16

Endteil, Hohlprofil, Aufpralldämpfer, Crashbox

17

Schraube

18

Flansch

19

Versteifungsrippe

20

Endteil, Hohlprofil, Aufpralldämpfer, Crashbox

21

Kammer

22

Klemmleiste

23

,

23

' Endteil, Hohlprofil, Aufpralldämpfer, Crashbox

24

Klemmleiste

25

Befestigungsschraube

26

,

27

Kammern

28

,

29

Schaum

30

Biegeträger

31

Schweißflansch

Claims

1. Prallträger für ein Kraftfahrzeug, wobei

a) der Prallträger (1) aus einem geraden oder leicht gebogenen Biegeträger (2; 30) und zwei an den beiden Enden des Biegeträgers (2; 30) angeordneten separaten Endteilen (3, 4; 16; 20; 23, 23') besteht und
b) die Endteile (3, 4; 16; 20; 23, 23') des Prallträgers (1) als Aufpralldämpfer ausgebildet sind.

2. Prallträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeträger (2; 30) mindestens in seinen Endbereichen (9, 10) sich in Längsrichtung erstreckende Ausnehmungen (8) aufweist, in welche die dem Biegeträger (2; 30) zugewandten Enden (7) der Endteile (3, 4; 16; 20; 23, 23') einsteckbar und kraftschlüssig befestigbar sind.

3. Prallträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Endteile (3, 4; 16; 20; 23, 23') aus gepreßten Strangpreßprofilen bestehen, wobei das jeweilige Profil quer zur Längsachse des Biegeträgers (2; 30) angeordnet ist.

4. Prallträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem jeweiligen Strangpreßprofil (3, 4; 16; 20; 23, 23') um ein aus mindestens zwei Kammern (5; 26, 27) bestehendes Hohlprofil handelt, wobei die einzelnen Kammern (5; 26, 27) in Richtung der Mittelachse (6) des entsprechenden Endteiles (3, 4; 16; 20; 23, 23') hintereinan der und/oder quer zur Mittelachse (6) angeordnet sind.

5. Prallträger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß das jeweilige Hohlprofil (16) bzw. die einzelnen Kammern des jeweiligen Hohlprofiles mindestens eine diago nal verlaufende Versteifungsrippe (19) enthält.

6. Prallträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Hohlprofil bzw. min destens ein Teil der Hohlkammern (26, 27) des jeweiligen Hohlprofiles (23') mit einem energieabsorbierenden bie gesteifen Kunststoffschaum (28, 29) ausgefüllt ist.

7. Prallträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der energieabsorbierende Schaum (28, 29) als vorprofi liertes Element in das jeweilige Hohlprofil einbringbar ist.

8. Prallträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (3, 4; 16; 20; 23, 23') hinsichtlich ihrer äußeren Form an die Außengeometrie des entsprechenden Fahrzeuges angepaßt sind.

9. Prallträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufpralldämpfer (16; 20; 23, 23') an ihren dem Biege träger (2; 30) abgewandten Enden jeweils einen Flansch (18) zur Verbindung des Prallträgers (1) mit einem entsprechen den Fahrzeuglängsträger aufweisen.

10. Prallträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Biegeträger (2) des Prallträgers (1) um ein Strangpreß-Hohlprofil handelt.

11. Prallträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Biegeträger (30) des Prallträgers (1) um ein Rollprofil handelt.

12. Prallträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollprofil (30) aus einem Stahlblech besteht.

13. Prallträger nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum des Biegeträgers (2; 30) ein vorprofiliertes Element aus einem energieabsor bierenden Schaum (28, 29) angeordnet ist, welches seitlich durch die Endteile (3, 4; 16; 20; 23, 23') fixiert ist.

14. Prallträger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeträger (2; 30) und/oder die Endteile (3, 4; 16; 20; 23, 23') des Prallträgers (1) aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung bestehen.

15. Prallträger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung einer schnellen Steck verbindung der Endteile (3, 4; 16; 20; 23, 23') mit dem Biege träger (2; 30) die einzelnen Teile eine keilförmige Pro filwandung aufweisen.

16. Prallträger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erlangung einer festen Verbindung der Endteile (3, 4; 16; 20; 23, 23') mit dem Biegeträger (2; 30) eine Schraubverbindung vorgesehen ist, derart, daß beim Anziehen der jeweiligen Schraube (11, 12; 17; 25) ein Verklemmen des entsprechenden Endes des jeweiligen Endteiles (3, 4; 16; 20; 23, 23') durch die Innenflächen des Biegeträgers (2) erfolgt.

17. Prallträger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erlangung einer festen Verbindung der Endteile (3, 4; 16; 20; 23, 23') mit dem Biegeträger (2; 30) eine Klebe-, Löt-, Schweiß- oder Nietverbindung vorgesehen ist.

18. Prallträger nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (20; 23; 23') jeweils auf ihrer dem Biegeträger (2; 30) zugewandten Seite eine Klemmleiste (22, 24) besitzen, die den Biegeträger (2) zusätzlich außenseitig umgreift.