DE19731342B4

DE19731342B4 - Kastenförmiger Längsträger für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19731342B4
Application number: DE19731342A
Authority: DE
Inventors: Erich 64569 Weber; Thomas Dipl.-Ing. Kiefer (TH), 60435; Franz-Josef 55129 Ringel
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: DE19731342A1

Abstract

Kastenförmiger Längsträger für ein Kraftfahrzeug mit einem an seiner vorderen Stirnseite entfernbar angebrachten Deformationselement (2), wobei am Längsträger (1) ein Stutzen (5) zur Befestigung eines Trägers mit zwei gegenüberliegenden Seitenwänden (7, 8) angeordnet ist, die Befestigungsabschnitte (9) aufweisen, die seitlich neben dem Längsträger (1) verlaufen, wobei der Stutzen (5) in den Befestigungsabschnitten (9) mit den Seitenwänden des Längsträgers (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement (2) einstückig mit dem Längsträger (1) ausgebildet ist und vor der Vorderkante der Befestigungsabschnitte (9) vom Längsträger (1) abtrennbar ist, und daß in den Befestigungsabschnitten (9) der Seitenwände (7, 8) Schraublöcher vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kastenförmigen Längsträger eines Kraftfahrzeuges nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2.
Mit einem Deformationselement versehene Längsträger sind schon vielfach beschrieben worden. Beispielhaft sei hier auf die DE 28 11 813 C2 verwiesen. Bei den Deformationselementen handelt es sich um zwischen Stoßfänger und Längsträger des Fahrzeuges angeordnete Bauteile, deren Struktur so ausgelegt ist, daß sie bei einem leichten Frontalaufprall die einzigen energieverzehrenden Elemente der Karosserie sind. Sie können so konstruiert sein, daß sie sich nach dem Aufprall selbst wiederherstellen, so daß keine Reparatur notwendig ist. Sie können aber auch so ausgelegt sein, daß sie nach einem Unfall leicht und ohne großen Reparaturaufwand ersetzt werden können.
Um das Maß der Energieaufnahme zu erhöhen, bei der noch keine Verformung der Längsträger erfolgt, werden die Längsträger an ihren Enden so versteift, daß auch bei großen Energieaufnahmen, d. h. bei relativ hohen Geschwindigkeiten, mit denen das Fahrzeug gegen ein festes Hindernis fährt, noch keine Verformungen an den Längsträgern auftreten.
Dies wird mit der folgenden Maßnahme erreicht: An der Unterseite der Längsträger befindet sich jeweils ein an sich bekannter Stutzen, an dem ein Radlenker oder ein Rahmen bzw. Träger für die Radaufhängung befestigt ist. Der Stutzen besteht aus einem Blechteil, dessen Seitenwände soweit hochgezogen sind, daß Abschnitte der Seitenwände neben dem Längsträger verlaufen und damit seitlich am Längsträger befestigt werden können. Die Befestigung des Stutzens wird zur Versteifung des Längsträgerendes genutzt.
In der GB 2 299 551 A ist ein Längsträger mit einem aus einem Extrusionsprofil bestehenden Stutzen beschrieben, an dessen nach vorne ragenden Laschen über lösbare Verbindungselemente ein Deformationselement befestigt ist.
Die JP 08-268324 A offenbart die Befestigung einer Radaufhängung an einem Längsträger mittels einer U-förmigen Gabel.
Gemäß der US 4,468,052 ist ein formstabiles Verbindungselement am vorderen Ende des Längsträgers vorgesehen, das eine nachgiebige Stoßstange trägt. Bei einem Crash soll das Verbindungselement, ohne sich selbst zu verformen, Kräfte in den Längsträger einleiten.
Die DE 801 607 B offenbart die Verbindung eines Längs- mit einem Querträger, wobei der Querträger durch eine Öffnung im Längsträger gesteckt wird. Die Öffnung weist seitliche Laschen auf, mit denen der Querträger verschweißt wird.
Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, bei einer gattungsgemäßen Konstruktion die Austauschbarkeit des Deformationselementes zu gewährleisten, ohne dass dabei die Versteifung der Längsträger beeinträchtigt wird.
Die Aufgabe wird zum einen mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Demnach wird das Deformationselement einstückig mit dem Längsträger ausgebildet, bildet also letztlich eine Verlängerung des Längsträgers, die aber auf Höhe der Vorderkante des Stutzens abgetrennt werden kann, falls sie durch einen Frontalaufprall beschädigt worden sein sollte.
Der Ersatz erfolgt durch ein dem Querschnitt des Längsträgers angepaßtes Deformationselement, das in das offene Ende des Längsträgers eingeschoben wird und seitlich mit dem Befestigungsabschnitt verschraubt wird. Dazu weist der Befestigungsabschnitt vorbereitete Schraublöcher und das neu eingesetzte Deformationselement entsprechende Gegengewinde auf.
Die Aufgabe wird zum anderen mit den Merkmalen des Anspruches 2 gelöst, wozu von vornherein z. B. ein gesondertes mittels einer lösbaren Verbindung befestigtes Deformationselement vorgesehen wird. Dazu erhält der Stutzen eine die Seitenwände verbindende Vorderwand, die vor der Stirnseite des Längsträgers liegt und die nach oben und unten über den Längsträger hinausragt.
Seitenwände und Vorderwand des Stutzens bilden dabei ein U-förmiges Profil, in das das Ende des Längsträger eintaucht. Das Deformationselement wird unterhalb und oberhalb des Längsträgers mit der Vorderwand verbunden. Dazu weist das Deformationselement eine Grundplatte auf, die flächig an der Vorderwand anliegt und mit ihr verschraubt ist. Um Deformationselement und Grundplatte zu verbinden, weist diese nach vorne aufgestellte Laschen auf.
Der Erfindungsgedanke soll im folgenden anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Dabei zeigen
1: die perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform und
2: die perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die in 1 dargestellte erste Ausführungsform zeigt einen vorne offenen Längsträger 1 eines Fahrzeuges, in dessen vordere Öffnung ein kastenförmiges Deformationselement 2 eingesetzt ist. Der Längsträger 1 besteht aus einem U-förmigen Profil 3, das mit seiner offenen Seite zur Außenseite des Fahrzeuges zeigt, und aus einem die offene Seite abdeckenden Schließblech 4, das mit einem aufgestellten Flansch des Profils 3 verschweißt ist.
Am Längsträger 1 ist ein Stutzen 5 befestigt, der aus einem in etwa senkrecht verlaufenden Boden 6 und zwei Seitenwänden 7 und 8, die an den Boden 6 anschließen und sich gegenüberliegen, besteht. An dem Stutzen wird, was hier nicht näher dargestellt ist, ein Längslenker oder ein Radaufhängungsträger befestigt. Die Seitenwände 7 und 8 erstrecken sich vom Boden 6 bis zur Oberkante des Längsträgers 1, wobei jeweils der obere Befestigungsabschnitt 9 einer Seitenwand an der zugehörigen Seitenwand des Längsträgers 1 anliegt. Dies bedeutet, daß die eine Seitenwand am Schließblech 4 und die andere, in der Fig. nicht erkennbare, am Bodenteil des U-förmigen Profils 3 anliegt. Die oberen Befestigungsabschnitte 9 sind mit dem Längsträger 1 in mehreren Punkten verschweißt oder verschraubt und bilden damit eine Verstärkung des Längsträgers 1 in diesem Bereich.
Bei der Ausführung nach 1 ist der Längsträger 1, was hier nicht dargestellt ist, nach vorne hin zur Bildung einer Deformationszone verlängert. Bei einem leichten Crash soll lediglich diese Verlängerung verformt werden. Der verstärkte Bereich des Längsträgers bzw. die Vorderkanten des Stutzens 5 definieren dabei das Ende der Deformationszone und somit den nach einem leichten Stoß zu ersetzenden Längsträgerabschnitt.
Zur Reparatur wird die Verlängerung des Längsträgers 1 entlang der Vorderkante der Befestigungsabschnitte 9 abgetrennt und in den nach vorne offenen (Rest-)Längsträger das dargestellte Deformationselement 2 eingeschoben und mit den Seitenwänden des Längsträgers bzw. den Seitenwänden 7, 8 des Stutzens 5 verschraubt. Dazu weisen die Seitenwände entsprechend vorbereitete Schraublöcher auf. Korrespondierend dazu befinden sich an den Innenseiten des eingeschobenen Deformationselements 2 angeschweißte Befestigungsmuttern. Die Reparatur erfolgt in genau festgelegten Schritten: Zunächst wird der beschädigte vordere Abschnitt des Längsträgers entlang der Vorderkante der Seitenwände 7, 8 abgetrennt. Anschießend wird das als Ersatzteil zur Verfügung gestellte Deformationselement 2 in den offenen Längsträger 1 eingeschoben und in dieser Position befestigt.
Eine weitere Ausführung ist in der 2 dargestellt. Die Seitenwände 7, 8 des Stutzens 5 werden ergänzt durch eine Vorderwand 10, so daß der Stutzen 5 ein U-förmiges Profil bildet, das nach hinten offen ist und in das der Längsträger 1 bis zur Vorderwand 10 eingeschoben ist. Die Vorderwand 10 ragt nach oben und nach unten über den Längsträger 1 hinaus.
Das Deformationselement 2 besteht aus einem im Querschnitt achteckigen Kasten 13, der auf einer Grundplatte 11 aufgesetzt ist. Dazu sind aus der Grundplatte 11 Laschen 12 herausgebogen, die mit dem Deformationselement 2 verschweißt sind.
Die Grundplatte 11 ist genauso breit wie die Vorderwand 10 und so hoch, daß sie ebenfalls nach oben und nach unten über den Längsträger 1 hinausragt, so daß die Grundplatte 11 mit der Vorderwand 10 oberhalb und unterhalb des Längsträgers 1 verschraubt werden kann. Bei einem leichten Crash wird das Deformationselement 2 zusammengedrückt. Der Längsträger 1 nimmt keine Verformung auf, da das U-förmige Profil des Stutzens 5 den Längsträger 1 im vorderen Bereich versteift. Zur Reparatur des Fahrzeuges werden die Verschraubungen oberhalb und unterhalb des Längsträgers 1 gelöst und ein neues Deformationselement 2 mit Grundplatte 11 angesetzt.
Beide Ausführungsformen haben den Vorteil, daß die Blechdicken des Stutzens 5 und des Längsträgers 1 unabhängig voneinander abgestimmt werden können. So kann die Blechdicke des Längsträgers 1 relativ klein sein, da seine Steifigkeit im wesentlichen von seiner Kastenform beeinflußt wird. Die Blechdicke des Stutzens 5 wird von der gewünschten Festigkeit des vorderen Längsträgerabschnittes bestimmt. Da es sich bei dem Stutzen 5 um ein relativ kleines Bauteil handelt, trägt die größere Blechdicke nicht viel zum Gesamtgewicht der Karosserie bei.

Claims

Kastenförmiger Längsträger für ein Kraftfahrzeug mit einem an seiner vorderen Stirnseite entfernbar angebrachten Deformationselement (2), wobei am Längsträger (1) ein Stutzen (5) zur Befestigung eines Trägers mit zwei gegenüberliegenden Seitenwänden (7, 8) angeordnet ist, die Befestigungsabschnitte (9) aufweisen, die seitlich neben dem Längsträger (1) verlaufen, wobei der Stutzen (5) in den Befestigungsabschnitten (9) mit den Seitenwänden des Längsträgers (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement (2) einstückig mit dem Längsträger (1) ausgebildet ist und vor der Vorderkante der Befestigungsabschnitte (9) vom Längsträger (1) abtrennbar ist, und daß in den Befestigungsabschnitten (9) der Seitenwände (7, 8) Schraublöcher vorgesehen sind.
Kastenförmiger Längsträger für ein Kraftfahrzeug mit einem an seiner vorderen Stirnseite entfernbar angebrachten Deformationselement (2), wobei am Längsträger (1) ein Stutzen (5) zur Befestigung eines Trägers mit zwei gegenüberliegenden Seitenwänden (7, 8) angeordnet ist, die Befestigungsabschnitte (9) aufweisen, die seitlich neben dem Längsträger (1) verlaufen, wobei der Stutzen (5) in den Befestigungsabschnitten (9) mit den Seitenwänden des Längsträgers (1) verbunden ist und wobei der Stutzen (5) eine die Seitenwände (7, 8) verbindende Vorderwand (10) aufweist, die vor dem Längsträger (1) liegt, wobei das Deformationselement (2) mit der Vorderwand (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderwand (10) nach oben und unten über den Längsträger (1) hinausragt und daß lösbare Verbindungselemente zwischen dem Längsträger (1) und dem Deformationselement (2) oberhalb und unterhalb des Längsträgers (1) angeordnet sind.
Längsträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement (2) auf einer Grundplatte (11) befestigt ist, die mit der Vorderwand (10) verschraubt ist.
Längsträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (11) zwei nach vorne aufgebogene Laschen (12) aufweist, an der das rohrförmige Deformationselement (2) befestigt ist.