WO2020035397A1 - Stossfänger für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2020035397A1
WO2020035397A1 PCT/EP2019/071356 EP2019071356W WO2020035397A1 WO 2020035397 A1 WO2020035397 A1 WO 2020035397A1 EP 2019071356 W EP2019071356 W EP 2019071356W WO 2020035397 A1 WO2020035397 A1 WO 2020035397A1
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WO
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cross member
bumper cross
legs
shells
insert plate
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PCT/EP2019/071356
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French (fr)
Inventor
Michael Weige
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Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh
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Publication date
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    • B60R2019/186—Additional energy absorbing means supported on bumber beams, e.g. cellular structures or material
    • B60R2019/1866—Cellular structures

Definitions

  • the invention relates to a formed as a hollow section bumper cross member for a motor vehicle with an upper component and with egg nem lower, joined to the upper component, the upper component and the lower component each as a half-shell with two spaced legs and one connecting the legs Web are executed, with an insert plate is joined to the legs of the half-shells.
  • this bumper cross member includes, regardless of whether these are for passenger cars or those of commercial vehicles, in particular trucks, with the latter they can also be used as underrun protection.
  • a bumper cross member is known from DE 10 2015 101 435 B3.
  • This known bumper cross member comprises an upper P-shaped profile and a lower P-shaped component joined to it. Since the two components are rotated 180 degrees against each other and are arranged facing from each other with their protruding legs, this arrangement provides a hollow chamber profile for forming the bumper cross member with three hollow chambers lying one above the other in the vertical direction.
  • the crash performance of such a bumper cross member with more than two hollow chambers is improved compared to the design of a bumper cross member with only two hollow chambers or only one hollow chamber.
  • the manufacture of such a waive known multi-chamber hollow profile bumper cross member due to the multiple ren process steps to be carried out, which also includes roll forming for producing the individual components, especially if they are made of sheet steel, expensive.
  • a double-shell bumper cross member which is composed of an upper shell and a lower shell is.
  • the profile formed by the two shells is open towards the chassis of the vehicle, and therefore has a C-shaped cross section.
  • a cross member is known from the prior art from DE 10 2009 005 606 B9, which comprises a hat-shaped shell profile arranged on the vehicle chassis side, which is closed in the direction of travel and is closed by a striking plate. The striking plate is welded to these profile parts on the flanges that are bent in the vertical direction from the profiled shell profile.
  • DE 10 2010 050 013 A1 it being possible for the striking plate to be profiled in this previously known bumper cross member.
  • a bumper is known from DE 20 2008 017 596 U1, which consists of two essentially symmetrical half-shells which are placed next to one another in such a way that they delimit a cavity. These two half-shells are arranged one above the other so that one half-shell forms a lower half-shell and another half-shell forms an upper half-shell. These two half-shells each have a web connecting the spaced-apart legs. Crash boxes are molded on the chassis side of this known bumper cross member.
  • a generic bumper which has a cross member.
  • This bumper cross member is also made up of a lower and an upper half-shell, the spaced-apart legs of which are each connected to one another by a web.
  • an insert plate is provided between these two half-shells, which is joined to the legs.
  • a generic bumper cross member in which the insert plate is arranged between the mutually facing joints of the legs of the half-shells and bridges the joint spacing of the legs of the two half-shells.
  • This bumper cross member is designed as a hollow chamber profile.
  • the hollow chamber profile is formed by an upper half-shell, a lower half-shell and an inserted sheet between the half-shells.
  • the hollow chamber profile is therefore formed in two chambers. This does not rule out that each chamber formed by the half-shell can be further divided.
  • Both the upper and the lower half shell have two legs spaced apart in the direction of travel of the vehicle (x direction), which are connected at one end by a web.
  • the half-shells are arranged to one another in such a way that the joints formed by the free ends of the legs face one another.
  • An insert plate is inserted between the mutually facing joints of the legs of the half-shells. This bridges the gap between the legs of the two half-shells.
  • the joints of one half-shell are thus spaced apart or separated from those of the other half-shell by the insert plate.
  • the legs of the half-shells are welded to the insert, typically on the outside.
  • the joint connection of the three components mentioned, which are involved in the construction of the bumper cross member can be adapted to the requirements placed on the bumper cross member as continuous weld over the longitudinal extent of the bumper cross member, as a stitched seam, with different lengths of the individual welds, or by spot welds.
  • This bumper cross member has a significantly improved crash performance, especially with regard to the "small overlap test".
  • a tensile load acts on the end section of the bumper cross member that is located in the x direction outside of its connection to a side member of the vehicle, while a compressive load acts on the inside of the bumper cross member.
  • the insert plate tends to curl, but this is effectively prevented by the legs of the two half-shells standing on it and joined to the insert plate.
  • the concept described above enables the bumper cross member to be produced from the three components without great effort. With this, they can be manufactured with basically the same manufacturing steps as is the case with previously known bumper cross members composed of several components. Above all, it is easily possible to manufacture them from sheet steel parts.
  • the insert plate is preferably a stamped steel plate.
  • the concept of arranging an insert plate bridging the joint spacing of the legs of the two half-shells between the mutually facing joints of the legs of the half-shells and joining them with the legs of the half-shells also enables the bumper cross-member to perform its crash performance simply by modifying the insert plate adapt to the respective requirements.
  • the crash performance can be influenced, for example, by a variation in the material thickness of the insert plate. Influencing the geometry in the xy plane of the bumper cross member includes the possibility that the insert plate protrudes on the front and / or rear side over the outside of the legs of the half shells pointing in the x direction. This overhang increases the effective area of the insert sheet against a buckling, thus significantly increasing the force required to cause such a bumper cross member to buckle, as part of a "small overlap test".
  • the crash performance can be influenced when using the same half shells solely by using differently designed insert sheets on the structure of the bumper cross member, so that with different bumper cross member series these can be produced with identical parts with respect to the half shells and can be designed simply by switching on a different one Separate the insert sheet between the joints of the half shells.
  • the width of the projecting board of the insert plate can be the same on the front and back.
  • the width of the front cantilevering board - for example due to restrictions in the available space - may be smaller than the width of the rear board facing the chassis of the vehicle.
  • the board of the insert plate can also be placed in front and / or be folded on the back, typically in the plane of one of the two legs of the half-shells.
  • a further improvement in the crash performance of such a bumper cross member which has a board on the back and thus facing the chassis of the vehicle due to its insert plate, can be achieved if, for connecting the bumper cross member to a longitudinal member, typically a crash box in this connection area rear board is notched. It is hereby achieved that the end face of the board, which is formed by the notch and is white toward the center of the bumper cross member, is supported on the side of the side member component which is outward in the y direction. This lateral support from the bumper cross member on the side member leads to further improved side impact protection. This effect can be increased by the fact that the width of the cantilever facing the chassis increases in the direction of the notch. The support on the side wall of the side member is correspondingly longer and more effective.
  • such a bumper cross member can be designed to be weight-optimized.
  • a further weight reduction can be achieved if the insert plate has recesses. These are openings made in the insert plate, which serve to reduce weight.
  • the recesses will be arranged so that the desired force-transmitting properties of the insert plate are retained. These recesses can have any shape, for example circular, rectangular, star-shaped or the like.
  • the decisive factor is the remaining structure of the insert plate, for example in the manner of a truss, by means of which the spaced-apart legs of the half-shells are connected to one another.
  • the directions addressed in the context of this embodiment - x direction, y direction or z direction - are the directions which are usually used in motor vehicles in motor vehicles.
  • the x direction of the vehicle longitudinal extent, the y direction of the vehicle transverse extent and the z direction correspond to the direction of the height of the vehicle.
  • Fig. 1 an exploded view of the bumper cross member according to the invention
  • Fig. 2 the bumper cross member of Figure 1 with its joined components, on the back of two crash boxes are connected as side members and
  • FIG 3 is a schematic sectional view of the welded construction group of Figure 2 along the line A - B.
  • the bumper cross member 1 shown in FIG. 1 comprises an upper half-shell 2 and a lower half-shell 3 and an insert plate 4 arranged between the half-shells 2, 3. Both half-shells 2, 3 have the same basic structure.
  • the half-shell 2 is formed by two spaced-apart legs 5, 5.1 and one connecting the legs 5, 5.1 Web 6 formed.
  • the legs 5, 5.1 are formed approximately at right angles to the web 6 just executed in this exemplary embodiment.
  • the free ends of the legs 5, 5.1 opposite the web 6 each form a joint 7, 7.1.
  • the half-shells 2, 3 are arranged with their joints 7, 7.1 and 8, 8.1 to each other white send. Bumps 7, 7.1; 8, 8.1 are in the xy plane.
  • the legs 5, 5.1 thus extend in the vertical direction (z direction).
  • the web 6 of each half-shell 2, 3 is straight. It is quite possible to stiffen the web 6 by embossing, for example by beads running in the transverse direction to the longitudinal extension of the respective half-shell 2, 3. Between the mutually facing bumps 7, 8; 7.1, 8.1, the insert plate 4 is arranged, which bridges the gap between the legs 5, 5.1 of the two half-shells 2, 3. The joint distance is the distance between the two joints 7, 7.1 and 8, 8.1 of each half-shell 2, 3 from each other. To reduce weight, 4 recesses 9 are made in the insert plate.
  • the geometry and the size of the recesses 9 are selected in such a way that the desired properties of the insert plate 4 with regard to its desired stiffening effect are retained together with those in the half-shells 2, 3.
  • the recesses 9 are elongated in the central portion of the bumper cross member 1. In the outer sections relevant for the "small overlap test", the recesses are circular. Between the circular recesses and the slot-like recesses 9 there is a section of the insert plate 4 without recesses. In this area, a crash box 10, 10.1 (see FIG. 2) is connected to the rear of the bumper cross member 1.
  • FIG. 2 shows the bumper cross member 1 shown in FIG. 1 with respect to its individual components 2, 3, 4 after welding the same together.
  • This summary of the bumper cross member of FIG. 1 makes it clear that the insert plate 4 protrudes from the front and rear of the vehicle chassis, beyond the outside of the legs 5, 5.1 of the half-shells 2, 3.
  • the three components to be welded, the upper half-shell 2, the lower half-shell 3 and the insert plate 4 which bridged the half-shells 2, 3, are welded to one another in such a way that the insert plate 4, both on the back in the direction of the chassis of the vehicle and in the opposite direction on the front the outside of the legs 5, 5.1 protrudes with a board of the same width
  • FIG. 2 shows how the bumper cross member 1 according to the invention can be connected to crash boxes 10, 10.1 as longitudinal member components.
  • the structure of the crash box 10 and its connection to the bumper cross member 1 is explained below.
  • the crash box 10.1 is also constructed and connected to the bumper cross member 1, so that these designs apply equally to the crash box 10.1.
  • the crash box 10 is formed from two half-shells 11, 1 1.1 corresponding to one another.
  • the crash box 10 has on its upper and lower chord an extension which extends over the top of the web 6 of the half-shell 2 or over the underside of the web of the half-shell 3, through which a U-shaped receptacle for inserting the rear of the bumper cross member 1 is formed.
  • Both shells 1 1, 1 1.1 of the crash box 10 have a notch on the outside of the legs 5.1 of the half shells 2, 3, so that the crash box 10 can rest against the front side of the bumper cross member 1 without the Welding beads 12, with which the half-shells 2, 3 are welded to the insert plate 4, hinder such a system.
  • the upper half-shell 11 of the crash box 10 also has, in extensions of this notch, a recess into which the backward board of the insert plate 4 projects.
  • Figure 3 shows the above-described bumper cross member 1 in a sectional view.
  • the welding is carried out over the entire length of the bumper cross member 1.
  • the welding beads are identified in FIG. 3 with the reference number 12.
  • the described construction of the bumper cross member 1 makes it stable and, above all, rigid, in particular against buckling.
  • the reason for this is that when a force is exerted on the side of the bumper cross member shown on the left in FIG. 3, the stiffening of the bumper spacing and the provision of several load colors, via the force acting on this side of the bumper cross member 1 on the rear side in the direction of the Crashboxes 10 10.1 is transmitted.
  • These load colors are the two half-shells 2, 3 and the insert plate 4.
  • the joint spacing of the two half-shells 2, 3 is the same.
  • the joint distance of the legs of the two half-shells is different, so that, for example, the upper half-shell can have a somewhat larger joint distance than the lower one or vice versa.
  • two half shells can be joined together, which have a different material thickness.
  • the beads following the longitudinal extent of the bumper cross member 1 can be inserted into them. be brought. These can be limited to the relevant to the "small overlap test", in the y-direction outer portions of the bumper cross member 1. If the middle section is also to be made stiffer, beads of this type can also be arranged in these leg sections.

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Abstract

Ein als Hohlkammerprofil ausgebildeter Stoßfängerquerträger (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem oberen Bauteil und mit einem unteren, mit dem oberen Bauteil gefügten Bauteil. Beide Bauteile sind jeweils als Halbschale (2, 3) mit zwei voneinander beabstandeten Schenkeln (5, 5.1) und einem die Schenkel (5, 5.1) verbindenden Steg (6) ausgeführt und ein Einlegeblech (4) ist mit den Schenkeln (5, 5.1) der Halbschalen (2, 3) gefügt. Das Einlegeblech (4) ist zwischen den zueinander weisenden Stößen (7, 8; 7.1, 8.1) der Schenkel (5, 5.1) der Halbschalen (2, 3) angeordnet und überbrückt den Stoßabstand der Schenkel (5, 5.1) der beiden Halbschalen (2, 3).

Description

Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen als Hohlkammerprofil ausgebildeten Stoßfän gerquerträger für ein Kraftfahrzeug mit einem oberen Bauteil und mit ei nem unteren, mit dem oberen Bauteil gefügten Bauteil, wobei das obere Bauteil und das untere Bauteil jeweils als Halbschale mit zwei voneinander beabstandeten Schenkeln und einem die Schenkel verbindenden Steg ausgeführt sind, wobei ein Einlegeblech mit den Schenkeln der Halbscha len gefügt ist.
Bei dem im Rahmen dieser Ausführung benutzten Begriff eines Stoßfän gerquerträgers umfasst dieser Stoßfängerquerträger, und zwar unabhän gig davon, ob es sich bei diesen um solche für Personenkraftwagen oder solche von Nutzfahrzeugen, insbesondere Lastkraftfahrzeugen handelt, wobei bei Letzterem diese auch als Unterfahrschutz eingesetzt werden können.
Aus DE 10 2015 101 435 B3 ist ein Stoßfängerquerträger bekannt. Dieser vorbekannte Stoßfängerquerträger umfasst ein oberes P-förmig profiliertes und ein mit diesem gefügtes, unteres P-förmig profiliertes Bauteil. Da die beiden Bauteile um 180 Grad gegeneinander gedreht und mit ihrem ab ragenden Schenkel zueinander weisend angeordnet sind, ist durch diese Anordnung ein Hohlkammerprofil zur Ausbildung des Stoßfängerquerträ gers mit drei in vertikaler Richtung übereinander liegenden Hohlkammern bereitgestellt. Die Crashperformance eines solchen Stoßfängerquerträgers mit mehr als zwei Hohlkammern ist gegenüber der Ausgestaltung eines Stoßfängerquerträgers mit nur zwei Hohlkammern oder nur einer Hohl kammer verbessert. Allerdings ist die Herstellung eines solchen vorbe kannten Mehrkammerhohlprofilstoßfängerquerträgers aufgrund der mehre ren durchzuführenden Prozessschritte, was auch eine Rollumformung zum Herstellen der Einzelbauteile beinhaltet, insbesondere wenn diese aus Stahlblech gefertigt sind, aufwendig.
Aus EP 1 182 095 A1 ist ein zweischaliger Stoßfängerquerträger bekannt, der aus einer oberen Schale und einer unteren Schale zusammengesetzt ist. Das durch die beiden Schalen gebildete Profil ist in Richtung zum Chassis des Fahrzeugs offen, weist mithin einen C-förmigen Querschnitt auf. Aus dem Stand der Technik ist aus DE 10 2009 005 606 B9 ein Querträ ger bekannt, der ein hutförmiges fahrzeugchassisseitig angeordnetes Schalenprofil umfasst, das in Fahrtrichtung weisend durch ein Schließ blech verschlossen ist. Das Schließblech ist an den in vertikaler Richtung von dem profilierten Schalenprofil abgekanteten Flanschen mit diesen Pro- filteilen verschweißt. Ein ähnliches Konzept ist aus DE 10 2010 050 013 A1 bekannt, wobei bei diesem vorbekannten Stoßfängerquerträger auch das Schließblech profiliert sein kann.
Ferner ist aus DE 20 2008 017 596 U1 ein Stoßfänger bekannt, welcher aus zwei im Wesentlichen symmetrischen Halbschalen, die so aneinander gesetzt sind, dass sie einen Hohlraum begrenzen, besteht. Diese beiden Halbschalen sind in einer Übereinanderanordnung angeordnet, sodass eine Halbschale eine untere Halbschale und eine weitere Halbschale eine obere Halbschale bildet. Diese beiden Halbschalen verfügen jeweils über einen die voneinander beabstandeten Schenkel verbindenden Steg. An diesen vorbekannten Stoßfängerquerträger sind chassisseitig Crashboxen angeformt.
Aus DE 195 1 1 868 A1 ist ebenfalls ein gattungsbildender Stoßfänger be kannt, welcher über einen Querträger verfügt. Auch dieser Stoßfänger- querträger ist aus einer unteren und einer oberen Halbschale aufgebaut, deren voneinander beabstandeten Schenkel jeweils durch einen Steg mit einander verbunden sind. Zusätzlich ist zwischen diesen beiden Halbscha len ein Einlegeblech vorgesehen, welches mit den Schenkeln gefügt ist. Diese Stoßfängerquerträger genügen den herkömmlichen Anforderungen an die Crash-Performance. In jüngerer Vergangenheit wurde von der 11 HS (Insurance Institute for Highway Safety) ein sogenannter "Small-Overlap- Test" in die Fahrzeugprüfung implementiert. Bei diesem Test sind Stoß fängerquerträger auch beträchtlichen Seitenaufprallkräften ausgesetzt. Diesen Tests genügen mitunter die vorstehend beschriebenen Stoßfän gerquerträger nicht. Auch wenn derartige Stoßfängerquerträger leicht her- stellbar sind, wäre es wünschenswert, wenn die Crasheigenschaften (Crash-Performance) in Bezug auf den sogenannten "Small-Overlap-Test" der IIHS (Insurance Institute for Highway Safety, USA) verbessert werden könnten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Stoßfängerquerträger gelöst, bei dem das Einlegeblech zwischen den zueinander weisenden Stößen der Schenkel der Halbscha len angeordnet ist und den Stoßabstand der Schenkel der beiden Halb- schalen überbrückt.
Dieser Stoßfängerquerträger ist als Hohlkammerprofil ausgebildet. Das Hohlkammerprofil wird durch eine obere Halbschale, eine untere Halb schale und ein zwischen die Halbschalen eingeschaltetes Einlegeblech gebildet. Das Hohlkammerprofil ist daher zweikammerig ausgebildet. Die ses schließt nicht aus, dass jede durch die Halbschale gebildete Kammer weiter unterteilt sein kann. Sowohl die obere als auch die untere Halb schale weisen dabei zwei in Fahrtrichtung des Fahrzeuges (x-Richtung) voneinander beabstandete Schenkel auf, die an ihrem einem Ende durch einen Steg verbunden sind. Die Halbschalen sind so zueinander angeord net, dass die durch die freien Enden der Schenkel gebildeten Stöße zuei nander weisen. Zwischen die zueinander weisenden Stöße der Schenkel der Halbschalen ist ein Einlegeblech eingeschaltet. Dieses überbrückt den Stoßabstand der Schenkel der beiden Halbschalen. Die Stöße der einen Halbschale sind somit durch das Einlegeblech von denjenigen des der anderen Halbschale beabstandet bzw. getrennt. Die Schenkel der Halb schalen sind mit dem Einlegeblech verschweißt, und zwar typischerweise außenseitig. Die Fügeverbindung der genannten drei, am Aufbau des Stoßfängerquerträgers beteiligten Bauteile kann dabei in Anpassung an die an den Stoßfängerquerträger gestellten Anforderungen als über die Längserstreckung des Stoßfängerquerträgers durchgehende Schweiß naht, als Steppnaht, durchaus mit unterschiedlicher Länge der einzelnen Schweißungen, oder durch Punktschweißungen gefügt sein. Dieser Stoßfängerquerträger verfügt über eine deutlich verbesserte Crash- Performance, insbesondere auch bezüglich des "Small-Overlap-Tests". Durch das zwischen den Stößen der Schenkel angeordnete Einlegeblech und der Fügeverbindung zwischen diesem und den Schenkeln der Halb schalen wird einem Einknicken des Stoßfängerquerträgers quer zu seiner Längserstreckung wirksam entgegengewirkt. Dieses liegt nicht nur darin begründet, dass durch Vorsehen des Einlegebleches mehr Energie für eine Deformation des Stoßfängerquerträgers benötigt und damit im Crash fall auch mehr Energie absorbiert wird, sondern insbesondere auch darin, dass eine in horizontaler Richtung auf den Stoßfängerquerträger ein wirkende Kraft nicht nur über das Einlegeblech, da mit den beabstandeten Schenkeln der beiden Halbschalen gefügt, sondern auch über die Halb schalen selbst aufgenommen und auf die rückseitige Anbindung des Stoß fängerquerträgers an das Fahrzeug übertragen wird. Durch Fügen des Einlegebleches mit den Schenkeln ist die Raumlage der Schenkel fixiert. Umgekehrt wirken die mit dem Einlegeblech gefügten Schenkel sowohl einer in horizontaler Ebene auf das Einlegeblech wirkenden Zug- und Druckbelastung entgegen. Bei einem "Small-Overlap-Test" wirkt auf den in x-Richtung außenliegenden Endabschnitt des Stoßfängerquerträgers, und zwar außerhalb seiner Anbindung an einen Längsträger des Fahrzeuges eine Zugbeanspruchung, während auf der Innenseite des Stoßfängerquer- trägers eine Druckbeanspruchung wirkt. Bei der Druckbeanspruchung ist das Einlegeblech bestrebt, sich zu wellen, was jedoch durch die darauf aufstehenden und mit dem Einlegeblech gefügten Schenkel der beiden Halbschalen wirksam verhindert ist. Entsprechendes gilt für die Zugseite, an der einem Aufreißen des Einlegebleches ebenfalls durch die daran an- gebundenen Schenkel der Halbschalen wirksam entgegengewirkt ist.
Das vorstehend beschriebene Konzept ermöglicht eine Herstellung des Stoßfängerquerträgers ohne großen Aufwand aus den drei Bauteilen. Mit hin können diese mit prinzipiell denselben Herstellungsschritten gefertigt werden, wie dieses bei vorbekannten, aus mehreren Bauteilen zusam mengesetzten Stoßfängerquerträgern der Fall ist. Vor allem ist es ohne Weiteres möglich, diese aus Stahlblechteilen herzustellen. Bei dem Einle geblech handelt es sich vorzugsweise um eine in Form gestanzte Stahl platine. Das Konzept, zwischen die zueinander weisenden Stöße der Schenkel der Halbschalen ein den Stoßabstand der Schenkel der beiden Halbscha len überbrückendes Einlegeblech anzuordnen und mit den Schenkeln der Halbschalen zu fügen, ermöglicht zudem, die Crash-Performance des Stoßfängerquerträgers allein durch Modifikation des Einlegebleches, an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. Dieses kann über die Geomet rie des Einlegebleches, mithin seiner Geometrie in der x-y-Ebene und/oder auch bezüglich seiner Dicke und/oder bezüglich des verwendeten Materi als und/oder der eingesetzten Materialqualität vorgenommen werden. Die Crash-Performance lässt sich beispielsweise durch eine Variation in der Materialstärke des Einlegebleches beeinflussen. Eine Beeinflussung in der Geometrie in der x-y-Ebene des Stoßfängerquerträgers schließt die Mög lichkeit ein, dass das Einlegeblech vorderseitig und/oder rückseitig über die in x-Richtung weisende Außenseite der Schenkel der Halbschalen hervorsteht. Durch diesen Überstand wird die gegenüber einem Einkni cken wirksame Fläche des Einlegebleches vergrößert, mithin die erforder liche Kraft, die benötigt wird, um einen solchen Stoßfängerquerträger, et wa im Rahmen eines "Small-Overlap-Tests" zum Einknicken zu bringen, signifikant erhöht.
Bei dem erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträger lässt sich bei Einsatz derselben Halbschalen allein durch Verwendung unterschiedlich ausge legter Einlegebleche am Aufbau des Stoßfängerquerträgers die Crash- Performance beeinflussen, sodass bei unterschiedlichen Stoßfängerquer- trägerserien diese mit Gleichteilen bezüglich der Halbschalen hergestellt werden können und sich allein durch Einschalten eines unterschiedlich ausgelegten Einlegebleches zwischen die Stöße der Halbschalen unter scheiden. Die Weite des auskragenden Vorstandes des Einlegebleches kann vorder- und rückseitig gleich sein. Auch kann die Weite des vorderseitig auskra genden Vorstandes - beispielsweise aufgrund einer Beschränkungen des verfügbaren Bauraums - kleiner als die Weite des rückseitigen, zum Chassis des Fahrzeuges weisenden Vorstandes sein. Gleiches gilt auch im umgekehrten Fall, dass der vorderseitige Vorstand größer ist als der rückseitige. Auch kann der Vorstand des Einlegebleches vorder- und/oder rückseitig abgekantet sein, typischerweise in die Ebene eines der beiden Schenkel der Halbschalen.
Eine weitere Verbesserung der Crash-Performance eines solchen Stoß- fängerquerträgers, der rückseitig und somit zum Chassis des Fahrzeuges weisend einen Vorstand durch sein Einlegeblech aufweist, kann erreicht werden, wenn zur Anbindung des Stoßfängerquerträgers an ein Längsträ gerbauteil, typischerweise eine Crashbox in diesem Anbindungsbereich der rückseitige Vorstand ausgeklinkt ist. Erreicht wird hierdurch, dass die durch die Ausklinkung gebildete, zur Mitte des Stoßfängerquerträgers wei sende Stirnseite des Vorstandes an der in y-Richtung nach außen wei senden Seite des Längsträgerbauteils abgestützt ist. Dieses seitliche Ab stützen des Stoßfängerquerträgers an dem Längsträgerbauteil führt zu einem weiterhin verbesserten seitlichen Aufprallschutz. Gesteigert werden kann dieser Effekt dadurch, dass die Weite der zum Chassis weisenden Auskragung in Richtung zu der Ausklinkung hin zunimmt. Entsprechend länger und effektiver ist dann die Abstützung an der Seitenwand des Längsträgerbauteils. Interessanterweise hat sich gezeigt, dass trotz Schwächung des Stoßfän gerquerträgers durch eine solche Ausklinkung dieses durch die vorbe schriebene seitliche Abstützung der zur Mitte hinweisenden Stirnfläche der Ausklinkung mehr als kompensiert wird. Das Einschalten eines Einlegebleches zwischen die Stöße der zueinander weisenden Schenkel von zwei Halbschalen und die dadurch bewirkte sig nifikant verbesserte Crash-Performance erfolgt, ohne nennenswerte Erhö hung des Gewichtes des Stoßfängerquerträgers. Dies liegt auch darin be gründet, dass grundsätzlich die beim Stand der Technik erforderlichen Füge- bzw. Montageflansche an den Halbschalen nicht benötigt werden. Zudem kann durch Vorsehen eines solchen Einlegebleches aufgrund der vorbeschriebenen Kraftverteilung im Crash-Fall über die am Aufbau des Stoßfängerquerträgers beteiligten Komponenten mitunter auch ein Materi al mit geringerer Materialstärke eingesetzt werden. Insofern kann ein sol- eher Stoßfängerquerträger gewichtsoptimiert ausgelegt sein. Eine weitere Gewichtsreduktion kann erreicht werden, wenn das Einlege- blech Ausnehmungen aufweist. Hierbei handelt es sich um in das Einle- geblech eingebrachte Öffnungen, die der Gewichtsreduktion dienen. Die Ausnehmungen wird man so anordnen, dass die gewünschten kraftüber- tragenden Eigenschaften des Einlegebleches erhalten bleiben. Diese Ausnehmungen können eine beliebige Form aufweisen, beispielsweise kreisförmig, rechteckig, sternförmig oder dergleichen sein. Maßgeblich ist die verbleibende Struktur des Einlegebleches, beispielsweise nach Art eines Fachwerkes, durch das die beabstandeten Schenkel der Halbscha- len miteinander verbunden sind.
Bei den im Rahmen dieser Ausführung angesprochenen Richtungen - x- Richtung, y-Richtung oder z-Richtung - handelt es sich um die in der Branche üblicherweise verwendeten Richtungen bei Kraftfahrzeugen. Da- bei entspricht die x-Richtung der Fahrzeuglängserstreckung, die y- Richtung der Fahrzeugquererstreckung und die z-Richtung der Richtung der Höhe des Fahrzeuges.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 : eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Stoßfän gerquerträgers, Fig. 2: der Stoßfängerquerträger der Figur 1 mit seinen miteinander gefügten Bauteilen, an dessen Rückseite zwei Crashboxen als Längsträgerbauteile angebunden sind und
Fig. 3: eine schematisierte Schnittdarstellung der verschweißten Bau gruppe der Figur 2 entlang der Linie A - B.
Der in Figur 1 gezeigte Stoßfängerquerträger 1 umfasst eine obere Halb schale 2 und eine untere Halbschale 3 sowie ein zwischen den Halbscha len 2, 3 angeordnetes Einlegeblech 4. Beide Halbschalen 2, 3 sind prinzi piell gleich aufgebaut. Die Halbschale 2 ist durch zwei voneinander beab- standete Schenkel 5, 5.1 und einen die Schenkel 5, 5.1 verbindenden Steg 6 gebildet. Die Schenkel 5, 5.1 sind bei dem dargestellten Ausfüh rungsbeispiel rechtwinklig an den bei diesem Ausführungsbeispiel gerade ausgeführten Steg 6 angeformt. Die dem Steg 6 gegenüberliegenden freien Enden der Schenkel 5, 5.1 bilden jeweils einen Stoß 7, 7.1. Die Halbschalen 2, 3 sind mit ihren Stößen 7, 7.1 bzw. 8, 8.1 zueinander wei send angeordnet. Die Stöße 7, 7.1 ; 8, 8.1 befinden sich in der x-y-Ebene. Damit erstrecken sich die Schenkel 5, 5.1 in vertikaler Richtung (z- Richtung). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Steg 6 jeder Halbschale 2, 3 gerade ausgeführt. Durchaus möglich ist es, den Steg 6 durch Ver- prägung zu versteifen, beispielsweise durch in Querrichtung zur Längser streckung der jeweiligen Halbschale 2, 3 verlaufende Sicken. Zwischen den zueinander weisenden Stößen 7, 8; 7.1 , 8.1 ist das Einlegeblech 4 angeordnet, welches den Stoßabstand der Schenkel 5, 5.1 der beiden Halbschalen 2, 3 überbrückt. Der Stoßabstand ist der Abstand der beiden Stöße 7, 7.1 bzw. 8, 8.1 jeder Halbschale 2, 3 voneinander. Zur Gewichts reduzierung sind in das Einlegeblech 4 Ausnehmungen 9 eingebracht. Vorliegend ist die Geometrie und die Größe der Ausnehmungen 9 so ge- wählt, dass die gewünschten Eigenschaften des Einlegebleches 4 hin sichtlich seiner gewünschten Aussteifungswirkung zusammen mit den bei den Halbschalen 2, 3 erhalten bleiben. Die Ausnehmungen 9 sind in dem mittleren Abschnitt des Stoßfängerquerträgers 1 langlochartig ausgeführt. In den für den "Small-Overlap-Test" relevanten äußeren Abschnitten sind die Ausnehmungen kreisrund. Zwischen den kreisrunden Ausnehmungen und den langlochartigen Ausnehmungen 9 befindet sich ein Abschnitt des Einlegebleches 4 ohne Ausnehmungen. In diesem Bereich ist rückseitig an den Stoßfängerquerträger 1 jeweils eine Crashbox 10, 10.1 (siehe Fi gur 2) angeschlossen.
Figur 2 zeigt den in Figur 1 bezüglich seiner einzelnen Bauteile 2, 3, 4 ge zeigten Stoßfängerquerträger 1 nach dem Verschweißen derselben mitei nander. Diese Zusammendarstellung des Stoßfängerquerträgers der Figur 1 verdeutlicht, dass das Einlegeblech 4 vorderseitig und rückseitig zum Chassis des Fahrzeuges weisend über die Außenseiten der Schenkel 5, 5.1 der Halbschalen 2, 3 vorsteht. Die drei zu verschweißenden Bauteile, die obere Halbschale 2, die untere Halbschale 3 und das dem Stoßab stand der Halbschalen 2, 3 überbrückende Einlegeblech 4, sind dabei so miteinander verschweißt, dass das Einlegeblech 4, sowohl rückseitig in Richtung zum Chassis des Fahrzeuges und in umgekehrter Richtung vor- derseitig über die Außenseite der Schenkel 5, 5.1 mit einem Vorstand gleicher Weite auskragt
Des Weiteren zeigt Figur 2, wie der erfindungsgemäße Stoßfängerquer träger 1 an Crashboxen 10, 10.1 als Längsträgerbauteile angebunden sein kann. Nachstehend ist der Aufbau der Crashbox 10 und ihre Anbindung an den Stoßfängerquerträger 1 erläutert. Die Crashbox 10.1 ist ebenso aufgebaut und an Stoßfängerquerträger 1 angeschlossen, sodass diese Ausführungen gleichermaßen für die Crashbox 10.1 gelten. Die Crashbox 10 ist aus zwei zueinander korrespondierenden Halbschalen 11 , 1 1.1 ge- bildet. Die Crashbox 10 verfügt an ihrem Obergurt und an ihrem Untergurt über einen über die Oberseite des Steges 6 der Halbschale 2 bzw. über die Unterseite des Steges der Halbschale 3 greifenden Fortsatz, durch die eine U-förmige Aufnahme zum Einsetzen der Rückseite des Stoßfänger querträgers 1 gebildet ist. Beide Schalen 1 1 , 1 1.1 der Crashbox 10 weisen an ihrer zu der Außenseite der Schenkel 5.1 der Halbschalen 2, 3 weisen den Seite eine Ausklinkung auf, damit die Crashbox 10 stirnseitig an die Rückseite des Stoßfängerquerträgers auf 1 mit anliegen kann, ohne dass die Schweißraupen 12, mit denen die Halbschalen 2, 3 mit dem Einlege blech 4 verschweißt sind, eine solche Anlage behindern. Die obere Halb- schale 1 1 der Crashbox 10 verfügt zudem in Verlängerungen dieser Aus klinkung über eine Ausnehmung, in die der rückwertige Vorstand des Ein- legebleches 4 hineinragt.
Figur 3 zeigt den vorbeschriebenen Stoßfängerquerträger 1 in einer Schnittdarstellung. Das zwischen die zueinander weisenden Stöße 7, 8; 7.1 , 8.1 der Halbschalen 2, 3 eingeschaltete Einlegeblech 4, das bei die ser Ausführungsform sowohl rückseitig in Richtung zum Chassis des Fahrzeuges als auch in umgekehrte Richtung vorderseitig über die Au ßenseite der jeweiligen Schenkel 5, 5.1 auskragt, ist an den vier außensei- tigen Kehlen, die durch das Einlegeblech 4 und die daran winklig, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel rechtwinklig angrenzenden Schenkel 5, 5.1 gebildet sind, verschweißt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verschweißung jeweils über die gesamte Länge des Stoßfän gerquerträgers 1. Die Schweißraupen sind in Figur 3 mit dem Bezugszei chen 12 kenntlich gemacht. Die Schnittdarstellung der Figur 3 verdeutlicht, dass bei dem Vorgang des Fügens der beiden Flalbschalen 2, 3 mit dem Einlegeblech 4 das Einlegeblech 4 eine wirksame Schweißbadstütze be reitstellt. Versuche haben gezeigt, dass eine wirksame Schweißbadstütze bereits dann gegeben ist, wenn das Einlegeblech nur wenige Zehntel Mil limeter mm über die äußere Oberfläche der Schenkel 5 bzw. 5.1 der Halb- schalen 2, 3 hinausragt.
Die beschriebene Konstruktion des Stoßfängerquerträgers 1 macht diesen stabil und vor allem steif, insbesondere gegenüber ein Einknicken. Grund hierfür ist die bei einer Krafteinwirkung auf die in Figur 3 links gezeigte Seite des Stoßfängerquerträgers die Aussteifung des Stoßabstandes und das Zur-Verfügung-Stellen von mehreren Lastfarben, über die auf diese Seite des Stoßfängerquerträgers 1 einwirkende Kraft auf die Rückseite somit in Richtung zu den Crashboxen 10 10.1 übertragen wird. Bei diesen Lastfarben handelt es sich um die beiden Halbschalen 2, 3 sowie das Ein- legeblech 4. Durch diese Konstruktion wird bei einer Druckbeanspruchung des Einlegebleches in der x-y-Ebene ein Aufwellen durch die darauf auf stehenden und mit dem Einlegeblech 4 gefügten Schenkel 5, 5.1 der bei den Halbschalen 2, 3 wirksam entgegengewirkt. Analoges gilt für die vor derseitige Zugseite.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stoßabstand der beiden Halbschalen 2, 3 gleich. In einem anderen, in der Figur nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stoßabstand der Schenkel der beiden Halb schalen unterschiedlich, sodass beispielsweise die obere Halbschale ei- nen etwas größeren Stoßabstand aufweisen kann als die untere oder um gekehrt. Durch Vorsehen des Einlegebleches können auch zwei Halb schalen miteinander gefügt werden, die eine unterschiedliche Material stärke aufweisen. Zur Versteifung der Schenkel der beiden Halbschalen können in diese der Längserstreckung des Stoßfängerquerträgers 1 folgende Sicken einge- bracht sein. Diese können auf die bezüglich des "Small-Overlap-Tests" relevanten, in y-Richtung außenliegende Abschnitte des Stoßfängerquer trägers 1 begrenzt sein. Soll auch der mittlere Abschnitt steifer ausgeführt sein, können derartige Sicken auch in diesen Schenkelabschnitten ange- ordnet sein.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Figuren anhand von Ausfüh rungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für den Fachmann zahlreiche wei- tere Ausgestaltungen, die erfindungsgemäße Lehre zu verwirklichen, ohne dass diese im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen erläutert wer den müssten.
Bezugszeichenliste
1 Stoßfängerquerträger
2 obere Halbschale
3 untere Halbschale
4 Einlegeblech
, 5.1 Schenkel
6 Steg
, 7.1 Stoß der oberen Halbschale
, 8.1 Stoß der unteren Halbschale
9 Ausnehmung
10 Crashbox
1 1 Obere Halbschale der Crashbox
1 1.1 Untere Halbschale der Crash
box
12 Schweißraupe

Claims

1 Patentansprüche
1. Als Hohlkammerprofil ausgebildeter Stoßfängerquerträger (1 ) für ein
Kraftfahrzeug mit einem oberen Bauteil und mit einem unteren, mit dem oberen Bauteil gefügten Bauteil, wobei das obere Bauteil und das untere Bauteil jeweils als Halbschale (2, 3) mit zwei voneinander beabstandeten Schenkeln (5, 5.1 ) und einem die Schenkel (5, 5.1 ) verbindenden Steg (6) ausgeführt sind, wobei ein Einlegeblech (4) mit den Schenkeln (5, 5.1 ) der Halbschalen (2, 3) gefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeblech (4) zwischen den zueinan der weisenden Stößen (7, 8; 7.1 , 8.1 ) der Schenkel (5, 5.1 ) der Halb schalen (2, 3) angeordnet ist und den Stoßabstand der Schenkel (5, 5.1 ) der beiden Halbschalen ( 2, 3) überbrückt.
2. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeblech (4) rückseitig in Richtung zum Chassis des Fahrzeuges und/oder vorderseitig über die Außenseite der Schenkel (5, 5.1 ) auskragt.
3. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite des auskragenden Vorstandes des Einlegebleches (4) vorder- und rückseitig gleich ist.
4. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite des vorderseitig auskragenden Vorstandes signifikant kleiner ist als die Weite des rückseitigen, zum Chassis des Fahrzeu ges weisenden Vorstandes ist.
5. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorstand des Einlegebleches gegenüber dem äußeren Abschluss eines der in diese Richtung weisenden Schenkels einer Halbschale vorder- und/oder rückseitig abgekantet ist.
6. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Chassis des Fahrzeuges auskra- 2 gende Vorstand des Einlegeblechs zum Anbinden eines Längsträ gerbauteils des Kraftfahrzeuges bereichsweise ausgeklinkt ist, wobei die zur Mitte des Stoßfängerquerträgers weisende Stirnseite des Vorstandes an der in y-Richtung nach außen weisenden Seite des Längsträgerbauteils abgestützt ist.
7. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorstand bezüglich seiner Auskragweite in Richtung zu der durch die Ausklinkung bereitgestellten, an der Seitenwand des Längsträgerbauteils abgestützten Stirnseite hin zunimmt.
8. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfängerquerträger (1 ) zum Anschließen an ei ne Crashbox (10, 10.1 ) als Längsträgerbauteil vorgesehen ist.
9. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeblech (4) in seinem sich zwischen den Schenkeln (5, 5.1 ) befindlichen Abschnitt und mit Abstand zu den Schenkeln (5, 5.1 ) Ausnehmungen (9) aufweist.
10. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (2, 3) und das Einlegeblech (4) Stahlblechbauteile sind.
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