DE-102019124019-B4 - Stoßfängerquerträger für ein Kraftfahrzeug

Abstract

Stoßfängerquerträger für ein Kraftfahrzeug mit einem sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstreckenden Querträger (2) und mit zwei daran angeschlossenen, als Hohlkammerprofile ausgebildeten Crashboxen (3, 3.1), von denen jeweils eine in jeweils einem Endabschnitt mit ihrem vom Fahrzeug jeweils wegweisenden Ende an den Querträger (2) angeschlossen ist und mit ihrem zum Fahrzeug weisenden Ende an ein dem Fahrzeug zugehöriges Strukturbauteil anschließbar ist, wobei die Crashboxen (3, 3.1) mit ihren Stirnseiten nur abschnittsweise an der Rückseite des Querträgers (2) abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (2) eine hutförmige Querschnittsprofilierung oder eine in Hochrichtung (z-Richtung) ausgerichtete Wellenstruktur aufweist und dass die Abstützung im oberen und unteren in z-Richtung weisenden Stirnseitenbereich (10, 12) durchgängig ist, während eine Abstützung in den beiden seitlichen, in y-Richtung weisenden Stirnseitenbereichen nur abschnittsweise vorgesehen oder nicht vorhanden ist, wobei der Abstand der nicht an der Rückseite des Querträgers (2) abgestützten Stirnseitenbereiche der Crashboxen (3, 3.1) von der Rückseite des Querträgers (2) so eingerichtet ist, dass erst nach einer ersten Phase einer Energieabsorption mit Verformung der Crashbox (3, 3.1) die zum Querträger (2) weisende Stirnseite vollflächig an dessen Rückseite abgestützt ist.

Inventors

• Marco Töller
• Alexander Günther
• Maria Schmitt
• Lena Kremer

Assignees

• KIRCHHOFF AUTOMOTIVE DEUTSCHLAND GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20190906

Claims (8)

1. Stoßfängerquerträger für ein Kraftfahrzeug mit einem sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstreckenden Querträger (2) und mit zwei daran angeschlossenen, als Hohlkammerprofile ausgebildeten Crashboxen (3, 3.1), von denen jeweils eine in jeweils einem Endabschnitt mit ihrem vom Fahrzeug jeweils wegweisenden Ende an den Querträger (2) angeschlossen ist und mit ihrem zum Fahrzeug weisenden Ende an ein dem Fahrzeug zugehöriges Strukturbauteil anschließbar ist, wobei die Crashboxen (3, 3.1) mit ihren Stirnseiten nur abschnittsweise an der Rückseite des Querträgers (2) abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet , dass der Querträger (2) eine hutförmige Querschnittsprofilierung oder eine in Hochrichtung (z-Richtung) ausgerichtete Wellenstruktur aufweist und dass die Abstützung im oberen und unteren in z-Richtung weisenden Stirnseitenbereich (10, 12) durchgängig ist, während eine Abstützung in den beiden seitlichen, in y-Richtung weisenden Stirnseitenbereichen nur abschnittsweise vorgesehen oder nicht vorhanden ist, wobei der Abstand der nicht an der Rückseite des Querträgers (2) abgestützten Stirnseitenbereiche der Crashboxen (3, 3.1) von der Rückseite des Querträgers (2) so eingerichtet ist, dass erst nach einer ersten Phase einer Energieabsorption mit Verformung der Crashbox (3, 3.1) die zum Querträger (2) weisende Stirnseite vollflächig an dessen Rückseite abgestützt ist.
2. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Crashboxen (3, 3.1) aus zwei U-förmigen, mit den Stößen ihrer Längsseiten aneinandergrenzenden Halbschalen (4, 4.1) zusammengesetzt ist.
3. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Crashboxen (3, 3.1) eine viereckige, insbesondere quadratische Querschnittsgeometrie mit gerundeten Kanten aufweisen.
4. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass der Querträger (2) eine in Hochrichtung (z-Richtung) ausgerichtete Wellenstruktur aufweist, welche Wellenstruktur zumindest drei der Längserstreckung des Querträgers (2) folgende gleichsinnige Scheitelstrukturen (6, 6.1, 6.2) umfasst, wobei jeweils zwei in Hochrichtung benachbarte Scheitelstrukturen durch jeweils eine gegenüber einer Horizontalen geneigten Flanke (8, 8.1 - 8.3) miteinander verbunden sind und dass der obere und untere Stirnseitenbereich (10, 12) jeder Crashbox (3, 3.1) an einer Flanke (8, 8.3) durchgängig oder zumindest weitestgehend durchgängig abgestützt ist.
5. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Flanken (8, 8.3) des Querträgers (2), an die der obere und untere Stirnseitenbereich (10, 12) einer Crashbox (3, 3.1) angeschlossen sind, Flanken sind, bei denen die obere Flanke (8), an der der obere Stirnseitenbereich (10) abgestützt ist, in Hochrichtung nach oben und die untere Flanke (8.3), an der der untere Stirnseitenbereich (12) abgestützt ist, in Hochrichtung nach unten weist.
6. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass die seitlichen Stirnseitenbereiche der Crashboxen (3, 3.1) eine in Richtung zur Rückseite des Querträgers (2) abragende Stützlasche (15) tragen, die nur an den zueinander weisenden Flanken (8.1, 8.2), durch die jeweils eine äußere Scheitelstruktur (7, 7.1) mit der zwischen den beiden äußeren Scheitelstrukturen (7, 7.1) befindlichen Scheitelstruktur (6.1) verbunden ist, abgestützt ist.
7. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Halbschalen (4, 4.1) aus Stahlplatinen pressgeformte Teile sind.
8. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die Crashboxen (3, 3.1) nur entlang ihrer durchgängigen Abstützung mit dem Querträger (2) stoffschlüssig durch Fügen verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßfängerquerträger für ein Kraftfahrzeug mit einem sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstreckenden Querträger und mit zwei daran angeschlossenen, als Hohlkammerprofile ausgebildeten Crashboxen, von denen jeweils eine in jeweils einem Endabschnitt mit ihrem vom Fahrzeug jeweils wegweisenden Ende an den Querträger angeschlossen ist und mit ihrem zum Fahrzeug weisenden Ende an ein dem Fahrzeug zugehöriges Strukturbauteil anschließbar ist, wobei die Crashboxen mit ihren Stirnseiten nur abschnittsweise an der Rückseite des Querträgers abgestützt sind. Ein Stoßfängerquerträger dient dem Schutz von fahrzeugseitig hinter dem Stoßfängerquerträger befindlichen Aggregaten sowie des Fahrgastraumes im Falle eines insbesondere frontalen Zusammenstoßes. Der Stoßfängerquerträger verfügt über einen Querträger, der sich mit seiner Längserstreckung quer zur Fahrtrichtung (x-Richtung) des Fahrzeuges somit in y-Richtung erstreckt. An den Querträger sind in seinen beiden Endabschnitten Energieabsorptionsbauteile, sogenannte Crashboxen, angeschlossen. Diese sind an der Rückseite des Querträgers mit ihrem vom Fahrzeug wegweisenden Ende abgestützt. Das andere Ende der Crashbox weist in Richtung zu dem Fahrzeug und ist an ein Strukturbauteil des Fahrzeuges, typischerweise einen Längsträger anschließbar bzw. angeschlossen. Teil einer solchen Crashbox ist in vielen Fällen eine Grundplatte, eine sogenannte Baseplate, an ihrem zum Fahrzeug weisenden Ende. Eine solche Baseplate ragt mit ihrer Flächenerstreckung über die Mantelfläche der Crashbox nach Art eines Flansches aus. In diesen sind Montageöffnungen eingebracht, um den Stoßfängerquerträger an dem fahrzeugseitigen Strukturbauteil anzuschließen. Crashboxen dienen zur Absorption von Aufprallenergie durch definiertes Umformen derselben. Somit wird die aufzunehmende Energie in Umformenergie umgewandelt. Crashboxen können aus einer hierfür geeigneten Aluminiumlegierung, dann typischerweise als Hohlkammerprofile hergestellt sein. Crashboxen können auch aus Stahlbauteilen hergestellt sein, dann typischerweise durch zwei mit ihren längsseitigen Stößen aneinandergrenzenden Halbschalen, zumeist U-förmig im Querschnitt. Stahlcrashboxen weisen typischerweise Strukturen auf, die eine Faltenbildung beeinflussen, beispielsweise Sicken oder dergleichen. Unabhängig davon, aus welchem Material und wie eine solche Crashbox konzipiert ist, muss die darauf einwirkende Kraft eine gewisse Initialisierungsgröße überschreiten, damit die gewünschte Deformation über die Länge der Crashbox bei anhaltender Krafteinwirkung stattfindet. In einem Kraft-Weg-Diagramm, dass das Verformungsverhalten einer solchen Crashbox im Falle einer Energieabsorption darstellt, macht sich dieses in einem deutlich erkennbaren Anfangspeak bemerkbar. Mitunter wird bei einer solchen Crashbox der Anfangspeak nur mit einer Kraft erreicht, die größer als die für die jeweilige Anwendung zulässige Kraft ist. Aus diesem Grunde hat man versucht, die Höhe eines solchen Anfangspeaks und damit die erforderliche Initialisierungskraft dadurch zu reduzieren, dass die Crashbox in Längserstreckung Bereiche aufweist, für deren Deformation eine unterschiedliche Energie benötigt wird. Beispielsweise kann eine solche Crashbox an seiner an den Querträger eines solchen Stoßfängerquerträgers angrenzenden Anfangsabschnitt mit einer geringeren Wandstärke ausgebildet sein als in den in Richtung zum Fahrzeug anschließenden Bereichen. Aufgrund der reduzierten Wandstärke ist die Höhe eines solchen Anfangspeaks naturgemäß reduziert. Auch besteht die Möglichkeit, durch ortsselektive Erwärmung Bereiche einer solchen Crashbox mit einer geringeren Festigkeit einzustellen, so dass in diesen die Deformation einsetzt und aufgrund der geringeren Festigkeit in diesem Abschnitt nur eine geringere Kraft anliegen muss, um den Anfangspeak zu überwinden. Diese vorbekannten Maßnahmen erfordern jedoch entweder eine aufwendige Gestaltung der Crashboxen oder zusätzliche Prozessschritte. Die gattungsgemäße DE 10 2004 008 741 A1 offenbart ein Stoßfängersystem, bei dem die Crashbox nur mit ihrer zur Mitte des Querträgers weisenden Seitenwand an der Rückseite des Querträgers abgestützt ist. Dieses führt dazu, dass im Kollisionsfalle die für eine Faltenbildung erforderliche Initialkraft reduziert ist. DE 196 35 285 A1 beschreibt eine Seitenrahmenstruktur für Fahrzeuge, die vom Prinzip her ähnlich aufgebaut ist, wie die aus DE 10 2004 008 741 A1 vorbekannte. Aus DE 195 17 922 A1 ist ein Fahrzeugrahmen mit einem Längsträger und einem Querträger bekannt. Bei diesem Fahrzeugrahmen grenzt der Längsträger nur mit den Stirnflächen seiner in y-Richtung weisenden Seitenwände an die Rückseite des Querträgers. Auch diese Ausgestaltung dient zur Reduzierung einer im Falle eines Crashs auftretenden Kraftspitze in der Formänderungsarbeit. Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, einen eingangs genannten, gattu