DE102008039513A1

DE102008039513A1 - Trägeranordnung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008039513A1
Application number: DE200810039513
Authority: DE
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Constellium Switzerland AG
Priority date: 2008-08-23
Filing date: 2008-08-23
Publication date: 2010-02-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trägeranordnung für ein Fahrzeug, insbesondere Unterfahrschutzanordnung für ein Nutzfahrzeug, mit einem über Stützelemente (12) gehaltenen Querträger (10), wobei die Stützelemente (12) und der Querträger (10) aus Strangpressprofilen insbesondere aus einer Aluminiumlegierung gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägeranordnung für ein Fahrzeug, insbesondere eine Unterfahrschutzanordnung für ein Nutzfahrzeug, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Eine solche Trägeranordnung ist beispielsweise bereits aus der DE 19611 934 C1 bekannt zu entnehmen und umfasst Stützelemente aus Strangpressprofilen, wobei die Strangpressrichtungen der Strangpressprofile der Stützelemente quer zu deren Erstreckungsrichtung verlaufen.
Derartige Trägeranordnungen werden darüber hinaus auch als Unterfahrschutzanordnungen für Nutzfahrzeuge, beispielsweise am vorderen Ende von Lastkraftwagen, eingesetzt. Dabei sind die Unterfahrschutzanordnungen üblicherweise an einem Vorfederbock fixiert und im Höhenabstand unterhalb eines Fahrzeugsrahmens bzw. Leiterrahmens angeordnet. Durch die niedere Anordnung der Unterfahrschutzanordnung soll insbesondere bei Frontalkollisionen mit Personenkraftwagen vermieden werden, dass diese übermäßig unter den Lastkraftwagen kommen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Trägeranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche besonders gewichtsgünstig und trotz des niederen Gewichts äußerst stabil ausgebildet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Trägeranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
Um eine Trägeranordnung zu schaffen, welche besonders gewichtsgünstig und dennoch hinreichend stabil gestaltet ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass sowohl die Stützelemente wie auch der Querträger aus Strangpressprofilen insbesondere aus einer Aluminiumlegierung gebildet sind. Mit anderen Worten hat es sich als besonders vorteilhafte gezeigt, zumindest die wesentlichen Bauteile dieser Trägeranordnung, nämlich die Stützelemente und den Querträger, aus steifen und dennoch äußerst gewichtsgünstigen und kostengünstigen Strangpressprofilen zu gestalten. Diese sind besonders einfach herstellbar und auf leichte Art und Weise bearbeitbar, beispielsweise biegbar und/oder spanend bearbeitbar.
Als vorteilhaft hat es sich dabei gezeigt, wenn die Strangpressrichtungen der Strangpressprofile in Erstreckungsrichtung der Stützelemente bzw. des Querträgers verlaufen. Somit können eine optimale Steifigkeit der Trägeranordnung erreicht werden.
Zwischen den Stützelementen und dem Querträger ist dabei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bevorzugterweise eine Steckverbindung vorgesehen, welche eine besonders steife Anbindung der einzelnen Bauteile aneinander gewährleistet. Dabei hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Stützelemente jeweils im Querschnitt verringerte Steckmittel aufweisen, welche in eine Steckaufnahme des Querträgers zur Bildung der Steckverbindung einsteckbar sind. Da eine derartige Steckverbindung die Möglichkeit zur formschlüssigen Verbindung der Bauteile bietet, lässt sich somit eine besonders steife und stabile Trägeranordnung erreichen.
Die Steckaufnahme ist dabei bevorzugt als Schlitz gestaltet, welcher bei der Herstellung des Strangpressprofils gebildet wird. Somit lässt sich eine äußerst einfach Steckaufnahme herstellen.
Um eine besonders stabile Trägeranordnung zu schaffen, sind neben den eigentlichen Stützelementen weitere seitliche Stützelemente aus Strangpressprofilen vorgesehen, über welche seitliche Bereiche des Querträger abgestützt sind. In analoger Weise zu den eigentlichen Stützelementen können auch die weiteren seitlichen Stützelemente über jeweilige Steckverbindungen mit dem Querträger verbunden sein, wobei hierzu vorzugsweise Steckmittel auf Seiten der weiteren Stützelemente in den ohnehin vorhandenen Schlitz des Querträgers einsteckbar sind.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, sowohl die Stützelemente wie auch die weiteren seitlichen Schlitzelemente an einer jeweils zugeordneten gemeinsamen Stützplatte abzustützen. Mit anderen Worten ist bevorzugt pro Stützelement bzw. weiteren seitlichen Stützelement jeweils eine Stützplatte vorgesehen, über welche die Traganordnung mit entsprechend tragenden Bauteilen des Fahrzeugs abgestützt werden kann. Im Falle einer Unterfahrschutzanordnung kann dies beispielsweise ein Vorfederbock sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
1 eine Perspektivansicht auf eine als Unterfahrschutzanordnung ausgebildete Traganordnung für einen Lastkraftwagen mit einem Querträger, welcher über jeweilige Stützelemente gehalten bzw. nach hinten hin abgestützt ist, wobei zusätzlich weitere seitliche Stützelemente vorgesehen sind, welche sich gemeinsam mit dem jeweils korrespondierenden eigentlichen Stützelement an einer Stützplatte nach hinten abstützen, und wobei die jeweiligen Stützelemente bzw. weiteren seitlichen Stützelemente über jeweilige Steckverbindungen mit dem Querträger verbunden sind, und wobei sämtliche Stützelemente wie der Querträger aus Strangpressprofilen gestaltet sind, deren Stranpressrichtung in Erstreckungsrichtung der Stützelemente bzw. des Querträger verlaufen; und
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung von wesentlichen Bauteilen der Trägeranordnung gemäß 1, wobei oben jeweils ein Stützelement bzw. ein weiteres seitliches Stützelement, darunter eine entsprechende Stützplatte sowie ihr Querträger, und schließlich eine Seitenansicht des Querträgers erkennbar sind;
3 eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf die als Unterfahrschutzanordnung ausgebildete Trägeranordnung nach einer alternativen Ausführungsform, bei welcher die Stützelemente sowie die weiteren Stützelemente in ihrem in Fahrzeughochrichtung bemessenen Querschnitt an die Breite des korrespondierenden Schlitz 24 des Querträgers 10 angepasst sind; und in
4 jeweilige Seitenansichten auf die Trägeranordnung gemäß 3, welche in verschiedenen Höhenvarianten ausgebildet bzw. angeordnet ist.
In 1 ist in einer Perspektivansicht eine als Unterfahrschutzanordnung für einen Lastkraftwagen ausgebildete Trägeranordnung erkennbar. Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es zu betrachten, dass diese Trägeranordnung natürlich auch bei anderen Fahrzeugen bzw. an anderer Stelle angeordnet werden kann.
Die Trägeranordnung umfasst einen Querträger 10, welcher sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung und etwa horizontal erstreckt. Darüber hinaus umfasst die Trägeranordnung zwei insbesondere als Crashboxen ausgebildete Stützelemente 12, welche sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung bzw. ebenfalls horizontal erstrecken. Über die Stützelemente 12 ist im vorliegenden Fall der Querträger 10 auf im Weiteren noch näher dargestellte Weise gehalten. Nach hinten hin sind die Stützelemente 12 über jeweilige Stützplatten 14 abgestützt, uns zwar beispielsweise gegen einen Vorfederbock. Neben den Stützelementen 12 sind weitere seitliche Stützelemente 16 vorgesehen, über welche seitliche Endbereiche 18 des Querträgers 10 ebenfalls abgestützt sind. Nach hinten sind die weiteren seitlichen Stützelemente 16 ebenfalls an der jeweils korrespondierenden Stützplatte 14 abgestützt.
In Zusammenschau mit 2, welche als wesentliche Bauteile Trägeranordnung gemäß 1 eines der Stützelemente 12, eines der weiteren seitlichen Stützelemente 16, eine Stützplatte 14 sowie den Querträger 10 darstellt, wird der prinzipielle Aufbau der Trägeranordnung erkennbar. Sowohl die Stützelemente 12 wie auch die weiteren seitlichen Stützelemente 16 sowie der Querträger 10 sind im vorliegenden Fall aus Strangpressprofilen insbesondere aus einer Aluminiumlegierung gebildet.
Der Querträger 10 umfasst im vorliegenden Fall zwei Hauptkammern 20, 21, welche über einen vorderen Steg 22 miteinander verbunden sind. Zwischen den Hauptkammern 20, 21 bzw. hinter dem Steg 22 entsteht hierdurch ein Schlitz 24, dessen Funktion im Weiteren noch näher erläutert werden wird. Zudem ist aus 2 erkennbar, dass die Strangpressrichtung des Strangpressprofils des Querträgers 10 in dessen Erstreckungsrichtung – als im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung – verläuft. Zudem ist erkennbar, dass der Querträger 10 im Anschluss an das Strangpressen noch entsprechend gebogen worden ist, und zwar insbesondere im Bereich der Endbereiche 18.
Jedes der Stützelemente 12 umfasst neben einer zentralen Kammer 26 eine obere und eine untere Kammer 28, welche durch Stege 29 in mehrere Teilkammern 30 unterteilt sind. Während die obere und untere Kammer 28 kürzer ausgebildet sind, steht die zentrale Kammer 26 demgegenüber erhaben ab, und zwar zur Bildung eines Steckmittels 32, welches – wie in Zusammenschau mit 1 erkennbar ist – in den als Steckaufnahme dienenden Schlitz 24 des Querträgers 10 einsteckbar ist. Mit anderen Worten bildet das Steckmittel 32 des entsprechenden Stützelementes 12 und der Schlitz 24 des Querträgers 10 eine Steckverbindung, welche vorliegend in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeuglängsrichtung formschlüssig ausgebildet ist. Hierzu ist der Querschnitt im Wesentlichen rechteckigförmige Steckmittel 32 entsprechend auf die Breite bzw. Tiefe des Schlitzes 24 abgestimmt. Das Steckmittel 32 kann beispielsweise dadurch gebildet werden, dass die Kammern 28 entsprechend spanend vom Stützelement 12 abgehoben werden, um hierdurch den erhabenen Vorsprung der zentralen Kammer 26 zu bilden. Schließlich ist erkennbar, dass auch die Strangpressrichtung des Strangpressprofils des Stützelements 12 in dessen Erstreckungsrichtung – also im vorliegenden Fall in Fahrzeuglängsrichtung – verläuft.
In ähnlicher Weise ist das weitere seitliche Stützelement 16 ausgebildet. Auch diese umfasst neben einer zentralen Kammer 34 eine jeweilige obere und untere Kammer 36, welche gegenüber der zentralen Kammer 34 zurückspringend angeordnet ist. Hierdurch ist wiederum ein Steckmittel 38 gebildet, über welches jeweilige weitere seitliche Stützelemente 16 – in analoger Weise wie die Stützelemente 12 – in den Schlitz 24 des Querträgers 10 einsteckbar ist. Auch im vorliegenden Fall wirkt also der Schlitz 24 des Querträgers 10 als Steckaufnahme für das Steckmittel 38 des weiteren seitlichen Stützelements 16. Es ist erkennbar, dass dessen Strangpressrichtung ebenfalls in dessen Erstreckungsrichtung verläuft.
Das jeweilige weitere seitliche Stützelemente 16 ist mit seinem hinteren Ende gemeinsam mit dem korrespondierenden Stützelement 12 an der Stützplatte 14 abgestützt und erstreckt sich demzufolge schräg zum entsprechenden Endbereich 18 des Querträgers 10. Demzufolge ist das jeweilige Steckmittel 38 am vorderen Ende des weiteren seitlichen Stützelements 16 schräg abgeschnitten.
Die Stützplatt 14 umfasst mehrere Stege 40, welche zur seitlichen Einfassung des jeweiligen Stützelements 12 bzw. zur seitlichen Abstützung des weiteren Stützelements 16 dienen. Die Stützplatte 14 kann beispielsweise als Extrusionsprofil oder ebenfalls als Strangpressprofil gestaltet und entsprechend abgeschnitten sein. Höhenunterschiede, in welchen der Unterfahrschutz angeordnet werden soll, können dabei in leichter Weise durch Variation dieser Stützplatte 14 realisiert werden. Beispielsweise über Schraublöcher ist diese Stützplatte 14 am korrespondierenden Bereich des Vorfederbocks oder auch an anderen tragenden Bauteilen des Fahrzeugs befestigbar.
Die Einzelteile der Trägeranordnung können dabei über gängige Verbindungstechnologien miteinander verbunden werden. Insbesondere sind hierbei Fügetechnologien wie Kleben, Schweißen oder dergleichen bzw. mechanische Verbindungen wie Schrauben, Nieten oder dergleichen zu nennen. Dem Fachmann ist hier bekannt, auf welche gängige Verbindungstechnologien er zurückgreifen kann. Schließlich ist in 2 in einer Seitenansicht eine Profilkontur des Querträgers 10 schematisch erkennbar.
Die Stützelemente 12, welche auch als Crashboxen dienen können, haben ein entsprechendes Energieabsorptionsvermögen, um insbesondere ihre Wirkung beim Begegnungscrash zum Partnerschutz zu entfalten.
Insgesamt ist somit aus den Figuren erkennbar, dass vorliegend eine Trägeranordnung geschaffen ist, welche aufgrund der Ausgestaltung aus Strangpressprofilen besonders einfach herstellbar ist und insgesamt äußerst gewichtsgünstig ist. Zunehmend ergibt sich eine besonders günstige und steife Abstützung des Querträgers 10 nach hinten hin, auch bei verhältnismäßig geringer Dimensionierung der jeweiligen Bauteile.
In 3 ist in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht die Trägeranordnung in einer gegenüber der Ausführungsform in 1 und 2 leicht modifizierten Variante dargestellt. Diese unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 insbesondere dadurch, dass sowohl die Stützelemente 12 wie auch die weiteren Stützelemente 16 in ihrer Höhe so bemessen sind, dass diese in dem korrespondierenden Schlitz 24 des Querträgers 10 einsteckbar sind, ohne dass hierzu die Stützelemente 12 bzw. 16 am korrespondierenden, einsteckbaren Ende verjüngt werden müssen. Vielmehr ist der Schlitz 24 innerhalb des Querträgers 10 auf die – in Fahrzeughochrichtung betrachtet – Dimensionierung der Stützelemente 12 bzw. 16 abgestimmt. Die Einzelteile der Trägeranordnung sind dabei wiederum über gängige Verbindungstechnologien miteinander zu verbinden. Insbesondere sind hierbei Fügetechnologien wie Kleben, Schweißen oder dergleichen bzw. mechanische Verbindungen wie Schrauben, Nieten oder dergleichen denkbar.
Des Weiteren ist aus 3 erkennbar, dass der Querträger 10 eine gegenüber der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 modifizierte Kammeranordnung aufweist.
In 4 sind schließlich 3 Seitenansichten auf die Trägeranordnung gemäß 3 dargestellt, wobei diese in unterschiedlichen Höhenvarianten ausgebildet ist. Diese Höhenvarianten entstehen im Wesentlichen dadurch, dass die jeweilige Stützplatte 14 in unterschiedlichen Höhen relativ zu den beiden Stützelementen 12 bzw. 16 angeordnet wird. Die äußerst rechte und die äußerst linke Variante gemäß 4 kann auch dadurch erreicht werden, dass die Trägeranordnung entsprechend umgedreht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19611934 C1 [0002]

Claims

Trägeranordnung für einen Fahrzeug, insbesondere Unterfahrschutzanordnung für ein Nutzfahrzeug, mit einem über Stützelemente (12) gehaltenen Querträger (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (12) und der Querträger (10) aus insbesondere aus einer Aluminiumlegierung umfassenden oder bestehenden Strangpressprofilen gebildet sind.
Trägeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpressrichtungen der Strangpressprofile in Erstreckungsrichtung der Stützelemente (12) bzw. des Querträgers (10) verlaufen.
Trägeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stützelementen (12) und dem Querträger (10) eine jeweilige Steckverbindung vorgesehen ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (12) jeweils im Querschnitt verringerte Steckmittel (32) aufweisen, welche in eine Steckaufnahme (24) des Querträgers (10) zur Bildung der Steckverbindung einsteckbar sind.
Trägeranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckaufnahme des Querträgers (10) als sich über dessen gesamte Länge erstreckender Schlitz (24) ausgebildet ist.
Trägeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass weitere seitliche Stützelemente (16) aus Strangpressprofilen vorgesehen sind, über welche seitliche Endbereiche (18) des Querträgers (10) abgestützt sind.
Trägeranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpressrichtungen der Strangpressprofile in Erstreckungsrichtung der weiteren Stützelemente (16) verlaufen.
Trägeranordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den weiteren Stützelementen (16) und dem Querträger (10) eine jeweilige Steckverbindung vorgesehen ist.
Trägeranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Stützelemente (16) jeweils im Querschnitt verringerte Steckmittel (38) aufweisen, welche in eine Steckaufnahme (24) des Querträgers (10) zur Bildung der Steckverbindung einsteckbar sind.
Trägeranordnung nach den Ansprüchen 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckmittel (38) der weiteren Stützelemente (16) in den sich über die gesamte Länge erstreckenden Schlitz (24) des Querträgers (10) einsteckbar sind.
Trägeranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (12) und die weiteren seitlichen Stützelemente (16) an einer jeweils zugeordneten gemeinsamen Stützplatte (14) abgestützt sind.