-
Die Erfindung betrifft einen Vorderbau für ein Kraftfahrzeug mit einem oberen Querträger, einem unteren Querträger und einem dazwischen angeordneten Stoßfänger-Querträger, welche im Crashfall als Lastpfade wirken.
-
Ein derartiger Vorderbau für ein Kraftfahrzeug ist im Stand der Technik bekannt und bei modernen Kraftfahrzeugen heute üblicherweise realisiert. Anders als in früheren Jahren weist ein solcher Vorderbau neben dem Stoßfänger-Querträger zusätzlich einen darüber liegenden oberen Querträger und einen darunterliegenden unteren Querträger auf, welche im Crashfall die Aufprallenergie gerichtet zu Verformungsstrukturen weiterleiten, die die Aufprallenergie in Verformungsenergie umwandeln.
-
Der Stoßfänger-Querträger wirkt dabei üblicherweise als Hauptlastpfad, da er so angeordnet ist, dass bei einem Crash das Hindernis hauptsächlich auf ihn auftrifft. Sofern bei einem Crash das Hindernis zumindest teilweise auch oberhalb und/oder unterhalb des Stoßfänger-Querträgers aufprallt, wirken der obere Querträger bzw. der untere Querträger üblicherweise zusätzlich als Lastpfade.
-
Bei dem bisher bekannten Vorderbau kann es bei einem Aufprall auf ein Hindernis passieren, dass der obere Querträger von dem Hindernis nach oben verschoben wird. Auch kann es passieren, dass der untere Querträger von dem Hindernis nach unten verschoben, was beispielsweise gerade bei einem sogenannten Unterfahr-Aufprall häufig der Fall ist. Dies hat zur Folge, dass eine Weiterleitung der Aufprallenergie an die diejenigen Stellen, welche die Aufprallenergie in Verformungsenergie absorbieren sollen, unzureichend stattfindet, da oberer Querträger, unterer Querträger und Stoßfänger-Querträger ihre hierfür vorgesehene optimale Lage bereits verlassen haben.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Vorderbau für ein Kraftfahrzeug mit den eingangs genannten Merkmalen bereitzustellen, bei dem im Crashfall ein Verschieben der Querträger in Richtung nach oben bzw. unten weitgehend vermieden ist.
-
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Vorderbau für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welcher die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Ferner wird eine Vertikalstrebe mit den Merkmalen des Anspruches 15 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.
-
Der erfindungsgemäße Vorderbau ist für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug geeignet und weist einen oberen Querträger, einen unteren Querträger und einen dazwischen angeordneten Stoßfänger-Querträger auf. Der untere Querträger und der obere Querträger sind als Aufprall-Querträger ausgebildet, sodass unterer Querträger und oberer Querträger zusammen mit dem Stoßfänger-Querträger im Crashfall als Lastpfade wirken.
-
Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Strukturelement vorgesehen, durch welches der obere Querträger und der untere Querträger miteinander verbunden sind.
-
Durch diese Maßnahme ist ein Verschieben von oberem Querträger und unterem Querträger relativ zueinander im Crashfall weitgehend vermieden. Oberer Querträger und unterer Querträger können sich somit bei einem Aufprall gegen ein Hindernis in Richtung nach oben und/oder unten nicht mehr relevant verschieben, wodurch eine optimale Weiterleitung der Aufprallenergie an die zum Abbau der Aufprallenergie vorbestimmten Bereiche der Karosserie gewährleistet ist. Insofern ergibt sich dadurch ein verbessertes Crashverhalten des Vorderbaus gegenüber dem Crashverhalten des bisher bekannten Vorderbaus. Durch die Verbindung der beiden Aufprallträger ist ferner die Steifigkeit der Karosserie im Bereich des Vorderbaus erhöht.
-
Nach einem unabhängigen Gedanken der Erfindung ist das Strukturelement als Vertikalstrebe ausgebildet. Die Vertikalstrebe ist zur Anbindung zwischen oberem Querträger und unterem Querträger im Wesentlichen vertikal verbaubar. Die Vertikalstrebe ist bevorzugt dazu ausgebildet, im eingebauten Zustand zusammen mit dem oberen Querträger und dem unteren Querträger eine gemeinsame Ebene aufzuspannen.
-
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen verbessern die Steifigkeit des Vorderbaus in der Weise, dass die Testanforderungen bei einem sogenannten Haubenzuschlag und Haubenaufzug optimal erfüllt werden können. Bei dem Haubenzuschlag wird der Fall simuliert, dass die Motorhaube aus einer definierten Höhe im freien Fall in das Haubenschloss fallen muss. Bei dem Haubenaufzug wird der Fall simuliert, dass die Motorhaube in einer ersten Verschlussstellung bei schneller Fahrt nicht aufspringen darf.
-
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Stoßfänger-Querträger mit dem Strukturelement verbunden ist. Dadurch ist zusätzlich ein Verschieben des Stoßfänger-Querträgers relativ zu dem oberen Querträger und/oder dem unteren Querträger im Crashfall weitgehend vermieden. Es ist damit auch bezüglich des Stoßfänger-Querträgers eine optimale Weiterleitung der Aufprallenergie an die zum Abbau der Aufprallenergie vorbestimmten Bereiche der Karosserie gewährleistet. Auch ist ein weitergehende Versteifung der Karosserie im Bereich des Vorderbaus erreicht.
-
Durch das wenigstens eine Strukturelement, welches wenigstens den oberen Querträger und den unteren Querträger miteinander verbindet, ist es ferner ermöglicht, dass beispielsweise ein auf den unteren Querträger auftreffenden Hindernis die Aufprallenergie auch auf andere Lastpfade verteilt wird, sodass es zu einer Verteilung der Aufprallenergie auf verschiedene Lastpfade kommt und damit die Belastung in den Bauteilen reduziert ist.
-
Durch das Strukturelement ist also eine Kopplung der Lastpfade erreichbar. Diese Kopplung findet bereits weit vorne im Kraftfahrzeug statt, nämlich im Vorderbau, sodass die Aufprallenergie bereits frühzeitig auch in andere Lastpfade eingeleitet werden kann. Dies verringert das Ausmaß der Schäden an der Karosserie im Crashfall.
-
Es bietet sich an, dass der Stoßfänger-Querträger über eine Crashbox mit dem Strukturelement verbunden ist. Hierdurch wird die von dem als Hauptlastpfad wirkenden Stoßfänger-Querträger aufgenommene Aufprallenergie zumindest teilweise absorbiert, bevor die Aufprallenergie in das Strukturelement eingeleitet wird und in die anderen Lastpfade, nämlich den oberen und/oder den unteren Lastpfad, gelangt. Eine solche Dämpfung mittels der Crashbox ist somit eine dem Strukturelement vorgeschaltete Maßnahme zum Abbau der Aufprallenergie.
-
Es bietet sich ferner an, dass das Strukturelement mit dem Stoßfänger-Querträger, insbesondere über eine Crashbox mit dem Stoßfänger-Querträger, dem oberen Querträger und/oder dem unteren Querträger lösbar verbunden ist. Dadurch können einzelne Teile des Vorderbaus problemlos ausgewechselt werden. Nach einem Crash ist dadurch mit relativ geringem Aufwand und schnell eine Reparatur im Bereich des Vorderbaus möglich, indem lediglich einzelne Bauteile des Vorderbaus ausgetauscht werden brauchen.
-
Bei einem lediglich geringen Aufprall kann es sein, dass sich der Austausch der Bauteile des Vorderbaus lediglich auf den Austausch der Crashbox reduziert, welche vorzugsweise ebenfalls lösbar an dem Vorderbau angebracht ist. Als lösbare Verbindung bietet sich eine Schraubverbindung an.
-
Mit Vorteil ist der Verbindungsabschnitt zum Verbinden des Stoßfänger-Querträgers mit dem Strukturelement in das Strukturelement eingeschoben. Dadurch ist eine einfache Montage des Stoßfänger-Querträgers an dem Strukturelement möglich. Auch ist in einfacher Weise ein Ausrichten des Stoßfänger-Querträgers möglich, welcher dazu lediglich mehr oder weniger in das Strukturelement eingeschoben werden braucht.
-
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Strukturelement mit einem in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges weisenden Längsträger für die Karosserie des Kraftfahrzeuges verbunden ist. Diese Maßnahme zielt darauf ab, die Steifigkeit der Karosserie, insbesondere im Bereich des Vorderbaus zu erhöhen.
-
Es bietet sich dabei an, dass das Strukturelement über den Längsträger aufgeschoben ist. In diesem Fall ist das Strukturelement einfach auf den Längsträger montierbar. Zugleich ist das Strukturelement in seiner Lage relativ zu dem Längsträger einstellbar bzw. veränderbar, indem das Strukturelement über die Länge des Längsträgers mehr oder weniger weit aufgeschoben wird.
-
Mit Vorteil ist das wenigstens eine Strukturelement ein Strangpressteil, vorzugsweise ein Strangpressprofil, oder weist wenigstens einen stranggepressten Abschnitt auf. Das Strukturelement ist auf diese Weise relativ kostengünstig herstellbar. Auch kann dadurch das Strukturelement in einer relativ komplexen Form realisiert werden.
-
Bevorzugt ist das Strukturelement dabei aus kontinuierlich erzeugten Profilen hergestellt.
-
Es ist auch denkbar, dass das Strukturelement ein Urformteil ist oder wenigstens einen urgeformten Abschnitt aufweist. Die Herstellung eines Strukturelementes mit relativ komplexer Kontur ist auf diese Weise ebenfalls möglich.
-
Bevorzugt sollte das Strukturelement aus einem Leichtbaumaterial bestehen. Das Strukturelement ist dadurch gewichtsmäßig leicht, sodass dementsprechend ein gewichtsmäßig leichter Vorderbau realisierbar ist. Als Leichtbaumaterial bietet sich beispielsweise Aluminium oder Kunststoff an. Sofern das Strukturelement aus Kunststoff hergestellt ist, bietet sich das Extrusionsverfahren zur Herstellung des Strukturelementes an.
-
Mit Vorteil ist das Strukturelement einteilig ausgebildet. Ein solches aus einem Teil bestehenden Strukturelement lässt sich besonders einfach mittels Urformung und/oder Strangpressen realisieren. Auch ist dadurch der Montageaufwand für das Strukturelement relativ gering, da das Strukturelement als ein Teil an den Vorderbau montiert werden kann und somit Montagezwischenschritte zur Erzeugung des Strukturelementes nicht notwendig sind.
-
Auch ist es denkbar, dass das Strukturelement aus Rahmenprofilen, gegossenen Elementen und kernausgesteiften Querschnitten realisiert ist.
-
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Strukturelement Hohlkammern aufweist, welche durch eine Zwischenstruktur zwischen seitlichen Profilen gebildet ist. Dadurch ist ein Strukturelement mit geringem Gewicht und gleichzeitig hoher Steifigkeit bzw. Formstabilität realisiert.
-
Bevorzugt sollte die Zwischenstruktur gerippt ausgebildet sein. Dadurch ist das Strukturelement in einfacher Weise herstellbar, beispielsweise mittels Urformverfahren oder Strangpressverfahren.
-
Es bietet sich an, dass im montierten Zustand des Strukturelementes an der Karosserie des Kraftfahrzeuges das Strukturelement ein in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges offenes Profil bildet. Das Strukturelement wirkt dadurch besonders steif gegen ein in Fahrtrichtung stattfindenden Aufprall auf ein Hindernis.
-
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind zwei Strukturelemente vorgesehen, welche zusammen mit dem oberen Querträger und dem unteren Querträger eine umlaufende Struktur bilden. Dadurch ist eine besonders hohe Steifigkeit der Karosserie im Bereich des Vorderbaus erreicht. Auch kann bei einem Aufprall die Aufprallenergie optimal auf die verschiedenen Lastpfade verteilt werden. Dazu ist vorzugsweise die umlaufende Struktur gleichförmig auszubilden. Dies kann beispielsweise durch eine ringartige Ausbildung der umlaufenden Struktur realisiert sein.
-
Eine besonders hohe Karosseriesteifigkeit im Bereich des Vorderbaus ist natürlich dann erreichbar, sofern die umlaufende Struktur geschlossen ist.
-
Es bietet sich an, dass der obere Querträger, der untere Querträger, ggf. der Stoßfänger-Querträger und das wenigstens eine Strukturelement ein Modul bilden. Durch das Modul bilden die Bauteile eine separate Einheit, welche in ihrer Gesamtheit montierbar und wiederum demontierbar ist. Es bietet sich daher an, dass das Modul bereits vor der Endmontage des Kraftfahrzeuges vormontiert ist. Es ergibt sich dadurch eine erhebliche Erleichterung hinsichtlich der Endmontage des Kraftfahrzeuges.
-
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
-
Es zeigen:
-
1 eine mögliche Ausführungsform eines Vorderbaus für ein Kraftfahrzeug in perspektivischer Darstellung,
-
2 einen Ausschnitt aus 1, betreffend die rechte Seite des Vorderbaus und
-
3 ein Detail des Vorderbaus gemäß 1, betreffend den Bereich der Verbindung von Strukturelement, Längsträger und Stoßfänger-Querträger des Vorderbaus.
-
1 bis 3 zeigen – in schematischer Darstellung – eine mögliche Ausführungsform eines Vorderbaus 100 einer Karosserie für ein Kraftfahrzeug. Der Vorderbau 100 weist einen oberen Querträger 10, einen unteren Querträger 12 und einen dazwischen angeordneten Stoßfänger-Querträger 14 auf, welche im Crashfall als Lastpfade wirken. Der Vorderbau 100 ist dazu geeignet, dass der Stoßfänger-Querträger 14 als Hauptlastpfad und der obere Querträger 10 sowie der untere Querträger 12 jeweils als Nebenlastpfad wirken.
-
Der Vorderbau 100 weist wenigstens ein, vorzugsweise zwei Strukturelemente 16, 18 auf, durch welche der obere Querträger 10 und der untere Querträger 12 miteinander verbunden sind. Die Strukturelemente 16, 18 greifen dazu bevorzugt mit endseitigen Stirnseiten an einer Seitenfläche des oberen Querträgers 10 bzw. unteren Querträgers 12 an.
-
Die Strukturelemente 16, 18 sind bevorzugt jeweils als Vertikalstrebe ausgebildet, welche bevorzugt zusammen mit dem oberen Querträger 10 und dem unteren Querträger 12 im Wesentlichen eine gemeinsame Ebene aufspannen.
-
Bevorzugt findet die Anbindung der Strukturelemente 16, 18i an einer Längsseite des oberen Querträgers 10 bzw. unteren Querträgers 12 statt, bevorzugt an einem Endbereich des oberen Querträgers 10 bzw. unteren Querträgers 12. Wie aus 1 ersichtlich, ragt der obere Querträger 10 wie auch der untere Querträger 12 mit seinem längsseitigen Ende jeweils über die Anbindungsstelle mit dem Strukturelement 16 bzw. 18 etwas hinaus.
-
Die Strukturelemente 16, 18 sind vorzugsweise mit dem oberen Querträger 10 und dem unteren Querträger 12 verschraubt.
-
Durch die Verbindung der Strukturelemente 16, 18 mit dem oberen Querträger 10 und dem unteren Querträger 12 ist eine umlaufende geschlossene Struktur gebildet.
-
Die Strukturelemente 16, 18 weisen jeweils bevorzugt Hohlkammern 24 auf, welche durch eine gerippte Zwischenstruktur 26 gebildet ist. Die Zwischenstruktur 26 ist bevorzugt zwischen bänderförmigen seitlichen Profilen 28 angeordnet. Bevorzugt sind dabei die Strukturelemente 16, 18 einteilig ausgebildet, vorzugsweise aus einem Stück hergestellt.
-
Wie insbesondere aus 1 ersichtlich, ist der Stoßfänger-Querträger 14 ebenfalls mit den Strukturelementen 16, 18 verbunden. Der Stoßfänger-Querträger 14 weist dazu im Bereich seiner längsseitigen Enden Verbindungsabschnitte 20, 22 auf, welche in das zugehörige Strukturelement 16 bzw. 18 eingeschoben sind. Das zugehörige Strukturelement 16 bzw. 18 weist dazu eine Aufnahme 34 auf, welche vorzugsweise durch einzelne Rippen der Zwischenstruktur 26 gebildet ist.
-
Die vorzugsweise zwei an dem Stoßfänger-Querträger 14 vorgesehenen Verbindungsabschnitte 20, 22 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 bis 3 als Crashbox ausgebildet.
-
Die Verbindungsabschnitte 20, 22 sind im durchgeschobenen Zustand durch das jeweilige Strukturelement 16 bzw. 18 in jeweils einen Längsträger 30, 32 eingeschoben, welcher in Fahrtrichtung des (nicht dargestellten) Kraftfahrzeuges weist. Bevorzugt ist auch das jeweilige Strukturelement 16, 18 über den zugehörigen Längsträger 30 bzw. 32 aufgeschoben, sodass eine Steckverbindung zwischen Verbindungsabschnitt 20 bzw. 22, Strukturelement 16 bzw. 18 und Längsträger 30 bzw. 32 erzeugt ist.
-
Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, sind Verbindungsabschnitt 20 bzw. 22, Strukturelement 16 bzw. 18 und Längsträger 30 bzw. 32 durch Formschlussmittel 36 gegen ein Lösen voneinander, insbesondere ein Herausschieben, gesichert. Die Formschlussmittel 36 können durch wenigstens eine Schraube gebildet sein.
-
Durch die Strukturelemente 16, 18 lassen sich der obere Querträger 10, der untere Querträger 12 und der Stoßfänger-Querträger 14 zusammen mit den beiden Strukturelementen 16, 18 als ein Modul ausbilden, welches bereits vor der Montage des Kraftfahrzeuges vormontiert werden kann. Da der obere Querträger 10, der untere Querträger 12, der Stoßfänger-Querträger 14 und die Strukturelemente 16, 18 miteinander durch Schraubverbindungen verbunden sein können, kann das Modul nach Beschädigung in einfacher Weise wieder demontiert werden. Auch ist durch die sogenannte Stickin-Ausführung des Stoßfänger-Querträgers 14 mit seinen Verbindungsabschnitten 20, 22 in einfacher Weise austauschbar. Sofern die Verbindungsabschnitte 20 als Crashbox ausgebildet sind, ergibt sich daraus der Vorteil, dass das im Crashfall zuallererst beschädigte Bauteil, nämlich der Stoßfänger-Querträger 14 mit seinen Crashboxen 20, 22 separat ausgewechselt werden kann.
-
Der erfindungsgemäße Vorderbau ermöglicht es, dass das Karosserie-Styling und das Frontscheinwerfer-Design unabhängig davon realisierbar sind. Weiterhin ist es bei dem erfindungsgemäßen Vorderbau 100 möglich, dass beispielsweise der untere Querträger 12 an dem Fahrzeugschemel ausgebildet sein kann. Auch können an dem oberen Querträger 10 jeweils weitere Längsträger angeordnet sein, welche in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges weisen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Oberer Querträger
- 12
- Unterer Querträger
- 14
- Stoßfänger-Querträger
- 16
- Strukturelement
- 18
- Strukturelement
- 20
- Verbindungsabschnitt, Crashbox
- 22
- Verbindungsabschnitt, Crashbox
- 24
- Hohlkammer
- 26
- Zwischenstruktur
- 28
- seitliches Profil
- 30
- Längsträger
- 32
- Längsträger
- 34
- Aufnahme
- 36
- Formschlussmittel, Schraube
- 100
- Vorderbau