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WO2025008329A1 - Stossfängerquerträger - Google Patents

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Publication number
WO2025008329A1
WO2025008329A1 PCT/EP2024/068563 EP2024068563W WO2025008329A1 WO 2025008329 A1 WO2025008329 A1 WO 2025008329A1 EP 2024068563 W EP2024068563 W EP 2024068563W WO 2025008329 A1 WO2025008329 A1 WO 2025008329A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insert
cross member
bumper cross
legs
member according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/068563
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan LAGIN
Dirk Junglas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Original Assignee
Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH filed Critical Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Publication of WO2025008329A1 publication Critical patent/WO2025008329A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B60R2019/1806Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R2019/1806Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing
    • B60R2019/1813Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B60R2019/186Additional energy absorbing means supported on bumber beams, e.g. cellular structures or material

Definitions

  • the structural subdivision of the insert 9 can be seen more clearly from the longitudinal section in Figure 3.
  • the insert 9 comprises a central section 13. This section is the section in which the back 12 is convexly shaped in the direction of the vehicle chassis and is thus bulged.
  • the central section 13 merges into a transition section 14, 14.1, which in turn is followed by an end section 15.
  • the back 12 of the illustrated embodiment is straight in the area of its end sections 15, 15.1 and runs parallel or approximately parallel to the web 7 of the carrier 2 in these sections.
  • the insert 9 is tapered, as a result of which its cross-sectional area is significantly reduced, namely to approximately 50% in the illustrated embodiment.
  • the central section 13 is additionally structured in that the middle area of the central section 13 has a lower back height than in the adjacent sections.
  • Figure 4 shows a longitudinal section of a bumper cross member 1.1 which, with the exception of the contouring of the leg ends of its insert 9.1, corresponds to the bumper cross member 1 of the previous figures.
  • the insert 9.1 has only two connection points 16.1 in its central section 13.1.
  • the third connection point 16 located between the two outer connection points 16 of the insert 9 is not provided for the insert 9.1.
  • the entire intermediate piece between the two connection points 16.1 is not in contact with the inside of the strike plate 3 and is concave over this length.
  • the above-mentioned bumper cross members 1, 1.1 are significantly improved in terms of their crash performance compared to conventional bumpers in which inserts are inserted into the support but which do not have the structure of the inserts 9 or 9.1.
  • Figure 5 shows the bumper cross member 1 in a representation corresponding to that of Figure 3 in front of an obstacle H.
  • the bumper cross member 1 moves in the x-direction towards the obstacle H.
  • the special design of the insert 9 causes the bumper cross member 1 to wrap around the obstacle H, but without cracking or even breaking.
  • the reason for this is the special design of the insert 9, through which a curvature or deformation system is provided on the tension side (the side facing the vehicle chassis) by the convex design of its central section 13 and by the material specification present in the transition sections 14, 14.1 as a result of the convex shape.
  • the back 12 of the insert 10 can be clearly absorb or withstand higher tensile forces than conventional bumper cross members.
  • Figure 6 shows the bumper cross member 1 after a deformation of approximately 260 mm, which was absorbed without cracks by deforming the bumper cross member 1, as shown in Figure 6.
  • the concave recesses on the pressure side on the strike plate side serve as predefined bending or kinking points.
  • the support 23 of the embodiment shown has two differently designed buckling support structures.
  • the support 23 has a buckling support bead 24 in the middle of its longitudinal extension in each of its two legs, which forms the front ends of the legs.
  • the support 25 has notches as buckling support structures.
  • the folding support beads 26, 26.1 are designed as positive structures, thus extending outwards from the insert 22 with regard to their embossing direction in the z direction.
  • the folding beadings 26, 26.1 have their greatest embossing depth at the respective leg end.
  • the folding beadings 26, 26.1 run out in the direction of the back of the insert 22 and end before the transition of the legs into the back.
  • the folding beadings 26, 26.1 are, as can be seen from Figure 12, arranged in the two legs in alignment with one another in the z direction.
  • an end section 27 is constructed in the same way as the transition section between the end section 27 and the central section with regard to the contouring of the spine and the trimming of the legs.
  • the opposite end sections 27 of the insert 22.1 are constructed identically.
  • Figure 15 shows the bumper cross member 20 in a longitudinal section.
  • the convex shape in its central section pointing towards the rear web of the support 23 in the direction of the longitudinal extension of the insert 22 is clearly visible.
  • the buckling system beads 26.1 are also visible in this illustration.
  • the buckling support structure provided by the buckling support beads 26.1 is additionally determined by this material recess.
  • the insert 22 is connected to the strike plate 21 by means of a welded connection at the connection sections marked with the reference number 30.
  • FIG 16 shows the bumper cross member 20.1 in the same representation as Figure 15 shows the bumper cross member 20.
  • the above statements on the bumper cross member 20 apply equally to the bumper cross member 21. Due to the greater length of the insert 22.1, this is in addition to the connection sections 30.1 to which the insert
  • FIG. 17a shows an initial deformation of the bumper cross member 20 in the area of its center.
  • the buckling behavior is defined by the buckling system structures located in the middle central section of the bumper cross member 20. If the pole penetrates further into the bumper cross member 20 in the direction of the vehicle, this middle central section deforms further.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stoßfängerquerträger (1) für ein Fahrzeug − mit einem sich mit seiner Längsachse in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckenden, in Fahrtrichtung (x-Richtung) offenen Träger (2) mit einer durch einen oberen Schenkel (5), einen unteren Schenkel (6) und einen die beiden Schenkel (5), (6) in Fahrzeughochrichtung z-Richtung verbindenden Steg (7) eingefassten Kammer (8), − mit einem in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) die Trägeröffnung überspannenden, an die Schenkel (5), (6) des Trägers (2) angeschlossenen Schließblech (3) und − mit einem in der Kammer (8) des Trägers (2) angeordneten, einen oberen Schenkel (10), einen unteren Schenkel (11) und einen die Schenkel (10), (11) an ihrem rückwärtigen Abschluss verbindenden Rücken (12) aufweisenden Einleger (9), (9.1), dessen Offenseite in Fahrtrichtung (x-Richtung) weist und dessen Schenkel (10), (11) an das Schließblech (3) angeschlossen sind. Besonderes Kennzeichen ist, dass der Rücken (12) des Einlegers (9), (9.1) zumindest in seinem mittleren Abschnitt, bezogen auf seine Längserstreckung (y-Richtung), konvex geformt ist.

Description

Stossfängerquerträger
Die Erfindung betrifft einen Stoßfängerquerträger für ein Fahrzeug mit einem sich mit seiner Längsachse in Fahrzeugquerrichtung (y- Richtung) erstreckenden, in Fahrtrichtung (x-Richtung) offenen Träger mit einer durch einen oberen Schenkel, einen unteren Schenkel und einen die beiden Schenkel in Fahrzeughochrichtung (z-Rich- tung) verbindenden Steg eingefassten Kammer, mit einem in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) die Trägeröffnung überspannenden, an die Schenkel des Trägers angeschlossenen Schließblech und mit einem in der Kammer des Trägers angeordneten, einen oberen Schenkel, einen unteren Schenkel und einen die Schenkel an ihrem rückwärtigen Abschluss verbindenden Rücken aufweisenden Einleger, dessen Offenseite in Fahrtrichtung (x-Richtung) weist und dessen Schenkel an das Schließblech angeschlossen sind.
Stoßfängerquerträger sind bei Kraftfahrzeugen front- und/oder heckseitig angeordnet. Stoßfängerquerträger umfassen ein typischerweise in seinem Querschnitt hutförmig ausgebildetes, fahrzeugseitig befestigtes Trägerprofil. Die Profilierung wird durch einen oberen Schenkel, einen unteren Schenkel und einen die beiden Schenkel an ihrem zum Fahrzeugchassis weisenden längsseitigen Ende verbindenden Steg gebildet. Der Träger ist in Fahrtrichtung offen und weist daher eine typischerweise im Querschnitt etwa Eiförmig profilierte, in Fahrtrichtung offene Kammer auf. Der die Schenkel verbindende Steg weist zum Fahrzeugchassis. Der Träger ist unter Zwischenschaltung von Crashboxen fahrzeugseitig befestigt. Die beiden die Kammer des Trägers einfassenden Schenkel weisen an ihren Enden in vertikaler Richtung (y-Richtung) von der Kammer wegweisend abgekantete Flansche auf. An diesen ist ein Schließblech zum vorderseitigen Verschließen der Kammer befestigt. Das an die Flansche der Schenkel angeschlossene Schließblech dient auch einer Versteifung des Trägers, da hierdurch über die Erstreckung des Schließbleches in Richtung der Längserstreckung des Trägers ein Kastenprofil bereitgestellt ist. Verhindert wird durch eine solche Ausgestaltung, dass der eine oder der andere Schenkel des Trägers im Falle eines aufzunehmenden Aufpralls sich gegenüber dem anderen Schenkel verstellt. In einigen Ausgestaltungen erstreckt sich das Schließblech über die gesamte oder quasi gesamte Längserstreckung des Trägers.
Das Deformationsverhalten und die Festigkeit eines solchen Stoßfängerquerträgers werden maßgeblich durch die Tiefe der Profilierung des Trägers eingestellt. Die Tiefe eines Stoßfängerquerträgers und damit dessen Erstreckung in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) ist in aller Regel beschränkt. Dieses ist bei der Bemessung der Profilierungstiefe des Trägers im Zusammenhang mit der Auslegung des Stoßfängerquerträgers zu berücksichtigen. In einigen Fällen reicht dieses jedoch nicht, um dem Stoßfängerquerträger die gewünschte Festigkeit zu verleihen. In WO 2016/163054 A1 ist, um an dieser Stelle Abhilfe zu schaffen, vorgeschlagen worden, in die Kammer des Trägers ein Aussteifungselement einzubauen. Bei dem aus diesem Stand der Technik vorbekannten Aussteifungselement handelt es sich um ein offenes oder geschlossenes, im Querschnitt etwa trapezförmig konzipiertes Aussteifungselement, welches mit dem Boden seiner kürzeren Trapezseite mit dem die Schenkel verbindenden Steg des Trägers verschweißt ist. Bei einer Ausgestaltung, bei der das Aussteifungselement offen ausgelegt ist, verfügt dieses über in vertikaler Richtung nach außen abgekantete Schenkel, die in die Fügestelle zwischen den abgekanteten Flanschen der Schenkel des Trägers und dem Schließblech eingebunden sind. Das Aussteifungselement befindet sich mittig in Bezug auf den Träger und erstreckt sich nur über einen kurzen Abschnitt bezogen auf seine Längserstreckung.
Auch wenn mit dem Einbau eines solchen Aussteifungselementes eine Verbesserung des Crashverhaltens des Stoßfängerquerträgers bei dem sogenannten Poletest erzielt werden kann, müssen dennoch Nachteile in Kauf genommen werden. Diese betreffen zum einen das notwendige Verschweißen des Aussteifungselementes mit dem Steg des Trägerprofils, was insbesondere, wenn das Aussteifungselement geschlossen und damit als Hohlkammerprofil ausgebildet ist, aufgrund der mangelnden oder nur extrem schwierigen Zugänglichkeit der Fügestelle nicht unproblematisch ist.
Ein weiterer Stoßfängerquerträger mit einem Einleger ist aus WO 2019/072653 A1 bekannt. Dieser Einleger ist U-förmig profiliert und über die gesamte Länge mit den in Fahrtrichtung nach vorne weisenden Stirnflächen seiner Schenkel an das Schließblech mittels jeweils einer Schweißnaht angeschlossen. Der Rücken dieses Einlegers ist in Längserstreckung des Einlegers gerade ausgeführt und ist innerhalb der Kammer des Trägers mit Abstand zu diesem angeordnet. Bewirkt wird durch diesen Einleger eine Aussteifung des Stoßfängerquerträgers. In dem Zentrumsabschnitt dieses Einlegers ist zusätzlich noch ein Aussteifungselement eingesetzt.
US 2023/0143784 A1 offenbart einen Stoßfängerquerträger. Dieser umfasst einen Träger, der eine hutförmige Querschnittsprofilierung aufweist. Seine in Fahrzeugrichtung nach vorne weisende Offenseite ist durch ein Schließblech verschlossen. In dem zur Figur 9 dieses Standes der Technik beschriebenen Ausführungsbeispiel verfügt der Stoßfängerquerträger über einen Einleger. Dieser Einleger ist ebenfalls hutförmig profiliert und verfügt über einen oberen Schenkel und einen unteren Schenkel und einen die beiden Schenkel verbindenden Rücken. Dieser Einleger ist mit seinem geraden Rücken an die Innenseite des Schließblechs angeschlossen. Die Offenseite des Einlegers weist in Richtung zum Chassis des Fahrzeuges.
Mit Einlegern, wie diese vorstehend beschrieben sind, wird das Ziel verfolgt, den Stoßfängerquerträger zu versteifen, diesen mithin weniger anfällig für Deformationen auszulegen. Während auf der einen Seite ein solcher Stoßfängerquerträger durch einen solchen Einleger ausgesteift werden soll, muss dieser jedoch auch den üblichen Testanforderungen genügen, beispielsweise dem MPDB-Test (Mobile Progressive Deformable Barrier) oder dem Pole-Test. Eine Absorption der Aufprallkraft soll nicht nur über die für diese Zwecke vorgesehenen Crashboxen, sondern auch über Deformation des Stoßfängerquerträgers erfolgen. Daher darf ein Stoßfängerquerträger in denjenigen Abschnitten, die sich beispielsweise bei einem MPDB-Test verformen sollen, wiederum nicht zu steif ausgebildet sein. Nicht unproblematisch ist bei herkömmlichen Stoßfängerquerträgern, dass diese nach einer gewissen Deformation ihre zum Chassis des Fahrzeuges weisende Seite aufbrechen und dann keine Energie mehr absorbieren können. Um diesem entgegenzuwirken werden die Träger und Einleger mit entsprechen- den Wandstärken ausgeführt, um einem frühzeitigen Brechen entgegenzuwirken. In Kauf genommen werden hierbei höhere Gewichte des Stoßfängerquerträgers.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Stoßfängerquerträger, bei dem in der Kammer des Trägers ein Einleger angeordnet ist, dergestalt zu verbessern, dass dieser eine verbesserte Crashperformance aufweist, insbesondere riss- bzw. bruchfrei auch höhere Deformationsraten aufnehmen kann.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Stoßfängerquerträger, bei dem der Rücken des Einlegers zumindest in seinem mittleren Abschnitt, bezogen auf seine Längser- streckung (y-Richtung), konvex geformt ist.
Bei den im Rahmen dieser Ausführungen benutzten Richtungsangaben handelt es sich um diejenigen Richtungen, wie diese typischerweise bei Kraftfahrzeugen verwendet werden. Somit handelt es sich bei der x-Rich- tung um die Richtung der Längserstreckung des Fahrzeuges, bei der y- Richtung um die Querrichtung (Breitenrichtung) dazu und bei der z-Rich- tung um die Richtung der Hochachse.
Bei diesem Stoßfängerquerträger ist der Rücken des Einlegers zumindest in seinem mittleren Abschnitt in Richtung zum Chassis des Fahrzeuges ausgebaucht. Bereitgestellt ist hierdurch eine Materialvorgabe, sodass bei einem MPDB-Lastfall eine stärkere Deformation riss- bzw. bruchfrei aufgenommen werden kann. Die vom Schließblech wegweisend konvexe Ausformung des Rückens des Einlegers, wobei die konvexe Ausformung sich in Richtung der Längserstreckung des Einlegers erstreckt, ist bei diesem Stoßfängerquerträger somit bereits in Richtung der Deformation entsprechenden Maße der konvexen Ausformung vorgeformt, sodass hierdurch bereits eine Deformationsanlage zum Absorbieren von Kräften in einem MPDB-Lastfall vorgegeben ist. Entsprechend geringer sind die im Falle einer erforderlichen Kraftabsorption auf den Rücken wirkenden Zugkräfte. Dieser mittlere Abschnitt des Einlegers erstreckt sich vorzugsweise über zumindest 25%, jedoch typischerweise nicht mehr als 70% bis 80% des Abstandes der beiden an den Stoßfängerquerträger zum Anschließen desselben an die Längsträger eines Fahrzeuges eingesetzten Crashboxen. Dieser mittlere Abschnitt nimmt vorzugsweise zumindest 35% bis 40%, jedoch nicht mehr als 60% bis 70% der Längserstreckung des Einlegers ein.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die vorstehend beschriebene verbesserte Crashperformance dadurch unterstützt, dass zwischen dem mittleren Abschnitt mit seiner konvexen Ausformung und den jeweiligen Endabschnitten des Einlegers ein durch Änderung der Tiefe (x-Rich- tung) des Einlegers infolge einer Ausformung des Rückens gebildeter Übergangsabschnitt vorgesehen ist. Dieser Übergangsabschnitt ist in einem Ausführungsbeispiel konkav geformt, kann jedoch auch eine konvexe Formgebung aufweisen. Durch diese Übergangsabschnitte im Rücken des Einlegers ist ein Materialreservoir geschaffen, sodass der Einleger in diesen Einlegerabschnitten in dem genannten Lastfall gestreckt werden kann, ohne dass aufgrund der auf den Rücken wirkenden Zugkräfte eine Überlastung eintreten würde.
Der Einleger befindet sich typischerweise zentrisch in Bezug auf die Längserstreckung des Trägers in seiner in Fahrtrichtung offenen Kammer. Allerdings ist auch eine abweichende Positionierung hievon durchaus möglich, etwa wenn eine in Bezug auf die Breite des Fahrzeuges (Längserstreckung des Stoßfängerquerträgers) unterschiedliches Crashverhalten gewünscht wird.
Zur weiteren Verbesserung der Crashperformance, also: einem Verbiegen des Stoßfängerquerträgers in x-Richtung, beispielsweise bei einem MPDB- Lastfall, ist vorgesehen, dass der Einleger nur in einzelnen und in Längserstreckung des Einlegers voneinander beabstandeten Abschnitten an das Schließblech angeschlossen wird. Das Schließblech mit dem daran angeschlossenen Einleger befindet sich auf der Seite des Hindernisses und somit auf der Innenseite einer Deformation des Stoßfängerquerträgers. Durch diese Maßnahme wirken die zwischen den Anschlussabschnitten, in denen der Einleger mit dem Schließblech verbunden ist, befindlichen Abschnitte als vorbereitete Biege- bzw. Einknickstellen. Grund hierfür ist die durch das Fehlen der zum Anschließen des Einlegers an das Schließblech typischerweise vorhandenen Schweißnähte und die dadurch bewirkte Schwächung. Dieses Deformationsverhalten an der dem Hindernis zugewandten Seite des Stoßfängerquerträgers kann zusätzlich dadurch unterstützt werden, indem der Einleger zwischen seinen Anschlussstellen, an denen er an das Schließblech angeschlossen ist, das Schließblech nicht kontaktiert, mithin die zum Schließblech weisenden Schenkelenden in diesen Abschnitten von dem Schließblech beabstandet sind. Bezogen auf die Längserstreckung des Einlegers ist die Summe der Erstreckungen der Anschlussabschnitte in dieser Richtung, mit denen der Einleger an das Schließblech angeschlossen ist, geringer als die Summe der nicht an das Schließblech angeschlossenen Abschnitte, die gemäß der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltung zudem von dem Schließblech beabstandet sind.
Durch die besondere Ausführung des Einlegers bei diesem Stoßfängerquerträger genügt dieser ohne Weiteres den an eine Crashperformance gestellten Anforderungen. Die Crashperformance des Stoßfängerquerträgers wird maßgeblich von der Ausführung des Einlegers beeinflusst. Sowohl Träger als auch Einleger können aufgrund der besonderen Ausgestaltung des Einlegers mit relativ geringeren Wandstärken hergestellt werden. Gleiches gilt auch für das Schließblech. Entsprechend geringer ist trotz verbesserter Crashperformance das Gesamtgewicht des Stoßfängerquerträgers.
Der Einleger ist gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel innerhalb der Kammer des Trägers dergestalt angeordnet, dass dieser den Träger nicht kontaktiert und daher ein hinreichender Abstand zwischen dem Einleger und dem Träger verbleibt. Sollte der Stoßfängerquerträger mit einer Beschichtung versehen werden, beispielsweise im Zuge einer Tauchlackierung, sind keine Zwickel vorhanden, die unter Umständen nicht benetzt werden würden.
Zum Erreichen der vorbeschriebenen Crashperformance oder auch ergänzend hierzu kann der Einleger in Richtung seiner Längserstreckung in Bezug auf seine Höhe, seine Breite, die Endkontur der Schenkel und/oder sei- ner Materialstärke unterschiedlich ausgelegte Einlegerabschnitte aufweisen. Auf diese Weise kann allein durch entsprechende Auslegung und Wahl des in die Kammer eines Trägers, gehalten durch das Schließblech, einzubauenden Einlegers die Crashperformance des Stoßfängerquerträgers ebenso beeinflusst werden wie die Festigkeit. Damit können ein und derselbe Träger und ein und dasselbe Schließblech für bezüglich ihrer Crashperformance unterschiedlich ausgelegte Fahrzeuge verwendet werden, wobei die daraus mit dem jeweiligen Einleger gebildeten Stoßfängerquerträger sich nur durch eine unterschiedliche Auslegung ihres jeweiligen Einlegers und/oder durch die Auslegung der Anschlussabschnitte desselben an das Schließblech unterscheiden.
Typischerweise sind die Einlegerabschnitte des Einlegers spiegelsymmetrisch zur Mitte des Einlegers ausgelegt. Dieses kann, wenn ein über die Breite des Fahrzeuges und somit die Längserstreckung des Stoßfängerquerträgers ungleiches Crashverhalten vorgesehen ist, auch anders ausgelegt sein.
Die Übergänge von einem ersten Einlegerabschnitt in den benachbarten Einlegerabschnitt können in den beiden Schenkeln des Einlegers gleichermaßen und auch in z-Richtung fluchtend miteinander vorgesehen sein. Es ist allerdings auch möglich, dass derartige Übergänge in dem oberen Schenkel anders ausgeführt sind als in dem unteren Schenkel. Dieses betrifft sowohl die Positionierung des Übergangs als auch das Änderungsmaß.
In einer bevorzugten Ausführung eines solchen Stoßfängerquerträgers ist der Einleger in mehrere Einlegerabschnitte in Richtung seiner Längserstreckung unterteilt. Ein solcher Einleger kann beispielsweise einen Zentralabschnitt als ersten Einlegerabschnitt und jeweils einen unter Zwischenschaltung eines Übergangsabschnittes daran seiner anschließenden Endabschnitt aufweisen. Der Übergangsabschnitt zwischen den beiden Endabschnitten und dem Zentralabschnitt ist in einer bevorzugten Ausgestaltung hinsichtlich der Querschnittsfläche des Einlegers tailliert ausgeführt, wobei sich eine solche Verjüngung sowohl auf die Höhe und/oder die Breite des Einlegers beziehen kann. In dem bereits vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein solcher Übergangsabschnitt durch eine konkave Ausführung des Rückens tailliert, wobei zusätzlich zur weiteren Akzentuierung einer solchen Taillierung die Schenkelenden des Einlegers in x-Rich- tung mit der konkaven Ausführung des Rückens ebenfalls konkave Aussparungen aufweisen.
Bei einer solchen Ausführung des Stoßfängerquerträgers können auch die Endabschnitte in sich nochmals in einzelne Abschnitte unterteilt sein, die jeweils durch einen in Richtung der Tiefe des Einlegers (x-Richtung) taillierten Übergangsabschnitt bereitgestellt sind. Typischerweise hat dann ein solcher Stoßfängerquerträger eine längere Längserstreckung und erstreckt sich beispielsweise bis in den Bereich des Anschlusses der Crashboxen an den Stoßfängerquerträger. In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die äußeren Endabschnitte des Einlegers mit der zur Fahrzeugmitte weisenden Wand einer Crashbox in x-Richtung überlappen.
Ein solcher Stoßfängerquerträger ist typischerweise mit den Schenkeln seiner beiden Endabschnitte sowie mit dem ersten Abschnitt des mittleren Abschnittes an das Schließblech angeschlossen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die zwischen diesen Anschlussabschnitten befindlichen Abschnitte des Einlegers nicht an das Schließblech angeschlossen und verfügen über eine entsprechende, typischerweise konkav ausgeführte Ausklin- kung an den Enden seiner Schenkel, damit diese das Schließblech nicht kontaktieren. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der mittlere Abschnitt in seinen Randabschnitten an das Schließblech angeschlossen ist und zusätzlich auch in der Mitte dieses Zentralabschnittes. Die Anzahl und die Länge der jeweiligen, typischerweise durch Schmelzfügen, typischerweise Schweißen herbeigeführten Anschlüsse bzw. Verbindungen zwischen dem Einleger und dem Schließblech haben Einfluss auf die Crashperformance. Daher kann auch dieses zur Auslegung der Crashperformance des Stoßfängerquerträgers genutzt werden.
Als weitere Maßnahme, die ergänzend oder auch anstelle der vorbeschriebenen Maßnahmen zur Verbesserung der Crashperformance des Stoßfängerquerträgers eingesetzt werden kann, ist vorgesehen, dass dieser Einknickanlagestrukturen aufweist. Dieses bedeutet, dass der Einleger, der Träger und/oder das Schließblech jeweils ein oder mehrere Einknickanlagestrukturen aufweisen. Diese Einknickanlagestrukturen dienen dem Zweck, dass im Falle einer Energieabsorption, beispielsweise bei einem Pole-Test der Stoßfängerquerträger an vorbestimmten definierten Stellen, und zwar dort wo die Einknickanlagestrukturen angeordnet sind, einknickt. Hierdurch kann ein besseres Anschmiegen des Stoßfängerquerträgers an die Kontur des Hindernisses, beispielsweise des Pfahls (Pole) erfolgen. Typischerweise verfügt der Stoßfängerquerträger über mehrere derartige Einknickanlagestrukturen. In einem solchen Fall sind diese spiegelsymmetrisch zur Mitte des Stoßfängerquerträgers und somit spiegelsymmetrisch zur Mitte des jeweiligen Bauteils bezogen auf seine Längserstreckung, welches mit derartigen Einknickanlagestrukturen ausgerüstet ist, angeordnet. Vorzugsweise sind derartige Einknickanlagestrukturen nicht durch eine Materialschwächung hervorgerufen, sondern durch eine entsprechende Prägung, typischerweise nach Art einer Sicke und/oder durch eine Ausklinkung bereitgestellt sein. Je nach Auslegung des gewünschten Einknickverhaltens des Stoßfängerquerträgers können der Einleger, der Träger und/oder das Schließblech in x-Richtung in fluchtender Position jeweils eine Einknickanlagestruktur aufweisen.
In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die in Trägeröffnungsrichtung weisenden Enden der Schenkel des Einlegers eine vorzugsweise als Positivstruktur ausgeführte Einknickanlagesicke aufweisen. Eine derartige Sicke ist in Richtung der Trägeröffnungsrichtung offen und hat typischerweise ihre maximale Ausprägung am Schenkelende. Diese läuft in Richtung zum Rücken des Einlegers vor dem Übergang in den Rücken typischerweise aus. Um ein vom Verhalten her einheitliches Einknickverhalten in beiden Schenkeln des Einlegers zu erzielen, tragen typischerweise beide Schenkel des Einlegers jeweils in Hochrichtung (z-Richtung) des Einlegers miteinander fluchtende Einknickanlagestrukturen.
In gleicher Weise können die Schenkelenden des Trägers mit ein oder mehreren Einknickanlagesicken ausgerüstet sein. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Träger lediglich mittig in Bezug auf seine Längserstreckung in beiden Schenkeln eine solche Einknickanla- gesicke aufweist. An anderen Positionen verfügt der Träger über Ausklinkungen als Einknickanlagestrukturen. Auch eine Kombination einer Einknickanlagesicke mit einer Ausklinkung bzw. Aussparung ist möglich. An dem freien Ende der Schenkel kann eine Ausklinkung vorgesehen sein, beispielsweise um eine Einknickanlagesicke des Schließbleches aufzunehmen.
Auch das Schließblech kann mit derartigen Einknickanlagestrukturen ausgerüstet sein. Bei diesen handelt es sich typischerweise um als Negativstrukturen und somit zum Träger hin ausgeprägte Einknickanlagesicken, die sich in z-Richtung erstrecken. Über die Länge der Erstreckung dieser Einknickanlagesicken kann das Einknickverhalten beeinflusst werden. Vorzugsweise erstrecken sich diese Sicken des Schließbleches nicht über seine gesamte Höhe. Bei einer solchen Ausführung können in einem Schließblech Einknickanlagestrukturen, die sich zwischen den Schenkeln des Trägers befinden von solchen unterschieden werden, die in die Schenkelenden des Trägers eingreifen.
Die vorbeschriebene Ausrüstung eines solchen Stoßfängerquerträgers ist in Verbindung mit der vorbeschriebenen Ausgestaltung, dass der Einleger mit seinen Schenkeln nur abschnittsweise mit dem Schließblech verbunden ist, besonders wirkungsvoll. Bei einer solchen Ausgestaltung ist das Schließblech im Bereich der Einknickanlagestrukturen nicht mit den Schenkeln des Einlegers verbunden.
Der Träger eines solchen Stoßfängerquerträgers ist typischerweise ein Hutprofil. Dieses kann aus einer Stahlplatine hergestellt sein. In einem solchen Fall bietet es sich an, ebenfalls das Schließblech und den Einleger aus Stahlblechplatinen herzustellen, da dann diese Komponenten des Stoßfängerquerträgers ohne Weiteres miteinander auf einfache Weise durch Schweißen schmelzgefügt werden können.
Bei dem beanspruchten Stoßfängerquerträger kann über die Auslegung seines Einlegers in mannigfaltiger Art und Weise die Crash-Performence optimiert bzw. dieser an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden, beispielsweise dass bei einem Pole-Test der deformierte Stoßfängerquerträger sich an die Mantelfläche des Poles riss- und bruchfrei anlegt.
Herauszustellen ist in Bezug auf den erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträger auch, dass infolge der Anbindung des Einlegers an das Schließblech diese Verbindung bestehen bleibt, selbst wenn bei einer übermäßigen Kraftaufnahme der Träger des Stoßfängerquerträgers, beispielsweise bei einem Pole-Test an seiner zum Fahrzeugchassis weisenden Seite aufbrechen sollte. Ein Bruch auf der vom Fahrzeugchassis wegweisenden Seite des Stoßfängerquerträgers ist durch die Anbindung des Einlegers vermieden.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben worden. Es zeigen:
Fig. 1 : eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträgers, bei dem das vorderseitige Schließblech zum Erkennenlassen des darin befindlichen Einlegers durchsichtig dargestellt ist.
Fig. 2: der Einleger des Stoßfängerquerträgers der Figur 1 in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 3: eine Längsschnittdarstellung in der x-y-Ebene durch den
Stoßfängerquerträger der Figur 1 ,
Fig. 4: ein weiterer erfindungsgemäßer Stoßfängerquerträger, der sich von demjenigen der Figur 3 durch Einsatz eines anderen Einlegers unterscheidet,
Fig. 5: der sich auf ein Hindernis zubewegende Stoßfängerquerträger der Figur 4,
Fig. 6: der an dem Hindernis deformierte Stoßfängerquerträger der Figur 5, Fig. 7: eine Darstellung entsprechend derjenigen der Figur 6, allerdings mit einem Querträger gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 8: eine perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträgers,
Fig. 9: der Stoßfängerquerträger der Figur 8, bei dem das Schließblech teilweise entfernt ist, um einen Einblick in den Träger zu erhalten, mit einem ersten Einleger,
Fig. 10: der Stoßfängerquerträger der Figur 8, bei dem das Schließblech teilweise entfernt ist, um einen Einblick in den Träger zu erhalten, mit einem alternativen Einleger,
Fig. 11 : eine perspektivische Darstellung des Einlegers des Stoßfängerquerträgers der Figur 9,
Fig. 12: eine Frontansicht auf den Einleger der Figur 1 1 ,
Fig. 13: eine perspektivische Darstellung des Einlegers des Stoßfängerquerträgers der Figur 10,
Fig. 14: eine Frontansicht auf den Einleger der Figur 13,
Fig. 15: eine Längsschnittdarstellung in der x-y Ebene durch den
Stoßfängerquerträger der Figur 9,
Fig. 16: eine Längsschnittdarstellung in der x-y Ebene durch den
Stoßfängerquerträger der Figur 10,
Fig. 17a-17c: Darstellungen zum Visualisieren des Einknickverhaltens des Stoßfängerquerträgers der Figur 9 bei einem Pole- Test, wobei Figur 17a eine erste Deformation, Figur 17b eine weitere Deformation bei tieferem Eindringen des Hindernisses und Figur 17c die Endverformung des Stoßfängerquerträgers bei dem durchgeführten Pole-Test zeigen. Ein Stoßfängerquerträger 1 für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Träger 2. Bei dem Träger 2 handelt es sich um ein aus einer Stahlblechplatine hergestelltes U-förmig profiliertes Profil. In einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Träger 2 als Hutprofil ausgeführt. Der Träger 2 erstreckt sich über die gesamte Längserstreckung des Stoßfängerquerträgers 1. Die Offenseite des Trägers 2 weist in Fahrtrichtung (x-Richtung) nach vorne. Vorderseitig ist der Träger 2 durch ein Schließblech 3 in an sich bekannter Art und Weise verschlossen. An die zum Fahrzeugchassis weisende Rückseite des Trägers 2 sind mit Abstand voneinander zwei Crashboxen 4, 4.1 angeschlossen. Über diese ist der Stoßfängerquerträger 1 chassisseitig befestigt.
Die Profilierung des Trägers 2 wird durch einen oberen Schenkel 5, einen unteren Schenkel 6 und einen die beiden Schenkel 5, 6 an ihrer zum Chassis weisenden Längsseite verbindenden Steg 7 bereitgestellt. Die beiden Schenkel 5, 6 und der Steg 7 fassen eine Kammer 8 ein. Diese ist vorderseitig durch das Schließblech 3 verschlossen. Der Träger 2 mit dem Schließblech 3 bildet somit ein Hohlkammerprofil aus.
Angeordnet ist innerhalb der Kammer 8 ein Einleger 9. Der Einleger 9 ist ebenfalls U-förmig profiliert. Seine Offenseite weist ebenso wie diejenige des Trägers 2 in Fahrtrichtung (x-Richtung). Der Einleger ist mit Abschnitten der Stirnflächen seiner Schenkel 10, 1 1 an die zur Kammer 8 weisende Seite des Schließbleches 3 durch Schweißverbindungen angeschlossen.
Die Auslegung des Einlegers 9 wird nachstehend anhand der perspektivischen Darstellung der Figur 2 erläutert. Die beiden Schenkel 10, 1 1 sind an ihrem rückseitigen längsseitigen Ende durch einen Rücken 12 miteinander verbunden. Der Rücken 12 verläuft im Unterschied zu vorbekannten Einlegern dieser Art nicht gerade, sondern ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch endseitig gerade Abschnitte, einen sich daran anschließenden konkav ausgeführten Abschnitt und durch einen mittleren, in Richtung zum Steg 7 des Trägers 2 konvex ausgeformten Abschnitt charakterisiert. Auch die Schenkel 10, 1 1 verlaufen über die Längserstreckung des Einlegers 9 nicht uniform. Ihre Breite ändert sich über die Längserstreckung des Einlegers 9. Der Rücken 12 ist nicht nur hinsichtlich seines Längsver- laufes über seine Längserstreckung uneinheitlich, sondern auch bezüglich seiner Höhe (Erstreckung in z-Richtung) unterschiedlich ausgeführt. In einem mittleren Abschnitt ist die Höhe des Einlegers 9 geringer als in den beidseitig daran angrenzenden Abschnitten.
Die strukturelle Unterteilung des Einlegers 9 ist anhand der Längsschnittdarstellung der Figur 3 deutlicher erkennbar. Der Einleger 9 umfasst einen Zentralabschnitt 13. Dieser Abschnitt ist derjenige Abschnitt, in dem der Rücken 12 konvex in Richtung zum Fahrzeugchassis ausgeformt und damit ausgebaucht ist. Der Zentralabschnitt 13 geht jeweils über in einen Übergangsabschnitt 14, 14.1 , an den sich wiederum jeweils ein Endabschnitt 15 anschließt. Der Rücken 12 des dargestellten Ausführungsbeispiels ist im Bereich seiner Endabschnitte 15, 15.1 gerade ausgeführt und verläuft in diesen Abschnitten parallel bzw. etwa parallel zu dem Steg 7 des Trägers 2. In den Übergangsabschnitten 14, 14.1 ist der Einleger 9 tailliert ausgeführt, wodurch seine Querschnittsfläche deutlich reduziert ist, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf etwa 50%. Die Taillierung wird durch eine konkave Ausformung des Rückens 12 in den Übergangsabschnitten 14, 14.1 und eine ebenfalls konkave Ausformung der zum Schließblech 3 weisenden Schenkelenden (in Figur 3 durch den unteren Schenkel 11 erkennbar) gebildet. Die zum Schließblech 3 weisenden Schenkelenden des Einlegers 9 sind auch im mittleren Abschnitt 13 dergestalt konturiert, dass diese nicht über die gesamte Erstreckung an der Innenseite des Schließbleches 3 anliegen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Schenkelenden in drei Abschnitten des Zentralabschnittes 13 an der Innenseite des Schließbleches 3 an. In diesen auch als Anschlussabschnitte 16 bezeichneten Abschnitten sind die Schenkelenden der Schenkel 10, 1 1 mit der Innenseite des Schließbleches 3 mittels einer Schweißnaht verbunden. Die Anschlussabschnitte 16 sind mit Abstand zueinander in Richtung der Längserstreckung des Einlegers 9 zueinander angeordnet. Die Schenkelenden des Einlegers 9 zwischen den Anschlussabschnitten 16 kontaktieren die Innenseite des Einlegers 3 hingegen nicht. Diese Abschnitte sind ebenfalls konkav ausgeformt, wodurch die Schenkelenden von der Innenseite des Schließbleches 3 beabstandet sind. Der Einleger 9 ist zusätzlich zu den Anschlussstellen 13 des Zentralabschnittes 6 ebenfalls über die Schenkelenden der Endabschnitte 15, 15.1 durch eine Schweißung mit dem Schließblech 3 verbunden.
Der Zentralabschnitt 13 ist, wie aus Figur 2 erkennbar, zusätzlich dadurch strukturiert, dass der mittlere Bereich des Zentralabschnittes 13 eine geringere Rückenhöhe aufweist, als in den angrenzenden Abschnitten.
Figur 4 zeigt in einem Längsschnitt einen Stoßfängerquerträger 1.1 , der mit Ausnahme der Konturierung der Schenkelenden seines Einlegers 9.1 dem Stoßfängerquerträger 1 der vorstehenden Figuren entspricht. Insofern gelten die Ausführungen zu dem Stoßfängerquerträger 1 gleichermaßen für den Stoßfängerquerträger 1.1. Der Einleger 9.1 verfügt in seinem Zentralabschnitt 13.1 nur über zwei Anschlussstellen 16.1. Die zwischen den beiden äußeren Anschlussstellen 16 des Einlegers 9 befindliche dritte Anschlussstelle 16 ist bei dem Einleger 9.1 nicht vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das gesamte Zwischenstück zwischen den beiden Anschlussstellen 16.1 nicht in Kontakt mit der Innenseite des Schließbleches 3 und über diese Länge konkav geformt.
Die vorstehend genannten Stoßfängerquerträger 1 , 1.1 sind gegenüber herkömmlichen Stoßfängern, bei denen zwar Einleger in den Träger eingesetzt sind, die jedoch nicht die Strukturierung der Einleger 9 oder 9.1 aufweisen, hinsichtlich ihrer Crashperformance deutlich verbessert.
Figur 5 zeigt der Stoßfängerquerträger 1 in einer Darstellung entsprechend derjenigen der Figur 3 vor einem Hindernis H. Der Stoßfängerquerträger 1 bewegt sich in x-Richtung auf das Hindernis H zu. Die besondere Ausgestaltung des Einlegers 9 bewirkt, dass sich der Stoßfängerquerträger 1 um das Hindernis H herumlegt, jedoch ohne Rissbildung oder gar einem Bruch. Grund hierfür ist die besondere Ausgestaltung des Einlegers 9, durch den auf der Zugseite (der zum Fahrzeugchassis weisenden Seite) durch die konvexe Ausführung seines Zentralabschnittes 13 eine Krümmungs- bzw. Deformationsanlage und durch die in den Übergangsabschnitten 14, 14.1 infolge der konvexen Ausformung vorhandene Materialvorgabe bereitgestellt ist. Aus diesem Grunde kann der Rücken 12 des Einlegers 10 deutlich höheren Zugkräfte aufnehmen bzw. diesen standhalten, als herkömmliche Stoßfängerquerträger.
Figur 6 zeigt den Stoßfängerquerträger 1 nach einer Deformation von etwa 260 mm, die rissfrei durch Deformation des Stoßfängerquerträgers 1 , wie in Figur 6 gezeigt, aufgenommen worden ist. Dabei dienen die konkaven Aussparungen auf der schließblechseitigen Druckseite als vordefinierte Biege- bzw. Knickstellen.
Figur 7 zeigt zum Vergleich einen Stoßfängerquerträger 17 mit einem herkömmlichen Einleger 18, der über die gesamte Längserstreckung dieselbe Querschnittsgeometrie aufweist. Deutlich zu erkennen ist in dieser Darstellung, dass bei demselben Deformationsbetrag, den der Stoßfängerquerträger 1 der Figur 6 problemlos aufgenommen hat, der Stoßfängerquerträger 17 gebrochen ist.
Durch die beschriebenen Maßnahmen ist bei dem erfindungsgemäßen Stoßfängerquerträger die Effizienz der Crashperformance signifikant gesteigert, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um etwa 30% bis 40%. Der Stoßfängerquerträger 1 weist gegenüber dem Stoßfängerquerträger 17 gemäß dem Stand der Technik ein um 2,5 kg, im Allgemeinen um etwa 20 bis 30 % geringeres Gewicht auf. Die aufgenommene Energie bei der dargestellten Deformation beträgt etwa 2,6 kJ/kg. Bei dem Stoßfängerquerträger 17, wie in Figur 7 abgebildet, können nur 2,0 kJ/kg aufgenommen werden. Die geringere Masse und die höhere Energieabsorption bedingen die deutlich gesteigerte Effizienz.
Figur 8 zeigt einen weiteren Stoßfängerquerträger 20, der prinzipiell aufgebaut ist wie die bereits vorbeschriebenen Stoßfängerquerträger 1 bzw. 1.1. Insofern gelten die diesbezüglichen Ausführungen gleichermaßen für den Stoßfängerquerträger 20. Nachstehend wird lediglich auf die Unterscheidungsmerkmale eingegangen. Gegenüber den Stoßfängerquerträgern 1 bzw. 1 .1 unterscheidet sich der Stoßfängerquerträger 20 dadurch, dass dieser zusätzlich über mehrere Einknickanlagestrukturen verfügt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen sowohl das Schließblech 21 als auch sein Einleger 22 (siehe Figur 9) und auch sein Träger 23 derartige Strukturen auf. Bei den Einknickanlagestrukturen handelt es sich um strukturelle Ausbildungen des Stoßfängerquerträgers 20, um ein Einknicken desselben im Fall einer Energieaufnahme etwa im Rahmen eines Pole-Tests in den Positionen dieser Strukturen veranlassen und damit ein Anschmiegen bzw. Anlegen des Stoßfängerquerträgers an die Kontur des Pfahls (Pole) zu verbessern.
Der Träger 23 des dargestellten Ausführungsbeispiels verfügt über zwei unterschiedlich ausgebildete Einknickanlagestrukturen. Zum einen verfügt der Träger 23 mittig bezogen auf seine Längserstreckung in seinen beiden Schenkeln über jeweils eine die frontseitigen Enden der Schenkel prägende Einknickanlagesicke 24. Zum anderen verfügt der Träger 25 über Ausklinkungen als Einknickanlagestrukturen.
Das Schließblech 21 trägt die dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls Einknickanlagestrukturen, die spiegelsymmetrisch zur Mitte, bezogen auf die Längserstreckung des Schließbleches 21 angeordnet sind. Bei diesen Einknickanlagestrukturen handelt es sich um sich in vertikaler Richtung erstreckende Einknickanlagesicken, deren Prägerichtung um Träger 23 hin ausgeführt ist. In der Mitte des Schließbleches 21 befinden sich, den oben und unteren Abschluss prägend, zwei sich in vertikaler Richtung erstreckende Einknickanlagesicken 24.1 . Mit längsaxialem Abstand dazu befindet sich benachbart zu diesen einzelnen Sicken, die zum freien Ende des Schließbleches 21 abgeschnitten sind, jeweils eine im mittleren Abschnitt, bezogen auf die Hochrichtung des Schließbleches 21 angeordnete Einknickanlagesicke. Wiederum beabstandet von diesen befinden sich an derjenigen Position, an der in dem Träger 23 die Ausklinkungen 25 angeordnet sind, ebenfalls sich in vertikaler Richtung erstreckende Einknickanlagesicken, die wiederum endseitig abgeschnitten sind. Keine der Einknickanlagsicken des Schließbleches 21 erstreckt sich über die gesamte Höhe des Schließbleches 21 .
Der in Figur 1 1 in Alleindarstellung gezeigte Einleger 22, umfasst wie die zuvor beschriebenen Einleger 13, 13.1 einen Zentralabschnitt und zwei daran zu den jeweiligen Enden hin angeschlossene Übergangsabschnitte, ge- folgt von jeweils einem Endabschnitt. Der Übergangsabschnitt des Einlegers 22 ist bezüglich seiner Rückenausbildung und der Ausbildung der freien Enden seiner Schenkel ebenso tailliert ausgeführt, wie dieses zu dem Einleger 13 bzw. 13.1 beschrieben ist. Zusätzlich verfügt der Einleger 22 über Einknickanlagesicken 26, 26.1 , wobei jeder Schenkel des Einlegers 22 zwei mit längsaxialem Abstand zueinander angeordnete Einknickanlagesicken 26 bzw. 26.1 trägt. Die Einknickanlagesicken 26, 26.1 sind spiegelsymmetrisch zur Mitte des Einlegers 22, bezogen auf seine Längserstre- ckung, angeordnet. Die Einknickanlagesicken 26, 26.1 sind als Positivstrukturen ausgeführt, erstrecken sich somit bezüglich ihrer Prägerichtung in z- Richtung von dem Einleger 22 nach außen weisend. Ihre größte Prägetiefe haben die Einknickanlagesicken 26, 26.1 an dem jeweiligen Schenkelende. In Richtung zu dem Rücken des Einlegers 22 laufen die Einknickanlagesicken 26, 26.1 aus und enden vor dem Übergang der Schenkel in den Rücken. Die Einknickanlagesicken 26, 26.1 sind, wie aus Figur 12 erkennbar, in den beiden Schenkeln in z-Richtung fluchtend zueinander angeordnet.
Aus der Frontansicht des Einlegers 22 der Figur 12 wird ferner deutlich, dass der Zentralabschnitt in z-Richtung im Bereich seines Mittenabschnittes in Hochrichtung (z-Richtung) gegenüber den benachbarten Abschnitten des Zentralabschnittes reduziert ist.
Figur 10 zeigt einen weiteren Stoßfängerquerträger 20.1 , bei dem das Schließblech 21.1 hälftig entfernt ist, um einen Einblick in seinen Träger 23.1 zu erhalten. Der Stoßfängerquerträger 20.1 unterscheidet sich von dem Stoßfängerquerträger 20 nur durch seinen Einleger 22.1 , der eine größere Längserstreckung aufweist als der Einleger 22 des Stoßfängerquerträgers 20. Bei diesem Stoßfängerquerträger sind der Träger 23.1 und das Schließblech 21.1 identische Bauteile wie bei dem Stoßfängerquerträger 20.
Der Einleger 22.1 des Stoßfängerquerträgers 20.1 ist in Figur 13 in Alleinstellung in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Dieser ist letztendlich identisch zu dem Einleger 22, sodass die diesbezüglichen Ausführungen gleichermaßen für den Einleger 22.1 gelten. Der Einleger 22.1 unterschei- det sich von dem Einleger 22 lediglich durch eine Verlängerung seiner Endabschnitte 27, die wiederum in zwei Abschnitte 28, 28.1 unterteilt sind. An den Übergangsabschnitt zwischen dem Zentralabschnitt und dem Endabschnitt 27 grenzt ein erster Abschnitt 28 des Endabschnittes 27. Ein weiterer Abschnitt 28.1 dieses Endabschnittes 22 ist wiederum durch einen Übergangsabschnitt 29 von dem äußersten kürzeren Endabschnitt 28.1 beab- standet. Der Übergangsabschnitt 29 zwischen den beiden Abschnitten 28,
28.1 eines Endabschnittes 27 ist hinsichtlich der Konturierung des Rückens und dem Beschnitt der Schenkel genauso aufgebaut wie der Übergangsabschnitt zwischen dem Endabschnitt 27 und dem Zentralabschnitt. Die einander gegenüberliegenden Endabschnitte 27 des Einlegers 22.1 sind identisch aufgebaut.
Figur 15 zeigt den Stoßfängerquerträger 20 in einem Längsschnitt. Deutlich erkennbar ist die in seinem Zentralabschnitt in Richtung zum rückseitigen Steg des Trägers 23 weisende konvexe Formgebung in Richtung der Längserstreckung des Einlegers 22. Erkennbar sind in dieser Darstellung auch die Einknickanlagesicken 26.1 . Der Scheitel der Einknickanlagesicken
26.1 ist gegenüber dem zum Schließblech 21 weisenden Ende des Schenkels zurückversetzt, sodass in dem mittleren Bereich der Einknickanlagesicken 26.1 diese nicht am Schließblech 21 anliegen. Somit ist die durch die Einknickanlagesicken 26.1 bereitgestellte Einknickanlagestruktur zusätzlich durch diese Materialaussparung bestimmt. Gleiches gilt für die Einknickanlagesicken 26 des anderen Schenkels des Einlegers 22. Der Einleger 22 ist an den mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichneten Anschlussabschnitten mit seinen Schenkeln durch eine Schweißverbindung mit dem Schließblech 21 verbunden.
Figur 16 zeigt den Stoßfängerquerträger 20.1 in derselben Darstellung wie die Figur 15 den Stoßfängerquerträger 20 wiedergibt. Die vorstehenden Ausführungen zum Stoßfängerquerträger 20 gelten gleichermaßen für den Stoßfängerquerträger 21 . Aufgrund der größeren Länge des Einlegers 22.1 ist dieser neben den Anschlussabschnitten 30.1 , an denen der Einleger
22.1 an den gleichen Stellen an das Schließblech 21.1 angeschlossen ist wie der Einleger 22 des Stoßfängerquerträgers 20, zusätzlich auch in sei- nen äußeren Endabschnitten 28.1 an das Schließblech 21.1 angeschlossen. Mithin stellen diese Abschnitte 28.1 ebenfalls mit dem frontseitigen Abschluss ihrer Schenkel einen Anschlussabschnitt 30.1 bereit. Die Figurenfolge 17a bis 17c visualisiert das Deformationsverhalten des Stoßfängerquerträgers 20 bei einem Pole-Test. Figur 17a zeigt eine anfängliche Deformation des Stoßfängerquerträgers 20 im Bereich seiner Mitte. Das Einknickverhalten ist durch die im mittleren Zentralabschnitt des Stoßfängerquerträgers 20 befindlichen Einknickanlagestrukturen definiert. Dringt der Pfahl weiter in Richtung Fahrzeug in den Stoßfängerquerträger 20 ein, verformt sich dieser mittlere Zentralabschnitt weiter. Zudem entstehen Knickstellen an den zwischen dem Zentralabschnitt und den Endabschnitten befindlichen Übergangsabschnitten, wie in Figur 17b erkennbar. Figur 17c zeigt den mit einer sehr gleichmäßigen Konturierung an den Pfahl 31 (Pole) angeschmiegten Stoßfängerquerträger 20. Erkennbar ist das besonders gleichmäßige Anschmiegen bzw. Anlegen des Stoßfängerquerträgers 20 an das Hindernis, welches in diesem Fall der Pfahl 31 ist.
Bezugszeichenliste
1. 1.1 Stoßfängerquerträger
2 Träger
3 Schließblech
4. 4.1 Crashbox
5 Schenkel
6 Schenkel
7 Steg
8 Kammer
9. 9.1 Einleger
10 Schenkel
11 Schenkel
12 Rücken . 13.1 Zentralabschnitt , 14.1 Übergangsabschnitt . 15.1 Endabschnitt . 16.1 Anschlussabschnitt
17 Stoßfängerquerträger (Stand der Technik)
18 Einleger (Stand der Technik) . 20.1 Stoßfängerquerträger . 21.1 Schließblech . 22.1 Einleger . 23.1 Träger . 24.1 Einknickanlagesicke
25 Ausklinkung . 26.1 Einknickanlagesicke
27 Endabschnitt . 28.1 Abschnitt
29 Übergangsabschnitt . 30.1 Anschlussabschnitt
31 Pfahl

Claims

Patentansprüche
1. Stoßfängerquerträger für ein Fahrzeug
- mit einem sich mit seiner Längsachse in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) erstreckenden, in Fahrtrichtung (x-Richtung) offenen Träger (2, 23, 23.1 ) mit einer durch einen oberen Schenkel (5), einen unteren Schenkel (6) und einen die beiden Schenkel (5, 6) in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) verbindenden Steg (7) eingefassten Kammer (8),
- mit einem in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) die Trägeröffnung überspannenden, an die Schenkel (5, 6) des Trägers (2, 23.1 ) angeschlossenen Schließblech (3, 21 , 21.1 ) und
- mit einem in der Kammer (8) des Trägers (2) angeordneten, einen oberen Schenkel (10), einen unteren Schenkel (1 1 ) und einen die Schenkel (10, 1 1 ) an ihrem rückwärtigen Abschluss verbindenden Rücken (12) aufweisenden Einleger (9, 9.1 , 22, 22.1 ), dessen Offenseite in Fahrtrichtung (x-Richtung) weist und dessen Schenkel (10, 1 1 ) an das Schließblech (3, 21 , 21.1 ) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücken (12) des Einlegers (9, 9.1 , 22, 22.1 ) zumindest in seinem mittleren Abschnitt, bezogen auf seine Längserstreckung (y-Richtung), konvex geformt ist.
2. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (9, 9.1 ) zentrisch bezogen auf die Längserstreckung des Trägers (2, 23, 23.1 ) in der Kammer (8) des Trägers (2, 23, 23.1 ) angeordnet ist.
3. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (9, 9.1 , 22, 22.1 ) nur in einzelnen, voneinander in Richtung seiner Längserstreckung beanstandeten Abschnitten mit seinen Schenkeln (10, 1 1 ) mit dem Schließblech (3, 21 , 21 .1 ) verbunden ist.
4. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (10, 1 1 ) des Einlegers (9, 9.1 , 22, 22.1 ) nur in denjenigen Abschnitten, in denen diese an das Schließblech (3, 21 ,
21 .1 ) angeschlossen sind, bis an das Schließblech (3, 21 , 21 .1 ) heranreichen und in den dazwischenliegenden Abschnitten von dem Schließblech (3, 21 , 21 .1 ) beabstandet sind.
5. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (9, 9.1 , 22, 22.1 ) innerhalb der Kammer (8) des Trägers (2, 23, 23.1 ) mit Abstand zu seinen Schenkeln (5, 6) und seinem Steg (7) angeordnet ist.
6. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (9, 9.1 , 22, 22.1 ) in Richtung seiner Längserstreckung in Bezug auf seine Höhe, seine Breite, der Kontur der Schenkelenden und/oder seiner Materialstärke unterschiedlich ausgelegte Einlegerabschnitte (13, 14, 14.1 , 15, 15.1 ;
13.1 ) aufweist.
7. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge von den Schenkeln (10, 1 1 ) eines ersten Einlegerabschnitts in einen benachbarten zweiten Einlegerabschnitt unterschiedlich ausgeführt sind.
8. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (9, 9.1 , 22, 22.1 ) als Einlegerabschnitte einen Zentralabschnitt (13) und jeweils einen Endabschnitt (15, 15.1 , 27) aufweist, wobei die Endabschnitte (15, 15.1 , 27) durch jeweils einen Übergangsabschnitt (14, 14.1 ) als weiteren Einlegerabschnitt mit einer konkaven Konturierung des Rückens (12) von dem Zentralabschnitt (13) getrennt sind.
9. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (27) des Einlegers (22, 22.1 ) zwei durch einen konkav ausgeführten Rückenabschnitt als Übergangsabschnitt (29) getrennte Abschnitte (28, 28.1 ) aufweisen.
10. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem bzw. den Übergangsabschnitten (14, 14.1 , 29) auch die Enden der Schenkel (5, 6) des Einlegers (9, 9.1 , 22, 22.1 ) eine konkave Konturierung aufweisen.
11. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel der Endabschnitte (15, 15.1 , 27) und diejenigen des jeweils ersten Abschnittes des Zentralabschnittes (13, 13.1 ) an das Schließblech (3, 21 , 21 .1 ) angeschlossen sind.
12. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (9) zusätzlich noch in der Mitte seines Zentralabschnittes (13) mit seinen Schenkeln an das Schließblech (3) angeschlossen ist.
13. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Abschnitte, mit denen der Einleger (9, 9.1 , 22, 22.1 ) mit seinen Schenkeln an das Schließblech (3, 21 , 21 .1 ) angeschlossen ist, die einzigen Anschlussstellen (16, 16.1 ) des Einlegers (9, 9.1 , 22, 22.1 ) an das Schließblech (3, 21 , 21 .1 ) sind.
14. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (21 , 21 .1 ), der Träger (23, 23.1 ) und/oder das Schließblech (21 , 21.1 ) ein oder mehrere Einknickanlagestrukturen aufweisen.
15. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (22, 22.1 ), der Träger (23, 23.1 ) und/oder das Schließblech (21 , 21.1 ) mehrere, spiegelsymmetrisch zur Mitte des jeweiligen Bauteils bezogen auf seine Längserstreckung angeordnete Einknickanlagestrukturen aufweisen.
16. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die in Trägeröffnungsrichtung weisenden Enden der Schenkel des Einlegers (22, 22.1 ) zumindest eine, insbesondere als Positivstruktur ausgeführte Einknickanlagesicke (26, 26.1 ) als Einknickanlagestruktur aufweisen, wobei die Einknickanlagestrukturen der beiden Schenkel in Hochrichtung des Einlegers (22, 22.1 ) vorzugsweise miteinander fluchtend angeordnet sind.
17. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einknickanlagesicke (26, 26.1 ) eines Schenkels des Einlegers (22, 22.1 ) als vor dem Übergang des Schenkels in den Rücken des Einlegers (22, 22.1 ) auslaufende Sicke mit ihrer maximalen Ausprägung am frontseitigen Schenkelende ausgeführt ist.
18. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel des Trägers (23, 23.1 ) mittig in Bezug auf seine Längserstreckung eine, insbesondere als Positivstruktur ausgeführte Einknickanlagesicke (24) aufweisen.
19. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in das frontseitige Ende zumindest eines der Schenkel des Trägers (23, 23.1 ) zumindest eine Ausklinkung (25) eingebracht ist.
20. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließblech (21 , 21.1 ) zumindest eine sich in Hochrichtung erstreckende, als Negativstruktur ausgeführte Einknickanlagesicke (24.1 ) als Einknickanlagestruktur aufweist.
21. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließblech (21 , 21 .1 ) mehrere, mit Abstand in seiner Längserstreckung zueinander angeordnete, sich in Hochrichtung erstreckende Einknickanlagesicken (24.1 ) in einer spiegelsymmetrischen Anordnung zur Mitte des Schließbleches (21 , 21.1 ) in Bezug auf seine Längserstreckung aufweist.
22. Stoßfängerquerträger nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schließblech (21 , 21 .1 ) mittig bezogen auf seine Längserstreckung in seinem oberen und unteren Abschluss jeweils eine Einknickanlagesicke (24.1 ) aufweist.
23. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2, 23, 23.1 ), das Schließblech (3,
21 , 21.1 ) und der Einleger (9, 9.1 , 22, 22.1 ) aus Stahlblechplatinen hergestellte Teile sind.
24. Stoßfängerquerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (9, 9.1 , 22, 22.1 ) an das Schließblech (3, 21 , 21.1 ) und das Schließblech (3, 21 , 21.1 ) an die Schenkel (5, 6) des Trägers (2, 23, 23.1 ) durch Schmelzfügeverbindungen angeschlossen sind.
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WO2016163054A1 (ja) 2015-04-08 2016-10-13 豊田鉄工株式会社 バンパリインフォースメント
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