PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102004028000B3 30.06.2005
Titel Anordnung zur Verbindung einer Crashbox mit einem Längsträger einer Kraftfahrzeugkarosserie
Anmelder Benteler Automobiltechnik GmbH, 33102 Paderborn, DE
Erfinder Hilgenberg, Stefan, 33102 Paderborn, DE;
Böhmer, Werner, 34439 Willebadessen, DE
Vertreter Bockermann, Ksoll, Griepenstroh, 44791 Bochum
DE-Anmeldedatum 09.06.2004
DE-Aktenzeichen 102004028000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.06.2005
IPC-Hauptklasse B62D 21/15
IPC-Nebenklasse B60R 19/26   B60R 19/34   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1) zur Verbindung einer Crashbox (2) mit einem Längsträger (3) einer Kraftfahrzeugkarosserie. Hierbei ist mindestens der crashboxseitige Endabschnitt (23) des Längsträgers (3) hinsichtlich seines Querschnitts an den Querschnitt der Crashbox (2) angepasst und mit der Crashbox (2) auf Anschlag (15) zusammengesteckt. Die Crashbox (2) und der Längsträger (3) sind durch eine den Endabschnitt (23) und die Crashbox (2) lagefixierende Rastverbindung gekoppelt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbindung einer Crashbox mit einem Längsträger einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Crashboxen werden in aller Regel über Flanschplatten an den Längsträgern von Kraftfahrzeugkarosserien befestigt. Hierbei liegen die Flanschplatten der Crashboxen und die Flanschplatten an den Stirnseiten der Längsträger unmittelbar aneinander. Die Kopplung erfolgt über mehrere Schraubbolzen. Diese werden umfangsseitig der Crashboxen angeordnet und können mit Hilfe von Muttern, Schweißmuttern oder Gewinden in einer Flanschplatte fixiert werden.

Obwohl sich diese Art der Festlegung der Crashboxen an den Längsträgern in der Praxis durchaus bewährt hat, haftet ihr doch einige Eigenarten an, welche verbesserungswürdig sind. So reduzieren die Flanschplatten den zwischen den Längsträgern befindlichen Bauraum für die Eingliederung eines Antriebsaggregats maßgeblich. Der Einbau wird erschwert. Auch ist es für die Verbindung der Flanschplatten der Crashboxen mit den Flanschplatten der Längsträger erforderlich, entsprechende Werkzeugfreigänge zur Betätigung der Schraubbolzen vorzusehen. Solche Werkzeugfreigänge sind indessen oftmals nicht mit der technisch besten Konzeption in Einklang zu bringen.

Die DE 42 41 108 A1 offenbart ein nach dem Stülpprinzip arbeitendes Deformationselement aus Kunststoff. Das Deformationselement stützt sich an einem Flansch eines Längsträgers ab und greift andererseits in den Längsträger ein. Das Deformationselement kann über eine Schnappverbindung mit dem Längsträger gekoppelt sein. Die Schnappverbindung ist innerhalb des Flansches ausgebildet. Diese Ausführungsform eines Deformationselements hat den Vorteil, dass keine besonderen Werkzeuge zur Befestigung des Deformationselements erforderlich sind und entsprechende Werkzeugfreigänge eingespart können. Allerdings stehen die Flansche ebenso wie bei einer Befestigung einer Crashbox mit Schraubbolzen seitlich von einem Längsträger ab, so dass der Bauraum für die Eingliederung eines Antriebsaggregats nicht maßgeblich vergrößert ist.

Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Verbindung einer Crashbox mit einem Längsträger einer Kraftfahrzeugkarosserie zu schaffen, bei welcher der Bauraum zwischen den Längsträgern nicht relevant reduziert wird.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Demzufolge wird mindestens der crashboxseitige Endabschnitt des Längsträgers hinsichtlich seines Querschnitts an den Querschnitt der Crashbox angepasst und mit der Crashbox auf Anschlag zusammengesteckt. Die Crashbox kann mithin über den Endabschnitt des Längsträgers geschoben oder in den Längsträger eingeschoben werden. Hierbei gelangen bevorzugt rechteckige Kastenquerschnitte zum Einsatz. Der Längsträger bzw. die Crashbox können einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Ein Anschlag an der Crashbox oder am Längsträger bestimmt das Maß der Überlappung von Crashbox und Endabschnitt. Die Lagefixierung der beiden Teile erfolgt durch eine Rastverbindung, das heißt durch eine Kopplung von Crashbox und Längsträger.

Während also der Anschlag eine Druckübertragung von der Crashbox auf den Längsträger bewirkt, sorgt die Rastverbindung dafür, dass die Crashbox und der Endabschnitt des Längsträgers einwandfrei auf Zug gesichert sind.

Im Hinblick auf den Sachverhalt, dass die Wände der Crashboxen mit dem Ziel einer Gewichtsreduzierung vergleichsweise dünn gestaltet werden und die Praxis bei der Dickengestaltung der Längsträger dieser Tendenz folgt, sehen ist vorgesehen, dass der Anschlag durch eine nach innen oder außen gerichtete Faltung in der Wand der Crashbox oder des Längsträgers gebildet ist. Handelt es sich beispielsweise um kastenförmige Profile, so erstreckt sich die Faltung bevorzugt über den gesamten Umfang der Crashbox bzw. des Längsträgers. Die radiale Erstreckung der Faltung braucht lediglich der Wanddicke der Crashbox bzw. des Längsträgers angepasst zu sein.

Eine vorteilhafte Gestaltung der Rastverbindung zur Lagefixierung von Crashbox und Längsträger wird in den Merkmalen des Anspruchs 2 erblickt. Danach wird die Rastverbindung aus mindestens einer an der Crashbox oder am Längsträger vorgesehenen Zunge mit Raste und einer an die Raste angepassten Rastausnehmung in der Wand des Längsträgers und/oder der Crashbox gebildet. Die Zunge wird bevorzugt federnd ausgestaltet. Sie schwenkt beim Zusammenschieben von Crashbox und Längsträger radial auswärts oder einwärts. Ist die Anschlagposition erreicht, fasst die Raste in die Rastausnehmung und sichert eine definierte Lage von Crashbox und Längsträger.

Sind in bevorzugter Weise die Crashbox und der Endabschnitt des Längsträgers als rechteckförmige Kastenprofile ausgebildet, so werden zweckmäßig in den Wandbereichen insgesamt vier in einer Querebene um jeweils 90° zueinander versetzte Verbindungselemente, bestehend aus jeweils einer Zunge mit Raste und einer Rastausnehmung, angeordnet.

Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 3 kann eine Ausführungsform der Verbindungsanordnung darin bestehen, dass der Endabschnitt des Längsträgers die Crashbox bis zum Anschlag übergreift und die Rastverbindung durch eine aus einem im Längsträger liegenden Wandabschnitt der Crashbox abgeteilte Zunge mit einer endseitig radial nach außen abgewinkelten Raste und eine Rastausnehmung in der Wand des Endabschnitts gebildet ist. Für jede Zunge mit Raste brauchen mithin lediglich zwei Einschnitte in einem Wandabschnitt gemacht und danach die Raste durch Abwinklung des freien Endabschnitts der Zunge hergestellt zu werden. In der Wand des Längsträgers braucht lediglich eine einfache Ausnehmung mit der Querschnittskonfiguration der Raste hergestellt zu werden.

Denkbar ist es aber auch, dass gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 an einer aus einem Wandabschnitt der Crashbox abgeteilten Zunge lediglich eine nach außen gewölbte wulstartige Raste hergestellt wird. Auch diese Raste fasst dann in eine Rastausnehmung in der Wand des Endabschnitts.

Im Umfang der Ausführungsform des Anspruchs 5 wird eine Zunge an der Außenseite der Crashbox befestigt. Sie überkragt hierbei den Anschlag, insbesondere in Form einer Faltung, an der Crashbox. Am freien Ende der Zunge ist eine Raste in Form eines beispielsweise trapezförmigen Vorsprungs vorgesehen. Diese Raste hat eine radiale Erstreckung, die sich durch eine Rastausnehmung in der Wand des Endabschnitts und eine Ausnehmung in der Wand der Crashbox erstreckt. Die Trapezform mit einer Einführschräge erleichtert das Zusammenschieben von Crashbox und Längsträger.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 in perspektivischer Darstellung eine Anordnung zur Verbindung einer Crashbox mit einem Längsträger, teilweise im Schnitt;

2 ebenfalls in perspektivischer Darstellung den Endabschnitt des Längsträgers;

3 nochmals in perspektivischer Darstellung die Crashbox;

4 einen vertikalen Längsschnitt durch die Darstellung der 1 entlang der Linie IV-IV in Richtung der Pfeile IVa;

5 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Anordnung zur Verbindung einer Crashbox mit einem Längsträger gemäß einer weiteren Ausführungsform und

6 im vertikalen Längsschnitt eine dritte Ausführungsform einer Anordnung zur Verbindung einer Crashbox mit einem Längsträger.

In den 1 und 4 ist mit 1 eine Anordnung zur Verbindung einer Crashbox 2 mit einem Längsträger 3 einer ansonsten nicht näher veranschaulichten Kraftfahrzeugkarosserie bezeichnet.

Der Längsträger 3 weist einen kastenförmigen rechteckigen Querschnitt auf (1 und 2). Er setzt sich aus einer U-förmigen Unterschale 4 und einer U-förmigen Oberschale 5 zusammen. Die Schenkel 6 der Unterschale 4 übergreifen die unteren Enden der Schenkel 7 der Oberschale 5. Die Unterschale 4 ist mit der Oberschale 5 verschweißt. Die Schenkel 7 der Oberschale 5 sind etwa zweieinhalb mal so lang wie die Schenkel 6 der Unterschale 4.

In den Steg 8 und in die Schenkel 7 der Oberschale 5 sowie in den Steg 9 der Unterschale 4 sind in einer Querebene rechteckige Rastausnehmungen 10 eingebracht, deren Aufgabe nachfolgend noch näher erläutert wird.

Die Crashbox 2 der Anordnung 1 (siehe 1, 3 und 4) weist ebenfalls einen rechteckigen kastenförmigen Querschnitt auf, der an den Innenquerschnitt des Längsträgers 3 angepasst ist.

Die Crashbox 2 setzt sich aus einer U-förmigen Unterschale 11 und einer U-förmigen Oberschale 12 zusammen. Die Schenkel 13 der Oberschale 12 fassen zwischen die Enden der Schenkel 14 der Unterschale 11. Oberschale 12 und Unterschale 11 sind miteinander verschweißt. Die Länge der Schenkel 14 der Unterschale 11 beträgt etwa das Dreifache der Länge der Schenkel 13 der Oberschale 12.

Im mittleren Längenbereich der Crashbox 2 ist ein Anschlag 15 in Form einer radial nach außen geformten Faltung von Unterschale 11 und Oberschale 12 ausgebildet.

In dem in den Längsträger 3 eingeschobenen Längenabschnitt 16 weist die Crashbox 2 im Steg 17 der Oberschale 12 sowie im Steg 18 und in den Schenkeln 14 der Unterschale 11 rechteckige Ausnehmungen 19 auf, die in derselben Querschnittsebene liegen.

Die Rastausnehmungen 10 im Längsträger 3 und die Ausnehmungen 19 in der Crashbox 2 dienen dem Durchtritt von Rasten 20 trapezförmiger Konfiguration, welche an Zungen 21 ausgebildet sind, die auf den Außenseiten des Längenabschnitts 22 der Crashbox 2 befestigt sind, welcher auf der dem Längsträger 3 abgewandten Seite des Anschlags 15 liegt.

Beim Zusammenfügen der Crashbox 2 mit dem Endabschnitt 23 des Längsträgers 3 gleiten die Schrägflächen 24 an den Rasten 20 über die Stirnseite 25 des Längsträgers 3, bis sie auf den Stegen 8, 9 und den Schenkeln 7 liegen. Erreicht die Stirnseite 25 des Längsträgers 3 den Anschlag 15 an der Crashbox 2, fassen die Rasten 20 in die Rastausnehmungen 10 und die Ausnehmungen 19, wobei die den Schrägflächen 24 abgewandten Seitenflächen 26 der Rasten 20 an den dem Anschlag 15 benachbarten Innenseiten 27 der Rastausnehmungen 10 zur Anlage gelangen und damit Längsträger 3 und Crashbox 2 zug- und druckfest lagefixieren.

Die 5 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Anordnung 1a zur Verbindung einer Crashbox 2a mit einem Längsträger 3a, die wie bei der Ausführungsform der 1 bis 4 kastenförmig rechteckig ausgebildet sind. Auch die Crashbox 2a weist einen Anschlag 15 in Form einer Faltung der Wand auf.

Der Längsträger 3a setzt sich aus einer U-förmigen Unterschale 4a und einer U-förmigen Oberschale 5a zusammen. In den Steg 8a und in die Schenkel 7a der Oberschale 5a sowie in den Steg 9a der Unterschale 4a sind Rastausnehmungen 10a eingebracht. Diese wirken mit endseitig an Zungen 21a radial nach außen abgewinkelten Rasten 20a zusammen, die aus dem Steg 17a der Oberschale 12a sowie aus dem Steg 18a und den Schenkeln 14a der Unterschale 11a durch Längsschnitte 28 abgeteilt sind.

Beim Zusammenfügen der Crashbox 2a mit dem Endabschnitt 23a des Längsträgers 3a gleitet der Längsträger 3a über die Rasten 20a und schwenkt dadurch die Zungen 21a radial nach innen. Bei Anlage der Stirnseite 25a des Längsträgers 3a am Anschlag 15 fassen die Rasten 20a in die Rastausnehmungen 10a und stellen auf diese Weise ebenfalls eine lagefixierende Rastverbindung von Crashbox 2a und Längsträger 3a sowohl auf Zug als auch auf Druck her.

Die in der 6 veranschaulichte Ausführungsform einer Anordnung 1b zur Verbindung einer Crashbox 2b mit dem Endabschnitt 23b eines Längsträgers 3b entspricht im Prinzip derjenigen der 5.

Ein Unterschied besteht jedoch darin, dass statt der radial nach außen abgewinkelten Rasten 20a endseitig der Zungen 21a nunmehr radial nach außen gewölbte wulstartige Rasten 20b an den Zungen 21b ausgebildet sind, die in Rastausnehmungen 10b des Längsträgers 3b lagezentrierend fassen, wenn die Stirnseite 25b des Längsträgers 3b am Anschlag 15 der Crashbox 2b anliegt.

1Anordnung 1aAnordnung 1bAnordnung 2Crashbox 2aCrashbox 2bCrashbox 3Längsträger 3aLängsträger 3bLängsträger 4Unterschale v. 3 4aUnterschale v. 3a 5Oberschale v. 3 5aOberschale v. 3a 6Schenkel v. 4 7Schenkel v. 5 7aSchenkel v. 5a 8Steg v. 5 8aSteg v. 5a 9Steg v. 4 9aSteg v. 4a 10Rastausnehmungen in 3 10aRastausnehmungen in 3a 10bRastausnehmungen in 3b 11Unterschale v. 2 11aUnterschale v. 2a 12Oberschale v. 2 12aOberschale v. 2a 13Schenkel v. 12 14Schenkel v. 11 14aSchenkel v. 11a 15Anschlag an 2, 2a, 2b 16Längenabschnitt v. 2 17Steg v. 12 17aSteg v. 12a 18Steg v. 11 18aSteg v. 11a 19Ausnehmungenin 17 20Rasten an 21 20aRasten an 21a 20bRasten an 21b 21Zungen 21aZungen an 2a 21bZungen an 2b 22Längenabschnitt v. 2 23Endabschnitt v. 3 23aEndabschnitt v. 3a 23bEndabschnitt v. 3b 24Schrägflächen an 20 25Stirnseite v. 3 25aStirnseite v. 3a 25bStirnseite v. 3b 26Seitenflächen v. 20 27Innenseiten v. 10 28Schnitte f. 21a

Anspruch[de]
  1. Anordnung zur Verbindung einer Crashbox (2,2a,2b) mit einem Längsträger (3,3a,3b) einer Kraftfahrzeugkarosserie, wobei mindestens der crashboxseitige Endabschnitt (23,23a,23b) des Längsträgers (3,3a,3b) hinsichtlich seines Querschnitts an den Querschnitt der Crashbox (2,2a,2b) angepasst und mit der Crashbox (2,2a,2b) auf Anschlag (15) zusammen gesteckt ist, wobei die Crashbox (2,2a,2b) und der Längsträger (3,3a,3b) durch eine den Endabschnitt (23,23a,23b) und die Crashbox (2,2a,2b) lagefixierende Rastverbindung (21,20,10;21a,20a,10a;21b,20b,10b) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (15) durch eine nach innen oder außen gerichtete Faltung der Wand der Crashbox (2,2a,2b) oder des Längsträgers (3,3a,3b) gebildet ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastverbindung (21,20,10;21a,20a,10a;21b,20b,10b) durch mindestens eine an der Crashbox (2,2a,2b) oder am Längsträger (3,3a,3b) vorgesehene Zunge (21,21a,21b) mit Raste (20,20a,20b) und eine an die Raste (20,20a,20b) angepasste Rastausnehmung (10,10a,10b) in der Wand des Längsträgers (3,3a,3b) und/oder der Crashbox (2,2a,2b) gebildet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (23a) des Längsträgers (3a) die Crashbox (2a) bis zum Anschlag (15) übergreift und die Rastverbindung (21a,20a,10a) durch eine aus einem im Längsträger (3a) liegenden Wandabschnitt der Crashbox (2a) abgeteilte Zunge (21a) mit einer endseitig radial nach außen abgewinkelten Raste (20a) und eine Ausnehmung (10a) in der Wand des Endabschnitts (23a) gebildet ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (23b) des Längsträgers (3b) die Crashbox (2b) bis zum Anschlag (15) übergreift und die Rastverbindung (21b,20b,10b) durch eine aus einem im Längsträger (3b) liegenden Wandabschnitt der Crashbox (2b) abgeteilte Zunge (21b) mit einer radial nach außen gewölbten wulstartigen Raste (20b) und einer Ausnehmung (10b) in der Wand des Endabschnitts (23b) gebildet ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (23) des Längsträgers (3) die Crashbox (2) bis zum Anschlag (15) übergreift und die Rastverbindung (21,20,10) durch eine an der Außenseite der Wand der Crashbox (2) befestigte Zunge (21) mit einer radial nach innen gerichteten Raste (20) und durch eine von der Raste (20) durchsetzte Rastausnehmung (10) in der Wand des Endabschnitts (23) gebildet ist, wobei die Raste (20) zugleich eine Ausnehmung (19) in der Wand des in den Endabschnitt (23) fassenden Längenabschnitts (16) der Crashbox (2) durchsetzt.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com