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Kraftfahrzeugkarosserie für ein Kraftfahrzeug - Dokument DE102006025854A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102006025854A1 06.12.2007
Titel Kraftfahrzeugkarosserie für ein Kraftfahrzeug
Anmelder GM Global Technology Operations, Inc., Detroit, Mich., US
Erfinder Braunbeck, Bardo, 55276 Oppenheim, DE;
Hock, Theobald, 63762 Großostheim, DE;
Nguyen, Viet-Hung, 65197 Wiesbaden, DE
Vertreter Strauß, P., Dipl.-Phys.Univ. MA, Pat.-Anw., 65191 Wiesbaden
DE-Anmeldedatum 02.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006025854
Offenlegungstag 06.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.12.2007
IPC-Hauptklasse B62D 21/15(2006.01)A, F, I, 20060602, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60R 21/02(2006.01)A, L, I, 20060602, B, H, DE   
Zusammenfassung Eine Kraftfahrzeugkarosserie (1) für ein Kraftfahrzeug hat ein Adapterelement (5) zur Anbindung einer aus Aluminium gefertigten Crashbox (4) an einen Längsträger (2). Das Adapterelement (5) ist zur Aufnahme eines Endes der Crashbox (4) topfförmig gestaltet und in den Längsträger (2) eingeführt. Die Kraftfahrzeugkarosserie (1) ist hierdurch besonders einfach aufgebaut.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie für ein Kraftfahrzeug mit einem rohrförmigen, aus Stahl gefertigten Längsträger und mit einer aus Leichtmetall gefertigten Crashbox, wobei die Crashbox an einem in Fahrtrichtung weisenden Ende des Längsträgers befestigt ist.

Solche Kraftfahrzeugkarosserien werden bei heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Die Crashbox dient bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeuges zum Abbau der Aufprallenergie. Meist ist die Crashbox zur Erreichung eines möglichst geringen Gewichts aus Aluminium gefertigt, während der Längsträger aus Stahl besteht. Hierdurch besteht die Gefahr einer Kontaktkorrosion zwischen der Crashbox und dem Längsträger. Daher wird üblicherweise die aus Aluminium gefertigte Crashbox erst nach der Lackierung der aus Stahl gefertigten Bauteile der Kraftfahrzeugkarosserie montiert.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftfahrzeugkarosserie der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie eine Kontaktkorrosion zwischen der Crashbox und dem Längsträger weitgehend vermeidet und ein besonders geringes Gewicht aufweist. Weiterhin soll die Crashbox bereits im unlackierten Karosserierohbau gefügt werden.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Crashbox und der Längsträger von einem Adapterelement getrennt sind, dass das Adapterelement mit dem Längsträger und mit der Crashbox verbunden ist und dass das Adapterelement aus Stahl gefertigt ist.

Durch diese Gestaltung erfolgt durch eine geeignete Materialwahl des Adapterelementes eine galvanische Trennung der Crashbox von dem Längsträger. Hierdurch lässt sich die Crashbox aus einem Material mit einer besonders geringen Dichte fertigen und dennoch eine Kontaktkorrosion mit dem aus Stahl gefertigten Längsträger vermeiden. Die Montage der Crashbox lässt sich daher zudem dank der Erfindung vor der Lackierung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie durchführen. Dies trägt zudem zur Verringerung der Fertigungskosten der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie bei. Dank der Erfindung können die aus Stahl gefertigten Bauteile der Kraftfahrzeugkarosserie kostengünstig durch Punktschweißen verbunden werden. Das Adapterteil ist vorzugsweise an der aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium, gefertigten Crashbox vorfixiert. Diese Vorfixierung kann durch Kleben, Nieten oder Schrauben erfolgen. Weiterhin könnte das Adapterteil beispielsweise im Bereich einer Durchgangsöffnung für eine Querverschraubung geprägt werden, um so eine formschlüssige Vorfixierung herzustellen. Die Crashbox mit dem vorfixierten Adapterteil wird dann in den Längsträger eingeschoben, bis sich die Crashbox in ihrer vorgesehen Position gegenüber dem Längsträger befindet.

Anschließend erfolgt die Punktschweißverbindung der aus Stahl gefertigten Bauteile.

Die Crashbox lässt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vollständig von dem Längsträger trennen, wenn das Adapterelement einen im Querschnitt U-förmigen Abschnitt aufweist und wenn der U-förmige Abschnitt in den rohrförmigen Längsträger eingeführt ist und wenn ein Ende der Crashbox zwischen Schenkeln des U-förmigen Abschnitts gehalten ist. Durch diese Gestaltung wird ein unmittelbarer Kontakt des Längsträgers mit der Crashbox von dem U-förmigen Abschnitt des Adapterelementes vermieden. Daher lassen sich Längsträger und Crashbox aus unterschiedlichen Materialien fertigen, ohne dass eine Kontaktkorrosion zwischen den Bauteilen entsteht. Weiterhin hat hierdurch die Verbindung der Crashbox mit dem Längsträger eine besonders hohe Stabilität.

In Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges soll das mit dem Längsträger verbundene Ende der Crashbox zuverlässig abgestützt werden. Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkarosserie ermöglicht eine besonders zuverlässige Abstützung der Crashbox in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges, wenn das Adapterelement einen von den Schenkeln des U-förmigen Abschnitts abstehenden Kragen hat und wenn sich der Kragen an dem offenen Ende des Längsträgers abstützt.

Das Adapterelement könnte beispielsweise zur Vermeidung von Kontaktkorrosion aus Kunststoff gefertigt sein. Das Adapterelement weist jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine besonders hohe Stabilität auf, wenn das Adapterelement an seiner der Crashbox zugewandten Seite eine Beschichtung aus einem mit dem Längsträger verschweißbaren Material hat.

Diese Beschichtung hat zudem die galvanische Trennung zwischen der Aluminium-Crashbox und dem Adapterteil zur Aufgabe.

Häufig sind Crashboxen zur Erreichung eines möglichst geringen Gewichts aus Aluminium gefertigt. Bei solchen aus Aluminium gefertigten Crashboxen wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Kontaktkorrosion besonders zuverlässig vermieden, wenn die Beschichtung des Adapterelements organisch und metallhaltig ist. Denkbar wäre auch eine andere Beschichtung, solange die galvanische Trennung zwischen dem Adapterelement und der Aluminium-Crashbox gewährleistet ist und gleichzeitig die Schweißbarkeit zwischen Adapterelement und Längsträger sichergestellt ist.

Zur Vereinfachung der Montage des Adapterelementes trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn das in den Längsträger hinein ragende Ende des Adapterelementes Einführschrägen aufweist.

Zur weiteren Erhöhung der Stabilität des Adapterelementes trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn das Adapterelement topfförmig gestaltet ist.

Zur weiteren Erhöhung der Stabilität der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie im Bereich der Anbindung des Adapterelementes mit angrenzenden Bauteilen trägt es bei, wenn das Adapterelement mit dem Längsträger stoffschlüssig verbunden ist.

Die Verbindung der Crashbox mit dem Längsträger gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig, wenn das Adapterelement mit dem Längsträger verschweißt ist. Damit kann die Crashbox im Karosserierohbau in einer automatischen Schweißstation gefügt werden, wobei eine tragende Schraubverbindung in der End- und Fertigmontage später manuell oder automatisch montiert werden kann.

Zur weiteren Erhöhung der Stabilität der Anbindung der Crashbox an den Längsträger trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn zumindest ein Haltebolzen die Crashbox, das Adapterelement und den Längsträger quer zur Fahrtrichtung durchdringt. Dieser Haltebolzen bildet die tragende Verbindung und kann zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung des Adapterelementes mit der Crashbox und dem Längsträger vorgesehen werden, um die vorgesehene Stabilität der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie zu erzeugen. Die Verschweißung zwischen dem Längsträger und dem Adapterelement dient hauptsächlich zur Vorfixierung und Ausrichtung im Karosserierohbau und trägt ebenfalls zur Stabilität und zudem zur dauerhaften Ausrichtung der Crashbox mit dem Längsträger bei.

Eine weitere vorteilhafte Gestaltung der erfindungsgemäßen Crashbox besteht darin, dass das Adapterelement mehrteilig gestaltet ist.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

1 perspektivisch einen in Fahrtrichtung weisenden Teilbereich der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkarosserie,

2 eine Schnittdarstellung durch einen Teilbereich der Kraftfahrzeugkarosserie aus 1 entlang der Linie II-II,

3 eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform des in 2 dargestellten Teilbereichs der Kraftfahrzeugkarosserie.

1 zeigt perspektivisch einen in Fahrtrichtung weisenden Teilbereich einer Kraftfahrzeugkarosserie 1 eines Kraftfahrzeuges mit Längsträgern 2 und mit einem Stoßfängerträger 3. Zwischen dem Stoßfängerträger 3 und den Längsträgern 2 sind Crashboxen 4 angeordnet. Die Längsträger 2 sind aus Stahl und die Crashboxen 4 aus Leichtmetall, wie beispielsweise Aluminium, gefertigt.

2 zeigt in einer Schnittdarstellung entlang der Linie II-II aus 1 die Kraftfahrzeugkarosserie 1 im Bereich der Anbindung einer der Crashboxen 4 an einem der Längsträger 2. Ein dem Stoßfängerträger 3 aus 1 abgewandtes Ende der Crashbox 4 ist in den Längsträger 2 eingeführt. Der Längsträger 2 ist hierfür rohrförmig gefertigt. Zwischen dem Längsträger 2 und der Crashbox 4 ist ein Adapterelement 5 angeordnet. Das Adapterelement 5 ist aus Stahl gefertigt und weist auf seiner der Crashbox 4 zugewandten Seite eine organische und metallhaltige, schweißbare Beschichtung 6 auf. Die organische Beschichtung 6 hat eine zum Verschweißen mit dem Längsträger 2 vorgesehene Beschaffenheit. Das Adapterelement 5 weist in dem dargestellten Schnitt einen U-förmigen Anschnitt 7 auf, mit dem es das in den Längsträger 2 hinein ragende Ende der Crashbox 4 umschließt. Schenkel 8 des U-förmigen Abschnitts 7 trennen die Crashbox 4 von dem Längsträger 2. An den freien Enden der Schenkel 8 weist das Adapterelement 5 abstehende Kragen 9 auf, mit denen es sich an dem freien Ende des Längsträgers 2 abstützt. Die Kragen 9 sind mit dem Längsträger 2 zudem mittels Schweißpunkten 10 verbunden. Die Crashbox 4 weist ebenfalls Befestigungspunkte 11 mit dem Adapterelement 5 auf. Die Befestigungspunkte 11 können durch Nieten, Clinchen, Schrauben, Kleben oder durch Verprägungen erzeugt sein. Weiterhin hat das Adapterelement 5 an seinem in den Längsträger 2 hinein ragenden Ende Einführschrägen 12. Zumindest ein Haltebolzen 13 durchdringt den Längsträger 2, das Adapterelement 5 und die Crashbox 4 quer zur vorgesehenen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges.

3 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform des Teilbereichs der Kraftfahrzeugkarosserie 1, welche sich von der aus 2 nur dadurch unterscheidet, dass ein Adapterelement 5' mehrteilig ausgebildet ist. Die Schenkel 8 des Adapterelements 5' sind damit nicht miteinander verbunden.

1
Kraftfahrzeugkarosserie
2
Längsträger
3
Stoßfängerquerträger
4
Crashbox
5, 5'
Adapterelement
6
Beschichtung
7
U-förmiger Abschnitt
8
Schenkel
9
Kragen
10
Schweißpunkt
11
Befestigungspunkt
12
Einführschrägen
13
Haltebolzen


Anspruch[de]
Kraftfahrzeugkarosserie (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem rohrförmigen, aus Stahl gefertigten Längsträger (2) und mit einer aus Leichtmetall gefertigten Crashbox (4), wobei die Crashbox (4) an einem in Fahrtrichtung weisenden Ende des Längsträgers (2) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Crashbox (4) und der Längsträger (2) von einem Adapterelement (5, 5') getrennt sind, und dass das Adapterelement (5, 5') mit dem Längsträger (2) und mit der Crashbox (4) verbunden ist und dass das Adapterelement (5) aus Stahl gefertigt ist. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (5) einen im Querschnitt U-förmigen Abschnitt (7) aufweist und dass der U-förmige Abschnitt (7) in den rohrförmigen Längsträger (2) eingeführt ist und dass ein Ende der Crashbox (4) zwischen Schenkeln (8) des U-förmigen Abschnitts (7) gehalten ist. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (5) einen von den Schenkeln (8) des U-förmigen Abschnitts (7) abstehenden Kragen (9) hat und dass sich der Kragen (9) an dem offenen Ende des Längsträgers (2) abstützt. Kraftfahrzeugkarosserie nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (5) an seiner der Crashbox (4) zugewandten Seite eine Beschichtung aus einem mit dem Längsträger (2) verschweißbaren Material hat. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (6) des Adapterelements (5) organisch und metallhaltig ist. Kraftfahrzeugkarosserie nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Längsträger (2) hinein ragende Ende des Adapterelementes (5) Einführschrägen (12) aufweist. Kraftfahrzeugkarosserie nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (5) topfförmig gestaltet ist. Kraftfahrzeugkarosserie nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (5, 5') mit der dem Längsträger (2) stoffschlüssig verbunden ist. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (5, 5') mit dem Längsträger (2) verschweißt ist. Kraftfahrzeugkarosserie nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Haltebolzen (13) die Crashbox (4), das Adapterelement (5, 5') und den Längsträger (2) quer zur Fahrtrichtung durchdringt. Kraftfahrzeugkarosserie nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (5') mehrteilig ausgebildet ist.






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