DE102004043202A1

DE102004043202A1 - Abstützelement für Bauteileträger in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102004043202A1
Application number: DE200410043202
Authority: DE
Inventors: Andreas Guthermuth; Jochen Rink
Original assignee: Linde and Wiemann SE and Co KG
Current assignee: Linde and Wiemann SE and Co KG
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2006-03-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abstützelement (1) für Bauteilträger (2, 3) in Kraftfahrzeugen, das an seinem einen Ende mit dem wenigstens einen Bauteilträger (2, 3) und an seinem anderen Ende mit dem Kraftfahrzeug oder Funktionsbauteilen, wie beispielsweise einem Einschubschacht für Audio-/Kommunikationsgeräte, verbindbar ist. Dabei ist das Abstützelement (1) als Verbindungselement für die Bauteilträger (2, 3) ausgebildet (Figur 2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abstützelement für Bauteileträger in Kraftfahrzeugen, das an seinem einen Ende mit dem wenigstens einen Bauteileträger und an seinem anderen Ende mit dem Kraftfahrzeug oder Funktionsbauteilen verbindbar ist.

Solche Abstützelemente, welche an ihrem einen Ende mit wenigstens einem Bauteileträger, beispielsweise für Instrumententafeln, und an ihrem anderen Ende mit dem Kraftfahrzeug selbst oder weiteren Funktionsbauteilen, wie beispielsweise einem Einschubschacht für Audio-/Kommunikationsgeräte, verbindbar sind, sind bereits bekannt. In vielen Anwendungsfällen, insbesondere, wenn sich Bauteileträger nicht von der einen bis zur anderen Kraftfahrzeugseite erstreckt, ist es notwendig, verschiedene Bauteileträger miteinander zu verbinden. Im Falle von Bauteileträgern in Form von Hohlrohren ist es deshalb notwendig, das Hohlrohr mit größerem Durchmesser auf den Durchmesser des kleineren Hohlrohrs zu verjüngen und mittels geeigneter Verbindungsverfahren, beispielsweise Verschweißen, miteinander zu verbinden. Alternativ werden auch Verbindungsmuffen eingesetzt. Der Stand der Technik erfordert deshalb einen hohen Aufwand an Material und verschiedenen Bauteilen sowie genügend Platzbedarf, um diese verschiedenen Bauteile ordnungsgemäß miteinander zu verbinden und in dem Kraftfahrzeugen anzuordnen. Im Falle eines Aufpralls, beispielsweise in Folge eines Unfalls, besteht zusätzlich die Gefahr, dass sich sowohl das Abstützelement als auch der oder die Bauteileträger unkontrolliert verformen und damit eine hohe Verletzungsgefahr für die Fahrzeuginsassen darstellen.

Problem

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Abstützelement für Bauteileträger in Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, mit dem eine Teilreduzierung der Konstruktion von Kraftfahrzeugen ermöglich ist.

Erfindung und vorteilhafte Wirkungen

Bei einem Abstützelement der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Abstützelement das Abstützelement als Verbindungselement für die Bauteileträger ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme ist eine Reduzierung des Teilebedarfs bei der Anordnung von Bauteileträgern in Kraftfahrzeugen erreicht. Durch die Verwendung von weniger Bauteilen ist es zudem möglich, den Platzbedarf beziehungsweise die Raumausnutzung bei der Konstruktion von Kraftfahrzeugen zu optimieren.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Abstützelement wenigstens ein unter Einwirkung einer äußeren Kraft verformbares Strukturelement vorgesehen ist. Durch ein solches Strukturelement ist es ermöglicht, im Falle eines Krafteintrags, beispielsweise in Folge eines Aufpralls bei einem Unfall, das Abstützelement in vorbestimmter Weise kontrolliert zu deformieren. Die eingebrachte Energie wird dabei durch spezielle Ausgestaltung des wenigstens einen Strukturelementes gezielt in bestimmte Bereiche des Strukturelementes selbst oder des Abstützelementes eingeleitet, so dass eine gewünschte und kontrollierte Verformung stattfindet. Verletzungen der Insassen des Kraftfahrzeuges im Falle eines Aufpralls durch die Bauteile, die Bauteileträger und des Abstützelementes sind dabei in erheblichem Umfang minimiert.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Abstützelement mehrere Strukturelemente vorgesehen. Dadurch ist ein noch gezielteres Ein- und Ableiten der Energie im Falle eines Aufpralls in das Abstützelement ermöglicht, so dass das kontrollierte Verformen des Abstützelementes und/oder des wenigstens einen Bauteileträgers noch effektiver gestaltet werden kann.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Abstützelement im wesentlichen plattenförmig auszubilden. Dadurch ist es ermöglicht, die Abstützelemente in einfacher Weise, beispielsweise aus einem Blechband, herzustellen. Verfahrenstechnisch aufwendige Herstellungsmethoden für das Abstützelement sind somit vermieden.

Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass Abstützelement als Hohlkörper auszubilden. Solche Hohlkörper besitzen die Eigenschaft, dass das so gebildete Abstützelement eine erhöhte Steifigkeit aufweist und somit im normalen Fahrzeugbetrieb auftretende Schwingungen und Vibrationen absorbieren kann. Die Schwingungen werden somit nicht auf den Bauteileträger beziehungsweise das Bauteil übertragen, so dass das Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen gesteigert ist.

In die gleiche Richtung zielt die Ausgestaltung, das wenigstens eine Strukturelement als Verstärkungselement an dem Abstützelement anzuordnen.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Strukturelemente als Stege an dem Abstützelement ausgebildet. Solche Stege lassen sich verfahrenstechnisch in einfacher Weise an dem Abstützelement anordnen und können durch spezielle Ausgestaltungen den Bedingungen für ein kontrolliertes Verformen des Abstützelementes gezielt angepasst werden.

Das Gleiche trifft auch für die Ausbildung der Strukturelemente als Sicken zu.

Alternativ ist es natürlich auch möglich, andere Strukturelemente an dem Abstützelement anzuordnen, beispielsweise durch Ausnehmungen in dem Abstützelement. Wenn plattenförmige Abstützelemente verwendet werden, ist es beispielsweise auch möglich, deren Randbereiche abzuwinkeln und auf diese Art und Weise das oder die Strukturelemente zu bilden.

Aus verfahrenstechnischen Gründen bietet es sich an, alle Strukturelemente aus dem gleichen Werkstoff, insbesondere aus hochfesten Werkstoffen, beispielsweise Metalle, herzustellen.

Alternativ ist es auch möglich, insbesondere um ein kontrolliertes Verformen des Abstützelementes im Falle eines Aufpralls zu beeinflussen, für die an dem Abstützelement angeordneten Strukturelemente unterschiedliche Werkstoffe, insbesondere aus hochfesten Werkstoffen, beispielsweise Metalle, zu verwenden. Verschiedene Werkstoffe besitzen verschiedene mechanische und dynamische Eigenschaften, so dass auch durch diese Maßnahme das Verformen des Abstützelementes im Falle eines Aufpralls gesteuert werden kann.

Auch kann es vorgesehen sein, dass verschiedene Strukturelementes gleiche Werkstoffdicken aufweisen.

Alternativ ist es auch möglich, für verschiedene Strukturelemente unterschiedliche Werkstoffdicken zu verwenden, so dass die Verformung der Abstützelemente noch exakter steuerbar ist.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Abstützelement aus einem Blech oder dergleichen Konstruktionselemente mittels eines Umformprozesses, insbesondere eines Ziehprozesses, hergestellt. Das Abstützelement kann somit in einem einzigen Verfahrensschritt erzeugt werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Abstützelement aus einem zu einer Rolle aufgewickelten Blechband oder dergleichen Band, insbesondere einem sogenannten „tailored coil" gefertigt, auf dem eine Vielzahl von Abstützelementen, beispielsweise durch Stanzverfahren, vorkonfektioniert angeordnet sind.

Natürlich ist es auch möglich, ein zu einer Rolle aufgewickeltes Blechband oder dergleichen Band zu verwenden, auf dem die Abstützelemente noch nicht vorkonfektioniert sind. Hierbei werden dann vor einem möglichen Umformprozess, beispielsweise durch ein Stanzverfahren, die Abstützelemente vorkonfektioniert.

Als vorteilhaft hat sich auch erwiesen, dass die Strukturelemente während des Umformprozesses zur Herstellung des Abstützelementes erzeugt werden.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Bauteileträger mit dem Abstützelement durch gängige Verbindungsverfahren, beispielsweise durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden. Die Verbindung kann derart ausgestaltet sein, dass es im Falle eines Aufpralls in Folge eines Unfalls oder dergleichen auch in diesem Verbindungsbereich zu einer kontrollierten Deformation kommt. Die Verletzungsgefahr der Fahrzeuginsassen ist dadurch nochmals minimiert.

Ausführungsbeispiel
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen. 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 erfindungsgemäßen Abstützelementes mit zwei damit verbundenen Bauteileträgern, in einer Draufsicht, und
2 das Abstützelement gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht.
Das in den Figuren dargestellte Abstützelement 1 dient zum Verbinden von Bauteileträgern 2, 3 mit einem Kraftfahrzeug. Damit im Falle eines Aufpralls ein kontrolliertes Verformen des Abstützelementes 1 und/oder der Bauteileträger 2, 3 ermöglicht ist, sind an dem Abstützelement 1 Strukturelemente 5, 6 vorgesehen. Das Abstützelement 1 ist bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel mit zwei Bauteileträgern 2, 3 verbunden. Die Verbindung ist im vorliegenden Fall durch eine Schweißverbindung 4 realisiert. Es sind natürlich auch andere Verbindungsarten denkbar.
Das Abstützelement 1 weist an seiner Berandung Strukturelemente 5 und 6 auf. Diese Strukturelemente 5 und 6 können einstückig an dem Abstützelement 1 ausgebildet sein und im Rahmen eines Umformprozesses durch Abknicken beziehungsweise Abwinkeln der Randbereiche des Abstützelementes 1 hergestellt sein.
Alternativ ist es auch möglich, die Strukturelemente 5 und 6 als gesonderte Bauteile durch gängige Verbindungsarten, beispielsweise Verschweißen oder dergleichen, mit dem Abstützelement 1 zu verbinden.
Die Strukturelemente 5 und 6 können aus dem gleichen Material, insbesondere aus hochfesten Werkstoffen, beispielsweise Metalle, wie das Abstützelement 1 hergestellt sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Strukturelemente 5 und 6 aus einem anderen Material, beispielsweise aus anderen hochfesten Werkstoffen, insbesondere anderen Metallen, herzustellen. Dabei kann es vorgesehen sein, auch die Strukturelemente 5 und 6 aus dem gleichen oder auch aus unterschiedlichen Materialien beziehungsweise Werkstoffen herzustellen. Dazu eignen sich insbesondere hochfeste Werkstoffe, beispielsweise Metalle.
Die Strukturelemente 5 und 6 dienen in erster Linie dazu, bei einem Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis das Abstützelement 1 durch gezielten Energieeintrag kontrolliert und gezielt zu verformen und die Aufprallenergie im wesentlichen zu absorbieren.
Um die Effektivität des gezielten und kontrollierten Verformens des Abstützelementes 1 zu erhöhen, können die Strukturelemente 5 und 6 zusätzlich unterschiedliche Material- beziehungsweise Werkstoffdicken aufweisen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Bauteileträger 2 und 3 als Rohrelement mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet. Um gewichtsparende Teile zu verwenden, ist es dabei vorgesehen, diese Rohre als Hohlkörper auszubilden. Im Falle eines Aufpralls des Fahrzeuges auf ein Hindernis ist dadurch erreicht, dass sich die beiden Bauteileträger 2 und 3 teleskopartig ineinander verschieben und es so zu einer Art Tunnelabstützung der Bauteileträger 2 und 3 gegeneinander kommt. Auch hierbei ergibt sich eine weitere Reduzierung einer Verletzungsgefahr, indem sich die rohrförmig und hohl ausgebildeten Bauteileträger 2 und 3 ineinander verschieben und nicht unkontrolliert in den Fahrgastraum eindringen, beispielsweise wenn sie als Träger einer Instrumententafel dienen. Dabei wirkt auch die Schweißverbindung 4 der Strukturelemente 5 und 6 mit dem Abstützelement als zusätzliches eigenständiges Strukturelement, welche bei einem überhöhten Energieeintrag bei einem Aufprall bricht und somit ein Einschieben des Bauteileträger 3 in den Hohlraum des Bauteileträger 2 ermöglicht.

1: Abstützelement
2: Bauteileträger
3: Bauteileträger
4: Schweißverbindung
5: Strukturelement
6: Strukturelement

Claims

Abstützelement (1) für Bauteileträger (2, 3) in Kraftfahrzeugen, das an seinem einen Ende mit dem wenigstens einen Bauteileträger (2, 3) und an seinem anderen Ende mit dem Kraftfahrzeug oder Funktionsbauteilen, wie beispielsweise einem Einschubschacht für Audio-/Kommunikationsgeräte verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (1) als Verbindungselement für die Bauteileträger (2, 3) ausgebildet ist.
Abstützelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Abstützelement (1) wenigstens ein unter Einwirkung einer äußeren Kraft verformbares Strukturelement (5, 6) vorgesehen ist.
Abstützelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Strukturelemente (5, 6) vorgesehen sind.
Abstützelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es im wesentlichen plattenförmig ausgebildet ist.
Abstützelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es als Hohlkörper ausgebildet ist.
Abstützelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Strukturelement (5, 6) als Verstärkungselement an dem Abstützelement (1) angeordnet ist.
Abstützelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (5, 6) als Stege ausgebildet sind.
Abstützelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (5, 6) als Sicken ausgebildet sind.
Abstützelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (5, 6) bei einem plattenförmigen Abstützelement (1) als abgewinkelte Randbereiche des Abstützelementes (1) ausgebildet sind.
Abstützelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (5, 6) aus dem gleichen Werkstoff, insbesondere aus hochfesten Werkstoffen, beispielsweise Metalle, hergestellt sind.
Abstützelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (5, 6) aus wenigsten zwei verschiedenen Werkstoffen, insbesondere aus hochfesten Werkstoffen, beispielsweise Metalle, hergestellt sind.
Abstützelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (5, 6) gleiche Werkstoffdicken aufweisen.
Abstützelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (5, 6) unterschiedliche Werkstoffdicken aufweisen.
Abstützelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Blech oder dergleichen mittels eines Umformprozesses, insbesondere eines Ziehprozesses, hergestellt ist.
Abstützelement (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem zu einer Rolle aufgewickeltem Blechband oder dergleichen Band gefertigt ist, auf dem eine Vielzahl von Abstützelementen, beispielsweise durch Stanzverfahren, vorkonfektioniert angeordnet sind.
Abstützelement (1) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (5, 6) während des Umformprozesses zur Herstellung des Abstützelementes (1) an diesem erzeugt werden.
Abstützelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteileträger (2, 3) durch eine Schweiß- oder Steckverbindung (4) mit dem Abstützelement (1) verbunden sind.
Abstützelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweiß- oder Steckverbindung (4) als Strukturelement ausgebildet ist.