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Die
Erfindung betrifft eine Versteifungsvorrichtung für die Versteifung
von Innenverkleidungsteilen von Fahrzeugen mit einer Sollbruchstelle
sowie ein Bauteil, insbesondere eine Innenverkleidung, das eine
derartige Versteifungsvorrichtung aufweist.
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Es
ist bekannt, Innenverkleidungsteile, beispielsweise Instrumententafeln,
Mittelkonsolen oder Türverkleidungen,
mit geeigneten Versteifungsvorrichtungen auszubilden, um deren Eigenschaften
insbesondere bezüglich
Betriebs- und Crashlasten gezielt zu verbessern.
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Des
Weiteren ist bekannt, derartige Versteifungsvorrichtungen als Rippenstrukturen
auszubilden. Rippenstrukturen haben den Vorteil, dass diese gezielt
an Ort, Stärke
und Richtung der Belastung angepasst werden können und dennoch nur ein relativ geringes
Gewicht besitzen. Rippenstrukturen ermöglichen beispielsweise die
Ausbildung von selbsttragenden Instrumententafeln, d.h., Instrumententafeln mit
genügend
hoher Stabilität,
die ohne Stützung durch
einen Querträger
auskommen.
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Diese
verrippten Bereiche wirken sich aber negativ auf die Sicherheit
der Insassen aus. Die Instrumententafel stellt auch ein Polster
dar, das zur Energieabsorption und sanftes Abbremsen des Passagiers
beiträgt.
Ein Auftreffen des Passagiers auf eine harte Struktur führt zu hohen
Beschleunigungen und zu daraus resultierenden hohen Kräften, die
auf den Passagier wirken und zu einem erhöhten Verletzungsrisiko führen. Dabei
sind die Fälle,
bei denen der Insasse mit dem Kopf oder mit den Knien mit der I-Tafel
in Kontakt kommt besonders kritisch. Damit die Aufschlagenergie
auf einem bestimmten Kraftniveau abgebaut werden kann, muss die
Struktur einen Mindestdeformationsweg bei der vorgegebenen maximalen
Kraft erlauben (bei einem Knieaufschlag bis zu 150mm). Mit einer
beispielsweise durch Rippen stark verstärkten Struktur sind solch Deformationswege
schwer zu realisieren. Oft werden die hierfür erforderlichen Maßnahmen
in Form von unterschiedlichen Airbags umgesetzt, was allerdings
zu erhöhtem Gewicht,
Bauraumanforderungen und Kosten führt.
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Es
ist bekannt, Strukturen mit Sollbruchstellen vorzusehen, um zu gewährleisten,
dass unter bestimmten Bedingungen das durch die Struktur versteifte
Bauteil ausreichend nachgibt oder bricht. Derartige Sollbruchstellen
können
beispielsweise durch Querschnittsreduzierungen, scharfe Übergänge oder Aus schnitte
in der Struktur realisiert sein.
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Nachteil
bekannter mit Sollbruchstellen ausgebildeter Strukturen ist, dass
diese Sollbruchstellen die Struktur nicht nur für Belastungen schwächen, die in
einer gewünschten
Richtung/Achse auf die Sollbruchstelle wirken (die beispielsweise
durch axiale Kräfte
oder Drehmomente hervorgerufen werden), sondern auch für Belastungen,
die in andere Richtungen/Achsen wirken. Für massive Bauteile, die Lasten in
bestimmten Richtungen tragen müssen,
wie beispielsweise oben angegebene Instrumententafel, können derartige
Sollbruchstellen ungeeignet sein, da diese, was insbesondere Höhe und Richtung
der Last betrifft, zu Funktionseinschränkungen führen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Versteifungsvorrichtung
zur Versteifung von Innenverkleidungsteilen von Fahrzeugen mit einer
Sollbruchstelle zu schaffen, die mit einer gezielten Schwächung in
im Wesentlichen nur einer Richtung ausgebildet werden kann. Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bauteil mit einer derartigen
Versteifungsvorrichtung zu schaffen.
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Diese
Aufgaben werden durch eine Versteifungsvorrichtung und ein Bauteil
nach den unabhängigen
Ansprüchen
gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die
Erfindung schafft eine Versteifungsvorrichtung zur Versteifung von
Innenverkleidungsteilen in Fahrzeugen, enthaltend eine Struktur
mit einer Sollbruchstelle, durch die zumindest eine bevorzugte Bruch richtung
der Struktur festgelegt ist, und einen Versteifungseinsatz, der
im Bereich der Sollbruchstelle mit der Struktur fest verbunden ist,
wobei der Versteifungseinsatz derart ausgebildet ist und derart mit
der Struktur verbunden ist, dass er sich zumindest bei Überschreiten
einer zuvor festgelegten, auf die Sollbruchstelle in Richtung der
bevorzugten Bruchrichtung ausgeübten
Maximalbelastung aufgrund der durch eine derartige Belastung bewirkten Formänderung
der Struktur von der Struktur löst,
und im mit der Struktur verbundenen Zustand die Struktur zumindest
in einer zur bevorzugten Bruchrichtung anderen Richtung und/oder
Achse zusätzlich
versteift.
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Durch
den Versteifungseinsatz kann gewährleistet
werden, dass die Versteifungsvorrichtung im Bereich der Sollbruchstelle
der Struktur eine ausreichende Verstärkung auch in durch die Sollbruchstelle geschwächten Richtungen
und/oder Achsen hat, vorzugsweise die durch die Sollbruchstelle
verursachte Schwächung
auf die bevorzugte Bruchrichtung der Versteifungsvorrichtung beschränkt. Dabei
kann der Versteifungseinsatz die Struktur im Bereich der Sollbruchstelle
insbesondere gegen Stauchungen und Dehnungen sowie gegen Torsinn
verstärken.
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Durch
die Formänderung
der Struktur im Bereich des Versteifungseinsatzes ist bestimmt,
wann sich der Versteifungseinsatz von der Struktur löst und damit
ein weiteres Öffnen
der Struktur in der bevorzugten Sollbruchrichtung nicht mehr behindert.
Versteifungseinsatz und Struktur sind deswegen so ausgelegt, dass
die im Falle eines Überschreitens
einer in Richtung der bevorzugten Bruchrichtung ausgeübten Maximalbelastung
bewirkte Formänderung
der Struktur ausreichend für
das Freigeben des Versteifungseinsatzes ist.
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Unter „Loslösen des
Versteifungseinsatzes" soll
im Rahmen dieser Erfindung verstanden werden, dass die feste Verbindung
von Versteifungseinsatz und Struktur aufgehoben wird und der Versteifungseinsatz
das Öffnen
der Struktur in Richtung der bevorzugten Bruchrichtung nicht mehr
behindern kann. Eine vollständige
Trennung der beiden Elemente ist möglich, aber nicht zwingend
notwendig.
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Die
Struktur kann beispielsweise durch eine Rippenstruktur gegeben sein.
Auch massive Strukturen sind denkbar. Insbesondere können die
Strukturen in Form eines länglichen
Steges ausgebildet sein.
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Vorzugsweise
ist der Versteifungseinsatz in der Struktur eingespritzt oder eingepresst.
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Vorzugsweise
ist die Struktur aus einem polymeren Material, insbesondere einem
polymeren Kunststoff, aufgebaut. Der Kunststoff kann insbesondere
Zusätze
wie Mineralien oder Fasern aufweisen.
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Der
Versteifungseinsatz kann aus einem Metall und/oder aus einem polymeren
Kunststoff bestehen. Dem Kunststoff können Zusätze, insbesondere Mineralien
oder Fasern, beigefügt
sein.
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Es
ist grundsätzlich
möglich,
dass Versteifungseinsatz und Struktur aus demselben Material bestehen.
Um eine Materialverbindung zwischen den beiden Bauteilen zu verhindern,
die ein Loslösen
des Versteifungseinsatzes behindern könnte, kann an geeigneten Stellen
zwischen Versteifungselement und Struktur ein Trennmittel vorgesehen
sein.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Versteifungseinsatz über einen Formschluss
mit der Struktur verbunden ist, und der Formschluss von Versteifungseinsatz
und Struktur derart ausgebildet ist, dass der Formschluss sich bei Überschreiten
einer zuvor festgelegten, auf die Sollbruchstelle in Richtung der
bevorzugten Bruchrichtung ausgeübten
Maximalbelastung aufgrund der hierdurch bewirkten Formänderung
der Struktur zur Freigabe des Versteifungseinsatzes aufhebt.
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Durch
einen derartigen Formschluss ist gewährleistet, dass der Versteifungseinsatz
sich nicht unerwünscht
von der Struktur ablöst.
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Vorzugsweise
ist der Formschluss im Bereich der Sollbruchstelle der Struktur
realisiert, da in diesem Bereich die Formänderung der Struktur üblicherweise
am größten ist,
und somit ein Formschluss von Versteifungseinsatz und Struktur aufgrund
der Formänderung
der Struktur relativ einfach lösbar
ist.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Sollbruchstelle
in der Struktur in Form einer Aussparung, vorzugsweise als keilförmige Aussparung,
ausgebildet ist.
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Vorzugsweise
ist die die Sollbruchstelle definierende Aussparung in Richtung
der bevorzugten Bruchrichtung offen wodurch gewährleistet ist, dass sich die
Sollbruchstelle bei Krafteinwirkung in Richtung der bevorzugten
Bruchrichtung ohne wesentliche Behinderung aufbiegen und brechen
kann. Die im Bereich der Sollbruchstelle in ihrer Stärke reduzierte
Struktur bildet in diesem Falle ein Scharnier. Grundsätzlich ist es
ebenfalls möglich,
dass die Struktur durch die Aussparung vollständig unterbrochen ist.
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Vorzugsweise
verjüngt
sich die Aussparung gegen die bevorzugte Bruchrichtung und ist besonders
bevorzugt keilförmig
ausgebildet. Auch andere Formen sind möglich, beispielsweise Aussparungen mit
rechteckförmigem
oder halbkreisartigem Profil.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Aussparung
in ihren Seitenwänden
einen Einschnitt aufweist, durch den ein Hinterschnitt gebildet
wird, und in diesen Einschnitt der Versteifungseinsatz zur Bildung
eines Formschlusses mit der Struktur eingreift.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Versteifungseinsatz
zumindest bereichsweise die die Sollbruchstelle der Struktur bildende
Aussparung ausfüllt.
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Durch
zumindest bereichsweises Ausfüllen der
die Sollbruchstelle der Struktur bildenden Aussparung ist es möglich, effektiv
Kräfte über die
Aussparung hinweg weiterzuleiten, insbesondere von einer Seitenwand
der Aussparung an die gegenüberliegenden
Seitenwand weiterzugeben. Auf diese Weise kann die Versteifungsvorrichtung
im Bereich der Sollbruchstelle der Struktur durch den Versteifungseinsatz
effektiv gegen Belastung auf Druck und somit gegen Stauchungen verstärkt werden,
sowie gegen Torsinnen, die zu einer zumindest bereichsweisen Reduzierung
der Aussparung führen
würden.
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Vorzugsweise
ist der Versteifungseinsatz derart ausgebildet, dass er den gesamten
Raum der die Soll bruchstelle definierenden Aussparung (bei unbelasteter
Struktur) ausfüllt.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Struktur
im Bereich des Sollbruchstelle ein quaderförmiges Profil aufweist und
der Versteifungseinsatz ein U-förmiges
Profil aufweist, und der Versteifungseinsatz derart angeordnet ist,
dass dieser die Sollbruchstelle rückseitig, also die Seite der
Struktur, die der Seite gegenüberliegt,
an die eine in der bevorzugten Belastungsrichtung wirkende Kraft
angreifen würde,
unterseitig und oberseitig abdeckt.
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Der
Versteifungseinsatz verstärkt
auf diese Weise die Versteifungsvorrichtung im Bereich der Sollbruchstelle
gegen Torsinn.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Versteifungseinsatz
zwei Seitenflächen
aufweist, die dem Verlauf der Struktur folgend rechts- und linksseitig
der Sollbruchstelle in die Struktur eingreifen.
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Der
Versteifungseinsatz verstärkt
auf diese Weise die Versteifungsvorrichtung im Bereich der Sollbruchstelle
der Struktur gegen Zugbelastung (Dehnung) und/oder Druckbelastung
(Stauchung), sowie gegen Torsinn.
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Vorzugsweise
sind die Innenflächen
der Seitenflächen
des Versteifungseinsatzes und die einer Innenfläche gegenüberliegende Oberfläche der Struktur
spaltfrei nebeneinander angeordnet. Auf diese Weise wird eine Belastung
der Struktur im Bereich der Sollbruchstelle auf Zug sofort vom Versteifungseinsatz
aufgefangen und über
die Sollbruchstelle hinweg an den zur Soll bruchstelle benachbarten
Teil der Struktur weitergeleitet.
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Vorzugsweise
sind die Außenflächen der Seitenflächen des
Versteifungseinsatzes und die einer Außenfläche gegenüberliegende Oberfläche der Struktur
spaltfrei nebeneinander angeordnet. Auf diese Weise wird eine Belastung
der Struktur im Bereich der Sollbruchstelle auf Druck sofort aufgefangen
und über
die Sollbruchstelle hinweg an den zur Sollbruchstelle benachbarten
Teil der Struktur weitergeleitet.
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Die
Winkel, unter denen die Seitenwände
in die Struktur eingreifen sind dabei an die Auslegung der Struktur
anzupassen, damit gewährleistet
ist, dass die Seitenwände
die Öffnung
der Sollbruchstelle im Falle einer in der bevorzugten Bruchrichtung wirkenden
Belastung nicht blockieren.
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Des
Weiteren schafft die Erfindung ein Bauteil, insbesondere eine Innenverkleidung
eines Fahrzeuginnenraums, enthaltend eine Versteifungsvorrichtung
nach einem der Ansprüche
1 bis 7 und ein flächiges
Element, wobei die Vorrichtung auf einer Seite des flächigen Elementes
zur Verstärkung
des flächigen
Elementes angeordnet ist.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Versteifungsvorrichtung
ist es möglich,
ein flächiges
Element geeignet zu verstärken,
gleichzeitig aber zu gewährleisten,
dass ein derartiges Bauteil im Falle des Überschreitens einer definierten
Maximalbelastung in einer festgelegten Richtung genügend nachgibt.
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Die
Sollbruchstelle der Struktur definiert den Bereich, an dem das Bauteil
nachgibt. Ein wirkliches mechanisches „Brechen" der Sollbruchstelle bei jedwedem Überschreiten
der Maximalbelastung in Richtung der bevorzugten Belastungsrichtung
kann, muss aber nicht auftreten. Beispielsweise ist auch ein bloßes Aufbiegen
der Struktur in einem begrenzten, über der Maximalbelastung liegenden
Bereich ohne Auftreten eines Bruchs grundsätzlich möglich und auch erfindungsgemäß bevorzugt.
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Vorzugsweise
sind flächiges
Element und Struktur einstückig
ausgebildet.
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Vorzugsweise
bestehen flächiges
Element und Struktur aus dem selben Material. Als Material eignet
sich beispielsweise ein polymerer Kunststoff, der zu dem Zusätze wie
Mineralien und/oder Fasern enthalten kann.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das flächiges Element
und die Versteifungsvorrichtung derart ausgebildet sind, dass sich bei
einer in der bevorzugten Richtung wirkenden über die Maximalbelastung hinausgehenden
Kraft die Versteifungsvorrichtung an der Sollbruchstelle unter Loslösung des
Versteifungseinsatzes zumindest teilweise öffnet, das flächige Element
aber ohne zu brechen flexibel nachgibt.
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Vorteil
ist, dass durch ein Öffnen
der Struktur der Versteifungsvorrichtung möglicherweise entstehende scharfe
Kanten in einem Belastungsbereich, der über die Maximalbelastung hinausgeht,
durch das flächige
Element verdeckt bleiben und somit kein Verletzungsrisiko darstellen.
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Eine
geeignete Flexibilität
des flächigen
Elementes kann beispielsweise durch die Wahl des Materials und die
Formgebung des flächigen
Elementes, insbesondere der Wandstärke des flächigen Elementes, erreicht
werden.
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Ein
derartiges Bauteil eignet sich als Bestandteil einer Innenverkleidung
für Fahrzeuge,
insbesondere als Bestandteil einer Instrumententafel, Mittelkonsole
oder Türverkleidung.
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Das
Bauteil kann insbesondere als Träger
einer Instrumententafel ausgebildet werden, insbesondere als Träger einer
selbsttragenden Instrumententafel. Auf der der Versteifungsvorrichtung
gegenüber
liegenden Oberfläche
des flächigen
Elementes können
weitere Schichten wie eine Schaumschicht und eine die Sichtseite
der I-Tafel bildende Deckschicht aus beispielsweise einer Folie
oder einer Haut aufgebracht sein.
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Die
Erfindung ermöglicht
es, die Instrumententafel mit einer den Hauptbelastungsrichtungen
angepassten ausreichenden Stabilität auszubilden. Im gleichen
Zuge ist es möglich,
zu gewährleisten,
dass insbesondere bei einem harten Auftreffen von einem Fahrzeuginsassen
auf die Oberfläche
der Instrumententafel die Instrumententafel genügend nachgeben kann.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels, welches durch
drei Figuren dargestellt ist, näher
erläutert.
Dabei zeigt:
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1 einen
Ausschnitt einer Instrumententafel mit einer erfindungsgemäßen Versteifungsvorrichtung,
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2 den
Ausschnitt der Instrumententafel mit einer erfindungsgemäßen Versteifungsvorrichtung
unter Weglassung des zur Versteifungsvorrichtung gehörenden Versteifungseinsatzes,
und
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3 den
Versteifungseinsatz der Versteifungsvorrichtung.
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1 zeigt
einen Ausschnitt einer selbststragenden Instrumententafel 1,
die eine erfindungsgemäße Versteifungsvorrichtung
enthält.
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Die
Versteifungsvorrichtung enthält
eine stegförmig
mit Rippen ausgebildete Struktur 2 mit einer Sollbruchstelle 3,
durch die eine bevorzugte Bruchrichtung der Struktur 2 festgelegt
ist, und einen Versteifungseinsatz 4, der im Bereich der
Sollbruchstelle 2 mit der Struktur 2 verbunden
ist (siehe auch schon 2 und 3). Die
Versteifungsvorrichtung ist mit einem flächigen Element 7 auf
einer Seite des flächigen
Elementes 7 mit diesem fest verbunden und bildet mit diesem
zusammen den Träger
der Instrumententafel 1.
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Der
Versteifungseinsatz 4 ist derart ausgebildet und derart
mit der Struktur 2 verbunden, dass er sich zumindest bei Überschreiten
einer zuvor festgelegten, auf die Sollbruchstelle 3 in
Richtung F (x-Achse in den Figuren) der bevorzugten Bruchrichtung ausgeübten Maximalbelastung
bewirkten Formänderung
der Struktur 2 von der Struktur löst, und im mit der Struktur 2 verbundenen
Zustand die Struktur 2 zumindest in einer zur bevorzugten
Bruchrichtung anderen Richtung und in einer anderen Achse zusätzlich versteift.
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Die
Sollbruchstelle 3 (siehe 2) in der Struktur 2 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
als keilförmige
Aussparung in einem massiven, quaderförmigen Teilabschnitt der ansonsten
rippenförmigen Struktur 2 ausgebildet.
Die Aussparung ist in Richtung der bevorzugten Bruchrichtung geöffnet und verjüngt sich
in Richtung flächiges
Element 7 (x-Achse). Die rechts- und linksseitig der Sollbruchstelle 3 liegenden
Abschnitte der Struktur 2 bleiben dabei über einen
stark in seiner Wandstärke
reduzierten, an der Spitze der V-förmigen Aussparung liegenden Bereich 8 der
Struktur 2 miteinander verbunden.
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Des
Weiteren weist die die Sollbruchstelle 3 bildende Aussparung
in ihren gegenüberliegenden Seitenwänden einen
Einschnitt 5 auf, durch den ein Hinterschnitt gebildet
wird. Der Einschnitt 5 ist ebenfalls keilförmig ausgebildet
und weist dieselbe Orientierung wie die Aussparung 3 auf,
besitzt allerdings einen größeren Öffnungswinkel,
wodurch der Hinterschnitt gebildet wird.
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Rechts-
und linksseitig der Sollbruchstelle 3 sind im massiven
Teilabschnitt der Struktur 2 zwei in Richtung der bevorzugten
Bruchrichtung orientierte (xz-Ebene)
schmale Einschnitte 9a, 9b eingebracht. Die Tiefe
der Einschnitte beträgt
die Hälfte
der Höhe der
Struktur 2.
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Der
Versteifungseinsatz 4 (siehe 1 und 3)
ist über
Formschluss mit der Struktur 2 verbunden, wobei der Formschluss
von Versteifungseinsatz 4 und Struktur 2 derart
ausgebildet ist, dass der Formschluss sich bei Überschreiten der zuvor festgelegten
auf die Sollbruchstelle 3 in Richtung F der bevorzugten
Bruchrichtung ausgeübten
Kraft aufgrund der hierdurch bewirkten Formänderung der Struktur 2 zur
Freigabe des Versteifungseinsatzes 4 aufhebt.
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In
diesem Falle weist der Versteifungseinsatz eine massive keilförmige Ausformung 10 auf,
die in ihrer Form der Aussparung 3 einschließlich des Hinterschnitts 5 der
Struktur 2 entspricht (im unbelasteten Zustand der Struktur 2).
Im mit der Struktur verbundenen Zustand greift diese Ausformung 10 in
die Aussparung 3 ein und füllt diese vollständig aus,
wodurch auch der Formschluss zwischen Versteifungseinsatz 4 und
Struktur 2 gebildet wird.
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Der
Versteifungseinsatz weist drei U-förmig angeordnete flächige Außenwände 11a, 11b und 11c auf,
welche die Ausformung 10 umschließen. Die Außenwände 11a, 11b und 11b sind
derart ausgebildet, dass diese die drei restlichen Außenflächen des
quaderförmigen
massiven Teilabschnitts der Struktur 2, also die Rückseite
der Sollbruchstelle 3, die Unter- und die Oberseite, im
Bereich der Sollbruchstelle 3 und etwas über diesen
Bereich hinaus nahezu spaltfrei überdecken
(die vierte Außenfläche liegt
am flächigen
Element 7).
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Des
Weiteren weist der Versteifungseinsatz 4 zwei flächige Seitenwände 6a und 6b auf.
Diese Seitenwände
schließen
die U-förmig
angeordneten Außenflächen 11a, 11b und 11c an
deren Seiten bis zu halben Höhe
ab. Im mit der Struktur 2 verbundenen Zustand greifen die
Seitenwände 6a und 6b nahezu
vollständig
und nahezu spaltfrei in die rechts- und linksseitig der Sollbruchstelle 3 liegenden
Einschnitte 9a bzw. 9b des massiven Teilabschnitts
der Struktur ein.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist der Versteifungseinsatz 4 aus Metall, hier aus Aluminium, ausgebil det.
Die Struktur 2 und das flächige Element 7 sind
einstückig
aus demselben Material, hier ein Polypropylen mit einem Anteil an
Langglasfasern, gebildet. Der Versteifungseinsatz wurde im Rahmen eines
Spritzgussverfahrens zur Herstellung des flächigen Elements 7 und
der Struktur 2 mittels Umspritzens in das Bauteil 1 integriert.
Das flächige
Element hat eine Wandstärke
von 2 mm. Es ist genügend
flexibel, dass die Maximalbelastung in einem ausreichenden Bereich überschritten
werden kann, ohne dass das flächige
Element bricht.
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Im
Folgenden soll kurz die Wirkungsweise des Versteifungseinsatzes
bei unterschiedlichen Lastfällen
erläutert
werden.
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Kraft
in x-Richtung – Biegung
um die z-Achse: Dieser Lastfalls entspricht dem Aufprall eines Insassen
auf das Innenverkleidungsteil, dargestellt durch die Kraft F in
der 1. Eine derartige Kraft normal zum flächigen Element 7 verursacht
eine Biegung um die z-Achse. Durch die in dieser Richtung orientierte
Sollbruchstelle 3 der Struktur 2 ist die Steifigkeit
des Bauteils genügend
reduziert, so dass das Bauteil bei Überschreiten der Maximalbelastung
unter Loslösung
des Versteifungseinsatzes 4 genügend deformieren kann.
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Kraft
in y-Richtung – Zug/Druck-Belastung: Als
Ursachen hierfür
zählen
die normalen Betriebslasten sowie Crashlasten, insbesondere Seitencrashlasten.
Bei einer Druckbeanspruchung wird die Kraft durch die Seitenwände der
keilförmigen
Ausformung 10 des Versteifungseinsatzes über die
Sollbruchstelle 3 hinweg weitergeleitet. Bei einer Zugbeanspruchung
werden die Kräfte
durch die Seitenwände 6a, 6b des
Versteifungs einsatzes 4, die das U-Profil des Einsatzes 4 schließen, übertragen.
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Kraft
in z-Richtung – Biegung
um die x-Achse: Als Ursachen hierfür zählen vor allem Lasten, die durch
das Gewicht, das die Struktur tragen muss, verursacht werden. In
diesem Fall werden die Kräfte hauptsächlich von
den zwei gegenüberliegenden
Außenwänden 11a, 11c des
Versteifungseinsatzes 4 weitergeleitet, aber auch durch
die Seitenwände
der keilförmigen
Ausformung 10 sowie durch die Seitenwände 6a, 6b,
die das U-Profil schließen.
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Torsinn
um die y-Achse: In diesem Falle werden die Kräfte durch die drei Außenwände 11a, 11b und 11c des
Versteifungseinsatzes übertragen.
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Die
zusätzliche
Spitze der keilförmigen
Ausformung 10 gewährleistet
einen Formschluss zwischen Versteifungseinsatz 4 und Struktur 2 bei
allen Betriebs- und Crashlasten. Nur im Falle eines Aufschlages
eines Insassens, d.h., bei Überschreiten
einer festgelegten Maximalbelastung, wird dieser Formschluss durch
die Öffnung
der Sollbruchstelle 3 aufgehoben, so dass der Versteifungseinsatz 4 die Deformation
des Bauteils nicht blockieren kann.