DE102007026680A1

DE102007026680A1 - Deformationselement

Info

Publication number: DE102007026680A1
Application number: DE200710026680
Authority: DE
Inventors: Pawel Adamski
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2008-12-11
Also published as: ITMI20080479A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Deformationselement (1, 17), das in einer Kofferraummulde einer Aufbaustruktur eines Fahrzeugs im Vorder- und/oder Hinterwagen angeordnet ist, das im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildet ist, wobei sich ein quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteter vorderer Kraftverteilerbereich (2, 20) erstreckt, an dem sich zwei längs nach hinten verlaufende Profilstrukturen (4, 5, 18, 19) anschließen, deren freie Enden aufeinander zu laufen und die sich über einen sich anschließenden Kraftverteilerbereich (3, 22) an der Aufbaustruktur abstützen. Um die Montage weiter zu vereinfachen, wird vorgeschlagen, dass die zwei längsverlaufenden Profilstrukturen (4, 5, 18, 19) als ein einziges Bauteil ausgebildet sind, wobei die Profilstrukturen als Hohlprofile eingeformt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Deformationselement, das in einer Kofferraummulde einer Aufbaustruktur eines Fahrzeugs angeordnet ist gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Sowohl aus der DE 103 60 170 B3 als auch aus der DE 10 2005 004 780 B3 ist ein gattungsgemäßes Deformationselement bekannt. Insbesondere die DE 10 2005 004 780 B3 offenbart für die Kofferraummulde eines Fahrzeugs ein aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestelltes, aus Profilträgern zusammengesetztes Einlegerteil, das bei einem Crash unter geringer Verformung Energie weiterleitet. Das Deformationselement besteht aus einem zusammenhängenden dreieckförmigen Bauteil mit einem quer zum Fahrzeug ausgerichteten – in Fahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen – vorn liegenden Profilträger, an den sich – in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs – nach hinten verlaufende weitere Profilträger anschließen, deren freie hintere Enden über eine querverlaufende Stützplatte miteinander verbunden sind, die sich wiederum am Fahrzeugaufbau abstützt. Durch die Wahl des verwendeten Materials, nämlich faserverstärkter Kunststoff, ergeben sich Gewichtsvorteile, wobei bei Verwendung von vorzugsweise Kohlenstofffasern als Faserverstärkung zusätzlich eine hohe Steifigkeit des Einlegerteils erzielt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Montage für ein gattungsgemäßes Deformationselement weiter zu vereinfachen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Das im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildete Deformationselement umfasst einen vorderen und einen hinteren Kraftverteilerbereich, die durch zwei längs nach hinten verlaufende Profilstrukturen miteinander verbunden sind. Die beiden Profilstrukturen laufen mit ihren freien Enden aufeinander zu und stützen sich über den sich anschließenden hinteren Kraftverteilerbereich an der Aufbaustruktur ab. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die zwei längsverlaufenden Profilstrukturen als ein einziges Bauteil auszubilden. Die Profilstrukturen sind dabei als Hohlprofile in das Bauteil eingeformt. Die beiden Profilstrukturen lassen sich demzufolge in einem Schritt einfach herstellen. Die Montage kann darauf beschränkt werden, die Profilstrukturen an den vorderen und an den hinteren Kraftverteilerbereich anzuschließen. Durch eine veränderte Formgebung der Profilstrukturen im Fertigungsprozess kann das Crashdeformationselement an die unterschiedlichsten Vorbau-/Heckstrukturen angepasst werden.
Vorteilhafterweise können die zwei längsverlaufenden Profilstrukturen durch eine gemeinsame Bodenplatte miteinander verbunden sein. Das hat den Vorteil, dass die Bodenplatte auch zur Kraftübertragung genutzt werden kann.
Eine besonders effektive Kraftübertragung wird erzielt, wenn jede Profilstruktur als nach unten offenes Hutprofil eingeformt ist. Damit erhält die Profilstruktur ein im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt, der wenig Verformung in seine Längsrichtung zulässt.
Verstärkt wird dieser Effekt, wenn die Profilstruktur als doppeltes Hutprofil, nämlich als zwei U-förmige nebeneinander angeordnete Querschnitte, ausgebildet ist, wobei die von den Schenkeln abstehenden Flansche von dem einen Hutprofil in das andere Hutprofil übergehen.
In einfachster Form können die beiden benachbart zueinander liegenden Hutprofilflanken der jeweiligen Profilstruktur durch eine Bodenplatte miteinander verbunden sein. Durch die schräge Ausrichtung der beiden Profilstrukturen erhält die Bodenplatte eine dreieckförmige Grundform.
Die Herstellung des Deformationselementes kann weiter vereinfacht werden, wenn auch der vordere Kraftverteilerbereich einteilig mit den Profilstrukturen, beispielsweise an die Profilstrukturen angeformt, ist. Dies kann insbesondere durch parabelförmiges Anstellen der vorderen Stirnseite gebildet werden.
Gleiches trifft für den hinteren Kraftverteilerbereich zu. Auch dieser kann durch parabelförmiges Anstellen der hinteren Stirnseite gebildet werden.
Alternativ lässt sich der hintere oder auch der vordere Kraftverteilerbereich als separates Trägerprofil ausbilden.
Das Trägerprofil kann dann einen C-förmigen Querschnitt aufweisen, in dessen nach vorne hin offenen Bereich die freien hinteren Enden der Profilstrukturen eingepasst sind. Eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Trägerprofil und den hinteren Enden erspart weitere Montageschritte. Das C-förmige Trägerprofil umgreift sozusagen die freien hinteren Enden der Profilstrukturen und klemmt sie ein.
Um ein Aufstellen des Deformationselements zu vermeiden, kann die angestellte hintere Stirnseite Vorsprünge aufweisen, die sich in entsprechende Ausnehmungen der Aufbaustruktur, insbesondere einer Bugwand des Kofferraums abstützen.
Vorzugsweise sind dazu die Vorsprünge zwischen den Hutprofilen angeordnet.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist das ganze Deformationselement aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt.
In Abhängigkeit der gewünschten Steifigkeit des Deformationselements können die Profilstrukturen über ihren Längsverlauf durch mehrere Faserverbundlagen verstärkt sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein Deformationselement in einer ersten Ausgestaltungsform in einer Ansicht schräg von hinten,
2 ein Deformationselement in einer zweiten Ausgestaltungsform in einer perspektivischen Ansicht schräg von vorn,
3 eine Explosionsdarstellung des in 2 dargestellten Deformationselements sowie
4 ein Deformationselement in einer dritten Ausgestaltungsform in einer Ansicht schräg von hinten.
1 zeigt ein vollständig einteilig ausgeführtes Deformationselement 1 aus faserverstärktem Kunststoff. Das Deformationselement 1 umfasst einen vorderen Kraftverteilerbereich 2 und einen hinteren Kraftverteilerbereich 3. Die beiden Kraftverteilerbereiche 2 und 3 sind jeweils durch zwei Profilstrukturen 4 und 5 miteinander verbunden, wobei die zwei Profilstrukturen 4 und 5 mit ihrem vorderen Ende jeweils am äußeren Randbereich des vorderen Kraftverteilerbereiches 2 angeschlossen sind. Die beiden Profilstrukturen 4 und 5 laufen schräg nach hinten zusammen und schließen dort an den Kraftverteilerbereich 3 an. Jede Profilstruktur 4 bzw. 5 ist als ein doppeltes, nach unten hin offenes Hutprofil 6 bzw. 7 ausgebildet. Unter Hutprofil wird im Rahmen der Erfindung verstanden, dass von einem Rücken 8 jeweils rechts und links zwei Schenkel 9 und 10 abstehen, die an ihrem dem Rücken 8 gegenüberliegenden freien Ende querstehende Flansche 11 und 12 aufweisen. Der Einfachheit halber sind die Bestandteile der anderen Hutprofile mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und um Apostrophstriche erweitert. Um ein doppeltes Hutprofil zu erreichen, gehen die beiden aneinander stoßenden Flansche 11 des linken Hutprofils und Flansch 12' des rechten Hutprofils ineinander über.
Die beiden Profilstrukturen 4 und 5 sind an den benachbart zueinander liegenden Schenkeln 9' und 10'' über eine Bodenplatte 13 miteinander verbunden. Die Bodenplatte 13 erhält aufgrund der schrägen Anordnung beider Profilstrukturen 4 und 5 eine im Wesentlichen dreieckige Grundform.
Der vordere Kraftverteilerbereich 2 ist durch parabelförmiges Anstellen der vorderen Stirnseite 14 gebildet. Die Übergänge zwischen den Hutprofilenden und der vorderen Stirnseite 14 sind fließend, d. h. abgerundet ausgestaltet.
Der hintere Kraftverteilerbereich 3 ist ebenfalls durch parabelförmiges Anstellen der hinteren Stirnseite 15 ausgebildet. Zudem weist die Stirnseite 15 Vorsprünge 16 auf, die vorzugsweise zwischen den Hutprofilen angeordnet sind. Diese Vorsprünge 16 greifen in entsprechende Ausnehmungen der Aufbaustruktur, insbesondere einer Bugwand des Kofferraums, ein und stützen sich dort ab.
Im Unterschied zu dem Deformationselement 1 gemäß 1 ist das Deformationselement 17 zweiteilig ausgebildet. Die beiden schräg nach hinten zusammenverlaufenden Profilstrukturen 18 und 19 sind ähnlich zu denen gemäß 1 ausgebildet. Der vordere Kraftverteilerbereich 2 schließt sich als hochgezogene Stirnseite 20 ebenfalls analog zu 1 an die Profilstrukturen 18 und 19 an. Der hintere Kraftverteilerbereich 22 ist separat ausgebildet von den Profilstrukturen 18, 19 und dem vorderen Kraftverteilerbereich 20. Der hintere Kraftverteilerbereich 22 ist im Wesentlichen C-förmig aufgebaut, wobei das nach vorne hin offene C-Profil die hinteren Enden der Profilstrukturen 18 und 19 eingepasst sind.
Analog zu der separaten Ausgestaltung von hinterem Kraftverteilerbereich 22 und den Profilstrukturen 18 und 19, kann auch der vordere Kraftverteiler 20 als separates Bauteil ausgebildet sein. Es können auch zusätzliche Profilstrukturen vorgesehen werden, wobei sich an der nach hinten zulaufenden Orientierung nichts ändert.
Das Deformationselement 25 unterscheidet sich von den vorgenannten Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Profilstrukturen 26 und 27 in ihrem Längsverlauf durch mehrere Faserverbundlagen 28 verstärkt sind. Dabei werden in Abhängigkeit der gewünschten Steifigkeit von vorne nach hinten die Lagen aufgebracht. Damit wird eine zunehmende Dicke des Deformationselements 25 über dessen Längserstreckung erreicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10360170 B3 [0002]
- DE 102005004780 B3 [0002, 0002]

Claims

Deformationselement, das in einer Kofferraummulde einer Aufbaustruktur eines Fahrzeugs im Vorder- und/oder Hinterwagen angeordnet ist, das im Wesentlichen dreieckförmig ausgebildet ist, wobei sich ein quer zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichteter – in Fahrtrichtung gesehen – vorderer Kraftverteilerbereich (2) erstreckt, an den sich zwei längs nach hinten verlaufende Profilstrukturen (6, 7, 18, 19) anschließen, deren freie Enden aufeinander zulaufen und die sich über einen sich anschließenden hinteren Kraftverteilerbereich (3, 22) an der Aufbaustruktur abstützen, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei längsverlaufenden Profilstrukturen (6, 7, 18, 19) als ein einziges Bauteil ausgebildet sind, wobei die Profilstrukturen (6, 7, 18, 19) als Hohlprofile eingeformt sind.
Deformationselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei längsverlaufenden Profilstrukturen (6, 7, 18, 19) durch eine gemeinsame Bodenplatte (13) miteinander verbunden sind.
Deformationselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Profilstruktur (6, 7, 18, 19) als nach unten offenes Hutprofil ausgebildet ist.
Deformationselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Profilstruktur (6, 7, 18, 19) als nach unten offenes, doppeltes Hutprofil ausgebildet ist.
Deformationselement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, benachbart zueinander liegenden Hutprofilseiten (9', 10'') durch die Bodenplatte (13) miteinander verbunden sind.
Deformationselement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Kraftverteilerbereich (2) durch parabelförmiges Ausstellen der vorderen Stirnseite (14, 20) gebildet ist.
Deformationselement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Kraftverteilerbereich (3) durch parabelförmiges Ausstellen der hinteren Stirnseite (15) gebildet ist.
Deformationselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die angestellte hintere Stirnseite (15) Vorsprünge (16) aufweist, die sich in entsprechenden Ausnehmungen der Aufbaustruktur, insbesondere einer Bugwand des Kofferraums, abstützen.
Deformationselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (16) zwischen den Hutprofilen angeordnet sind.
Deformationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der hintere Kraftverteilerbereich (22) als separates Trägerprofil gebildet ist.
Deformationselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerprofil einen C-förmigen Querschnitt aufweist, in dessen nach vorne hin offenen Bereich die freien hinteren Enden der Profilstrukturen (18, 19) eingepasst sind.
Deformationselement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement aus faserverstärktem Kunststoff besteht.
Deformationselement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstrukturen (26, 27) über ihren Längsverlauf durch mehrere Faserverbundlagen (28) verstärkt sind.