DE102008010720A1

DE102008010720A1 - Aufprallträger für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008010720A1
Application number: DE200810010720
Authority: DE
Inventors: Wilfried Rodermund
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2009-08-27

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, einen im Hinblick auf den Stand der Technik verbesserten Aufprallträger (1) für ein Fahrzeug zu schaffen, der einfach und kostengünstig herstellbar und montierbar ist, sowie in weiten Grenzen eine Anpassung der Festigkeit/Steifigkeit an bestimmte Crashanforderungen, beispielsweise in Abhängigkeit vom Anbauort innerhalb der Fahrzeugkarosserie gestattet. Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch einen Aufprallträger (1) mit einem im Querschnitt geschlossenen oder offenen Hohlprofil (2), wobei zumindest eine Wandung (4) des Hohlprofils (2) wenigstens einen sich in Längsrichtung desselben erstreckenden taschenförmigen Profilquerschnitt (5, 5', 5'') zur formschlüssigen Aufnahme zumindest eines als Einschub gestalteten Verstärkungsprofils (6, 6', 6'') aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufprallträger für ein Fahrzeug gemäß der Merkmalskombination des Anspruchs 1.
Aufprallträger an Fahrzeugen, wie insbesondere Seitenaufprallträger, die ihrerseits beispielsweise als Türaufprallträger an Kraftfahrzeugen Verwendung finden und zur Crashsicherheit beitragen, sind seit geraumer Zeit bekannt. So haben besagte Türaufprallträger die Aufgabe, Crashenergie im Bereich der Fahrzeugtüren zu absorbieren und ferner ausreichend Überlebensraum für die Fahrgäste innerhalb der Fahrgastzelle zu gewährleisten. Die Deformation der betreffenden Fahrzeugtür muss dabei derart begrenzt werden, dass beispielsweise auch für einen Seitenairbag noch ausreichend Entfaltungsraum zwischen der Fahrzeugtür und dem benachbarten Fahrzeugsitz besteht.
Besagte Türaufprallträger werden herkömmlich überwiegend durch Tiefziehteile aus hochfestem Stahl, durch Stahlrohre, durch pressgehärtete oder ultrahochfeste Stahlprofile oder auch durch Stranggussprofile aus Stahl oder Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium, gebildet, wobei im letztgenannten Fall die gewünschte Festigkeit bzw. Steifigkeit des Türaufprallträgers insbesondere durch die gewählte Profilgestaltung sowie durch dessen Materialstärke erzielt wird.
Verbesserte Crashsicherheit sowie Gewichtseinsparung bei reduzierten Kosten sind auch im Hinblick auf besagte Aufprallträger wichtige Kriterien.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Aufprallträger für ein Fahrzeug zu schaffen, der einfach und kostengünstig herstellbar und montierbar ist, sowie in weiten Grenzen eine Anpassung der Festigkeit/Steifigkeit an bestimmte Crashanforderungen, beispielsweise in Abhängigkeit vom Anbauort innerhalb der Fahrzeugkarosserie gestattet.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch einen Aufprallträger für ein Fahrzeug, mit einem im Querschnitt geschlossenen oder offenen Hohlprofil, wobei zumindest eine Wandung des Hohlprofils wenigstens einen sich in Längsrichtung desselben erstreckenden taschenförmiger Profilquerschnitt zur formschlüssigen Aufnahme zumindest eines als Einschub gestalteten Verstärkungsprofils aufweist.
Durch diese Maßnahme ist es vorteilhaft gestattet, den Aufprallträger in Anpassung an ganz bestimmte Crashanforderungen mit einem oder mit mehreren äußerst einfach gestalteten und demgemäß einfach und kostengünstig herstellbaren Verstärkungsprofilen zu versehen, indem der oder die Verstärkungsprofile in den wenigstens einen taschenförmigen Profilquerschnitt eingeschoben werden.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
Danach ist das Hohlprofil samt dem besagten taschenförmigen Profilquerschnitt vorteilhaft aus einer Blechplatine nach einem an sich bekannten Rollformprozess hergestellt. Vorteilhaft kann ferner ein im Querschnittgeschlossenes Hohlprofil aus einer oder aus mehreren Blechplatinen nach einem an sich bekannten kombinierten Rollform-/Schweißprozess hergestellt und vorzugsweise mittels Laserschweißung in der Linie geschweißt sein. Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist das Hohlprofil samt dem zumindest einen taschenförmigen Profilquerschnitt derart ausgebildet, dass eine Bestückung des taschenförmigen Profilquerschnittes mit dem zumindest einen als Einschub gestalteten Verstärkungsprofil in Längsrichtung des Hohlprofils gestattet ist. Besagte formschlüssige Aufnahme des Verstärkungsprofils kann je Wandung mittels zumindest einer, vorzugsweise zweier gegenüberliegend angeordneter und in den taschenförmigen Profilquerschnitt der Wandung eingeformter sowie sich ebenfalls in Längsrichtung des taschenförmigen Profilquerschnittes erstreckender Führungsnuten bewerkstelligt sein. Demgegenüber kann es auch angezeigt sein, besagte formschlüssige Aufnahme des Verstärkungsprofils durch einen weitestgehend rohrförmigen, jedoch seitlich offenen taschenförmigen Profilquerschnitt der Wandung zu bewerkstelligen. Vorteilhaft kann der wenigstens eine taschenförmige Profilquerschnitt in der Außen- oder in der Innenkontur der zumindest einen Wandung des Hohlprofils ausgebildet sein. Überdies kann sowohl in der Außen- als auch in der Innenkontur der zumindest einen Wandung des Hohlprofils wenigstens ein taschenförmiger Profilquerschnitt ausgebildet sein. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Verstärkungsprofil zusätzlich stoffschlüssig und/oder vermittels an sich bekannter mechanischer Befestigungselemente im taschenförmigen Profilquerschnitt festlegbar ist. Zweckmäßigerweise ist das Hohlprofil hierbei aus einem durch Rollformen leicht umformbaren Stahl- oder Leichtmetall gebildet. Für das zumindest eine Verstärkungsprofil bietet sich dagegen ein hochfester oder ultrahochfester Stahl an. Wie die Erfindung noch vorsieht, kann das zumindest eine Verstärkungsprofil belastungsoptimiert lediglich in dem Trägerabschnitt des Aufprallträgers angeordnet sein, wo im Crashfall das größte Biegemoment zu erwarten ist. Was das zumindest eine Verstärkungsprofil weiter anbelangt, kann dasselbe als im Querschnitt offenes oder geschlossenes Hohlprofil oder als Vollprofil ausgebildet sein. Weiter vorteilhaft ist das zumindest eine Verstärkungsprofil in Anpassung an ganz bestimmte Crashanforderungen aus einer Mehrzahl vorgehaltener Verstärkungsprofile mit unterschiedlichen Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften gewählt. In umfangreichen Versuchen hat sich besagter Aufprallträger als Seitenaufprallträger, insbesondere Türaufprallträger, besonders bewährt. Die Erfindung umfasst auch ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Aufprallträger der erfindungsgemäßen Art.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäß ausgestalteten Aufprallträger in einer Draufsicht, und
2 den Schnitt I-I nach 1.
Gemäß den 1 und 2 ist der Aufprallträger 1 durch ein lang gestrecktes Hohlprofil 2 gebildet, welches endseitig einstückig angeformte oder zusätzlich angebrachte Anbindungsstrukturen 3 zur Festlegung des Aufprallträgers 1 an einer nicht näher dargestellten, tragenden Struktur aufweist.
So kann der Aufprallträger 1 beispielsweise als Seitenaufprallträger, insbesondere Türaufprallträger einer Fahrzeugtür eines Kraftfahrzeugs Verwendung finden, wobei besagte Anbindungsstrukturen 3 des Aufprallträgers beispielsweise einenends im Bereich des Türschlosses oder an demselben und anderenends im Bereich eines Türscharniers oder an demselben festgelegt sind (nicht näher dargestellt). Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf Türaufprallträger, sondern erfasst jedweden Anwendungsfall an Fahrzeugen zur Absorption von Anstoßenergie im Falle eines Crashereignisses.
Wie insbesondere der 2 entnehmbar ist, wird vorliegend ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil 2 favorisiert, dessen Profilform auf die Grundgeometrie eines Kastenprofils zurückgeführt ist. Durch die Erfindung sind jedoch auch im Querschnitt offene Hohlprofile 2 mit erfasst (nicht näher dargestellt).
Zumindest eine Wandung 4, vorliegend alle vier Wandungen 4 des im Querschnitt geschlossenen Hohlprofils 2 weisen sowohl in ihrer Außen- als auch ihrer Innenkontur zumindest einen sich in Längsrichtung des Hohlprofils 2 erstreckenden taschenförmige Profilquerschnitt 5, 5' zur Aufnahme zumindest eines als Einschub gestalteten Verstärkungsprofils 6, 6' auf.
Das Hohlprofil 2 samt den taschenförmigen Profilquerschnitten 5, 5' ist aus einer oder aus mehreren nicht näher dargestellten Blechplatinen nach einem einschlägig in der Fachwelt bekannten und demgemäß nicht näher zu beschreibenden Rollformprozess hergestellt, wobei aufgrund der vorliegend favorisierten Ausbildung des Hohlprofils 2 als im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil 2 es sich anbietet, dasselbe nach einem an sich bekannten kombinierten Rollform-/Schweißprozess herzustellen, indem das im Querschnitt geschlossene Hohlprofil 2 nach Umformung der Blechplatine/n vorzugsweise mittels Laserschweißung in der Linie geschweißt wird.
Durch die Ausbildung der taschenförmigen Profilquerschnitte 5, 5' nach einem derartigen Rollformprozess kann auch bei Verwendung von Blechen aus durch Rollformen leicht umformbaren Stahl oder Leichtmetall, wie Aluminium, mit relativ geringer Wandungsstärke eine ausreichend hohe Steifigkeit und Festigkeit des Hohlprofils 2 als Ganzes erzeugt werden, da die Wandungen 4 einer Mehrzahl von Umformschritten unterzogen werden, die unter anderem zu einer Verfestigung des Materials an sich führen.
Wie aus 2 weiter zu entnehmen ist, ist das Hohlprofil 2 samt den taschenförmigen Profilquerschnitten 4, 4' derart ausgebildet, dass eine Bestückung derselben mit zumindest einem als Einschub gestalteten Verstärkungsprofil 6, 6' in Längsrichtung des Hohlprofils 2 gestattet ist.
Die taschenförmigen Profilquerschnitte 5, 5' der Wandungen 4 verfügen vorliegend jeweils über zwei gegenüberliegend angeordnete und in die taschenförmigen Profilquerschnitte 5, 5' während der Umformung durch Rollformen eingeformte Führungsnuten 7, die ihrerseits sich ebenfalls in Längsrichtung des Hohlprofils 2 respektive des taschenförmigen Profilquerschnittes 5, 5' erstrecken.
In besagte Führungsnuten 7 können vorteilhaft von der Stirnseite des Hohlprofils 1 her Verstärkungsprofile 6, 6' mit einem einfachen Materialquerschnitt, wie z. B. die in 2 gezeigten Verstärkungsbleche mit einem I-Profil, oder auch T- oder Doppel-T-Profile, in Längsrichtung des Hohlprofils 2 eingeschoben werden. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf derartige besonders einfach zu erstellende Querschnitte der Verstärkungsprofile 6, 6', sondern umfasst hierfür jedweden Querschnitt eines offen oder geschlossenen Hohlprofils oder auch Vollprofils. Demgemäß können auch rohrförmige Verstärkungsprofile 6, 6' zur Anwendung kommen, die in entsprechend angepasste, jedoch aufgrund des favorisierten Herstellungsverfahrens seitlich offene taschenförmige Profilquerschnitte 5, 5' der Wandungen 4 einschiebbar sind (nicht näher dargestellt).
Vorteilhaft bestehen die Verstärkungsprofile 6, 6' aus einem hochfesten oder ultrahochfesten Stahl und verleihen demgemäß dem dieselben tragenden Hohlprofil 2 des Aufprallträgers 1 die erforderliche Steifigkeit und Festigkeit gegen erhöhte Belastung infolge beispielsweise eines Crashereignisses.
Als zweckmäßig hat es sich bei der Komplettierung eines Hohlprofils 2 mit einem oder mehreren Verstärkungsprofilen 6, 6' erwiesen, eine Mehrzahl von Verstärkungsprofilen 6, 6' mit unterschiedlichsten Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften vorzuhalten und in Anpassung an bestimmte Crashanforderungen aus der Mehrzahl Verstärkungsprofile 6, 6' jeweils das/die passende/n zu wählen. So können beispielsweise Aufprallträger 1, die als Seiten- bzw. Türaufprallträger an 2-türigen Fahrzeugen Verwendung finden, andere Festigkeiten/Steifigkeiten aufweisen, als Seiten- bzw. Türaufprallträger an 4-türigen Fahrzeugen.
Ggf. kann es sich als vorteilhaft erweisen, die Verstärkungsprofile 6, 6' zusätzlich zum realisierten Formschluss mit dem Hohlprofil 2 stoffschlüssig durch Schweißung oder Klebung oder auch mittels mechanischer Befestigungsmittel, wie Schrauben, Niete o. dgl. fest zu verbinden, um eine Relativverschiebung der Verstärkungsprofile 6, 6' zum Hohlprofil 2 zu vermeiden.
Eine derartige Maßnahme ist insbesondere dann angezeigt, wenn das oder die Verstärkungsprofile 6, 6' belastungsoptimiert lediglich in dem Trägerabschnitt des Aufprallträgers 1 angeordnet werden, wo im Crashfall das größte Biegemoment zu erwarten ist.
So ist es demgemäß nicht zwingend erforderlich, dass die verwendeten Verstärkungsprofile 6, 6' eine annähernd gleiche Länge wie das Hohlprofil 2 des Aufprallträgers 1 aufweisen, sondern auch kürzer ausgebildet sein können als das Hohlprofil 2.
Um die Festigkeit sowie Biegesteifigkeit des Aufprallträgers 1 noch besser an beliebige Anforderungen anpassen zu können, können eine oder mehrere der Wandungen 4 nicht nur über je einen innen- und/oder außenseitig angeordneten taschenförmigen Profilquerschnitt 5, 5' verfügen, sondern es können auch mehrere taschenförmige Profilquerschnitte 5, 5'; 5'' innen- und/oder außenseitig ausgebildet sein.
Gemäß 2 verfügen die in der Zeichnung vertikal ausgerichteten Wandungen 4 jeweils im Bereich ihrer Außenkontur über jeweils zwei parallel nebeneinander angeordnete taschenförmiger Profilquerschnitte 5, 5'', die ihrerseits jeweils mit einem oder mit mehreren Verstärkungsprofilen 6, 6'' bestückbar sind.
Vorstehendes Ausführungsbeispiel stellt auf taschenförmige Profilquerschnitte 5, 5' mit zwei gegenüberliegend angeordneten Führungsnuten 7 ab. Selbstverständlich kann es auch angezeigt sein, statt zweier Führungsnuten 7 je taschenförmigen Profilquerschnitt 5, 5' je eine Führungsnut 7 vorzusehen und bei mehreren benachbarten taschenförmigen Profilquerschnitten 5, 5'' lediglich den jeweils außenliegenden taschenförmigen Profilquerschnitt 5 mit zumindest einer Führungsnut 7 zur formschlüssigen Halterung des betreffenden Verstärkungsprofils 6 zu versehen, wogegen die nebengeordneten Verstärkungsprofile 6'' durch die Wandung 4 und das benachbarte Verstärkungsprofil 6 gehalten sind (nicht näher dargestellt).

1: Aufprallträger
2: Hohlprofil
3: Anbindungsstruktur
4: Wandung (Hohlprofil 2)
5, 5', 5'': taschenförmiger Profilquerschnitt (Wandung 4)
6, 6', 6'': Verstärkungsprofil
7: Führungsnut

Claims

Aufprallträger (1) für ein Fahrzeug, mit einem im Querschnitt geschlossenen oder offenen Hohlprofil (2), wobei zumindest eine Wandung (4) des Hohlprofils (2) wenigstens einen sich in Längsrichtung desselben erstreckenden taschenförmiger Profilquerschnitt (5, 5', 5'') zur formschlüssigen Aufnahme zumindest eines als Einschub gestalteten Verstärkungsprofils (6, 6', 6'') aufweist.
Aufprallträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (2) samt dem besagten taschenförmiger Profilquerschnitt (5, 5', 5'') aus einer Blechplatine nach einem an sich bekannten Rollformprozess hergestellt ist.
Aufprallträger (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil (2) aus einer oder aus mehreren Blechplatinen nach einem an sich bekannten kombinierten Rollform-/Schweißprozess hergestellt ist.
Aufprallträger (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das im Querschnitt geschlossene Hohlprofil (2) mittels Laserschweißung in der Linie geschweißt ist.
Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (2) samt dem zumindest einen taschenförmigen Profilquerschnitt (5, 5', 5'') derart ausgebildet ist, dass eine Bestückung des taschenförmigen Profilquerschnittes (5, 5', 5'') mit dem zumindest einen als Einschub gestalteten Verstärkungsprofil (6, 6', 6'') in Längsrichtung des Hohlprofils (2) gestattet ist.
Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (6, 6') mittels zumindest einer, vorzugsweise mittels zweier gegenüberliegend angeordneter und in den taschenförmigen Profilquerschnitt (5, 5') der Wandung (4) eingeformter sowie sich ebenfalls in Längsrichtung des taschenförmigen Profilquerschnittes (5, 5') erstreckender Führungsnuten (7) formschlüssig gehalten ist.
Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass besagte formschlüssige Aufnahme des Verstärkungsprofils (6, 6') durch einen weitestgehend rohrförmigen, jedoch seitlich offenen taschenförmigen Profilquerschnitt (5, 5') der Wandung (4) bewerkstelligt ist.
Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine taschenförmige Profilquerschnitt (5, 5', 5'') in der Außen- und/oder in der Innenkontur der zumindest einen Wandung (4) des Hohlprofils (2) ausgebildet ist.
Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Verstärkungsprofil (6, 6', 6'') zusätzlich stoffschlüssig und/oder vermittels an sich bekannter mechanischer Befestigungselemente im taschenförmigen Profilquerschnitt (5, 5', 5'') festlegbar ist.
Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (2) aus einem durch Rollformen leicht umformbaren Stahl- oder Leichtmetall gebildet ist.
Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Verstärkungsprofil (6, 6', 6'') aus einem hochfesten oder ultrahochfesten Stahl besteht.
Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Verstärkungsprofil (6, 6', 6'') belastungsoptimiert lediglich in dem Trägerabschnitt des Aufprallträgers (1) angeordnet ist, wo im Crashfall das größte Biegemoment zu erwarten ist.
Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Verstärkungsprofil (6, 6', 6'') als im Querschnitt offenes oder geschlossenes Hohlprofil oder als Vollprofil ausgebildet ist.
Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Verstärkungsprofil (6, 6', 6'') in Anpassung an ganz bestimmte Crashanforderungen aus einer Mehrzahl vorgehaltener Verstärkungsprofile (6, 6', 6'') mit unterschiedlichen Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften gewählt ist.
Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufprallträger (1) als Seitenaufprallträger, insbesondere Türaufprallträger, ausgebildet ist.
Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Aufprallträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.