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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung für ein Strukturbauteil
eines Kraftwagens. Unter solchen Strukturbauteilen sind beispielsweise
Karosserieteile wie Träger oder andere, einen Hohlraum
umgrenzende Wandbereiche oder dgl. zu verstehen. Insbesondere sind
darunter auch Strukturbauteile in Form von Trägern, Wandbereichen
oder dgl. von Türen bzw. Türstrukturen, Klappen,
Anbauteilen, Fahrzeugsitzen bzw. Sitzstrukturen oder dgl. zu verstehen.
Weiteren betrifft die Erfindung eine Knautschzone mit einer derartigen
Einrichtung. Darunter sind insbesondere sowohl Vorbaustrukturen
wie auch Heckstrukturen der Kraftwagenkarosserie zu verstehen.
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Aus
der
DE 199 63 068
B4 ist beispielsweise bereits eine solche Einrichtung als
bekannt zu entnehmen, wobei ein Strukturbauteil einer Kraftwagenkarosserie
vorgesehen ist, welches zumindest einen Bauteilbereich umfasst,
durch welchen ein Hohlraum umgrenzt ist. Darüber hinaus
umfasst die Einrichtung eine Druckbeaufschlagungseinrichtung mit
einer Einlage, mittels welcher zur Steifigkeits- und Absorptionserhöhung
im Falle eines Unfalls des Kraftwagens der Hohlraum des Strukturbauteils
mit einem Innendruck beaufschlagbar ist. Hierdurch soll insbesondere
eine Steifigkeitserhöhung des Strukturbauteils erreicht
werden, um ein hinreichendes Energieabsorptionsvermögen
bereitstellen zu können, falls das Strukturbauteil entsprechend
kraftbeaufschlagt wird. Somit kann insgesamt ein Strukturbauteil
erzielt werden, welches eine geringere Wandstärke oder
eine geringere geometrische Ausdehnung aufweist und demzufolge den
Leichtbau des Kraftwagens begünstigt, und andererseits
im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung eine entsprechende
Steifigkeit hat.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine solche Einrichtung bzw.
eine derartige Knautschzone mit wenigstens einer entsprechenden Einrichtung
so weiter zu bilden, dass sich eine besonders günstige
Energieaufnahme des Strukturbauteils im Falle einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung realisieren lässt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung
mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 6 und 11 gelöst.
Ebenso wird diese Aufgabe durch eine Knautschzone gemäß Patentanspruch 4
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils
abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
eine Einrichtung für ein Strukturbauteil eines Kraftwagens
zu schaffen, mittels welcher sich ein besonders günstiges
Aufnahmevermögen des Strukturbauteils im Falle einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung ergibt, ist es gemäß Patentanspruch 1
vorgesehen, dass die Druckbeaufschlagungseinrichtung mit einer Sensorik
oder dergleichen Erfassungseinrichtung des Kraftwagens kommuniziert, mittels
welcher eine bevorstehende unfallbedingte Kraftbeaufschlagung des
Strukturbauteils ermittelbar ist. Durch eine solche, so genannte
Pre-Crash-Sensorik ist es möglich, das jeweilige Strukturbauteil, welchem
eine unfallbedingte Kraftbeaufschlagung droht, entsprechend günstig
im Hinblick auf eine Steifigkeits- und Absorptionserhöhung
vorzubereiten. Somit kann beispielsweise mittels der Sensorik oder dgl.
Erfassungseinrichtung die Druckbeaufschlagungseinrichtung frühzeitig
bzw. im zeitlichen Abstand vor einem Aufprall in Alarmbereitschaft
versetzt werden, um dann rechtzeitig vor oder bei einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung den Innendruck des Strukturbauteils zu erhöhen.
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Dabei
ist es prinzipiell möglich, die Erhöhung des Innendrucks
innerhalb des Strukturbauteil durch eine Sensorik zu initiieren,
welche erst bei der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Strukturbauteil bzw.
des Fahrzeugs anspricht. Die hierfür verwendete Druckbeaufschlagungseinrichtung
ist jedoch mittels der Pre-Crash-Sensorik bereits aktiviert bzw.
in Bereitschaft versetzt. Gegebenenfalls ist hierdurch der Hohlraum
des Strukturbauteils auch in einem Zeitabstand vor der unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung bzw. vor Versagensbeginn des Strukturbauteils mit
dem Innendruck beaufschlagbar. Mit anderen Worten ist es auch möglich,
eine Steifigkeitserhöhung zumindest eines Bauteilbereichs
des Strukturbauteils dadurch vorzusehen, dass vor einer Deformation
oder aber vor einem Versagen des Strukturbauteils der Innendruck
des Bauteilbereichs des Strukturbauteils, welcher zuvor niedriger
war, entsprechend erhöht wird und hierdurch die Crasheigenschaften
des Strukturbauteils verbessert werden. Demzufolge wird der zunächst
auf einem normalen Niveau gehaltene Innendruck, welcher beispielsweise
dem Umgebungsdruck entspricht, schlagartig erhöht, wenn
ein entsprechendes Kraftbeaufschlagungs- oder Versagensszenario
für das Strukturbauteil droht.
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Das
Strukturbauteil kann in einer Ausgestaltung der Erfindung ein Träger,
insbesondere ein Rahmenlängsträger oder ein Seitenschweller,
der Kraftwagenkarosserie sein. Durch eine Erhöhung des
Innendrucks wird dabei die Deformationssteifigkeit insbesondere
in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung erhöht,
abhängig welches Strukturbauteil druckbeaufschlagt wird,
so dass insgesamt ein Träger zum Einsatz kommen kann, welcher
eine geringere Wandstärke aufweist und demzufolge leichter ist,
und welcher dann seine erhöhte Steifigkeit erst in dem
Moment erhält, wenn eine unfallsbedingte Kraftbeaufschlagung
bzw. ein Versagensbeginn droht. Es ist klar, dass somit in einer
Alternative auch eine höhere Performance des Strukturbauteils
bei gleichem oder höherem Gewicht erzielt werden kann.
Bei anderen, korrespondierenden Komponenten lässt sich demgegenüber
eine Minderbelastung oder ein reduziertes Gewicht des Strukturbauteils
erzielen.
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Weiterhin
vorteilhaft ist es, wenn die Druckbeaufschlagungseinrichtung mit
einer ohnehin vorhandenen Sensorik oder dergleichen Erfassungseinrichtung
des Kraftwagens kommuniziert. Diese Erfassungseinrichtung kann beispielsweise
der Einparkhilfe, dem Fußgängerschutz, der Airbagaktivierung
und Airbagauslösung, einem Abstandswarngerät,
einer Pre-Crash-Einrichtung, einem Nachtsichtassistenten, einem
Spurassistenten, oder einer Vielzahl anderer Systeme dienen bzw.
zugeordnet sein. Neben einer Sensorik kann die Erfassungseinrichtung
dabei insbesondere eine Kamerafunktion aufweisen. Somit kann auf
einfache Weise ein ohnehin vorhandenes Erfassungssystem zur Aktivierung
der Druckbeaufschlagungseinrichtung genutzt werden.
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Gemäß Patentanspruch
4 ist eine Knautschzone für eine Karosserie eines Kraftwagens
vorgesehen, welche wenigstens eine derartige Einrichtung für
ein Strukturbauteil der vorgenannten Art umfasst. Eine solche Knautschzone
hat beispielsweise den Vorteil, dass ein jeweiliges Strukturbauteil,
welches mit einer derartigen Einrichtung ausgestattet ist, äußerst
zuverlässig versteift werden kann, wenn ein Unfall droht.
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Als
insbesondere vorteilhaft hat es sich dabei gezeigt, wenn zwei als
Längsträger ausgebildete Strukturbauteile vorgesehen
sind, welche jeweils unabhängig voneinander in Abhängigkeit
der Art des Unfalls des Kraftwagens mit einem Innendruck beaufschlagbar
sind und ggf. die Geometrie ändern. Droht beispielsweise
eine Kollision des Kraftwagens mit einem Unfallpartner mit geringer
Breitenüberdeckung, dem so genannten Offset-Crash, so ist
es gegebenenfalls denkbar, dass lediglich derjenige Längsträger
mit einem erhöhten Innendruck beaufschlagt wird, welcher
entsprechend getroffen wird, während der Innendruck des
anderen Längsträgers nicht erhöht wird.
Somit können besonders günstige Crasheigenschaften
der Knautschzone erreicht werden. Droht im Unterschied dazu eine
Frontalkollision mit dem Unfallpartner mit erheblicher Breitenüberdeckung,
können beide Längsträger mit einem erhöhten
Innendruck beaufschlagt werden, um somit eine für diesen
Fall optimale Steifigkeit der Strukturbauteile bzw. der Knautschzone
zu erreichen.
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Um
eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels
welcher ein besonders günstiges Aufnahmevermögen
zu erzielen ist, ist es gemäß Patentanspruch 6
vorgesehen, dass das Strukturbauteil zumindest einen Bauteilbereich
des Strukturbauteils aufweist, durch welchen ein Hohlraum umgrenzt
ist, und mit einer Druckbeaufschlagungseinrichtung, mittels welcher
im Falle eines Unfalls des Kraftwagens der Hohlraum des Strukturbauteils
mit einem Innendruck beaufschlagbar ist, wodurch der Bauteilbereich
des Strukturbauteils im Querschnitt vergrößerbar
ist. Mit anderen Worten ist es bei der Einrichtung gemäß Patentanspruch
6 vorgesehen, mittels der Druckbeaufschlagungseinrichtung den entsprechenden
Bauteilbereich des Strukturbauteils im Querschnitt zu vergrößern.
Diese Querschnittsvergrößerung soll somit dazu
beitragen, dass beispielsweise die Steifigkeit erhöht wird
oder ein größerer Verformungsweg des Strukturbauteils im
Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung verzehrt werden
kann.
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Als
weiter vorteilhaft hat es sich in diesem Zusammenhang gezeigt, wenn
das Strukturbauteil ein Träger, insbesondere ein Querträger,
der Kraftwagenkarosserie oder einer Tür ist. Derartige
Strukturbauteile bzw. Träger werden oftmals quer zu ihrer Erstreckungsrichtung
mit einer unfallbedingten Kraft beaufschlagt, so dass es sich bei
derartigen Strukturbauteilen als besonders vorteilhaft gezeigt hat,
wenn diese in ihrem Querschnitt zu vergrößern
sind, um beispielsweise deren Steifigkeit zu erhöhen oder aber
deren Knautschlänge zu vergrößern. Somit
können beispielsweise Intrusionen in die Fahrgastzelle des
Kraftwagens reduziert werden und ein hinreichender Überlebensraum
für die Fahrzeuginsassen gewährleistet werden.
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Zudem
vorteilhaft ist es, wenn der Bauteilbereich des Strukturbauteils
im Querschnitt in Richtung entgegen einer Kraftbeaufschlagung vergrößerbar ist.
Hierdurch wird auf besonders günstige Weise eine entsprechende
Steifigkeitserhöhung bzw. Vergrößerung
der Deformationslänge des zu beaufschlagenden Bauteilbereichs
des Strukturbauteils erreicht. Bei sehr bauraumkritischen Strukturen
ist eine Strukturvergrößerung auch senkrecht zur
Belastungsrichtung möglich!
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Der
Bauteilbereich des Strukturbauteils weist in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung wenigstens einen umformbaren Bereich auf, wodurch
ein angrenzender Bereich zur Querschnittsvergrößerung des
Bauteilbereichs bewegbar ist. Mit anderen Worten wirkt dann der
entsprechend umformbare Bereich als eine Art Scharnier, mittels
welchem der angrenzende Bereich entsprechend bewegbar ist, um somit den
Querschnitt des entsprechenden Bauteilbereichs des Strukturbauteils
zu vergrößern.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine umformbare
Bereich in seiner Ausgangsstellung an einem korrespondierenden Wandbereich
des Bauteilbereichs des Strukturbauteils anliegend ausgebildet.
Dies hat insbesondere den Vorteil, dass bereits ohne die Querschnittsvergrößerung
eine entsprechende Steifigkeit des Strukturbauteils zu erreichen
ist.
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Um
eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels
welcher das Aufnahmevermögen im Falle einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung ebenfalls zu verbessern ist, umgrenzt zumindest
ein Bauteilbereich des Strukturbauteils gemäß Patentanspruch
11 einen Hohlraum, welcher mittels einer Druckbeaufschlagungseinrichtung
im Falle eines Unfalls des Kraftwagens mit einem Innendruck beaufschlagbar
ist, wodurch ein plastisch verformbarer Bereich des Bauteilbereichs
des Strukturbauteils lokal vergrößerbar ist. Mit
anderen Worten ist es demzufolge erfindungsgemäß vorgesehen,
einen plastisch verformbaren Bereich im entsprechend mit einem Innendruck
beaufschlagbaren Bauteilbereich des Strukturbauteils vorzusehen,
welcher dann lokal vergrößert werden kann, wenn
entsprechend ein höheres Aufnahmevermögen des
Strukturbauteils erforderlich ist.
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Dabei
hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Strukturbauteil
ein Träger, insbesondere ein Rahmenlängsträger
oder ein Seitenschweller, ist. Durch die lokale plastische Verformung des
entsprechenden Bereichs kann ein derartiger Träger besonders
günstig im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
hierdurch versteift werden.
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Der
plastisch verformbare Bereich wird dabei in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung bevorzugt in einem Bereich angeordnet, in welchem
bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung eine entsprechende
Bauteileinschnürung oder eine übermäßige Verformung
erwartet wird. Durch die lokale plastische Verformung kann somit
in diesem Bereich eine Steifigkeitserhöhung erreicht werden,
um beispielsweise ein übermäßiges Einschnüren
des Strukturbauteils in diesem Bereich zu vermeiden.
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Bei
den vorgenannten Einrichtungen hat es insgesamt als vorteilhaft
gezeigt, wenn innerhalb des Hohlraums des Bauteilbereichs des Strukturbauteils ein
im Volumen vergrößerbares Druckbeaufschlagungselement,
insbesondere ein Airbag angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich auf
einfache Weise die Möglichkeit zur Erhöhung bzw.
Druckbeaufschlagung des Hohlraums mit einem Innendruck. Alternativ
hierzu wäre es natürlich gegebenenfalls auch denkbar,
den Hohlraum des Bauteilbereichs des Strukturbauteils unmittelbar
mit einem entsprechenden Druck zu beaufschlagen. Es ist klar, dass
in diesem Fall beispielsweise das Strukturbauteil dann geschlossen ausgebildet
sein müsste, wenn die Druckbeaufschlagung durch ein Gas
bzw. durch Luft erzielt werden soll.
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Schließlich
hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn dieses Druckbeaufschlagungselement
in seinem Volumen im vergrößerten Zustand zumindest bereichsweise
an dem korrespondierenden Bauteilbereich des Strukturbauteils innenseitig
anliegt. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige
Möglichkeit zur Aussteifung des entsprechenden Bauteilbereichs
des Strukturbauteils.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1a, 1b, 1c eine perspektivische Vorderansicht bzw.
eine Draufsicht auf eine Knautschzone eines Personenkraftwagens
mit zwei Strukturbauteilen in Form von jeweiligen Rahmenlängsträgern
sowie eine Perspektivansicht auf einen der Rahmenlängsträger
selbst, welcher jeweils einen Bauteilbereich umfasst, durch welchen
ein Hohlraum umgrenzt ist, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist mit
einer Druckbeaufschlagungseinrichtung, mittels welcher zur Steifigkeitserhöhung
im Falle eines Unfalls des Kraftwagens der Hohlraum mit einen Innendruck
beaufschlagbar ist, und wobei die Druckbeaufschlagungseinrichtung
mit einer Sensorik oder dergleichen Erfassungseinrichtung kommuniziert;
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2a, 2b eine
Perspektivansicht auf eine ausschnittsweise erkennbare Kraftwagenkarosserie
sowie eine Perspektivansicht auf einen Seitenschweller dieser Kraftwagenkarosserie,
welcher aus Strukturbauteil ausgebildet ist und einen hohlraumbegrenzenden
Bauteilbereich umfasst, welcher ebenfalls mittels einer Druckbeaufschlagungseinrichtung
im Falle eines Unfalls mit einem Innendruck beaufschlagbar ist,
wobei die Druckbeaufschlagungseinrichtung wiederum mit einer Sensorik
oder dergleichen Erfassungseinrichtung des Kraftwagens kommuniziert;
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3a, 3b eine
perspektivische und ausschnittsweise Draufsicht auf eine Bodenanlage der
Kraftwagenkarosserie gemäß 2a bzw.
eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf einen in 3a erkennbaren
Sitzquerträger, welcher zumindest einen hohlraumbegrenzenden
Bauteilbereich umgrenzt, und welchem wiederum eine Druckbeaufschlagungseinrichtung
zugeordnet ist, mittels welcher der Hohlraum im Falle eines Unfalls
mit einem Innendruck beaufschlagbar ist, wobei die Druckbeaufschlagungseinrichtung
wiederum mit einer Sensorik oder dergleichen Erfassungseinrichtung
kommuniziert;
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4 eine
Draufsicht auf einen innerhalb des Hohlraums des Bauteilbereichs
des jeweiligen Strukturbauteils angeordneten Airbag, welcher zur Erhöhung
des Innendrucks innerhalb des entsprechenden Bauteilbereichs des
Strukturbauteils vergrößerbar ist;
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5a, 5b, 5c eine
schematische Perspektivansicht auf einen Kraftwagen bzw. jeweilige
Draufsichten auf den Kraftwagen, wobei jeweilige Anordnungsstellen
von Sensoren der Sensorik oder dergleichen Erfassungseinrichtung
sowie jeweilige Erfassungsfelder dieser Erfassungseinrichtung schematisch
angedeutet sind;
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6a, 6b eine
ausschnittsweise Seitenansicht auf zwei Strukturbauteile in Form
von jeweiligen Trägern einer Seitentür des Kraftwagens
sowie eine Perspektivansicht auf ein Strukturbauteil in Form eines
Sitzquerträgers der Kraftwagenkarosserie, welche jeweils
eine Einrichtung umfassen, welche zumindest einen Bauteilbereich
des Strukturbauteils umfasst, durch welchen ein Hohlraum umgrenzt ist, sowie
eine jeweilige Druckbeaufschlagungseinrichtung, mittels welcher
im Falle eines Unfalls des Kraftwagens der jeweilige Hohlraum des
Strukturbauteils mit einem Innendruck beaufschlagbar ist, wodurch
der jeweilige Bauteilbereich des Strukturbauteils im Querschnitt
vergrößerbar ist;
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7a, 7b jeweilige
Schnittansichten durch die Träger der Seitentür
gemäß 6a, welche
jeweils in einem Ausgangszustand und in einem durch entsprechende
Druckbeaufschlagung im Querschnitt vergrößerten
Zustand dargestellt sind, um hierdurch einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung entgegenzuwirken;
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8 eine
schematische Seitenansicht auf einen Personenkraftwagen, wobei ihre
Anordnungsstellen einer Sensorik oder dergleichen Erfassungseinrichtung
symbolisch angedeutet sind, welche mit einer Druckbeaufschlagungseinrichtung
kommunizieren, wodurch der jeweilige Querschnitt bzw. Hohlraum des
entsprechenden Strukturbauteils in einem Zeitabstand vor der unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung bzw. vor Versagensbeginn des jeweiligen Strukturbauteils
mit einem Innendruck beaufschlagbar ist;
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9a, 9b, 9c, 9d jeweils
eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf eine Bodenanlage einer
Kraftwagenkarosserie, wobei jeweils ein Bodenquerträger
bzw. ein Sitzquerträger dargestellt ist, und wobei 9a den
Stand der Technik, 9b ein Strukturbauteil des jeweiligen
Querträgers zeigt, welcher einer Zeitabstand vor der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
bzw. vor Versagensbeginn mit einem Innendruck beaufschlagbar ist,
und wobei die 9c und 9d jeweilige
Querträger zeigen, welche durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung des
Hohlraums in Fahrzeughochrichtung bzw. in Fahrzeuglängsrichtung
im Querschnitt vergrößerbar sind; und in den
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10a, 10b eine
Perspektivansicht bzw. eine ausschnittsweise vergrößerte
Perspektivansicht auf ein Strukturbauteil in Form eines Rahmenlängsträgers
einer vorderen Knautschzone, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist
mit zumindest einem Bauteilbereich des jeweiligen Rahmenlängsträgers,
welcher einen Hohlraum umgrenzt, sowie mit einer Druckbeaufschlagungseinrichtung,
mittels welcher im Falle eines Unfalls des Kraftwagens der Hohlraum
des Strukturbauteils mit einem Innendruck beaufschlagbar ist, wodurch
ein plastisch verformbarer, in 10a mit
dem Fall dargestellter plastisch verformbarer Bereich des entsprechenden
Bauteilbereichs des Strukturbauteils lokal vergrößerbar
ist.
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In
den 1a und 1b ist
in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht bzw. Draufsicht jeweils
eine vordere Knautschzone 10 eines Personenkraftwagens
erkennbar. Diese Knautschzone umfasst als wesentliche Bauteile zwei
Strukturbauteile in Form von Rahmenlängsträgern 12 einer
unteren bzw. mittleren Längsträgerebene, welche
vorderseitig durch einen Querträger 14 miteinander
verbunden sind. Einer dieser Rahmenlängsträger 12 ist
in 1c in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht erkennbar.
Insbesondere aus 1c ist erkennbar, dass
dieser jeweilige Rahmenlängsträger 12 zumindest
einen Bauteilbereich 16 umfasst, durch welchen ein Hohlraum 18 umgrenzt
ist. Mit anderen Worten ist der jeweilige Rahmenlängsträger 12 zumindest
längenabschnittsweise kastenförmig – offen
oder umlaufend geschlossen – ausgebildet. Dadurch ist der Hohlraum 18 zumindest
im Wesentlichen umgrenzt.
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Innerhalb
des Hohlraums 18 des jeweiligen Rahmenlängsträgers 12 ist
zumindest im Bauteilbereich 16 ein Druckbeaufschlagungselement 20 in Form
beispielsweise eines Airbags einer Druckbeaufschlagungseinrichtung 22 angeordnet,
wobei das Druckbeaufschlagungselement 20 in Form des Airbags
beispielsweise in 4 in einer Draufsicht gezeigt
ist. Dieses Druckbeaufschlagungselement 20 in Form des
Airbags ist normalerweise in eingefaltetem bzw. eingefahrenen Zustand
innerhalb des korrespondierenden Strukturbauteils – in
diesem Fall im Hohlraum 18 des Rahmenlängsträgers 12 – angeordnet
und wird mittels der Druckbeaufschlagungseinrichtung 22,
welche beispielsweise einen entsprechenden Gasgenerator oder eine
Gaskartusche oder dergleichen umfassen kann, in Falle eines drohenden
Unfalls entsprechend vergrößert wird, um hierdurch
den entsprechenden Bauteilbereich 16 des Rahmenlängsträgers 12 mit
einem Innendruck zu beaufschlagen. Die Vergrößerung
des Druckbeaufschlagungselements 20 in Form des Airbags
läuft dabei dergestalt, dass im vorliegenden Fall der Airbag 20 in
seinem im Volumen vergrößerten Zustand zumindest
bereichsweise bzw. vollständig am korrespondierenden Bauteilbereich 16 des
Strukturbauteils 12 innenseitig anliegt.
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Im
vorliegenden Fall ist hierdurch eine Einrichtung für das
jeweilige Strukturbauteil – die Rahmenlängsträger 12 – geschaffen,
welche darüber hinaus die Druckbeaufschlagungseinrichtung 22 umfasst,
welche mit einer im Weiteren noch näher erläuterten
Sensorik oder dergleichen Erfassungseinrichtung des Kraftwagens
kommuniziert, wodurch die Druckbeaufschlagungseinrichtung 22 entsprechend frühzeitig
in Bereitschaft versetzt werden kann und der Hohlraum 18 des
entsprechenden Bauteilbereichs 16 des jeweiligen Rahmenlängsträgers 12 beispielsweise
in einem Zeitabstand vor der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
bzw. vor Versagensbeginn des Strukturbauteils 12 mit einem
Innendruck beaufschlagbar ist. Die entsprechende Sensorik 24 oder
dergleichen Erfassungseinrichtung ist anhand der 5a bis 5c erläutert.
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5a zeigt
hierzu in einer Perspektivansicht einen Personenkraftwagen, welcher
als Sensorik 24 oder dergleichen Erfassungseinrichtung
ein Einparksystem mit Sensoren 26 vorgesehen sein kann.
Ebenfalls als Sensorik 24 kann ein Sensor 28 eines
Fußgängerschutzsystems dienen, wie auch Sensoren 30 einer
Airbagaktivierung bzw. für die Gurtstraffer. Schließlich
kann auch ein Sensor 32 einer Airbagauslösung
als entsprechende Sensorik 24 dienen.
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In 5b ist
der Kraftwagen gemäß 5a in
einer schematischen Draufsicht gezeigt, wobei die dortige Sensorik 24 von
Fahrerassistenzsystemen genutzt werden kann, welche beispielsweise
für eine Abstandsmesseinrichtung, ein Pre-Crash-System oder
dergleichen zum Einsatz kommen kann. Die jeweilige Sensorik 24 kann
dabei beispielsweise auf entsprechende Radar- oder Ultraschallsensoren
zurückgreifen. Im Falle des Fußgängerschutzes
kann der entsprechende Sensor 32 auch als Kontaktsensor
ausgebildet sein.
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Gemäß 5c ist
in einer schematischen Draufsicht des Kraftwagens erkennbar, dass
als Sensorik 24 bzw. als Erfassungseinrichtung auch eine Kamerafunktion
genutzt werden kann, wie diese beispielsweise bei Nachtsichtassistenten,
Spurassistenten oder dergleichen zum Einsatz kommt. Dem Fachmann
sind hier eine Vielzahl von Sensoriken 24 oder dergleichen
Erfassungseinrichtungen geläufig, mittels welchen ein entsprechend
drohender Unfall zu ermitteln ist.
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Insbesondere
ist der Hohlraum 18 des jeweiligen Bauteilbereichs 16 des
entsprechenden Rahmenlängsträgers 12 in
einem Zeitabstand vor der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung bzw.
vor Versagensbeginn des jeweiligen Rahmenlängsträgers 12 mit
einem Innendruck beaufschlagbar, in dem die Druckbeaufschlagungseinrichtung 22 mit
dem Druckbeaufschlagungselement 20 in Form des Airbags rechtzeitig – gegebenenfalls
vor der Kollision – aktiviert wird. Somit kann die Steifigkeit
des jeweiligen Rahmenlängsträgers 12 entsprechend
frühzeitig erhöht werden, um eine optimale Steifigkeit
des Strukturbauteils bzw. Rahmenlängsträgers 12 zu
erreichen und hierdurch ein optimales Unfallszenario zu erreichen.
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Dies
hat insgesamt den Vorteil, dass beispielsweise Rahmenlängsträger 12 mit
einer geringeren Wanddicke verbaut werden können, wobei
diese geringere Wanddicke bezüglich der Steifigkeit des jeweiligen
Rahmenlängsträgers 12 dadurch ausgeglichen
wird, dass dessen Steifigkeit in einem Zeitabstand vor der unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung bzw. vor Versagensbeginn entsprechend erhöht
wird. Dies geschieht durch entsprechende Druckbeaufschlagung mittels
des Druckbeaufschlagungselements 20.
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Um
nun auf 1b zurückzukommen,
können gegebenenfalls die jeweiligen Druckbeaufschlagungselemente 20 des
zugehörigen Rahmenlängsträgers 12 unabhängig
voneinander mittels der korrespondierenden Druckbeaufschlagungseinrichtung 22 aktiviert
werden. Es ist beispielsweise bei einer Frontalkollision des Kraftwagens
mit einem Umfallpartner mit geringer Breitenüberdeckung
möglich, dass jeweils nur jenes Druckbeaufschlagungselement 20 aktiviert
wird, welches bei einem solchen Offset-Crash tatsächlich
getroffen wird, während das jeweils andere Strukturbauteil
(Rahmenlängsträger 12) nicht mittels
des zugehörigen Druckbeaufschlagungselements 20 versteift
wird. Droht hingegen eine Frontalkollision des Kraftwagens mit großer
Breitenüberdeckung, bei welchem erwartungsgemäß beide Rahmenlängsträger 12 mit
einer entsprechenden unfallbedingten Kraft beaufschlagt werden,
so können zuvor beide Druckbeaufschlagungselemente 20 vergrößert
werden, so dass beide Rahmenlängsträger 12 entsprechend
versteift sind, und zwar in einem Zeitabstand vor der unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung bzw. vor Versagensbeginn.
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2a zeigt
in einer Perspektivansicht ausschnittsweise eine Kraftwagenkarosserie,
von welcher im vorliegenden Fall insbesondere ein in 2b erkennbarer
Seitenschweller 32 mit einem Innendruck beaufschlagbar
ist, und zwar in analoger Weise, wie dies im Zusammenhang mit den
Rahmenlängsträgern 12 gemäß den 1a bis 1c beschrieben worden ist. Der Unterschied
zwischen den Rahmenlängsträgern 12 und
dem vorliegenden Seitenschweller 32 ist aber insbesondere
darin zu sehen, dass die Rahmenlängsträger 12 bei
einer Frontalkollision im Wesentlich in deren Erstreckungsrichtung beaufschlagt
werden, während der jeweilige Seitenschweller 12 z. B.
bei einem Pfahlaufprall oder einer Kollision mit einer Seitenbarriere – beispielsweise
einem Unfallpartner – quer zu dessen Erstreckungsrichtung
beaufschlagt wird. Jedoch wird auch im vorliegenden Fall durch das
Druckbeaufschlagungselement 20, welches innerhalb des zugehörigen
Hohlraums 18 des Seitenschwellers 32 angeordnet
ist, erreicht, dass der eine Seitenschweller gegebenenfalls eine
höhere Steifigkeit aufweist.
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Zur
Auslösung des entsprechenden, innerhalb des Hohlraums 18 des
Seitenschwellers 32 angeordneten Druckbeaufschlagungselements 20 kann wiederum
eine Druckbeaufschlagungseinrichtung 22 dienen, welche
beispielsweise einen Gasgenerator oder eine Gaskartusche oder dergleichen
umfasst. Diese kommuniziert im vorliegenden Fall beispielsweise
mit einer in 8 erkennbaren Sensorik 34, welche
seitlich des Personenkraftwagens vorgesehen ist und im Weiteren
noch näher erläutert werden wird.
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In 3a ist
in einer ausschnittsweisen und perspektivischen Draufsicht eine
Bodenanlage 36 der Kraftwagenkarosserie 31 gemäß 2a erkennbar.
In 3a ist dabei insbesondere ein Strukturbauteil
in Form eines Sitzquerträgers 38 erkennbar, welcher
sich zwischen dem Seitenschweller 32 und einem Mitteltunnel 40 der
Bodenanlage 36 erstreckt. Dieser Sitzquerträger 38 ist
in 3b separat in einer Perspektivansicht dargestellt.
Innerhalb des Hohlraums 18 des als Strukturbauteil ausgebildeten Sitzquerträgers 38,
welcher nach unten hin durch ein Bodenblech 42 der Bodenanlage 36 geschlossen
ist, ist wiederum ein Druckbeaufschlagungselement 20 analog
zu dem Rahmenlängsträger 12 bzw. dem
Seitenschweller 32 angeordnet. Dieses Druckbeaufschlagungselement 20,
welches wiederum beispielsweise als Airbag ausgebildet sein kann,
kann in analoger Weise durch eine Druckbeaufschlagungseinrichtung 22,
wie diese teilweise aus 4 erkennbar ist, entsprechend
im Volumen vergrößert werden, um hierdurch den
Hohlraum des Strukturbauteils bzw. des Sitzquerträgers 38 mit
einen Innendruck zu beaufschlagen. Hierdurch wird der Sitzquerträger 38 im Falle
einer drohenden Kollision bzw. vor Versagensbeginn entsprechend
versteift, um hierdurch bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
eine übermäßige Intrusion in die Fahrgastzelle
des Personenkraftwagens zu vermeiden. Aus 3b ist
erkennbar, dass der Hohlraum 18 des Sitzquerträgers 38 dabei nicht
vollständig umschlossen sein muss. Vielmehr kann dieser
Aussparungen, Löcher oder dergleichen aufweisen.
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Insgesamt
ist somit aus den 1a bis 3b erkennbar,
dass unterschiedliche Strukturbauteile wie beispielsweise die jeweiligen
Rahmenlängsträger 12, die jeweiligen
Seitenschweller 32 oder eine Mehrzahl von Querträgern
wie beispielsweise die jeweiligen Sitzquerträger 38 mit
entsprechenden innenseitigen Druckbeaufschlagungselementen 20 versehen
sind, um hierdurch deren jeweiligen Hohlraum 18 mit einen
Innendruck beaufschlagen zu können, und zwar in einem Zeitabstand
vor der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung bzw. vor Versagensbeginn.
Hierdurch wird im Falle der Knautschzone 10 eine optimale
Energieabsorption erreicht. Im Falle der Seitenschweller 32 bzw.
der Sitzquerträger 38 kann eine übermäßige
Intrusion in die Fahrgastzelle des Personenkraftwagens vermieden
werden. Dabei können alle besagten Strukturbauteile besonders
gewichtsgünstig hergestellt werden, da diese in einer entsprechend
geringen Blechdicke ausgestattet sein können, wobei die
hinreichende Steifigkeit des jeweiligen Strukturbauteils 12, 32, 38 dadurch
erreicht wird, dass im Falle einer Kollision das entsprechende Druckbeaufschlagungselement 20 in
seinem Volumen vergrößert wird. Es ergibt sich
insgesamt für jedes der Strukturbauteile 12, 32, 38 eine
Erhöhung der mittleren Crashlast sowie eine Reduzierung
der Deformation im Falle einer unfallbedingten Energieaufnahme.
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In 6a sind
in einer Seitenansicht wesentliche Bauteile einer Seitentür 44 dargestellt.
Neben einem Türträgerteil 46 und einem
darüber angeordneten Rahmen 48 für eine
Seitenscheibe sind insbesondere ein Brüstungsträger 50 sowie
ein Seitenaufprallträger 52 erkennbar. Der Brüstungsträger 50 verläuft
am oberen Ende des Türträgerteils 46 bzw.
des unteren Abschlusses der korrespondierenden Seitenscheibe und
verläuft im Wesentlichen in Horizontalrichtung. Der Seitenaufprallträger 52 hingegen
verläuft von vorne oben schräg nach hinten unten.
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In
den 7a und 7b ist
schematisch angedeutet, in welcher Weise diese beiden Strukturbauteile – der
Brüstungsquerträger 50 und der Seitenaufprallträger 52 – gestaltet
sind. Bei diesen Beispielen ist jeweils links in 7a und 7b ein Ausgangszustand
dargestellt, welchen die Bauteile 50, 52 im Normalbetrieb
einnehmen. Dabei ist insbesondere erkennbar, dass die beiden Bauteile 50, 52 aus
jeweiligen Profilschalen 54, 56 gebildet sind,
welche im Bereich von jeweiligen Flanschen 58 miteinander
verbunden sind.
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Bei
den vorliegenden Strukturbauteilen 50, 52 ist
eine Einrichtung vorgesehen, bei welcher zumindest ein jeweiliger
Bauteilbereich 60 des korrespondierenden Strukturbauteils 50, 52 einen
Hohlraum 62 umfasst bzw. durch welchen ein derartiger Hohlraum 62 umgrenzt
ist. Des Weiteren ist wiederum eine Druckbeaufschlagungseinrichtung 22 wie die
in 4 schematisch gezeigte vorgesehen, welche wiederum
ein Druckbeaufschlagungselement 20 in Form beispielsweise
eines Airbags oder dergleichen umfasst. Dieses Druckbeaufschlagungselement 20 ist
in analoger Weise wie bei den Ausführungsformen gemäß den 1a bis 3b innerhalb
des korrespondierenden Strukturbauteils 50, 52 angeordnet
und im Falle eines drohenden Unfalls derart in seinem Volumen vergrößerbar,
dass der Hohlraum des jeweiligen Strukturbauteils 50, 52 mit einem
Innendruck beaufschlagt wird. Bei den Strukturbauteilen 50, 52 gemäß den 6a bis 7b geht
im Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß den 1a bis 3b damit
jedoch eine Vergrößerung eines jeweiligen Querschnitts 64 des
korrespondierenden Strukturbauteils 50, 52 einher.
Mit anderen Worten wird durch eine Aktivierung des jeweiligen Druckbeaufschlagungselements
(Airbag 20) erreicht, dass sich der Querschnitt 64 im
jeweiligen Bauteilbereich 60 des korrespondierenden Strukturbauteils 50, 52 in
der in den 7a und 7b jeweils
rechts gezeigten Weise vergrößert. Dabei ist aus
den 7a und 7b insbesondere
erkennbar, dass die jeweiligen Strukturbauteile 50, 52 in
ihrer Breite vergrößert werden, um hierdurch ihr
Energieabsorptionsvermögen bzw. ihre Steifigkeit in Fahrzeugquerrichtung
zu erhöhen. Bei einem Seitenaufprall auf den Personenkraftwagen
hat dies zur Folge, dass die korrespondierende Seitentür 44 weitaus
weniger eingedrückt wird und sich somit eine geringere Intrusion
der Fahrgastzelle ergibt, wenn beispielsweise ein Seitenaufprall
durch eine Barriere oder ein Seitenaufprall durch einen Pfahl erfolgt.
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Aus
den 7a und 7b ist
des Weiteren erkennbar, dass die jeweils eine Profilschale 56 jeweils
zwei in Erstreckungsrichtung des korrespondierenden Strukturbauteils 50, 52 verlaufende
umformbare Bereiche 66, 68 umfasst, wodurch bei
einer entsprechenden Bugbeaufschlagung des Hohlraums 62 bzw.
einer unfallbedingten Querschnittsvergrößerung ein
zwischen den umformbaren Bereichen 66, 68 angeordneter
angrenzender Bereich 70 zur Fahrzeugaußenseite
hin bzw. horizontal nach außen bewegbar ist. Mit anderen
Worten bilden die jeweiligen umformbaren Bereiche 66, 68 jeweilige
Schwenk- bzw. Scharnierbereiche, durch welche der dazwischen angeordnete
Bereich 70 der Profilschale 56 im Wesentlichen
in Querrichtung nach außen bewegt werden kann. Es ist klar,
dass durch die geeignete Anordnung und Ausbildung und Anordnung
der umformbaren Bereiche 66, 68 die Bewegungsrichtung des
Bereiches 70 entscheidend beeinflusst werden kann. Somit
sind verschiedene Bewegungsrichtungen des jeweiligen Bereichs 70 je
nach Ausbildung der umformbaren Bereiche 66, 68 einstellbar.
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Eine
weitere Besonderheit ist in der Ausführungsform gemäß 7b gezeigt,
weil dort nämlich die beiden umformbaren Bereiche 66, 68 in
ihrer Ausgangsstellung an einem korrespondierenden Bereich 72 des
jeweiligen Bauteilbereichs 60 bzw. der jeweiligen Profilschale 54 des
Strukturbauteils 50 bzw. 52 anliegen. Hierdurch
ergibt sich ein besonders steifes Strukturbauteil 50, 52 bereits
in der Ausgangsstellung, in welcher dieses noch nicht mit einem
Innendruck beaufschlagt worden ist.
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Des
Weiteren ist aus den 7a und 7b erkennbar,
dass auch der entsprechende Bereich 72 der Profilschale 54 leicht
in Horizontalrichtung – im vorliegenden Fall zur Fahrzeugmitte
hin – aufgrund der Druckbeaufschlagung aufgebaucht wird.
Diese Ausbauchung kann wiederum durch die geeignete Wahl und Dimensionierung
der Profilschale 54 beeinflusst werden.
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6b zeigt
darüber hinaus einen Sitzquerträger analog zu
demjenigen gemäß 3b in
einer Perspektivansicht, welcher mit einem Bodenblech 42 gemäß 3a wiederum
einen entsprechenden Hohlraum 62 begrenzt. Auch dieser
Sitzquerträger 74 kann im Falle einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung – analog zu den Strukturbauteilen 50, 52 – im
Querschnitt vergrößert werden, um hierdurch seitliche
Intrusionen in die Fahrgastzelle zu reduzieren.
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In 8 ist
in einer Seitenansicht ein Personenkraftwagen dargestellt, wobei
symbolisch Drucksensoren 76 bzw. Beschleunigungssensoren 78 einer
ohnehin vorhandenen Sensorik 80 schematisch angedeutet
sind. Die Sensoren 78 dienen beispielsweise zur Sidebagaktivierung,
die Drucksensoren 76 beispielsweise zur Sidebagauslösung.
Diese ohnehin vorhandene Sensorik 80 kann im vorliegenden Fall
beispielsweise genutzt werden, um das jeweilige Druckbeaufschlagungselement 20 der
korrespondierenden Druckbeaufschlagungseinrichtung 22 entsprechend
zu initiieren, um hierdurch die gewünschte Querschnittsvergrößerung
des entsprechend im Seitenbereich des Personenkraftwagen angeordneten Strukturbauteils 50, 52 bzw.
um die Aktivierung und Querschnittsvergrößerung
des Sitzquerträgers 74 zu ermöglichen.
Natürlich kann im vorliegenden Fall auch eine in den 5a bis 5c beschriebene Sensorik 24 verwendet
werden, sofern diese geeignet ist, im vorliegenden Fall einen Seitenaufprall
zu ermitteln.
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In
den 9a bis 9d sind
als weitere Strukturbauteile jeweilige Querträger bzw.
Sitzquerträger in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht im
Bereich einer Bodenanlage 36 erkennbar, wie diese schematisch
bereits in 3a angedeutet ist. Die Querträger 82 erstrecken
sich wiederum zwischen einem in der Fahrzeugmitte angeordneten,
in Fahrzeugslängsrichtung verlaufenden Mitteltunnel 40 und einem
Seitenschweller 32 an der Außenseite der Bodenanlage 36.
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Während 9a den
Stand der Technik zeigt, zeigen die 9c und 9d jeweilige
Ausführungsformen, welche demgegenüber im Falle
eines Aufpralls bzw. eines Versagensbeginns im Querschnitt vergrößert
werden. Bei der Ausführungsform gemäß 9c ist
hierzu eine Bauteilerhöhung bzw. eine Vergrößerung
des Querschnitts in Fahrzeughochrichtung vorgesehen. Beim Querträger 82 gemäß 9d ergibt
sich eine Querschnittsvergrößerung bzw. Bauteilerhöhung
in Fahrzeuglängsrichtung, welche wiederum durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung
des korrespondierenden Hohlraums 62 bzw. durch Zündung
eines Druckbeaufschlagungselements 20 erreicht wird. Es
ist klar, dass beiden vorliegenden Strukturbauteilen bzw. Querträger 82 ein
entsprechender Freiraum vorhanden und die Anbindung zu den angrenzenden
Bauteilen so gewählt werden muss, dass die entsprechende Querschnittsvergrößerung
erfolgen kann. Dabei können gegebenenfalls auch entsprechende
Führungen vorgesehen sein, so dass sich eine reproduzierbare Querschnittsvergrößerung
bzw. Bauteilerhöhung in der geplanten Richtung – in
vorliegenden Fall in Fahrzeughochrichtung bzw. in Fahrzeuglängsrichtung – ergibt.
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Im
Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß den 9c und 9d ist
in 9b der Querträger in seiner Steifigkeit
erhöhbar, wie dies bereits im Zusammenhang mit den Ausführungsformen gemäß den 1a bis 3b beschrieben
worden ist. Demzufolge ist dieser Querträger 82 mit
einem Innendruck beaufschlagbar, ohne dass sich hierdurch eine Querschnittsveränderung
ergibt. Vielmehr wird wiederum die Steifigkeit des Querträgers 82 erhöht, indem
ein entsprechender Innendruck angelegt wird, um somit beispielsweise
bei einem Seitenaufprall des Kraftwagens eine übermäßige
Intrusion zu vermeiden.
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Insgesamt
ist somit erkennbar, dass bei den Ausführungsformen gemäß den 6a bis 9d wiederum
entsprechende Maßnahmen getroffen worden sind, um den korrespondierenden
Hohlraum 62 des jeweiligen Strukturbauteils 50, 52, 74, 82 so zu
beaufschlagen, dass sich eine entsprechende Querschnittsvergrößerung
in der geplanten Bewegungsrichtung ergibt. Zur Beaufschlagung des
jeweiligen Hohlraums 62 mit einem Innendruck ist des dabei
nicht unbedingt erforderlich, auf ein Druckbeaufschlagungselement 20 im
Sinne eines Airbags oder dergleichen zurückzugreifen. Falls
das jeweilige Strukturbauteil 50, 52, 74, 82 in
sich dicht ausgebildet werden kann, so kann auch dessen Hohlraum 62 direkt
mit einem Innendruck beaufschlagt werden, um hierdurch die geplante
Querschnittsvergrößerung zu erzielen. Insoweit
würde dies einem Innenhochdruckumformen entsprechen.
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Durch
die vorbeschriebenen Maßnahmen wird somit wiederum erreicht,
dass das jeweilige Strukturbauteil 50, 52, 74, 82 bzw.
deren Bleche mit geringeren Blechdicken von beispielsweise 0,5 mm bis
1,2 mm eingesetzt werden können, um dennoch insbesondere
im Falle einer Kollision eine hinreichende statische Steifigkeit
bzw. ein hinreichendes Energieabsorptionsvermögen bereitstellen
zu können. Einhergehend mit den verminderten Blechdicken
lässt sich – trotz des Vorsehens einer jeweiligen Beaufschlagungseinrichtung 22 – eine
erhebliche Gewichtsersparung der Strukturbauteile 50, 52, 74, 82 realisieren.
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In 10a ist wiederum ein Rahmenlängsträger 84 dargestellt,
welcher prinzipiell demjenigen gemäß den 1a bis 1c der korrespondierenden Knautschzone 10 entspricht.
Zumindest ein Bauteilbereich 86 des Rahmenlängsträgers 84 umgrenzt wiederum
einen Hohlraum 88, innerhalb welchem im vorliegenden Fall
beispielsweise ein Druckbeaufschlagungselement 20 einer
Druckbeaufschlagungseinrichtung 22 angeordnet sein kann,
wie diese in 4 gezeigt sind.
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Die
vorliegende Einrichtung für den Rahmenlängsträger 84 umfasst
demzufolge die Druckbeaufschlagungseinrichtung 22, mittels
welcher wiederum im Falle eines drohenden Unfalls des Kraftwagens
der Hohlraum 88 mit einem Innendruck beaufschlagbar ist,
wodurch ein plastisch verformbarer Bereich 90 des Strukturbauteils
lokal vergrößerbar ist. Dieser plastisch verformbare
Bereich 90 ist in 10b ausschnittsweise
vergrößert in einer Perspektivansicht dargestellt.
Insbesondere wird dieser plastisch verformbare Bereich 90 in
einem Bereich des Strukturbauteils bzw. Rahmenlängsträgers 84 vorgesehen,
bei welchem infolge einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung eine
Bauteileinschnürung erwartet wird. Dies ist bei einem Rahmenlängsträger 84,
welcher an der vorderen Knautschzone 10 vorgesehen ist,
der in den 10a und 10b dargestellte
Bereich.
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Kommt
es nun im vorliegenden Fall zu einer Frontalkollision des Kraftwagens,
so wird gezielt durch eine Beaufschlagung des Hohlraums 88 mit
einem Innendruck erreicht, dass der plastisch verformbare Bereich 90 lokal
infolge des Innendrucks ausgebeult und somit eine gegebenenfalls
drohende Bauteileinschnürung zumindest teilweise egalisiert
wird. Insgesamt lässt sich hierdurch das Versagensverhalten
des Rahmenlängsträgers 84 positiv beeinflussen, so
dass sich insgesamt ein verbessertes Energieabsorptionsvermögen
bzw. eine höhere Steifigkeit der Knautschzone 10 ergibt.
Das lokale Ausbeulen des Bereichs 90 erfolgt demzufolge
unter einer entsprechenden Oberflächenvergrößerung
dieses Bereichs, wobei der im Hohlraum 88 vorherrschende Innendruck
bei der Druckbeaufschlagung natürlich so auf die Blechdicke
des Bereichs 90 abgestimmt sein muss, dass sich diese plastische
Umformung ergibt.
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Es
ist klar, dass hierzu der plastisch verformbare Bereich 90 bereits
in seiner Ausgangsstellung durch eine entsprechende Sicke oder durch
andere, beispielsweise geometrische Maßnahmen vorbereitet
sein kann, die eine gezielte plastische Verformung des Bereichs 90 befördern.
Gegebenenfalls wäre es auch denkbar, diesen Bereich 90 aus
einem anderen Werkstoff oder einem anderen Bauteil herzustellen.
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Insgesamt
ist es somit erkennbar, dass im vorliegenden Fall die Druckbeaufschlagung
des Hohlraums 88 ebenfalls zu einer Querschnittsvergrößerung
des Rahmenlängsträgers 84 im entsprechenden Bauteilbereich 86 genutzt
wird, wobei hierzu eine plastische Verformung des Bereichs 90 erfolgt.
Die Druckbeaufschlagung kann analog zu den vorbeschriebenen Ausführungsformen
nicht nur mittels eines Druckbeaufschlagungselements 20 in
Form eines Airbags erfolgen, sondern ebenfalls wäre es
bei einem dicht geschlossenen Rahmenlängsträger 84 auch
denkbar, diesen direkt mit dem Druck zu beaufschlagen. Insoweit
würde dies wiederum einem Innenhochumformen gleichkommen.
Natürlich können auch andere Strukturbauteile
des Kraftwagens wie beispielsweise die Seitenschweller 32 oder
dergleichen mit solchen plastisch verformbaren Bereichen 90 versehen
werden.
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Die
vorstehend im Zusammenhang mit den 1b bis 10b beschriebenen Ausführungsformen können
gegebenenfalls auch untereinander variiert werden. So wäre
es beispielsweise denkbar, einen Rahmenlängsträger 12 bzw. 84 sowohl
in einem Bauteilbereich 16 zur Steifigkeitserhöhung
mit einem Druck zu beaufschlagen, wie dies in den 1a bis 3b erläutert
ist, als auch einen plastisch verformbaren Bereich 90 vorzusehen,
wie dies im Zusammenhang mit den 10a und 10b beschrieben worden ist. Eine Kombination mit
der Ausführungsform gemäß den 6a bis 9d mit
den anderen Ausführungsformen gemäß den 1a bis 3b sowie 10a und 10b wäre
ebenfalls denkbar.
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Ebenfalls
kann die jeweilige Druckbeaufschlagungseinrichtung 22 mit
einer hierfür geeigneten Sensorik 24 bzw. 80 verbunden
sein, je nachdem, welches Unfallszenario (Frontalkollision oder
Seitenkollision) erfasst werden soll und gegenüber welchem
Unfallszenario die Eigenschaften des zugehörigen Strukturbauteils
verbessert werden sollen.
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Insgesamt
dient die vorliegende Erfindung insbesondere dem Zwecke des Leichtbaus
und der Sicherheit der Fahrzeuginsassen, um nämlich bei
geringerem Gewicht der Strukturbauteile eine erhöhte Sicherheit
der Fahrzeuginsassen zu erreichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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