DE102009035782A1

DE102009035782A1 - Energieabsorptionselement sowie Verfahren zum Herstellen eines Energieabsorptionselements

Info

Publication number: DE102009035782A1
Application number: DE200910035782
Authority: DE
Inventors: Kurt Riester
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-08-01
Filing date: 2009-08-01
Publication date: 2010-03-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Energieabsorptionselement (10) für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einem einem korrespondierenden Längsträger zugewandten Stützbereich (12) und einem einem Biegequerträger zugewandten weiteren Stützbereich (14), zwischen welchen sich ein Längenbereich (16) des Energieabsorptionselements (10) erstreckt, wobei der Längenbereich (16) des Energieabsorptionselements (10) in dessen Erstreckungsrichtung im Wesentlichen keilförmig ausgebildet ist sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Energieabsorptionselements (10) für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einem einem korrespondierenden Längsträger zugewandten Stützbereich (12) und einem einem Biegequerträger zugewandten weiteren Stützbereich (14), zwischen welchen sich ein Längenbereich (16) des Energieabsorptionselements (10) erstreckt, wobei als Längenbereich (16) des Energieabsorptionselements (10) ein Strangpressprofil unter Ausbildung einer Keilform umgeformt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Energieabsorptionselement für einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Energieabsorptionselements nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 7.
Ein gattungsgemäßes Energieabsorptionselement, welches auch als Crashbox zu bezeichnen ist, ist durch die DE 102 34 253 B3 offenbart. Diese Crashbox für Fahrzeuge ist aus einem Blechhalbzeug durch Biegen gebildet und weist ein Doppelkammerprofil sowie eine Flanschplatte auf, über welche die Crashbox an einen Längsträger anbindbar ist.
Dieses sowie bekannte Energieabsorptionselemente weisen den Nachteil auf, dass durch die Anbindung über eine Flanschplatte an den Längsträger ein Versatz des Energieaborptionselements zum Längsträger vorliegt, insbesondere im Falle eines Niveauunterschieds zwischen einem Biegequerträger und dem Längsträger, wodurch dieser Bereich im Falle eines Unfalls einknickt, was wiederum zur Folge hat, dass, wenn keine anderen Vorkehrungen getroffen sind, eine Aufprallenergie nicht optimal in das Energieabsorptionselement einleitbar und somit eine Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsenergie des Energieabsorptionselements realisierbar ist. Durch den besagten geometrischen Versatz erhält also eine Kraftwirkungslinie infolge einer Kraftanleitung im Falle eines Unfalls eine Stufe.
Des Weiteren weisen die bekannten Energieabsorptionselemente eine aufwendige Herstellung, ein hohes Gewicht und Probleme bei einem Fügen auf.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Energieabsorptionselement der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein optimaler Kraftfluss im Falle eines Unfalls ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Energieabsorptionselement für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Energieabsorptionselement für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einem einem korrespondierenden Längsträger zugewandten Stützbereich und einem einem Biegequerträger zugewandten weiteren Stützbereich, zwischen welchem sich ein Längenbereich des Energieabsorptionselements erstreckt, zeichnet sich dadurch aus, dass der Längenbereich des Energieabsorptionselements in dessen Erstreckungsrichtung im Wesentlichen keilförmig ausgebildet ist. Durch diese Keilform ist es ermöglicht, einen etwaigen Niveauunterschied in Fahrzeughochrichtung zwischen dem Längsträger und dem Biegequerträger in einfacher Weise zu kompensieren, wodurch ein optimaler Kraftfluss im Falle eines Unfalls vom Biegequerträger über das Energieabsorptionselement, welches als Crashbox zu bezeichnen ist, auf den Längsträger geschaffen ist. Dies bedeutet eine Verbesserung eines Unfallverhaltens des Personenkraftwagens mit dem erfindungsgemäßen Energieabsorptionselement, da eine Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsenergie des Energieabsorptionselements in optimaler Art und Weise geschehen kann.
Somit sind Beschleunigungen, welche bei Insassen des Personenkraftwagens zu Verletzungen führen können, kontinuierlich und damit sanft abbaubar, was mit einer Reduzierung einer Verletzungswahrscheinlichkeit für die Insassen einhergeht.
Im Vergleich zum Stand der Technik bedeutet dies, dass insbesondere an dem dem Längsträger zugewandten Stützbereich eine exzentrisch an dem Energieabsorptionselement angeordnete Flanschplatte zur Verbindung des Energieabsorptionselements mit dem Längsträger und ein damit verbundener, geknickter Kraftflussverlauf zwecks Überwindung des Niveauunterschieds zwischen Biegequerträger und Längsträger vermeidbar ist.
Weisen der längsträgerseitige und der biegequerträgerseitige Stützbereich, insbesondere eine jeweilige Unterkante und/oder Oberkante, eine unterschiedliche Höhenlage auf, so birgt dies den Vorteil, dass durch diese Ausführungsform ein besonders hoher Unterschied zwischen dem Biegequerträger und dem Längsträger ermöglicht ist bei gleichzeitiger Schaffung eines günstigen Kraftflusses mit allen in diesem Zusammenhang beschriebenen Vorteilen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Energieabsorptionselement aus einem Strangpressprofil gebildet ist, was eine besonders kostengünstige Herstellung des Energieabsorptionselements bedeutet. Ist das Energieabsorptionselement im Wesentlichen aus Aluminium gebildet, so weist das Energieabsorptionselement im Sinne eines Leichtbauansatzes ein äußerst geringes spezifisches Gewicht auf, wobei Aluminium gleichzeitig eine besonders günstige Umwandlung einer Aufprallenergie in Verformungsenergie ermöglicht, was mit einer Steigerung einer Sicherheit für die Fahrzeuginsassen resultiert.
Eine Vereinfachung und damit weitere Kostenreduzierung für die Herstellung des Energieabsorptionselements ist dadurch realisierbar, dass das Energieabsorptionselement in seiner Erstreckungsrichtung Umformfalten an seinen Flanken aufweist, welche ein gezieltes Falten bestimmter Bereiche eines Profils des Energieabsorptionselements bei einem Zusammendrücken oder bei einem Aufweiten zur Bildung der Keilform bewirkt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Energieabsorptionselements für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einem einem korrespondierenden Längsträger zugewandten Stützbereich und einem einem Biegequerträger zugewandten weiteren Stützbereich, zwischen welchen sich ein Längenbereich des Energieabsorptionselements erstreckt, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass als Längenbereich des Energieabsorptionselements ein Strangpressprofil unter Ausbildung einer Keilform umgeformt wird. Dies bedeutet die oben beschriebene, kostengünstige Herstellung des Energieabsorptionselements bei gleichzeitiger, optimaler Überwindung eines Niveauunterschieds zwischen dem Biegequerträger und dem Längsträger zur Ermöglichung eines optimalen Kraftflusses.
Dabei wird ein kostengünstiges Halbzeug in Form eines Strangpressprofils nach einer Extrusion des Strangpressprofils zum Erreichen der Keilform umgeformt, indem es auf einer Stirnseite, also in dem dem Längsträger zugewandten Stützbereich oder in dem dem Biegequerträger zugewandten Stützbereich aufgeweitet oder eben zusammengedrückt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Figur zeigt eine perspektivische Ansicht eines Energieabsorptionselements mit einem einem korrespondierenden Längsträger zugewandten Stützbereich und mit einem einem Biegequerträger zugewandten weiteren Stützbereich, zwischen welchem sich ein Längenbereich des Energieabsorptionselement erstreckt, wobei der Längenbereich in dessen Erstreckungsrichtung keilförmig ausgebildet ist, sowie zwei schematische Querschnittsansichten und eine Seitenansicht des Energieabsorptionselements.
Die Figur zeigt ein Energieabsorptionselement 10 für einen Personenkraftwagen, mit einem einem korrespondierenden Längsträger zugewandten Stützbereich 12 sowie mit einem einem Biegequerträger zugewandten weiteren Stützbereich 14, wobei zwischen den Stützbereichen 12 und 14 ein Längenbereich 16 vorgesehen ist, welcher in Erstreckungsrichtung des Energieabsorptionselements 10 keilförmig ausgebildet ist.
Das Energieabsorptionselement 10 ist aus einem Strangpressprofil aus Aluminium gebildet, welches nach seiner Extrusion an dem Schützbereich 14 zusammengedrückt wird gemäß Richtungspfeilen 18 und 20 zur Bildung der in der Figur gezeigten Keilform des Energieabsorptionselements 10.
Das Energieabsorptionselement 10 ist dabei über eine Flanschplatte 21 und entsprechende Durchgangsöffnungen 22 und 24 der Flanschplatte 21 an einem korrespondierenden Längsträger anbindbar.
Die Keilform des Energieabsorptionselements 10 erlaubt einen optimalen Ausgleich eines Niveauunterschieds insbesondere in Fahrzeughochrichtung zwischen dem erwähnten Biegequerträger und dem erwähnten Längsträger, wodurch eine exzentrische Anordnung der Flanschplatte 21 vermeidbar ist. Dies bedeutet einen optimalen Kraftfluss im Falle eines Unfalls und damit eine optimale Einleitung einer Aufprallenergie in das Energieabsorptionselement 10 zur Umwandlung der Aufprallenergie in Verformungsenergie desselbigen.
Durch das Energieabsorptionselement 10 sind Verstärkungen der Flanschplatte 21 oder eines korrespondierenden Rohbaus des Personenkraftwagens vermeidbar, was ein Gewicht des Personenkraftwagens und damit ein Kraftstoffverbrauch sowie CO₂-Emissionen gering hält. Des Weiteren ist das in der Figur gezeigte Energieabsorptionselement 10 bei Schraubkonstruktionen als auch bei Schweißkonstruktionen einsetzbar. Nicht zuletzt ist es durch die Bildung des Energieabsorptionselements 10 aus einem Aluminium-Strangpressprofil ermöglicht, ein maßlich flexibles umformbares Aluminium-Strangpressprofil für ein entsprechendes Energieabsorptionselement an unterschiedlichen Fahrzeugen in unterschiedlichen Baureihen einzusetzen.
Darstellung A zeigt dabei eine mögliche Querschnittsform des Energieabsorptionselements 10. Darstellung B zeigt einen zu Darstellung A unterschiedlichen Querschnitt des Energieabsorptionselements 10, wobei die gestrichelte Linie den Querschnitt nach dem beschriebenen Umformprozess zur Bildung der Keilform zeigt. Darstellung C zeigt das keilförmige Energieabsorptionselement 10 in einer Seitenansicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10234253 B3 [0002]

Claims

Energieabsorptionselement (10) für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einem einem korrespondierenden Längsträger zugewandten Stützbereich (12) und einem einem Biegequerträger zugewandten weiteren Stützbereich (14), zwischen welchen sich ein Längenbereich (16) des Energieabsorptionselements (10) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Längenbereich (16) des Energieabsorptionselements (10) in dessen Erstreckungsrichtung im Wesentlichen keilförmig ausgebildet ist.
Energieabsorptionselement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der längsträgerseitige und der biegequerträgerseitige Stützbereich (12, 14), insbesondere eine jeweilige Unterkante und/oder Oberkante, eine unterschiedliche Höhenlage aufweisen.
Energieabsorptionselement (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (10) einen im Wesentlichen doppel-T-förmigen Querschnitt aufweist.
Energieabsorptionselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (10) aus einem Strangpressprofil gebildet ist.
Energieabsorptionselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (10) im Wesentlichen aus Aluminium ausgebildet ist.
Energieabsorptionselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionselement (10) in Erstreckungsrichtung Umformfalten aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines Energieabsorptionselements (10) für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einem einem korrespondierenden Längsträger zugewandten Stützbereich (12) und einem einem Biegequerträger zugewandten weiteren Stützbereich (14), zwischen welchen sich ein Längenbereich (16) des Energieabsorptionselements (10) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass als Längenbereich (16) des Energieabsorptionselements (10) ein Strangpressprofil unter Ausbildung einer Keilform umgeformt wird.