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Die Erfindung betrifft ein Strukturbauteil für einen Kraftwagen-Aufbau nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solches Strukturbauteil ist beispielsweise aus der
DE 102 53 300 A1 bekannt. Es besteht aus einem Kunststoffverbundmaterial, dessen Fasern gerichtet entlang zu erwartender Lastpfade orientiert sind. Dadurch erhält das Strukturbauteil eine besonders große Festigkeit entlang dieser vorherbestimmten Pfade. Nachteiliger Weise sind derartige Strukturbauteile aber nur sehr schlecht verformbar, weswegen sie im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung keine Energie zu absorbieren vermögen.
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Weiterhin sind Strukturbauteile aus Metallen wie beispielsweise Stahl- oder Aluminiumlegierungen bekannt. Diese weisen aufgrund ihrer Herstellung oft Grate und dergleichen auf. Diese stellen ein Verletzungsrisiko für Montagearbeiter dar. Insbesondere bei der Montage von elektrischen Anbauteilen an solche Strukturbauteile aus Metall können elektrische Leitungen durch diese Grate beschädigt werden. Auch aus ökologischen Gesichtspunkten sind solche metallischen Strukturbauteile nachteilig. Zum einen weisen sie ein hohes Gewicht auf, was den Kraftstoffverbrauch und damit den CO2-Ausstoß von Kraftwagen mit solchen Bauteilen erhöht. Bei der Produktion fallen weiterhin umweltschädliche Abfälle wie beispielsweise Tiefziehöle und dergleichen an. Diese müssen aufwändig und kostenintensiv entsorgt werden. Weiterhin führt das Verschleppen von Ziehölen bei der Montage solcher Strukturbauteile zu aufwändigen Reinigungsarbeiten am Kraftwagen. Dies erhöht wiederum die Herstellungskosten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Strukturbauteil nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiter zu entwickeln, dass dessen Energieabsorptionsvermögen verbessert und gleichzeitig seine Montage vereinfacht wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Strukturbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Ein solches Strukturbauteil für einen Kraftwagen-Aufbau ist aus einem faserverstärkten Kunststoffverbundmaterial ausgebildet und weist wenigstens eine Aufnahme zum Montieren eines Anbauteils, insbesondere eines elektrischen Anbauteils, auf. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass die Fasern des Kunststoffverbundmaterials ungerichtet orientiert sind. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten, entlang vorgegebener Lastpfade orientierten Faseranordnungen in Kunststoffverbundmaterialien ermöglicht es die erfindungsgemäße Faseranordnung, ein Strukturbauteil zu schaffen, welches im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung verformbar ist und daher eingeleitete Energie absorbieren kann. Dies erhöht die Sicherheit für die Fahrzeuginsassen.
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Die Ausbildung des Strukturbauteils aus einem Kunststoffverbundmaterial vermeidet zudem die Nachteile metallischer Strukturbauteile. Kunststoffbauteile können gradfrei hergestellt werden, so dass das Verletzungsrisiko für Monteure vermindert wird und die Gefahr der Beschädigung von Kabeln an scharfen Kanten oder Graten ausgeschlossen werden kann. Gleichzeitig sind solche Kunststoffstrukturbauteile leichter als Metallbauteile, wodurch das Gesamtgewicht eines Fahrzeugs mit einem solchen Strukturbauteil reduziert wird. Damit reduziert sich auch der CO2-Ausstoß und der Verbrauch. Beim Herstellen solcher Kunststoffstrukturbauteile sind weiterhin keine Ziehöle oder dergleichen notwendig, so dass auch Verschmutzungen vermieden werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Strukturbauteil wenigstens einen zumindest bereichsweise entlang einer Begrenzung der wenigstens einen Aufnahme verlaufenden Steg auf. Dieser dient als Positionierungshilfe für zu befestigende Anbauteile, so dass deren Montage erleichtert wird. Die Montagezeit kann dadurch verkürzt werden, wodurch die Herstellungskosten sinken.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Strukturbauteil wenigstens eine Sicke auf. Diese erstreckt sich bevorzugt diagonal über das Strukturbauteil. Durch derartige Sicken kann das Bauteil weiter versteift werden, ohne dass sein Energieabsorptionsvermögen verloren geht. Ein besonders stabiles Bauteil, welches gleichzeitig sehr fest an benachbarte Bauteile angebunden werden kann, kann dadurch geschaffen werden, dass in den Endbereichen einer solchen diagonal verlaufenden Sicke Durchtrittsöffnungen zum Verbinden des Strukturbauteils mit weiteren Bauteilen vorgesehen sind.
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Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
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1 ein Strukturbauteil nach dem Stand der Technik
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2 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Strukturbauteils
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3 das Strukturbauteil gemäß 2 von der anderen Seite betrachtet und
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4 das Strukturbauteil gemäß 2 mit montierten Anbauteilen.
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Ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Strukturbauteil, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist in 1 dargestellt. Das Bauteil ist aus einem Metall, insbesondere einer Stahl- oder Aluminiumlegierung gefertigt und durch Tiefziehen umgeformt. Insbesondere in Kantenbereichen 12 des Strukturbauteils 10 verbleiben dabei Grate, die bei der Montage des Strukturbauteils 10 ein Verletzungsrisiko für den Monteur darstellen.
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Das Strukturbauteil 10 weist weiterhin Aufnahmebereiche 14 für Anbauteile auf. Hierbei kann es sich um elektrische Anbauteile handeln. Die Grate in den Kantenbereichen 12 können bei der Montage dieser elektrischen Anbauteile Kabelstränge und dergleichen beschädigen.
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Das gezeigte Strukturbauteil 10 dient als Abstützung für den Fußraum einer Fahrgastzelle eines Kraftwagens. Bei einem Unfall ist es wünschenswert, in diesem Bereich Bauteile bereitzustellen, die unfallbedingt eingeleitete Kräfte aufnehmen und durch Verformung dissipieren können, ohne dass es dabei zu einem Eindringen in die Fahrgastzelle kommt. Dies wird durch besonders steife Blechbauteile oftmals nicht hinreichend gewährleistet.
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In den 2 und 3 sind die beiden unterschiedlichen Seiten eines insgesamt mit 20 bezeichneten Strukturbauteils dargestellt, welches eine Variante des Erfindungsgegenstands darstellt. Im Gegensatz zum aus dem Stand der Technik bekannten Strukturbauteil 10 ist das Strukturbauteil 20 aus einem faserverstärkten Kunststoffverbundmaterial gefertigt. Die Fasern des Kunststoffverbundmaterials sind in einer thermoplastischen Kunststoffmatrix aufgenommen und weisen keine Vorzugsorientierung auf. Mit anderen Worten ist die Faserstruktur ungerichtet. Ein solcher Strukturbauteil 20 ist daher sehr widerstandsfähig, kann sich jedoch auch verformen und dadurch Energie absorbieren, wodurch die Sicherheit von Insassen der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs mit einem derartigen Strukturbauteil 20 verbessert wird. Zur weiteren Versteifung des Strukturbauteils 20 weist dieses eine Sicke 22 auf, die sich diagonal über das Strukturbauteil 20 von einem ersten Anbindungsbereich 24 zu einem zweiten Anbindungsbereich 26 erstreckt. Über die Anbindungsbereiche 24 und 26 kann das Strukturbauteil 20 mit benachbarten Karosseriebauteilen oder dergleichen verbunden werden. Hierzu sind Durchtrittsöffnungen 28 vorgesehen, über welche die Bauteile beispielsweise verschraubt werden können.
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Neben seiner strukturellen Funktion dient das Bauteil 20 zudem als Aufnahme für Anbauteile. Dabei kann es sich beispielsweise um elektrische Steuergeräte handeln, die in Aufnahmen 30 des Strukturbauteils 20 angeordnet werden können. Die Aufnahmen 30 sind dabei von Stegen 32 umgeben, welche als Positionierungshilfe für die Anbauteile 34 dienen. Damit ist die Montage der Anbauteile 34 besonders einfach.
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4 zeigt schließlich das Strukturbauteil 20 vollständig mit den Anbauteilen 34 bestückt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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