DE102010061157B4

DE102010061157B4 - Aussteifungselement

Info

Publication number: DE102010061157B4
Application number: DE102010061157.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Weiss
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2030-12-11
Also published as: CN102556169B; BRPI1107197A2; CN102556169A; DE102010061157A1

Abstract

Aussteifungselement (1) eines Kraftfahrzeugs (2) mit zumindest einer rinnenförmigen Vertiefung/Sicke (3,3'), die zumindest zwei Tiefenniveaus (t1,t2) aufweist, das heißt zumindest einen gestuften Rand besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussteifungselement (1) einen abgesetzten Randbereich (13) aufweist, in welchem zwei rechenzinkenartig ausgebildete Sickenreihen (14,14') ineinandergreifen, wobei zwischen den beiden Sickenreihen (14,14') ein zickzackförmiger Kanal (6) verläuft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aussteifungselement eines Kraftfahrzeuges. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Aussteifungselement.
Aus der DE 103 54 420 A1 ist ein gattungsgemäßes Aussteifungselement eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer rinnenförmigen Vertiefung/Sicke bekannt, die zumindest zwei Tiefenniveaus aufweist, das heißt zumindest einen gestuften Rand besitzt.
Aus der DE 199 12 183 A1 ist in Dachquerträger für ein Kraftfahrzeug bekannt.
Aus der JP 2000-135 990 A1 ist eine Verstärkungsstruktur eines Fahrerhausbodens bekannt, die auf einem Unterrahmen zwischen einer vorderen und einer hinteren Montageschiene unterhalb des Fahrerhauses angebracht ist.
Aus der FR 2 876 929 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Metallteils mit sehr hoher Elastizitätsgrenze bekannt.
Aussteifungselemente in Kraftfahrzeugen mit rinnenförmigen Vertiefungen, kurz auch Sicken genannt, sind hinlänglich bekannt und dienen insbesondere dazu, unerwünschte Bauteilschwingungen zu reduzieren oder gänzlich zu vermeiden sowie das Kraftfahrzeug auszusteifen und dabei insbesondere crashsicher zu machen. Gleichzeitig können derartige Sicken dazu verwendet werden, ein definiertes und vorbestimmtes Deformationsverhalten zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Aussteifungselement eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine reduzierte Schwingungsempfindlichkeit sowie ein verbessertes Aussteifungsverhalten auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, an einem Aussteifungselement eines Kraftfahrzeuges zumindest eine rinnenförmige Vertiefung, kurz auch Sicke genannt, vorzusehen, die zumindest zwei unterschiedlichen Tiefenniveaus aufweist, das heißt zumindest einen gestuften Rand besitzt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Aussteifungselement einen abgesetzten Randbereich aufweist, in welchem zwei rechenzinkenartig ausgebildete Sickenreihen ineinandergreifen, wobei zwischen den beiden Sickenreihen ein zickzackförmiger Kanal verläuft. Im Unterschied zu bisher bekannten Sicken, welche ausschließlich in der Art einer Rinne ausgebildet waren, weisen die erfindungsgemäßen Sicken den großen Vorteil auf, unerwünschte Bauteilschwingungen besonders gut zu unterbinden und zugleich eine hohe Aussteifung zu bewirken. Ein weiterer positiver Effekt derartiger erfindungsgemäßer Sicken, eine kontrollierte Luftführung, sofern das Aussteifungselement in der Art eines Bodenblechs beim Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Die erfindungsgemäßen Sicken können dabei wie herkömmliche Sicken mittels eines Presswerkzeugs erzeugt werden, insbesondere sofern es sich bei dem Aussteifungselement um ein Blechstanzteil handelt. Denkbar ist selbstverständlich auch, dass ein entsprechendes Spritzgusswerkzeug vorgesehen ist, in welchem das erfindungsgemäße Aussteifungselement gespritzt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, weist die zumindest eine Sicke einen asymmetrischen oder einen symmetrischen Querschnitt auf. Insbesondere ein asymmetrischer und zweistufiger (Sicke-in-Sicke) Querschnitt sorgt für eine deutliche Reduzierung der unverwünschten Bauteilschwingungen, was bisher nicht bekannt war und erst überraschender Weise bei entsprechenden Testversuchen herausgefunden werden konnte. Die „Sicke-in-Sicke“-Lösung stellt dabei die erfindungsgemäße Sicke mit zumindest zwei Tiefenniveaus dar, wobei selbstverständlich klar ist, dass darüber hinaus weitere Tiefenniveaus vorgesehen werden können.
Zweckmäßig nehmen die unterschiedlichen Tiefenniveaus von ersten, tiefen Stelle zu einer zweiten, mit einer Sickenumgebung ebenen Stelle stufenlos ab. Die erfindungsgemäße Sicke läuft somit stufenlos in das Aussteifungselement über. Eine derartig ausgestaltete Sicke kann insbesondere dann zum Einsatz kommen, sofern ein abruptes Ende der Sicke entweder aus ästhetischen oder konstruktiven Gründen unerwünscht ist oder aber sofern sich die Sickenumgebung an der zweiten Stelle soweit an das Tiefenniveau der Sicke an der ersten Stelle angehoben hat. Selbstverständlich ist dabei sowohl ein geradliniger Verlauf als auch ein gebogener Verlauf der zumindest einen Sicke denkbar, wobei der jeweilige Verlauf insbesondere bei dem Einsatz des Aussteifungselementes als Bodenblech eines Kraftfahrzeuges zusätzlich zur kontrollierten Luftführung genutzt werden kann. In diesem Fall verläuft die zumindest eine Sicke im Wesentlichen in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,

1 eine Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Aussteifungselement mit einer vergrößerten Schnittdarstellung im Bereich einer Vertiefung/Sicke,
2 eine Kraftfahrzeugkarosserie von oben mit einem als Bodenblech ausgebildeten erfindungsgemäßen Aussteifungselement,
3 eine Kraftfahrzeugkarosserie in einem Längsschnitt,
4 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Aussteifungselement mit einer zusätzlichen Seitenansicht zur Verdeutlichung eines Gefälles eines in einem Randbereich.

Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßes Aussteifungselement 1 eines Kraftfahrzeuges 2 (vgl. 2) mehrere rinnenförmige Vertiefungen/Sicken 3,3' auf, wovon zumindest eine Sicke 3,3' zumindest zwei Tiefenniveaus t₁ und t₂ aufweist, das heißt zumindest einen gestuften Rand besitzt, wie dies gemäß der vergrößerten Schnittdarstellung deutlich zu sehen ist. Gemäß der Schnittdarstellung in 1 ist zu erkennen, dass die erfindungsgemäße Sicke 3' einen asymmetrischen Querschnitt aufweist, wobei selbstverständlich auch denkbar ist, dass diese einen symmetrischen Querschnitt besitzt. Die gemäß der Schnittdetaildarstellung gezeigte Sicke 3' ist dabei nach unten offen ausgebildet.
Wie ebenfalls der 1 und auch der 2 zu entnehmen ist, gibt es Sicken 3, die einen geraden Verlauf aufweisen, sowie Sicken 3, die einen gebogenen Verlauf besitzen. Zusätzlich ist eine Sicke 3' dargestellt, bei welcher die unterschiedlichen Tiefenniveaus t₁ und t₂ von einer ersten, tiefen Stellen 4 zu einer zweiten mit einer Umgebung der Sicke 3' ebenen Stelle 5 stufenlos abnehmen bzw. ansteigen, so dass die Sicke von der ersten Stelle 4 hin zur zweiten Stelle 5 ausläuft. Die zweite Stelle 5 kann dabei durch eine Erhöhung der Umgebung der Sicke 3' gekennzeichnet sein, wie dies gemäß der 1 dargestellt ist.
Generell kann das erfindungsgemäße Aussteifungselement 1 als Bodenblech des Kraftfahrzeuges 2 ausgebildet sein, wobei das gemäß der 2 dargestellte Kraftfahrzeug 2 das erfindungsgemäße Aussteifungselement 1 in einem Bodenbereich des Hecks vorsieht. Hierbei ist zu beobachten, dass die erfindungsgemäße Sicken 3 vorzugsweise in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen.
Mit dem erfindungsgemäßen Aussteifungselement 1 lassen sich unerwünschte Bauteilschwingungen zumindest reduzieren, im günstigsten Fall sogar gänzlich unterbinden. Zugleich stabilisiert das erfindungsgemäße Aussteifungselement 1 eine Karosserie des Kraftfahrzeuges 2 und verbessert dadurch deren Crashverhalten. Durch die nach unten offenen Sicken 3 ist es zudem möglich, eine gezielte und exakt definierte Luftströmung bzw. Luftführung zu erreichen. Das Herstellen der erfindungsgemäßen Sicken 3, 3' kann dabei wie das Herstellen bisher bekannter Sicken, nämlich beispielsweise durch ein Presswerkzeug, erfolgen, sofern es sich bei dem Aussteifungselement 1 um ein Blechstanzteil handelt. Durch die erfindungsgemäße Sicke 3, 3' mit unterschiedlichen Tiefenniveaus t₁, t₂, kann ein bisher nicht bekannter Aussteifungseffekt erzielt werden, wobei das Herstellen der erfindungsgemäßen Sicken 3, 3' sich nicht oder nur unwesentlichen vom Herstellen bisher bekannter Sicken unterscheidet und dadurch ohne Mehrkosten erreicht werden kann.
Betrachtet man neben der 1 auch die 3 und 4, so kann man erkennen, dass das Aussteifungselement 1 einen abgesetzten Randbereich 13 aufweist, in welchem zwei rechenzinkenartig ausgebildete Sickenreihen 14,14' ineinandergreifen, wobei zwischen den beiden Sickenreihen 14,14' ein zickzackförmiger Kanal 6 verläuft. Der zickzackförmige Kanal 6 besitzt in ca. der Mitte 7 des Randbereichs 13 einen Scheitel 8 und weist deshalb davon ausgehend ein Gefälle auf, wobei jeweils endseitig des Kanals 6 eine Durchgangsöffnung 9,9' vorgesehen ist. Diese Durchgangsöffnungen 9,9' dienen als Lackablauflöcher, worüber überschüssiger Lack nach dem kathodischen Tauchlackieren ablaufen kann. Hierdurch lassen sich insbesondere sogenannte Lackpfützen, die beim Tauchlackieren an horizontalen Aussteifungselementen 1 entstehen würden, wirkungsvoll vermeiden.
Die beiden Sickenreihen 14,14' bewirken zusätzlich ein Aussteifen hinsichtlich einer Querachse 12. Aufgrund beispielsweise einer unzureichenden Steifigkeit einer Heckklappe 10 (vgl. 3), kann eine Hinterwagenstruktur zu Schwingungen angeregt werden, wodurch es in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 2 zu einem störenden „Wummern“ kommen kann.
Durch eine Kraftübertragung von der Heckklappe 10 über eine Schlossstütze 11 können die Schwingungen der Heckklappe 10 nämlich in das Aussteifungselement 1 übertragen werden, woraufhin sich dieses elastisch um die Fahrzeugquerachse 12 verdreht. Die beiden Sickenreihen 14,14' wirken diesem Verdrehen entgegen, da unabhängig der Lage der Querachse 12 (linke Bildhälfte in 4), um welche sich das Aussteifungselement 1 verdrehen wollte, stets eine Sickenreihe 14,14' geschnitten wird, und verhindern so das als störend empfundene Wummern. Die Sicken 3a der einzelnen Sickenreihen 14,14' sind vorzugsweise halbkegelartig ausgebildet kämmen dabei mit Abstand ineinander und sind in der Art von Rechenzinken angeordnet und gegeneinander positioniert.
Wie der 4 weiter zu entnehmen ist, laufen die Sicken 3,3' aus und die Grundfläche des Kanals 6 bzw. des Randbereichs 4 ist geneigt.

Claims

Aussteifungselement (1) eines Kraftfahrzeugs (2) mit zumindest einer rinnenförmigen Vertiefung/Sicke (3,3'), die zumindest zwei Tiefenniveaus (t₁,t₂) aufweist, das heißt zumindest einen gestuften Rand besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussteifungselement (1) einen abgesetzten Randbereich (13) aufweist, in welchem zwei rechenzinkenartig ausgebildete Sickenreihen (14,14') ineinandergreifen, wobei zwischen den beiden Sickenreihen (14,14') ein zickzackförmiger Kanal (6) verläuft.
Aussteifungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sicke (3,3') einen asymmetrischen oder einen symmetrischen Querschnitt aufweist.
Aussteifungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sicke (3,3') einen gebogenen Verlauf aufweist.
Aussteifungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Tiefenniveaus (t₁,t₂) von einer ersten, tiefen Stelle (4) zu einer zweiten, mit der Sickenumgebung ebenen Stelle (5) stufenlos auslaufen.
Aussteifungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussteifungselement (1) als Bodenblech eines Kraftfahrzeugs (2) ausgebildet ist.
Aussteifungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sicke (3,3') im Wesentlichen in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (2) verläuft.
Aussteifungselement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sicke (3,3') des Bodenblechs nach unten offen ist.
Aussteifungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (6) in ca. der Mitte (7) des Randbereichs (13) einen Scheitel (8) aufweist, wobei jeweils endseitig des Kanals (6) eine Durchgangsöffnung (9,9') vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug (2) mit einem Aussteifungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussteifungselement (1) in einem Bodenbereich des Hecks des Kraftfahrzeugs (2) angeordnet ist.