DE102012010747A1

DE102012010747A1 - Structural component for motor vehicle, has active crash-wall that is partially fiber reinforced, and is partially made of fiber reinforced plastic, where wall is formed in two parts

Info

Publication number: DE102012010747A1
Application number: DE201210010747
Authority: DE
Inventors: Matthias Nohr; Franz Maier; Klaus Drechsler; Olaf Rüger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2012-12-27

Abstract

The structural component has an active crash-wall (10a), which partially encloses a hollow space (11a). The active crash-wall is provided to deform a crash by an inner pressure that is actively adjusted in the hollow space. The wall is partially fiber reinforced. The wall is partially made of fiber reinforced plastic. The wall is formed in two parts. A wall portion (14a) of the wall forms an active area (12a) and another wall portion (15a) of the wall forms a passive area (13a).

Description

Die Erfindung betrifft ein Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a structural component of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2008 039 514 A1 ist bereits ein Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs mit einer crashaktiven Wandung, die einen Hohlraum umschließt, und die dazu vorgesehen ist, sich crashfallbedingt durch einen im Hohlraum aktiv eingestellten Innendruck zu verformen, bekannt.From the DE 10 2008 039 514 A1 is already a structural component of a motor vehicle with a crash-active wall, which encloses a cavity, and which is intended to deform crash due to an active in the cavity set internal pressure, known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein leichtes Strukturbauteil mit guten Crasheigenschaften bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of providing a lightweight structural component with good crash properties. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung geht aus von einem Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs mit einer crashaktiven Wandung, die wenigstens einen Hohlraum zumindest teilweise umschließt, und die dazu vorgesehen ist, sich crashfallbedingt durch einen im Hohlraum aktiv eingestellten Innendruck zu verformen.The invention is based on a structural component of a motor vehicle with a crash-active wall, which at least partially surrounds at least one cavity, and which is intended to deform due to a fall in the case of an internal pressure actively set in the cavity.

Es wird vorgeschlagen, dass die Wandung zumindest teilweise faserverstärkt ist. Dadurch können im Vergleich zum Stand der Technik leichtere Materialien zur Herstellung eines kompakten Strukturbauteils verwendet werden, ohne dass Crasheigenschaften des Strukturbauteils verschlechtert werden, wodurch ein Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs und eine Schadstoffemission gesenkt werden können. Durch die Faserverstärkung der Wandung kann im Vergleich zum Stand der Technik die Crasheigenschaft des Strukturbauteils und damit ein Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Unfall verbessert werden. Es kann ein leichtes Strukturbauteil mit wenig benötigten Bauraum und guten Crasheigenschaften bereitgestellt werden. Es können weiter korrosionsbeständige oder nicht-korrosive Materialien verwendet werden, wodurch eine Korrosion im Vergleich zum Stand der Technik zumindest verlangsamt und ein Wettbewerbsvorteil erzielt werden kann. Unter einer „crashaktiven Wandung” soll insbesondere eine Wandung verstanden werden, die vor der Verformung, d. h. in einem Normalzustand eine Steifigkeit und/oder eine Energieabsorption aufweist, die kleiner ist als eine Steifigkeit und/oder eine Energieabsorption nach der Verformung oder die kleiner ist als eine durch die Verformung resultierende Steifigkeit und/oder Energieabsorption. Die crashaktive Wandung ist vorzugsweise bei oder vor einem Zusammenprall mit einem Unfallpartner durch aktives Beaufschlagen des Hohlraums mit dem Innendruck verformbar, um die Steifigkeit und/oder die Energieabsorption im Vergleich zu dem Normalzustand zu erhöhen. Der Normalzustand ist vorteilhaft durch einen Zustand definiert, den das Strukturbauteil bei einem Montieren und/oder bei einem unfallfreien Kraftfahrzeug aufweist. Unter „crashfallbedingt” soll insbesondere verstanden werden, dass die Wandung erst bei oder vor einem Unfall und/oder unfallabhängig verformt wird. Vorzugsweise wird die Wandung bei dem Zusammenprall oder bei einem bevorstehenden Zusammenprall aktiv mittels des Innendrucks verformt, um die Folgen des Unfalls abzuschwächen. Unter einem „aktiv eingestellten Innendruck” soll insbesondere ein Innendruck verstanden werden, der aktiv durch eine Druckbeauschlagungseinheit, wie beispielweise eine Pumpe, einen Gasgenerator, eine Gaskartusche oder dergleichen, im Hohlraum eingestellt wird. Vorzugsweise kann der Innendruck zusätzlich oder alternativ pyrotechnisch erhöht werden. Unter einer „faserverstärkten Wandung” soll insbesondere eine Wandung aus faserverstärktem Material verstanden werden, das Verstärkungsfasern und ein die Verstärkungsfasern umgebender Matrixwerkstoff umfasst. Vorzugsweise erfolgt durch die crashfallbedingte Verformung eine Ausdehnung und/oder eine Querschnittsvergrößerung des Strukturbauteils. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet, ausgestaltet und/oder angeordnet verstanden werden.It is proposed that the wall is at least partially fiber-reinforced. As a result, lighter materials for producing a compact structural component can be used in comparison with the prior art without degrading crash properties of the structural component, whereby a fuel consumption of the motor vehicle and a pollutant emission can be reduced. By the fiber reinforcement of the wall can be improved in an accident compared to the prior art, the crash property of the structural component and thus a protection of vehicle occupants. It can be a lightweight structural component with little space required and good Crasheigenschaften be provided. Further, corrosion-resistant or non-corrosive materials may be used, thereby at least slowing down corrosion as compared with the prior art and achieving a competitive advantage. A "crash-active wall" should in particular be understood to mean a wall which, prior to the deformation, ie. H. in a normal state, has a stiffness and / or an energy absorption that is less than a stiffness and / or an energy absorption after the deformation or that is smaller than a deformation-resulting rigidity and / or energy absorption. The crash-active wall is preferably deformable during or before a collision with an accident partner by actively applying the cavity to the internal pressure in order to increase the rigidity and / or the energy absorption in comparison to the normal state. The normal state is advantageously defined by a state that the structural component has during assembly and / or in an accident-free motor vehicle. By "crash condition" is to be understood in particular that the wall is deformed only at or before an accident and / or accident-dependent. Preferably, the wall is actively deformed by the internal pressure in the collision or in an imminent collision in order to mitigate the consequences of the accident. An "actively set internal pressure" is to be understood in particular to mean an internal pressure which is actively set in the cavity by a pressure dropping unit, such as a pump, a gas generator, a gas cartridge or the like. Preferably, the internal pressure may additionally or alternatively be increased pyrotechnically. A "fiber-reinforced wall" should in particular be understood as meaning a wall of fiber-reinforced material comprising reinforcing fibers and a matrix material surrounding the reinforcing fibers. Preferably, due to the crash-induced deformation, an expansion and / or a cross-sectional enlargement of the structural component takes place. By "provided" is to be understood in particular specially designed, equipped, designed and / or arranged.

Zur Gewichtsreduzierung wird vorgeschlagen, dass die Wandung zumindest teilweise aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht, wodurch ein besonders steifes und nichtkorrosives Strukturbauteil bereitgestellt werden kann.For weight reduction, it is proposed that the wall at least partially consists of a fiber-reinforced plastic, whereby a particularly rigid and non-corrosive structural component can be provided.

Zur Realisierung einer definierten crashbedingten Ausdehnung wird ferner vorgeschlagen, dass die Wandung einen durch den aktiv eingestellten Innendruck verformbaren Aktivbereich und einen durch den aktiv eingestellten Innendruck zumindest im Wesentlichen unverformbaren Passivbereich aufweist, wodurch eine crashbedingte Ausdehnung nur in eine Richtung bereitgestellt werden kann. Unter einem „Aktivbereich” soll insbesondere ein Teil der Wandung verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, sich bei einer Beaufschlagung des Hohlraums mit dem aktiv eingestellten Innendruck zu verformen. Unter einem „Passivbereich” soll insbesondere ein Teil der Wandung verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, bei der Beaufschlagung des Hohlraums mit dem aktiv eingestellten Innendruck zumindest im Wesentlichen formkonstant zu bleiben.In order to realize a defined crash-induced expansion, it is further proposed that the wall has an active region deformable by the actively set internal pressure and an at least substantially non-deformable passive region by the actively set internal pressure, whereby a crash-caused expansion can be provided only in one direction. An "active area" is to be understood in particular a part of the wall which is intended to deform when the cavity is acted upon by the actively set internal pressure. A "passive area" should in particular be understood to mean a part of the wall which is intended to remain at least substantially constant in shape when the cavity is exposed to the actively set internal pressure.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Wandung zumindest zweiteilig ausgebildet ist, wodurch eine Herstellung des Aktivbereichs und des Passivbereichs vereinfacht werden kann. Unter einer „zumindest zweiteiligen Wandung” soll insbesondere eine Wandung verstanden werden, die durch zumindest zwei separat voneinander hergestellten flächigen Wandstücke gebildet ist. Unter einem „flächigen Wandstück” soll insbesondere ein Wandstück verstanden werden, dass zumindest eine den Hohlraum begrenzende Oberfläche aufweist, die vorteilhaft mindestens 2 cm², besonders vorteilhaft mindestens 8 cm² und ganz besonders vorteilhaft mindestens 12 cm² beträgt.In particular, it is advantageous if the wall is formed at least in two parts, whereby a production of the active area and the passive area can be simplified. An "at least two-part wall" should in particular be understood to mean a wall which is formed by at least two flat wall pieces produced separately from one another. Under a "sheet wall piece" is in particular a wall piece be understood that at least one surface defining the cavity, which is advantageously at least 2 cm ² , more preferably at least 8 cm ² and most preferably at least 12 cm ² .

Um den Aktivbereich und den Passivbereich separat voneinander herzustellen, ist es weiter vorteilhaft, wenn ein Wandstück der zumindest zweiteiligen Wandung den Aktivbereich und ein anderes Wandstück der zumindest zweiteiligen Wandung den Passivbereich ausbildet, wodurch eine Dimensionierung des Aktivbereichs und des Passivbereichs unabhängig voneinander erfolgen kann.In order to produce the active area and the passive area separately from one another, it is further advantageous if one wall piece of the at least two-part wall forms the active area and another wall piece of the at least two-part wall forms the passive area, whereby the active area and the passive area can be dimensioned independently of each other.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Aktivbereich und der Passivbereich sich in einem Matrixwerkstoff voneinander unterscheiden. Dadurch kann ein unterschiedliches Verhalten des Aktivbereichs und des Passivbereichs bei Beaufschlagung des Hohlraums mit dem Innendruck besonders einfach realisiert werden.Furthermore, it is advantageous if the active region and the passive region differ from one another in a matrix material. As a result, a different behavior of the active area and the passive area when the cavity is exposed to the internal pressure can be realized particularly easily.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, four embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 einen Querschnitt eines Strukturbauteils mit einer faserverstärkten, zweiteiligen Wandung vor einer crashbedingten Verformung, 1 a cross-section of a structural component with a fiber-reinforced, two-part wall before a crash-induced deformation,

2 den Querschnitt des Strukturbauteils nach der crashbedingten Verformung, 2 the cross-section of the structural component after the crash-induced deformation,

3 einen Längschnitt des Strukturbauteils, wobei das Strukturbauteil mittels eines Deckels gasdicht verschlossen ist, 3 a longitudinal section of the structural component, wherein the structural component is closed gas-tight by means of a lid,

4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Strukturbauteils in einem Längsschnitt, wobei das Strukturbauteil alternativ gasdicht verschlossen ist, 4 a second embodiment of a structural component in a longitudinal section, wherein the structural component is alternatively closed gas-tight,

5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Strukturbauteils in einem Längsschnitt, wobei das Strukturbauteil zur gasdichten Verschließung kontinuierlich aneinander annähernde Enden aufweist, 5 A third embodiment of a structural component in a longitudinal section, wherein the structural member for gas-tight closure has continuously approaching ends,

6 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Strukturbauteils in einem Querschnitt vor einer crashbedingten Verformung und 6 A fourth embodiment of a structural component in a cross section from a crash-induced deformation and

7 den Querschnitt des Strukturbauteils des vierten Ausführungsbeispiels nach der crashbedingten Verformung. 7 the cross section of the structural component of the fourth embodiment after the crash-induced deformation.

Die 1 bis 3 zeigen ein crashaktives Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs. Das Strukturbauteil ist als ein Karosseriebauteil einer nicht näher dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Das Strukturbauteil bildet einen Träger aus. Es ist als ein Seitenaufprallträger ausgebildet. Grundsätzlich kann das Strukturbauteil auch als ein Seitenschweller oder dergleichen ausgebildet sein. Das Strukturbauteil kann grundsätzlich auch einer Türstruktur, einer Sitzstruktur oder dergleichen zugeordnet und somit beispielsweise als ein Sitzquerträger ausgebildet sein. Das Kraftfahrzeug ist als ein Personenkraftfahrzeug ausgebildet, wobei eine Verwendung des Strukturbauteils in einem Lastkraftwagen denkbar ist.The 1 to 3 show a crash-active structural component of a motor vehicle. The structural component is designed as a body component of a non-illustrated body of the motor vehicle. The structural component forms a support. It is designed as a side impact beam. In principle, the structural component can also be designed as a side skirts or the like. The structural component can in principle also be assigned to a door structure, a seat structure or the like and thus be designed, for example, as a seat cross member. The motor vehicle is designed as a passenger vehicle, wherein a use of the structural component in a truck is conceivable.

Das Strukturbauteil ist als ein Hohlprofil ausgebildet. Es weist eine Wandung 10a auf, die einen Hohlraum 11a umschließt. Zur Gewichtsreduzierung weist die Wandung 10a zur faserverstärkten Ausbildung Kohlenstofffasern auf, die von einem Matrixwerkstoff umgeben sind. Zusätzlich oder alternativ kann die Wandung 10a zur faserverstärkten Ausbildung auch andere Verstärkungsfaser aufweisen, wie beispielsweise Glasfasern, Aramidfasern oder Stahlfasern. Als Matrixwerkstoff weist die Wandung 10a Kunststoff auf. Die Wandung 10a besteht somit aus faserverstärktem Kunststoff. Das Strukturbauteil ist in einer FVK-Bauweise ausgeführt.The structural component is designed as a hollow profile. It has a wall 10a on that a cavity 11a encloses. To reduce weight, the wall 10a for fiber-reinforced formation on carbon fibers, which are surrounded by a matrix material. Additionally or alternatively, the wall 10a for fiber-reinforced training also have other reinforcing fiber, such as glass fibers, aramid fibers or steel fibers. As a matrix material, the wall 10a Plastic on. The wall 10a thus consists of fiber-reinforced plastic. The structural component is designed in a FRP construction.

Um das Strukturbauteil in engen Packagingräumen, wie beispielsweise im Bereich einer Fahrzeugtür, anzuordnen und gleichzeitig eine gute Crashperformance des Strukturbauteils zu gewährleisten, ist die Wandung 10a crashaktiv ausgebildet. Die crashaktive Wandung 10a verformt sich crashbedingt, d. h. erst vor oder während eines Unfalls durch einen im Hohlraum 11a aktiv eingestellten und auf die Wandung 10a wirkenden Innendruck. Durch einen bestimmten Innendruck in dem Hohlraum 11a gibt die Wandung 10a nach und verformt sich, wodurch sich die Wandung 10a aufbläht und ihren Querschnitt vergrößert. Dadurch erhöhen sich im Vergleich zu einem Normalzustand, bedingt durch den Unfall, die Steifigkeit und ein Trägheitsmoment des kompakt geformten Strukturbauteils. Das Strukturbauteil kann nun mehr durch den Unfall verursachte Energie absorbieren als im Normalzustand, wodurch die Folgen des Unfalls abgeschwächt werden. Das Strukturbauteil erfährt die Querschnittsvergrößerung und erhält damit im Vergleich zum Normalzustand die erhöhte Steifigkeit erst, wenn eine durch den Unfall verursachte und auf das Strukturbauteil wirkende Kraft droht oder bereits wirkt. Der Normalzustand des Strukturbauteils ist in der 1 dargestellt. Eine durch die aktive Beaufschlagung des Hohlraums 11a mit dem Innendruck verformte Wandung 10a ist in der 2 dargestellt.In order to arrange the structural component in narrow packaging spaces, such as in the region of a vehicle door, and at the same time to ensure a good crash performance of the structural component, the wall is 10a crash-active trained. The crash-active wall 10a deforms by crash, ie only before or during an accident by one in the cavity 11a actively set and on the wall 10a acting internal pressure. By a certain internal pressure in the cavity 11a gives the wall 10a after and deforms, causing the wall 10a inflates and enlarges its cross-section. As a result, the stiffness and a moment of inertia of the compact structural component increase compared to a normal state, caused by the accident. The structural component can now absorb more energy caused by the accident than in the normal state, thereby mitigating the consequences of the accident. The structural component undergoes the cross-sectional enlargement and thus receives in comparison to the normal state, the increased stiffness only when threatened by the accident and acting on the structural component threat or already acting. The normal state of the structural component is in the 1 shown. One by the active admission of the cavity 11a Wall deformed with the internal pressure 10a is in the 2 shown.

Damit sich die Wandung 10a durch den aktiv eingestellten Innendruck nur in eine Richtung 16a verformt, weist die Wandung 10a einen durch den aktiv eingestellten Innendruck verformbaren Aktivbereich 12a und einen durch den aktiv eingestellten Innendruck unverformbaren Passivbereich 13a auf. Dazu weist der Aktivbereich 12a eine geeignete Form auf, die sich von einer Form des Passivbereichs 13a unterscheidet. Der Aktivbereich 12a und der Passivbereich 13a sind unsymmetrisch zueinander. Der Aktivbereich 12a weist vor der Beaufschlagung des Hohlraums 11a mit dem Innendruck eine nach innen gewölbte Form auf. Eine Querschnittslänge des Aktivbereichs 12a ist vor der Beaufschlagung des Hohlraums 11a mit dem Innendruck für angrenzende Bauteile des Kraftfahrzeugs nicht störend. Eine Außenfläche des Aktivbereichs 12a ist vor der Beaufschlagung des Hohlraums 11a mit Innendruck konkav und nach der Beaufschlagung konvex ausgebildet. Der Aktivbereich 12a ist formstabiler als der Passivbereich 13a. Der Aktivbereich 12a ist in der Art geformt, dass sich die Form des Aktivbereichs 12a im Vergleich zu der Form des Passivbereichs 13a bei einem geringeren Innenruck verformt. Um eine Dehnung des Materials der Wandung 10a bei der Verformung zu vermeiden, weist der Aktivbereich 12a und der Passivbereich 13a jeweils eine abgewickelte Länge auf, die mindestens im Wesentlichen gleich sind.So that the wall 10a due to the actively set internal pressure only in one direction 16a deformed, rejects the wall 10a a deformable by the active internal pressure active range 12a and a non-deformable by the actively set internal pressure passive range 13a on. This is indicated by the active area 12a a suitable shape that differs from one form of passive area 13a different. The active area 12a and the passive area 13a are asymmetrical to each other. The active area 12a indicates before the loading of the cavity 11a with the internal pressure on an inwardly curved shape. A cross-sectional length of the active area 12a is prior to loading the cavity 11a with the internal pressure for adjacent components of the motor vehicle not disturbing. An outer surface of the active area 12a is prior to loading the cavity 11a concave with internal pressure and convex after application. The active area 12a is more dimensionally stable than the passive area 13a , The active area 12a is shaped in the way that the shape of the active area 12a compared to the shape of the liability area 13a deformed at a lower internal pressure. To an elongation of the material of the wall 10a to avoid deformation, the active area indicates 12a and the passive area 13a each have a developed length, which are at least substantially equal.

Die Wandung 10a ist in diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet und weist ein erstes Wandstück 14a und ein separat ausgebildetes zweites Wandstück 15a auf. Die Wandstücke 14a, 15a sind fest miteinander verbunden. Sie sind mittels eines geeigneten Fügeverfahrens, wie beispielsweise Kleben, nach einem Aushärten zumindest annähernd gasdicht miteinander verbunden. Die Wandung 10a ist in einer zweiteiligen Schalenbauweise ausgeführt. Grundsätzlich kann die Wandung 10a auch einteilig ausgebildet sein. Das Strukturbauteil kann bei einteilig ausgebildeter Wandung 10a als ein Flechtprofil ausgebildet werden.The wall 10a is formed in two parts in this embodiment and has a first wall piece 14a and a separately formed second wall piece 15a on. The wall pieces 14a . 15a are firmly connected. They are connected by means of a suitable joining method, such as bonding, after curing at least approximately gas-tight. The wall 10a is executed in a two-part shell construction. Basically, the wall can 10a also be formed in one piece. The structural component can be formed in one piece wall 10a be formed as a braided profile.

Das erste Wandstück 14a bildet den Aktivbereich 12a und das zweite Wandstück 15a den Passivbereich 13a aus. Die Wandstücke 14a, 15a und damit der Aktivbereich 12a und der Passivbereich 13a sind unabhängig voneinander dimensioniert. Sie weisen unterschiedliche Wanddicken auf. Um zu gewährleisten, dass der Passivbereich 13a formstabil bleibt, wenn der Hohlraum 11a mit dem Innendruck beaufschlagt wird, weist der Passivbereich 13a eine Wanddicke auf, die größer ist als die Wanddicke des Aktivbereichs 12a.The first wall piece 14a forms the active area 12a and the second wall piece 15a the passive area 13a out. The wall pieces 14a . 15a and thus the active area 12a and the passive area 13a are dimensioned independently of each other. They have different wall thicknesses. To ensure that the passive area 13a remains dimensionally stable when the cavity 11a The internal pressure is applied to the passive area 13a a wall thickness that is greater than the wall thickness of the active area 12a ,

Der Aktivbereich 12a und der Passivbereich 13a unterscheiden sich in dem Matrixwerkstoff voneinander, wodurch die Wandstücke 14a, 15a aus unterschiedlichen Matrixwerkstoffen ausgebildet sind. Zur Unterstützung der Formstabilität des Passivbereichs 13a weist das Wandstück 15a im Vergleich zu dem Wandstück 14a einen steiferen Matrixwerkstoff auf. Zur Begünstigung der Verformung des Aktivbereichs 12a weist das Wandstück 14a im Vergleich zu dem Wandstück 15a einen elastischeren und weicheren Matrixwerkstoff auf. Der Matrixwerkstoff beider Wandstücke 14a, 15a ist als ein duromeres Harz ausgebildet. Alternativ kann der Matrixwerkstoff auch als ein thermoplastisches Harz ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ können sich der Aktivbereich 12a und der Passivbereich 13a durch eine Faserorientierung unterscheiden, die die Formstabilität des Passivbereichs 13a und die Verformung des Aktivbereichs 12a begünstigt.The active area 12a and the passive area 13a differ in the matrix material from each other, causing the wall pieces 14a . 15a are formed of different matrix materials. To support the dimensional stability of the passive area 13a has the wall piece 15a compared to the wall piece 14a a stiffer matrix material. To favor the deformation of the active area 12a has the wall piece 14a compared to the wall piece 15a a more elastic and softer matrix material. The matrix material of both wall pieces 14a . 15a is formed as a thermosetting resin. Alternatively, the matrix material may also be formed as a thermoplastic resin. Additionally or alternatively, the active area 12a and the passive area 13a distinguished by a fiber orientation, the dimensional stability of the passive area 13a and the deformation of the active area 12a favored.

Der Hohlraum 11a ist zumindest annähernd gasdicht verschlossen. Dazu weist das Strukturbauteil einen Deckel 17a auf, der axiale Enden der Wandung 10a zumindest annähernd gasdicht verschließt. Der Deckel 17a wird nachträglich, d. h. nach dem Aushärten und dem Fügen der Wandstücke 14a, 15a angebracht und mit den Enden verbunden. Der Deckel 17a ist auf der Wandung 10a angeordnet, d. h. die Enden sind innerhalb des Deckels 17a angeordnet. Der Deckel 17a ist mit einer Außenseite der Wandung 10a an den Enden verklebt. Dadurch, dass die abgewickelten Längen des Aktivbereichs 12a und des Passivbereichs 13a mindestens im Wesentlichen gleich sind, bleibt der Hohlraum 11a nach der Verformung weiterhin wenigstens annährend gasdicht verschlossen. Grundsätzlich kann der Deckel 17a alternativ oder zusätzlich mit der Wandung 10a verschraubt und/oder vernietet sein.The cavity 11a is at least approximately closed gas-tight. For this purpose, the structural component has a lid 17a on, the axial ends of the wall 10a closes at least approximately gas-tight. The lid 17a is subsequently, ie after curing and joining the wall pieces 14a . 15a attached and connected to the ends. The lid 17a is on the wall 10a arranged, ie the ends are within the lid 17a arranged. The lid 17a is with an outside of the wall 10a glued at the ends. This ensures that the unwound lengths of the active area 12a and the passive area 13a are at least substantially the same, the cavity remains 11a after deformation, at least approximately closed gas-tight. Basically, the lid 17a alternatively or additionally with the wall 10a bolted and / or riveted.

Zum aktiven Innendruckaufbau in dem Hohlraum 11a weist das Kraftfahrzeug eine nicht näher dargestellte Druckbeaufschlagungseinheit auf, die crashbedingt den Innendruck zur Verformung der Wandung 10a aufbaut oder erhöht. In diesem Ausführungsbeispiel stellt die Druckbeaufschlagungseinheit zur crashbedingten Verformung der Wandung 10a einen Innenfluiddruck in dem zumindest annähernd gasdichten Hohlraum 11a ein, der von innen gegen die Wandung 10a wirkt. Die Druckbeaufschlagungseinheit stellt zur Verformung einen Innenfluiddruck ein, der höher ist als ein Umgebungsdruck und der höher ist als ein vor dem Unfall in dem Hohlraum 11a herrschender Innenfluiddruck. Sie stellt einen Luftdruck zur Verformung der Wandung 10a ein. Grundsätzlich kann das Strukturbauteil zur Beaufschlagung des Hohlraums 11a mit Innendruck einen innerhalb der Wandung 10a angeordneten Airbag aufweisen, der durch die Druckbeaufschlagungseinheit crashbedingt ausgelöst wird und dadurch die Wandung 10a verformt. Bei der Verwendung eines Airbags zur Beaufschlagung des Hohlraums 11a mit dem Innendruck kann auf die gasdichte Verschließung des Hohlraums 11a verzichtet werden.To the active internal pressure build-up in the cavity 11a For example, the motor vehicle has a pressurization unit (not shown in greater detail), which due to the crash causes the internal pressure to deform the wall 10a builds or increases. In this embodiment, the pressurizing unit for crash-induced deformation of the wall 10a an internal fluid pressure in the at least approximately gas-tight cavity 11a one from the inside against the wall 10a acts. The pressurizing unit sets an internal fluid pressure that is higher than an ambient pressure and higher than one before the accident in the cavity for deformation 11a prevailing internal fluid pressure. It provides an air pressure for deformation of the wall 10a one. In principle, the structural component can act on the cavity 11a with internal pressure one inside the wall 10a have arranged airbag, which is triggered by the pressurization unit due to the crash and thereby the wall 10a deformed. When using an airbag to expose the cavity 11a With The internal pressure may be due to the gas-tight closure of the cavity 11a be waived.

Zur Erkennung des Unfalls oder des bevorstehenden Unfalls weist das Kraftfahrzeug eine nicht näher dargestellte Sensorik auf. Die Sensorik umfasst dabei Radar-, Ultraschall- und/oder Kontaktsensoren. Die Sensorik kommuniziert mit einer nicht näher dargestellten Steuer- und Regeleinheit des Kraftfahrzeugs, die eine durch den Unfall verursachte Kraftbeaufschlagung des Strukturbauteils oder eine bevorstehende Kraftbeaufschlagung des Strukturbauteils mittels der Sensorik erkennt und durch entsprechende Ansteuerung der Druckbeaufschlagungseinheit den Innendruck in dem Hohlraum 11a aktiv erhöht, um die Wandung 10a zu verformen.To detect the accident or the imminent accident, the motor vehicle on a sensor not shown. The sensors include radar, ultrasonic and / or contact sensors. The sensor system communicates with a control and regulating unit of the motor vehicle, which detects a force application of the structural component caused by the accident or an imminent application of force to the structural component by means of the sensor system and by corresponding activation of the pressurizing unit, the internal pressure in the cavity 11a actively raised to the wall 10a to deform.

Grundsätzlich kann das Strukturbauteil in einer FVK-Hybridbauweise ausgeführt sein. Dabei weist das Strukturbauteil mindestens eine metallische Verstärkung auf, die die faserverstärkte Wandung 10a verstärkt. Dabei kann lediglich der Aktivbereich 12a oder lediglich der Passivbereich 13a oder beide mittels der metallischen Verstärkung verstärkt sein. Weiter ist es denkbar, dass sich die Verstärkung des Aktivbereichs 12a und des Passivbereichs 13a, beispielsweise durch ein Material und/oder eine Geometrie der metallischen Verstärkung, unterscheiden. Die metallische Verstärkung ist dabei als ein Metallband, ein Metallblech, ein Metalldraht oder dergleichen ausgebildet. Das Strukturbauteil kann grundsätzlich auch verschiedene Verstärkungsfasern aufweisen.In principle, the structural component can be designed in a hybrid FRP construction. In this case, the structural component has at least one metallic reinforcement, which is the fiber-reinforced wall 10a strengthened. It can only the active area 12a or just the passive area 13a or both may be reinforced by means of the metallic reinforcement. Further, it is conceivable that the gain of the active area 12a and the passive area 13a , for example, by a material and / or a geometry of the metallic reinforcement differ. The metallic reinforcement is designed as a metal strip, a metal sheet, a metal wire or the like. The structural component can in principle also have different reinforcing fibers.

Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 durch die Buchstaben b, c, d in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 4 bis 7 ersetzt.The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the embodiments, with respect to identically indicated components, in particular with respect to components with the same reference numerals, in principle to the drawings and / or the description of the other embodiments, in particular 1 to 3 , can be referenced. To distinguish the embodiments, the letter a in the reference numerals of the embodiment in the 1 to 3 by the letters b, c, d in the reference numerals of the embodiments of 4 to 7 replaced.

In der 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Strukturbauteils mit einer crashaktiven, faserverstärkten Wandung 10b, die einen Hohlraum 11b umschließt, dargestellt. Im Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel weist das Strukturbauteil zur zumindest annähernd gasdichten Verschließung einen Deckel 17b auf, der innerhalb der Wandung 10b angeordnet ist. Die Wandung 10b weist Enden auf, die auf dem Deckel 17b dichtend anliegen. Der Deckel 17b ist mit einer Innenseite der Wandung 10b an den Enden verklebt. Grundsätzlich kann der Deckel 17b alternativ oder zusätzlich mit der Wandung 10b verschraubt und/oder vernietet sein.In the 4 is a second embodiment of a structural component with a crash-active, fiber-reinforced wall 10b that have a cavity 11b encloses, shown. In contrast to the previous embodiment, the structural component for at least approximately gas-tight closure has a lid 17b on the inside of the wall 10b is arranged. The wall 10b has ends on the lid 17b lie sealingly. The lid 17b is with an inside of the wall 10b glued at the ends. Basically, the lid 17b alternatively or additionally with the wall 10b bolted and / or riveted.

In der 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Strukturbauteils mit einer crashaktiven, faserverstärkten Wandung 10c, die einen Hohlraum 11c umschließt, dargestellt. Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen fehlt dem Strukturbauteil zur zumindest annähernd gasdichten Verschließung ein Deckel. Das Strukturbauteil weist zur zumindest annähernd gasdichten Verschließung sich kontinuierlich annähernde Enden auf, die zumindest annähernd gasdicht miteinander gefügt sind. Die Enden sind miteinander verklebt, können aber auch zusätzlich oder alternativ miteinander verschraubt und/oder vernietet sein.In the 5 is a third embodiment of a structural component with a crash-active, fiber-reinforced wall 10c that have a cavity 11c encloses, shown. In contrast to the previous exemplary embodiments, the structural component lacks a cover for the at least approximately gastight sealing. The structural component has at least approximately gas-tight closure continuously approaching ends, which are joined together at least approximately gas-tight. The ends are glued together, but can also additionally or alternatively screwed together and / or riveted.

In den 6 und 7 ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines Strukturbauteils mit einer crashaktiven, faserverstärkten Wandung 10d, die einen Hohlraum 11d umschließt, dargestellt. Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen ist die Wandung 10d symmetrisch ausgebildet. Die Wandung 10d verformt sich bei einer aktiven Beaufschlagung des Hohlraums 11d mit einem Innendruck in zwei entgegengesetzte Richtungen 16d, 18d. Die Wandung 10d weist zwei Aktivbereiche 12d, 12d' auf. Die Aktivbereiche 12d, 12d' sind bezüglich einer Achse 19d symmetrisch oder spiegelbildlich zueinander ausgebildet. Sie verformen sich durch Innendruck entgegengesetzt zueinander. Die Wandung 10d ist einteilig ausgebildet. Das Strukturbauteil ist geflochten. Es ist als ein Flechtprofil ausgebildet. Ein Normalzustand des Strukturbauteils ist in der 6 dargestellt. Eine durch die aktive Beaufschlagung des Hohlraums 11d mit dem Innendruck verformte Wandung 10d ist in der 7 dargestellt.In the 6 and 7 is a fourth embodiment of a structural component with a crash-active, fiber-reinforced wall 10d that have a cavity 11d encloses, shown. In contrast to the previous embodiments, the wall 10d formed symmetrically. The wall 10d Deformed by an active loading of the cavity 11d with an internal pressure in two opposite directions 16d . 18d , The wall 10d has two active areas 12d . 12d ' on. The active areas 12d . 12d ' are with respect to an axis 19d formed symmetrically or mirror image to each other. They deform by internal pressure opposite to each other. The wall 10d is formed in one piece. The structural component is braided. It is designed as a braided profile. A normal state of the structural component is in the 6 shown. One by the active admission of the cavity 11d Wall deformed with the internal pressure 10d is in the 7 shown.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008039514 A1 [0002]

Claims

Structural component of a motor vehicle with a crash-active wall ( 10a ; 10b ; 10c ; 10d ), the at least one cavity ( 11a ; 11b ; 11c ; 11d ) is at least partially encloses, and which is intended to crash due to a in the cavity ( 11a ; 11b ; 11c ; 11d ) actively deformed internal pressure, characterized in that the wall ( 10a ; 10b ; 10c ; 10d ) is at least partially fiber reinforced.

Structural component according to claim 1, characterized in that the wall ( 10a ; 10b ; 10c ; 10d ) consists at least partially of a fiber-reinforced plastic.

Structural component according to claim 1 or 2, characterized in that the wall ( 10a ; 10b ; 10c ) an deformable by the actively set internal pressure active area ( 12a ) and an at least substantially non-deformable passive range due to the actively set internal pressure ( 13a ) having.

Structural component according to one of the preceding claims, characterized in that the wall ( 10a ; 10b ; 10c ) is formed at least in two parts.

Structural component according to claim 4, characterized in that a wall piece ( 14a ) of the at least two-part wall ( 10a ; 10b ; 10c ) the active area ( 12a ) and another piece of wall ( 15a ) of the at least two-part wall ( 10a ; 10b ; 10c ) the passive area ( 13a ) trains.

Structural component at least according to claim 3, characterized in that the active region ( 12a ) and the passive area ( 13a ) differ from one another in a matrix material.