DE102012101777A1 - Energy absorbing element of vehicle, has inner wall, core and/or outer wall whose thicknesses increase or decrease in direction parallel to longitudinal axis in longitudinal direction and/or circumferential direction of base structure - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energieabsorptionselement zum Absorbieren von Energie, insbesondere zum Absorbieren von Aufprallenergie.The present invention relates to an energy absorbing element for absorbing energy, in particular for absorbing impact energy.
Energieabsorptionselemente finden insbesondere in Fahrzeugen, beispielsweise in Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und motorisierten Zweirädern, Anwendung, um Bewegungsenergie des Fahrzeugs beim Aufprall desselben auf ein Hindernis durch Deformation des Energieabsorptionselements umwandeln zu können und somit Fahrzeuginsassen vor Verletzungen zu schützen.Energy absorption elements are used in particular in vehicles, for example in passenger cars, trucks and motorized two-wheelers, application to be able to convert kinetic energy of the vehicle upon impact of the same to an obstacle by deformation of the energy absorbing element and thus protect vehicle occupants from injury.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Energieabsorptionselement bereitzustellen, welches eine geringe Masse aufweist und eine gezielte Absorption von Energie ermöglicht.The present invention has for its object to provide an energy absorbing element which has a low mass and allows a targeted absorption of energy.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Energieabsorptionselement einen Grundkörper umfasst, welcher einen senkrecht zu einer Längsachse des Grundkörpers genommenen geschlossenen Querschnitt aufweist und einen Innenraum ringförmig oder mantelförmig umgibt, wobei der Grundkörper eine dem Innenraum zugewandte Innenwandung, eine dem Innenraum abgewandte Außenwandung und einen zwischen der Innenwandung und der Außenwandung angeordneten Kern umfasst, wobei mittels der Innenwandung, mittels des Kerns und mittels der Außenwandung eine Sandwichstruktur gebildet ist.This object is achieved in that the energy absorbing element comprises a base body having a perpendicular to a longitudinal axis of the body taken closed cross-section and surrounding an annular or shell-shaped interior, wherein the base body facing the interior inner wall, an interior facing away from the outer wall and a between the inner wall and the outer wall arranged core, wherein by means of the inner wall, by means of the core and by means of the outer wall, a sandwich structure is formed.
Vorzugsweise nimmt die Dicke der Innenwandung, die Dicke des Kerns und/oder die Dicke der Außenwandung in einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung und/oder in einer Umfangsrichtung des Grundkörpers zumindest abschnittsweise zu oder ab.Preferably, the thickness of the inner wall, the thickness of the core and / or the thickness of the outer wall at least partially increases or decreases in a direction parallel to the longitudinal axis of the base body and / or in a circumferential direction of the base body.
Dadurch, dass die Dicke der Innenwandung, die Dicke des Kerns und/oder die Dicke der Außenwandung in einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung und/oder in einer Umfangsrichtung des Grundkörpers vorzugsweise zumindest abschnittsweise zunimmt oder abnimmt, kann mittels des Energieabsorptionselements gezielt Energie absorbiert werden, indem das Energieabsorptionselement bei einer Krafteinleitung gezielt deformiert wird.By virtue of the fact that the thickness of the inner wall, the thickness of the core and / or the thickness of the outer wall preferably increases or decreases at least in sections in a direction parallel to the longitudinal axis of the base body and / or in a circumferential direction of the base body, energy can be selectively absorbed by means of the energy absorption element be specifically deformed by the energy absorption element at a force application.
Unter einem geschlossenen Querschnitt ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ein Querschnitt zu verstehen, welcher eine Innenfläche vollständig umgibt.A closed cross-section in this specification and the appended claims is to be understood as a cross-section which completely surrounds an inner surface.
Unter den Begriffen ringförmig oder mantelförmig ist eine dreidimensional geschlossene Struktur zu verstehen, welche eine beliebige, beispielsweise eine runde, eckige oder sonstige, Grundform aufweist und einen dreidimensionalen Innenraum an mindestens vier miteinander verbundenen Seiten umgibt.The terms annular or jacket-shaped, a three-dimensionally closed structure is to be understood, which has any, for example, a round, square or other, basic shape and surrounds a three-dimensional interior at least four interconnected sides.
Günstig kann es sein, wenn die Innenwandung, der Kern und/oder die Außenwandung jeweils einen senkrecht zur Längsachse des Grundkörpers genommenen geschlossenen Querschnitt aufweisen und den Innenraum ringförmig oder mantelförmig umgeben.It may be favorable if the inner wall, the core and / or the outer wall in each case have a closed cross-section taken perpendicular to the longitudinal axis of the main body and surround the inner space in a ring-shaped or jacket-like manner.
Der Innenraum ist vorzugsweise vollständig von der Innenwandung umgeben.The interior is preferably completely surrounded by the inner wall.
Die Innenwandung ist vorzugsweise vollständig von dem Kern umgeben.The inner wall is preferably completely surrounded by the core.
Der Kern ist vorzugsweise vollständig von der Außenwandung umgeben.The core is preferably completely surrounded by the outer wall.
Der Grundkörper kann beispielsweise die Form eines geraden Hohlzylinders mit im Wesentlichen kreisförmiger oder im Wesentlichen rechteckiger Grundfläche aufweisen. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper im Wesentlichen als ein hohler Kegelstumpf oder ein hohler Pyramidenstumpf ausgebildet ist.The base body may, for example, have the shape of a straight hollow cylinder with a substantially circular or substantially rectangular base surface. Furthermore, it can be provided that the main body is substantially formed as a hollow truncated cone or a hollow truncated pyramid.
Aneinander angrenzende Wände des Grundkörpers schließen vorzugsweise einen Winkel von mindestens ungefähr 70°, vorzugsweise mindestens ungefähr 80°, und/oder höchstens ungefähr 120°, beispielsweise höchstens ungefähr 110°, miteinander ein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass aneinander angrenzende Wände des Grundkörpers im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet sind.Adjacent walls of the body preferably enclose an angle of at least about 70 °, preferably at least about 80 °, and / or at most about 120 °, for example, at most about 110 °. In particular, it can be provided that adjoining walls of the base body are aligned substantially perpendicular to each other.
Unter einer Umfangsrichtung ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen eine Richtung zu verstehen, welche in einer senkrecht zu der Längsachse des Grundkörpers genommenen Ebene längs des Grundkörpers verläuft.A circumferential direction in this description and the appended claims is understood to mean a direction which runs along the base body in a plane taken perpendicular to the longitudinal axis of the main body.
Es kann vorgesehen sein, dass die Dicke der Innenwandung, die Dicke des Kerns und/oder die Dicke der Außenwandung in einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung (Längsrichtung) und/oder in einer Umfangsrichtung des Grundkörpers zumindest abschnittsweise im Wesentlichen kontinuierlich zunimmt und/oder zumindest abschnittsweise im Wesentlichen kontinuierlich abnimmt.It can be provided that the thickness of the inner wall, the thickness of the core and / or the thickness of the outer wall in a direction parallel to the longitudinal axis of the main body extending direction (longitudinal direction) and / or in a circumferential direction of the body at least partially increases substantially continuously and / or at least partially decreases substantially continuously.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Dicke der Innenwandung, die Dicke des Kerns und/oder die Dicke der Außenwandung in einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung und/oder in einer Umfangsrichtung des Grundkörpers zumindest abschnittsweise im Wesentlichen konstant ist.Alternatively or additionally, it may be provided that the thickness of the inner wall, the thickness of the core and / or the thickness of the outer wall is at least partially substantially constant in a direction parallel to the longitudinal axis of the base body and / or in a circumferential direction of the base body.
Günstig kann es sein, wenn die Dicke der Innenwandung, die Dicke des Kerns oder die Dicke der Außenwandung in einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung und/oder in einer Umfangsrichtung des Grundkörpers zunimmt oder abnimmt, während die Dicke des Kerns und die Dicke der Außenwandung, die Dicke der Innenwandung und die Dicke der Außenwandung bzw. die Dicke der Innenwandung und die Dicke des Kerns im Wesentlichen konstant sind.It may be favorable if the thickness of the inner wall, the thickness of the core or the thickness of the outer wall increases or decreases in a direction parallel to the longitudinal axis of the main body and / or in a circumferential direction of the main body, while the thickness of the core and the thickness of the Outer wall, the thickness of the inner wall and the thickness of the outer wall or the thickness of the inner wall and the thickness of the core are substantially constant.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Dicke der Innenwandung und die Dicke des Kerns, die Dicke der Innenwandung und die Dicke der Außenwandung oder die Dicke des Kerns und die Dicke der Außenwandung in einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung und/oder in einer Umfangsrichtung des Grundkörpers zunimmt oder abnimmt, während die Dicke der Außenwandung, die Dicke des Kerns bzw. die Dicke der Innenwandung in einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung und/oder in einer Umfangsrichtung des Grundkörpers im Wesentlichen konstant ist.Furthermore, it can be provided that the thickness of the inner wall and the thickness of the core, the thickness of the inner wall and the thickness of the outer wall or the thickness of the core and the thickness of the outer wall in a direction parallel to the longitudinal axis of the body and / or in a circumferential direction of the main body increases or decreases, while the thickness of the outer wall, the thickness of the core or the thickness of the inner wall is substantially constant in a direction parallel to the longitudinal axis of the body and / or in a circumferential direction of the body.
Günstig kann es sein, wenn das Energieabsorptionselement einen Grundkörper umfasst, welcher einen Kern umfasst, der isotrop, anisotrop, orthotrop oder quasi-isotrop ist.It may be favorable if the energy absorption element comprises a main body which comprises a core which is isotropic, anisotropic, orthotropic or quasi-isotropic.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Kern zumindest abschnittsweise vakuumisiert ist.In one embodiment of the invention can be provided that the core is at least partially vacuumized.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Kern des Grundkörpers des Energieabsorptionselement aus einem Schaum gebildet ist. Auf diese Weise kann ein isotroper oder quasi-isotroper Kern besonders einfach bereitgestellt werden. Ferner kann auf diese Weise ein Kern mit geringer Masse bereitgestellt werden.It may be advantageous if the core of the main body of the energy absorption element is formed from a foam. In this way, an isotropic or quasi-isotropic core can be provided particularly easily. Furthermore, a low-mass core can be provided in this way.
Es kann vorgesehen sein, dass sich der Grundkörper in einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung und/oder in einer senkrecht zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung verjüngt oder erweitert.It can be provided that the base body tapers or widens in a direction parallel to the longitudinal axis of the base body and / or in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the base body.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich eine Querschnittsfläche des Grundkörpers in einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung und/oder in einer senkrecht zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung verkleinert oder vergrößert.In particular, it may be provided that a cross-sectional area of the main body is reduced or enlarged in a direction parallel to the longitudinal axis of the main body and / or in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the main body.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Kern mindestens zwei voneinander verschiedene Kernmaterialien umfasst, mittels welchen voneinander verschiedene Abschnitte des Kerns gebildet sind.It may be advantageous if the core comprises at least two mutually different core materials, by means of which different sections of the core are formed from each other.
Unter einem Kernmaterial ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ein Material mit bestimmten chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften und/oder mit einer bestimmten chemischen und/oder physikalischen Zusammensetzung zu verstehen. Zwei voneinander verschiedene Kernmaterialien können sich somit hinsichtlich ihrer chemischen und/oder physikalischen Zusammensetzung und/oder hinsichtlich ihrer chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften voneinander unterscheiden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Kern mindestens zwei Kernmaterialien umfasst, welche voneinander verschiedene Dichten aufweisen.By a core material is meant in this specification and the appended claims a material having certain chemical and / or physical properties and / or having a particular chemical and / or physical composition. Thus, two different core materials may differ in chemical and / or physical composition and / or chemical and / or physical properties. For example, it can be provided that the core comprises at least two core materials which have mutually different densities.
Als Material für den Kern kann insbesondere ein Schaum, beispielsweise Polyurethanschaum, oder eine Wabenstruktur (honeycomb) aus Aluminium, Stahl oder Magnesium vorgesehen sein.As a material for the core, in particular a foam, for example polyurethane foam, or a honeycomb structure (honeycomb) made of aluminum, steel or magnesium may be provided.
Ganz allgemein kann vorgesehen sein, dass ein Kernmaterial ein schaumartiges Material, Holz, Aluminium, Stahl und/oder Magnesium umfasst.In general, it can be provided that a core material comprises a foam-like material, wood, aluminum, steel and / or magnesium.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Kern aus einem schaumartigen Material, aus Holz, aus Aluminium, aus Stahl und/oder aus Magnesium gebildet ist.In particular, it can be provided that a core of a foam-like material, made of wood, aluminum, steel and / or magnesium is formed.
Die Innenwandung und/oder die Außenwandung können beispielsweise aus Aluminium, aus Stahl und/oder aus Magnesium gebildet sein.The inner wall and / or the outer wall can be formed for example of aluminum, steel and / or magnesium.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens zwei voneinander verschiedenen Abschnitte des Kerns bezüglich einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung und/oder bezüglich einer Umfangsrichtung des Grundkörpers benachbart zueinander angeordnet sind.In one embodiment of the invention, it is provided that the at least two mutually different sections of the core are arranged adjacent to one another with respect to a direction parallel to the longitudinal axis of the base body and / or with respect to a circumferential direction of the base body.
Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper mindestens eine Zwischenwandung, welche zwischen der Innenwandung und der Außenwandung angeordnet ist, und mindestens zwei Kerne umfasst, wobei mindestens ein Kern zwischen der Innenwandung und der mindestens einen Zwischenwandung angeordnet ist. Mindestens ein weiterer Kern kann dabei zwischen der mindestens einen Zwischenwandung und der Außenwandung angeordnet sein.It may be favorable if the base body comprises at least one intermediate wall, which is arranged between the inner wall and the outer wall, and at least two cores, wherein at least one core between the inner wall and the at least one intermediate wall is arranged. At least one further core can be arranged between the at least one intermediate wall and the outer wall.
Vorzugsweise umgibt der mindestens eine Kern, welcher zwischen der mindestens einen Zwischenwandung und der Außenwandung angeordnet ist, den mindestens einen Kern, welcher zwischen der Innenwandung und der mindestens einen Zwischenwandung angeordnet ist, insbesondere vollständig.Preferably, the at least one core, which is arranged between the at least one intermediate wall and the outer wall, surrounds the at least one core, which is arranged between the inner wall and the at least one intermediate wall, in particular completely.
Es kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Kerne voneinander verschiedene Kernmaterialien umfassen. It can be provided that at least two cores comprise mutually different core materials.
Günstig kann es sein, wenn die Innenwandung, die Außenwandung und/oder mindestens eine Zwischenwandung des Grundkörpers mindestens eine Triggervorrichtung umfasst.It may be favorable if the inner wall, the outer wall and / or at least one intermediate wall of the base body comprises at least one triggering device.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Triggervorrichtung als eine Sicke, eine Versickung, eine Vertiefung, eine Bohrung, eine Ausnehmung, eine Kerbe und/oder eine Ausbuchtung ausgebildet ist.In particular, it can be provided that at least one triggering device is designed as a bead, a recess, a depression, a bore, a recess, a notch and / or a bulge.
Mindestens eine Triggervorrichtung erstreckt sich vorzugsweise in einer Umfangsrichtung des Grundkörpers, in einer im Wesentlichen senkrecht zur Umfangsrichtung des Grundkörpers verlaufenden Ebene längs des Grundkörpers und/oder im Wesentlichen spiralförmig um die Längsachse und/oder senkrecht zur Längsachse des Grundkörpers.At least one triggering device preferably extends in a circumferential direction of the base body, in a plane extending essentially perpendicular to the circumferential direction of the base body along the base body and / or substantially spirally about the longitudinal axis and / or perpendicular to the longitudinal axis of the base body.
Es kann vorgesehen sein, dass die Innenwandung, der Kern und/oder die Außenwandung zumindest abschnittsweise plattenförmig, zumindest ab- schnittsweise gekrümmt und/oder zumindest abschnittsweise wellig oder gewellt ausgebildet sind.It can be provided that the inner wall, the core and / or the outer wall are at least partially plate-shaped, at least partially curved and / or at least partially wavy or wavy.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Innenwandung, der Kern und/oder die Außenwandung eine rotationssymmetrische Grundstruktur aufweisen, welche mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Modulation versehen ist.In particular, it can be provided that the inner wall, the core and / or the outer wall have a rotationally symmetrical basic structure, which is provided with a modulation running in the circumferential direction.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Innenwandung, der Kern und/oder die Außenwandung im Wesentlichen vollständig plattenförmig, im Wesentlichen vollständig gekrümmt oder im Wesentlichen vollständig wellig oder gewellt ausgebildet sind.Alternatively, it can be provided that the inner wall, the core and / or the outer wall are formed substantially completely plate-shaped, substantially completely curved or substantially completely wavy or wavy.
Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper bezüglich der Längsachse des Grundkörpers höchstens einseitig offen ausgebildet ist.It can be provided that the base body is designed to be open at most on one side with respect to the longitudinal axis of the base body.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Grundkörper vollständig geschlossen ausgebildet ist, so dass der Innenraum des Grundkörpers vollständig von Wandungen des Grundkörpers umgeben ist.It may be advantageous if the base body is formed completely closed, so that the interior of the body is completely surrounded by walls of the body.
Vorteilhaft kann es jedoch auch sein, wenn der Grundkörper bezüglich der Längsachse des Grundkörpers mindestens einseitig, insbesondere beidseitig, offen ausgebildet ist.However, it may also be advantageous if the base body is open at least on one side, in particular on both sides, with respect to the longitudinal axis of the base body.
Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper mehrere Innenräume umgibt.It can be provided that the base body surrounds several interior spaces.
Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn mindestens ein Innenraum einseitig oder beidseitig offen oder geschlossen ausgebildet ist.It may be advantageous if at least one interior is formed on one side or both sides open or closed.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen.The present invention further relates to a vehicle, for example a passenger car.
Der vorliegenden Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug bereitzustellen, welches eine geringe Masse aufweist und mittels welchem Energie gezielt absorbierbar ist.The present invention is in this respect the task of providing a vehicle which has a low mass and by means of which energy is specifically absorbed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Fahrzeugs gelöst, welches eine Fahrgastzelle zur Aufnahme mindestens eines Fahrgastes und mindestens ein bezüglich einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor oder hinter der Fahrgastzelle angeordnetes Energieabsorptionselement umfasst, wobei das Energieabsorptionselement einen Grundkörper umfasst, welcher einen senkrecht zu einer Längsachse des Grundkörpers genommenen geschlossenen Querschnitt aufweist und einen Innenraum ringförmig oder mantelförmig umgibt, wobei der Grundkörper eine dem Innenraum zugewandte Innenwandung, eine dem Innenraum abgewandte Außenwandung und einen zwischen der Innenwandung und der Außenwandung angeordneten Kern umfasst, wobei mittels der Innenwandung, mittels des Kerns und mittels der Außenwandung eine Sandwichstruktur gebildet ist und wobei das Energieabsorptionselement einen Teil einer tragenden Struktur des Fahrzeugs bildet.This object is achieved according to the invention by means of a vehicle comprising a passenger compartment for receiving at least one passenger and at least one with respect to a direction of travel of the vehicle in front of or behind the passenger compartment arranged energy absorption element, wherein the energy absorption element comprises a base body, which taken perpendicular to a longitudinal axis of the body has a closed cross-section and surrounds an inner space annular or jacket-shaped, wherein the base body facing the interior inner wall, facing away from the interior outer wall and arranged between the inner wall and the outer core, wherein by means of the inner wall, by means of the core and by means of the outer wall a Sandwich structure is formed and wherein the energy absorbing element forms part of a supporting structure of the vehicle.
Alternativ hierzu wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Fahrzeug gelöst, welches eine Fahrgastzelle zur Aufnahme mindestens eines Fahrgastes und mindestens ein erfindungsgemäßes Energieabsorptionselement umfasst.Alternatively, the object underlying the present invention is achieved by a vehicle which comprises a passenger compartment for receiving at least one passenger and at least one energy absorption element according to the invention.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Energieabsorptionselement beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.A vehicle according to the invention preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the energy absorption element according to the invention.
Günstig kann es sein, wenn mindestens zwei Räder des Fahrzeugs mittels Radaufhängungselementen des Fahrzeugs direkt an Seitenwandungen eines Energieabsorptionselements festgelegt sind. Die Seitenwandungen sind dabei vorzugsweise bezüglich einer vertikalen Längsmittelebene des Fahrzeugs einander gegenüberliegend angeordnet.It may be favorable if at least two wheels of the vehicle are fixed by means of suspension elements of the vehicle directly to side walls of an energy absorption element. The side walls are preferably arranged opposite one another with respect to a vertical longitudinal center plane of the vehicle.
Die vertikale Längsmittelebene ist vorzugsweise eine vertikale Längsmittelebene des Energieabsorptionselements, der Fahrgastzelle und/oder des Fahrzeugs.The vertical longitudinal center plane is preferably a vertical longitudinal center plane of the energy absorption element, the passenger compartment and / or the vehicle.
Unter einem Radaufhängungselement ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen insbesondere ein Element zu verstehen, mittels welchem die Räder beweglich an der tragenden Struktur des Fahrzeugs angeordnet sind. Beispielsweise können dies Querlenker, insbesondere Dreiecksquerlenker, Dämpfer, Federn, etc., sein. Under a suspension element is in this description and the appended claims in particular an element to understand, by means of which the wheels are arranged movably on the supporting structure of the vehicle. For example, this may be wishbones, in particular triangular wishbones, dampers, springs, etc., be.
Die Seitenwandungen, welche bezüglich der vertikalen Längsmittelebene des Fahrzeugs einander gegenüberliegend angeordnet sind, sind vorzugsweise Seitenwandungen desselben Energieabsorptionselements.The side walls, which are arranged opposite one another with respect to the vertical longitudinal center plane of the vehicle, are preferably side walls of the same energy absorbing element.
Es kann vorgesehen sein, dass das Energieabsorptionselement eine bezüglich der Schwerkraftrichtung obere Deckenwandung umfasst, welche sich in einer Fahrzeugquerrichtung über die Seitenwandungen des Energieabsorptionselements hinaus erstreckt.It can be provided that the energy absorption element comprises an upper wall which is upper in relation to the direction of gravity and which extends in a vehicle transverse direction beyond the side walls of the energy absorption element.
Die Deckenwandung kann horizontal, schräg, im Wesentlichen horizontal, gestuft oder gestaffelt ausgebildet sein.The top wall may be formed horizontally, obliquely, substantially horizontally, stepped or staggered.
Die Deckenwandung des Energieabsorptionselements bildet dann vorzugsweise eine Wandung, insbesondere einen Boden, von Grundkörpern weiterer Energieabsorptionselemente, welche ebenfalls einen senkrecht zu einer Längsachse des jeweiligen Grundkörpers genommenen geschlossenen Querschnitt aufweisen und weitere Innenräume ringförmig oder mantelförmig umgeben.The top wall of the energy absorption element then preferably forms a wall, in particular a bottom, of basic bodies of further energy absorption elements, which likewise have a closed cross-section taken perpendicular to a longitudinal axis of the respective base body and surround further interior spaces in an annular or jacket-like manner.
Günstig kann es sein, wenn die Grundkörper der weiteren Energieabsorptionselemente jeweils eine dem Innenraum zugewandte Innenwandung, eine dem Innenraum abgewandte Außenwandung und einen zwischen der Innenwandung und der Außenwandung angeordneten Kern umfassen, wobei mittels der Innenwandung, mittels des Kerns und mittels der Außenwandung eine Sandwichstruktur gebildet ist.It may be favorable if the main bodies of the further energy absorption elements each comprise an inner wall facing the inner space, an outer wall facing away from the inner space and a core arranged between the inner wall and the outer wall, wherein a sandwich structure is formed by means of the inner wall, by means of the core and by means of the outer wall is.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die weiteren Energieabsorptionselemente Seitenkästen oder Kotflügel des Fahrzeugs bilden. Hierdurch kann insbesondere eine Staffelung der Längssteifigkeit, der Quersteifigkeit, der Torsionssteifigkeit, der Biegesteifigkeit und/oder der Beschleunigung im Crashfall realisiert werden. Ferner kann hierdurch die Eigenschwingungsfrequenz erhöht werden.In particular, it can be provided that the further energy absorption elements form side boxes or fenders of the vehicle. In this way, in particular a staggering of the longitudinal rigidity, the transverse rigidity, the torsional rigidity, the bending stiffness and / or the acceleration in the event of a crash can be realized. Furthermore, this can increase the natural vibration frequency.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die weiteren Energieabsorptionselemente einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeugs bilden.In one embodiment of the invention it is provided that the further energy absorption elements form part of the supporting structure of the vehicle.
Vorzugsweise bilden die Energieabsorptionselemente zusammen die im Wesentlichen vollständige tragende Struktur in einem Vorderwagen des Fahrzeugs und/oder in einem Hinterwagen des Fahrzeugs.Preferably, the energy absorbing elements together form the substantially complete supporting structure in a front of the vehicle and / or in a rear of the vehicle.
Unter einem Vorderwagen des Fahrzeugs ist dabei derjenige Abschnitt des Fahrzeugs zu verstehen, welcher bezüglich der Fahrtrichtung vor der Fahrgastzelle angeordnet ist.Under a front end of the vehicle is to be understood that portion of the vehicle, which is arranged with respect to the direction of travel in front of the passenger compartment.
Unter einem Hinterwagen des Fahrzeugs ist dabei derjenige Abschnitt des Fahrzeugs zu verstehen, welcher bezüglich der Fahrtrichtung hinter der Fahrgastzelle angeordnet ist.Under a rear of the vehicle is to be understood that portion of the vehicle, which is arranged with respect to the direction of travel behind the passenger compartment.
Günstig kann es sein, wenn mindestens ein Energieabsorptionselement so an einer Wandung, insbesondere an der Stirnwand oder Rückwand, der Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnet ist, dass die Längsachse des Grundkörpers des mindestens einen Energieabsorptionselements, insbesondere zur Weiterleitung von Crashenergie, im Wesentlichen senkrecht zu der Wandung der Fahrgastzelle ausgerichtet ist.It may be favorable if at least one energy absorption element is arranged on a wall, in particular on the end wall or rear wall, of the passenger compartment of the vehicle such that the longitudinal axis of the main body of the at least one energy absorption element, in particular for the transmission of crash energy, is substantially perpendicular to the wall the passenger compartment is aligned.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die den Innenraum ringförmig oder mantelförmig umgebende Wandung des Grundkörpers zumindest abschnittsweise im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Wandung der Fahrgastzelle ausgerichtet ist. Die Wandung der Fahrgastzelle bildet vorzugsweise eine Abdeckung für den Innenraum des Grundkörpers des Energieabsorptionselements.In particular, it may be provided that the wall of the base body which surrounds the interior in a ring-shaped or jacket-like manner is oriented at least in sections substantially perpendicular to the surface of the wall of the passenger compartment. The wall of the passenger compartment preferably forms a cover for the interior of the main body of the energy absorption element.
Günstig kann es sein, wenn ein Ende des Grundkörpers, welches bezüglich einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung der Wandung der Fahrgastzelle zugewandt ist, zumindest abschnittsweise im Wesentlichen komplementär zu der Wandung der Fahrgastzelle ausgebildet ist, so dass der Grundkörper längs der Umfangsrichtung vollständig auf der Wandung der Fahrgastzelle aufliegt und somit Kräfte großflächig von dem Energieabsorptionselement auf die Fahrgastzelle übertragen werden können.It may be favorable if one end of the main body, which faces the passenger cell with respect to a direction parallel to the longitudinal axis of the main body, is at least partially substantially complementary to the wall of the passenger compartment, so that the main body is completely open along the circumferential direction the wall of the passenger compartment rests and thus forces can be transferred over a large area of the energy absorbing element to the passenger compartment.
Es kann vorgesehen sein, dass das Energieabsorptionselement, welches einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeugs bildet, mit mindestens einem Einbauelement zur Anordnung mindestens eines Radaufhängungselements versehen ist.It can be provided that the energy absorption element, which forms part of the supporting structure of the vehicle, is provided with at least one installation element for arranging at least one wheel suspension element.
Unter einem Einbauelement ist insbesondere ein sogenanntes "Insert" zu verstehen, welches eine lokale Verstärkung des Energieabsorptionselements zur Anordnung mindestens eines Radaufhängungselements bildet.Under a built-in element is in particular a so-called "insert" to understand, which forms a local reinforcement of the energy absorption element for arranging at least one suspension element.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Energieabsorptionselement, welches einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeugs bildet, zumindest abschnittsweise plattenförmig ist und/oder zumindest abschnittsweise eine gekrümmte, wellige oder gewellte Struktur aufweist.In one embodiment of the invention, it is provided that the energy absorption element, which forms part of the supporting structure of the vehicle, at least in sections plate-shaped and / or at least partially has a curved, wavy or wavy structure.
Es kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug zusätzlich zu dem Energieabsorptionselement, welches einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeugs bildet, mindestens ein weiteres erfindungsgemäßes Energieabsorptionselement umfasst.It can be provided that, in addition to the energy absorption element which forms part of the supporting structure of the vehicle, the vehicle comprises at least one further energy absorption element according to the invention.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass das mindestens eine zusätzliche Energieabsorptionselement in dem Innenraum des Energieabsorptionselements angeordnet ist, welches einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeugs bildet.It can further be provided that the at least one additional energy absorption element is arranged in the interior of the energy absorption element, which forms part of the supporting structure of the vehicle.
Das Energieabsorptionselement, welches einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeugs bildet, und das mindestens eine zusätzliche Energieabsorptionselement weisen vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Längsachsen auf.The energy absorption element, which forms part of the supporting structure of the vehicle, and the at least one additional energy absorption element preferably have substantially parallel longitudinal axes.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Längsachse des Energieabsorptionselements, welches einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeugs bildet, die Längsachse des mindestens einen zusätzlichen Energieabsorptionselements und/oder die Fahrtrichtung des Fahrzeugs im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.In particular, it may be provided that the longitudinal axis of the energy absorption element, which forms part of the supporting structure of the vehicle, extend the longitudinal axis of the at least one additional energy absorption element and / or the direction of travel of the vehicle substantially parallel to one another.
Günstig kann es sein, wenn mittels des Energieabsorptionselements, welches einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeugs bildet, ein im Wesentlichen geschlossener Vorderwagen und/oder ein im Wesentlichen geschlossener Hinterwagen des Fahrzeugs gebildet ist.It may be favorable if, by means of the energy absorption element which forms part of the supporting structure of the vehicle, a substantially closed front end and / or a substantially closed rear end of the vehicle is formed.
Günstig kann es sein, wenn das Fahrzeug eine Fahrgastzelle umfasst, welche einen in sich geschlossenen Ring und eine unterhalb des Rings angeordnete Bodenwandung umfasst, wobei der Ring eine dem Fahrgastzelleninnenraum zugewandte Ringinnenwandung, eine dem Fahrgastzelleninnenraum abgewandte Ringaußenwandung und einen zwischen der Ringinnenwandung und der Ringaußenwandung angeordneten Ringkern umfasst, wobei mittels der Ringinnenwandung, mittels des Ringkerns und mittels der Ringaußenwandung eine Sandwichstruktur und/oder Trägerstruktur gebildet ist.It may be favorable if the vehicle comprises a passenger compartment which comprises a self-contained ring and a bottom wall arranged below the ring, the ring having a ring inner wall facing the passenger cell interior, a ring outer wall facing away from the passenger cell interior and a ring wall arranged between the ring inner wall and the ring outer wall Ring core comprises, wherein by means of the ring inner wall, by means of the toroidal core and by means of the ring outer wall, a sandwich structure and / or support structure is formed.
Die Ringinnenwandung, der Ringkern, die Ringaußenwandung sowie der Ring selbst können vorzugsweise einzelne oder mehrere der Merkmale und/oder Vorteile der Innenwandung, des Kerns, der Außenwandung bzw. des Energieabsorptionselements selbst aufweisen.The ring inner wall, the ring core, the ring outer wall and the ring itself can preferably have one or more of the features and / or advantages of the inner wall, of the core, of the outer wall or of the energy absorption element itself.
Unter einem Ring ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen eine dreidimensionale, in sich geschlossene Struktur zu verstehen.By a ring is meant in this specification and the appended claims a three-dimensional, self-contained structure.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Ring als ein umlaufender Träger, insbesondere als ein umlaufender gefüllter Träger, ausgebildet ist.It can be advantageous if the ring is designed as a peripheral carrier, in particular as a circumferential filled carrier.
Unter einem Träger ist in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen insbesondere ein tragendes Element zu verstehen, welches ein Verhältnis zwischen der Dicke des Profils und der Höhe des Profils von ungefähr 0,2 bis ungefähr 5, insbesondere von ungefähr 0,5 bis ungefähr 2, aufweist.A support in this specification and the appended claims is to be understood in particular as a load-bearing element which has a ratio between the thickness of the profile and the height of the profile of approximately 0.2 to approximately 5, in particular approximately 0.5 to approximately 2, having.
Vorzugsweise bildet der Ring einen Bestandteil einer Außenwandung der Fahrgastzelle. Der Ring ist somit vorzugsweise umlaufend in einer Außenwand der Fahrgastzelle angeordnet.Preferably, the ring forms part of an outer wall of the passenger compartment. The ring is thus preferably arranged circumferentially in an outer wall of the passenger compartment.
Es kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug mindestens zwei Sitzvorrichtungen für mindestens zwei Personen umfasst, welche in einer Fahrzeugquerrichtung benachbart zueinander angeordnet sind.It can be provided that the vehicle comprises at least two seat devices for at least two persons, which are arranged adjacent to one another in a vehicle transverse direction.
Günstig kann es sein, wenn zwischen den mindestens zwei Sitzvorrichtungen und/oder zwischen mindestens einer der mindestens zwei Sitzvorrichtungen und dem Ring mindestens ein Energieabsorptionsbereich angeordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Energieabsorptionsbereich mindestens eine Triggervorrichtung umfasst.It may be favorable if at least one energy absorption region is arranged between the at least two seat devices and / or between at least one of the at least two seat devices and the ring. In particular, it can be provided that the energy absorption region comprises at least one triggering device.
Insbesondere ist mittels des Energieabsorptionsbereichs Aufprallenergie durch Deformation des Energieabsorptionsbereichs absorbierbar.In particular, by means of the energy absorption region, impact energy can be absorbed by deformation of the energy absorption region.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Sitzvorrichtungen durch eine Sitzbank gebildet sind. Die Sitzbank kann beispielsweise durchgängig zwischen bezüglich der Längsmittelebene des Fahrzeugs einander gegenüberliegend angeordneten Seitenwandungen der Fahrgastzelle, insbesondere Ringseitenwandungen der Fahrgastzelle, angeordnet sein.In one embodiment of the invention, it is provided that the at least two seat devices are formed by a seat. The seat may for example be arranged continuously between with respect to the longitudinal center plane of the vehicle opposite each other arranged side walls of the passenger compartment, in particular ring side walls of the passenger compartment.
Vorzugsweise umfasst die Sitzbank im Bereich der Sitzvorrichtungen Versteifungsstrukturen zur Versteifung der Sitzvorrichtungen in der Fahrzeugquerrichtung. Zwischen den Sitzvorrichtungen ist vorzugsweise mindestens ein Energieabsorptionsbereich gebildet. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Sitzbank im Bereich zwischen den Sitzvorrichtungen mit mindestens einer Triggervorrichtung versehen ist.In the region of the seat devices, the seat preferably comprises stiffening structures for stiffening the seat devices in the vehicle transverse direction. Between the seat devices, at least one energy absorption area is preferably formed. For example, it can be provided that the seat is provided in the area between the seat devices with at least one triggering device.
Günstig kann es sein, wenn der Energieabsorptionsbereich durch eine Bodenwandung der Fahrgastzelle, durch einen Mitteltunnel des Fahrzeugs und/oder durch einen Querträger des Fahrzeugs gebildet ist.It may be favorable if the energy absorption region is formed by a bottom wall of the passenger compartment, by a center tunnel of the vehicle and / or by a cross member of the vehicle.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Fahrgastzelle einen im Wesentlichen U-förmigen Querträger umfasst, welcher einen Energieabsorptionsbereich aufweist, der den Energieabsorptionsbereich zwischen den Sitzvorrichtungen bildet. In particular, it can be provided that the passenger compartment comprises a substantially U-shaped cross member, which has an energy absorption area, which forms the energy absorption area between the seat devices.
Ein einen Energieabsorptionsbereich bildender Mitteltunnel des Fahrzeugs ist beispielsweise im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass der Mitteltunnel einen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs genommenen, im Wesentlichen M-förmigen Querschnitt aufweist.For example, a center tunnel of the vehicle forming an energy absorption area is substantially cuboid. Alternatively, it can be provided that the center tunnel has a perpendicular to the direction of travel of the vehicle taken substantially M-shaped cross-section.
Die Fahrgastzelle umfasst vorzugsweise eine Bodenwandung, welche im Wesentlichen schalenförmig ausgebildet ist.The passenger compartment preferably comprises a bottom wall which is substantially cup-shaped.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bodenwandung einen Randbereich aufweist, welcher durch den Ring gebildet ist.In particular, it can be provided that the bottom wall has an edge region, which is formed by the ring.
Der Ring verläuft vorzugsweise zumindest näherungsweise in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene.The ring preferably extends at least approximately in a substantially horizontal plane.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Ring an bezüglich einer vertikalen Längsmittelebene des Fahrzeugs einander gegenüberliegenden Seitenwandungen der Fahrgastzelle vertieft ausgebildet ist. Auf diese Weise kann ein Einstieg von Personen in das Fahrzeug erleichtert werden.It may be advantageous if the ring is recessed in relation to a vertical longitudinal center plane of the vehicle opposite side walls of the passenger compartment. In this way, an entry of people into the vehicle can be facilitated.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Fahrgastzelle mindestens einen vertikalen Ring umfasst, welcher zumindest näherungsweise in einer im Wesentlichen vertikalen Ebene verläuft.It may be advantageous if the passenger compartment comprises at least one vertical ring which extends at least approximately in a substantially vertical plane.
Der mindestens eine vertikale Ring kann sich beispielsweise in einer Ebene erstrecken, welche im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung verläuft.The at least one vertical ring may, for example, extend in a plane which runs essentially perpendicular to the direction of travel.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens ein vertikaler Ring in einer vertikalen Ebene verläuft, welche mit der vertikalen Längsmittelebene des Fahrzeugs einen Winkel von mindestens ungefähr 10°, beispielsweise mindestens ungefähr 20°, insbesondere mindestens ungefähr 30°, und/oder höchstens ungefähr 80°, beispielsweise höchstens ungefähr 70°, insbesondere höchstens ungefähr 60°, einschließt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mindestens ein vertikaler Ring in einer vertikalen Ebene verläuft, welche mit der vertikalen Längsmittelebene des Fahrzeugs einen Winkel von ungefähr 45° einschließt.Alternatively or additionally, it may be provided that at least one vertical ring extends in a vertical plane, which with the vertical longitudinal center plane of the vehicle an angle of at least about 10 °, for example at least about 20 °, in particular at least about 30 °, and / or at most about 80 °, for example at most about 70 °, in particular at most about 60 °. In particular, it can be provided that at least one vertical ring extends in a vertical plane, which forms an angle of approximately 45 ° with the vertical longitudinal center plane of the vehicle.
Mindestens ein Ring der Fahrgastzelle ist vorzugsweise krümmungsstetig ausgebildet und ermöglicht vorzugsweise die Kraftaufnahme entlang vorzugsweise isotensoidischer Linien, so dass die Verformung durch Spannungs- und Dehnungsverteilung auf einen größtmöglichen Bereich verteilt wird.At least one ring of the passenger compartment is preferably formed curvature continuous and preferably allows the force absorption along preferably isotensoidal lines, so that the deformation is distributed by stress and strain distribution to the largest possible range.
Mindestens eine Sitzvorrichtung ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise in eine Bodenwandung der Fahrgastzelle integriert. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Sitzabschnitt der Sitzvorrichtung in eine Bodenwandung der Fahrgastzelle integriert ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Lehnenabschnitt mindestens einer Sitzvorrichtung in eine Bodenwandung der Fahrgastzelle integriert ist.At least one seat device is preferably at least partially integrated in a bottom wall of the passenger compartment. For example, it can be provided that a seat portion of the seat device is integrated in a bottom wall of the passenger compartment. Furthermore, it can be provided that a backrest section of at least one seat device is integrated in a bottom wall of the passenger compartment.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bodenwandung eine dem Fahrgastzelleninnenraum zugewandte Bodeninnenwandung, eine dem Fahrgastzelleninnenraum abgewandte Bodenaußenwandung und einen zwischen der Bodeninnenwandung und der Bodenaußenwandung angeordneten Bodenkern umfasst, wobei mittels der Bodeninnenwandung, mittels des Bodenkerns und mittels der Bodenaußenwandung eine Sandwichstruktur gebildet ist.In one embodiment of the invention it is provided that the bottom wall comprises a bottom wall facing the passenger compartment interior, a bottom outer wall facing away from the passenger compartment interior and a bottom core arranged between the bottom inner wall and the bottom outer wall, wherein a sandwich structure is formed by means of the bottom inner wall, by means of the bottom core and by means of the bottom outer wall ,
Die Bodeninnenwandung, der Bodenkern, die Bodenaußenwandung sowie die Bodenwandung selbst weisen vorzugsweise einzelne oder mehrere der Merkmale und/oder Vorteile der Innenwandung, des Kerns, der Außenwandung bzw. des Energieabsorptionselements selbst auf.The bottom inner wall, the bottom core, the bottom outer wall and the bottom wall itself preferably have one or more of the features and / or advantages of the inner wall, the core, the outer wall or the energy absorption element itself.
Günstig kann es sein, wenn mindestens eine Sitzvorrichtung hängend oder schwimmend zwischen Ringseitenwandungen angeordnet ist, welche bezüglich einer vertikalen Längsmittelebene der Fahrgastzelle einander gegenüberliegend angeordnet sind. Auf diese Weise kann die mindestens eine Sitzvorrichtung insbesondere bei einem Seitenaufprall in der Fahrzeugquerrichtung ausweichen, um die Fahrgäste vor schwerwiegenden Verletzungen zu bewahren.It may be favorable if at least one seat device is arranged hanging or floating between ring side walls, which are arranged opposite one another with respect to a vertical longitudinal center plane of the passenger compartment. In this way, the at least one seat device, in particular in the event of a side impact in the vehicle transverse direction, can escape in order to protect the passengers from serious injuries.
Ferner können das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement und das erfindungsgemäße Fahrzeug einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen:Furthermore, the energy absorption element according to the invention and the vehicle according to the invention can have one or more of the features and / or advantages described below:
Das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement ist vorzugsweise so ausgelegt, dass Crash-Energie absorbierbar ist und zugleich Fahrwerkslasten des Fahrzeugs im Betrieb des Fahrzeugs aufgenommen werden können.The energy absorbing element according to the invention is preferably designed so that crash energy is absorbable and at the same time chassis loads of the vehicle can be absorbed during operation of the vehicle.
Vorzugsweise bildet das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement zumindest einen Abschnitt einer Außenhülle des Fahrzeugs.Preferably, the energy absorbing element according to the invention forms at least a portion of an outer shell of the vehicle.
Das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement kann beispielsweise aus in sich stabilen, steifen, biegesteifen und/oder torsionssteifen Platten gebildet werden. Vorzugsweise werden weitere Funktionen neben der Energieabsorption in das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement integriert.The energy absorption element according to the invention can be formed, for example, from stable, stiff, flexurally rigid and / or torsionally rigid plates. Preferably, more will be added Functions integrated in addition to the energy absorption in the energy absorption element according to the invention.
Vorteilhaft kann es sein, wenn mindestens ein Energieabsorptionselement einen Kotflügel oder Seitenkasten des Fahrzeugs bildet. Auf diese Weise kann auch bei Unfallszenarien mit lediglich geringer frontaler Überdeckung (beispielsweise höchstens ungefähr 20%) und/oder bei einem schrägen Aufprall (beispielsweise ungefähr 30°) Energie mittels der Kotflügel bzw. Seitenkästen aufgenommen werden. Insbesondere kann hierdurch verhindert werden, dass die Kotflügel oder Seitenkästen einfach abgeschert werden.It may be advantageous if at least one energy absorption element forms a fender or side box of the vehicle. In this way, even in accident scenarios with only low frontal coverage (for example at most about 20%) and / or at an oblique impact (for example, about 30 °) energy can be absorbed by the fenders or side boxes. In particular, this can be prevented that the fenders or side boxes are easily sheared off.
Eine Aufprallfläche wird mittels des erfindungsgemäßen Energieabsorptionselements vorzugsweise vergrößert, so dass eine höhere Krafteinleitung und vorzugsweise auch ein besserer Fußgängerschutz möglich sind.An impact surface is preferably increased by means of the energy absorption element according to the invention, so that a higher force introduction and preferably also a better pedestrian protection are possible.
Vorzugsweise können im Wesentlichen baugleiche Energieabsorptionselemente zur Ausbildung der tragenden Struktur des Vorderwagens des Fahrzeugs und der tragenden Struktur des Hinterwagens des Fahrzeugs verwendet werden.Preferably, substantially identical energy absorbing elements can be used to form the supporting structure of the vehicle's front end and the supporting structure of the rear of the vehicle.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Energieabsorptionselement, welches einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeugs bildet, an einer Stirnwand einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnet ist.It can be provided that an energy absorption element, which forms part of the supporting structure of the vehicle, is arranged on an end wall of a passenger compartment of the vehicle.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Energieabsorptionselement, welches einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeugs bildet, an einer der Stirnwand gegenüberliegenden Rückwand der Fahrgastzelle angeordnet ist.Furthermore, it can be provided that an energy absorption element, which forms part of the supporting structure of the vehicle, is arranged on a rear wall of the passenger compartment opposite the end wall.
Insbesondere dann, wenn die Fahrgastzelle einen Ring umfasst, welcher eine Sandwichstruktur oder eine Trägerstruktur aufweist, kann ein Kollabieren der Fahrgastzelle bei einem Seitenaufprall verhindert werden.In particular, when the passenger compartment comprises a ring having a sandwich structure or a support structure, a collapse of the passenger compartment in a side impact can be prevented.
Ein Ring zur Verstärkung einer Trägerstruktur eines Fahrzeugs ist beispielsweise aus der
Durch die Verwendung eines Rings als Bestandteil der Fahrgastzelle kann in die Fahrgastzelle eingeleitete Energie gezielt absorbiert werden. Insbesondere kann durch die gekrümmte Struktur des Rings eine Kraft längs des Rings verteilt werden, so dass über den Ring verteilt eine Verformung erfolgt und nicht lediglich lokal ein Versagen des Rings eintritt.By using a ring as part of the passenger compartment, energy introduced into the passenger compartment can be selectively absorbed. In particular, a force can be distributed along the ring through the curved structure of the ring, so that distributed over the ring a deformation takes place and not only locally a failure of the ring occurs.
Bei der Tragstruktur aus der
Bei der vorliegenden Erfindung ist jedoch vorzugsweise vorgesehen, dass das Fahrzeug ein Fahrgastzelle umfasst, welche einen in sich geschlossenen Ring und eine unterhalb des Rings angeordnete Bodenwandung umfasst. Mittels der unterhalb des Rings angeordneten Bodenwandung kann eine dreidimensionale Struktur der Fahrgastzelle geschaffen werden, mittels welcher in die Fahrgastzelle eingeleitete Energie noch besser aufgenommen werden kann.In the present invention, however, it is preferably provided that the vehicle comprises a passenger compartment which comprises a self-contained ring and a bottom wall arranged below the ring. By means of the bottom wall arranged below the bottom, a three-dimensional structure of the passenger compartment can be created by means of which energy introduced into the passenger compartment can be absorbed even better.
Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Bodenwandung durch eine schalenförmige Struktur und/oder durch Träger, insbesondere U-förmige und/oder ringförmige Träger, gebildet ist. Hierdurch kann eine besonders stabile Fahrgastzelle bereitgestellt werden, mittels welcher darin befindliche Fahrgäste im Falle von Kollisionen vor Verletzungen geschützt werden können.In particular, it may be provided here that the bottom wall is formed by a shell-shaped structure and / or by carriers, in particular U-shaped and / or annular carriers. In this way, a particularly stable passenger compartment can be provided by means of which passengers located therein can be protected against injury in the event of collisions.
Ein aus mindestens einem erfindungsgemäßen Energieabsorptionselement gebildeter Vorderwagen des Fahrzeugs ist vorzugsweise flächig an die Fahrgastzelle angebunden, so dass in einem großen Anbindungsbereich eingeleitete Kräfte übertragen werden können und eine gleichmäßige Verformung induziert werden kann.A front of the vehicle formed from at least one energy absorption element according to the invention is preferably connected flat to the passenger compartment, so that forces introduced in a large connection area can be transmitted and a uniform deformation can be induced.
Das Energieabsorptionselement kann beispielsweise eine Crashbox in Sandwichbauweise sein.The energy absorption element can be, for example, a sandwich box in sandwich construction.
Erfindungsgemäß kann ein Extremleichtbau durch einen hohen Grad an Funktionsintegration realisiert werden.According to the invention, an extremely lightweight construction can be realized by a high degree of functional integration.
Die Erfindung bietet den Vorteil der Strukturanpassbarkeit durch Sandwichaufbauvariation, wobei ein gleichmäßiges Faltverhalten im Crashfall und ein hohes Energieaufnahmevermögen realisierbar sind. Insbesondere kann dies durch Variation von Wandstärken, Materialien und/oder Geometrien erfolgen.The invention offers the advantage of structural adaptability by Sandwichaufbauvariation, with a uniform folding behavior in the event of a crash and a high energy absorption capacity can be realized. In particular, this can be done by varying wall thicknesses, materials and / or geometries.
Als Sandwichmaterialien werden vorzugsweise Schaum und Aluminium verwendet.Foam and aluminum are preferably used as sandwich materials.
Triggervorrichtungen können vorgesehen sein, um eine gezielte Faltenbildung zu ermöglichen. Die Faltenbildung kann ferner durch angepasste Materialwahl, beispielsweise durch die Wahl eines Kernmaterials mit komprimierenden Eigenschaften und/oder durch die Abstimmung des Kernmaterials und des Wandungsmaterials aufeinander, optimiert werden.Triggering devices may be provided to allow for targeted wrinkling. The wrinkling can also be achieved by a suitable choice of material, for example by the choice of a core material with compressive properties and / or by the vote of the core material and wall material, to be optimized.
Vorteilhaft kann es sein, wenn in Umfangs- und/oder Längsrichtung Versickungen in dem Energieabsorptionselement vorgesehen sind.It can be advantageous if in the circumferential direction and / or longitudinal direction, fillings are provided in the energy absorption element.
Es kann vorgesehen sein, dass in dem Energieabsorptionselement Versickungen in spiralförmiger Anordnung vorgesehen sind, welche von einem dem Crash zugewandten Bereich bis hin zu einem dem Crash abgewandten Bereich verlaufen. Die Innenwandung des Grundkörpers und/oder die Außenwandung und/oder eine Zwischenwandung des Grundkörpers können dabei gleichgerichtete oder gegenläufig spiralförmig ausgebildete Versickungen aufweisen.It can be provided that in the energy absorption element, passages are provided in a spiral arrangement, which run from a region facing the crash to a region facing away from the crash. The inner wall of the base body and / or the outer wall and / or an intermediate wall of the main body can have rectified or counter-rotating spirals.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Versickung und/oder eine Ausbuchtung zum Kern hin und/oder vom Kern weg ausgeführt ist.It can be provided that a percolation and / or a bulge is carried out towards the core and / or away from the core.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Kernmaterialien in Längsrichtung, das heißt in einer parallel zur Längsachse des Grundkörpers verlaufenden Richtung verlaufend, variieren. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kernmaterialien in Umfangsrichtung variieren. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Kernmaterialien derart in Umfangsrichtung variieren, dass bei einer Krafteinwirkung eine Konvertierung des Querschnitts von beispielsweise rund auf eckig stattfinden kann und/oder eine Neigung des Querschnitts in eine andere Ebene, zum Beispiel eine andere Kraftangriffsebene, möglich ist.It can be advantageous if the core materials vary in the longitudinal direction, that is to say in a direction running parallel to the longitudinal axis of the main body. Furthermore, it can be provided that the core materials vary in the circumferential direction. For example, it can be provided that the core materials vary in the circumferential direction such that when a force is applied, the cross-section can be converted from round to angular and / or the cross-section is tilted to another plane, for example another force application plane.
Günstig kann es sein, wenn das Energieabsorptionselement in demjenigen Bereich, welcher dem kollidierenden Objekt zugewandt ist, geschlossen ausgebildet ist.It may be favorable if the energy absorption element in the region which faces the colliding object is closed.
Die Erfindung bietet den Vorteil der Adaptierbarkeit an ein spezifisches Fahrzeuggewicht über die Anpassbarkeit des Steifigkeitsverhaltens und/oder des Festigkeitsverhaltens des Energieabsorptionselements.The invention offers the advantage of adaptability to a specific vehicle weight via the adaptability of the stiffness behavior and / or the strength behavior of the energy absorption element.
Ein erfindungsgemäßes Energieabsorptionselement kann beispielsweise als Vorderwagen oder Hinterwagen eines Fahrzeugs verwendet werden, wobei insbesondere eine Sandwich-Vorderwagenstruktur bzw. Sandwich-Hinterwagenstruktur bereitstellbar ist.An energy absorption element according to the invention can be used, for example, as a front end or rear end of a vehicle, wherein in particular a sandwich front end structure or sandwich rear end structure can be provided.
Die Erfindung bietet vorzugsweise den Vorteil einer hohen Integration von Bauteilen, Antriebskomponenten, Fahrwerk, etc.The invention preferably offers the advantage of high integration of components, drive components, chassis, etc.
Vorzugsweise sind Funktionen wie die tragende Struktur, die Crashabsorption und Aggregateträgerfunktionen integriert.Preferably, functions such as the supporting structure, the crash absorption and the subframe functions are integrated.
Das Crashverhalten des Energieabsorptionselements ist vorzugsweise einstellbar.The crash behavior of the energy absorption element is preferably adjustable.
Das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement bietet vorzugsweise ein hohes Energieaufnahmevermögen durch Falten und Faltenbeulen.The energy absorption element according to the invention preferably offers a high energy absorption capacity by folding and Faltengebulen.
Insbesondere dann, wenn das Energieabsorptionselement einen Teil der tragenden Struktur des Fahrzeugs bildet, kann ein Fahrzeug mit hoher Verwindungsteifigkeit und/oder Biegesteifigkeit bereitgestellt werden.In particular, when the energy absorbing element forms part of the supporting structure of the vehicle, a vehicle with high torsional rigidity and / or bending stiffness can be provided.
Die Geometrie des Energieabsorptionselements und/oder des Fahrzeugs ist vorzugsweise an Aggregate des Fahrzeugs anpassbar und bietet eine hohe Variantenvielfalt.The geometry of the energy absorption element and / or the vehicle is preferably adaptable to aggregates of the vehicle and offers a high number of variants.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug als ein Elektrofahrzeug, welches einen elektrischen Antrieb aufweist, ausgebildet ist.In particular, it can be provided that the vehicle is designed as an electric vehicle which has an electric drive.
Es kann vorgesehen sein, dass Aggregateanbindungen und/oder allgemein die Inserts und/oder deren Anordnung zur definierten Faltenbildung und einem definierten Versagensverhaltens beitragen.It can be provided that aggregate connections and / or in general the inserts and / or their arrangement contribute to defined wrinkling and a defined failure behavior.
Ferner kann ein mehrteiliger Aufbau mit mehreren konisch oder teilweise konisch verlaufenden, geschlossenen oder teilweise geschlossenen Energieabsorptionselementen vorgesehen sein.Furthermore, a multi-part construction can be provided with a plurality of conically or partially conically extending, closed or partially closed energy absorption elements.
Die vorliegende Erfindung kann den Vorteil bieten, dass Crashenergie energieund/oder gewichtsspezifisch betrachtet besser absorbiert werden kann und somit ein höheres Leichtbaupotential verwirklicht werden kann.The present invention can offer the advantage that crash energy can be better absorbed in terms of energy and / or weight-specific considerations, and thus a higher lightweight potential can be realized.
Das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Seitenbereich eines Fahrzeugs zum Schutz der Fahrzeuginsassen (Fahrgäste) bei einem Seitenaufprall. Ferner eignet sich das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement vorzugsweise zur Verwendung in einem Heckbereich eines Fahrzeugs.The energy absorbing element according to the invention is particularly suitable for use in a side area of a vehicle to protect the vehicle occupants (passengers) in a side impact. Furthermore, the energy absorbing element according to the invention is preferably suitable for use in a rear area of a vehicle.
Das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement kann Versickungen in Umfangs- oder Längsrichtung aufweisen, wodurch eine steifere Ausbildung des Energieabsorptionselements möglich ist.The energy absorbing element according to the invention may have circumferential or longitudinal directional fills, whereby a more rigid formation of the energy absorbing element is possible.
Die erfindungsgemäßen Energieabsorptionselemente können beispielsweise in straßengebundenen oder schienengebundenen Fahrzeugen Verwendung finden. Insbesondere dann, wenn das Energieabsorptionselement einen Abschnitt eines Fahrzeugs, beispielsweise einen Vorderwagen und/oder einen Hinterwagen des Fahrzeugs, bildet, kann vorgesehen sein, dass einzelne oder mehrere der nachfolgenden Funktionen in das Energieabsorptionselement integriert sind: Aufnahme von Fahrwerkslasten, Kühlluftführung, Aerodynamik (sofern das Energieabsorptionselement einen Abschnitt einer Außenhülle des Fahrzeugs bildet), Energieabsorptionselemente im Crashfall, Weiterleitung und Verteilung der Kräfte im Crashfall, Beitrag zur Torsions- und Biegesteifigkeit des Fahrzeugs, Eigenschwingungsdämpfung und Aufnahme von Aggregaten. Ferner können vorzugsweise statische Torsions- und/oder Biegelasten sowie dynamische Fahrwerks- oder Crashlasten aufgenommen werden.The energy absorption elements according to the invention can be used, for example, in road-bound or rail-bound vehicles. In particular, when the energy absorption element forms a portion of a vehicle, for example a front end and / or a rear end of the vehicle, it can be provided that one or more of the following functions in the Energy absorption element are integrated: recording of chassis loads, cooling air flow, aerodynamics (if the energy absorbing element forms a portion of an outer shell of the vehicle), energy absorption elements in the event of a crash, forwarding and distribution of forces in the event of a crash, contributing to the torsional and bending stiffness of the vehicle, natural vibration damping and absorption of aggregates , Furthermore, preferably static torsion and / or bending loads as well as dynamic suspension or crash loads can be accommodated.
Vorzugsweise ermöglicht die Funktionsintegration den Entfall von Anbindungselementen, Flanschen, etc. Das erfindungsgemäße Fahrzeug kann beispielsweise als ein Kart oder Cart ausgebildet sein. Ferner kann das Fahrzeug ein nicht straßenzugelassenes, nicht motorisiertes Hobbyfahrzeug oder Kinderfahrzeug sein.Preferably, the functional integration allows the elimination of connecting elements, flanges, etc. The vehicle according to the invention can be designed for example as a kart or Cart. Further, the vehicle may be a non-street legal, non-motorized hobby vehicle or children's vehicle.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further preferred features and / or advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of exemplary embodiments.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference numerals in all figures.
Ein in den
Der Grundkörper
Die Deckenwandung
Der Grundkörper
Mittels einer Abdeckung
Eine parallel zur Längsachse
Die Seitenwandungen
Das Energieabsorptionselement
Eine Umfangsrichtung
Die plattenförmigen Elemente
Der Grundkörper
Mittels eines solchen Energieabsorptionselements
Bei alternativen Ausführungsformen von Energieabsorptionselementen
Es kann vorgesehen sein, dass die Form des Querschnitts der Innenwandung
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass sich die Form des Querschnitts der Innenwandung
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Querschnitt der Innenwandung
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper
Es kann vorgesehen sein, dass die Querschnitte der Innenwandungen
Die
Wie
Da zudem der Abstand der Innenwandung
Die in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Die in den
Eine in
Eine in
Eine in
Bei der in
Eine in
Die Anzahl der Sicken
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Eine in
Mittels der plattenförmigen Elemente
Ein in
Der Vorderwagen
Mittels des Vorderwagens
Die Fahrgastzelle
Der Ring
Ferner umfasst die Fahrgastzelle
In der Fahrgastzelle
Bei der in
Die Sitzvorrichtungen
Sowohl der Vorderwagen
Eine zusätzliche Versteifung ist dadurch erhältlich, dass die Seitenwandungen
Sowohl das zentrale Energieabsorptionselement
Eine in
Ein in
In
Die Räder
Durch die Verwendung des zentralen Energieabsorptionselements
In
Wie
Eine in
Die zusätzlichen Energieabsorptionselemente
In
Die Sitzbereiche
Wie
Der Ring
Der Ring
Alternativ hierzu kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Ring
Dadurch, dass zwischen den Sitzbereichen
In
Auch die Bodenwandung
Die Bodenwandung
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Bodenwandung
Auf diese Weise kann eine besonders stabile Fahrgastzelle
Vorteilhaft kann es sein, wenn in die Bodenwandung
Wie insbesondere
Die in dem Fahrzeug
In
Eine Sitzvorrichtung
Eine in
Mittels derartiger vertikaler Ringe
Eine in
Eine in
Sowohl bei der in
Wie
Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass ein Mitteltunnel
Wie insbesondere
Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn die Sitzvorrichtungen
Die Sitzbank
Die Sitzbank
Der Bereich der Sitzbank
Durch die Triggervorrichtungen
Die Sitzbank
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Sitzbank
Mittels der Sitzbank
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass zwischen den Sitzbereichen
Ergänzend kann hierzu ferner vorgesehen sein, dass in einem Bereich zwischen dem Ring
Die Funktionsweise des Energieabsorptionsbereichs
Durch Krafteinleitung in der Fahrzeugquerrichtung
Erst bei zu starker Krafteinwirkung und vollständiger Deformation des Energieabsorptionsbereichs
In
In die Bodenwandung
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Bodenkern
Durch die Verwendung unterschiedlicher Kernmaterialien
Optimiert werden kann der Bereich des Mitteltunnels
Eine in
Eine in
Bei weiteren (nicht dargestellten) alternativen Ausführungsformen der Fahrgastzelle
Bei weiteren alternativen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass ein den Mitteltunnel
Ein solcher zusätzlicher Träger kann beliebige Formen aufweisen, beispielsweise ein im Wesentlichen U-förmiges Profil oder ein Rechteck-Hohlprofil sein.Such an additional carrier can have any desired shapes, for example a substantially U-shaped profile or a rectangular hollow profile.
In weiteren (nicht dargestellten) alternativen Ausführungsformen der Fahrgastzelle
Grundsätzlich können einzelne oder mehrere Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen von Energieabsorptionselementen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Energieabsorptionselement Energy absorbing element
- 102102
- Grundkörper body
- 104104
- plattenförmige Elemente plate-shaped elements
- 106106
- Schwerkraftrichtung The direction of gravity
- 108108
- Deckenwandung top wall
- 110110
- Boden ground
- 112112
- Seitenwandung sidewall
- 114114
- Innenraum inner space
- 116116
- Längsachse longitudinal axis
- 118118
- Abdeckung cover
- 120120
- Längsrichtung longitudinal direction
- 122122
- Umfangsrichtung circumferentially
- 124124
- Sandwichstruktur sandwich structure
- 126126
- Innenwandung inner wall
- 128128
- Außenwandung outer wall
- 130130
- Kern core
- 132132
- Abschnitt des Kerns Section of the core
- 134134
- Kernmaterial nuclear material
- 136136
- Zwischenwandung intermediate wall
- 138138
- Triggervorrichtung triggering device
- 140140
- Sicke (Versickung) Beading
- 142142
- Ausbuchtung bulge
- 150150
- Fahrzeug vehicle
- 152152
- Fahrgastzelle cabin
- 154154
- Vorderwagen front end
- 156156
- Hinterwagen rear car
- 158158
- tragende Struktur carrying structure
- 160160
- Ring ring
- 162162
- Fahrtrichtung direction of travel
- 164164
- Stirnwand bulkhead
- 166166
- Rückwand rear wall
- 167167
- Ringseitenwandung Ringseitenwandung
- 168168
- Bodenwandung bottom wall
- 170170
- Mitteltunnel center tunnel
- 172172
- Querträger crossbeam
- 174174
- vertikaler Ring vertical ring
- 176176
- Überrollbügel Roll bar
- 178178
- Sitzvorrichtung seat device
- 180180
- Fahrzeugquerrichtung Vehicle transverse direction
- 182182
- Sitzabschnitt seat section
- 184184
- Lehnenabschnitt back portion
- 186186
- tragendes Energieabsorptionselement carrying energy absorption element
- 188188
- Seitenkasten page box
- 190190
- Kotflügel fender
- 192192
- Rad wheel
- 194 194
- Radaufhängungselement suspension element
- 196196
- vertikale Längsmittelebene vertical longitudinal center plane
- 198198
- Hindernis obstacle
- 200200
- Sitzbereich sitting area
- 202202
- Energieabsorptionsbereich Energy absorption area
- 204204
- Fahrgastzelleninnenraum Cabin interior
- 206206
- Ringinnenwandung Ringinnenwandung
- 208208
- Ringaußenwandung Ringaußenwandung
- 210210
- Ringkern toroidal
- 212212
- umlaufender Träger circulating carrier
- 214214
- Randbereich border area
- 216216
- Bodeninnenwandung Bodeninnenwandung
- 218218
- Bodenaußenwandung Bodenaußenwandung
- 220220
- Bodenkern soil core
- 221221
- kollidierendes Objekt colliding object
- 222222
- Teilring partial ring
- 224224
- Längsträger longitudinal beams
- 226226
- Versteifungsstruktur stiffening structure
- 228228
- Sollbruchstelle Breaking point
- 230230
- Hohlstruktur hollow structure
- 232232
- Sitzbank seat
- 234234
- Versteifungsstruktur stiffening structure
- DI D I
- Dicke der Innenwandung Thickness of the inner wall
- DK D K
- Dicke des Kerns Thickness of the core
- DA D A
- Dicke der Außenwandung Thickness of the outer wall
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009046233 A1 [0111, 0111, 0113] DE 102009046233 A1 [0111, 0111, 0113]
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