DE102015205226B4 - Structural component for a crash structure and crash structure - Google Patents

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Abstract

Strukturbauteil (1) für eine Crashstruktur (14) eines Kraftfahrzeugs, wobei:
- ein Stoßfängerquerträger (19) des Kraftfahrzeugs über das Strukturbauteil (1) mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs verbindbar ist,
- das Strukturbauteil (1) aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist und wenigstens einen als zumindest einseitig offener Hohlkörper ausgebildeten Deformationsabschnitt (2) aufweist,
- eine Innenmantelfläche (3) und eine Außenmantelfläche (4) des Deformationsabschnitts (2) jeweils zumindest teilweise mit einer Entformungsschräge ausgebildet sind, und
- eine Entformungsschräge der Innenmantelfläche (3) derart gegenläufig zu einer Entformungsschräge der Außenmantelfläche (4) angeordnet ist, dass sich die Außenmantelfläche (4) in einer Richtung verjüngt, in welcher sich die Innenmantelfläche (3) aufweitet.

Figure DE102015205226B4_0000
Structural component (1) for a crash structure (14) of a motor vehicle, wherein:
- a bumper cross member (19) of the motor vehicle can be connected to a body of the motor vehicle via the structural component (1),
- the structural component (1) is made of a fiber composite material and has at least one deformation section (2) designed as a hollow body that is open at least on one side,
- An inner lateral surface (3) and an outer lateral surface (4) of the deformation section (2) are each at least partially formed with a draft angle, and
- A draft angle of the inner lateral surface (3) is arranged opposite to a draft angle of the outer lateral surface (4) in such a way that the outer lateral surface (4) tapers in a direction in which the inner lateral surface (3) widens.
Figure DE102015205226B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Strukturbauteil für eine Crashstruktur eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Stoßfängerquerträger des Kraftfahrzeugs über das Strukturbauteil mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs verbindbar ist, und wobei das Strukturbauteil aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist und wenigstens einen als zumindest einseitig offener Hohlkörper ausgebildeten Deformationsabschnitt aufweist.The invention relates to a structural component for a crash structure of a motor vehicle, wherein a bumper cross member of the motor vehicle can be connected to a body of the motor vehicle via the structural component, and wherein the structural component is made of a fiber composite material and has at least one deformation section designed as a hollow body that is open at least on one side.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Crashstruktur für ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens einen Stoßfängerquerträger, wenigstens einen zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildeten Längsträger und wenigstens ein den Stoßfängerquerträger mit dem Längsträger verbindendes Strukturbauteil.The invention also relates to a crash structure for a motor vehicle, having at least one bumper cross member, at least one longitudinal member at least partially designed as a hollow body, and at least one structural component connecting the bumper cross member to the longitudinal member.

Eine Crashstruktur eines Kraftfahrzeugs umfasst Strukturbauteile, die zur Absorption einer Aufprallenergie in einem Crashfall plastisch verformt werden. Üblicherweise ist ein Stoßfängerquerträger über Strukturbauteile, welche auch als Deformationsboxen oder Crashboxen bezeichnet werden, mit weiteren Strukturbauteilen, die als Längsträger einer Karosserie des Kraftfahrzeugs ausgebildet sind, verbunden. Die Deformationsboxen und Längsträger sind derart ausgelegt, dass sich die Deformationsboxen bereits bei Einwirkung von unter einem vorgegebenen Schwellwert liegenden Aufprallenergien plastisch verformen, ohne dass hierbei die Längsträger plastisch verformt werden. Erst beim Auftreten von über dem Schwellwert liegenden Aufprallenergien werden zusätzlich auch die Längsträger plastisch verformt.A crash structure of a motor vehicle includes structural components that are plastically deformed to absorb impact energy in the event of a crash. A bumper cross member is usually connected to other structural components, which are designed as longitudinal members of a body of the motor vehicle, via structural components, which are also referred to as deformation boxes or crash boxes. The deformation boxes and side members are designed in such a way that the deformation boxes are already deformed plastically under the action of impact energies below a predetermined threshold value, without the side members being plastically deformed in the process. Only when impact energies above the threshold value occur are the side members also plastically deformed.

Es ist bekannt, die Deformationsboxen und die Längsträger einer Crashstruktur aus Metall herzustellen. Zudem ist auch die Herstellung von Deformationsboxen aus einem Faserverbundwerkstoff bekannt.It is known to produce the deformation boxes and the longitudinal beams of a crash structure from metal. In addition, the production of deformation boxes from a fiber composite material is also known.

Die DE 19 537 186 A1 zeigt ein als Hohlkörper ausgeführtes Prallelement für eine Stoßverzehreinrichtung. Die Stoßverzehreinrichtung wird im Wesentlichen gebildet durch einen Stoßfängerquerträger, der über das Prallelement an einem Fahrzeugrahmenträgerteil gehalten ist. Zur Verminderung der Eckenschlagempfindlichkeit derartiger Prallelemente wird vorgeschlagen, diese pyramidenstumpf- oder kegelstumpfartig auszubilden. Dabei liegt die kleinere Stirnfläche des pyramidenstumpf- oder kegelstumpfartigen Prallelementes am Fahrzeugrahmenträgerteil an. Die größere Stirnfläche ist dem Stoßfängerquerträger zugeordnet.The DE 19 537 186 A1 shows an impact element designed as a hollow body for a shock absorbing device. The impact absorbing device is essentially formed by a bumper cross member, which is held on a vehicle frame support part via the impact element. In order to reduce the corner impact sensitivity of such impact elements, it is proposed that they be designed in the manner of a truncated pyramid or truncated cone. The smaller face of the truncated pyramid or truncated cone-like impact element lies against the vehicle frame support part. The larger face is assigned to the bumper cross member.

Die EP 1 316 409 A1 offenbart ein Faserverbund-Crashstruktur. Aufgabe ist es hierbei, eine derartige Struktur mit optimal reproduzierbarem Crashverhalten und Strukturintegrität bei gleichzeitiger kostengünstiger Herstellung zu schaffen. Erfindungsgemäß umfasst die Faserverbund-Crashstruktur einen ganz oder teilweise aus Faserverbundwerkstoff hergestellten Hohlkörper, wobei innerhalb des Hohlkörpers im Wesentlichen indessen Längsrichtung verlaufend ein Stegelement angeordnet ist, wobei das Stegelement mit dem Hohlkörper im Wesentlichen im Berührungsbereich von Stegelement und Hohlkörper derart miteinander verbunden ist, dass die Struktur durch Verstärkungselemente verstärkt ist.The EP 1 316 409 A1 discloses a fiber composite crash structure. The task here is to create such a structure with optimally reproducible crash behavior and structural integrity while at the same time being inexpensive to manufacture. According to the invention, the fiber composite crash structure comprises a hollow body made entirely or partially of fiber composite material, with a web element being arranged inside the hollow body running essentially in its longitudinal direction, with the web element being connected to the hollow body essentially in the contact area of web element and hollow body in such a way that the Structure is reinforced by reinforcement elements.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Crashstruktur mit reduziertem Gewicht bereitzustellen, die unter geringeren Herstellungskosten herstellbar ist.The object of the invention is to provide a crash structure with reduced weight that can be produced at lower production costs.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben, die jeweils für sich genommen oder in unterschiedlicher Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by the features of independent claims 1 and 5. Advantageous configurations are given in particular in the dependent claims, which, taken individually or in different combinations with one another, can represent an aspect of the invention.

Das erfindungsgemäße Strukturbauteil für eine Crashstruktur eines Kraftfahrzeugs, über das ein Stoßfängerquerträger des Kraftfahrzeugs mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs verbindbar ist, ist aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt und weist wenigstens einen als zumindest einseitig offener Hohlkörper ausgebildeten Deformationsabschnitt auf, wobei eine Innenmantelfläche und eine Außenmantelfläche des Deformationsabschnitts jeweils zumindest teilweise mit einer Entformungsschräge ausgebildet sind. Ferner ist erfindungsgemäß eine Entformungsschräge der Innenmantelfläche derart gegenläufig zu einer Entformungsschräge der Außenmantelfläche angeordnet, dass sich die Außenmantelfläche in einer Richtung verjüngt, in welcher sich die Innenmantelfläche aufweitet.The structural component according to the invention for a crash structure of a motor vehicle, via which a bumper cross member of the motor vehicle can be connected to a body of the motor vehicle, is made of a fiber composite material and has at least one deformation section designed as a hollow body that is open at least on one side, with an inner lateral surface and an outer lateral surface of the deformation section each are at least partially formed with a draft angle. Furthermore, according to the invention, a draft angle of the inner lateral surface is arranged in the opposite direction to a draft angle of the outer lateral surface such that the outer lateral surface tapers in a direction in which the inner lateral surface widens.

Erfindungsgemäß sind die Innenmantelfläche und die Außenmantelfläche des Deformationsabschnitts jeweils teilweise oder vollständig mit einer Entformungsschräge versehen, was eine Herstellung des erfindungsgemäßen Strukturbauteils in einer hohen Stückzahl unter Verwendung eines einfachen und somit kostengünstigen, zweiteiligen Werkzeugs ermöglicht. Durch die Entformungsschrägen kann das fertige Strukturbauteil auf einfache Art und Weise, beispielsweise mittels eines Ausstoßers, aus dem Werkzeug herausgelöst werden. Dies macht eine hohe Automatisierung eines Prozesses zur Herstellung des erfindungsgemäßen Strukturbauteils möglich, wodurch eine signifikante Reduzierung der Stückkosten erreicht werden kann. Herkömmliche Deformationsboxen aus einem Faserverbundwerkstoff bieten demgegenüber wenige Automatisierungsmöglichkeiten im Herstellungsprozess, was mit höheren Herstellungskosten verbunden ist.According to the invention, the inner lateral surface and the outer lateral surface of the deformation section are each partially or completely provided with a draft angle, which enables the structural component according to the invention to be manufactured in large quantities using a simple and therefore inexpensive, two-part tool. Due to the draft angles, the finished structural component can be removed from the mold in a simple manner, for example by means of an ejector. This makes it possible to automate a process for producing the structural component according to the invention to a high degree, as a result of which a significant reduction in unit costs can be achieved. Conventional one-fiber deformation boxes Composite materials, on the other hand, offer few automation options in the manufacturing process, which is associated with higher manufacturing costs.

Im Vergleich zu einem Faserverbundwerkstoff weist Metall ein relativ geringes spezifisches Energieaufnahmevermögen auf. Hierdurch muss ein herkömmliches Strukturbauteil aus Metall relativ massiv ausgelegt werden. Im Vergleich hierzu kann das erfindungsgemäße Strukturbauteil relativ leichtgewichtig ausgebildet werden, was das Gewicht einer mit dem erfindungsgemäßen Strukturbauteil ausgestatteten Crashstruktur reduziert.Compared to a fiber composite material, metal has a relatively low specific energy absorption capacity. As a result, a conventional structural component made of metal must be designed to be relatively massive. In comparison to this, the structural component according to the invention can be made relatively lightweight, which reduces the weight of a crash structure equipped with the structural component according to the invention.

Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Strukturbauteil bestehen herkömmliche, insbesondere aus Metall gebildete, Deformationsboxen üblicherweise aus mehreren Einzelteilen, die getrennt voneinander hergestellt und miteinander verbunden werden müssen. Das erfindungsgemäße Strukturbauteil ist hingegen einstückig bzw. monolithisch hergestellt, was mit geringeren Herstellungskosten und Montagekosten einhergeht.In contrast to the structural component according to the invention, conventional deformation boxes, in particular those made of metal, usually consist of several individual parts which have to be manufactured separately from one another and connected to one another. The structural component according to the invention, on the other hand, is produced in one piece or monolithically, which is associated with lower production costs and assembly costs.

Der Faserverbundwerkstoff kann als Pressmasse oder Spritzgussmasse ausgebildet sein. Die Verstärkungsfasern können Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern oder dergleichen sein. Auch kann der Faserverbundwerkstoff eine Kombination aus verschiedenartigen Verstärkungsfasern enthalten. Der Faserverbundwerkstoff kann zudem einen Thermoplasten, Duroplasten oder dergleichen umfassen.The fiber composite material can be formed as a molding compound or injection molding compound. The reinforcing fibers can be carbon fibers, glass fibers, aramid fibers or the like. The fiber composite material can also contain a combination of different types of reinforcement fibers. The fiber composite material can also include a thermoplastic, duroplastic or the like.

Dass der Deformationsabschnitt als zumindest einseitig offener Hohlkörper ausgebildet ist, bedeutet, dass er entweder topfförmig oder hohlzylinderartig ausgebildet ist, so dass ein Abschnitt eines Werkzeugteils des zur Herstellung des Strukturbauteils verwendeten Werkzeugs in das zumindest eine offene Ende des Deformationsabschnitts eingreift. Ein hohlzylinderartig ausgebildeter Deformationsabschnitt ist an einander gegenüberliegenden Enden offen ausgebildet. Vorzugsweise ist der Stoßfängerquerträger mit dem wenigstens einen offenen Ende des Deformationsabschnitts verbindbar, während der Deformationsabschnitt über ein diesem Ende gegenüberliegendes Ende mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs bzw. mit einem Längsträger der Karosserie verbindbar ist. Der Deformationsabschnitt weist eine umlaufende, geschlossene Wandung auf, an der die Innenmantelfläche und die Außenmantelfläche des Deformationsabschnitts angeordnet sind.The fact that the deformation section is designed as a hollow body that is open on at least one side means that it is designed either in the shape of a pot or as a hollow cylinder, so that a section of a tool part of the tool used to produce the structural component engages in the at least one open end of the deformation section. A deformation section designed in the manner of a hollow cylinder is designed to be open at opposite ends. The bumper cross member can preferably be connected to the at least one open end of the deformation section, while the deformation section can be connected to the body of the motor vehicle or to a side member of the body via an end opposite this end. The deformation section has a peripheral, closed wall on which the inner lateral surface and the outer lateral surface of the deformation section are arranged.

Das Strukturbauteil kann zudem einen monolithisch mit dem Deformationsabschnitt hergestellten Befestigungsabschnitt aufweisen, über den das Strukturbauteil an der Karosserie befestigbar ist. Der Befestigungsabschnitt kann beispielsweise als umlaufender, nach außen ragender Kragen ausgebildet sein.The structural component can also have a fastening section which is produced monolithically with the deformation section and via which the structural component can be fastened to the body. The attachment section can be designed, for example, as a peripheral, outwardly projecting collar.

Wie oben erwähnt, ist erfindungsgemäß die Entformungsschräge der Innenmantelfläche ist derart gegenläufig zur Entformungsschräge der Außenmantelfläche angeordnet, dass sich die Außenmantelfläche in einer Richtung verjüngt, in die sich die Innenmantelfläche aufweitet. Im Längsschnitt des Deformationsabschnitts verlaufen die Innenmantelfläche und die Außenmantelfläche derart, dass die umlaufende Wandung des Deformationsabschnitts im Längsschnitt keilförmig ausgebildet ist, wobei sich ein offenes Ende des Deformationsabschnitts an der Keilspitze befindet.As mentioned above, according to the invention, the draft angle of the inner lateral surface is arranged in the opposite direction to the draft angle of the outer lateral surface in such a way that the outer lateral surface tapers in a direction in which the inner lateral surface widens. In the longitudinal section of the deformation section, the inner lateral surface and the outer lateral surface extend in such a way that the peripheral wall of the deformation section is wedge-shaped in longitudinal section, with an open end of the deformation section being located at the wedge tip.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Entformungsschrägen einen Anstellwinkel > 0° auf. Die Größe des Anstellwinkels der Außenmantelfläche und der Innenmantelfläche kann gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.According to an advantageous embodiment, the draft angles have an angle of attack >0°. The size of the setting angle of the outer lateral surface and the inner lateral surface can be the same or different.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Faserverbundwerkstoff ein langfaserverstärkter Faserverbundwerkstoff. Unter einem langfaserverstärkten Faserverbundwerkstoff ist ein Werkstoff zu verstehen, dessen Verstärkungsfasern eine Länge von wenigstens mehreren Millimetern aufweisen. Es hat sich herausgestellt, dass sich langfaserverstärkte Faserverbundwerkstoffe sehr gut für Crashanwendungen eignen. Sie weisen ein sehr gutes spezifisches Energieaufnahmevermögen und gute qualitative Crasheigenschaften auf. Durch eine Verwendung eines Werkstoffs in Form eines langfaserverstärkten Faserverbundwerkstoffs kann eine hohe Automatisierung des Herstellungsprozesses und eine signifikante Reduzierung von Stückkosten erreicht werden. Hierbei können recycelte Fasern für den Faserverbundwerkstoff verwendet werden, die aus einem in einem Preformprozess entstehenden, trockenen Verschnitt stammen, was die Bauteilkosten weiter reduziert. Als Variante kann zusätzlich zu dem langfaserverstärkten Faserverbundwerkstoff ein Preform aus Endlosfasern in das zur Herstellung des Strukturbauteils verwendete Werkzeug eingelegt werden, der beispielsweise in einem Tapelegeverfahren hergestellt worden ist. Durch eine geeignete Wahl eines Lagenaufbaus des Preforms können die Eigenschaften des Strukturbauteils spezifisch an die Anforderungen angepasst werden, ohne dass die Geometrie des Strukturbauteils, und somit des zu seiner Herstellung verwendeten Werkzeugs, an diese Anforderungen angepasst werden muss. Auch hierdurch können die Herstellungskosten gering gehalten werden.According to a further advantageous embodiment, the fiber composite material is a long-fiber-reinforced fiber composite material. A long-fiber-reinforced fiber composite material is to be understood as meaning a material whose reinforcing fibers have a length of at least several millimeters. It has been found that long-fiber-reinforced fiber composites are very well suited for crash applications. They have a very good specific energy absorption capacity and good qualitative crash properties. By using a material in the form of a long-fiber-reinforced fiber composite material, a high degree of automation of the manufacturing process and a significant reduction in unit costs can be achieved. Here, recycled fibers can be used for the fiber composite material, which come from a dry waste produced in a preforming process, which further reduces the component costs. As a variant, in addition to the long fiber-reinforced fiber composite material, a preform made of continuous fibers can be inserted into the tool used to produce the structural component, which preform has been produced, for example, in a tape-laying process. A suitable choice of a layer structure of the preform allows the properties of the structural component to be adapted specifically to the requirements without the geometry of the structural component, and thus the tool used to produce it, having to be adapted to these requirements. This also allows the production costs to be kept low.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Deformationsabschnitt im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist, wobei jeweils zwei senkrecht zueinander angeordnete Seiten des Deformationsabschnitts entlang ihre gesamten Höhe über eine nach außen gewölbte Rundung miteinander verbunden sind. Hierdurch weist der Deformationsabschnitt bzw. das Strukturbauteil ein verbessertes Energieaufnahmevermögen auf. Eine Querschnittsfläche des Deformationsabschnitts kann beispielsweise im Wesentlichen entsprechend einem vierblättrigen Kleeblatt ausgebildet sein. Die Querschnittsfläche des Deformationsabschnitts ist vorzugsweise an die Dimensionen des Längsträgers der Karosserie angepasst.A further advantageous embodiment provides that the deformation section is formed substantially rectangular in cross section, wherein two mutually perpendicular sides of the deformation section are connected to one another along their entire height via an outwardly curved curve. As a result, the deformation section or the structural component has an improved energy absorption capacity. A cross-sectional area of the deformation section can be configured, for example, essentially in accordance with a four-leaf clover. The cross-sectional area of the deformation section is preferably adapted to the dimensions of the side member of the body.

Die erfindungsgemäße Crashstruktur für ein Kraftfahrzeug umfasst wenigstens einen Stoßfängerquerträger, wenigstens einen zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildeten Längsträger und wenigstens ein den Stoßfängerquerträger mit dem Längsträger verbindendes Strukturbauteil, wobei das Strukturbauteil gemäß einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben ausgebildet ist.The crash structure according to the invention for a motor vehicle comprises at least one bumper cross member, at least one longitudinal member designed at least partially as a hollow body and at least one structural component connecting the bumper cross member to the longitudinal member, the structural component being designed according to one of the aforementioned configurations or any combination thereof.

Mit der Crashstruktur sind die oben mit Bezug auf das Strukturbauteil genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die Crashstruktur kann in einem Heckbereich oder in einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Die Crashstruktur kann zwei entsprechende Längsträger aufweisen, die über jeweils ein Strukturbauteil mit dem Stoßfängerquerträger verbunden sind. Die erfindungsgemäße Crashstruktur kann, wie sich unter anderem aus dem Folgenden ergibt, unter Verwendung einer geringeren Anzahl an Bauteilen und unter geringem Bauraumbedarf ausgebildet werden. Sie kann konstruktiv relativ einfach ausgebildet werden, was ihr eine sehr robuste Funktion verleiht. Zudem kann die Crashstruktur kostengünstiger als herkömmliche Crashstrukturen hergestellt werden, die eine deutlich höhere Anzahl an Bauteilen aufweisen.The advantages mentioned above in relation to the structural component are correspondingly associated with the crash structure. The crash structure can be arranged in a rear area or in a front area of the motor vehicle. The crash structure can have two corresponding side members, each of which is connected to the bumper cross member via a structural component. The crash structure according to the invention can, as is evident from the following, among other things, be formed using a smaller number of components and requiring little installation space. It can be of relatively simple construction, which gives it a very robust function. In addition, the crash structure can be manufactured more cost-effectively than conventional crash structures, which have a significantly higher number of components.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Längsträger aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. Hierdurch wird das Gewicht der Crashstruktur im Vergleich zu einer herkömmlichen Crashstruktur mit einem Längsträger aus Metall weitergehender reduziert.According to an advantageous embodiment, the longitudinal member is made from a fiber composite material. As a result, the weight of the crash structure is further reduced in comparison to a conventional crash structure with a longitudinal member made of metal.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Crashstruktur wenigstens ein Verbindungselement, über das der Längsträger mit dem Strukturbauteil verbunden ist, wobei der Längsträger stoffschlüssig mit dem Verbindungselement verbunden ist. Das Verbindungselement kann beispielsweise aus Aluminium hergestellt und mit dem Längsträger verklebt sein. Alternativ kann das Verbindungselement aus einem faserverstärkten oder einem nicht-faserverstärkten Werkstoff hergestellt sein, wobei der Längsträger mit dem Material des Verbindungselements umspritzt ist.According to a further advantageous embodiment, the crash structure comprises at least one connecting element, via which the longitudinal member is connected to the structural component, the longitudinal member being connected to the connecting element in a materially bonded manner. The connecting element can be made of aluminum, for example, and glued to the side member. Alternatively, the connecting element can be made of a fiber-reinforced or a non-fiber-reinforced material, with the material of the connecting element being injection-molded around the longitudinal member.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass an wenigstens einem Abschnitt des Längsträgers zumindest ein materialschwächender Durchbruch angeordnet ist, in den wenigstens ein Verstärkungselement formschlüssig eingreift, wobei an dem Strukturbauteil wenigstens ein Auslöseelement angeordnet ist, wobei das Verstärkungselement und das Auslöseelement derart zueinander angeordnet sind, dass bei einer crashbedingten Deformation des Strukturbauteils um ein vorgegebenes Ausmaß das Verstärkungselement durch einen körperlichen Kontakt mit dem Auslöseelement zumindest teilweise verformbar und/oder zerstörbar und hierdurch aus dem Durchbruch entfernbar ist. Hierdurch kann im Crashfall eine gezielte Schwächung des Längsträgers erzeugt werden, um eine gewünschte plastische Verformung des Längsträgers einzuleiten. Das Auslöseelement kann zusätzlich als Indikator zur Feststellung der jeweiligen Unfallschwere verwendet werden. An dem Abschnitt des Längsträgers können auch zwei oder mehrere entsprechende Durchbrüche angeordnet sein, in die das wenigstens eine Verstärkungselement oder in die jeweils ein eigenes Verstärkungselement eingreift. Sind mehrere Verstärkungselemente vorhanden, kann jedes Verstärkungselement mittels des wenigstens einen Auslöseelements oder über jeweils ein eigenes Auslöseelement entsprechend kontaktiert werden. Der Durchbruch kann beispielsweise als quer verlaufende Nut ausgebildet sein, in die ein entsprechend ausgebildeter Abschnitt des Verstärkungselements eingreift bzw. eingepresst ist. Das Verstärkungselement kann aus Blech hergestellt sein.A further advantageous embodiment provides that at least one material-weakening opening is arranged on at least one section of the longitudinal member, in which at least one reinforcement element engages in a form-fitting manner, with at least one release element being arranged on the structural component, with the reinforcement element and the release element being arranged relative to one another in such a way that that in the event of a crash-related deformation of the structural component by a predetermined extent, the reinforcement element can be at least partially deformed and/or destroyed by physical contact with the triggering element and can thereby be removed from the opening. As a result, in the event of a crash, a targeted weakening of the side member can be produced in order to initiate a desired plastic deformation of the side member. The triggering element can also be used as an indicator for determining the severity of the accident. Two or more corresponding openings can also be arranged on the section of the side member, into which the at least one reinforcement element or into which a separate reinforcement element engages. If several reinforcement elements are present, each reinforcement element can be contacted accordingly by means of the at least one triggering element or via its own triggering element. The opening can be designed, for example, as a transverse groove into which a correspondingly designed section of the reinforcing element engages or is pressed. The reinforcement element can be made of sheet metal.

Vorteilhafterweise ist das Auslöseelement über wenigstens eine Sollbruchstelle mit dem Strukturbauteil verbunden. Hierdurch kann sich das Auslöseelement von dem übrigen Strukturbauteil lösen, um eine Kontaktierung des Verstärkungselements zuverlässig gewährleisten zu können, was die gezielte Verformung des Längsträgers weitestgehend unabhängig von den jeweiligen Krafteinwirkungsrichtungen in einem Crashfall macht. Das Auslöseelement kann auch über zwei oder mehrere Sollbruchstellen mit dem Strukturbauteil verbunden sein.The triggering element is advantageously connected to the structural component via at least one predetermined breaking point. As a result, the triggering element can detach from the rest of the structural component in order to be able to reliably ensure contact with the reinforcing element, which makes the targeted deformation of the longitudinal member largely independent of the respective directions of application of force in the event of a crash. The triggering element can also be connected to the structural component via two or more predetermined breaking points.

Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn das Verstärkungselement im Wesentlichen innerhalb des Längsträgers und das Auslöseelement zumindest teilweise radial innen zu einer Wandung des Deformationsabschnitts angeordnet sind. Hierdurch wird zur Anordnung des Verstärkungselements und des Auslöseelements kein zusätzlicher Bauraum benötigt. Alternativ kann das Auslöseelement außen zu dem Deformationsabschnitt angeordnet sein und mit einem außerhalb des Längsträgers angeordneten Abschnitt des Verstärkungselements zusammenwirken, um die gezielte Verformung des Längsträgers einleiten zu können.Furthermore, it is advantageous if the reinforcement element is arranged essentially inside the longitudinal member and the triggering element is arranged at least partially radially on the inside of a wall of the deformation section. As a result, no additional space is required for arranging the reinforcement element and the triggering element. Alternatively, the triggering element can be arranged on the outside of the deformation section and interact with a section of the reinforcement element arranged outside of the longitudinal member in order to be able to initiate the targeted deformation of the longitudinal member.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Stoßfängerquerträger zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff oder einem nicht-faserverstärkten Kunststoff hergestellt. Dies geht mit einer weiteren Reduzierung des Gewichts der Crashstruktur einher.According to a further advantageous embodiment, the bumper cross member is made at least partially from a fiber composite material or a non-fiber-reinforced plastic. This is accompanied by a further reduction in the weight of the crash structure.

Vorteilhafterweise ist der Stoßfängerquerträger stoffschlüssig oder mechanisch mit der Strukturbauteil verbunden. Der Stoßfängerquerträger kann beispielsweise an das Strukturbauteil angespritzt sein. Hierbei kann der Stoßfängerquerträger aus demselben Werkstoff wie das Strukturbauteil oder aus einem anderen Werkstoff hergestellt sein. Das Anspritzen des Stoßfängerquerträgers an das Strukturbauteil kann in einem einzigen Herstellungsschritt zusammen mit der Herstellung des Strukturbauteils oder in einem nachgelagerten Herstellungsschritt erfolgen. Alternativ kann der Stoßfängerquerträger beispielsweise über einen Klipmechanismus mit dem Strukturbauteil verbunden sein. Hierzu kann ein Teil des Klipmechanismus direkt in das Strukturbauteil eingebracht werden, so dass das Strukturbauteil an den Stoßfängerquerträger angeklipst werden kann.Advantageously, the bumper cross member is integrally or mechanically connected to the structural component. The bumper cross member can be injection molded onto the structural component, for example. The bumper cross member can be made from the same material as the structural component or from a different material. The bumper cross member can be injection molded onto the structural component in a single production step together with the production of the structural component or in a subsequent production step. Alternatively, the bumper cross member can be connected to the structural component via a clip mechanism, for example. For this purpose, part of the clip mechanism can be introduced directly into the structural component, so that the structural component can be clipped onto the bumper cross member.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

  • 1 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Strukturbauteil;
  • 2 eine schematische und perspektivische Darstellung des in 1 gezeigten Strukturbauteils im Längsschnitt;
  • 3 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Crashstruktur;
  • 4 eine schematische und perspektivische Darstellung der in 3 gezeigten Crashstruktur im Längsschnitt;
  • 5 eine schematische und perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Crashstruktur im Längsschnitt vor einem Crash;
  • 6 eine schematische und perspektivische Darstellung der in 5 gezeigten Crashstruktur im Längsschnitt in einem ersten Crashzustand;
  • 7 eine schematische und perspektivische Darstellung der in 5 gezeigten Crashstruktur im Längsschnitt in einem zweiten Crashzustand;
  • 8 eine schematische und perspektivische Darstellung der in 5 gezeigten Crashstruktur im Längsschnitt in einem dritten Crashzustand; und
  • 9 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Crashstruktur.
Further details and advantages of the invention result from the following description and the figures. Show it:
  • 1 a schematic and perspective view of an embodiment of a structural component according to the invention;
  • 2 a schematic and perspective representation of the in 1 structural component shown in longitudinal section;
  • 3 a schematic and perspective view of an embodiment of a crash structure according to the invention;
  • 4 a schematic and perspective view of in 3 shown crash structure in longitudinal section;
  • 5 a schematic and perspective view of a further embodiment of a crash structure according to the invention in longitudinal section before a crash;
  • 6 a schematic and perspective view of in 5 shown crash structure in longitudinal section in a first crash condition;
  • 7 a schematic and perspective view of in 5 shown crash structure in longitudinal section in a second crash condition;
  • 8th a schematic and perspective view of in 5 shown crash structure in longitudinal section in a third crash condition; and
  • 9 a schematic representation of a further exemplary embodiment of a crash structure according to the invention.

In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical components are provided with the same reference symbols.

1 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Strukturbauteil 1 für eine nicht weitergehender gezeigte Crashstruktur eines Kraftfahrzeugs. Ein nicht gezeigter Stoßfängerquerträger des Kraftfahrzeugs ist über das Strukturbauteil 1 mit einer nicht gezeigten Karosserie des Kraftfahrzeugs verbindbar. Das Strukturbauteil 1 ist aus einem langfaserverstärkten Faserverbundwerkstoff hergestellt. 1 shows a schematic and perspective representation of an exemplary embodiment of a structural component 1 according to the invention for a crash structure of a motor vehicle that is not shown in any more detail. A bumper cross member (not shown) of the motor vehicle can be connected to a body of the motor vehicle (not shown) via the structural component 1 . The structural component 1 is made from a long-fiber-reinforced fiber composite material.

Das Strukturbauteil 1 weist einen als beidseitig offener Hohlkörper ausgebildeten Deformationsabschnitt 2 auf. Eine Innenmantelfläche 3 und eine Außenmantelfläche 4 des Deformationsabschnitts 2 sind jeweils vollständig mit einer Entformungsschräge versehen, was 2 besser zu entnehmen ist. Insbesondere weisen die Entformungsschrägen einen Anstellwinkel > 0° auf.The structural component 1 has a deformation section 2 designed as a hollow body that is open on both sides. An inner lateral surface 3 and an outer lateral surface 4 of the deformation section 2 are each completely provided with a draft angle, what 2 can be better extracted. In particular, the draft angles have an angle of attack >0°.

Des Weiteren umfasst das Strukturbauteil 1 einen monolithisch mit dem Deformationsabschnitt 2 hergestellten, als Kragen ausgebildeten Befestigungsabschnitt 5. Das Strukturbauteil 1 ist über den Befestigungsabschnitt 5 und daran angeordnete Bohrungen 6 mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbindbar. Über das dem Befestigungsabschnitt 5 abgewandte offene Ende ist der Deformationsabschnitt 2 bzw. das Strukturbauteil 1 mit dem Stoßfängerquerträger verbindbar.Furthermore, the structural component 1 comprises a fastening section 5 made monolithically with the deformation section 2 and designed as a collar. The structural component 1 can be connected to the body of the motor vehicle via the fastening section 5 and bores 6 arranged thereon. The deformation section 2 or the structural component 1 can be connected to the bumper cross member via the open end facing away from the fastening section 5 .

Der Deformationsabschnitt 2 ist im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Jeweils zwei senkrecht zueinander angeordnete Seiten 7 und 8, 8 und 9, 9 und 10 bzw. 10 und 7 des Deformationsabschnitts 2 sind entlang ihre bezüglich des Befestigungsabschnitts 5 gegebenen, gesamten Höhe über eine nach außen, oder alternativ nach innen, gewölbte Rundung 11 miteinander verbunden.The deformation section 2 has a substantially rectangular cross section. Two mutually perpendicular sides 7 and 8, 8 and 9, 9 and 10 or 10 and 7 of the deformation section 2 are connected to one another along their entire height relative to the attachment section 5 via an outwardly or alternatively inwardly curved curve 11 tied together.

2 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung des in 1 gezeigten Strukturbauteils 1 im Längsschnitt. An dem Strukturbauteil 1 ist ein Auslöseelement 12 angeordnet, das entsprechend den 5 bis 8 mit einem nicht gezeigten Verstärkungselement, das an einem nicht gezeigten Längsträger angeordnet ist, wie nachfolgend beschrieben zusammenwirken kann. Das Auslöseelement 12 ist über wenigstens eine Sollbruchstelle 13 mit dem Strukturbauteil 1 verbunden und teilweise radial innen zu einer durch die Seiten 7 bis 10 und die Rundungen 11 gebildeten Wandung des Deformationsabschnitts 2 angeordnet. Das Auslöseelement 12 ist als beidseitig offener Hohlkörper ausgebildet. 2 shows a schematic and perspective view of the in 1 shown structural component 1 in longitudinal section. On the structural component 1, a trigger element 12 is arranged, which according to the 5 until 8th with a reinforcing element, not shown, which is arranged on a longitudinal beam, not shown, can interact as described below. The triggering element 12 is connected via at least one predetermined breaking point 13 to the structural component 1 and partially radially inward to a through the pages 7 to 10 and the Curves 11 formed wall of the deformation section 2 is arranged. The triggering element 12 is designed as a hollow body that is open on both sides.

3 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Crashstruktur 14 für ein Kraftfahrzeug. Die Crashstruktur 14 umfasst einen nicht gezeigten Stoßfängerquerträger, zwei jeweils zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildete Längsträger 15, von denen nur einer gezeigt ist, und zwei den Stoßfängerquerträger mit jeweils einem Längsträger 15 verbindende Strukturbauteile 1, von denen ebenfalls nur eines gezeigt ist. Das gezeigte Strukturbauteil 1 ist entsprechend den 1 und 2 ausgebildet, weshalb hier zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung der 1 und 2 verwiesen wird. Die Längsträger 15 sind aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. 3 shows a schematic and perspective view of an embodiment of a crash structure 14 according to the invention for a motor vehicle. The crash structure 14 comprises a bumper cross member (not shown), two longitudinal members 15 each at least partially designed as a hollow body, only one of which is shown, and two structural components 1 connecting the bumper cross member to a longitudinal member 15 each, of which only one is also shown. The structural component 1 shown is in accordance with the 1 and 2 trained, which is why here to avoid repetition on the description of 1 and 2 is referenced. The longitudinal beams 15 are made from a fiber composite material.

Die Crashstruktur 14 umfasst des Weiteren zwei Verbindungselemente 16, von denen nur eines gezeigt ist, über welche die Längsträger 15 mit den Strukturbauteilen 1 verbunden sind. Die Längsträger 15 sind jeweils stoffschlüssig mit dem jeweiligen Verbindungselement 16 verbunden.The crash structure 14 also includes two connecting elements 16, only one of which is shown, via which the side members 15 are connected to the structural components 1. The longitudinal beams 15 are each connected to the respective connecting element 16 in a materially bonded manner.

An einem Abschnitt jedes Längsträgers 15 sind vier materialschwächende Durchbrüche 17 angeordnet, die jeweils als quer verlaufende Nut ausgebildet sind und in die ein Verstärkungselement 18 formschlüssig eingreift, dass als Blechkreuz ausgebildet ist. Dies ist besser ersichtlich aus 4.Arranged on a section of each side member 15 are four material-weakening openings 17, each of which is designed as a transverse groove and into which a reinforcing element 18 engages in a form-fitting manner, which is designed as a metal cross. This is better seen from 4 .

Das an dem Strukturbauteil 1 angeordnete Auslöseelement 12 und das Verstärkungselement 18 sind derart zueinander angeordnet, dass bei einer crashbedingten Deformation des Strukturbauteils 1 um ein vorgegebenes Ausmaß das Verstärkungselement 18 durch einen körperlichen Kontakt mit dem Auslöseelement 12 zumindest teilweise verformbar und/oder zerstörbar und hierdurch aus den Durchbrüchen 17 entfernbar ist, wie es beispielsweise in 7 gezeigt ist. Das jeweilige Verstärkungselement 18 ist, wie insbesondere 4 zu entnehmen ist, im Wesentlichen innerhalb des jeweiligen Längsträgers 15 angeordnet.The triggering element 12 arranged on the structural component 1 and the reinforcement element 18 are arranged relative to one another in such a way that in the event of a crash-related deformation of the structural component 1 by a predetermined extent, the reinforcement element 18 can be at least partially deformed and/or destroyed by physical contact with the triggering element 12 and is thereby the openings 17 can be removed, as is the case, for example, in 7 is shown. The respective reinforcing element 18 is, in particular 4 can be seen, arranged essentially within the respective longitudinal beam 15 .

4 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung der in 3 gezeigten Crashstruktur 14 im Längsschnitt. Es ist die Anordnung des Auslöseelements 12 und des Verstärkungselements 18 relativ zu dem Strukturbauteil 1 bzw. dem Längsträger 15 zu erkennen. Zudem ist zu erkennen, wie das Verbindungselement 16 mit dem Längsträger 15 verbunden ist. 4 shows a schematic and perspective representation of the in 3 shown crash structure 14 in longitudinal section. The arrangement of the triggering element 12 and the reinforcing element 18 relative to the structural component 1 and the longitudinal member 15 can be seen. It can also be seen how the connecting element 16 is connected to the side member 15 .

5 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Crashstruktur 14 im Längsschnitt vor einem Crash. 5 shows a schematic and perspective view of a further embodiment of a crash structure 14 according to the invention in longitudinal section before a crash.

Die Crashstruktur 14 umfasst einen Stoßfängerquerträger 19, zwei jeweils zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildete Längsträger 15, von denen nur einer gezeigt ist, und zwei den Stoßfängerquerträger 19 mit jeweils einem Längsträger 15 verbindende Strukturbauteile 1, von denen ebenfalls nur eines gezeigt ist. Das gezeigte Strukturbauteil 1 ist im Wesentlichen entsprechend den 1 bis 4 ausgebildet, weshalb hier zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung der 1 bis 4 verwiesen wird. Die Längsträger 15 sind aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt.The crash structure 14 comprises a bumper cross member 19, two longitudinal members 15 each at least partially designed as a hollow body, only one of which is shown, and two structural components 1 connecting the bumper cross member 19 to a longitudinal member 15 each, of which only one is also shown. The structural component 1 shown is essentially in accordance with the 1 until 4 trained, which is why here to avoid repetition on the description of 1 until 4 is referenced. The longitudinal beams 15 are made from a fiber composite material.

Die Crashstruktur 14 umfasst des Weiteren zwei Verbindungselemente 16, von denen nur eines gezeigt ist, über das der jeweilige Längsträger 15 mit dem jeweiligen Strukturbauteil 1 verbunden ist. Die Längsträger 15 sind jeweils stoffschlüssig mit dem jeweiligen Verbindungselement 16 verbunden.The crash structure 14 also includes two connecting elements 16, only one of which is shown, via which the respective side member 15 is connected to the respective structural component 1. The longitudinal beams 15 are each connected to the respective connecting element 16 in a materially bonded manner.

An einem Abschnitt jedes Längsträgers 15 sind vier materialschwächende Durchbrüche 17 angeordnet, die jeweils als quer verlaufende Nut ausgebildet sind und in die ein Verstärkungselement 18 formschlüssig eingreift, dass als Blechkreuz ausgebildet ist.Arranged on a section of each side member 15 are four material-weakening openings 17, each of which is designed as a transverse groove and into which a reinforcing element 18 engages in a form-fitting manner, which is designed as a metal cross.

Das an dem Strukturbauteil 1 angeordnete Auslöseelement 12 und das Verstärkungselement 18 sind derart zueinander angeordnet, dass bei einer crashbedingten Deformation des Strukturbauteils 1 um ein vorgegebenes Ausmaß das Verstärkungselement 18 durch einen körperlichen Kontakt mit dem Auslöseelement 12 zumindest teilweise verformbar und/oder zerstörbar und hierdurch aus den Durchbrüchen 17 entfernbar ist, wie es beispielsweise in 7 gezeigt ist. Das jeweilige Verstärkungselement 18 ist im Wesentlichen innerhalb des jeweiligen Längsträgers 15 angeordnet.The triggering element 12 arranged on the structural component 1 and the reinforcement element 18 are arranged relative to one another in such a way that in the event of a crash-related deformation of the structural component 1 by a predetermined extent, the reinforcement element 18 can be at least partially deformed and/or destroyed by physical contact with the triggering element 12 and is thereby the openings 17 can be removed, as is the case, for example, in 7 is shown. The respective reinforcement element 18 is essentially arranged inside the respective longitudinal member 15 .

6 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung der in 5 gezeigten Crashstruktur 14 im Längsschnitt in einem ersten Crashzustand. Der erste Crashzustand geht aus dem in 5 gezeigten Zustand der Crashstruktur 14 dadurch hervor, dass das Strukturbauteil 1 plastisch verformt worden ist, ohne dass der Längsträger 15 plastisch verformt worden ist. 6 shows a schematic and perspective representation of the in 5 shown crash structure 14 in longitudinal section in a first crash condition. The first crash state is from the in 5 shown state of the crash structure 14 in that the structural component 1 has been plastically deformed without the longitudinal member 15 having been plastically deformed.

7 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung der in 5 gezeigten Crashstruktur 14 im Längsschnitt in einem zweiten Crashzustand. Der zweite Crashzustand geht aus dem in 5 gezeigten ersten Crashzustand der Crashstruktur 14 dadurch hervor, dass das Strukturbauteil 1 derart weitgehend plastisch verformt worden ist, dass das Auslöseelement 12 in körperlichen Kontakt mit dem Verstärkungselement 18 gelangt ist, wodurch das Verstärkungselement 18 derart verformt worden ist, dass es aus den Durchbrüchen 17 entfernt worden ist. Hierdurch wird der Längsträger 15 geschwächt und bricht definiert an den Durchbrüchen 17. 7 shows a schematic and perspective representation of the in 5 shown crash structure 14 in longitudinal section in a second crash condition. The second crash state is from the in 5 shown first crash state of the crash structure 14 characterized in that the structural component 1 has been so largely plastically deformed that the triggering element 12 in physical contact has reached the reinforcing element 18, as a result of which the reinforcing element 18 has been deformed in such a way that it has been removed from the openings 17. As a result, the longitudinal member 15 is weakened and breaks in a defined manner at the openings 17.

8 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung der in 5 gezeigten Crashstruktur 14 im Längsschnitt in einem dritten Crashzustand. Der dritte Crashzustand geht aus dem in 5 gezeigten zweiten Crashzustand der Crashstruktur 14 dadurch hervor, dass durch den Bruch an dem Längsträger 15 eine raue Bruchkante entstanden ist, durch die das plastische Verformen des Längsträgers 15 gezielt initiiert wird. Zudem ist das Strukturbauteil 1 derart weitgehend plastisch deformiert worden, dass sich der Stoßfängerquerträger 19 nun weitestgehend über das Verbindungselement 16 direkt an dem Längsträger 15 abstützt, wodurch der Längsträger 15 weitere Energie aufnehmen kann. 8th shows a schematic and perspective representation of the in 5 shown crash structure 14 in longitudinal section in a third crash condition. The third crash state is from the in 5 shown second crash state of the crash structure 14 characterized in that the fracture at the longitudinal beam 15 has created a rough breaking edge, through which the plastic deformation of the longitudinal beam 15 is initiated in a targeted manner. In addition, the structural component 1 has been largely plastically deformed in such a way that the bumper cross member 19 is now largely supported directly on the longitudinal member 15 via the connecting element 16, as a result of which the longitudinal member 15 can absorb additional energy.

9 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Crashstruktur 14 für ein Kraftfahrzeug. Die Crashstruktur 1 umfasst einen Stoßfängerquerträger 19, zwei zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildete, nicht gezeigte Längsträger, und zwei den Stoßfängerquerträger 19 jeweils mit einem der Längsträger verbindende Strukturbauteile 1, von denen ebenfalls nur eines gezeigt ist. Das gezeigte Strukturbauteil 1 und der Längsträger können entsprechend den 3 und 4 bzw. 5 bis 8 ausgebildet sein. 9 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of a crash structure 14 according to the invention for a motor vehicle. The crash structure 1 comprises a bumper cross member 19, two longitudinal members (not shown) designed at least partially as hollow bodies, and two structural components 1 connecting the bumper cross member 19 to one of the longitudinal members, only one of which is shown. The structural component 1 shown and the longitudinal member can according to the 3 and 4 or. 5 until 8th be trained.

Der Stoßfängerquerträger 19 ist zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff oder einem nicht-faserverstärkten Kunststoff hergestellt. Er ist stoffschlüssig oder mechanisch mit dem Strukturbauteil 1 verbunden.The bumper cross member 19 is at least partially made of a fiber composite material or a non-fiber-reinforced plastic. It is materially or mechanically connected to the structural component 1 .

BezugszeichenlisteReference List

11
Strukturbauteilstructural component
22
Deformationsabschnittdeformation section
33
Innenmantelflächeinner lateral surface
44
Außenmantelflächeouter surface
55
Befestigungsabschnittattachment section
66
Bohrungdrilling
77
SeitePage
88th
SeitePage
99
SeitePage
1010
SeitePage
1111
Rundungrounding
1212
Auslöseelementrelease element
1313
Sollbruchstellepredetermined breaking point
1414
Crashstrukturcrash structure
1515
Längsträgerside members
1616
Verbindungselementfastener
1717
Durchbruchbreakthrough
1818
Verstärkungselementreinforcement element
1919
Stoßfängerquerträgerbumper cross member

Claims (12)

Strukturbauteil (1) für eine Crashstruktur (14) eines Kraftfahrzeugs, wobei: - ein Stoßfängerquerträger (19) des Kraftfahrzeugs über das Strukturbauteil (1) mit einer Karosserie des Kraftfahrzeugs verbindbar ist, - das Strukturbauteil (1) aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist und wenigstens einen als zumindest einseitig offener Hohlkörper ausgebildeten Deformationsabschnitt (2) aufweist, - eine Innenmantelfläche (3) und eine Außenmantelfläche (4) des Deformationsabschnitts (2) jeweils zumindest teilweise mit einer Entformungsschräge ausgebildet sind, und - eine Entformungsschräge der Innenmantelfläche (3) derart gegenläufig zu einer Entformungsschräge der Außenmantelfläche (4) angeordnet ist, dass sich die Außenmantelfläche (4) in einer Richtung verjüngt, in welcher sich die Innenmantelfläche (3) aufweitet.Structural component (1) for a crash structure (14) of a motor vehicle, wherein: - a bumper cross member (19) of the motor vehicle can be connected to a body of the motor vehicle via the structural component (1), - the structural component (1) is made of a fiber composite material and has at least one deformation section (2) designed as a hollow body that is open at least on one side, - An inner lateral surface (3) and an outer lateral surface (4) of the deformation section (2) are each at least partially formed with a draft angle, and - A draft angle of the inner lateral surface (3) is arranged opposite to a draft angle of the outer lateral surface (4) in such a way that the outer lateral surface (4) tapers in a direction in which the inner lateral surface (3) widens. Strukturbauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entformungsschrägen einen Anstellwinkel > 0° aufweisen.Structural component (1) after claim 1 , characterized in that the draft angles have an angle of > 0 °. Strukturbauteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff ein langfaserverstärkter Faserverbundwerkstoff ist.Structural component (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the fiber composite material is a long-fiber-reinforced fiber composite material. Strukturbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Deformationsabschnitt (2) im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist, und wobei jeweils zwei senkrecht zueinander angeordnete Seiten (7, 8, 9, 10) des Deformationsabschnitts (2) entlang ihre gesamten Höhe über eine nach außen gewölbte Rundung (11) miteinander verbunden sind.Structural component (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the deformation section (2) is essentially rectangular in cross-section, and wherein two mutually perpendicular sides (7, 8, 9, 10) of the deformation section (2) extend along their entire height via an outwardly curved curve (11) are interconnected. Crashstruktur (14) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens einen Stoßfängerquerträger (19), wenigstens einen zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildeten Längsträger (15) und wenigstens ein den Stoßfängerquerträger (19) mit dem Längsträger (15) verbindendes Strukturbauteil (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturbauteil (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist.Crash structure (14) for a motor vehicle, having at least one bumper cross member (19), at least one longitudinal member (15) designed at least partially as a hollow body and at least one structural component (1) connecting the bumper cross member (19) to the longitudinal member (15), characterized in that that the structural component (1) pursuant to any of Claims 1 until 4 is trained. Crashstruktur (14) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (15) aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist.Crash structure (14) according to claim 5 , characterized in that the longitudinal member (15) is made of a fiber composite material. Crashstruktur (14) nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch wenigstens ein Verbindungselement (16), über das der Längsträger (15) mit dem Strukturbauteil (1) verbunden ist, wobei der Längsträger (15) stoffschlüssig mit dem Verbindungselement (16) verbunden ist.Crash structure (14) according to claim 5 or 6 , characterized by at least one connecting element (16) via which the longitudinal beam (15) is connected to the structural component (1), the longitudinal beam (15) being materially connected to the connecting element (16). Crashstruktur (14) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Abschnitt des Längsträgers (15) zumindest ein materialschwächender Durchbruch (17) angeordnet ist, in den wenigstens ein Verstärkungselement (18) formschlüssig eingreift, wobei an dem Strukturbauteil (1) wenigstens ein Auslöseelement (12) angeordnet ist, wobei das Verstärkungselement (18) und das Auslöseelement (12) derart zueinander angeordnet sind, dass bei einer crashbedingten Deformation des Strukturbauteils (1) um ein vorgegebenes Ausmaß das Verstärkungselement (18) durch einen körperlichen Kontakt mit dem Auslöseelement (12) zumindest teilweise verformbar und/oder zerstörbar und hierdurch aus dem Durchbruch (17) entfernbar ist.Crash structure (14) according to one of Claims 5 until 7 , characterized in that at least one material-weakening opening (17) is arranged on at least one section of the longitudinal member (15), in which at least one reinforcing element (18) engages in a form-fitting manner, at least one release element (12) being arranged on the structural component (1). , wherein the reinforcement element (18) and the triggering element (12) are arranged relative to one another in such a way that in the event of a crash-related deformation of the structural component (1) by a predetermined amount, the reinforcement element (18) can be deformed at least partially by physical contact with the triggering element (12). and/or destructible and thereby removable from the opening (17). Crashstruktur (14) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (12) über wenigstens eine Sollbruchstelle (13) mit dem Strukturbauteil (1) verbunden ist.Crash structure (14) according to claim 8 , characterized in that the triggering element (12) is connected to the structural component (1) via at least one predetermined breaking point (13). Crashstruktur (14) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungselement (18) im Wesentlichen innerhalb des Längsträgers (15) und das Auslöseelement (12) zumindest teilweise radial innen zu einer Wandung des Deformationsabschnitts (2) angeordnet sind.Crash structure (14) according to claim 8 or 9 , characterized in that the reinforcing element (18) are arranged substantially inside the longitudinal member (15) and the triggering element (12) at least partially radially inward to a wall of the deformation section (2). Crashstruktur (14) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfängerquerträger (19) zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff oder einem nicht-faserverstärkten Kunststoff hergestellt ist.Crash structure (14) according to one of Claims 5 until 10 , characterized in that the bumper cross member (19) is at least partially made of a fiber composite material or a non-fiber-reinforced plastic. Crashstruktur (14) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßfängerquerträger (19) stoffschlüssig oder mechanisch mit der Strukturbauteil (1) verbunden ist.Crash structure (14) according to claim 11 , characterized in that the bumper cross member (19) is integrally or mechanically connected to the structural component (1).
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