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Die Erfindung betrifft einen Seitenaufprallträger für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen im Wesentlichen aus einem im Querschnitt hutförmigen Profil gefertigten Träger, der zumindest abschnittsweise in und/oder an einer Fahrzeugtürstruktur in Richtung Fahrzeuginnenraum geöffnet angeordnet ist, mit einem mittleren Steg, an dessen oberen und unteren Kante jeweils ein Schenkel dazu winklig angeordnet ist und wobei an den Schenkeln jeweils wenigstens ein Flansch winklig abgestellt angeordnet ist und wobei eine sich zumindest abschnittsweise über den Längsverlauf des mittleren Stegs erstreckende Sicke mit einem Boden und zwei gegenüberliegenden Flanken ausgebildet ist.
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Der Umweltgedanke in Gestalt von zu reduzierenden Emissionswerten veranlasst die Automobilhersteller dazu, ihre Fahrzeuge immer leichter zu gestalten. Gleichzeitig besteht aber die Pflicht, den stetig steigenden gesetzlichen Sicherheitsanforderungen Rechnung zu tragen. Vor allem bei sicherheitsrelevanten Bauteilen bzw. Baugruppen stellt dies eine große Herausforderung dar.
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Seitenaufprallträger, die auch als Türaufprallträger bezeichnet werden, sind grundsätzlich in und/oder an einer Türstruktur eines Kraftfahrzeugs angeordnet, um die Fahrzeuginsassen im Falle einer lateralen Kollision vor Verletzungen zu schützen. Dies erfolgt, indem etwaige Intrusionen in den Fahrgastraum so gering wie möglich gehalten werden, damit die Fahrgastzelle so gut wie möglich erhalten bleibt. Voraussetzung dafür ist, dass derartige Träger ein hohes Maß an Energieaufnahmevermögen besitzen, weshalb dafür bevorzugt Werkstoffe mit einer hohen Streckgrenze verwendet werden. Dies vor allem vor dem Hintergrund, dass dadurch einem plötzlichen Versagen des Seitenaufprallträgers, welches mit einem Einknicken und damit verbunden mit einem starken Abfallen der einem Aufprall entgegenwirkenden Kraft einhergeht, entgegengetreten werden kann. Grundsätzlich werden Seitenaufprallträger bisher aus Rohren, extrudierten Profilen aus Leichtmetall, wie beispielsweise Aluminium oder aus Blech- bzw. Blechschalenlösungen mit überwiegend kontinuierlichem Querschnittsverlauf hergestellt. Im Falle einer lateralen Kollision werden die auf den Seitenaufprallträger einwirkenden Kräfte von diesem zunächst aufgenommen und weitestgehend über dessen Anbindungspunkte in die Fahrzeugkarosserie eingeleitet, damit die Fahrgastzelle so gut wie möglich erhalten bleibt.
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Die spezifischen Anforderungen an einen Seitenaufprallträger sind von Fahrzeug zu Fahrzeug verschieden und resultieren aus den möglichen Belastungen während einer lateralen Kollision in dem jeweiligen Bauraum. Damit diesen Anforderungen entsprochen werden kann, gibt es verschiedene gesetzlich einzuhaltende Tests, bei denen eine etwaige seitliche Kollision während eines Unfalls so realistisch wie möglich simuliert wird. Derartige Zulassungsanforderungen finden sich beispielsweise in der amerikanischen Zulassungsbestimmung „FMVSS (Federal Motor Vehicle Safety Standard) 214 - Side Impact Protection“. Dabei wird u.a. mithilfe eines Pfahls die Türstruktur quasistatischen und dynamischen Tests unterzogen. Während beim quasistatischen Test ein Pfahl in die Fahrzeugtüre gedrückt wird, wird beim dynamischen Test das gesamte Fahrzeug auf einem Schlitten gegen einen Pfahl gezogen. Da sich der Seitenaufprallträger in der Regel von einem vorderen Türende zu einem hinteren Türende erstreckt, findet die höchste Belastung des Trägers mittig statt, da ein Widerstand des Seitenaufprallträgers an dieser Stelle durch die wirkenden Hebelverhältnisse am geringsten ausfällt (worst-case-Belastung). Damit die geforderten Zulassungsbedingungen erfüllt sind, muss der Seitenaufprallträger bis zu einer definierten Intrusionstiefe ein bestimmtes Kraftniveau halten. Mit anderen Worten muss der Seitenaufprallträger bei einem vorgegebenen Eindringweg ein definiertes Kraftniveau überschreiten, um ein vorzeitiges Einknicken des Seitenaufprallträgers zu verhindern.
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Damit unterscheidet sich eine crashgerechte Auslegung eines Seitenaufprallträgers auch erheblich von der Auslegung eines Stoßfängerquerträgers, da die sich die Lasteinbringung grundlegend unterscheidet, wenngleich beide Träger biegebelastete und crashbeanspruchte Bauteile darstellen. Während bei einem Stoßfängerquerträger eine eher flächige Belastung mit einhergehender Energieabsorption über die dahinter angebrachten seitlichen Crashboxen erfolgt, ist bei einem Seitenaufprallträger die mittig wirkende Kraft für die jeweilige crashgerechte Auslegung ausschlaggebend. Damit werden mit beiden Trägern unterschiedliche Performanceziele verfolgt. Während bei einem Stoßfängerquerträger ein definierter Eindringweg bei vorgegebener Energie nicht überschritten werden darf, ist bei einem Seitenaufprallträger darauf zu achten, dass bei einem bestimmten Eindringweg ein definiertes Kraftniveau überschritten wird. Folglich muss ein Seitenaufprallträger im Gegensatz zu einem Stoßfängerquerträger in der Lage sein, auch nach Beginn des Einknickens des Trägers eine hohe Energieabsorption bzw. Kraftweiterleitung zu gewährleisten.
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Im Falle einer lateralen Kollision, insbesondere bei einer worst-case_Belastung, finden die plastischen Deformationen bei einem Seitenaufprallträger überwiegend im mittleren Strukturbereich des Trägers statt, weshalb im Stand der Technik zahlreiche Ansätze verfolgt werden, damit dieser Profilabschnitt, den Anforderungen der standardisierten Tests entsprechend, stabilisiert ausgebildet ist.
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Die
EP 2 394 834 A2 offenbart einen Türaufprallträger aus Metallblech mit einem im Querschnitt überwiegenden hutförmigen Profil. Dabei ist im mittleren Strukturbereich des Trägers eine Verprägung in Gestalt einer eingebrachten Längssicke ausgebildet, wodurch das Profil in diesem Abschnitt eine w-förmige Querschnittskontur erhält. Zudem sind zur weiteren Optimierung an den an den Mittelsteg angrenzenden Schenkeln winklig dazu abgestellte Flansche ausgebildet.
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In der
DE 199 54 647 C2 ist zudem ein Türaufprallträger veröffentlicht, dessen Querschnitt im Wesentlichen w-förmig ausgebildet ist, indem in ein hutförmiges Profil eine sich nahezu über den gesamten Träger erstreckende mittlere Sicke eingebracht ist. Der mittlere Strukturbereich des Trägers ist dabei zusätzlich durch mehrere die beiden äußeren Schenkel verbindende Zugelemente ausgesteift. Dadurch wird die Fertigung des Trägers aufwendiger, teurer und führt zusätzlich zu einer deutlichen Gewichtszunahme.
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Ebenso ist aus der
DE 693 09 699 T3 oder der
DE 196 54 376 B4 ein Türaufprallträger bekannt, der im Wesentlichen aus einem im Querschnitt betrachtet hutförmigen Profil besteht, bei dem im mittleren Bereich ein Kanal in Gestalt einer längsverlaufenden Sicke ausgebildet ist.
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Nachteilig an den bekannten Lösungen ist grundsätzlich, dass bei vielen offengelegten Türaufprallträgern aus dem Stand der Technik in dessen mittleren Bereichen, vor allem im Knickbereich, im Kollisionsfall durch die damit einhergehenden hohen plastischen Dehnungen und den hohen Spannungszuständen eine Rissbildung zu einem relativ frühen Zeitpunkt eintritt. Insbesondere höher feste Legierungen oder Werkstoffe sind dabei besonders anfällig hinsichtlich Versagen bzw. Rissbildung. Dieser breitet sich dann oftmals über weite Bereiche des Bauteils aus und führt letztlich zum Totalversagen des Trägers indem dieser reißt. Daher hat man in der Vergangenheit versucht, eine stetige Optimierung des Trägers durch eine verbesserte Steifigkeit zu erreichen, was aber im Widerspruch zu den auftretenden hohen Dehnungen und mehrachsigen Spannungszuständen und dem damit verbundenen hohen plötzlichem Rissbildungsrisiko steht.
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Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verformungsverhalten des Türaufprallträgers bei einer lateralen Kollision zu verbessern, sowie die plastischen Dehnungen und die Rissbildungswahrscheinlichkeit zumindest zu verringern.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen eingangs genannten gattungsgemäßen Seitenaufprallträger, bei welchem die Sicke im mittleren Bereich in einem Teilbereich in z-Richtung beidseitig verjüngt ausgebildet ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Wenn im Rahmen dieser Ausführungen von „vorne“, „hinten“, „oben“, „unten“, „außen“, „innen“, „seitlich“ die Rede ist, handelt es sich hierbei um Beschreibungen der Richtungen des in den Figuren hinterlegten Koordinatensystems, wobei „vorne“ und „hinten“ Richtungen in der x-Achse, „oben“ und „unten“ Richtungen in der z-Achse und „außen“, „innen“ Richtungen in der y-Achse sind.
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Der Seitenaufprallträger besteht danach aus einem Profil dessen Querschnittsform sich als w-förmig bezeichnen lässt. Erfindungswesentlich dabei ist, dass die sich in Längsrichtung (x-Richtung) des Seitenaufprallträgers erstreckende Sicke im mittleren Steg in ihrem Querschnitt ungleichmäßig ausgebildet ist, indem sich diese in einem mittleren Bereich des Seitenaufprallträgers, in welchem bei einer Kollision die Belastung des Bauteils am größten ist, beidseitig verjüngt. Die Verjüngung erfolgt dabei jeweils fließend und/oder sprungartig und führt dazu, dass der Abstand der beiden Flanken der mittleren Sicke zueinander in diesem verjüngten Teilbereich deutlich geringer ausgebildet ist als im übrigen Verlauf der Sicke ohne Verjüngung. Dadurch wird eine Sollknickstelle geschaffen, wodurch im Falle einer lateralen Krafteinbringung auf den Träger dieser frühzeitig beginnt an dieser Stelle einzuknicken. Dies widerspricht dem bisherigen Verständnis der Wirkweise eines Seitenaufprallträgers, wonach es galt, einen Knick im Bauteil möglichst lange zu verhindern, um dadurch eine etwaige Rissbildung bis hin zum Totalversagen des Bauteils zu vermeiden. Überraschenderweise hat sich dabei aber gezeigt, dass eine Sollknickstelle äußerst hilfreich ist, wenn das Knickverhalten des Seitenaufprallträgers im Kollisionsfall definiert gesteuert werden kann, d.h. wenn dieser gezielt mit definiertem Ursprung initiiert werden kann. Im Verlauf des Einknickens beulen sich die gegenüberliegenden Flanken der Sicke in diesem Bereich in z-Richtung derart aus, dass sich diese aufeinander zu bewegen. Dies führt dazu, dass sich nach einem gewissen Eindringweg die beiden gegenüberliegenden Flanken der Sicke im verjüngten Teilbereich selbst abstützen. Ein weiteres Ausbreiten des Knicks und die damit verbundenen lokale Belastung des eingesetzten Materials wird dadurch verhindert oder zumindest stark verzögert. Vielmehr wird die fortschreitende Deformation des Seitenaufprallträgers auf andere Bereiche verlagert.
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Insgesamt konnte mit diesem Konzept festgestellt werden, dass die plastischen Dehnungen und damit auch die Risswahrscheinlichkeit gegenüber herkömmlichen Seitenaufprallträgern im Crashfall deutlich reduziert werden konnten.
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Bevorzugt ist der verjüngte Teilbereich dabei in x-Richtung mittig angeordnet, da an dieser Stelle im Rahmen der Zulassungsbestimmungen am meisten Kraft in den Seitenaufprallträger eingebracht wird. Vorstellbar ist aber auch, dass mehrere definierte und zueinander beabstandete verjüngte Bereiche über den Längsverlauf der mittleren Sicke ausgebildet sind.
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Zudem ist der verjüngte Teilbereich konstruktiv derart gestaltet, dass dort wenigstens eine definierte Sollknickstelle ausgebildet ist, die bei entsprechender Kraftbeaufschlagung eine gewünschte Verformung des Seitenaufprallträgers initiiert. Mit anderen Worten heißt dies konkret, dass im Bereich der Sollknickstelle das Widerstandsmoment geringer ist als in den an den verjüngten Teilbereich angrenzenden Bereichen.
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Weiter kann durch die Größe des Übergangsbereiches der Steifigkeitssprung gezielt eingestellt werden.
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So erfolgt die Verjüngung des verjüngten Teilbereichs sprungartig oder fließend und erstreckt sich sodann parallel zu den angrenzenden Flanken der mittleren Sicke ohne eingebrachter Verjüngung. Bevorzugt erstreckt sich die Verjüngung in x-Richtung über wenigstens 20 mm. Diese sprungartige oder fließende Verjüngung ist dabei ein geeignetes Mittel, um eine entsprechende Sollknickstelle auszubilden. Bei einer kürzeren Ausbildung als 20 mm hat sich zudem gezeigt, dass eine ausreichend erforderliche Abstützung nicht mehr gewährleistet werden kann, sondern die plastischen Dehnungen stark ansteigen und in einer schnellen Rissbildung resultieren.
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Des Weiteren ist das hutförmige Profil des Seitenaufprallträgers konstruktiv äußerst variabel. So kann ohne zusätzliche Anbauteile in x-Richtung an dessen linken und rechten Ende jeweils wenigstens einen Anbindungsbereich ausgebildet sein. Dabei können diese Enden im Querschnitt betrachtet als flacher und/oder profilierter Abschnitt, insbesondere w-förmig, ausgebildet sein.
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Zudem kann das Verformungsverhalten des erfindungsgemäßen Seitenaufprallträgers während eines Krafteintrags einfach durch weitere konstruktive Maßnahmen mit einfachen Mitteln angepasst werden. Je nach zur Verfügung stehendem Bauraum kann die mittlere Sicke über ihren Längsverlauf betrachtet in ihrer Tiefe variieren. Bevorzugt ist diese aber wenigstens im mittleren Bereich mit einer konstanten Tiefe ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, dass in Teilbereichen die eingebrachte Sicke nicht ausgebildet ist, sondern dort, in x-y-Richtung, jeweils fließend in den mittleren Steg übergeht.
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Ebenso lässt sich der funktionale Seitenaufprallträger aus einer beliebigen Anzahl von verschieden Werkstoffen oder Werkstoffkombinationen herstellen. So kann der Träger beispielsweise aus einem presshärtbaren Stahl, einem kaltformbaren Stahl, einem Leichtmetall, einer Leichtmetalllegierung oder einem Organoblech aus Kohle- und/oder Glasfaser oder beliebigen Materialkombinationen davon gefertigt sein.
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Weiterhin ist von Vorteil, dass der Seitenaufprallträger bevorzugt einteilig aus einem Blech durch standardisierte und prozesssichere Tiefziehverfahren kalt oder warm produziert werden kann, weshalb die zugehörigen Prozesskosten äußerst gering ausfallen. Der Fertigungsprozess des Seitenaufprallträgers lässt sich daher äußerst ökonomisch realisieren.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
- 1a: eine isometrische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Seitenaufprallträgers der vorliegenden Erfindung,
- 1b: eine vergrößerte Detailansicht des verjüngten Teilbereichs des Abschnitts C der bevorzugten Ausführungsform des Seitenaufprallträgers in 1a,
- 2: einen Querschnitt entlang der Linie A-A in 1a,
- 3: einen Querschnitt entlang der Linie B-B in 1a,
- 4a-c: eine schematische Ansicht eines Seitenaufprallträgers von Fig. 1a bei einem lateralen Krafteintragsvorgang,
- 5: ein Kraft-Weg Diagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in 1 und 4.
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Mit Verweis auf 1 a bis 3 zeigen diese eine bevorzugte Ausführungsform eines Seitenaufprallträgers 1 für ein Fahrzeug der vorliegenden Erfindung. Dieser wird zum Absorbieren einer etwaigen Krafteinwirkung in und/oder an einer Türstruktur eines Kraftfahrzeugs befestigt.
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Der Seitenaufprallträger 1 ist dabei bevorzugt aus einem Blech aus hochfestem Stahlgefertigt. Ebenso denkbar sind aber auch andere Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen wie beispielsweise allgemein presshärtbarer Stahl, kaltformbarer Stahl, deren Legierungen, Leichtmetalle bzw. Leichtmetalllegierungen, wie beispielsweise Aluminium, Organoblech aus Kohle- und/oder Glasfaser oder beliebigen Materialkombinationen.
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Im Wesentlichen umfasst der erfindungsgemäße Seitenaufprallträger 1 einen aus einem im Querschnitt hutförmigen Profil 2 gefertigten Träger, dessen Profil 2 insbesondere in 2 entlang der Schnittlinie A-A und 3 entlang der Schnittlinie B-B dargestellt ist. Im montierten Zustand ist dieser zumindest abschnittsweise in und/oder an einer Fahrzeugtürstruktur in Richtung Fahrzeuginnenraum geöffnet angeordnet. Außerdem verfügt der Seitenaufprallträger 1 über einen mittleren Steg 3 an dessen oberen und unteren Kante 4, 5 jeweils ein Schenkel 6, 7 dazu winklig angeordnet ist. An den Schenkeln 6, 7 ist zudem jeweils wenigstens ein Flansch 8, 9 winklig abgestellt angeordnet, wodurch eine Aussteifung des Seitenaufprallträgers 1 erfolgt. Ferner ist eine sich bereichsweise über den Längsverlauf des mittleren Stegs 3 erstreckende Sicke 10 mit einem Boden 19 und zwei gegenüberliegenden Flanken 12, 13 ausgebildet, die grundsätzlich für eine weitere Aussteifung des Bauteils sorgt. Dabei ist es wichtig, dass die Sicke 10 des Seitenaufprallträgers 1 wenigstens in der Mitte über wenigstens 1/3 der Länge des Seitenaufprallträgers 1 ausgebildet ist. Je nach vorhandenem Bauraum kann diese sich aber zudem über den gesamten Seitenaufprallträger 1 erstrecken oder lediglich in einzelnen Teilbereichen unterbrochen ausgeführt sein. Die Tiefe der Sicke 10 kann dabei beliebig gewählt sein und über ihren Längsverlauf betrachtet konstant oder variierend ausgeführt sein. Im mittleren Abschnitt C des Seitenaufprallträgers ist eine konstante Tiefe der Sicke 10 bevorzugt.
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Insbesondere mit Verweis auf 1b ist erfindungswesentlich, dass die Sicke 10 beim erfindungsgemäßen Seitenaufprallträger 1 im verjüngten Teilbereich 11 im Abschnitt C, insbesondere mittig, in z-Richtung beidseitig verjüngt ausgebildet ist. Unter beidseitig ist dabei zu verstehen, dass die Verjüngung realisiert ist, indem diese sowohl an der unteren, als auch an der oberen Flanke 12, 13 der mittleren Sicke 10 gegenüberliegend ausgebildet ist. Dadurch wird die Aussteifung in diesem Bereich reduziert und im Kollisionsfall eine Sollknickstelle 14, 14.1 ausgebildet. Die Verjüngung des verjüngten Teilbereichs 11 ist deutlich erkennbar, sofern man 2 und 3 miteinander vergleicht, bei denen der Abstand der Flanken 12 und 13 in 2 wesentlich kleiner ausgebildet ist als in 3. Aus fertigungstechnischer Sicht ist die Verjüngung in x-Richtung bevorzugt fließend ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Verjüngung von links und rechts zunächst in x-z-Ebene Richtung Mitte kontinuierlich ansteigt und sich sodann parallel zu den Flanken 12, 13 der mittleren Sicke 11 bei denen keine Verjüngung vorgenommen wurde, bevorzugt geradlinig und über wenigstens 20 mm in x-Richtung erstreckt.
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Die Verjüngung kann in einem anderen Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) durchaus auch sprungartig erfolgen und ist grundsätzlich von der gewählten Umformbarkeit des gewählten Werkstoffs abhängig. Ebenso ist eine Ausführungsform vorstellbar, bei der mehrere beidseitige Verjüngungen in x-Richtung zueinander beabstandet angeordnet sind.
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Bevorzugt sind zudem beim Seitenaufprallträger 1 alle einer Umformung unterzogenen Kanten mit einem abgerundeten Außenradius versehen, damit das Risiko einer Rissbildung an diesen Stellen während des Herstellungsprozesses ausgeschlossen werden kann.
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Das hutförmige Profil 2 umfasst ein erstes und ein zweites Ende 15, 16, welches im Querschnitt betrachtet einerseits als flacher und anderseits als w-förmig profilierter Abschnitt ausgebildet ist. Bevorzugt ist am ersten und zweiten Ende 15, 16 jeweils wenigstens einen Anbindungsbereich 17, 18 vorgesehen, über die der Seitenaufprallträger 1 an der Türstruktur befestigt ist. Dies ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel über zwei eingebrachte Löcher realisiert über die mittels Verschraubung eine Anbindung an die Türstruktur erfolgt. Vorstellbar ist aber auch, dass der Seitenaufprallträger mit dem ersten und zweiten Ende 15 und 16 mit herkömmlichen Verbindungstechnologien, wie beispielsweise thermisches Fügen, Kleben, Clinchen, Nieten, usw., an und/oder in der Türstruktur befestigt ist.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) ist es auch vorstellbar, dass das erste und zweite Ende 15 und 16 im Querschnitt betrachtet flach oder beliebig profiliert ausgebildet ist. Sofern beide Enden 15 und 16 im Querschnitt betrachtet flach ausgebildet sind, ist das weitestgehend hutförmige Profil durch einen umlaufenden Flansch in seinen Anbindungsbereichen weiter ausgesteift.
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Bezugnehmend auf 4 a - c ist darin eine schematische Ansicht eines Seitenaufprallträgers von 1 bei einem lateralen Krafteintragsvorgang gezeigt. Deutlich erkennbar ist, wie sich der Seitenaufprallträger 1 im Bereich der durch einen Pfahl (nicht gezeigt) eingebrachten Kraft verformt. Durch die Sollknickstelle 14, 14.1 initialisiert, bewegen sich die Flanken 12, 13 der mittleren Sicke 10 im verjüngten Teilbereich 11 aufeinander zu und stützen sich gegenseitig ab. Dies bedeutet, dass das Einknicken des Seitenaufprallträgers 1 definiert abläuft und dabei seinen Ursprung im verjüngten Teilbereich 11 an beiden Flanken 12 und 13 der mittleren Sicke 10 hat. Durch den Umstand des gegenseitigen Abstützens wird einem weiteren Fortschreiten des Knickes im Bereich der Sollknickstelle 14, 14.1 trotz zunehmender Intrusion entgegengewirkt und eine damit einhergehende lokale Belastung an dieser Stelle minimiert. Stattdessen verlagern sich die Deformationen auf geschickte Art und Weise auf umliegende Bereiche des Seitenaufprallträgers 1. Folglich wird die durch die Intrusion eingebrachte Energie gezielt im Bauteil verteilt und an mehreren Stellen mittels Verformungsarbeit teilweise abgebaut. Dadurch ist es möglich, dass trotz gezielten Einknickens des Seitenaufprallträgers 1 die plastischen Dehnungen und vorhandenen Spannungen im Bereich der Intrusion des Pfahls (nicht gezeigt) bzw. bei einer Kollision mit einem anderen Fahrzeug oder Gegenstand verringert werden können, wodurch es möglich ist, die Risswahrscheinlichkeit bei gefordertem Kraftniveau bei bestimmtem Eindringweg auszuschließen oder zumindest zu verringern.
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Dazu kann der erfindungsgemäße Seitenaufprallträger 1 durch standardisierte Tiefziehverfahren einfach und kostengünstig hergestellt werden. Bezugnehmend auf 5 ist dort ein Kraft-Weg Diagramm mit den charakteristischen Kurven eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit eingebrachter beidseitiger Verjüngung im verjüngenden Bereich 11 sowie eines Referenzsystems ohne entsprechende Verjüngung gezeigt. Die Kurven zeigen die Funktionsweise, welche anhand eines üblichen 3-Punkt-Biegeversuchs erstellt wurden.
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Dem Diagramm kann entnommen werden, dass der Verlauf der Kraft-Weg-Kurven von einem herkömmlichen Seitenaufprallträger ohne mittig eingebrachter Verjüngung und einem Modell nach der erfindungsgemäßen Lehre sich nicht wesentlich unterscheiden. Der Kraftpeak beim herkömmlichen Seitenaufprallträger fällt dabei zunächst geringfügig größer aus als beim erfindungsgemäßen Seitenaufprallträger 1. Dies lässt sich damit erklären, dass die Sollknickstelle 14, 14.1 in der erfindungsgemäßen Lehre dazu führt, dass dort ein frühzeitiges Einknicken des Seitenaufprallträgers erfolgt. Über den gesamten Weg betrachtet zeigt sich jedoch, dass trotz dieses etwas geringeren Kraftpeaks insgesamt das Kraftniveau etwas länger hoch gehalten werden kann, als dies beim herkömmlichen Seitenaufprallträger der Fall ist, welches auf die gegenseitige Abstützung der einknickenden Flanken zurück zu führen ist. Im Ergebnis ergibt sich daraus bei vorgegebenem Eindringweg gegenüber dem Stand der Technik ein etwa gleich großes Integral bei der erfindungsgemäßen Lösung. Allerdings lassen sich die lokalen plastischen Dehnungen im Knickbereich der Intrusion bei der Erfindung gegenüber herkömmlichen Seitenaufprallträgern ohne eingebrachte Verjüngung um bis zu 50% verringern. Demnach ist der erfindungsgemäße Seitenaufprallträger 1 trotz Sollknickstelle 14, 14.1 in der Lage, im Gegensatz zu bisherigen Lösungen, bei etwa gleicher Energieabsorption die plastischen Dehnungen und damit das Rissbildungsrisiko im Bereich des Krafteintrags beim Aufprall während eines Unfalls erheblich zu reduzieren. Erklärt werden kann dies einerseits durch die gegenseitige Abstützung der Flanken 12 und 13 im verjüngten Bereich 11 und anderseits durch die geschickte Kraftverteilung im Seitenaufprallträger bis hin zur Krafteinleitung in die entsprechend eingebundene Tür- bzw. Fahrzeugstruktur die durch entsprechende Verformungsarbeit abgebaut wird.
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Die vorstehende Beschreibung stellt nur bevorzugte Ausführungsbeispiele dar. Die geltenden Ansprüche sind nicht allein auf diese Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sollen alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die in diesem technischen Gebiet durch einen Fachmann abgeleitet oder vorgenommen werden, zum Schutzbereich der vorliegenden Erfindung im Umfange der geltenden Ansprüche gehören.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Seitenaufprallträger
- 2
- Hutförmiges Profil
- 3
- Mittlerer Steg
- 4
- Obere Kante
- 5
- Untere Kante
- 6
- Schenkel
- 7
- Schenkel
- 8
- Flansch
- 9
- Flansch
- 10
- Sicke
- 11
- Verjüngter Teilbereich
- 12
- Flanke
- 13
- Flanke
- 14,14.1
- Sollknickstelle
- 15
- Erstes Ende
- 16
- Zweites Ende
- 17
- Anbindungsbereich
- 18
- Anbindungsbereich
- 19
- Boden
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2394834 A2 [0007]
- DE 19954647 C2 [0008]
- DE 69309699 T3 [0009]
- DE 19654376 B4 [0009]
