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Die Erfindung betrifft ein Energieabsorptionselement für einen Kraftwagen, welches einen ersten Endbereich aufweist, welcher in einen Endbereich eines Längsträgers des Kraftwagens einführbar ist. Mittels wenigstens eines Schraubelements ist das Energieabsorptionselement an dem Längsträger festlegbar. Zum Versteifen des Energieabsorptionselements in Schraubrichtung des wenigstens einen Schraubelements ist wenigstens ein Versteifungselement vorgesehen.
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Die
DE 10 2014 004 950 A1 beschreibt ein solches Energieabsorptionselement, welches jedoch in Schalenbauweise ausgebildet ist. Hierbei ist in einen Befestigungsbereich, in welchem das Energieabsorptionselement mit einem Längsträger verbunden wird, ein beispielsweise als geschlossenes Profilteil ausgebildetes Bauelement eingeführt. Das Bauelement versteift den Befestigungsbereich.
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Des Weiteren können Energieabsorptionselemente beziehungsweise Crashboxen als Strangpressprofile beziehungsweise Strangpressprofilteile ausgeführt sein. Auch derartige Crashboxen werden in die vorderen unteren Längsträger gesteckt und mit dem jeweiligen Längsträger verschraubt. An einem vorderen Bereich der Crashbox befindet sich ein geschraubter oder geschweißter Biegeträger, welcher als Aluminium-Strangpressprofil ausgebildet sein kann. Wenn ein aus einer Aluminiumlegierung gebildetes Strangpressprofilteil blank im Nassbereich in ein größeres Profil eingesteckt wird, beispielsweise in einen aus Blechschalen gebildeten Längsträger, so gibt es große Kontaktflächen zwischen dem Energieabsorptionselement beziehungsweise der Crashbox und beispielsweise dem Längsträger. Bei Anwesenheit von Wasser zieht dieses Wasser in den Spalt und führt zu Spaltkorrosion.
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Aluminium ist für eine solche Spaltkorrosion besonders empfindlich, weil es im Spalt zu einer Säureproduktion kommt. Aluminium kann jedoch im Sauren keine Passivierungsschicht ausbilden. Zur Spaltkorrosion kann es auch im vorderen Endbereich der Crashbox kommen, in welchem die Crashbox mit dem Biegeträger beispielsweise über Schrauben verbunden ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein im Hinblick auf die Korrosion verbessertes Energieabsorptionselement mit guter Crashperformance bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Energieabsorptionselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement für einen Kraftwagen, welches auch als Crashbox bezeichnet wird, weist einen ersten Endbereich auf. Der erste Endbereich kann in einen Endbereich eines Längsträgers des Kraftwagens eingeführt werden. Mittels wenigstens eines Schraubelements ist das Energieabsorptionselement an dem Längsträger festlegbar. Zum Versteifen des Energieabsorptionselements in Schraubrichtung des wenigstens einen Schraubelements ist wenigstens ein Versteifungselement vorgesehen. Das Energieabsorptionselement ist als Strangpressprofilteil, insbesondere als Aluminium-Strangpressprofil, mit einander gegenüberliegenden Seitenwänden ausgebildet. An den Außenseiten der Seitenwände sind jeweils zwei Stege ausgebildet. Mittels der Stege ist die jeweilige Seitenwand auf Abstand von einer Innenseite einer Wand des Längsträgers zu halten. In jeden Steg ist durch Ausfräsen wenigstens eine Aussparung eingebracht, welche ein Falten des Energieabsorptionselements bei einer Kraftbeaufschlagung erleichtert. Das wenigstens eine Versteifungselement ist als die Seitenwände miteinander verbindender Stützsteg des Strangpressprofilteils ausgebildet.
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Aufgrund der beiden an jeder Außenseite der Seitenwände vorgesehenen Stege kommt es bloß im Bereich der Stege zu einem Kontakt zwischen der Crashbox beziehungsweise dem Energieabsorptionselement und dem Längsträger. Somit lässt sich eine Spaltkorrosion vermeiden, und die Crashbox ist im Hinblick auf die Korrosion verbessert. Dennoch weist die Crashbox ein gutes Faltverhalten auf, denn durch die mit den Aussparungen versehenen beziehungsweise durchfrästen Stege ist eine Falthilfe bereitgestellt. Dieses gute Faltverhalten ist im Hinblick auf die Energieaufnahme durch die Crashbox bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung vorteilhaft.
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Die Aussparungen können auch auf anderem Wege als durch Fräsen in die Stege eingebracht sein, nämlich durch jegliche spanabhebende Bearbeitung wie etwa Drehen, Bohren, Schleifen oder dergleichen. Des Weiteren ist auch ein Vorsehen von mehr als zwei Stegen an der jeweiligen Außenseite der Seitenwand möglich. Jedoch ist bei lediglich zwei Stegen an der jeweiligen Außenseite der Seitenwand die Kontaktfläche zu der Innenseite der Wand des Längsträgers besonders klein.
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Aufgrund des Ausbildens des wenigstens einen Versteifungselements als die Seitenwände miteinander verbindender Stützsteg kann auf ein eingelegtes, eingestecktes oder eingecrimptes Zusatzprofil oder Zusatzteil zur Abstützung der Crashbox in Schraubrichtung beziehungsweise zur Abstützung der Verschraubung verzichtet werden. Da kein solcher Zerquetschschutz vorgesehen zu werden braucht, verringert sich die Fertigungszeit zum Herstellen des Energieabsorptionselements beziehungsweise der Crashbox. Im Vergleich zu einer Crashbox mit einem solchen Zerquetschschutz ist das vorliegend beschriebene Energieabsorptionselement somit zumindest kostenneutral beziehungsweise kostengünstiger.
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Im Hinblick auf das Gewicht ist das Energieabsorptionselement, bei welchem anstatt eines zusätzlichen Zerquetschschutzes der wenigstens eine Stützsteg vorgesehen ist, zumindest gewichtsneutral. Dadurch, dass der eingelegte beziehungsweise eingecrimpte Zerquetschschutz eingespart wird, entfällt auch eine Vormontage. Zudem entfallen beim Vercrimpen des Zerquetschschutzes sich ergebende Spalte. Auch dies ist im Hinblick auf die verringerte Korrosionsanfälligkeit des Energieabsorptionselements vorteilhaft. Des Weiteren kann das Energieabsorptionselement beziehungsweise die Crashbox als ein Teil beziehungsweise Bauteil bereitgestellt werden.
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Jeweilige Durchtrittsöffnungen für die Schraubelemente können in dem Steg ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere, wenn die Stege vergleichsweise breit ausgebildet sind, also beispielsweise eine Breite von etwa 10 Millimetern aufweisen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zwischen einer weiteren Wand des Energieabsorptionselements und einem der die Seitenwände miteinander verbindenden Stückstege die jeweilige Durchtrittsöffnung angeordnet ist.
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Vorzugsweise weist das Energieabsorptionselement einen zweiten Endbereich auf, in welchem das Energieabsorptionselement mit einem Biegeträger verbindbar ist. In den Seitenwänden sind hierbei jeweilige Aussparungen ausgebildet. Schmalseiten der Seitenwände können im Bereich der jeweiligen Aussparungen in Anlage mit dem Biegeträger gebracht werden. Dadurch ist eine Distanzierung einer Kontaktfläche zu dem Biegeträger bereitgestellt. Folglich ist auch im Bereich des Biegeträgers das Energieabsorptionselement im Hinblick auf die Korrosionsanfälligkeit verbessert. Der Biegeträger kann in dem zweiten Endbereich durch Verschweißen oder durch Verschrauben mit dem Energieabsorptionselement verbunden sein.
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Dementsprechend kann das Energieabsorptionselement in dem zweiten Endbereich weitere Durchtrittsöffnungen für Schraubelemente aufweisen, welche zum Verbinden des Energieabsorptionselements mit dem Biegeträger durch Verschrauben ausgebildet sind.
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Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn in dem zweiten Endbereich weitere Stützstege ausgebildet sind, welche das Energieabsorptionselement in Schraubrichtung der zum Verbinden des Energieabsorptionselements mit dem Biegeträger vorgesehenen Schraubelemente versteifen. Das Energieabsorptionselement kann also über insbesondere mehrere weitere Stützstege senkrecht zu den Außenflächen des Biegeträgers in Schraubrichtung versteift sein. Dann braucht auch in dem zweiten Endbereich des Energieabsorptionselements kein separater, einzulegender beziehungsweise einzucrimpender Zerquetschschutz vorgesehen zu werden.
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Die weiteren Durchtrittsöffnungen können in dem weiteren, dann vorzugsweise vergleichsweise breiten Stützsteg ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ können die weiteren Durchtrittsöffnungen zwischen einem jeweiligen weiteren Stützsteg und einer der Seitenwände des Energieabsorptionselements angeordnet sein. Im letzteren Fall sinkt der Materialbedarf und somit das Gewicht des Energieabsorptionselements.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 perspektivisch ein Energieabsorptionselement für einen Kraftwagen, bei welchem an jeweiligen Seitenwänden zwei Distanzierungsstege ausgebildet sind;
- 2 schematisch einen dieser Stege in einer Schnittansicht; und
- 3 schematisch das in einen Endbereich eines Längsträgers eingesteckte Energieabsorptionselement gemäß 1 in Längsrichtung des Längsträgers.
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In 1 ist in einer Perspektivansicht ein Energieabsorptionselement 10 für einen Kraftwagen gezeigt, welches auch als Crashbox bezeichnet wird. Das Energieabsorptionselement 10 ist als Aluminium-Strangpressprofilteil ausgebildet und weist einen ersten, in 1 rückwärtigen Endbereich 12 auf, welcher in einen Längsträger 14 des Kraftwagens eingeführt werden kann (vergleiche 3). In einem zweiten Endbereich 16 wird das Energieabsorptionselement 10 mit einem Biegeträger 18 verbunden, welcher in 1 schematisiert und stark verkleinert dargestellt ist.
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Das Energieabsorptionselement 10 weist zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 20, 22 auf, welche entsprechenden Innenseiten 24, 26 von Seitenwänden 28, 30 des Längsträgers 14 zugewandt sind, wenn das Energieabsorptionselement 10 in dem ersten Endbereich 12 in den Längsträger 14 eingesteckt ist (vergleiche 3). Um einen großflächigen Kontakt zwischen den Seitenwänden 20, 22 und den Innenseiten 24, 26 der Seitenwände 28, 30 des Längsträgers 14 zu vermeiden, sind an den beiden einander gegenüberliegenden Seitenwänden 20, 22 des Energieabsorptionselements 10 jeweilige Stege 32, 34, 36, 38 beziehungsweise Distanzierungsstege ausgebildet.
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Hierbei sind die beiden in 1 rechten Stege 32, 34 an der Außenseite der in 1 rechten Seitenwand 20 ausgebildet, und die beiden anderen Stege 36, 38 an der Außenseite der gegenüberliegenden Seitenwand 22. Lediglich im Bereich dieser Stege 32, 34, 36, 38 tritt ein Kontakt mit den Innenseiten 24, 26 der Seitenwände 28, 30 des Längsträgers 14 auf. Durch diese spezielle Gestaltung der Kontaktfläche des gesteckten Aluminium-Strangpressprofils ist eine Distanzierung mit zwei breiten Stegen 32,34 , 36, 38 je Seite beziehungsweise Seitenwand 20, 22 bereitgestellt. Dies verhindert eine Spaltkorrosion, wie sie andernfalls auftreten kann, wenn die Seitenwände 20, 22 großflächig an den Innenseiten 24, 26 der Seitenwände 28, 30 des Längsträgers 14 anliegen.
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Wie aus 2 hervorgeht, kann eine Breite 40 des jeweiligen Stegs 32, 34, 36, 38 im Bereich eines Kontakts mit der Innenseite 24, 26 der jeweiligen Seitenwand 28, 30 bei etwa 10 Millimetern liegen.
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Um ein gezieltes Falten des Energieabsorptionselements 10 bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung in Längsrichtung des Längsträgers 14 zu erleichtern, sind in den jeweiligen Stegen 32, 34, 36, 38 als Falthilfen Aussparungen 42 vorhanden, welche beispielsweise als Durchfräsungen der Stege 32, 34, 36, 38 ausgebildet sein können.
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Aus 1 ist des Weiteren ersichtlich, dass das Energieabsorptionselement 10 als Mehrkammerprofil ausgebildet ist, welches eine Abstützung der Verschraubung im Längsträger 14 sicherstellt. In den breiten Stegen 32, 34, 36, 38 sind nämlich vorliegend Durchtrittsöffnungen beziehungsweise Schraublöcher 44 ausgebildet, über welche das Energieabsorptionselement 10 in dem ersten Endbereich 12 mit dem Längsträger 14 verschraubt wird. Zur Abstützung dieser Verschraubungen in Schraubrichtung weist das Energieabsorptionselement 10 jeweilige Stützstege 46, 48 auf, welche die Seitenwände 20, 22 miteinander verbinden. Ein erster Stützsteg 46 ist auf der Höhe der beiden in 1 oberen Stege 32, 36 angeordnet und ein zweiter Stützsteg 48 auf der Höhe der beiden in 1 unteren Stege 34, 38. Durch das Vorsehen dieser Stützstege 46, 48 kann auf einen eingelegten und eingecrimpten Zerquetschschutz verzichtet werden.
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Der Biegeträger 18, welcher in dem zweiten Endbereich 16 mit dem Energieabsorptionselement 10 verbunden wird, kann, wie vorliegend beispielhaft gezeigt, ebenfalls mit dem Energieabsorptionselement 10 verschraubt sein. Hierfür weisen eine obere Wand 50 und eine untere Wand 52 des Energieabsorptionselements 10 weitere Schraublöcher 54 auf, welche vorliegend mit in den Stützstegen 46, 48 ausgebildeten weiteren Schraublöchern 56 fluchten.
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Um auch einen Anlagebereich des Energieabsorptionselements 10 an dem Biegeträger 18 möglichst klein zu halten, sind in den Seitenwänden 20, 22 jeweilige Aussparungen 58 ausgebildet, in welche der Biegeträger 18 ein Stück weit eingeführt werden kann. Folglich liegen dann lediglich Schmalseiten 60 der Seitenwände 20 , 22 im Bereich der Aussparungen 58 an dem Biegeträger 18 an. Durch das Vorsehen eines gewissen Abstands dieser Schmalseiten 60 von den Stützstegen 46, 48 ist zudem eine Distanzierung des Biegeträgers 18 sichergestellt.
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In Schraubrichtung der durch die Schraublöcher 54, 56 hindurchgeführten (nicht gezeigten) Schrauben, über welche das Energieabsorptionselement 10 mit dem Biegeträger 18 verbunden wird, weist das Energieabsorptionselement 10 vorliegend weitere Stützstege 62, 64, 66, 68 auf. Diese Stützstege 62, 64, 66, 68 versteifen somit das Energieabsorptionselement 10 in Schraubrichtung der zum Verbinden desselben mit dem Biegeträger 18 vorgesehenen (nicht gezeigten) Schraubelemente. Im Bereich dieser Stützstege 62, 64, 66, 68 sind die Schraublöcher 54, 56 nicht in dem Stützsteg 62, 64, 66, 68 ausgebildet, sondern zwischen dem jeweiligen Stützsteg 62 , 64, 66, 68 und einer jeweiligen Seitenwand 20, 22.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein einzelner, massiver weiterer Stützsteg anstelle der beiden, dünneren Stützstege 62, 64, 66, 68 vorgesehen ist, und dass das Schraubloch beziehungsweise Schraubendurchgangsloch durch einen solchen breiten Stützsteg gebohrt ist. Diese Variante, bei welcher das Schraubloch 44 in dem breiten Steg 32, 34, 36, 38 ausgebildet ist, ist vorliegend beispielhaft für die an den Außenseiten der Seitenwände 20, 22 ausgebildeten Stege 32, 34, 36, 38 gezeigt.
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Durch das Vorsehen der Stützstege 46, 48 und der weiteren Stützstege 62, 64, 66, 68 kann auf Einleger zum Abstützen beziehungsweise Versteifen des Energieabsorptionselements 10 in Richtung der jeweiligen Schraubelemente verzichtet werden.
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Insbesondere aus einer Zusammenschau von 1 mit 3 ist ersichtlich, dass das Energieabsorptionselement 10 in dem ersten Endbereich 12 jeweilige Einbuchtungen 70 der Seitenwände 20, 22 beziehungsweise der oberen Wand 50 und der unteren Wand 52 aufweisen kann, welche vorliegend zwischen Eckbereichen 72 des Energieabsorptionselements 10 ausgebildet sind. Diese Einbuchtungen 70 erleichtern das Einführen beziehungsweise Einstecken des ersten Endbereichs 12 in den Längsträger 14 (vergleiche 3). Dadurch gestaltet sich die Montage des Energieabsorptionselements 10 besonders einfach.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014004950 A1 [0002]
