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Die Erfindung betrifft ein Energieabsorptionsbauteil für die Anordnung in einem hohlprofilartigen Schweller gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Schwellerbaugruppe für ein Fahrzeug, mit einem solchen Energieabsorptionsbauteil sowie ein Verfahren zum Versteifen eines hohlprofilartigen Schwellers mit einem solchen Energieabsorptionsbauteil.
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Energieabsorptionsbauteile für die Anordnung in einem hohlprofilartigen Schweller sind in zahlreichen Variationen bekannt. In der Fahrzeugarchitektur tragen die Schweller dazu bei, im Falle eines seitlichen Crashs die Energien zu verzehren und Aufprallkräfte abzubauen und nur eine definierte Intrusion und Beschleunigung zuzulassen. In der Regel werden die Schweller aus Profilen oder in Schalenbauweise hergestellt. Grundsätzlich gibt es unterschiedliche Wege, die lokale Festigkeit bzw. das Intrusionsverhalten von hohlprofilartigen Schwellern im Bereich des Pfahlaufpralls zu steuern. So können beispielsweise lokal aufgedickte Bleche, in Crashrichtung stehende metallische Schotte, Schäume, Wabenstrukturen aus Spritzguss usw. als Energieabsorptionsbauteile eingesetzt werden.
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Aus der
DE 10 2013 002 537 A1 ist eine Schweller-Bodenstruktur-Anordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Diese Anordnung aus Schweller und Bodenstruktur eines Kraftfahrzeugs, bei welcher der Schweller eine Außenschale und eine Innenschale aufweist, über die der Schweller an der Bodenstruktur angebunden ist, weist ein mit dem Schweller verbundenes gattungsgemäßes Energieabsorptionsmodul auf, welches in einem durch die Außenschale und die Innenschale gebildeten Hohlraum des Schwellers angeordnet ist. Hierbei fluchtet zumindest ein durch das Energieabsorptionsmodul bereitgestellter Krafteinleitungspfad quer zur Fahrzeuglängsachse mit zumindest einem durch eine Versteifungsstruktur der Bodenstruktur bereitgestellten Krafteinleitungspfad quer zur Fahrzeuglängsachse. Dies bedeutet, dass das Energieabsorptionsmodul so innerhalb des Schwellers angeordnet ist, dass sich die Bodenstruktur mit der Versteifungsstruktur in etwa auf Höhe des Energieabsorptionsmoduls anschließt. Das Energieabsorptionsmodul besteht aus zumindest zwei aufeinander angeordneten Wellprofilen, wobei die durch die Wellen gebildeten Rinnen quer zur Fahrzeuglängsachse angeordnet sind und so als versteifend wirkende Elemente die Aufprallenergie bei einem Seitenaufprall aufnehmen. Ferner können zwei benachbarte Wellprofile so zueinander angeordnet sein, dass die Wellentäler des einen Wellprofils mit den Wellenbergen des zweiten Wellprofils Hohlräume begrenzen, in denen Rohrabschnitte aufgenommen werden können. Die Rohrabschnitte sind Teil eines Verbindungselements, mit dem das Energieabsorptionsmodul an einer seitlichen Innenwand der Innenschale befestigt wird. Zur Verbindung des Energieabsorptionsmoduls mit der Außenschale ist in äquivalenter Weise ein weiteres Verbindungselement mit Rohrabschnitten vorgesehen, mit dem das Energieabsorptionsmodul an einer seitlichen Innenwand der Außenschale befestigt wird.
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Als nachteilig ist bei derartigen Schweller-Bodenstruktur-Anordnungen der Umstand anzusehen, dass eine aufwändige Befestigung des Energieabsorptionsmoduls im Hohlraum des Schwellers oder alternativ ein größerer Fertigungsaufwand erforderlich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Energieabsorptionsbauteil für die Anordnung in einem hohlprofilartigen Schweller sowie eine Schwellerbaugruppe für ein Fahrzeug, mit einem solchen Energieabsorptionsbauteil und ein Verfahren zum Versteifen eines hohlprofilartigen Schwellers mit einem solchen Energieabsorptionsbauteil bereitzustellen, welches einfach in einen Hohlraum des Schwellers eingebracht und befestigt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Energieabsorptionsbauteil für die Anordnung in einem hohlprofilartigen Schweller mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Schwellerbaugruppe für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und durch ein Verfahren zum Versteifen eines hohlprofilartigen Schwellers mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine Energieabsorptionsbauteil für die Anordnung in einem hohlprofilartigen Schweller bereitzustellen, welches einfach in einen Hohlraum des Schwellers eingebracht und befestigt werden kann, umfasst das Energieabsorptionsbauteil mindestens ein flächiges gewelltes FVK-Laminat. Das mindestens eine gewellte FVK-Laminat (FVK: Faserverbundkunststoff) ist dafür vorgesehen, sich an gegenüberliegenden Innenwänden des hohlprofilartigen Schwellers abzustützen. Zudem sind an späteren Kontaktbereichen des mindestens einen flächigen gewellten FVK-Laminats zu den Innenwänden des hohlprofilartigen Schwellers expandierbare Befestigungsmittel angeordnet, welche dafür vorgesehen sind, bei einer Grenztemperatur zu expandieren. Über diese expandierbaren Befestigungsmittel kann das Energieabsorptionsbauteil zwischen gegenüberliegenden Innenwänden des hohlprofilartigen Schwellers zentriert werden.
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Zudem wird eine Schwellerbaugruppe für ein Fahrzeug mit einem hohlprofilartigen Schweller und einem solchen im Hohlraum des Schwellers angeordneten Energieabsorptionsbauteil vorgeschlagen.
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Des Weiteren wird ein Verfahren zum Versteifen eines hohlprofilartigen Schwellers mit einem solchen Energieabsorptionsbauteil mit folgenden Schritten vorgeschlagen: Bereitstellen des Energieabsorptionsmoduls. Aufbringen von expandierbaren Befestigungsmitteln auf das Energieabsorptionsmodul an späteren Kontaktbereichen mit Innenwänden des Schwellers. Einbringen des Energieabsorptionsmoduls in einen Hohlraum des Schwellers. Erwärmen des Schwellers mit dem eingebrachten Energieabsorptionsmodul auf eine Grenztemperatur, bei welcher die Befestigungsmittel expandieren und einen Spalt zwischen Kontaktbereichen des Energieabsorptionsmoduls und den benachbarten Innenwänden des Schwellers schließen, wobei die expandierenden Befestigungsmittel das Energieabsorptionsmodul zwischen gegenüberliegenden Innenwänden zentrieren und einen Toleranzausgleich schaffen. Zudem fixieren die expandierten und ausgehärteten Befestigungsmittel das Energieabsorptionsbauteil an den gegenüberliegenden Innenwänden des Schwellers.
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Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Energieabsorptionsbauteils für die Anordnung in einem hohlprofilartigen Schweller weisen ein hohes gewichtsspezifisches Energieabsorptionsniveau auf und sind restblockfrei. Das bedeutet, dass die komplette Länge des Energieabsorptionsbauteils als Crashelement fungieren kann. Zudem sind Ausführungsforme des erfindungsgemäßen Energieabsorptionsbauteils kostengünstig herstellbar und konzeptneutral. Das bedeutet, dass das Energieabsorptionsbauteil mit verschiedenen Schwellerbauweisen konstruktiv kombiniert werden kann. Des Weiteren erfordern Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Energieabsorptionsbauteils nur einen geringen Mehraufwand in der Montage und erlauben eine gute Anbindung an einen metallischen Schweller. Zudem können Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Energieabsorptionsbauteils bei einem Lackiervorgang der Rohkarosse ohne Eigenschaftseinbußen oder Verschmutzung der korrespondierenden Lackierbäder durch einen elektrophoretischen Abscheideprozess fahren.
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Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Energieabsorptionsbauteils verwenden gewellte FVK-Laminate und geeigneten Befestigungsmittel, welche durch eine erhöhte Temperatur, wie sie während des Lackiervorgangs der Rohkarosse üblich ist, eine Fixierung und/oder Zentrierung sowie einen Toleranzausgleich der gewellten FVK-Laminate innerhalb des Schwellers ermöglichen. Dadurch können sich die gewellten FVK-Laminate an den Schwellerinnenseiten abstützen, was eine hohe Energieabsorption im Crashfall ermöglicht. Weiterhin kann mindestens ein ebenes FVK-Laminat, welches in Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung angeordnet ist, zwischen den gewellten FVK-Laminaten positioniert werden, um den Schweller axial verstärken zu können, so dass beispielsweise bei einem frontalen Small-Overlap-Lastfall auftretende Crashkräfte aufgenommen werden können.
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In Summe ergeben sich durch die neue Bauweise aus FVK-Laminaten und expandierbaren Befestigungsmitteln für das Energieabsorptionsbauteil signifikante Kosten- und Leichtbauvorteile, da die Nutzung der hohen spezifischen Energieaufnahme von FVK-Laminaten im Energieabsorptionsbauteil mit einem sehr wirtschaftlichen Prozess und einer Bauweise mit vielen konstruktiven Freiheitsgraden kombiniert werden kann. Es können einfache und daher kostengünstige 2D-FVK-Laminate in wirtschaftlichen Prozessen hergestellt werden. Die spezifische Energieabsorption der FVK-Laminate ist deutlich höher als die spezifische Energieabsorption metallischer Werkstoffe. Durch die Verwendung geometrisch einfacher 2D-FVK-Laminate und deren Herstellung in wirtschaftlichen Prozessen, können niedrige Bauteilkosten erreicht werden. Durch die Ausführung als Wellenstruktur und Abstützung der gewellten FVK-Laminate an der Schwellerinnenseite wird ein robustes Design für den Seitencrash generiert, dass außer den expandierbaren Befestigungsmitteln keine weiteren Teile benötigt, wodurch Gewicht und Kosten gespart werden können. Das Energieabsorptionsbauteil erfährt auch durch elektrophoretische Abscheideprozess keine Eigenschaftseinbußen und ist daher für den Einsatz in Volumenfahrzeugen grundsätzlich geeignet.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des Energieabsorptionsbauteils kann das mindestens eine FVK-Laminat in Längsrichtung gewellt sein, wobei dessen Wellentäler und Wellenberge in Querrichtung senkrecht zur Längsrichtung verlaufen können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Energieabsorptionsbauteils können mindestens zwei gewellte FVK-Laminate in benachbarten Lagen so zueinander angeordnet werden, dass Wellenberge eines ersten gewellten FVK-Laminats mit Wellentälern eines zweiten gewellten FVK-Laminats Hohlräume begrenzen. Zudem kann zwischen den benachbarten Lagen und den mindestens zwei gewellten FVK-Laminaten mindestens ein flächiges ebenes FVK-Laminat angeordnet werden, um den Schweller axial zu verstärken. Hierbei können die mindestens zwei gewellten FVK-Laminate an ihren jeweiligen Berührungsstellen direkt miteinander verbunden werden. Bei der Verwendung des mindestens einen ebenen FVK-Laminats, werden die mindestens zwei gewellten FVK-Laminate an ihren jeweiligen Berührstellen mit dem mindestens einen ebenen FVK-Laminat verbunden. Vorzugsweise können die FVK-Laminate an den jeweiligen Berührstellen miteinander verklebt oder verschweißt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Energieabsorptionsbauteils können als Material für das mindestens eine gewellten FVK-Laminat und/oder das mindestens eine ebene FVK-Laminat duroplastische oder thermoplastische faserverstärkte Werkstoffe und/oder textile Halbzeuge, wie beispielsweise Gelege, Gewebe, Vliese, Matten, Unidirektion-Tapes mit Glasfaser-, Carbonfaser- oder Aramidverstärkung verwendet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Energieabsorptionsbauteils können die Befestigungsmittel ein expandierbares Klebematerial aufweisen. So können beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannte Blähklebstoffe als Befestigungsmittel eingesetzt werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Schwellerbaugruppe können die expandierten Befestigungsmittel das Energieabsorptionsbauteil im Hohlraum des Schwellers zwischen den gegenüberliegenden Innenwänden zentrieren. Zudem kann sich das Energieabsorptionsbauteil über die expandierten Befestigungsmittel an den gegenüberliegenden Innenwänden des Schwellers abstützen. Die expandierten Befestigungsmittel können das Energieabsorptionsbauteil vorzugsweise an einer oberen Innenwand und einer unteren Innenwand des Schwellers fixieren. Zusätzlich oder alternativ kann das Energieabsorptionsbauteil zwischen zwei seitlichen Innenwänden des Schwellers zentriert und fixiert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Schwellerbaugruppe kann der Schweller aus mindestens zwei Schalen gefügt werden. So werden im Volumensegment vorzugsweise zweischalige Schweller mit einer Außenschale und einer Innenschale eingesetzt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann das Energieabsorptionsbauteil zwischen einer oberen Innenwand und einer unteren Innenwand des Schwellers zentriert und an der oberen Innenwand und der unteren Innenwand fixiert werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Energieabsorptionsbauteil zwischen zwei seitlichen Innenwänden des Schwellers zentriert und fixiert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens können die einzelnen Schalen bei einem Schweller in Schalenbauform vor dem Erwärmen gefügt werden. Zudem kann der Schweller mit dem eingebrachten Energieabsorptionsbauteil vor dem Erwärmen in einen Rohbau eines Fahrzeugs integriert werden. Der Schweller kann dann mit dem eingebrachten Energieabsorptionsmodul während eines Lackiervorgangs auf die Grenztemperatur erwärmt werden. Hierbei kann der Lackiervorgang einen elektrophoretischen Abscheideprozess, wie beispielsweise eine kathodische Tauchlackierung (KTL) umfassen.
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Die für das erfindungsgemäße Energieabsorptionsbauteil beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Schwellerbaugruppe.
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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. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigt/zeigen:
- 1 eine schematische und abschnittsweise Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Energieabsorptionsbauteils für die Anordnung in einem hohlprofilartigen Schweller;
- 2 eine schematische und abschnittsweise Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schwellerbaugruppe mit dem eingeführten Energieabsorptionsbauteil aus 1 vor dem Expandieren der Befestigungsmittel;
- 3 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie III - III in 2;
- 4 eine schematische und abschnittsweise Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Schwellerbaugruppe aus 2 oder 3 nach dem Expandieren der Befestigungsmittel; und
- 5 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie V - V in 4.
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Wie aus 1 bis 5 ersichtlich ist, weist das dargestellte Ausführungsbeispiel eines Energieabsorptionsbauteils 10 für die Anordnung in einem hohlprofilartigen Schweller 3 mindestens ein flächiges gewelltes FVK-Laminat 12, 14 auf, welches dafür vorgesehen ist, sich an gegenüberliegenden Innenwänden 7, 9 des hohlprofilartigen Schwellers 3 abzustützen.
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Erfindungsgemäß sind an späteren Kontaktbereichen zu den Innenwänden 7, 9 des hohlprofilartigen Schwellers 3 expandierbare Befestigungsmittel 18A angeordnet, welche dafür vorgesehen sind, bei einer Grenztemperatur zu expandieren.
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Wie aus 1 bis 5 weiter ersichtlich ist, ist das mindestens eine FVK-Laminat 12, 14 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen in Längsrichtung x gewellt, wobei dessen Wellentäler und Wellenberge in Querrichtung y senkrecht zur Längsrichtung x verlaufen.
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Wie aus 1 bis 5 weiter ersichtlich ist, umfasst das Energieabsorptionsbauteil 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei solche gewellte FVK-Laminate 12, 14 in benachbarten Lagen. Die beiden gewellten FVK-Laminate 12, 14 sind so zueinander angeordnet, dass Wellenberge eines ersten gewellten FVK-Laminat 12 mit Wellentälern eines zweiten gewellten FVK-Laminats 14 Hohlräume begrenzen. Zudem sind Wellentäler des ersten gewellten FVK-Laminats 12 den Wellenbergen des zweiten gewellten FVK-Laminats 14 zugewandt. Des Weiteren ist zwischen den benachbarten Lagen und den beiden gewellten FVK-Laminaten 12, 14 ein flächiges ebenes FVK-Laminat 16 angeordnet. Hierbei verläuft das ebene FVK-Laminat 16 in Längsrichtung x und in Querrichtung y und kann sowohl Kräfte in Fahrzeugquerrichtung y als auch Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung x aufnehmen und abbauen. Die gewellten FVK-Laminate 12, 14 und das ebene FVK Laminat 16 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel an ihren jeweiligen Berührungsstellen miteinander verklebt. Alternativ können die FVK-Laminate 12, 14, 16 an ihren jeweiligen Berührungsstellen miteinander verschweißt werden.
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Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, entsprechen die späteren Kontaktbereiche zu den Innenwänden 7, 9 des hohlprofilartigen Schwellers 3 in den dargestellten Ausführungsbeispielen den Wellenbergen des ersten gewellten FVK Laminats 12 und den Wellentälern des zweiten gewellten FVK Laminats 14. Zudem weisen die verwendeten Befestigungsmittel 18A ein expandierbares Klebematerial auf.
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Als Material für das mindestens eine gewellten FVK-Laminat 12, 14 und/oder das mindestens eine ebene FVK-Laminat 16 können duroplastische oder thermoplastische faserverstärkte Werkstoffe und/oder textile Halbzeuge verwendet werden. Der Schweller 3 kann zur Umsetzung des Leichtbaugedankens aus einem Leichtmetall, wie Aluminium, Magnesium usw., oder einem anderen geeigneten duktilen Material hergestellt werden. Alternativ kann der Schweller 3 auch als FVK-Bauteil ausgeführt werden.
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Wie aus 2 bis 5 weiter ersichtlich ist, umfasst die Schwellerbaugruppe 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel den Schweller 3 in Schalenbauform und das im Hohlraum des Schwellers 3 angeordnete Energieabsorptionsbauteil 10. Der Schweller 3 umfasst eine Außenschale 4 und eine Innenschale 5, welche einer nicht dargestellten Bodenstruktur zugewandt ist. Wie aus 4 und 5 weiter ersichtlich ist, stützt sich das Energieabsorptionsbauteil 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel über die expandierten Befestigungsmittel 18B in Hochrichtung z an einer oberen Innenwand 7 und an einer unteren Innenwand 9 des Schwellers 3 ab.
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Wie aus 2 und 3 weiter ersichtlich ist, besteht zwischen den auf Kontaktbereichen des Energieabsorptionsbauteils 10, welche in einer oberen Lage durch Wellenberge des ersten gewellten FVK-Laminats 12 und in einer unteren Lage durch Wellentäler des zweiten gewellten FVK-Laminats 14 ausgebildet werden, aufgebrachten expandierbaren Befestigungsmitteln 18A und den späteren Kontaktstellen an den Innenwänden 7, 9 des hohlprofilartigen Schwellers 3 jeweils ein Spalt S. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, werden die expandierbaren Befestigungsmittel 18A vor dem Einbringen des Energieabsorptionsbauteils 10 in den Hohlraum des Schwellers 3 auf eine der oberen Innenwand 7 zugewandten Oberfläche der Wellenberge des ersten gewellten FVK-Laminats 12 und auf eine der unteren Innenwand 9 zugewandten Oberfläche der Wellentäler des zweiten gewellten FVK-Laminats 14 aufgebracht. Der Spalt S vereinfacht das Einschieben bzw. Einführen des Energieabsorptionsbauteils 10 in den Hohlraum des Schwellers 3.
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Wie aus 4 und 5 weiter ersichtlich ist, füllen die expandierten Befestigungsmittel 18B diese Spalten S und legen das erste gewellte FVK-Laminat 12 an den Kontaktstellen an der oberen Innenwand 7 des Schwellers 3, und das zweite gewellte FVK-Laminat 12 an den Kontaktstellen der unteren Innenwand 9 des Schwellers 3 fest. Dadurch kann sich das Energieabsorptionsbauteil 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel über die expandierten Befestigungsmittel 18B an der oberen Innenwand 7 des Schwellers 3 und an der unteren Innenwand 9 des Schwellers 3 abstützen. Zudem wird das Energieabsorptionsbauteil 10 durch das expandierte Befestigungsmittel 18B zwischen den gegenüberliegenden Innenwänden 7, 9 im Hohlraum des Schwellers 3 zentriert. Bei nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann das Energieabsorptionsbauteil 10 zusätzlich oder alternativ zwischen seitlichen Innenwänden des Schwellers 3 zentriert und fixiert werden. Bei diesen Ausführungsbeispielen werden zusätzlich oder alternativ auf den Stirnflächen des mindestens einen gewellten FVK-Laminats 12, 14 entsprechende expandierbare Befestigungsmittel 18A aufgebracht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Versteifen eines hohlprofilartigen Schwellers 3 mit einem Energieabsorptionsbauteil 10 umfasst die Schritte: Bereitstellen des Energieabsorptionsmoduls 10. Aufbringen der expandierbaren Befestigungsmittel 18A auf das Energieabsorptionsmodul 10 an späteren Kontaktbereichen mit Innenwänden 7, 9 des Schwellers 3. Einbringen des Energieabsorptionsmoduls 10 in einen Hohlraum des Schwellers 3. Erwärmen des Schwellers 3 mit dem eingebrachten Energieabsorptionsmodul 10 auf eine Grenztemperatur, bei welcher die Befestigungsmittel 18A expandieren und einen Spalt S zwischen Kontaktbereichen des Energieabsorptionsmoduls 10 und den benachbarten Innenwänden 7, 9 des Schwellers 3 schließen. Hierbei zentrieren die expandierenden Befestigungsmittel 18A das Energieabsorptionsmodul 10 und schaffen einen Toleranzausgleich, wobei die expandierten und ausgehärteten Befestigungsmittel 18B das Energieabsorptionsbauteil 10 an gegenüberliegenden Innenwänden 7, 8 des Schwellers 3 fixieren.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Schwellerbaugruppe 1 wird das Energieabsorptionsbauteil 10 zwischen der oberen Innenwand 7 und der unteren Innenwand 9 des Schwellers 3 zentriert und an der oberen Innenwand 7 und der unteren Innenwand 9 fixiert.
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Zur Bereitstellung des Energieabsorptionsbauteils 10 werden die gewellten und ebenen FVK-Laminate 12, 14, 16 hergestellt und zugeschnitten. Die FVK-Laminate 12, 14, 16 können beispielsweise durch ein bekanntes RTM-Verfahren (RTM: Resin Transfer Molding) oder durch bekanntes Nasspressen im Falle duroplastischer FVK-Bauteile hergestellt werden. Anschließend werden die FVK-Laminate 12, 14, 16 zum Energieabsorptionsmodul 10 aufgebaut.
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Bei dem dargestellten Schweller 3 in Schalenbauform werden die Außenschale 4 und die Innenschale 5 des Schwellers 3 vor dem Erwärmen gefügt. Anschließend wird der Schweller 3 mit dem eingebrachten Energieabsorptionsmodul 10 vor dem Erwärmen in einen Rohbau eines Fahrzeugs integriert. Die Erwärmung des Schwellers 3 mit dem eingebrachten Energieabsorptionsmodul 10 auf die Grenztemperatur erfolgt in vorteilhafter Weise während eines Lackiervorgangs der Rohkarosserie, wobei der Lackiervorgang einen elektrophoretischen Abscheideprozess, vorzugsweise eine kathodische Tauchlackierung (KTL) umfasst. Durch die Erwärmung auf die Grenztemperatur erfolgt die Expansion der expandierbaren Befestigungsmittel 18A bzw. ein Aufschäumen der verwendeten Blähklebstoffe zwischen den Innenflächen 7, 9 des Schwellers 3 und den gewellten FVK-Laminaten 12, 14. Die Zentrierung des Energieabsorptionsbauteils 10 erfolgt über die beidseitig expandierenden Befestigungsmittel 18A. Das Energieabsorptionsbauteil 10 wird dadurch in seiner Lage definiert und es wird ein Toleranzausgleich geschaffen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwellerbaugruppe
- 3
- Schweller
- 4
- Außenschale
- 5
- Innenschale
- 7, 9
- Innenwand
- 10
- Energieabsorptionsbauteil
- 12, 14
- gewelltes Faserverbundkunststofflaminat (FVK-Laminat)
- 16
- ebenes Faserverbundkunststofflaminat (FVK-Laminat)
- 18A
- expandierbares Befestigungsmittel
- 18B
- expandiertes Befestigungsmittel
- S
- Spalt
- x
- Längsrichtung
- y
- Querrichtung
- z
- Hochrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013002537 A1 [0003]
