DE102020201772A1 - Crashbox für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Crashbox für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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DE102020201772A1
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • F16F7/121Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members the members having a cellular, e.g. honeycomb, structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Crashbox (10) für ein Kraftfahrzeug (2) mit einem Füllkörper (14) mit einer auxetischen Struktur, wobei in der Crashbox (10) der Füllkörper (14) aus einer auxetischen Struktur angeordnet ist, wobei der Füllkörper (14) durch Formschluss mit der Crashbox (10) verbunden ist, wobei dem Füllkörper (14) aus einer auxetischen Struktur zumindest ein Eingriffelement (26) zugeordnet ist, das sich in eine Ausnehmung (28) der Crashbox (10) erstreckt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Crashbox für ein Kraftfahrzeug.
  • Als Crashbox (auch crash can) wird im Automobilbau ein Schockabsorbersystem bezeichnet.
  • Bei einem Auffahrunfall wird durch Deformation der Crashbox Bewegungsenergie abgebaut, um die Fahrzeuginsassen und den gesamten Aufbau des Kraftfahrzeugs einer geringeren Verzögerungskraft auszusetzen. Dadurch sollen unzulässige Deformationen am Aufbau (welche mitunter einen Totalschaden bedeuten können) und Verletzungen der Fahrzeuginsassen verhindert werden. Crashboxen werden für Kollisionen bis zu einer bestimmten Aufprallgeschwindigkeit z. B. von 15 km/h ausgelegt. Sie können nach einem Unfall mit relativ geringen Aufwand ausgetauscht werden. Derartige Crashboxen sind z.B. aus der US 7 160 621 B2 , US 7 350 851 B2 , CN 107 139 874 A , US 2017 0151921 A1 oder DE 10 2006 058 604 A1 bekannt. Ferner ist aus der CN 107 145 626 A ein Schockabsorbersystem mit einer negativen Poisson-Zahl bekannt.
  • Aus der DE 60 2005 004 701 T2 ist eine Crashbox für ein Kraftfahrzeug mit einem Füllkörper mit einer auxetischen Struktur bekannt, wobei in der Crashbox der Füllkörper aus einer auxetischen Struktur angeordnet ist, wobei der Füllkörper durch Formschluss mit der Crashbox verbunden ist, wobei der Crashbox Verbindungselemente zugeordnet sind, die sich in den Füllkörper erstrecken.
  • Aus der US 2019 / 0168480 A1 ist eine auxetischen Struktur u.a.für eine Crashbox eines Kraftfahrzeug bekannt.
  • Aus der DE 10 2016 114 302 A1 ist eine Kraftstoffanordnung mit einem aufblasbaren Tank bekannt.
  • Aus der DE 10 2013 224 751 A1 ist eine Batteriezelle mit auxetischen Komponenten bekannt.
  • Aus der DE 10 2014 225 069 A1 ist ein Bauteil zur Kraftaufnahme und/oder Kraftverteilung in einem Batteriezellemodul bekannt.
  • Zugleich werden Crashboxen auch für Unfälle mit höheren Aufprallgeschwindigkeiten, wie z.B. 56 km/h, ausgelegt. Bei diesem Unfallszenario müssen die Crashboxen ausreichend steif sein um zur Aufprallenergieabsorbtion beitragen zu können. Dies erhöht den Designaufwand, wobei die Auslegung auf die geringere Aufprallgeschwindigkeit den Beitrag der Crashbox zur Aufprallenergieabsorbtion begrenzt. Des Weiteren erfordert diese Art der Auslegung eine gewisse Mindestlänge der Crashboxen, die zu einem Überhang sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite des Kraftfahrzeugs führt.
  • Es besteht also Bedarf daran, Wege aufzuzeigen, wie derartige Crashboxen verbessert werden können.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Crashbox für ein Kraftfahrzeug mit einem Füllkörper mit einer auxetischen Struktur, wobei in der Crashbox der Füllkörper aus einer auxetischen Struktur angeordnet ist, wobei der Füllkörper durch Formschluss mit der Crashbox verbunden ist, wobei dem Füllkörper aus einer auxetischen Struktur zumindest ein Eingriffselement zugeordnet ist, das sich in eine Ausnehmung der Crashbox erstreckt.
  • Der Füllkörper ist also durch einen Formschluss ortsfest und/oder kräfteübertragend mit der Crashbox verbunden. Formschlüssige Verbindungen entstehen durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern. Dadurch können sich die Verbindungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen. Anders ausgedrückt ist bei einer formschlüssigen Verbindung der eine Verbindungspartner dem anderen im Weg. Beispiele für Formschlüssige Verbindungen sind Nietverbindungen, Clipverbindungen, Nut-FederVerbindungen, Passfedern, Schwalbenschwanzverbindungen oder ineinandergreifende Verzahnungen sowie z.B. durch Durchsetzfügen oder Heißverstemmen gebildete Verbindungen. Dadurch, dass das zumindest eine Eingriffelement sich in eine Ausnehmung der Crashbox erstreckt, ist kein Hinzufügen von Zusatzteilen, wie z.B. Befestigungsteilen, an die Crashbox erforderlich, sondern die Ausnehmung kann durch ein materialenfernendes Verfahren, wie z.B. Fräsen oder Bohren, gebildet werden.
  • Somit wird der bisher ungenutzte Hohlraum im Inneren der Crashbox zur Aufnahme eines Körpers mit der auxetischen Struktur genutzt. Zusätzlicher Bauraumbedarf entsteht nicht. Dabei wird unter einer auxetischen Struktur (altgriechisch αủξητóζ auxetos, deutsch ,dehnbar‘) eine Struktur verstanden, die sich bei einer Streckung quer zur Streckrichtung ausdehnt. Sie ist daher charakterisiert durch eine negative Poissonzahl bzw. Querkontraktionszahl. Die Crashbox mit dem Füllkörper mit der auxetischen Struktur kann in verschiedenen passiven Sicherheitssystemen des Kraftfahrzeugs integriert werden, wie z.B. in einem Stoßfänger, einen Batterieseitenaufprallschutz, einen Passagierseitenaufprallschutz oder einen Insassenkopfschutz.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Ausnehmung als Führungsnut und das Eingriffselement als Nutstein ausgebildet. Somit wird durch die Ausbildung der Ausnehmung als Führungsnut und des Eingriffselements als Nutstein eine Verlagerung entlang der Richtung einer ersten Achse, d.h. entlang der Erstreckungsrichtung der Führungsnut möglich, jedoch nicht in Richtung andere Achsen. Dies erlaubt z.B. eine einfache Montage durch Einführen des Füllkörpers in die Crashbox durch Verlagern des Füllkörpers entlang der Erstreckungsrichtung der Führungsnut.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Ausnehmung als Loch und das Eingriffselement als Rastnase ausgebildet. Somit wird durch die Ausbildung der Ausnehmung als Loch und des Eingriffselements als Rastnase eine Verlagerung entlang der Richtung nicht nur entlang der Erstreckungsrichtung der Führungsnut möglich, sondern in Richtung aller drei Raumachsen erreicht. Durch die Ausbildung als Rastnase sind keine zusätzlichen Montagemittel, wie z.B. Schrauben oder Nieten erforderlich, sondern es sit vielmehr eine montagemittelfreie Fixerung des Füllkörpers in der Crashbox möglich.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Füllkörper mit der auxetischen Struktur ein 3D-Druckbauteil. Alternativ kann der Füllkörper mit der auxetischen Struktur auch ein Faltteil oder Tiefziehteil sein. 3D-Druck (auch bekannt unter den Bezeichnungen Additive Fertigung, Additive Manufacturing (AM), Generative Fertigung oder Rapid Technologien), ist eine umfassende Bezeichnung für alle Fertigungsverfahren bei dem Material Schicht für Schicht aufgetragen und so dreidimensionale Gegenstände erzeugt werden. Dabei erfolgt der schichtweise Aufbau computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach vorgegebenen Maßen und Formen. Beim Aufbau finden physikalische oder chemische Härtungs- oder Schmelzprozesse statt. Typische Werkstoffe für das 3D-Drucken sind Kunststoffe, Kunstharze, Keramiken und Metalle. Die wichtigsten Techniken sind das Laserstrahlschmelzen und das Elektronenstrahlschmelzen für Metalle und das Lasersintern für Polymere, Keramik und Metalle, die Stereolithografie und das Digital Light Processing für flüssige Kunstharze und das Polyjet-Modeling sowie das Fused Layer Modeling für Kunststoffe und teilweise Kunstharze. Gegenüber dem Spritzgussverfahren hat der 3D-Druck den Vorteil, dass das aufwändige Herstellen von Formen und das Formenwechseln entfallen. Gegenüber allen das Material abtragenden Verfahren wie Schneiden, Drehen, Bohren hat der 3D-Druck den Vorteil, dass der zusätzliche Bearbeitungsschritt nach dem Urformen entfällt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auch Körper mit einer komplizierten Geometrie erzeugt werden können. Das Faltteil kann aus mehreren streifenförmigen Materialzuschnitten bestehen und das Tiefziehteil kann aus mehreren tiefgezogenen Teilelementen bestehen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Füllkörper mit der auxetischen Struktur ein Drahtrahmenbauteil. Somit weist der Füllkörper ein besonders geringes Gewicht auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Füllkörper mit der auxetischen Struktur derart ausgebildet, dass der Füllkörper mit der auxetischen Struktur bei einer Verformung unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes flexibel und bei einer Verformung oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes steif ist. So kann der Füllkörper mit der auxetischen Struktur in einem Fall eines Aufpralls mit einer niedrigen Geschwindigkeit von z.B. 15 km/h sich nachgebend und in einem Fall eines Aufpralls mit einer höheren Geschwindigkeit von z.B. 56 km/h sich steif verhalten. Mit anderen Worten, bei einer Verformung unterhalb des vorbestimmten Grenzwertes ist der Füllkörper mit der auxetischen Struktur flexibler als bei einer Verformung oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes. Z.B. kann der Körper mit der auxetischen Struktur bis zu einer vorbestimmten Grenze sich auxetisch verhalten, nach dem Überschreiten der Grenze jedoch nicht-auxetisch, d.h. wie ein normales Material. So kann die Crashbox flexibel an verschiedene Anforderungen angepasst werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Crashbox zusammen mit dem Füllkörper mit der auxetischen Struktur kräfteaufnehmend ausgebildet. Mit anderen Worten, der Füllkörper mit der auxetischen Struktur weist einen zusätzlichen Mechanismus auf, der einen zusätzlichen Beitrag zur Energieabsorption der Crashbox liefert. So kann die Crashbox in axialer Richtung, d.h. in Aufprallrichtung, kürzer ausgebildet werden als ohne den Füllkörper mit der auxetischen Struktur. So kann ein Überhang des Kraftfahrzeugs sowohl an seiner Vorderseite als auch an seiner Rückseite verkürzt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Füllkörper ortsfest und/oder kräfteübertragend mit der Crashbox verbunden. Der Füllkörper kann durch Kraftschluss (Reibschluss) und/oder Formschluss und/oder Stoffschluss ortsfest und/oder kräfteübertragend mit der Crashbox verbunden sein. Kraftschlüssige Verbindungen setzen eine Normal-Kraft auf die miteinander zu verbindenden Flächen voraus. Ihre gegenseitige Verschiebung ist verhindert, solange die durch die Haftreibung bewirkte Gegen-Kraft nicht überschritten wird. Beispiele sind klemmende Verbindungen. Stoffschlüssige Verbindungen werden alle Verbindungen genannt, bei denen die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Beispiele sind Verbindungen, die durch Löten, Schweißen, Kleben oder Vulkanisieren gebildet werden.
  • Ferner gehören zur Erfindung eine als Positionshalter ausgebildete Crashbox, eine kraftschlüssige Verbindung bereitstellende Crashbox, ein Füllkörper mit der auxetischen Struktur für eine derartige Crashbox und ein Sicherheitssystem mit einer derartigen Crashbox sowie ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Sicherheitssystem. Das Sicherheitssystem kann z.B. ein Stoßfänger, ein Batterieseitenaufprallschutz oder ein Insassenkopfschutz des Kraftfahrzeugs sein.
  • Es wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • 1 in schematischer Explosionsdarstellung Komponenten eines Stoßfängers eines Kraftfahrzeugs.
    • 2 in schematischer Darstellung einige der in 1 gezeigten Komponenten im montierten Zustand.
    • 3 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine in 2 gezeigte Crashbox.
    • 4 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch die in 3 gezeigte Crashbox mit einem eingesetzten Füllkörper mit einer auxetischen Struktur.
    • 5A - 5D in schematischer Darstellung verschiedene auxetische Strukturen.
    • 6 in schematischer Darstellung einen Vergleich einer Verformung einer Crashbox mit und ohne Füllkörper mit einer auxetischen Struktur.
    • 7A - 7E in schematischer Darstellung verschiedene Ansichten einer weiteren auxetischen Struktur.
    • 8A - 8B in schematischen Darstellungen weiterer Ansichten der in den 7A - 7E gezeigten auxetischen Struktur.
    • 9A- 9C in schematischen Darstellungen eine einstückige Ausbildung der in den 7A - 7E und 8A - 8B gezeigten auxetischen Struktur.
    • 10A - 10C in schematischen Darstellungen ein auf einer Miura-Faltung beruhender Füllkörper mit einer auxetischen Struktur.
    • 11A - 11B in schematischen Darstellungen weitere Ansichten des in den 10A- 10C gezeigten Füllkörpers mit der auxetischen Struktur.
    • 12A - 12D in schematischen Darstellungen eines auf einer Würfelstruktur als Basiselement beruhenden Füllkörpers mit einer auxetischen Struktur.
    • 13A - 13B in schematischen Darstellungen eine weitere, als Basiselement dienende Struktur für den Füllkörper mit einer auxetischen Struktur.
    • 14A - 14B in schematischen Darstellungen eine weitere, als Basiselement dienende Struktur für den Füllkörper mit einer auxetischen Struktur.
    • 15A - 15C in schematischer Darstellung verschiedene Ansichten eines Batterieseitenaufprallschutzes.
    • 16A - 16C in schematischer Darstellung verschiedene Ansichten eines Passagierseitenaufprallschutzes.
    • 17A - 17C in schematischer Darstellung verschiedene Ansichten eines Insassenkopfschutzes.
  • Es wird zunächst auf die 1 und 2 Bezug genommen.
  • Dargestellt ist ein passives Sicherheitssystem 4 eines Kraftfahrzeugs 2, wie z.B. eines PKWs, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Stoßfänger ausgebildet ist.
  • Das passive Sicherheitssystem bzw. der Stoßfänger ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als energieabsorbierende Stoßstange ausgebildet. Sie weist eine Blende 6, z.B. aus Kunststoff, ein weiteres Bauteil 8, einen Stoßfängerträger 12, z.B. aus Stahl, zwei an den Stoßfängerträger 12 angefügte Crashboxen 10, und je eine mit den Crashboxen 10 verbundene Basisplatte 16 auf.
  • Die beiden Crashboxen 10 sind dazu ausgebildet, bei einem Auffahrunfall durch Deformation der Crashbox Bewegungsenergie abzubauen, um die Fahrzeuginsassen und den gesamten Aufbau einer geringeren Verzögerungskraft auszusetzen.
  • Es wird nun zusätzlich auf 3 Bezug genommen.
  • Die beiden Crashboxen 10 weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen zylinderförmige Grundform auf mit einem Innenraum 18.
  • Es wird nun zusätzlich auf die 4 und 5A - 5D Bezug genommen.
  • In 4 ist die Crashbox 10 gezeigt mit einem in den Innenraum 18 eingesetzten Füllkörper 14 mit einer auxetischen Struktur.
  • Die auxetische Struktur dehnt sich bei einer Streckung quer zur Streckrichtung aus. Sie ist daher charakterisiert durch eine negative Poissonzahl bzw. Querkontraktionszahl.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die auxetische Struktur als Drahtrahmenbauteil einen wabenartigen Aufbau mit vielen Zwischenräumen auf, die derart angeordnet sind, dass sie bei einer mechanischen Reaktion der auxetischen Struktur in die Breite statt in die Länge geht.
  • Derartige dreidimensionale auxetische Strukturen weiten sich in alle Richtungen quer zur Zugrichtung. Dabei handelt es sich meist um Strukturen, die dem Material die auxetischen Eigenschaften verleihen, nicht um den dafür verwendeten Werkstoff. Es gibt allerdings auch Materialien, die von Natur aus solche Strukturen aufweisen, und Materialien, die künstlich in eine auxetische Struktur gebracht werden, wie z.B. die Rauten-Falt-Struktur (RFS), die unabhängig vom Material aus einer Fläche erzeugt wird.
  • Der Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein 3D-Druckbauteil. D.h., zur Herstellung des Füllkörpers 14 wurde Material Schicht für Schicht aufgetragen und so der Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur erzeugt. So können besonders einfach die in 5A - 5D beispielhaft gezeigten Strukturen hergestellt werden.
  • Der Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zumindest zusammen mit der Crashbox zweiteilig und/oder materialuneinheitlich ausgebildet. Die Crashbox 10 weist Ausnehmungen auf, die als innenseitige Führungsnuten 30 zur Positionierung des Füllkörpers 14 mit der auxetischen Struktur ausgebildet sind, in die jeweilige Nutsteine 32 eingreifen, die dem Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur zugeordnet sind und z.B. an diesem angeformt sind. So kann der Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur mit den Nutsteinen 32 einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sein um diese durch einen Formschschluss miteinander zu verbinden..
  • Des Weiteren können neben dem Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur und der Crashbox 10 weiteren Komponenten einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sein, wie z.B. der Basisplatte 16.
  • Der Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur ist derart ausgebildet, dass er bei einer Verformung unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes flexibel und bei einer Verformung oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes steif ist. So kann der Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur in einem Fall eines Aufpralls mit einer niedrigen Geschwindigkeit von z.B. 15 km/h sich nachgebend und in einem Fall eines Aufpralls mit einer höheren Geschwindigkeit von z.B. 56 km/h steif verhalten. Mit anderen Worten, bei einer Verformung unterhalb des vorbestimmten Grenzwertes ist der Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur flexibler als bei einer Verformung oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes.
  • Dadurch, dass die Crashbox 10 zusammen mit dem Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur kräfteaufnehmend ausgebildet ist, ist die Crashbox 10 mit einem zusätzlichen Mechanismus versehen, der einen zusätzlichen Beitrag zur Energieabsorption liefert. So kann die Crashbox 10 in axialer Richtung R, d.h. in Aufprallrichtung, kürzer ausgebildet werden als ohne den Füllkörper 14 aus auxetischen Struktur. Dies zeigt 6, die die Verformung s in [mm] in Folge einer Kraft F in [kN] zeigt, wobei der Verlauf I einer Crashbox 10 ohne einen Füllkörper 14 mit einer auxetischen Struktur dem Verlauf II einer Crashbox 10 mit einem Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur gegenübergestellt sind. So kann ein Überhang des Kraftfahrzeugs 2 sowohl an seiner Vorderseite als auch an seiner Rückseite verkürzt werden. Zusätzlich kann eine Crashboxwandstärke und/oder eine Dicke der Basisplatte 16 und/oder eine Seitenschienendicke reduziert werden.
  • Es wird nun zusätzlich auf die 7A - 7E und 8A - 8B Bezug genommen.
  • Dargestellt ist ein Füllkörper 14 aus auxetischen Struktur, der aus einer Mehrzahl umgekehrter Tetrapoden aufgebaut ist, wobei die 7D und 7E zeigen, wie sich umgekehrten Tetrapoden verformen, um die negative Poissionzahl bereitzustellen.
  • Es können Gruppen von umgekehrten Tetrapoden zu Schichtelementen 20 zusammengefasst werden, die - nachdem sie 3D-gedruckt wurden - einzeln nacheinander in die Crashbox 10 eingesetzt werden, oder es werden mehrere Schichtelemente als ein Bauteil 22 ausgebildet, das dann in die Crashbox 10 eingesetzt wird.
  • Die mehrere Schichtelemente 20 oder das Bauteil 22 werden nach dem Einsetzen in die Crashbox 10 an Schweißpunkten 24 verschweißt.
  • Es wird nun zusätzlich auf die 9A - 9C Bezug genommen.
  • Dargestellt ist eine einstückige Ausbildung der in 7A - 7E und 8A - 8B gezeigten Crashbox 10 mit einer auxetischen Innenstruktur als Füllkörper 14. Somit sind hier die Crashbox 10 mit dem Füllkörper 14 mit einer auxetischen Struktur einstückig ausgebildet. Daher sind keine Schweißpunkte 24 vorgesehen.
  • Es wird nun zusätzlich auf die 10A - 10C Bezug genommen.
  • Dargestellt ist ein Füllkörper 14 aus mit einer auxetischen Struktur, der auf einer Miura-Faltung beruht. Das Faltmuster besteht dabei aus einer Tessellation mit Parallelogrammen, deren Kanten in eine Richtung gerade Linien und in die andere Richtung ein „Zickzackmuster“ bilden. Jedes Parallelogramm ist dabei bezüglich der geraden Linie zu dem benachbarten Parallelogramm achsensymmetrisch. Jeder Schnittpunkt von Falten grenzt dabei an drei Tal- und eine Bergfalte beziehungsweise an drei Berg- und eine Talfalte.
  • Es wird nun zusätzlich auf die 11A- 11B Bezug genommen.
  • Dargestellt ist, dass bei einer zweiteiligen Ausbildung der Crashbox 10 mit dem Füllkörper 14 mit einer auxetischen Struktur diese Schweißpunkte 24 verbinden, während diese bei einer einteiligen Ausbildung der Crashbox 10 mit dem Füllkörper 14 aus mit einer auxetischen Struktur entfallen.
  • Es wird nun zusätzlich auf die 12A - 12D Bezug genommen.
  • Dargestellt ist ein Füllkörper 14 mit einer auxetischen Struktur, der auf einer Würfelstruktur als Basiselement beruht.
  • Ferner ist dargestellt, dass bei der gezeigten zweiteiligen Ausbildung der Crashbox 10 mit dem Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur der Füllkörper 14 Eingriffselemente aufweist, die als angeformte Rastnasen 26 ausgebildet sind und in korrspondieren Ausnehmungen der Crashbox 10 eingreifen, die als Löcher 28 ausgebildet sindum diese durch einen Formschschluss miteinander zu verbinden. So kann der Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur mit den Rastnasen 28 einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sein
  • Es wird nun zusätzlich auf die 13A - 13B Bezug genommen.
  • Dargestellt ist ein Füllkörper 14 mit einer auxetischen Struktur, die auf einer weiteren Würfelstruktur als Basiselement beruht.
  • Es wird nun zusätzlich auf die 14A - 14B Bezug genommen.
  • Dargestellt ist ein Füllkörper 14 mit einer auxetischen Struktur, die auf Streifenelementen als Basiselement beruht.
  • Die Crashbox 10 mit dem Füllkörper 14 mit der auxetischen Struktur wurde im vorliegenden Ausführungsbeispiel in einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs 2 integriert. Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Crashbox 10 mit einem Füllkörper 14 mit einer auxetischen Struktur auch in einen Batterieseitenaufprallschutz (siehe 15A - 15C), in einen Passagierseitenaufprallschutz (siehe 16A - 16C) oder Insassenkopfschutz (siehe 17A - 17C) integriert sein.
  • So können derartige Crashboxen 10 derart verbessert werden, dass sie für verschiedene Anwendungen angepasst werden können.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Kraftfahrzeug
    4
    Sicherheitssystem
    6
    Blende
    8
    Bauteil
    10
    Crashbox
    12
    Stoßfängerträger
    14
    Füllkörper mit einer auxetischen Struktur
    16
    Basisplatte
    18
    Innenraum
    20
    Schichtelemente
    22
    Bauteil
    24
    Schweißpunkt
    26
    Rastnase
    28
    Loch
    30
    Führungsnut
    32
    Nutstein
    I
    Verlauf
    II
    Verlauf
    R
    axiale Richtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 7160621 B2 [0003]
    • US 7350851 B2 [0003]
    • CN 107139874 A [0003]
    • US 20170151921 A1 [0003]
    • DE 102006058604 A1 [0003]
    • CN 107145626 A [0003]
    • DE 602005004701 T2 [0004]
    • DE 102016114302 A1 [0006]
    • DE 102013224751 A1 [0007]
    • DE 102014225069 A1 [0008]

Claims (14)

  1. Crashbox (10) für ein Kraftfahrzeug (2) mit einem Füllkörper (14) mit einer auxetischen Struktur, wobei in der Crashbox (10) der Füllkörper (14) aus einer auxetischen Struktur angeordnet ist, wobei der Füllkörper (14) durch Formschluss mit der Crashbox (10) verbunden ist, wobei dem Füllkörper (14) aus einer auxetischen Struktur zumindest ein Eingriffselement (26) zugeordnet ist, das sich in eine Ausnehmung der Crashbox (10) erstreckt.
  2. Crashbox (10) nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmung (26) als Führungsnut und das Eingriffselement (26) als Nutstein ausgebildet sind.
  3. Crashbox (10) nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmung (28) als Loch und das Eingriffselement (26) als Rastnase ausgebildet sind.
  4. Crashbox (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Füllkörper (14) mit der auxetischen Struktur ein 3D-Druckbauteil oder Faltteil oder Tiefziehteil oder Guss- Spritzgussteil oder ein Verbundwerkstoffteil ist.
  5. Crashbox (10) nach Anspruch 4, wobei der Füllkörper (14) mit der auxetischen Struktur ein Drahtrahmenbauteil ist.
  6. Crashbox (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Füllkörper (14) mit der auxetischen Struktur derart ausgebildet ist, dass der Füllkörper (10) mit der auxetischen Struktur bei einer Verformung unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes flexibel und bei einer Verformung oberhalb des vorbestimmten Grenzwertes steif ist.
  7. Crashbox (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Crashbox (10) zusammen mit dem Füllkörper (14) mit der auxetischen Struktur kräfteaufnehmend ausgebildet ist.
  8. Crashbox (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Füllkörper (14) ortsfest und/oder kräfteübertragend mit der Crashbox (10) verbunden ist.
  9. Crashbox (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Crashbox (10) als Positionshalter ausgebildet ist.
  10. Crashbox (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Crashbox (10) eine kraftschlüssige Verbindung bereitstellend ausgebildet ist.
  11. Füllkörper (14) mit einer auxetischen Struktur für eine Crashbox (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Sicherheitssystem (4) mit einer Crashbox (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  13. Sicherheitssystem (4) nach Anspruch 12, wobei das Sicherheitssystem (4) ein Stoßfänger, ein Batterieseitenaufprallschutz oder ein Insassenkopfschutz ist.
  14. Kraftfahrzeug (2) mit einem Sicherheitssystem (4) nach Anspruch 13.
DE102020201772.7A 2019-04-05 2020-02-12 Crashbox für ein Kraftfahrzeug Pending DE102020201772A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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