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Die Erfindung betrifft ein Crashelement in Form eines Hohlprofils, mit einer Längsrichtung, einem ersten Abschnitt und einem in Längsrichtung hinter dem ersten Abschnitt angeordneten zweiten Abschnitt, wobei ein Außendurchmesser eines Grenzbereichs zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt kleiner ist als ein Außendurchmesser des ersten Abschnitts, und wobei eine Außenwand des ersten Abschnitts eine Mehrzahl von strukturellen Schwachstellen aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrwerksteil sowie ein Fahrzeug.
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Crashelemente werden im Fahrzeugbau oftmals eingesetzt, um in einer Unfallsituation Bewegungsenergie durch kontrollierte Verformungen des Fahrzeugs aufnehmen zu können und Kraft- und Energieflüsse entsprechend auszugestalten. Die Crashelemente oder Crashstrukturen sind dabei im Regelfall für die Aufnahme von Energie in einer oder mehreren Belastungsrichtungen ausgestaltet. Im vorliegenden Fall entspricht die Belastungsrichtung dabei der Längsrichtung des Crashelements. Im Falle eines Unfalls wird ein solches Crashelement regelmäßig derart verformt, dass sich seine Ausdehnung in Längsrichtung verringert. Das Crashelement wird also unter Energieaufnahme komprimiert.
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Aus der
DE 103 58 492 A1 ist ein Crashelement für ein Kraftfahrzeug in Form eines Hohlprofils bekannt, bei dem das Hohlprofil einen umlaufenden Bereich aufweist, in welchem die Hohlprofilwandung einen springenden muffen- bzw. treppenartigen Versatz aufweist, wobei der Versatz als Sollbruchstelle ausgebildet ist, welche in einem Crashfall bei einer vorbestimmten Crashkraft aufbricht, und wobei im Crashfall entstehende Hohlprofilteile im Bereich des Versatzes energieabsorbierend und telekospartig ineinander einschiebbar sind. Das Crashelement wird durch Innenhochdruck-Umformen eines Hohlprofilrohlings erzeugt.
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Ein solches Crashelement muss aufwendig mit weiteren Fahrwerksteilen des Fahrzeugs verbunden werden. Dies kann beispielsweise über eine Stahlschweißkonstruktion oder aus einer Kombination mit einem Aluminiumgussteil, welches dann mittels einer geeigneten Fügetechnik mit dem Crashelement verbunden wird, geschehen.
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Das aus der
DE 103 58 492 A1 bekannte Crashelement ist nicht geeignet, um beispielsweise in einem Aluminiumgussverfahren hergestellt zu werden, da solche Aluminiumgussteile hierfür eine nachteilige Bruchcharakteristik und mangelhafte Duktilität aufweisen. Eine solche aus dem Stand der Technik bekannte Konstruktion ist daher verhältnismäßig aufwendig, da eine Mehrzahl von einzelnen Bauteilen hergestellt und verbunden werden muss.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Crashelement anzugeben, das sich bei vorteilhaften Crasheigenschaften auf einfache Art und Weise in das Fahrwerk eines Fahrzeugs integrieren lässt und einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Crashelement mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Fahrwerksteil mit einem einstückig angegossenen erfindungsgemäßen Crashelement gemäß Anspruch 8 sowie durch ein Fahrzeug mit einer solchen Crashelement oder einem solchen Fahrwerksteil gemäß Anspruch 9.
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Das erfindungsgemäße Crashelement hat den Vorteil, dass bei einem Unfall, während dessen eine Kraft in Längsrichtung bzw. in Belastungsrichtung auf das Crashelement wirkt, ein kontrolliertes strukturelles Versagen insbesondere des ersten Abschnitts erreicht wird. Das Crashelement kann dann gezielt Bewegungsenergie absorbieren und in Verformungsenergie umwandeln. Gleichzeitig ermöglicht es die erfindungsgemäße Ausgestaltung, das Crashelement in einem Gussverfahren, beispielsweise in einem Aluminiumgussverfahren, herzustellen. Es ist dann nicht mehr notwendig, zwei auf unterschiedliche Arten hergestellte Bauteile, beispielsweise ein als Strangpressprofil oder ein mittels Innenhochdruck-Umformen erzeugtes Hohlprofil und ein Aluminium-Gussteil, aufwendig miteinander zu verbinden. Erfindungsgemäß weist der erste Abschnitt einen n-eckigen Querschnitt auf, wobei der zweite Abschnitt ebenfalls einen n-eckigen Querschnitt aufweist, und wobei der zweite Abschnitt gegenüber dem ersten Abschnitt um 360°/2n verdreht ist. Mit anderen Worten sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt dann gegeneinander verdreht. Insbesondere sind die Abschnitte derart gegeneinander verdreht, dass jeweils eine Kante des zweiten Abschnitts in Umfangsrichtung gesehen mittig auf eine Fläche der äußeren Oberfläche des ersten Abschnitts trifft.
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Als zusätzliche Maßnahme können dann ggf. vorhandene Kanten des zweiten Abschnitts an den strukturellen Schwachstellen des ersten Abschnitts ausgerichtet werden. Eine ebenfalls eckige Ausgestaltung des ersten Abschnitts kann von Vorteil sein, um das strukturelle Versagen der Seitenflächen des ersten Abschnitts besonders gut kontrollieren zu können.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Außendurchmesser des ersten Abschnitts größer als ein Außendurchmesser des zweiten Abschnitt, wobei gleichzeitig der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts größer als der Außendurchmesser des Grenzbereichs ist. Der Grenzbereich, der auch als Übergangsbereich bezeichnet werden kann, kann dabei als Sollbruchstelle ausgestaltet sein. Wenn das Material im Übergangsbereich versagt und die Sollbruchstelle aufbricht entstehen dann aus dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt zwei einzelne, nicht mehr miteinander verbundene Teile.
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Unter einem Durchmesser wird dabei insbesondere eine maximale Ausdehnung quer zur Längsrichtung verstanden. Insbesondere wird der Durchmesser einer Grundform des betreffenden Abschnitts betrachtet, mögliche Vorsprünge oder ähnliches sollen hingegen nicht zum Durchmesser gezählt werden. Vorteilhafterweise ist ein Außendurchmesser des zweiten Abschnitts in etwa so groß wie in Innendurchmesser des ersten Abschnitts. Da der zweite Abschnitt aber nicht widerstandsfrei in den ersten Abschnitt eindringen soll ist es vorteilhaft, wenn der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts zwischen 100% und 120%, bevorzugt zwischen 102% und 110%, besonders bevorzugt zwischen 102% und 105% des Innendurchmessers des ersten Abschnitts beträgt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung existiert ein Überlappbereich, in dem sich in Längsrichtung gesehen der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt überlagern. In einem Querschnitt durch den Überlappbereich ist also sowohl die Außenwand des ersten Abschnitts als auch die Außenwand des zweiten Abschnitts vorhanden. Entsprechend ist in dem Überlappbereich der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts kleiner als der Innendurchmesser des ersten Abschnitts. Dies lässt sich beispielsweise mit einer sich zum ersten Abschnitt hin verjüngenden, keilförmigen Ausgestaltung des zweiten Abschnitts erreichen. Die Außenwand des ersten Abschnitts kann in dem Überlappbereich parallel zu der Außenwand des zweiten Abschnitts oder entsprechend der Keilform des zweiten Abschnitts unter einem kleinen Winkel zur Außenwand des zweiten Abschnitts verlaufen.
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Es ist möglich, dass die strukturellen Schwachstellen die Außenwand des ersten Abschnitts durchdringende Löcher sind. Der erste Abschnitt ist dann in seiner Struktur nach Art einer Perforation geschwächt. Eine solche Ausgestaltung ist einfach herzustellen. Beispielsweise können die Löcher dann auch nachträglich eingebracht werden, beispielsweise durch Bohren oder Laserabtrag. Alternativ können die Schwachstellen aber auch durch eine verringerte Stärke der Außenwand realisiert werden. Es können dann mehrere Bereiche mit verringerter Außenwandstärke hintereinander angeordnet werden. Jede Art der Anordnung, die für als Löcher ausgestaltete strukturelle Schwachstellen möglich ist, kann auch mit Schwachstellen in Form von Bereichen verminderter Wandstärke ausgeführt werden. Die Löcher können ebenfalls während des Gießprozesses, durch einen entsprechend konstruierten und eingelegten Sandkern eingebracht werden. Alternativ können auch linienförmige Bereiche mit verringerter Außenwandstärke vorhanden sein, deren Ausdehnung in Längsrichtung einen großen Teil der Ausdehnung des ersten Abschnitts in Längsrichtung, beispielsweise mehr als 40%, mehr als 50%, mehr als 60%, mehr als 70% oder mehr als 80% der Ausdehnung des ersten Abschnitts in Längsrichtung beträgt.
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Vorteilhafter Weise sind mehrere strukturelle Schwachstellen in dem ersten Abschnitt in Längsrichtung hintereinander angeordnet. Es ergibt sich im Falle von Löchern dann die bereits angesprochene Strukturschwächung nach Art einer Perforation. Auch sonstige Arten von strukturellen Schwachstellen haben den gleichen Effekt und ermöglichen ein kontrolliertes Aufreißen des ersten Abschnitts, wenn eine durch einen Unfall bzw. Crash herbeigeführte Kraft auf das Crashelement wirkt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind mehrere strukturelle Schwachstellen über den Umfang des ersten Abschnitts verteilt. Mit anderen Worten sind dann mehrere strukturelle Schwachstellen auf gleicher Position in Längsrichtung angeordnet. Bei einem runden Querschnitt des ersten Abschnitts können die Schwachstellen beispielsweise ringförmig über den Umfang des ersten Abschnitts verteilt angeordnet sein. Beispielsweise können vier Schwachstellen in einem Abstand von jeweils 90° vorhanden sein. Mehrere solche Ringe können dann wiederum in Längsrichtung hintereinander angeordnet sein, so dass sich bei einer Vielzahl von Ringen dann vier Perforationslinien ergeben. Andere Anzahlen sind selbstverständlich ebenfalls möglich. Bei einem ersten Abschnitt mit eckigem Querschnitt kann beispielsweise im quer zur Längsrichtung gesehen mittleren Bereich jeder Seite des ersten Abschnitts eine Schwachstelle oder mehrere Schwachstellen vorhanden sein.
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Gemäß einer speziellen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der zweite Abschnitt relativ zu dem ersten Abschnitt derart ausgerichtet ist, dass strukturelle Schwachstellen im ersten Abschnitt auf einer gedachten geradlinigen Verlängerung in Längsrichtung verlaufender Kanten des zweiten Abschnitts liegen. Durch die Kanten des zweiten Abschnitts ist dann die auf die strukturellen Schwachstellen wirkende Kraft besonders groß, so dass das strukturelle Versagen der Wand des ersten Abschnitts besonders gut kontrolliert werden kann.
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Es sind verschiedene Ausgestaltungen des zweiten Abschnitts möglich. So ist es beispielsweise möglich, dass der zweite Abschnitt einen eckigen, insbesondere einen quadratischen, rechteckigen, sechseckigen oder achteckigen Querschnitt aufweist. Ebenso sind verschiedene Ausgestaltungen des ersten Abschnitts möglich. So ist es beispielsweise möglich, dass der erste Abschnitt einen eckigen, insbesondere einen quadratischen, rechteckigen, sechseckigen oder achteckigen Querschnitt aufweist. Es ist ebenfalls denkbar, dass der zweite Abschnitt, sowie der erste Abschnitt rotationssymmetrisch dargestellt werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn das Crashelement als einstückig gegossenes Gussbauteil ausgestaltet ist. Es kann dann besonders gut in die weitere Konstruktion des Fahrzeugs integriert werden.
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Vorteilhafter Weise ist der Grenzbereich als Sollbruchstelle ausgestaltet. Hierzu kann beispielsweise die Materialstärke im Grenzbereich reduziert sein. Das Einbringen struktureller Schwachstellen in den Grenzbereich, insbesondere gleichmäßig umlaufend, ist ebenfalls denkbar.
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Ein besonders kontrolliertes Verhalten des Crashelements bei einem Unfall ergibt sich, wenn der Grenzbereich und der zweite Abschnitt derart ausgestaltet sind, dass bei einer Belastung des Crashelements in Längsrichtung oberhalb einer Grenzbelastung der zweite Abschnitt in den ersten Abschnitt eindringt. Durch zweckmäßige Ausgestaltung der strukturellen Schwachstellen im ersten Abschnitt kann dann ein gewünschtes Deformationsverhalten in Abhängigkeit von der wirkenden Kraft eingestellt werden. Hierzu kann es ebenfalls vorteilhaft sein, wenn der zweite Abschnitt keilförmig ausgestaltet ist. Es wird dann das Eindringen des zweiten Abschnitts in den ersten Abschnitt erleichtert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1: ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements in einer perspektivischen Ansicht,
- 2: das erste Ausführungsbeispiel im Kontext eines Fahrwerks aus einer ersten Perspektive,
- 3: das erste Ausführungsbeispiel im Kontext eines Fahrwerks aus einer zweiten Perspektive,
- 4: ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements in einer Seitenansicht,
- 5: das zweite Ausführungsbeispiel zu einem ersten Zeitpunkt während eines Unfalls,
- 6: das zweite Ausführungsbeispiel zu einem zweiten Zeitpunkt während eines Unfalls,
- 7: das zweite Ausführungsbeispiel zu einem dritten Zeitpunkt während eines Unfalls,
- 8: das zweite Ausführungsbeispiel zu einem vierten Zeitpunkt während eines Unfalls,
- 9: das zweite Ausführungsbeispiel zu einem fünften Zeitpunkt während eines Unfalls,
- 10: ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements in einer perspektivischen Ansicht,
- 11: ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements in einer perspektivischen Ansicht,
- 12: ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements in einer perspektivischen Ansicht,
- 13: ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements in einer perspektivischen Ansicht, und
- 14: ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements in einer perspektivischen Ansicht.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements 2 in einer perspektivischen Ansicht. Das Crashelement 2 weist einen ersten Abschnitt 4 und einen in einer Belastungsrichtung 22 gesehen vor dem ersten Abschnitt 4 angeordneten zweiten Abschnitt 6 auf. Sowohl der erste Abschnitt 4 als auch der zweite Abschnitt 6 sind hohlprofilartig ausgestaltet und weisen entsprechend eine umlaufende Außenwand 16, 18 und einen inneren Hohlraum auf.
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In einem Übergangsbereich 8 ist der erste Abschnitt 4 mit dem zweiten Abschnitt 6 verbunden bzw. geht in diesen über. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt des ersten Abschnitts 4 größer als der Querschnitt des zweiten Abschnitts 6. Entsprechend weist der erste Abschnitt 4 im Übergangsbereich 8 eine Stirnwand auf, die ungefähr rechtwinklig zu der Belastungsrichtung 22 verläuft. Die Belastungsrichtung 22 entspricht dabei einer Längsrichtung des Crashelements 2. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Crashelement 2 horizontal ausgerichtet. Mit anderen Worten verläuft die Belastungsrichtung 22 zumindest näherungsweise horizontal, wohingegen die Stirnwand 28 zumindest näherungsweise vertikal verläuft. Das Crashelement 2 kann in dieser Ausrichtung Kräfte, wie sie bei einem Unfall eines Fahrzeugs, beispielsweise einem Auffahrunfall, typischerweise entstehen, besonders gut aufnehmen.
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Der erste Abschnitt 4 ist als Fixelement bzw. Aufnahmeelement ausgestaltet, dessen Position im Fahrzeug während eines Unfalls konstant gehalten werden soll. Der zweite Abschnitt 6 hingegen ist als in einer Unfallsituation bewegliches Element ausgestaltet. Da während eines Unfalls typischerweise Kräfte von außen auf das Fahrzeug einwirken, ist der zweite Abschnitt entsprechend im Regelfall vom ersten Abschnitt aus gesehen in einem äußeren Bereich des Fahrzeugs angeordnet. Während eines Unfalls bzw. bei einer Belastung des Crashelements 2 bzw. des zweiten Abschnitts 6 in Belastungsrichtung 22, die größer als ein vorgegebener Belastungsgrenzwert ist, versagt die Verbindung des ersten Abschnitts 4 mit dem zweiten Abschnitt 6 im Übergangsbereich 8, so dass eine Bewegung des zweiten Abschnitts 6 relativ zum ersten Abschnitt 4 möglich wird. Der Übergangsbereich 8 ist entsprechend als Sollbruchstelle ausgestaltet.
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Im weiteren Verlauf dringt dann der zweite Abschnitt 6 in den ersten Abschnitt 4 bzw. in dessen zentralen Hohlraum 20 ein. Dabei ist das Crashelement 2 derart ausgestaltet, dass der erste Abschnitt 4 dem zweiten Abschnitt 6 einen Widerstand bietet, sich verformt und so Energie aufnimmt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt des ersten Abschnitts 4 viereckig und insbesondere näherungsweise quadratisch ausgestaltet. Auch der Querschnitt des zweiten Abschnitts 6 ist viereckig und insbesondere näherungsweise quadratisch ausgestaltet. Dabei beträgt die Kantenlänge des das Profil des zweiten Abschnitts 6 beschreibenden Quadrats ca. 60% bis 80% der Kantenlänge des das Profil des ersten Abschnitts 4 beschreibenden Quadrats.
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Der zweite Abschnitt 6 ist um etwa 45° gegenüber dem ersten Abschnitt 4 verdreht. Die Drehachse verläuft hierbei parallel zu der Längsrichtung des Crashelements 2 bzw. zu der Belastungsrichtung 22 sowie durch den Schwerpunkt des Querschnitts des zweiten Abschnitts 6. Entsprechend sind die Kanten 14 des zweiten Abschnitts jeweils auf Höhe eines mittleren Bereichs jeder Seitenfläche 13 des ersten Abschnitts 4 angeordnet bzw. an diesen ausgerichtet.
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Im Übergangsbereich 8 verjüngt sich der zweite Abschnitt 6. Mit anderen Worten ist der zweite Abschnitt 6 zum ersten Abschnitt 4 hin keilförmig ausgestaltet. In einem Überlappbereich 46 verläuft bereits im Ausgangszustand der zweite Abschnitt 6 innerhalb des ersten Abschnitts 4. Innerhalb des ersten Abschnitts 4 wird dabei die Keilform des zweiten Abschnitts 6 weitergeführt. Dies ist in der Figur als durch eines der Löcher 10 sichtbarer Fortsatz 7 des zweiten Abschnitts 6 erkennbar. Durch die keilförmige Ausgestaltung wird während eines Unfalls eine Selbstzentrierung des zweiten Abschnitts 6 innerhalb des ersten Abschnitts 4 erreicht. Die Längsachse des zweiten Abschnitts 6 bleibt somit während des Eindringens des zweiten Abschnitts 6 in den ersten Abschnitt 4 im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des ersten Abschnitts 4.
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Der zweite Abschnitt 6 ist derart ausgestaltet, dass er während des Eindringens in den ersten Abschnitt 4 formstabil bleibt. Der erste Abschnitt 4 hingegen ist derart ausgestaltet, dass er sich während des Eindringens des zweiten Abschnitts 6 verformt, um Energie aufzunehmen. Hierzu sind in jeder Seitenwand 16 des ersten Abschnitts Löcher 10 vorhanden. Die Löcher 10 liegen in Längsrichtung gesehen auf jeder Seite des ersten Abschnitts 4 hintereinander. Die Löcher jeweils einer Seitenwand 16 bilden somit eine Art Perforation mit einer Perforationslinie 26, auf der die Löcher 10 angeordnet sind. Diese Perforation wird beim Eindringen des zweiten Abschnitts 6 in den ersten Abschnitt 4 aufgebrochen. Dadurch, dass der zweite Abschnitt 6 gegenüber dem ersten Abschnitt 4 verdreht ist, wird von den Kanten 14 eine nach außen gerichtete Kraft auf die Seitenwände 16 des ersten Abschnitts 4 ausgeübt. Insbesondere wird diese Kraft im Bereich der Perforation ausgeübt, so dass es zu einem kontrollierten Materialversagen im Bereich der Löcher 10 des ersten Abschnitts 4 kommt.
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2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel im Kontext eines Fahrwerks aus einer ersten Perspektive. Dabei ist das Crashelement 2 mit dem ersten Abschnitt 4 und dem zweiten Abschnitt 6 einstückig mit dem Fahrwerksteil 30 ausgestaltet. Der erste Abschnitt 4 des Crashelements 2 grenzt dabei an den ersten Abschnitt 30.1 des Fahrwerksteils 30 an, während der zweite Abschnitt 6 des Crashelements 2 an den zweiten Abschnitt 30.2 des Fahrwerksteils 30 angrenzt. Der erste Abschnitt 30.1 des Fahrwerksteils 30 ist wiederum an dem Fahrwerksteil 32 befestigt. Der zweite Abschnitt 30.2. kann beispielsweise im vorderen Bereich eines Fahrzeugs, beispielsweise im Bereich eines vorderen Stoßfängers, angeordnet sein. Bei einem Auffahrunfall wirkt dann eine Kraft in der Belastungsrichtung 22 auf den zweiten Abschnitt 30.2 des Fahrwerksteils 30 und somit auch auf den zweiten Abschnitt 6 des Crashelements 2. Es kommt dann zu dem zuvor bereits beschriebenen Eindringen des zweiten Abschnitts 6 in den ersten Abschnitt 4 bei gleichzeitiger Verformung des ersten Abschnitts 4.
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3 zeigt das erste Ausführungsbeispiel im Kontext des Fahrwerks aus 2 aus einer zweiten Perspektive. Es sind wiederum der erste Abschnitt 4 sowie der zweite Abschnitt 6 des Crashelements 2, das erste Fahrwerksteil 30 mit dem ersten Abschnitt 30.1 und dem zweiten Abschnitt 30.2 sowie das zweite Fahrwerksteil 32 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Kanten 14 des zweiten Abschnitts 6 an den Löchern 10 des ersten Abschnitts 4 ausgerichtet sind. Mit anderen Worten verläuft eine gedachte Verlängerung der Kanten 14 durch die von den Löchern 10 gebildeten Perforationslinien 26.
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4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements 2 in einer Seitenansicht. Im Gegensatz zu den vorigen Darstellungen ist das Crashelement 2 hier derart ausgerichtet, dass der erste Abschnitt 4 in der Figur rechts und der zweite Abschnitt 6 in der Figur links liegt. Entsprechend verläuft die Belastungsrichtung 22 von links nach rechts. Es ist in dieser Darstellung besonders gut zu erkennen, dass der zweite Abschnitt 6 einen Fortsatz 7 aufweist, der innerhalb des Innenraums des ersten Abschnitts 4 verläuft. In der dargestellten Ansicht ist ebenfalls zu erkennen, dass alle vier Seitenwände 16 des ersten Abschnitts 4 Löcher 10 aufweisen. Die Kanten 14 des zweiten Abschnitts 6 sind wiederum an den Löchern 10 ausgerichtet.
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5 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel zu einem ersten Zeitpunkt während eines Unfalls. 6 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel zu einem zweiten Zeitpunkt während eines Unfalls. 7 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel zu einem dritten Zeitpunkt während eines Unfalls. 8 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel zu einem vierten Zeitpunkt während eines Unfalls. 9 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel zu einem fünften Zeitpunkt während eines Unfalls. Dabei ist dargestellt, wie der zweite Abschnitt 6 mit fortschreitender Zeit in den ersten Abschnitt 4 eindringt und dabei jeweils in dem Bereich, in dem die Kanten 14 des zweiten Abschnitts 6 auf den ersten Abschnitt 4 einwirken, das Material des ersten Abschnitts 4 versagt und insbesondere zwischen den Löchern 10 aufbricht. Zum in 9 dargestellten Zeitpunkt ist der zweite Abschnitt 6 vollständig in den ersten Abschnitt 4 eingedrungen. Bei einem weiteren Einwirken einer großen Kraft in der Belastungsrichtung 22 auf das Crashelement 2 werden nun der erste Abschnitt 4 und der zweite Abschnitt 6 gleichzeitig weiter verformt, was sich an der Verformung 36 in der Figur erkennen lässt.
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10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements 2 in einer perspektivischen Ansicht. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt sowohl des ersten Abschnitts 4 als auch des zweiten Abschnitts 6 rechteckig. Entsprechend weist die erste Seite 40 des ersten Abschnitts 4 quer zur Längsrichtung eine größere Ausdehnung auf als die zweite Seite 42 des ersten Abschnitts 4. Lediglich auf der ersten Seite, in der Darstellung also der Oberseite, und auf der nicht sichtbaren Unterseite sind Löcher 10 vorhanden. Der zweite Abschnitt 6 weist eine langgestreckte, keilförmige Verjüngung 38 auf.
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11 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements 2 in einer perspektivischen Ansicht. Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht bis auf die Form der Löcher 10 dem dritten Ausführungsbeispiel. Beim vierten Ausführungsbeispiel sind die Löcher 10 ebenfalls in der Oberseite 40 und der gegenüberliegenden Unterseite des ersten Abschnitts 4 angeordnet. Die Löcher 10 sind aber als quer zur Längsrichtung ausgerichtete Langlöcher ausgestaltet. Sie nehmen mehr als 60% der Ausdehnung der ersten Seite 40 quer zur Längsrichtung ein.
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12 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements 2 in einer perspektivischen Ansicht. Auch hier entspricht die Grundform des Crashelements 2 der Grundform des dritten Ausführungsbeispiels. Hier sind die Löcher aber lediglich in der zweiten Seite 42 des ersten Abschnitts 4 angeordnet. Sie sind ebenfalls als Langlöcher ausgestaltet, die eine Trapezform aufweisen. Die im Übergangsbereich 8 angeordnete Stirnwand 24 weist im Bereich der ersten Seite 40 eine Ausnehmung bzw. ein Fenster auf. Die Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt 4 und dem zweiten Abschnitt 6 ist somit geschwächt. Auf diese Weise lässt sich auch die Grenzkraft in der Belastungsrichtung, ab der eine inelastische Verformung auftreten soll, einstellen.
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13 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements 2 in einer perspektivischen Ansicht. Die Grundform entspricht dabei wiederum der des dritten Ausführungsbeispiels. Ebenfalls ist das Fenster 44 vorhanden. Die Löcher 10 im ersten Abschnitt sind allerdings weder ausschließlich in der ersten Seite 40 noch in der zweiten Seite 42 angeordnet. Stattdessen sind die Fenster 10 im Bereich der Kanten 12 des ersten Abschnitts 4 angeordnet. Jedes Loch 10 liegt somit anteilig in einer ersten Seite 40 und auch in einer zweiten Seite 42.
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14 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Crashelements 2 in einer perspektivischen Ansicht. Das siebte Ausführungsbeispiel weist ähnlich wie das erste Ausführungsbeispiel sowohl für den ersten Abschnitt als auch für den zweiten Abschnitt ein quadratisches Profil auf. Ebenfalls sind die Löcher 10 quer zur Längsrichtung mittig hintereinander auf den Seitenflächen des ersten Abschnitts angeordnet. Der zweite Abschnitt 38 weist einen langgestreckten keilförmigen Verjüngungsbereich 38 auf. Ebenfalls sind im Bereich der zum zweiten Abschnitt hin weisenden Kante 28 des ersten Bereichs fensterförmige Ausnehmungen 44 angeordnet. Der Innenraum 48 des zweiten Abschnitts 6 weist einen quadratischen Querschnitt auf, welcher gegenüber der Außenkontur des zweiten Abschnitts 6 um 45° verdreht ist. Die Kanten des Innenraums 48 des zweiten Abschnitts 6 verlaufen daher parallel zu den quer zur Längsrichtung verlaufenden Kanten des ersten Abschnitts 4.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Crashelement
- 4
- erster Abschnitt
- 6
- zweiter Abschnitt
- 7
- Fortsatz
- 8
- Übergangsbereich
- 10
- Löcher
- 12
- Kante
- 13
- Seitenfläche
- 14
- Kante
- 16
- Wand
- 18
- Wand
- 20
- Innenraum
- 22
- Belastungsrichtung
- 24
- Stirnwand
- 26
- Perforationslinie
- 28
- Kante im Übergangsbereich
- 30
- Fahrwerksteil
- 32
- Fahrwerksteil
- 34
- Riss
- 36
- Verformung
- 38
- Verjüngung
- 40
- erste Seite
- 42
- zweite Seite
- 44
- Fenster
- 46
- Überlappbereich
- 48
- Innenraum
