DE102022109388A1

DE102022109388A1 - Bauteil, insbesondere Schwelleranordnung eines Kraftfahrzeugs, in Leichtbauweise und mit verbesserter Energieabsorptionsfähigkeit

Info

Publication number: DE102022109388A1
Application number: DE102022109388.3A
Authority: DE
Inventors: Horst Lanzerath
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2022-04-15
Filing date: 2022-04-15
Publication date: 2023-10-19
Also published as: CN116902078A; US20230331309A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil, insbesondere eine Schwelleranordnung (10) eines Kraftfahrzeugs (88), die einen Hohlträger (12) und zumindest eine innerhalb des Hohlträgers (12) angeordnete mechanische Verstärkungsvorrichtung (24) mit zumindest einem Verstärkungsmittel (261-263) zur Energieabsorption durch eigene Verformung im Falle eines Seitenaufpralls aufweist, das zu einem überwiegenden Teil quer zur Erstreckungsrichtung (18) und parallel zu einer beim Aufprallereignis zu erwartenden Kraftrichtung (94) ausgerichtet ist.Erfindungsgemäß ist das zumindest eine mechanische Verstärkungsmittel (261-263) als bandförmiges Flachprofil ausgebildet, und die zumindest eine Verstärkungsvorrichtung (24) ist mittels jeweils eines innerhalb von Endbereichen bezüglich der Erstreckung der Verstärkungsvorrichtung (24) an dieser befestigten Halteelements (38, 40) frei innerhalb des Hohlraums (20) angeordnet. Dabei ist in einem Einbauzustand eine Rotationsbewegung der Verstärkungsvorrichtung (24) um die Erstreckungsrichtung (18) durch zumindest eine Formschlussverbindung gesperrt, die durch jeweils eines der Halteelemente (38, 40) und den Hohlträger (12) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil, insbesondere eine Schwelleranordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, aufweisend einen Hohlträger, innerhalb dem zumindest eine mechanische Verstärkungsvorrichtung mit zumindest einem Verstärkungsmittel angeordnet ist.
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik ist die Verwendung von energieabsorbierenden Elementen bekannt, die dazu vorgesehen sind, im Falle eines Aufprallereignisses Bewegungsenergie in Verformungsarbeit umzuwandeln, um potenziell schädliche Energie von einem Insassenraum bzw. Fahrzeuginsassen fernzuhalten. Dabei können insbesondere zylindrische Hohlkörper zur Anwendung kommen.
Beispielsweise schlägt die DE 10 2012 222 182 A1 einen röhrenförmigen Energieabsorber eines Kraftfahrzeugs vor. Dabei ist der Energieabsorber ein Energieabsorber aus einem Verbundmaterial, hat ein Profil, das wenigstens einen gekrümmten Abschnitt und wenigstens einen geraden Abschnitt hat, und mindestens ein gekrümmter Abschnitt ist wenigstens teilweise nach innen gekrümmt. Dadurch kann ein Kompromiss zwischen einer hohen Energieabsorption in Längsrichtung und einem hohen Widerstand gegenüber seitlichen Biegekräften erreicht werden, der eine besser ausgewogene Stauchabsorption ergibt und daher einen höheren Grad an Insassensicherheit erzielt. Das Profil kann eine grundlegende Form eines Kreuzes, beispielsweise eines griechischen Kreuzes, haben, das vier äußere Seitenabschnitte aufweist. Wenigstens zwei entgegengesetzte Seitenabschnitte des Kreuzes können gekrümmt sein.
Der Energieabsorber kann aus wenigstens zwei getrennt hergestellten, offenen Längsteilen bestehen, die aneinander geklebt sind, um den geschlossenen Energieabsorber zu erhalten.
Im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses ist es von besonderer Bedeutung, die Integrität des Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs möglichst weitgehend zu erhalten, um die Sicherheit von Fahrinsassen zu gewährleisten. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei dem Schwellerbereich von Kraftfahrzeugen und dessen Energieabsorption im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses.
Beispielsweise beschreibt die US 2020 / 0 140 018 A1 einen Schweller einer Fahrzeugkarosserie. Der Schweller beinhaltet zumindest ein erstes Schwellerprofil und ein zweites Schwellerprofil. Die Schwellerprofile erstrecken sich in Längsrichtung des Schwellers und weisen jeweils eine Verbindungsfläche auf, die dem weiteren Schwellerprofil zugewandt ist. Die Verbindungsflächen verlaufen zumindest bereichsweise vertikal. Die mindestens zwei Schwellerprofile sind über zumindest einen Bereich der Verbindungsflächen der Schwellerprofile miteinander verklebt. An zumindest einem der Schwellerprofile ist zu der Verbindungsfläche benachbart mindestens ein Rastvorsprung angeformt, der in mindestens einer Rastaufnahme eines anderen der Schwellerprofile eingreift.
Die Festigkeit des zweiten Schwellerprofils kann geringer sein als die Festigkeit des ersten Schwellerprofils. Das zweite Schwellerprofil stellt hierbei im montierten Zustand des Fahrzeuges das nach außen gerichtete, äußere Schwellerprofil dar, und das erste Schwellerprofil ist das der Fahrzeugmitte zugewandte, innere Schwellerprofil. Aufgrund der unterschiedlichen Festigkeiten kann einerseits das zweite Schwellerprofil mit geringerer Festigkeit als Deformationszone bei einem Aufprallunfall dienen. Die Aufprallenergie wird in Umformungsenergie umgewandelt und somit im äußeren Schwellerprofil absorbiert. Andererseits kann das erste bzw. innere Schwellerprofil aufgrund seiner höheren Festigkeit ein Abknicken der Schwelle oder ein Durchbrechen der Schwelle mit einem Gegenstand wie beispielsweise einem Pfosten oder Pfahl verhindern.
Der Unterschied in der Festigkeit kann durch das Material und/oder die Form der Schwellerprofile eingestellt werden. Die Schwellerprofile können Mehrkammerprofile darstellen. Die Schwellerprofile können Aluminiumprofile und vorzugsweise Extrusionsprofile darstellen. Im Falle eines Mehrkammerprofils sind die einzelnen Kammern innerhalb des Profils durch Trennwände voneinander getrennt. Durch die Anzahl, Ausrichtung und Form der Kammern und damit der Trennwände kann die Stärke des ersten und zweiten Schwellerprofils gezielt eingestellt werden.
Im Stand der Technik wurden Lösungen für Schwellerstrukturen vorgeschlagen, die Verstärkungsmittel bzw. Verstärkungsvorrichtungen aufweisen, mit denen ein Betrag an potenziell absorbierbarer Energie im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses gesteigert werden kann.
Durch die JP 2020 - 104 601 A ist eine Schwellerstruktur einer Fahrzeugkarosserie bereitgestellt, die in der Lage ist, einen Verformungsmodus eines Schwellers im Fall eines Seitenaufpralls zu steuern und eine Energieabsorptionsmenge zu erhöhen, die durch eine Verformung des Schwellers erlangt werden kann.
Ein Verstärkungsblech wird durch einen oberen Endflansch eines Schwellerinnenblechs und einen oberen Endflansch eines Schwelleraußenblechs eingeklemmt und ist mit diesen verbunden. Das Verstärkungsblech wird auch durch einen unteren Endflansch des Schwellerinnenblechs und einen unteren Endflansch des Schwelleraußenblechs eingeklemmt und ist mit diesen verbunden. Wenn eine Kollisionslast auf das Schwelleraußenblech zum Zeitpunkt eines Seitenaufpralls aufgebracht wird, kann eine Verschiebung in der vertikalen Richtung des Fahrzeugs an einem vertikalen Verbindungsteil zwischen dem Schwelleraußenblech und der übrigen Schwellerstruktur unterdrückt werden.
Mehrere Verstärkungsrippen, die sich in einer Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken und mit einem Zwischenraum zwischen benachbarten Wülsten in einer Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind, sind an einer oberen Wand und einer unteren Wand des Schwellerinnenblechs und an einer oberen Wand und einer unteren Wand des Schwelleraußenblechs ausgebildet. Die Tiefe der Verstärkungsrippen ist so eingestellt, dass sie bei Annäherung an das Verstärkungsblech allmählich zunimmt.
Wenn eine Kollisionslast zum Zeitpunkt eines Seitenaufpralls auf das Schwelleraußenblech ausgeübt wird, werden der obere Wandteil und der untere Wandteil des Schwelleraußenblechs nacheinander von der Endteilseite an der Außenseite in Richtung der Fahrzeugbreite gebogen und verformt, und der obere Wandteil und der untere Wandteil des Schwelleraußenblechs werden sequentiell von der Endteilseite auf der Innenseite in der Fahrzeugbreitenrichtung gebogen und verformt. Daher kann bei einem Seitenaufprall ein breiter Bereich der Schwellerstruktur zur Energieabsorption genutzt werden.
Die erhöhte Komplexität im Aufbau einer derartigen Schwellerstruktur erfordert verbesserte Herstellungsverfahren.
Aus der WO 2013 / 061 514 A1 ist eine Fahrzeugkarosserieseitenstruktur bekannt mit verbesserter Herstellbarkeit durch Ermöglichen einer Teilmontage einer Endplatte und Verbessern der Stoßabsorptionseigenschaften durch Erhöhen der Verbindungsfestigkeit zwischen Elementen, die die Fahrzeugkarosserieseitenstruktur bilden.
Zum Abdichten einer Öffnung an der Fahrzeugkarosserie-Rückseite der Fahrzeugkarosserieseitenstruktur mit geschlossenem Querschnitt, die ein Seitenschweller-Innenelement, ein Seitenschweller-Außenteil und ein Seitenschwellerverstärkungselement aufweist, die mittels Schweißverbindungsflanschen miteinander verbunden sind, ist eine Endplatte vorgesehen. Dabei ist die Endplatte mittels der hinteren Kante des Seitenschwellerverstärkungselements mit dem Seitenschwellerinnenelement und dem Seitenschwelleraußenteil durch Schweißen verbunden. Weiterhin ist die Endplatte am hinteren Ende des Seitenschwellerverstärkungselements mittels einer Schraube befestigt.
Des Weiteren schlägt die DE 41 13 711 A1 einen Hohlträger vor, insbesondere zum Einsatz in Kraftfahrzeugen. Der Hohlträger ist zur Energieumwandlung bei einer Krafteinleitung in Richtung etwa senkrecht zu seiner Erstreckung ausgebildet und weist mindestens eine Verstärkungswand in Richtung der Krafteinleitung auf. Die Verstärkungswand ist zumindest abschnittsweise gewölbt, um zu vermeiden, dass die Verstärkungswand bei Belastung ausknickt. Die Wölbungen werden bei Verformung des Hohlträgers in vorbestimmter Weise zu Falten verformt. Die Verstärkungswand kann gegensinnige Wölbungen aufweisen. Mehrere mit Wölbungen versehene Verstärkungswände können parallel zueinander in dem Hohlträger angeordnet sein.
Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet der Bereich der Schwelleranordnungen mit Verstärkungselementen bzw. Verstärkungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge noch Raum für Verbesserungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Bauteil, insbesondere eine neuartige Schwelleranordnung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das bzw. die bei möglichst verringertem Gewicht im Falle eines Aufprallereignisses, insbesondere eines seitlichen Aufprallereignisses potenziell eine zumindest gleich große Energiemenge durch Verformung wie herkömmliche Bauteile, insbesondere Schweller absorbieren kann und dabei einen möglichst einfachen und möglichst effiezient herstellbaren Aufbau aufweist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Bauteil, insbesondere durch eine Schwelleranordnung eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die abhängigen Unteransprüche.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand eines als Schwelleranordnung ausgeführten Bauteils beschrieben. Selbstverständlich soll die Erfindung nicht nur auf eine Schwelleranordnung beschränkt sein. Es liegt im Sinne der Erfindung, dass diese auch für andere Bauteile von Kraftfahrzeugen die einer Biegebelastung, also einem seitlichen Aufprallereignis oder einem in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs einwirkenden Aufprallereignis ausgesetzt werden können, anwendbar ist. Dabei ist beispielsweise an Säulen-Verstärkungen, auch B-Säulen-Verstärkungen, Stossfängerquerträger oder Dachseitenrahmen (roof rails) gedacht, um nur einige Beispiele für solche Bauteile zu nennen.
Das erfindungsgemäße Bauteil, also die erfindungsgemäße Schwelleranordnung eines Kraftfahrzeugs weist einen Hohlträger auf, dessen Erstreckungsrichtung parallel zu einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs anordenbar oder angeordnet ist. Der Hohlträger bildet einen Hohlraum aus, innerhalb dem zumindest eine mechanische Verstärkungsvorrichtung der Schwelleranordnung mit zumindest einem Verstärkungsmittel angeordnet ist, das zu einem überwiegenden Teil quer zur Erstreckungsrichtung und parallel zu einer im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses zu erwartenden Kraftrichtung ausgerichtet und dazu vorgesehen ist, bei einem seitlichen Aufprallereignis momentan vorhandene Bewegungsenergie durch eigene Verformung in Verformungsarbeit umzuwandeln. Dabei weist das zumindest eine Verstärkungsmittel in der zu erwartenden Kraftrichtung vor dem Aufprallereignis eine vorbestimmte Selbstüberdeckungsfläche auf. Eine momentane Selbstüberdeckungsfläche beträgt in dieser Richtung oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes für die in dieser Richtung wirkenden Kraft aufgrund einer Verformung des zumindest einen Verstärkungsmittels ein Mehrfaches der vorbestimmten Selbstüberdeckungsfläche.
Unter einem „überwiegenden Teil“ oder „überwiegenden Anteil“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere einen Anteil von mehr als 50 %, bevorzugt von mehr als 70 % und, besonders bevorzugt, von mehr als 90 % verstanden werden. Insbesondere soll der Begriff die Möglichkeit einschließen, dass der Teil oder Anteil vollständig ist, d.h. 100 % beträgt. Unter dem Begriff „dazu vorgesehen“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere speziell dafür ausgelegt oder angeordnet verstanden werden.
Es wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine mechanische Verstärkungsmittel als bandförmiges Flachprofil ausgebildet ist und die zumindest eine Verstärkungsvorrichtung zumindest mittels jeweils eines innerhalb von Endbereichen bezüglich der Erstreckung der Verstärkungsvorrichtung an dieser befestigten Halteelements frei innerhalb des Hohlraums angeordnet ist. Dabei ist das zumindest eine bandförmige Flachprofil mit seiner Länge parallel zur Erstreckungsrichtung und mit einer Flächennormalen seiner von Länge und Breite gebildeten Oberfläche quer zu einer im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses zu erwartenden Kraftrichtung ausgerichtet. Zudem weist jedes der Halteelemente zumindest ein Formschlusselement auf, das in einem Einbauzustand mit einem korrespondierenden Formschlusselement des Hohlträgers jeweils eine Formschlussverbindung bildet, die eine Rotationsbewegung der Verstärkungsvorrichtung um die Erstreckungsrichtung sperrt.
In einer geeigneten Ausgestaltung kann mit der vorgeschlagenen Schwelleranordnung im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses in zweifacher Weise Bewegungsenergie in Verformungsarbeit umgewandelt werden. Zum einen erfolgt die Erhöhung der Selbstüberdeckungsfläche aufgrund einer Verformung des zumindest einen frei innerhalb des Hohlraums angeordneten Verstärkungsmittels, für die ein Teil der Bewegungsenergie verwendet wird. Zum anderen bewirkt die Erhöhung der Selbstüberdeckungsfläche einen Anstieg des Biegewiderstandsmoments des Verstärkungsmittels für eine Biegeverformung um eine vertikale Achse (die Hochachse des Kraftfahrzeugs), so dass bei gleicher Biegeverformung ein höherer Energiebetrag umgewandelt werden kann.
Das erhöhte Biegewiderstandsmoment hat zur Folge, dass ein lokal begrenztes Einknicken der Verstärkungsvorrichtung vermieden werden kann, das für eine Umwandlung der Bewegungsenergie in Verformungsarbeit ineffizient ist. Stattdessen kann die Verstärkungsvorrichtung bei einem seitlichen Aufprallereignis in seiner Gesamtlänge in der Erstreckungsrichtung in einem anschließenden Biegeprozess um die vertikale Achse genutzt werden.
Des Weiteren ist durch die Sperrung einer Rotationsbewegung der Verstärkungsvorrichtung um die Erstreckungsrichtung im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses die Verformung der Verstärkungsvorrichtung, d.h. insbesondere des Verstärkungsmittels oder der Verstärkungsmittel, in einer vorbestimmten Weise reproduzierbar ermöglicht, so dass eine gezielte Lenkung der beim Aufprallereignis einwirkenden Kraft zu Verformung der Verstärkungsvorrichtung erreicht werden kann, wodurch das Biegewiderstandsmoment der Verstärkungsvorrichtung besonders effektiv gesteigert werden kann.
In bevorzugten Ausführungsformen der Schwelleranordnung ist zumindest eines der Halteelemente als Halteplatte ausgebildet, die quer zur Erstreckungsrichtung angeordnet und an eine Querschnittsfläche des Hohlraums angepasst ist. Auf diese Weise kann die zumindest eine Verstärkungsvorrichtung auf konstruktiv besonders einfache Weise und mit minimaler Beeinflussung seines Biegewiderstandsmoments frei innerhalb des Hohlraums angeordnet werden. Ferner können das zumindest eine Formschlusselement der Halteplatte und das korrespondierende Formschlusselement des Hohlträgers in konstruktiv einfacher Weise bereitgestellt werden.
Bevorzugt weist eine Querschnittsfläche des Hohlraums eine Vielzahl von inneren Ecken auf, von denen zumindest eine das korrespondierende Formschlusselement des Hohlträgers bildet, und das zumindest eine Formschlusselement jedes der Halteelemente als Eckelement ausgebildet ist, das im Einbauzustand einen vorbestimmten Abstand zur Oberfläche des Hohlraums an der inneren Ecke einnimmt. Dadurch kann auf einfache Weise eine Vielzahl von Formschlussverbindungen hergestellt werden, durch die eine Rotationsbewegung der Verstärkungsvorrichtung um die Erstreckungsrichtung besonders wirksam gesperrt ist. Unter dem Begriff „Vielzahl“ soll im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Anzahl von zumindest zwei verstanden werden.
In bevorzugten Ausführungsformen der Schwelleranordnung weist das zumindest eine bandförmige Flachprofil oder weisen die bandförmigen Flachprofile der zumindest einen mechanischen Verstärkungsvorrichtung im Einbauzustand eine quer zur Erstreckungsrichtung gewölbte Querschnittsform auf. Durch diese Ausgestaltung kann die beim Aufprallereignis oberhalb des vorbestimmten Schwellenwertes einwirkende Kraft in reproduzierbarer Weise zu einer Verformung des Verstärkungsvorrichtung verwendet werden, die einer Faltung des Flachprofils oder der Flachprofile und somit annähernd einer Verdoppelung der Materialstärke des Flachprofils oder der Flachprofile entspricht, wodurch das Biegewiderstandsmoment der Verstärkungsvorrichtung besonders effektiv gesteigert werden kann.
Bevorzugt weist die quer zur Erstreckungsrichtung gewölbte Querschnittsform des zumindest einen bandförmigen Flachprofils oder der bandförmigen Flachprofile im Einbauzustand eine gleichmäßige Krümmung mit gleichem Vorzeichen auf, und im Falle mehrerer Flachprofile beträgt eine Abmessung jedes der Flachprofile senkrecht zur betreffenden Oberfläche mindestens 10% einer Abmessung der Verstärkungsvorrichtung in dieser Richtung.
Diese Ausgestaltung kann eine Faltung des Flachprofils oder der Flachprofile aufgrund einer im Fall eines Aufprallereignisses in der zu erwartenden Kraftrichtung wirkenden Kraft oberhalb des vorbestimmten Schwellenwertes entlang einer Ebene ermöglichen, die senkrecht zu der zu erwartenden Kraftrichtung angeordnet ist und in der der Scheitelpunkt der gewölbten Querschnittsform des Flachprofils oder die Scheitelpunkte der gewölbten Querschnittsformen der Flachprofile liegen. Dadurch kann in reproduzierbarer Weise eine Doppelung des Flachprofils oder aller Flachprofile der Verstärkungsvorrichtung erzielt werden, was einer beträchtlichen Vergrößerung des Biegewiderstandsmoments der Verstärkungsvorrichtung für eine Biegung um die Hochachse entspricht.
In bevorzugten Ausführungsformen der Schwelleranordnung weist die zumindest eine mechanische Verstärkungsvorrichtung im Einbauzustand zumindest zwei in vertikaler Richtung voneinander beabstandet und parallel zueinander angeordnete bandförmige Flachprofile als Verstärkungsmittel auf, die an ihren Längsseiten durch Seitenelemente miteinander verbunden sind, so dass zwischen in vertikaler Richtung benachbarten Flachprofilen jeweils ein Zwischenraum ausgebildet ist.
Mit zumindest einer mechanischen Verstärkungsvorrichtung dieser Ausgestaltung lässt sich durch die im Fall eines Aufprallereignisses in den zu erwartenden Richtung einwirkende Kraft oberhalb des vorbestimmten Schwellenwertes durch Faltung der bandförmigen Flachprofile ein besonders großes Biegewiderstandsmoment für eine anschließende Biegung der Verstärkungsvorrichtung um die Hochachse erreichen.
In derartigen Ausführungsformen der Schwelleranordnung weist bevorzugt zumindest ein Seitenelement zumindest eine Sicke auf, die im Einbauzustand entlang eines überwiegenden Teils einer Länge der bandförmigen Flachprofile in der Erstreckungsrichtung ausgebildet ist. Durch die Sicke oder die Sicken kann eine besonders gute Reproduzierbarkeit und Stabilität des Vorgangs der Erhöhung der Selbstüberdeckungsfläche aufgrund der Faltung der Flachprofile durch die im Falle eines Aufprallereignisses einwirkende Kraft oberhalb des Schwellenwertes ermöglicht werden. Die Sicke kann, von außerhalb der Verstärkungsvorrichtung betrachtet, als Nut oder als Rippe ausgebildet sein.
In bevorzugten Ausführungsformen der Schwelleranordnung weist zumindest ein bandförmiges Flachprofil zumindest eine Sicke auf, die im Einbauzustand entlang eines überwiegenden Teils einer Länge des bandförmigen Flachprofils in der Erstreckungsrichtung ausgebildet ist. In ähnlicher Weise wie bei einem Seitenelement kann durch die Sicke oder die Sicken eine besonders gute Reproduzierbarkeit und Stabilität des Vorgangs der Erhöhung der Selbstüberdeckungsfläche aufgrund der Faltung der Flachprofile durch die im Falle eines Aufprallereignisses einwirkende Kraft oberhalb des Schwellenwertes ermöglicht werden.
Bevorzugt ist sowohl im Falle eines Seitenelements als auch im Falle eines bandförmigen Flachprofils, dass die zumindest eine Sicke eine Tiefe aufweist, die im Einbauzustand mindestens 10% einer gesamten Höhenabmessung der Verstärkungsvorrichtung in der vertikalen Richtung beträgt. Mit einer derartigen Ausgestaltung der Sicke kann eine besonders gute Reproduzierbarkeit und Stabilität des Vorgangs der Faltung der Flachprofile durch die im Falle eines Aufprallereignisses einwirkende Kraft oberhalb des Schwellenwertes und die Erhöhung der Selbstüberdeckungsfläche erreicht werden.
In bevorzugten Ausführungsformen der Schwelleranordnung enthält das zumindest eine Flachprofil oder enthalten die Flachprofile der zumindest einen mechanischen Verstärkungsvorrichtung einen überwiegenden Anteil an Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Es liegt jedoch im Sinne der Erfindung auch andere, geeignete Werkstoffe als die beispielhaft genannten zu verwenden. Insbesondere ist Stahl mit einer Martensit-Struktur besonders bevorzugt. Bei der Verwendung von Stahl kann eine besonders effizient herstellbare erfindungsgemäße Schwelleranordnung bereitgestellt werden.
Auf diese Weise kann eine Schwelleranordnung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden, die bei verringertem Gewicht bei einem seitlichen Aufprallereignis potenziell eine Energiemenge durch Verformung absorbieren kann, die einer entsprechenden Energiemenge herkömmlicher Schweller entspricht oder, bei gleichem Gewicht, diese Energiemenge weit überschreitet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen

1 eine perspektivische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Schwelleranordnung in einem Einbauzustand in einer Phantomdarstellung,
2 die Schwelleranordnung gemäß der 1 mit entfernter Abdeckung der B-Säule,
3 eine mechanische Verstärkungsvorrichtung der Schwelleranordnung gemäß der 1 in einer perspektivischen Seitenansicht,
4 die mechanische Verstärkungsvorrichtung der Schwelleranordnung gemäß der 1 in einer weiteren perspektivischen Seitenansicht,
5 ein Detail der Schwelleranordnung gemäß der 1 in einer geschnittenen perspektivischen Seitenansicht im Einbauzustand und unmittelbar vor Eintritt eines seitlichen Aufprallereignisses,
6 eine Draufsicht der Schwelleranordnung gemäß der 5,
7 eine Draufsicht der Schwelleranordnung gemäß der 5 in einer geschnittenen perspektivischen Seitenansicht im Einbauzustand zu einem ersten Zeitpunkt nach Eintritt des seitlichen Aufprallereignisses,
8 eine Draufsicht der Schwelleranordnung gemäß der 7,
9 eine Draufsicht der Schwelleranordnung gemäß der 5 in einer geschnittenen perspektivischen Seitenansicht im Einbauzustand zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt nach Eintritt des seitlichen Aufprallereignisses,
10 eine Draufsicht der Schwelleranordnung gemäß der 9,
11 eine alternative Ausführungsform einer Verstärkungsvorrichtung der Schwelleranordnung gemäß der 1 in einer perspektivischen Ansicht,
12 eine geschnittene Vorderansicht der Schwelleranordnung gemäß der 1 mit einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Verstärkungsvorrichtung,
13 eine geschnittene Vorderansicht der Schwelleranordnung gemäß der 1 mit weiteren alternativen Ausführungsformen einer Verstärkungsvorrichtung, und
14 eine geschnittene Vorderansicht der Schwelleranordnung gemäß der 1 mit weiteren alternativen Ausführungsformen einer Verstärkungsvorrichtung.

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
1 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schwelleranordnung 10 eines Kraftfahrzeugs 88 in einem Einbauzustand in einer perspektivischen Seitenansicht von schräg vorn in Phantomdarstellung. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Kraftfahrzeug 88 als Personenkraftwagen ausgebildet.
Die Schwelleranordnung 10 befindet sich in der üblichen Weise zwischen den Radkästen des Kraftfahrzeugs 88 unterhalb der Türeinstiege des Kraftfahrzeugs 88. Eine symmetrisch baugleiche Schwelleranordnung ist auf der anderen Seite des Kraftfahrzeugs 88 angeordnet (nicht dargestellt).
Die Schwelleranordnung 10 weist einen Hohlträger 12 auf, dessen Erstreckungsrichtung 18 parallel zu einer Geradeaus-Fahrtrichtung 90 bzw. Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 88 angeordnet und ausgerichtet ist. Der Hohlträger 12 beinhaltet in der vorliegenden Ausführungsform einen unteren Teil einer Seitenwand 14 und einen Schwellerinnenteil 16 (5), die beide hutförmig ausgebildet und in bekannter Weise mittels integrierter Flanschelemente an einer Oberseite und einer Unterseite des Hohlträgers 12 fest miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Punktschweißen. Die Schwelleranordnung kann alternativ einen anders ausgestalteten Hohlträger beinhalten, der die erfindungsgemäßen Merkmale aufweist. Die 5 zeigt ein Detail der Schwelleranordnung 10 gemäß der 1 in einer geschnittenen perspektivischen Seitenansicht im Einbauzustand.
Der Hohlträger 12 bildet einen Hohlraum 20 aus, dessen Querschnittsfläche eine Vielzahl von inneren Ecken 22 mit abgerundeten Eckbereichen aufweist. In der 5 ist aus Gründen der Übersicht nur eine der inneren Ecken 22 bezeichnet. Die Schwelleranordnung 10 enthält ferner eine mechanische Verstärkungsvorrichtung 24, die innerhalb des Hohlraums 20 angeordnet ist. Die Verstärkungsvorrichtung 24 weist Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ auf, die dazu vorgesehen sind, bei einem seitlichen Aufprallereignis momentan vorhandene Bewegungsenergie durch eigene Verformung in Verformungsarbeit umzuwandeln.
Die Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ der Verstärkungsvorrichtung 24 sind in der vorliegenden Ausführungsform von drei bandförmigen Flachprofilen gebildet, die jeweils einen überwiegenden Anteil an Stahl enthalten. Dabei kann insbesondere martensitischer Stahl mit einer Zugfestigkeit von 1500 MPa oder 1700 MPa zur Anwendung kommen. Es liegt jedoch im Sinne der Erfindung auch andere, geeignete Werkstoffe als die beispielhaft genannten zu verwenden.
Jedes der bandförmigen Flachprofile ist mit seiner Länge parallel zur Erstreckungsrichtung 18 und mit einer Flächennormalen 28 seiner von Länge und Breite gebildeten Oberfläche quer zu einer im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses zu erwartenden Kraftrichtung 94 ausgerichtet. Somit ist jedes der bandförmigen Flachprofile zu einem überwiegenden Teil quer zur Erstreckungsrichtung 18 ausgerichtet.
Die drei bandförmigen Flachprofile sind im Einbauzustand in vertikaler Richtung 96 voneinander beabstandet und parallel zueinander angeordnet. Jedes der bandförmigen Flachprofile weist im Einbauzustand eine quer zur Erstreckungsrichtung 18 gewölbte Querschnittsform auf. Dabei besitzt die gewölbte Querschnittsform der drei bandförmigen Flachprofile eine gleichmäßige Krümmung mit gleichem Vorzeichen. Eine Abmessung h jedes der drei Flachprofile senkrecht zur betreffenden Oberfläche beträgt mindestens 10% einer Abmessung H der Verstärkungsvorrichtung 24 in dieser Richtung, in der vorliegenden Ausführungsform nämlich etwa 14%.
Die drei bandförmigen Flachprofile sind in dem in der 5 dargestellten Einbauzustand an ihren Längsseiten durch Seitenelemente 30₁, 30₂ miteinander verbunden, so dass zwischen in vertikaler Richtung 96 benachbarten Flachprofilen jeweils ein Zwischenraum 32₁, 32₂ ausgebildet ist. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die beiden Zwischenräume 32₁, 32₂ in vertikaler Richtung 96 gleiche Höhen auf. In anderen möglichen Ausführungsformen können die Zwischenräume 32₁, 32₂ auch unterschiedlich große Höhen in vertikaler Richtung 96 besitzen.
Jedes der drei Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ weist in dem Einbauzustand, der in der 5 gezeigt ist, in der im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses zu erwartenden Kraftrichtung 94 vor dem Aufprallereignis eine vorbestimmte Selbstüberdeckungsfläche 34 auf. Die Selbstüberdeckungsfläche 34 kann als Projektionsfläche einer Parallelprojektion eines der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ aus der zu erwartenden Kraftrichtung 94 auf eine senkrecht dazu angeordnete Ebene aufgefasst werden.
Die Schwelleranordnung 10 beinhaltet weiterhin zwei Halteelemente 38, 40, mittels derer die Verstärkungsvorrichtung 24 frei innerhalb des Hohlraums 20 angeordnet ist (3). Zu diesem Zweck ist in der vorliegenden Ausführungsform jedes der Halteelemente 38, 40 innerhalb eines Endbereiches bezüglich der Erstreckung der Verstärkungsvorrichtung 24 an dieser befestigt. Es ist anzumerken, dass die Halteelemente 38, 40 nur mit der Verstärkungsvorrichtung 24, jedoch nicht mit dem Hohlträger 12 verbunden sind. In anderen Ausführungsformen kann auch eine größere Anzahl von Halteelementen zur freien Anordnung der Verstärkungsvorrichtung 24 innerhalb des Hohlraums 20 benutzt werden. So kann beispielsweise ein weiteres Halteelement in einem Mittelbereich bezüglich der Erstreckung der Verstärkungsvorrichtung 24 an dieser befestigt sein.
Jedes der Halteelemente 38, 40 ist als Halteplatte ausgebildet, die quer zur Erstreckungsrichtung 18 angeordnet und an eine Querschnittsfläche des Hohlraums 20 angepasst ist (2, 4, 5), indem jedes der Halteelemente 38, 40 abgerundete Eckelemente 42 aufweist (4), die im Einbauzustand einen vorbestimmten Abstand zur Oberfläche des Hohlraums 20 an der betreffenden inneren Ecke 22 einnehmen (5). Die abgerundeten Eckelemente 42 stellen Formschlusselemente des Halteelements 38, 40 dar, die im Einbauzustand jeweils mit einem korrespondierenden Formschlusselement des Hohlträgers 12 eine Formschlussverbindung bilden, wobei die korrespondierenden Formschlusselemente des Hohlträgers 12 von der Vielzahl der inneren Ecken 22 mit abgerundeten Eckbereichen gebildet sind, von denen die Querschnittsfläche des Hohlträgers 12 begrenzt ist. Die auf diese Weise gebildeten Formschlussverbindungen sperren eine Rotationsbewegung der Verstärkungsvorrichtung 24 um die Erstreckungsrichtung 18 als Achse.
Die 6 zeigt die Verstärkungsvorrichtung 24 unmittelbar vor Eintritt eines seitlichen Aufprallereignisses zwischen dem Kraftfahrzeug 88 und einem stangenförmigen Objekt 98, beispielsweise einem Mast. Diese Situation ist in 6 in einer Draufsicht auf die Schwelleranordnung 10 gemäß der 5 und den Mast besonders deutlich dargestellt.
In 7 ist eine Draufsicht der Schwelleranordnung 10 gemäß der 5 in einer geschnittenen perspektivischen Seitenansicht im Einbauzustand zu einem ersten Zeitpunkt nach Eintritt des seitlichen Aufprallereignisses gezeigt. 8 ist eine Draufsicht der Schwelleranordnung 10 gemäß der 7. Die durch das Aufprallereignis in der Kraftrichtung 94 wirkende Kraft hat einen vorbestimmten Schwellenwert für die Kraft überschritten.
Die 7 zeigt deutlich, dass die zu diesem Zeitpunkt bestehende momentane Selbstüberdeckungsfläche 36 der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ in Richtung 94 der durch das Aufprallereignis wirkenden Kraft stark angestiegen ist und ein Mehrfaches der vorbestimmten Selbstüberdeckungsfläche 34 beträgt. Der Anstieg der momentanen Selbstüberdeckungsfläche 36 ist in der Verformung der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ in Form einer Faltung um eine Achse begründet, die parallel zur Erstreckungsrichtung 18 angeordnet ist.
In 9 ist eine Draufsicht der Schwelleranordnung 10 gemäß der 5 in einer geschnittenen perspektivischen Seitenansicht im Einbauzustand zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt nach Eintritt des seitlichen Aufprallereignisses gezeigt. 10 ist eine Draufsicht der Schwelleranordnung 10 gemäß der 9.
Die 9 zeigt deutlich, dass zu diesem zweiten, späteren Zeitpunkt die momentane Selbstüberdeckungsfläche 36 der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ in Richtung 94 der durch das Aufprallereignis wirkenden Kraft weiterhin angestiegen ist. Die Verformung der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ in Form der Faltung ist so weit fortgeschritten, dass im Einbauzustand einander gegenüberliegenden Längsbereiche der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ in direkter bzw. indirekter Weise in gegenseitige Anlage gelangen. Wie im Fall einer alternativen Ausführungsform einer Verstärkungsvorrichtung mit einem einzigen Verstärkungsmittel sofort ersichtlich ist, kann diese gegenseitige Anlage als Doppelung der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ aufgefasst werden. Aufgrund der Doppelung der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ findet eine erhebliche Erhöhung des Biegewiderstandsmoments der Verstärkungsvorrichtung 24 bezüglich einer Biegung um eine parallel zur vertikalen Richtung 96 angeordnete Hochachse 92 des Kraftfahrzeugs 88 statt.
Es ist an dieser Stelle anzumerken, dass durch die Verformung der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ in Form der Faltung bereits eine Umwandlung eines Teils der momentanen Bewegungsenergie in Verformungsarbeit stattgefunden hat. Weiterhin ist festzuhalten, dass die Sperrung der Rotationsbewegung der Verstärkungsvorrichtung 24 in entscheidender Weise zu einer reproduzierbaren Faltungsbewegung der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ während der Verformung durch die aufgrund des Aufprallereignisses wirkenden Kraft beiträgt.
Aus der 10 ist besonders deutlich ersichtlich, dass durch die Doppelung der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ ein lokal begrenztes Abknicken vermieden werden kann und die Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ stattdessen entlang eines größeren Bereichs der Erstreckungsrichtung 18 an einer Biegebewegung der Verstärkungsvorrichtung 24 um die Hochachse 92 des Kraftfahrzeugs 88 beteiligt sind. Dies führt zu einer erhöhten Umwandlung von momentaner Bewegungsenergie in Verformungsarbeit, so dass trotz einer Ausgestaltung der Verstärkungsmittel 26₁, 26₂, 26₃ in Leichtbauweise eine hohe Kapazität für eine Umwandlung von momentaner Bewegungsenergie in Verformungsarbeit im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses erreicht werden kann.
In den 11 bis 14 werden alternative Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schwelleranordnung schematisch dargestellt. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden im Folgenden jeweils nur die Unterschiede der alternativen Ausführungsformen zu der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schwelleranordnung 10 gemäß der 1 bis 10 beschrieben.
11 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Verstärkungsvorrichtung 44 der Schwelleranordnung 10 gemäß der 1 in einer perspektivischen Ansicht. In 12 ist eine Schnittdarstellung der Schwelleranordnung 10 und der alternativen Verstärkungsvorrichtung 44 gemäß der 11 gezeigt.
In der alternativen Ausführungsform der Verstärkungsvorrichtung 44 weist diese zwei Verstärkungsmittel 46₁, 46₂ auf (12), die als bandförmiges Flachprofil ähnlich den Flachprofilen in der 5 ausgebildet sind, aber keine quer zur Erstreckungsrichtung 18 gewölbte Querschnittsform aufweisen sondern mit ebenen Oberflächen ausgestattet sind. Die beiden Verstärkungsmittel 46₁, 46₂ sind an ihren Längsseiten durch Seitenelemente 48₁, 48₂ miteinander verbunden, so dass zwischen ihnen in vertikaler Richtung 96 ein einziger Zwischenraum 50 ausgebildet ist.
Jedes der beiden Flachprofile weist eine als Nut ausgebildete Sicke 52 auf, die im Einbauzustand entlang eines überwiegenden Teils einer Länge des bandförmigen Flachprofils in der Erstreckungsrichtung 18 entlang einer Mittellinie des Flachprofils angeordnet ist. Weiterhin weist jedes der Seitenelemente 48₁, 48₂ entlang einer Mittellinie der Erstreckungsrichtung 18 ebenfalls eine als Nut ausgebildete Sicke 52 auf.
Sowohl die in den Seitenelementen 48₁, 48₂ ausgebildeten Sicken 52 als auch die in den Flachprofilen ausgebildeten Sicken 52 weisen eine Tiefe T auf, die im Einbauzustand mindestens 10% einer gesamten Höhenabmessung H der Verstärkungsvorrichtung 44 in der vertikalen Richtung 96 beträgt.
Die Sicken 52 bewirken eine besonders gute Reproduzierbarkeit und Stabilität des Vorgangs der Erhöhung der Selbstüberdeckungsfläche 34, 36 aufgrund der Faltung der Flachprofile durch die im Falle eines Aufprallereignisses einwirkende Kraft oberhalb des Schwellenwertes.
Die alternativen Ausführungsformen der Verstärkungsvorrichtung gemäß der 13 weisen jeweils zwei Verstärkungsmittel 56₁, 56₂, 62₁, 62₂, 70₁, 70₂ auf, die als bandförmiges Flachprofil ausgebildet sind und eine quer zur Erstreckungsrichtung 18 gewölbte Querschnittsform aufweisen, die im Vergleich zur gewölbten Querschnittsform der Flachprofile gemäß der 5 ein entgegengesetztes Vorzeichen besitzt.
Bei der in der 13 links dargestellten Ausführungsform der Verstärkungsvorrichtung 54 weist nur das untere, als bandförmiges Flachprofil ausgebildete Verstärkungsmittel 56₂ eine zentrale, als Nut ausgebildete Sicke 58 auf. Bei der in der Mitte der 13 dargestellten Ausführungsform der Verstärkungsvorrichtung 60 weisen das zuoberst angeordnete bandförmige Flachprofil sowie die Seitenelemente jeweils eine zentrale, als Nut ausgebildete Sicke 64 bzw. 66 auf. Bei der in der 13 rechts dargestellten Ausführungsform der Verstärkungsvorrichtung 68 weisen beide bandförmige Flachprofile sowie die Seitenelemente jeweils eine zentrale, als Nut ausgebildete Sicke 72 bzw. 74 auf.
Die alternativen Ausführungsformen der Verstärkungsvorrichtung gemäß der 14 weisen jeweils zwei Verstärkungsmittel 78₁, 78₂, 84₁, 84₂ auf, die als bandförmiges Flachprofil mit quer zur Erstreckungsrichtung 18 gewölbten Querschnittsform ähnlich den Verstärkungsmitteln 26₁, 26₂ gemäß der 5 ausgebildet sind.
Bei der in der 14 links dargestellten Ausführungsform der Verstärkungsvorrichtung 76 weist, jeweils von außen betrachtet, das zuoberst angeordnete bandförmige Flachprofil eine als zentrale Rippe ausgebildete Sicke 80₁ und das zuunterst angeordnete bandförmige Flachprofil eine als zentrale Nut ausgebildete Sicke 80₂ auf.
Bei der in der 14 rechts dargestellten Ausführungsform der Verstärkungsvorrichtung 82 weist, jeweils von außen betrachtet, das zuoberst angeordnete bandförmige Flachprofil eine als zentrale Rippe ausgebildete Sicke 86₁ und das zuunterst angeordnete bandförmige Flachprofil eine als zentrale Nut ausgebildete Sicke 86₂ auf. Damit entspricht diese Ausführungsform der Verstärkungsvorrichtung 82 der in der 14 links dargestellten Ausführungsform der Verstärkungsvorrichtung 76 bis auf eine stärker ausgeprägte Krümmung der quer zur Erstreckungsrichtung 18 gewölbten Querschnittsform der bandförmigen Flachprofile.
Als Verfahren zur Herstellung der bandförmigen Flachprofile bzw. der Verstärkungsvorrichtungen kann Walzprofilieren, Extrudieren oder jedes andere Herstellungsverfahren dienen, das dem Fachmann sinnvoll erscheint, um die beschriebenen Formen zu erzeugen. Die Halteelemente können an der Verstärkungsvorrichtung angeschweißt oder mechanisch verbunden oder verklebt oder geklemmt oder mit einem anderen Fügeverfahren befestigt sein.
Bezugszeichenliste:

10: Schwelleranordnung
12: Hohlträger
14: Seitenwand
16: Schwellerinnenteil
18: Erstreckungsrichtung
20: Hohlraum
22: innere Ecke
24: Verstärkungsvorrichtung
26: Verstärkungsmittel
28: Flächennormale
30: Seitenelement
32: Zwischenraum
34: vorbestimmte Selbstüberdeckungsfläche
36: momentane Selbstüberdeckungsfläche
38: Halteelement
40: Halteelement
42: Eckelement
44: Verstärkungsvorrichtung
46: Verstärkungsmittel
48: Seitenelement
50: Zwischenraum
52: Sicke
54: Verstärkungsvorrichtung
56: Verstärkungsmittel
58: Sicke
60: Verstärkungsvorrichtung
62: Verstärkungsmittel
64: Sicke
66: Sicke
68: Verstärkungsvorrichtung
70: Verstärkungsmittel
72: Sicke
74: Sicke
76: Verstärkungsvorrichtung
78: Verstärkungsmittel
80: Sicke
82: Verstärkungsvorrichtung
84: Verstärkungsmittel
86: Sicke
88: Kraftfahrzeug
90: Geradeaus-Fahrtrichtung
92: Hochachse
94: Kraftrichtung
96: vertikale Richtung
98: stangenförmiges Objekt
h: Abmessung Flachprofil
H: Abmessung Verstärkungsvorrichtung
T: Tiefe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012222182 A1 [0003]
JP 2020104601 A [0010]
DE 4113711 A1 [0017]

Claims

Bauteil, insbesondere Schwelleranordnung (10) eines Kraftfahrzeugs (88), die einen Hohlträger (12) aufweist, dessen Erstreckungsrichtung (18) parallel zu einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (88) anordenbar ist, und der einen Hohlraum (20) ausbildet, innerhalb dem zumindest eine mechanische Verstärkungsvorrichtung (24) der Schwelleranordnung (10) mit zumindest einem Verstärkungsmittel (26₁-26₃) angeordnet ist, das zu einem überwiegenden Teil quer zur Erstreckungsrichtung (18) und parallel zu einer im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses zu erwartenden Kraftrichtung (94) ausgerichtet und dazu vorgesehen ist, bei einem seitlichen Aufprallereignis momentan vorhandene Bewegungsenergie durch eigene Verformung in Verformungsarbeit umzuwandeln, wobei das zumindest eine Verstärkungsmittel (26₁-26₃) in der zu erwartenden Kraftrichtung (94) vor dem Aufprallereignis eine vorbestimmte Selbstüberdeckungsfläche (34) aufweist und eine momentane Selbstüberdeckungsfläche (36) in dieser Richtung oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes für die in dieser Richtung wirkenden Kraft aufgrund einer Verformung des zumindest einen Verstärkungsmittels (26₁-26₃) ein Mehrfaches der vorbestimmten Selbstüberdeckungsfläche (34) beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine mechanische Verstärkungsmittel (26₁-26₃) als bandförmiges Flachprofil ausgebildet ist und die zumindest eine Verstärkungsvorrichtung (24) mittels jeweils eines innerhalb von Endbereichen bezüglich der Erstreckung der Verstärkungsvorrichtung (24) an dieser befestigten Halteelements (38, 40) frei innerhalb des Hohlraums (20) angeordnet ist, wobei das zumindest eine bandförmige Flachprofil mit seiner Länge parallel zur Erstreckungsrichtung (18) und mit einer Flächennormalen (28) seiner von Länge und Breite gebildeten Oberfläche quer zu einer im Falle eines seitlichen Aufprallereignisses zu erwartenden Kraftrichtung (94) ausgerichtet ist und wobei jedes der Halteelemente (38, 40) zumindest ein Formschlusselement aufweist, das in einem Einbauzustand mit einem korrespondierenden Formschlusselement des Hohlträgers (12) jeweils eine Formschlussverbindung bildet, die eine Rotationsbewegung der Verstärkungsvorrichtung (24) um die Erstreckungsrichtung (18) sperrt.
Bauteil, insbesondere Schwelleranordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Halteelemente (38, 40) als Halteplatte ausgebildet ist, die quer zur Erstreckungsrichtung (18) angeordnet und an eine Querschnittsfläche des Hohlraums (20) angepasst ist.
Bauteil, insbesondere Schwelleranordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche des Hohlraums (20) eine Vielzahl von inneren Ecken (22) aufweist, von denen zumindest eine das korrespondierende Formschlusselement des Hohlträgers (12) bildet, und das zumindest eine Formschlusselement jedes der Halteelemente (38, 40) als Eckelement (42) ausgebildet ist, das im Einbauzustand einen vorbestimmten Abstand zur Oberfläche des Hohlraums (20) an der inneren Ecke (22) einnimmt.
Bauteil, insbesondere Schwelleranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine bandförmiges Flachprofil oder die bandförmigen Flachprofile des zumindest einen mechanischen Verstärkungsvorrichtung (24) im Einbauzustand eine quer zur Erstreckungsrichtung (18) gewölbte Querschnittsform aufweist oder aufweisen.
Bauteil, insbesondere Schwelleranordnung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die quer zur Erstreckungsrichtung (18) gewölbte Querschnittsform des zumindest einen bandförmigen Flachprofils oder der bandförmigen Flachprofile im Einbauzustand eine gleichmäßige Krümmung mit gleichem Vorzeichen aufweist und im Falle mehrerer Flachprofile eine Abmessung (h) jedes der Flachprofile senkrecht zur betreffenden Oberfläche mindestens 10% einer Abmessung (H) der Verstärkungsvorrichtung (24) in dieser Richtung beträgt.
Bauteil, insbesondere Schwelleranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine mechanische Verstärkungsvorrichtung (24) im Einbauzustand zumindest zwei in vertikaler Richtung (96) voneinander beabstandet und parallel zueinander angeordnete bandförmige Flachprofile als Verstärkungsmittel (26₁-26₃) aufweist, die an ihren Längsseiten durch Seitenelemente (30₁, 30₂) miteinander verbunden sind, so dass zwischen in der vertikalen Richtung (96) benachbarten Flachprofilen jeweils ein Zwischenraum (32₁, 32₂) ausgebildet ist.
Bauteil, insbesondere Schwelleranordnung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Seitenelement (30₁, 30₂) zumindest eine Sicke (52) aufweist, die im Einbauzustand entlang eines überwiegenden Teils einer Länge der bandförmigen Flachprofile in der Erstreckungsrichtung (18) ausgebildet ist.
Bauteil, insbesondere Schwelleranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein bandförmiges Flachprofil zumindest eine Sicke (52) aufweist, die im Einbauzustand entlang eines überwiegenden Teils einer Länge des bandförmigen Flachprofils in der Erstreckungsrichtung (18) ausgebildet ist.
Bauteil, insbesondere Schwelleranordnung (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sicke (52) eine Tiefe (T) aufweist, die im Einbauzustand mindestens 10% einer gesamten Höhenabmessung (H) der Verstärkungsvorrichtung (24) in der vertikalen Richtung (96) beträgt.
Bauteil, insbesondere Schwelleranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Flachprofil oder die Flachprofile des zumindest einen mechanischen Verstärkungsvorrichtung (24) einen überwiegenden Anteil an Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung enthält oder enthalten.