DE10248846A1

DE10248846A1 - Seitenaufprallschutz

Info

Publication number: DE10248846A1
Application number: DE2002148846
Authority: DE
Inventors: Josip Dipl.-Ing. Vlahovic; Tobias Dipl.-Ing. Posch; Jörg Dipl.-Ing. Nalbach (FH); Pawel Dipl.-Ing. Adamski
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2002-10-19
Filing date: 2002-10-19
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2022-10-20
Also published as: DE10248846B4

Abstract

Dieser Seitenaufprallschutz ist insbesondere für eine Aluminium-Spaceframe-Struktur einer Personenkraftwagenkarosserie geeignet. Dabei besteht zumindest ein Teilbereich der eine Außenhaut der Karosserie bildende Schweller jeweils aus einem einteiligen Zuschnitt eines Strangpressprofils, und sie ist mit einer zur Dämpfung von aus einem Seitenaufprall resultierenden Kräften geeigneten Aussteifung ausgestattet. DOLLAR A Zur Optimierung des Seitenaufprallschutzes besteht die Aussteifung aus einem wenigstens zwei Kammern aufweisenden Hohlprofil, dessen Breite ein Mehrfaches seiner Höhe trägt, und sie erstreckt sich lediglich über einen Teil der Schwellerlänge, wobei es zumindest im Wesentlichen quer zu dessen Profilhöhe ausgerichtet im Schweller festgelegt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Seitenaufprallschutz, insbesondere für eine Aluminium- Spaceframe Struktur einer Personenkraftwagenkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Insbesondere bei Aluminium- Spaceframe Strukturen von Personenkraftwagenkarosserien ist es bekannt, DE-PS 43 33 557 , zumindest einen Teilbereich der Außenhaut der Karosserie durch ein zugleich die Schweller bildendes, wenigstens zwei Kammern aufweisendes Hohlprofil aus strangepresstem Aluminium zu bilden.

Um bei einem derartigen Aufbau einer Personenkraftwagenkarosserie eine Verbesserung des Seitenaufprallschutzes zu erreichen, ist es aus der DE-PS 195 38 844 weiter bekannt geworden, zumindest eine weitere Hohlkammer vorzusehen, welche zumindest teilweise mit einem Material zur Dämpfung der aus einem seitlichen Aufprall resultierenden Kraft ausgefüllt ist, wobei zur Vereinfachung der Montage in bevorzugter Weise vorgesehen ist, dass das Material zur Dämpfung der Seitenaufprallkraft durch einen Längenabschnitt eines Formteiles aus einem Absorptionsmaterial gebildet wird. Eine solche Ausstattung der Schweller mit einem Dämpfungsmaterial ermöglicht zwar eine gewisse Dämpfung der aus einem Seitenaufprall resultierenden Stoßkräfte, ist aber auf der anderen Seite mit dem Nachteil eines nicht unerheblichen Herstellungs- bzw. Montageaufwandes sowie einer Gewichtserhöhung der Karosserie insgesamt behaftet.

Weiterhin ist aus der DE-OS 199 04 630 eine Ausstattung für als Träger in einer Kraftwagenkarosserie eingesetzte Hohlprofile bekannt, welche ein mehrere Kammern umfassendes Hohlprofil und wenigstens ein in eine der Kammern eingesetztes Versteifungselement vorsieht, wobei das Versteifungselement dazu bestimmt ist, in einem Crashfall die Wucht des Aufpralles zu absorbieren. Auch hier ist das in das Hohlprofil des Trägers einzusetzende Versteifungselement als eigenständiges Formteil ausgebildet und vorzugsweise mittels Klebung in der Profilkammer des Trägers festgelegt.

Allen bekannten Gestaltungsformen von mit Dämpfungsmitteln oder Versteifungselementen ausgestatteten Trägern, insbesondere Schwellenn von Kraftwagenkarosserien ist gemeinsam, dass sich die Dämpfungsmittel bzw. die Versteifungselemente zumindest im Wesentlichen über die gesamte Länge des jeweiligen Trägers bzw. Schwellers hin erstrecken, was naturgemäß eine entsprechende Erhöhung des Gewichtes der Karosserie zur Folge hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Seitenaufprallschutz, insbesondere für eine Aluminium-Spaceframe Struktur einer Personenkraftwagenkarosserie aufzuzeigen, welcher ohne Verminderung der Schutzwirkung mit einer erheblich geringeren Gewichtserhöhung der gesamten Karosserie auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die mit der erfindungsgemäßen Gestaltung eines Seitenaufprallschutzes für Personenkraftwagenkarosserien hauptsächlich erzielten Vorteile sind in erster Linie darin zu sehen, daß sich die Aussteifung des Schwellers mittels eines Mehrkammerhohlprofiles jeweils lediglich über einen Teil seiner Länge hin erstreckt, woraus eine Schutzwirkung eine nennenswerte Reduktion des Gesamtgewichtes der Karosserie des Personenkraftwagens resultiert.

Die Aussteifung des Schwellers besteht zweckmäßigerweise aus einem wenigstens zwei Kammern aufweisenden Hohlprofil, insbesondere einem Strangpressprofil, dessen Breite ein Mehrfaches seiner Höhe beträgt, und es ist vorteilhafterweise, zumindest im wesentlichen quer zu dessen Profilhöhe ausgerichtet sowie an zumindest an dessen Innenumfang im dem seinerseits durch ein Strangpressprofil gebildeten Schwellerprofil ausgebildeten Vorsprüngen, Leisten oder dergl. festgelegt. Der Einsatz eines Mehrkammer-Strangpressprofiles als Aussteifung für den Schweller gewährleistet dabei einerseits eine einfache Herstellung und andererseits eine einfache Montage.

Bei gleichbleibender Erhaltung der Vorteile hinsichtlich deren Herstellung und deren Montage kann eine weitere Verbesserung der Aussteifung des Schwellers dadurch erreicht werden, dass bei dem die Aussteifung bildenden Mehrkammer-Strangpressprofil wenigstens eine seiner mindestens zwei Kammern mit einem geschäumten Material ausgefüllt ist, wobei es im Interesse eines möglichst geringen Gewichtes der Aussteifung vorteilhaft ist, dass eine oder alle Kammern des die Aussteifung bildenden Strangpressprofiles mit geschäumtem Aluminium, vorzugsweise einem Längenabschnitt eines Profilmaterials aus geschäumtem Aluminium ausgefüllt sind.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben.
Es zeigen:
1 Schrängansicht der Anordnunung einer ersten Ausführungsform eines Seitenaufprallschutzes als Aluminium-Spaceframe Struktur einer Personenkraftwagenkarosserie;
2 eine Schnittdarstellung eines mit der ersten Form der Aussteifung ausgestatteten Schwellers einer Personenkraftwagenkarosserie;
3 eine Schnittdarstellung eines mit einer abgewandelten Form der Aussteifung ausgestatteten Schwellers einer Personenkraftwagenkarosserie;
4 eine Schnittdarstellung eines mit einer zweiten abgewandelten Form und Anordnung der Aussteifung ausgestatteten Schwellers einer Personenkraftwagenkarosserie.
Die in der 1 ausschnittsweise dargestellte, beispielsweise aus Strangpreßprofilen und Gußstücken bestehende Space-Frame-Struktur einer Personenkraftwagenkarosserie umfasst im Wesentlichen einen vorderen Stirnwandträger 1, einen hinteren Fersenträger 2 sowie den Mitteltunnel verstärkende Längsträger 3 und seitliche Schweller 4. Die den Mitteltunnel verstärkenden Längsträger 3 sind vermittels Querträger 5 und 6 mit den Schwellenn 4 verbunden. Im Bereich des Anschlusses des vorderen Stirnwandträgers 1 an die Schweller 4 sind aufragende A-Säulen 7 vorgesehen, welche auf die Schweller 4 aufgesetzt und mit diesen in bekannter Weise verbunden sind. Die Schweller 4 bestehen jeweils aus einem Aluminium-Strangpressprofil, welches zumindest einen Dichtungsfalz 8 für die Schließstellung der im Einzelnen nicht dargestellten Türen des Personenkraftwagens aufweist. In die Schweller 4 ist eine ihrerseits aus einem Strangpressprofil bestehende Aussteifung 9 eingesetzt. Aus der Darstellung der 1 ist weiterhin ersichtlich, dass sich die Aussteifung 9 lediglich über einen Teil der Länge des Schwellers hin erstreckt, wobei der Erstreckungsbereich der Aussteifung 9 jeweils auf den dem sog. Seiten-Pfahlcrash zugeordneten Längenabschnitt der Schweller 4 beschränkt ist.
In der in der 2 dargestellten Ausführungsform besteht die Aussteifung 9 aus einem Strangpressprofil 10, mit ebener Oberseite 11 und Unterseite 12, dessen Breite ein Vielfaches seiner Höhe beträgt und welches mittels Profilstege 13 in insgesamt 4 Kammern 12 unterteilt ist. Die Aussteifung 9 ist im Bereich dessen größter Breite und in horizontaler Ausrichtung in den Schweller 4 eingesetzt, wobei die beiden Stirnwände 14 und 15 des die Aussteifung bildenden. Strangpressprofiles in einem dem Neigungsverlauf der einander gegenüberliegender Seitenwandungen 16 und 17 des den Schwellers 4 entsprechenden Anstellwinkel zu den Seitenwänden 11 und 12 ausgerichtet sind.
Innerhalb des Schwellers 4 ist das die Aussteifung 9 bildende Strangpressprofil 10 teils, bei 18, über dessen Profilform und teils vermittels an der Innenumfangswandung des Schwellers 4 ausgebildeter Profilleisten 19 und 20 in seiner bestimmungsgemäßen Ausrichtung festgelegt.
Bei der in der 3 dargestellten Ausführungsform besteht die Aussteifung 9 ebenfalls aus einem eine ebene Oberseite 11 und eine ebene Unterseite 12 aufweisenden Strangpressprofil 10, dessen Breite ein Vielfaches seiner Höhe beträgt. Das Strangpressprofil 10 ist in dieser Ausführungsform vermittels eines Profilsteges 21 in lediglich zwei Kammern 22 und 23 unterteilt, wobei die beiden Kammern 22 und 23 mit einem Aluminiumschaum ausgefüllt sind. Die Aussteifung 9 ist auch hier in horizontaler Ausrichtung im Bereich dessen größter Breite innerhalb des Schwellerprofiles angeordnet. Die beiden Stirnwände 14 und 15 des die Aussteifung bildenden Strangpressprofiles sind in einem dem Neigungsverlauf der einander gegenüberliegender Seitenwandungen 16 und 17 des den Schwellers 4 entsprechenden Anstellwinkel zu den Seitenwänden 11 und 12 ausgerichtet und liegen an den Seitenwandungen 16 und 17 des Schwellers 4 an, wobei die Aussteifung 9 vermittels Profilleisten 19 und 20 in ihrer bestimmungsgemäßen Ausrichtung im Schweller 4 festgelegt ist.
Bei der in der 4 dargestellten ist eine ebenfalls durch ein vermittels eines Profilsteges 21 in lediglich zwei Kammern 22 und 23 unterteiltes Strangpressprofil 10, dessen beide Kammern 22 und 23 mit einem Aluminiumschaum ausgefüllt sind, gebildete Aussteifung 9, in einer zur Horizontalen geneigten Ausrichtung im Schweller 4 festgelegt. Dabei ist die Aussteifung 9 in einer zur Fahrzeuginnenseite hin schräg nach unten geneigten Ausrichtung angeordnet. Die beiden Stirnwände 14a und 15a des Strangpressprofiles 10 bestehen jeweils aus zwei zueinander spitzwinkelig ausgerichteten Teilbereichen 24 und 25 bzw. 26 und 27, wobei die gegenseitige Neigung der Teilbereiche 24 und 25 dem Winkel der Außenkante 28 der Seitenwandung 16 und die gegenseitige Neigung der Teilbereiche 26 und 27 dem Winkel der inneren Unterkante 29 des Schwellerprofiles entspricht. Damit erlaubt das Profil des die Aussteifung 9 bildenden Strangpessprofiles 10 die Festlegung der Aussteifung 9 an ohnehin vorhandenen Profilquerschnittsformen des den Schweller 4 bildenden Profiles, so dass auf zusätzliche Haltemittel, wie Leisten oder dergl. verzichtet werden kann.

Claims

Seitenaufprallschutz, insbesondere für eine Aluminium-Spaceframe Struktur einer Personenkraftwagenkarosserie, bei der zugleich zumindest einen Teilbereich der Außenhaut der Karosserie bildende Schweller jeweils aus einem einteiligen Zuschnitt eines Strangpressprofiles bestehen und mit einer zur Dämpfung von aus einem Seitenaufprall resultierenden Kräften geeigneten Aussteifung ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifung (9) aus einem wenigstens zwei Kammern (22 und 23) aufweisenden Hohlprofil (10), dessen Breite ein Mehrfaches seiner Höhe beträgt, besteht und sich lediglich über einen Teil der Schwellerlänge hin erstreckt, wobei es zumindest im wesentlichen quer zu dessen Profilhöhe ausgerichtet im Schwellerprofil festgelegt ist.
Seitenaufprallschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifung (4) aus einem Strangpressprofil (10) besteht, welches zueinander parallele Seitenwandungen (11 uns 12) und wenigstens einen zu diesen senkrecht gerichteten Profilsteg (21) aufweist.
Seitenaufprallschutz nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwände (14 und 15) des die Aussteifung (9) bildenden Strangpressprofiles (10) zumindest über einen Teil ihrer Höhe hin in einem dem Neigungsverlauf einander gegenüberliegender Seitenwandungen (16 und 17) des den Schweller (4) bildenden Strangpressprofiles (10) entsprechenden Anstellwinkel zu den Seitenwänden (11 und 12) des Strangpressprofiles (10) ausgerichtet sind.
Seitenaufprallschutz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die Aussteifung (9) bildende Strangpressprofil (10) mittels Profilstege (13) über seine Breite hin in eine Anzahl, vorzugsweise, vier Kammern unterteilt ist.
Seitenaufprallschutz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem die Aussteifung (9) bildenden Strangpressprofil (10) wenigstens eine der beiden Kammern (22 und 23) mit einem geschäumten Material ausgefüllt ist.
Seitenaufprallschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Profilkammern (22 und 23) des die Aussteifung (4) bildenden Strangpressprofiles (10) mit geschäumtem Material ausgefüllt sind.
Seitenaufprallschutz nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Profilkammern (22 und 23) des die Aussteifung (4) bildenden Strangpressprofiles (10) mit geschäumtem Aluminium, vorzugsweise einem Längenabschnitt eines Profilmaterials aus geschäumtem Aluminium ausgefüllt sind.
Seitenaufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Aussteifung (4) bildende Strangpressprofil (10) in horizontaler Ausrichtung im Bereich dessen größter Breite innerhalb des den Schweller (4) bildenden Strangpressprofiles angeordnet und festgelegt ist.
Seitenaufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das die Aussteifung (9) bildende Strangpressprofil (10) mittels Klebung an den einander gegenüberliegenden Seitenwandungen (16 und 17) des Schwellerprofiles befestigt ist.
Seitenaufprallschutz einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das die Aussteifung (9) bildende Strangpressprofil (10) mittels an diesen ausgebildeten, bezüglich des Profilquerschnittes nach innen vorspringenden Halteleisten (19 und 20) an den einander gegenüberliegenden Seitenwandungen (16 und 17) des Schwellerprofiles gehalten ist.
Seitenaufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das die Aussteifung (9) bildende Strangpressprofil (10) mittels aus zueinander geneigten Teilbereichen (24 und 25 bzw. 26 und 27) bestehender Stirnwandungen (14a und 15a) unter einem Winkel zur Horizontalen bzw. zur Längsmittelebene des Schwellerprofiles ausgerichtet und in einander diagonal gegenüberliegende Eckbereiche (28 und 29) des Schwellers (4) eingreifend in diesem angeordnet ist.
Seitenaufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aussteifung (9) lediglich über einen Teilbereich des Schwellers (4) erstreckt.