DE19703429A1

DE19703429A1 - Anordnung einer energieabsorbierenden Struktur

Info

Publication number: DE19703429A1
Application number: DE1997103429
Authority: DE
Inventors: Thomas Trossmann; Robert Alesi; Helmut Schneeweiss
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1998-08-06

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung einer energieabsorbierenden Struk tur für ein Fahrzeug.

Aus der DE 42 03 460 A1 ist eine Struktur bekannt, die zum Abbau kinetischer Energie ausgebildet und in einen Träger eines Fahrzeugs eingesetzt ist. Die ener gieabsorbierende Struktur besteht beispielsweise aus Polyurethan- oder Alumi nium-Hartschaum und wird durch ein über Wärmezufuhr aufschäumbares Material im Inneren des Träges fixiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Anordnung weiterzubilden, insbeson dere weitere Nutzungsmöglichkeiten der energieabsorbierenden Struktur aufzuzei gen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Kerngedanke ist es dabei, die Struktur zusätzlich zur Aufnahme einer Flüssigkeit zu nutzen. Erfin dungsgemäß wird die Struktur hierzu im Inneren eines Flüssigkeitsbehälters ange ordnet. Da die energieabsorbierende Struktur Frei- bzw. Hohlräume aufweist, kann sie in der Regel 80 bis 90% des durch ihre Außenmaße bestimmten Volumens an Flüssigkeit aufnehmen. Durch die Zusammenführung der Funktionen "Energieabsorption" und "Flüssigkeitsbehälter" ergibt sich einerseits eine kompakte Bauweise, durch die ein Freiraum für andere Fahrzeugkomponenten geschaffen wird und andererseits eine Versteifung der Fahrzeugkarosserie. Neben der ener gieabsorbierenden Struktur nimmt auch der Behälter selbst bei einem Fahr zeugcrash kinetische Energie auf. Zusätzlich werden die Schwappgeräusche der Flüssigkeit im Behälter in hohem Maße reduziert. Durch die Verringerung der Schwappbewegungen der Flüssigkeit im Behälter wird außerdem die Ablagerung von Verunreinigungen aus der Flüssigkeit, beispielsweise in einer Sammelmulde, erleichtert.

Zwar ist es beispielsweise aus der DE 34 24 934 C2 bekannt, in das Innere eines Kraftstoffbehälters einen schwammigen Körper mit offenen Zellen einzusetzen, um die Schwappgeräusche zu minimieren. Außerdem ist es bekannt, bei Sicherheits fahrzeugen und im Automobilrennsport Kraftstoffbehälter vollständig mit einem Kunststoffschaum auszufüllen, um bei äußerer Gewalteinwirkung auf den Kraft stoffbehälter die Gefahr einer Explosion des Kraftstoffes zu minimieren. In beiden Fällen besteht die in den Kraftstofftank eingesetzte Struktur jedoch aus einem nachgiebigen schwammigen Material, das nicht in der Lage ist, in nennenswertem Umfang kinetische Energie abzubauen.

Besondere Vorteile ergeben sich gemäß Anspruch 2, wonach ein ansonsten nicht genutzter Hohlraum eines Kraftfahrzeuges den Behälter aufnimmt. Somit bleibt der üblicherweise für den Behälter freizuhaltende Einbauraum für andere Komponen ten des Fahrzeugs frei.

Gemäß Anspruch 3 wird der Behälter und damit auch die energieabsorbierende Struktur in einem solchen Bereich des Kraftfahrzeuges angeordnet, der bei einer Fahrzeugkollision oder einem Aufprall auf ein Hindernis in größerem Maße verformt wird. Der Behälter ist hierbei möglichst weit in Richtung der Fahrzeugendabschnitte anzuordnen, damit die energieabsorbierende Struktur bereits in einem frühen Stadium der Trägerverformung Energie abbauen kann, wodurch weitreichendere Schäden an der Fahrzeugkarosserie vermieden werden. Durch den er findungsgemäßen Einsatz der energieabsorbierenden Struktur wird die passive Sicherheit des Kraftfahrzeugs erhöht. Auch sind in geringerem Maße Versteifungen an der Karosserie erforderlich, wodurch die Herstellkosten für die Karosserie sin ken.

Reinigungsflüssigkeit (Anspruch 4) läßt sich problem- und gefahrlos im Inneren eines Behälters mit einer energieabsorbierenden Struktur unterbringen. Die Reini gungsflüssigkeit ist weder im Inneren des Behälters noch im Fall des Austritts bei einem Fahrzeugcrash aggressiv oder umweltgefährdend. Außerdem wird die Rei nigungsflüssigkeit für die Scheibenwaschanlage bevorzugt im Bereich der vorderen und hinteren Endabschnitte des Kraftfahrzeuges benötigt. Auch der Verbleib von Reinigungsflüssigkeit bei der Entsorgung eines erfindungsgemäß ausgestatteten Kraftfahrzeuges nach Ablauf seiner Nutzungsdauer ist unkritisch.

Die Ansprüche 5 bis 10 beschreiben mögliche Ausgestaltungen der energieabsor bierenden Struktur. Die Struktur besteht beispielsweise aus Aluminium oder Kunststoff, bevorzugt aus faserverstärktem Kunststoff.

Wabenstrukturen und Schaummaterialien (Ansprüche 5 und 6) zeichnen sich durch ihre hohe Energieaufnahme aus. Insbesondere die Ausbildung einer Struktur aus einem offenporigen Leichtmetallschaum, beispielsweise Aluminiumschaum, er bringt Vorteile hinsichtlich der Herstellkosten, bei gleichzeitig hohem Energieauf nahmevermögen und geringem Gewicht. Auch eine wollartige Struktur (Anspruch 7) weist bei entsprechender Materialauswahl (z. B. Glas- oder Aluminiumwolle) eine hohe Energieaufnahme auf.

Bei der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 kann der Behälter auch nachträglich, d. h. nach seiner Herstellung und nach seinem Einsetzen in einen Hohlraum eines Kraftfahrzeuges, mit energieabsorbierenden Struktur in Form einzelner Hohlkörper befüllt werden. Dabei ist es auch möglich, die Hohlkörper an ihren Außenseiten miteinander zu verkleben, um Relativbewegungen zwischen den Hohlkörpern zu unterbinden.

Zur Erhöhung der Steifigkeit der Hohlkörper sowie zur Vergrößerung ihres Energie aufnahmevermögens bei gleichzeitig geringem Gewicht sind die Hohlkörper gemäß Anspruch 9 in ihrem Inneren mit Versteifungen versehen. So können die Hohlkör per beispielsweise mit Glasfaser- oder Aluminiumdrahtwolle befüllt sein. Insbeson dere bei quaderförmigen Hohlkörpern sind auch gitterförmige Versteifungen, bei spielsweise in Form von diagonal verlaufenden Streben aus Aluminium oder Glas fasermaterial, denkbar.

Durch die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 10 entstehen nicht nur im Inneren der Hohlkörper, sondern auch zwischen den Hohlkörpern Freiräume zur Aufnahme einer Flüssigkeit.

Die Materialien für die energieabsorbierende Struktur und den Behälter müssen beispielsweise bei einem Waschwasserbehälter eine ausreichende Korrosionsbe ständigkeit gegenüber Wasser aufweisen. Wird der Behälter vor der Lackierung des Kraftfahrzeuges eingesetzt, so ist zusätzlich eine entsprechende Temperatur beständigkeit aufgrund der in der Lackieranlage oder dem Trocknungsofen auftre tenden Temperaturen Voraussetzung.

Die energieabsorbiernde Struktur wird, mit Ausnahme der Ausgestaltung der Erfin dung nach Anspruch 8, vor dem Zusammenfügen des Behälters in diesen einge bracht und gegenüber dem Behälter fixiert, z. B. durch Verklebung oder Ver schweißung oder durch direkten Formschluß. Ebenso können abstandserzeu gende Halteeinrichtungen vorgesehen sein.

Auch ist eine einstückige Herstellung von Behälter und Struktur möglich, beispiels weise durch ein Kunststoff-Spritzgußverfahren.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung eines Behälters 1 in einem Hohlraum 2. Der Hohlraum 2 wird von mehreren Wänden 3 einer nicht näher dargestellten Struktur einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere eines vorderen oder hinteren Längsträgers oder eines Schwellers, gebildet. Der Behälter 1 ist mittels mehrerer Einlagen 4 (nur zwei Einlagen 4 dargestellt) gegenüber den Wänden 3 des Hohlraums 2 fixiert. Die Einlagen 4 vergrößern durch Temperatureinbringung ihr Volumen und stellen somit eine spielfreie Anordnung des Behälters 1 gegen über den Wänden 3 sicher. Die im rechten Teil der Figur dargestellte Einlage 4 befindet sich in ihrem Ausgangszustand vor der Wärmeeinbringung, während die links dargestellte Einlage 4 bereits expandiert wurde.

Der Behälter 1 weist eine Befüll- und eine Entnahmeöffnung 5 bzw. 6 auf und dient der Aufnahme einer Flüssigkeit 13, beispielsweise einer Reinigungsflüssigkeit für die Scheibenwaschanlage eines Kraftfahrzeugs. Das Innere des Behälters 1 ist mit einer energieabsorbierenden Struktur 7 nahezu vollständig ausgefüllt. Lediglich im Bereich der Entnahmeöffnung 6 ist ein Freiraum 8 für einen nicht dargestellten Entnahmestutzen vorgesehen. Die Struktur 7 wird über Abstandshalter 12 im Be hälter 1 fixiert. Die Abstandshalter 12 werden mit dem Behälter 1 und der Struktur 7 verklebt oder verschweißt. Ebenso ist eine rein formschlüssige Fixierung möglich.

Die Struktur 7 ist einstückig ausgebildet und besteht aus einer Vielzahl sechsecki ger Waben 9, deren Hohlräume 10 von dünnwandigen Trennwänden 11 begrenzt sind. Durch den Abstand d zwischen der Außenkontur der Struktur 7 und der In nenseite des Behälters 1 wird ein uneingeschränkter Transport der Flüssigkeit 13 ermöglicht. Auch durch Schrägstellung der Struktur 7 gegenüber einer horizontalen Ebene kann der Flüssigkeitstransport verbessert werden. Der Abstand d zur In nenseite des Behälters 1 kann auch durch behälterseitige Vorsprünge erreicht werden. Nicht dargestellte Bohrungen in den Trennwänden 11, die die einzelnen Hohlräume 10 verbinden, verbessern den Flüssigkeitstransport weiter.

Claims

1. Anordnung einer energieabsorbierenden Struktur in einem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (7)

- im Inneren eines Behälters (1) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (13) an geordnet ist,
- den Behälter (1) wenigstens teilweise ausfüllt und
- vor der Befüllung des Behälters (1) mit der Flüssigkeit (13) freie Zwi schenräume und/oder offene Hohlräume (10) aufweist.

2. Anordnung einer energieabsorbierenden Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) in einem Hohlraum (2) des Fahrzeugaufbaus angeordnet ist.

3. Anordnung einer energieabsorbierenden Struktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) im Inneren eines vorderen, hinteren oder seitlichen Längsträgers des Fahrzeuges angeordnet ist.

4. Anordnung einer energieabsorbierenden Struktur nach einem der vorange gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) zur Aufnahme der Reini gungsflüssigkeit (13) für eine Scheibenwaschanlage des Fahrzeugs ausge bildet ist.

5. Anordnung einer energieabsorbierenden Struktur nach einem der vorange gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (7) von langgestreckten Waben (9) gebildet wird.

6. Anordnung einer energieabsorbierenden Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur von einem offenporigen, steifen Schaummaterial gebildet wird.

7. Anordnung einer energieabsorbierenden Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur von einem wollartigen Material gebildet wird.

8. Anordnung einer energieabsorbierenden Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur von einer Vielzahl einzelner Hohl körper gebildet wird.

9. Anordnung einer energieabsorbierenden Struktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper in ihrem Inneren Versteifungen aufweisen.

10. Anordnung einer energieabsorbierenden Struktur nach Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper - bedingt durch ihre äußere Gestalt - untereinander Zwischenräume bilden.