DE19756334C2 - Energieabsorbierendes Deformationsprofil für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Energieabsorbierendes Deformationsprofil für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein energieabsorbierendes Deformations
profil für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Knieschutz für
eine Unterseite eines Cockpit-Bereiches, mit wenigstens zwei wa
benartig gestalteten Hohlprofilabschnitten, die längs einer ge
meinsamen Deformationsachse aneinander anschließen, sowie mit
einem Anbindungsprofilabschnitt zur Festlegung des Deformations
profiles an einem Trägerteil einer Karosserietragstruktur, ins
besondere an einem Cockpitquerträger.
Ein solches energieabsorbierendes Deformationsprofil ist aus der
Zeitschrift "automotive engineering", Heft Januar 1997, Seite
139 bekannt. Das bekannte Deformationsprofil ist als Knieschutz
für eine Unterseite eines Cockpitbereiches eines Personenkraft
wagens gestaltet. Das energieabsorbierende Deformationsprofil
ist aus Aluminium hergestellt und weist drei die energieabsor
bierende Deformation übernehmende Hohlprofilabschnitte auf, die
jeweils wabenartig gestaltet sind. Die Hohlprofilabschnitte sind
in Deformationsrichtung hintereinander angeordnet. Das Deforma
tionsprofil weist außerdem einen Anbindungsprofilabschnitt auf,
der mit einer hohen Steifigkeit versehen ist und zur Festlegung
des Deformationsprofiles an einem Cockpitquerträger der Karosse
rietragstruktur dient. Aufgrund des steifen Anbindungsprofilab
schnittes ist eine weitere Energieabsorptionswirkung des Knie
schutzes zu dem Zeitpunkt nicht mehr gegeben, zu dem die drei
wabenartigen Hohlprofilabschnitte auf Block zusammengedrückt
sind.
Aus der DE 195 02 226 C1 ist ein Aufprallschutz für einen Fahr
zeuginnenraum vorgesehen, der mittels eines Biegeträgers fahr
zeugfest gelagert ist. Der Biegeträger weist einen biegesteifen
Untergurt und einen energieabsorbierend biegeweichen Obergurt
auf, der durch Erhebungen und/oder Vertiefungen gebildet ist,
wobei Ober- und Untergurt durch Rippen miteinander verbunden
sind, die sich zwischen den Erhebungen und/oder Vertiefungen er
strecken.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein energieabsorbierendes Deforma
tionsprofil der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine ge
genüber dem Stand der Technik erhöhte Energieabsorptionsfähig
keit aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Anbindungsprofilab
schnitt als quer zu seiner Deformationsachse ausgerichteter
Hohlprofilabschnitt ausgeführt und energieabsorbierend defor
mierbar gestaltet ist. Durch die zusätzliche Energieabsorptions
wirkung des Anbindungsprofilabschnittes wird ein ergänzender De
formationsweg zur Verfügung gestellt, der die Energieabsorpti
onsfähigkeit des gesamten Deformationsprofiles erhöht. Dieser
zusätzliche Deformationsweg fehlt bei dem aus dem Stand der
Technik bekannten Deformationsprofil, da dort der Anbindungspro
filabschnitt steif und unnachgiebig gestaltet ist. Der vergrö
ßerte Deformationsweg verhindert zudem einen plötzlichen Kraft
anstieg nach Ausnutzung des gesamten Verformungsweges der Hohl
profilabschnitte aufgrund der entstehenden Blockbildung.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die Hohlprofilabschnitte re
lativ zu dem Anbindungsprofilabschnitt derart versetzt angeord
net, daß die Deformationsachse in Abstand zu dem Trägerteil der
Karosserietragstruktur verläuft. Durch diese Ausgestaltung
greift die Wirkrichtung der energieabsorbierenden Deformation
der Hohlprofilabschnitte in Abstand zu dem Trägerteil an, wo
durch ein entsprechendes Moment in das Trägerteil eingeleitet
wird. Es kann daher ein zusätzlicher Deformationsweg seitlich
neben dem Trägerteil genutzt werden, da die Deformationsrichtung
sich am Trägerteil vorbeibewegt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die energieabsorbie
rende Deformation des Anbindungsprofilabschnittes derart ausge
legt, daß ein Kraftniveau zur Deformierbarkeit des Anbindungs
profilabschnittes höher liegt als ein Kraftniveau zur Deformier
barkeit der wabenartigen Hohlprofilabschnitte. Dadurch wird ge
währleistet, daß bei einer Deformation zunächst die wabenartigen
Hohlprofilabschnitte und anschließend der Anbindungsprofilab
schnitt deformiert wird, so daß bei einer entsprechenden Auf
prallbelastung des Kraftfahrzeuges zunächst der Verformungsweg
der wabenartigen Hohlprofilabschnitte ausgenützt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Anbindungspro
filabschnitt mit einem parallelogrammartigen Wirkquerschnitt
versehen. Dadurch wird gewährleistet, daß die Hohlprofilab
schnitte sich auch nach vollständiger Kompression auf Block
nicht kreisförmig um das Trägerteil drehen, sondern vielmehr ei
ne weitere Bewegung in Richtung der Deformationskraft durchfüh
ren. Dadurch läßt sich eine weitgehend rechteckige Kraft-Weg-
Kennlinie bei dynamischer Beaufschlagung erzielen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Anbindungspro
filabschnitt einen einen Vierkantquerträger teilweise umschlie
ßenden, winklig gestalteten Anlagebereich auf. Dadurch wird eine
sichere Festlegung des Anbindungsprofilabschnittes und damit des
Deformationsprofiles am Querträger erzielt, ohne den zur Verfü
gung stehenden Deformationsweg zu reduzieren.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen. Nachfolgend sind bevorzugte Ausführungsbeispie
le der Erfindung beschrieben und anhand der Zeichnungen darge
stellt.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erste Ausführungs
form eines verbindungsgemäßen Deformationsprofiles, das
an einem Trägerteil einer Karosserietragstruktur eines
Kraftfahrzeuges angeordnet ist,
Fig. 2 in einem Querschnitt ein weiteres Deformationsprofil
ähnlich Fig. 1,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Deformationsprofiles ähnlich Fig. 1 und
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä
ßen Deformationsprofiles ähnlich Fig. 3.
Ein Deformationsprofil, wie es in nachfolgend näher beschriebe
nen, unterschiedlichen Ausführungsformen anhand der Fig. 1 bis 4
dargestellt ist, ist in einen Knieschutz für eine Unterseite ei
nes Cockpitbereiches in einem Fahrzeuginnenraum eines Personen
kraftwagens integriert. Ein solcher Cockpitbereich weist in an
sich bekannter Weise einen Cockpitquerträger auf, der sich als
Trägerteil und damit als tragendes Bauteil quer zur Fahrzeug
längsrichtung über die Breite des Cockpitbereiches erstreckt und
kraftübertragend mit seitlichen Tragsäulen einer Karosserie
tragstruktur verbunden ist. Da die grundsätzliche Anordnung ei
nes Cockpitquerträgers innerhalb eines Cockpitbereiches sowie
relativ zu einer Karosserietragstruktur eines Personenkraftwa
gens bekannt ist, ist hierauf in der zeichnerischen Darstellung
nicht näher eingegangen. Bei den Ausführungsbeispielen nach den
Fig. 1 bis 4 weist der Cockpitquerträger 1 ein Vierkantprofil
auf und ist mit einer Mittellängsachse 2 versehen. An dem Cock
pitquerträger 1 ist gemäß Fig. 1 ein energieabsorbierendes De
formationsprofil festgelegt, das einstückig als Leichtmetall
strangpreßprofil, vorzugsweise als Aluminiumprofil, gestaltet
ist. Mit den freien Enden zweier Deformationsprofile, die vor
zugsweise im Bereich der Knieaufschlagpunkte angeordnet werden,
wird ein als Lastverteiler ausgebildeter, plattenförmiger Knie
schutz gehalten, der sich über die Breite des Fahrer- und/oder
des Beifahrerraumes des Cockpitbereiches erstrecken kann. Das
Deformationsprofil ragt von dem Cockpitquerträger 1 aus nach un
ten und etwa in Fahrzeuglängsrichtung in einen Fußraum hinein
schräg nach hinten ab. Die Schnittdarstellung gemäß den Fig.
1 bis 4 stellt somit einen Querschnitt dar, der in einer verti
kalen Fahrzeuglängsebene durch den Cockpitquerträger und das De
formationsprofil gelegt ist.
Das Deformationsprofil weist zwei wabenartig gestaltete Hohlpro
filabschnitte 6, 8 auf, die längs einer Deformationsachse 7 und
damit in Wirkrichtung F einer Deformationskraft hintereinander
angeordnet sind. Da das gesamte Deformationsprofil einstückig
gestaltet ist, gehen auch die Hohlprofilabschnitte 6 und 8 ein
stückig ineinander über. Die Wirkrichtung F einer Deformations
kraft ist definiert durch das Auftreffen des Knieschutzes bei
einem Fahrzeugfrontalaufprall auf Kniebereiche eines Beifahrers,
so daß die Wirkrichtung F die Relativbewegung der Kniebereiche
relativ zu dem Deformationsprofil definiert. An den in Wirkrich
tung F vorderen Hohlprofilabschnitt 6 schließt ein Anbindungs
profilabschnitt 3 an, der ebenfalls einstückig von dem Hohlpro
filabschnitt 6 aus fortgeführt ist. Der Anbindungsprofilab
schnitt 3 erstreckt sich nicht wie die Hohlprofilabschnitte 6
und 8 symmetrisch zur Deformationsachse 7, sondern ist vielmehr
exzentrisch dazu angeordnet, indem er seitlich von der Deforma
tionsachse 7 weggeführt ist. Der Anbindungsprofilabschnitt 3
weist einen winkelförmigen Anlagebereich 5 auf, der den Cockpit
querträger 1 über einen Teil seines Umfangs bündig umschließt.
Der Anlagebereich 5 ist mittels nicht dargestellter Befesti
gungsmittel, insbesondere mittels mechanischer Befestigungsele
mente oder mittels Klebe-, Löt- oder Schweißverbindungen, an dem
Cockpitquerträger 1 fixiert. Der Anlagebereich ist mit dem Hohl
profilabschnitt 6 über einen Deformationsbereich 4 des Anbin
dungsprofilabschnittes 3 verbunden, der als Hohlprofil mit
parallelogrammförmigem Querschnitt versehen ist.
Dieser Deformationsbereich des Anbindungsprofilabschnittes ist
zusätzlich zu den Hohlprofilabschnitten 6 und 8 energieabsorbie
rend deformierbar, wobei das durch den Deformationsbereich 4 ge
bildete parallelogrammförmige Tragwerk stabiler gestaltet ist
als die wabenförmigen Hohlprofilabschnitte 6 und 8. Dadurch wird
gewährleisten, daß bei entsprechenden Aufprallbelastungen zu
nächst die Hohlprofilabschnitte 6 und 8 deformiert werden, bevor
anschließend auch der Deformationsbereich 4 deformiert wird. Die
Anordnung der Wandungen des Deformationsbereiches 4 ist derart
gestaltet, daß die Wirkrichtung F der Deformationskraft auch bei
einer Deformation des Deformationsbereiches 4 längs der Deforma
tionsachse 7 beibehalten wird, so daß das gesamte Deformations
profil zumindest teilweise am Cockpitquerträger 1 vorbeibewegt
wird, um entsprechende Aufprallbelastungen unter Deformations
wirkung aufzunehmen. Wie anhand der Fig. 1 erkennbar ist, befin
det sich die Deformationsachse 7 in einem Abstand L zu der Mit
tellängsachse des Cockpitquerträgers 1, so daß bei entsprechen
den Deformationsbelastungen des Deformationsprofiles ein Torsi
onsmoment auf den Cockpitquerträger 1 ausgeübt wird.
Das Deformationsprofil 3a, 4a, 6a, 8a gemäß Fig. 2 entspricht im
wesentlichen dem Deformationsprofil 3, 4, 6, 8 nach Fig. 1, so
daß nachfolgend lediglich auf die unterschiedliche Gestaltung
dieses Deformationsprofiles eingegangen wird. Einziger Unter
schied zu dem Deformationsprofil nach Fig. 1 ist es, daß der De
formationsbereich 4a des Anbindungsprofilabschnittes 3a zusätz
lich mit einem S-förmig gekrümmten Quersteg 9 versehen ist, der
den Hohlraum des Deformationsbereiches 4a etwa parallel zur De
formationsachse 7 durchsetzt. Die S-förmige Krümmung des Quer
steges 9 gewährleistet eine gezielte Deformierbarkeit, wobei das
Kraftniveau zur Deformation des Anbindungsprofilabschnittes 4a
aufgrund dieses zusätzlichen Quersteges 9 gegenüber dem Kraftni
veau des Anbindungsprofilabschnittes 3 nach Fig. 1 erhöht ist.
Durch diesen Quersteg 9 findet somit gegenüber dem Deformations
profil nach Fig. 1 ein zusätzlicher Energieabbau innerhalb des
Anbindungsprofilabschnittes 3a auf entsprechend höherem Kraftni
veau statt. Im übrigen entspricht das Deformationsprofil dem be
schriebenen Deformationsprofil nach Fig. 1, so daß für nähere
Erläuterungen auf die Beschreibung zur Fig. 1 verwiesen werden
kann.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 4 stimmen die
Hohlprofilabschnitte 6b, 8b bzw. 6c, 8c mit den zuvor beschrie
benen Hohlprofilabschnitten 6, 8 bzw. 6a, 8a gemäß den Fig. 1
und 2 überein. Auch der Anbindungsbereich 5 entspricht jeweils
den zuvor beschriebenen Anbindungsbereichen 5. Gegenüber den
Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 sind bei beiden Aus
führungsformen jeweils lediglich die Anbindungsprofilabschnitte
3b bzw. 3c unterschiedlich gestalten. Beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 weist der Deformationsbereich 4b des Anbindungspro
filabschnittes 3b einen polygonalen Querschnitt auf, wobei sich
ein an den Hohlprofilabschnitt 6b anschließender erster Profil
schenkel längs der Deformationsachse 7 und ein zweiter Profil
schenkel des Deformationsbereiches 4b rechtwinklig zur Deforma
tionsachse 7 zur Seite hin erstreckt. Auch der Deformationsbe
reich 4b ist gegenüber der Deformationsachse 7 seitlich versetzt
angeordnet, so daß die nicht näher dargestellte Mittellängsachse
des Cockpitquerträgers 1 den gleichen Abstand L (nicht darge
stellt) zur Deformationsachse 7 aufweist wie bei dem Ausfüh
rungsbeispiel nach Fig. 1.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Anbindungsprofilab
schnitt 3c mit einem Deformationsbereich 4c versehen, der eben
falls als Hohlprofil gestaltet ist. Der Deformationsbereich 4c
weist jedoch gekrümmte Wandungen und damit gekrümmte Profil
schenkel auf, die bei entsprechenden Aufprallbelastungen eine
Drehung der Hohlprofilabschnitte 6c und 8c nach ihrem Zusammen
drücken auf Block um den Cockpitquerträger 1 herum bewirken. Bei
diesem Ausführungsbeispiel erfolgt somit keine Fortführung der
Wirkrichtung des Deformationsweges längs der Deformationsachse 7
nach dem vollständigen Zusammendrücken der Hohlprofilabschnitte
6c und 8c, sondern vielmehr eine kreisförmige Schwenkbewegung
über einen bestimmten Winkel an dem Cockpitquerträger 1 vorbei.
Claims (5)
1. Energieabsorbierendes Deformationsprofil für ein Kraft
fahrzeug, inbesondere bei einem Knieschutz für eine Unterseite
eines Cockpitbereiches, mit wenigstens zwei wabenartig gestal
teten Hohlprofilabschnitten, die längs einer gemeinsamen De
formationsachse aneinander anschließen, sowie mit einem Anbin
dungsprofilabschnitt zur Festlegung des Deformationsprofiles an
einem Trägerteil einer Karosserietragstruktur, insbesondere an
einem Cockpitquerträger,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anbindungsprofilabschnitt (3, 3a, 3b, 3c) als quer zu
seiner Deformationsachse ausgerichteter Hohlprofilabschnitt
ausgeführt und energieabsorbierend deformierbar gestaltet ist.
2. Deformationsprofil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Hohlprofilabschnitte (6, 8; 6a, 8a; 6b, 8b; 6c, 8c) relativ
zu dem Anbindungsprofilabschnitt (3, 3a, 3b, 3c) derart versetzt
angeordnet sind, daß die Deformationsachse (7) in Abstand zu dem
Trägerteil (1) der Karosserietragstruktur verläuft.
3. Deformationsprofil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die energieabsorbierende Deformation des Anbindungsprofilab
schnittes (3, 3a, 3b, 3c) derart ausgelegt ist, daß ein Kraftni
veau zur Deformierbarkeit des Anbindungsprofilabschnittes (3,
3a, 3b, 3c) höher liegt als ein Kraftniveau zur Deformierbarkeit
der wabenartigen Hohlprofilabschnitte (6, 8; 6a, 8a; 6b, 8b; 6c,
8c).
4. Deformationsprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Anbindungsprofilabschnitt (3, 3a) mit einem parallelogramm
artigen Wirkquerschnitt versehen ist.
5. Deformationsprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Anbindungsprofilabschnitt (3, 3a, 3b, 3c) einen einen Vier
kantquerträger (1) teilweise umschließenden, winklig gestalteten
Anlagebereich (5) aufweist.
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- 1997-12-18 DE DE19756334A patent/DE19756334C2/de not_active Expired - Fee Related
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1998
- 1998-12-18 US US09/215,245 patent/US6086098A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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US-Z.: "automotive engineering", Heft Januar 1997, S. 139 * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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DE19756334A1 (de) | 1999-07-01 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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Effective date: 20130702 |