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Die
Erfindung betrifft ein Deformationselement für Kraftfahrzeuge, das zwischen
einem Längsträger und
einem Stoßfänger angeordnet
und auf seiner dem Stoßfänger zugewandten
Seite mit einer Kappe versehen und über mindestens ein quer zur Längsachse
des Längsträgers verformbares
Befestigungselement gehaltert ist, wobei die Kappe verbindungsfrei
in unmittelbarer Nähe
des Stoßfängers angeordnet
ist.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
nach dem Stand der Technik ist der Stoßfänger in der Nähe der Kappe
durch einen Teil eines Federelementes verstärkt.
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Derartige
Deformationselemente, die auch Typschadenelemente genannte werden,
sind zwischen dem Stoßfänger und
dem Längsträger angeordnete
Bauteile, die sich bei einem Aufprall bis zu einer bestimmten Größenordnung
energieumwandelnd verformen und leicht ausgetauscht werden können. Dadurch
soll verhindert werden, daß bei
kleineren Unfällen
die Längsträger einen
Schaden erleiden. Außerdem
reduzieren sich beim Einsatz derartiger Typschadenelemente die Reparaturkosten.
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Bei
einem Deformationselement der vorstehend genannten Art gemäß der
DE 38 33 048 A1 ist die
eben ausgebildete Kappe mit zwei konzentrisch ineinandersteckenden
Prallrohren aus einem Faserverbundwerkstoff verbunden, von denen
eines an ihrem einen Ende in eine abgekröpfte Ablenkplatte und das andere
Prallrohr in einem Kreisring eingreift, der ebenfalls mit der Ablenkplatte
verbunden ist. Die Ablenkplatte wird wiederum von einem Halteelement umgriffen,
welches mit dem Längsträger eines
Fahrzeugaufbaus verbunden ist. Das der stabilen Kappe gegenüberliegende
Teil des Stoßfängers ist
mit einem ovalen Federelement versehen, welches die Kappe mit Abstand
ebenso umgreift wie die beiden Prallrohre. Dieses als Oval gebogene
Ringfeder ausgebildete elastische Federelement liegt mit seiner
einen Längsseite
am Stoßfänger und
mit seiner anderen Längsseite
direkt am Längsträger an.
Bei einem Aufprall, bei dem die kinetische Energie nicht mehr durch
elastische Verformung aufgefangen werden kann, wird das Federelement
zerstört.
Bei einem Aufprall quer zur Längsachse
des Längsträgers wird nach
einem kurzen Zusammenfedern des Federelementes dieses gegen die
Seitenkante der Kappe drücken
und die Prallrohre einer erheblichen Kraftkomponente je nach Aufprallwinkel
in der Zeichenebene in Richtung des Uhrzeigersinns oder des Gegenuhrzeigersinns
bewegen. Da die Prallrohre derart bemessen sind, daß ihre Knicklänge nicht
erreicht wird, übertragen
sie dieses Drehmoment in vollem Umfang über die Ablenkplatte auf die
Längsträger, die
dadurch einer Deformation unterworfen werden.
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Aus
der
GB 2 299 551 A ist
ein gattungsfremdes Deformationselement bekannt geworden, welches über abgekröpfte Schenkel
mit dem rückwärtigen Teil
eines Stoßfängers verbunden
ist. Dieses Dämpfungselement
ist über
Nieten mit einem Pralltopf in Form eines zylindrischen Rohres verbunden, welches
zur Stirnseite des Stoßfängers einen Luftspalt
aufweist. Bei einem Crash in Richtung der Längsachse des Längsträgers erfüllt dieser
Pralltopf seine beschriebene Funktion. Wenn jedoch eine Aufprallkraft
in einer quer zur Längsachse
des Längsträgers verlaufenden
Richtung erfolgt, werden diese Kräfte vom Stoßfänger mit einer erheblichen
Schrägkomponente
auf den Pralltopf treffen und von diesem quer auf den Längsträger übertragen
sowie weiterhin vom rückwärtigen Ende
auf die abgekröpften
Schenkel des Dämpfungselementes.
Damit können
mit diesem Konstruktionsprinzip die Längsträger nicht von quer zur Längsachse
verlaufenden Kraftkomponenten freigehalten werden.
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Weiterhin
ist in der gattungsfremden
DE
195 22 575 C2 ein Pralltopf offenbart, der eine Abschlußkappe mit
im wesentliche kalottenartiger oder rotationssymmetrisch ausgebildeter
Wölbung
aufweist, welche in Form eines Teilausschnittes der Oberfläche einer
Kugel, eines Ellipsoids oder eines Paraboloids ausgebildet ist und
im konzentrischen Bereich mit einer Abflachung versehen ist. Mit
dieser Abflachung liegt der Pralltopf an einen Prallplatte an. Am entgegengesetzten
Ende ist der Pralltopf nach dem Ausführungsbeispiel der
1a mit einem kreisringförmigen Stützelement
sowie mit einem umlaufenden Flansch und einem weiterhin stabilisierenden
Blech und einem Schließblech
versehen und verbunden. Dabei ist das Blech dem Fahrzeugaufbau zugeordnet bzw.
an einem Teil des Fahrzeugs selbst, hingegen der Pralltopf der Prallplatte
zugeordnet ist, die Bestandteil eines Stoßfängersystems bildet. Der Pralltopf
und das Blech sowie die Prallplatte sind miteinander durch Verschrauben,
Vernieten, Kleben oder Klemmen verbunden. Dadurch können bei
einer quer zur Symmetrielängsachse
des Pralltopfes erfolgenden Krafteinwirkung erhebliche Biegemomente über die
Prallplatte und den Pralltopf auf den Längsträger übertragen werden. Diese Kräfte können selbstverständlich auch
zu Deformationen des Längsträgers führen.
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In
der
DE 42 39 460 C2 wird
ein gattungsfremdes Deformationselement beschrieben, welches aus
mehreren hintereinander angeordneten Pralltöpfen mit oder ohne Prallrohr
besteht und als Verbund- oder Dämpfungselement
fungiert. Der dem Stoßfänger nächstgelegene
Pralltopf ist mit einer ebenen Stirnfläche versehen. Die Verbindung
zwischen den einzelnen Pralltöpfen
ist nicht offenbart. Für
diese Verbindung kommt sowohl eine Schweiß- als auch eine Schraubverbindung
in Betracht. Dies bedeutet bei jedem in Betracht zu ziehenden Belastungsfall, daß bei einer
schräg
zur nicht bezeichneten Symmetrielängsachse des Längsträgers verlaufenden
Aufprallkraft eine erhebliche Kraftkomponente und damit auch ein
Biegemoment auf den Längsträger erfolgt und
dieser entsprechend verformt werden kann.
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Ein
Deformationselement anderer Art gemäß der
DE 197 32 064 A1 besteht
aus mehreren, innerhalb eines mantelförmigen Gehäuses angeordneten Stützrippen,
die an einer Verbindungsrippe angeordnet sind, welche zwischen einem
Basiselement des mantelförmigen
Gehäuses
und einem plattenförmigen
Vorderelement angebracht ist.
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Trotz
dieser sinnvollen Konstruktion hat es sich herausgestellt, daß nicht
nur bei einem Frontalaufprall, sondern insbesondere bei einem schrägen Aufprall
im Mittenbereich des Stoßfängers von
diesem auf die Längsträger erhebliche
Querkräfte übertragen
werden können, die
zu unangenehmen Deformationen führen.
Um diese quer zur Längsachse
der Längsträger einwirkenden
Kräfte
zu reduzieren, die vom Stoßfänger ausgehen,
wurde bereits ein als Stülpprinzip
arbeitendes Deformationselement vorgeschlagen, welches mit einem
kugelabschnittsförmigen
sowie kalottenförmig
ausgebildeten Anschlag am Stoßfänger und
einem darin eingreifenden Stülprohr
arbeitet oder umgekehrt einen konvex ausgebildeten Anschlagblock
verwendet, der vom Stülprohr
teilflächig übergriffen
wird. Auch dieser Vorschlag ist mit dem Nachteil behaftet, daß selbst
bei einem frontalen Front- oder Heckaufprall die Stoßfänger mittig
nach innen gedrückt
und somit je nach Aufprallart und der Form des Aufprallhindernisses der
Stoßfänger sowie
die Längsträger entweder
nach innen gezogen oder nach außen
gedrückt
werden. Dadurch werden erhebliche Querkräfte auf die Längsträger übertragen
werden, die zu bleibenden Deformationen führen.
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Von
diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Deformationselement der eingangs genannten Art zu schaffen,
mit welchem eine Übertragung
der vom Stoßfänger ausgehenden
Querkräfte
auf das Deformationselement und den mit ihm verbundenen Längsträger weitgehend
ausgeschlossen wird.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Da
bei dieser Ausbildung das vordere Ende der Metallkappe des Deformationselementes
keine Verbindung mit der ihr gegenüberliegenden Fläche der
Metallplatte des Stoßfängers aufweist,
können demzufolge
auch keine Querkräfte,
sondern im wesentlichen nur parallel zum Längsträger verlaufende Kräfte über die
Metallkappe in das Deformationselement eingeleitet werden. Bei einem
beispielsweise mittigen oder schrägen Frontal- oder Heckaufprall gelangt
die Metallkappe mit dem zu ihr verbindungsfreien, biegesteifen Teil
des Stoßfängers in
Reib-und Gleitkontakt, wodurch das Deformationselement und damit
auch der Längsträger von
Querkräften
weitgehend freigehalten wird. Da der Stoßfänger in unmittelbarer Nähe der verbindungsfreien
Metallkappe mit einem biegesteifen Teil versehen ist, kann die daran aufgrund
ihrer Außenform
nur linien- oder punktförmig
in Kontakt gelangende Metallkappe weder form- noch reibschlüssig „eingespannt" werden, so daß bei einem
schräg
zum Längsträger verlaufenden
Crash die ursprünglich
beieinanderliegenden Berührungslinien
bzw. Berührungspunkte
an dem biegesteifen Teil auseinanderdriften und somit nur parallel
zur Längsachse
des Längsträgers verlaufende
Kraftkomponenten in diesen eingeleitet werden können.
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Nach
einer ersten vorteilhaften Ausführungsform
befindet sich zwischen der verformbaren Metallkappe und dem biegesteifen
Teil des Stoßfängers in an
sich bekannter Weise ein geringer Luftspalt, wodurch bei von der
Fahrbahn ausgehenden Impulsen Klappergeräusche vermieden werden.
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Die
Erfindung läßt es jedoch
auch zu, daß die
verformbare Metallkappe reibschlüssig
an dem biegesteifen Teil des Stoßfängers anliegt. In diesem Fall
sollte jedoch die Anlage mit einer gewissen Vorspannung erfolgen,
um gleichfalls Klappergeräusche bei
von der Fahrbahn ausgehenden Impulsen zu unterbinden.
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Die
Ausbildung der Metallkappe läßt im Rahmen
der Erfindung sehr unterschiedliche Ausführungsformen zu. Nach einer
ersten als Kugelabschnitt gestalteten Metallkappe liegt der Mittelpunkt der
Kugel auf der mittigen Symmetrielängsachse des Längsträgers. In
diesem Fall werden nicht nur Querkräfte von den Seiten, sondern
auch von oben und unten auf den Mittelpunkt der Kugel gerichtet
und damit auf die mittige Symmetrielängsachse des Längsträgers übertragen.
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Bei
einem Front- oder Heckcrash erfolgt auch bei schrägem Seitenaufprall
eine Kraftrichtung in aller Regel in einer horizontal verlaufenden
Ebene. Aus diesem Grunde verläuft
bei einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform der als Teilkreiszylinder
ausgebildeten Metallkappe die Längsachse
dieses Teilkreiszylinders senkrecht durch die mittige Horizontalebene
des Längsträgers.
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Und
schließlich – jedoch
nicht abschließend – kann die
Metallkappe mehreckig ausgebildet und mit abgerundeten, bombierten
Ecken- und Kantenbereichen versehen sein.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Befestigungselement
von zwei mit ihren einen Enden mit den beiden Seitenbereichen der
Metallkappe und mit ihren anderen Enden am Stoßfänger befestigten Winkeln gebildet.
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Der
Innenraum der Metallkappe läßt weitere, höchst unterschiedliche
Ausführungen
zu.
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So
ist nach einer ersten Ausführungsform der
Innenraum der Metallkappe von einem Rinnenprofil durchsetzt, welches
zum Profil der Metallkappe geometrisch ähnlich ist. Damit bildet die
Metallkappe zwei miteinander verbundene, zwischen sich einen Luftraum
beinhaltende, getrennte Metallkappen, die getrennt verformbar sind.
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Nach
einer zweiten Ausführungsform
ist der Innenraum der Metallkappe mit einem Aluminiumschaum ausgefüllt. Damit
wird nicht nur die Metallkappe, sondern auch der gesamte Innenraum
zur Aufnahme der Formänderungsarbeit
herangezogen.
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Nach
einer dritten Ausführungsform
ist der Innenraum der Metallkappe von zwei einen birnenförmigen Innenquerschnitt
einschließenden
Profilleisten durchsetzt, deren abgebogene Endbereiche zum tiefstgelegenen
Bodenbereich der Metallkappe aufeinanderzu laufen und dort befestigt
sind. Dadurch entsteht eine Metallkappe, deren Innenraum von einer
zweiten, jedoch schlankeren Metallkappe durchsetzt ist und insbesondere
bei einem Schrägaufprall zeitverzögert zur
Formänderungsarbeit
herangezogen wird.
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Bei
einer vierten Ausführungsform
ist der Innenraum der Metallkappe von zwei in Richtung auf ihren
Bodenbereich zueinander divergierenden ebenen Leisten durchsetzt.
Diese Ausführungsform
dürfte
sich insbesondere bei schrägem
Heck- oder Frontaufprall bewähren,
da sie in dieser Richtung besonderes ausgesteift ist. Und schließlich – jedoch
nicht abschließend – ist der
Innenraum der Metallkappe mit mehreren quer zu ihren Seitenbereichen
verlaufenden, bogenförmigen
Leisten durchsetzt, die einen ovalen Querschnitt einschließen. Dadurch
werden sowohl in frontaler als auch in schräger Aufprallrichtung mehrere
unterschiedlich ausgebildete Deformationskammern geschaffen, die
sowohl bei einem geraden als auch bei einem schrägen Aufprall eine hohe Energie
in Formänderungsarbeit
umwandeln können.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die
Metallkappe, die an ihr angreifenden Befestigungselemente und die
ihren Innenraum durchsetzenden Rinnen, Profile und Leisten je einstückig aus
einem Strangpreßprofil
hergestellt, welches sowohl aus einer Aluminiumlegierung als auch
aus Stahl bestehen kann.
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Zur
Sicherstellung einer vorteilhaften Gleitreibung ist das biegesteife
Teil des Stoßfängers auf seiner
Innenseite konkav abgerundet oder es besteht aus einer an seiner
Innenseite angeordneten biegesteifen Metallplatte.
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Mehrere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen:
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1 die
schematische Draufsicht auf eine Metallkappe in Form eines Teilkreiszylinders,
der an beiden Seitenbereichen mit je einem Befestigungselement in
Form eines Winkels versehen ist, die an einem gestrichelt dargestellten
Stoßfänger befestigt sind,
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2 die
perspektivische Ansicht des Deformationselementes von 1,
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3 eine
der 1 entsprechende Ansicht, jedoch mit einer zweiten
im Innenraum angeordneten Rinne mit geometrisch ähnlichem Proffil zur Außenseite
der Metallkappe,
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4 eine
der 1 entsprechende Ansicht einer Metallkappe, deren
Innenraum mit Aluminiumschaum ausgefüllt ist,
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5 eine
der 1 entsprechende Ansicht eines Deformationselementes
mit einer Metallkappe, deren Innenraum von zwei einen birnenförmigen Innenquerschnitt
einschließenden
Profilleisten durchsetzt ist, deren abgebogene Endbereiche zum Bodenbereich
der Metallkappe hin konvergieren,
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6 eine
der 1 entsprechende Ansicht eines Deformationselementes
mit einer Metallkappe, deren Innenraum von zwei auf ihren Bodenbereich zueinander
divergierenden ebenen Leisten durchsetzt ist,
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7 die
Ansicht eines Deformationselementes gemäß 1, deren
Innenraum der Metallkappe mit mehreren quer zu ihren Seitenbereichen verlaufenden,
bogenförmigen
Leisten durchsetzt ist, welche Kammern mit unterschiedlichem Querschnitt einschließt,
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8 bis 11 die
unterschiedlichen Phasen der Verschiebung der Metallkappe auf der
Innenfläche
des Stoßfängers und
ihrer Deformation bei einem frontalen Heck- oder Frontaufprall.
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Das
Deformationselement 1 gemäß den 1 und 2,
dessen detaillierter Aufbau bezüglich
dieser Erfindung nicht relevant ist, befindet sich zwischen einem
Längsträger 2 und
einem allgemein mit 3 bezeichneten Stoßfänger. Auf seiner dem Stoßfänger 3 zugewandten
Seite 1a ist das Deformationselement 1 mit einer verformbaren
Metallkappe 4 versehen und über zwei quer zur Längsachse 2a des Längsträgers 2 verformbare
Befestigungselemente 5, 6 gehaltert, die mit ihren
einen Enden 5a, 6a mit den Seitenbereichen 4a, 4b verbunden
und mit ihren anderen Enden 5b, 6b als mit dem
Stoßfänger 3 verbundene
Winkel ausgebildet sind. Die Metallkappe 4 ist im vorliegenden
Fall als Teilkreiszylinder 7 mit Symmetrielängsachse 7a sowie
mit oder ohne anschließendem
Rechteckteil ausgebildet, welches in Verbindung mit dem Befestigungselementen 5, 6 gemäß 2 aus
einem Stranpreßprofil
besteht. Zwischen der verformbaren Metallkappe 4 und dem
biegesteifen Teil 3a des Stoßfängers 3 befindet sich
auf der Innenseite 3b ein geringer Luftspalt 8.
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Die
Erfindung läßt jedoch
auch zu, daß die verformbare
Metallkappe 4 reibschlüssig – vorteilhaft unter
einer geringen Vorspannung – an
dem biegesteifen Teil 3a des Stoßfängers 3 anliegt.
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Das
Deformationselement gemäß den 1 und 2 ist
mit einer Metallkappe 4 als Teilkreiszylinder 7 besonders
vorteilhaft als Strangpreßprofil herstellbar
und in besonderem Maße
geeignet, in einer Horizontalebene 2b des Längsträgers 2 einwirkende
Aufprallenergien in Formänderungsarbeit
umzuwandeln.
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Noch
vorteilhafter ist die Ausbildung der Metallkappe 4 als
Kugelabschnitt, wenn der Mittelpunkt 4f einer solchen Kugel
auf der mittigen Symmetrielängsachse 2a des
Längsträgers 2 liegt.
In diesem Fall werden dann auch die in einer Vertikalebene durch
den Kugelmittelpunkt verlaufende Aufprallenergien vorteilhaft in
Formänderungsarbeit
umgewandelt. Jedoch erfordert eine solche Kugel erhöhte Herstellungskosten.
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Aus
diesem Grunde sind in den nachfolgenden Ausführungsformen stets Strangpreßprofile ähnlich der 1 und 2 dargestellt,
die sich von dieser Ausführungsform
durch unterschiedliche Aussteifungen im Innenraum 4c der
Metallkappe 4 unterscheiden. In allen Fällen ist dieser Innenraum 4c rückseitig
von der Rückwand 4e abgedeckt.
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So
ist in 3 der Innernaum 4c von einem Rinnenprofil 9 durchsetzt,
welches zum Profil der Metallkappe 4 geometrisch ähnlich ist
und ebenfalls wie die als Teilkreiszylinder ausgebildete Metallkappe 4 zur
Bildebene senkrecht verläuft.
Ansonsten sind mit der 1 übereinstimmende Teile mit gleichen
Bezugsziffern bezeichnet. Die Enden 9a und 9b der
Rinne 9 sowie auch die Enden 4a, 4b der
Metallkappe 4 sind mit den Enden 5a und 6a der
Befestigungselemente 5, 6 fest verbunden.
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In 4 ist
der Innenraum 4c der Metallkappe 4 mit einem Aluminiumschaum 10 ausgefüllt, dessen
Festigkeit und dessen E-Modul mit steigender Dichte stark ansteigt.
Derartige Schäume
eignen sich gut zur Energieabsorption unter Einhaltung einer vorgegebenen
Höchstspannung.
Der Grund dafür
beruht darin, daß bei
plastischer Verformung des Aluminiumschaumes über einen weiten Stauchungsbreich hinweg
der Schaum auf einem nahezu konstanten Spannungsniveau bleibt. Definiert
man die durch einen idealen Absorber aufgenommenen Energien als 100
%, so kann Aluminiumschaum mit 60 % Stauchung ca. 85 % der idealen
Energiemenge aufnehmen, was einem sehr günstigen Wert entspricht.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 5 ist der Innenraum 4c der Metallkappe 4 von
zwei einen birnenförmigen
Innenquerschnitt 11 einschließenden Profilleisten 12, 13 durchsetzt,
deren abgebogene Endbereiche 12a, 13a aufeinanderzu
laufen und in der Nähe
des tiefstgelegenen Bodenbereiches 4d befestigt sind. Die
Befestigungselemente 5, 6 entsprechen den zu den 1 bis 4 beschriebenen Befestigungselementen.
Die anderen Ende 12b, 13b sind an der Rückwand 4e der
Metallkappe 4 befestigt. Durch diese zusätzliche
Aussteifung der Profilleisten 12, 13 sowie ihre
Form kann zusätzliche
Formänderungsarbeit
von der Metallkappe 4 aufgenommen werden.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 6 ist der Innenraum 4c der Metallkappe 4 von
zwei in Richtung auf ihren Bodenbereich 4d hin divergierende,
ebene Leisten 14, 15 durchsetzt, die mit ihrem
einen Ende 14a, 15a in der Nähe des Bodenbereiches 4d und
mit ihren anderen Enden 14b, 15b an der Rückwand 4e der
Metallkappe 4 befestigt sind.
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Auch
hier entsprechen die Befestigungselemente 5, 6 den
vorbeschriebenen Befestigungselementen. In sämtlichen dargestellten Fällen befindet sich
zwischen der Metallaußenfläche der
Metallkappe 4 und dem Stoßfänger 3 ein Luftspalt 8.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 7 ist der Innenraum 4c der Metallkappe 4 von
mehreren quer zu ihren Befestigungselementen 5, 6 verlaufenden,
bogenförmigen
Leisten 16, 17, 18 durchsetzt, die einen ovalen
Querschnitt 19, 20 einschließen. Dadurch entstehen neben
den einen ovalen Querschnitt aufweisenden Kammern 19, 20 auch
weitere Kammern 21, 22, 23, 24 mit
höchst
unterschiedlichen Querschnitten und ebenso unterschiedenlichem Formänderungsverhalten.
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Es
versteht sich, daß diese
Kammern 19 bis 24 ganz oder teilweise auch mit
dem Aliminiumschaum 10 der 4 ausgefüllt werden
können.
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In
sämtlichen
Ausführungsbeispielen
der 1 bis 7 sind vorteilhaft die Metallkappe 4,
die an ihren beiden Seitenbereichen 4a, 4b angreifenden Befestigungselemente 5, 6 und
die ihren Innenraum durchsetzenden Rinnen 9, Profile 12, 13 und/oder Leisten 14 bis 18 je
einstückig
aus einem Strangpreßprofil,
vorteilhaft einem Aluminiumstrangpreßprofil, hergestellt.
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In
den 8 bis 11 ist am Beispiel eines Heckaufpralls
die Funktion der Metallkappe 4 in Verbindung mit dem relativ
biegesteifen Teil 3a des Stoßfängers 3 dargestellt.
Bei einem Aufprall eines Hindernisses 25 in Richtung des
Pfeiles 26 auf den Stoßfänger 3 liegen
kurz vor dem Aufprall die Kontaktlinie A der Metallkappe 4 des
Deformationselementes 1 und die Kontaktlinie B an dem relativ
biegesteifen Teil 3a gemäß 8 beieinander.
Bei beginnender Deformation gemäß 9 durch
Eindringen des Hindernisses 25 in Richtung des Pfeiles 26 parallel
zur X-Achse der 1, 3, 5 und 7 in
den Bereich des Stoßfängers 3 wird
dieser derart eingedrückt,
daß eine
Relativverschiebung der Kontaktlinie B zur Kontaktlinie A erfolgt.
Dabei bilden diese Kontaktlinien A, B Reibflächen der teilkreiszylindrisch ausgebildeten
Metallkappe 4 mit dem biegesteifen Teil 3a des
Stoßfängers 3.
Bei kugelförmiger
Ausbildung der Metallkappe 4 werden diese Kontaktlinien A,
B zu Kontaktpunkten reduziert. Mit zunehmender Deformation driften
diese Kontaktlinien A, B gegenüber
ihrer Position von 8 auseinander. Dieses beginnende
Auseinanderdriften ist in 9 zu beobachten.
In dieser Phase der 9 sind die Besfestigungselemente 5, 6 ebenso
wie die Metallkappe 4 noch undeformiert.
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In
der Deformationsphase gemäß 10 sind
die Kontaktlinien A und B noch weiter auseinandergedriftet, wobei
nunmehr allerdings bereits das Befestigungselement 5 stark
und das Befestigungselement 6 bereits leicht deformiert
ist. Ebenso ist eine beginnende Deformation der Metallkappe 4 festzustellen.
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Nach
dem Ende des Aufpralls gemäß 11 befinden
sich in der dort dargstellten Deformationsphase die beiden Kontaktlinen
A, B in ihrem größtmöglichen
Abstand voneinander, weil nunmehr nicht nur die Befestigungselemente 5, 6,
sondern auch die Metallkappe 4 erheblich deformiert ist.
In dieser Phase sind selbstverständlich
auch die zu den 3 und 5 bis 7 beschriebenen
Rinnen 9, Profile 12, 13 und/oder Leisten 15 bis 18 entsprechend
ihrer Lage und ihrer Energieaufnahme deformiert. Entsprechendes
gilt für
den Aluminiumschaum 10 von 4.
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Da
die Metallkappe 4 auf dem relativ biegesteifen Teil 3a des
Stoßfängers 3 entlanggleitet,
können
die winkelförmigen
Befestigungselemente 5, 6 keine nennenswerten
Querkräfte
in Richtung des Pfeiles 27 parallel Zur Y-Achse auf das
Deformationselement 1 übertragen,
wodurch der Längsträger 2 von
derartigen schädlichen
Querkräften
parallel zur Y-Achse freigehalten wird. Dabei wird sowohl durch den
Reibschluß als
auch durch die Deformation der Befestigungselemente 5, 6 als
auch durch die Deformation der Metallkappe 4 und der im Innenraum 4c angeordneten
Rinnen 9, Profile 12, 13 und/oder Leisten 15 bis 18 der
größte Teil
der Aufprallenergie in Formänderungsarbeit
umgewandelt.