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Die
Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbaugruppe nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Eine
derartige Kraftfahrzeugbaugruppe umfasst einen Träger,
der bei bestimmungsgemäßem Einbau in ein Kraftfahrzeug,
insbesondere in eine Kraftfahrzeugtür, eine dem Fahrzeuginnenraum
zugewandte erste (innere) Oberfläche und eine dem Fahrzeugaußenraum
zugewandte zweite (äußere) Oberfläche
aufweist, wobei von der ersten, inneren Oberfläche des
Trägers mindestens ein erstes Energieabsorptionselement
in Richtung auf den Fahrzeuginnenraum absteht, und zwar mit einer
sich winklig zu der äußeren Oberfläche
des Trägers erstreckenden Seitenwand des ersten Energieabsorptionselementes,
und wobei von der zweiten, äußeren Oberfläche
des Trägers mindestens ein zweites Energieabsorptionselement
in Richtung auf den Fahrzeugaußenraum absteht, und zwar
mit einer sich winklig zu dem Träger erstreckenden Seitenwand
des zweiten Energieabsorptionselementes. Die winklige Erstreckung
einer Seitenwand des jeweiligen Energieabsorptionselementes bezüglich
des Trägers der Kraftfahrzeugbaugruppe soll dabei auch
den Spezialfall umfassen, dass der Winkel der Seitenwand in Bezug auf
den Träger 90° beträgt, also einen rechten
Winkel mit diesem bildet.
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Mit
dem mindestens einen zweiten (äußeren) Energieabsorptionselement
kann durch Deformation insbesondere solche Energie abgebaut werden,
die bei einem Crash-Fall durch von außen auf die Kraftfahrzeugbaugruppe
wirkende Kräfte verbunden ist. Mit dem mindestens einen
ersten (inneren) Energieabsorptionselement soll demgegenüber
insbesondere die Energie abgebaut werden, die mit Kräften
verbunden ist, welche in einem Crash-Fall vom Fahrzeuginnenraum
her auf die Kraftfahrzeugbaugruppe wirken. Die erstgenannten Kräfte
können beispielsweise auf ein vom Fahrzeugaußenraum
her auf das Kraftfahrzeug aufprallendes Objekt, wie z. B. ein Drittfahrzeug,
zurückgehen; und die zweitgenannten Kräfte können
vor allem durch innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnete Objekte,
wie z. B. einen mit der Kraftfahrzeugbaugruppe kollidierenden Kraftfahrzeugsitz,
oder auch durch einen Fahrzeuginsassen verursacht werden, der in
einem Crash-Fall mit der besagten Kraftfahrzeugbaugruppe kollidiert.
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Aus
der
US 6,550,850 B2 ist
eine Kraftfahrzeugbaugruppe der eingangs genannten Art bekannt,
deren Träger aus zwei aneinander anliegenden und miteinander
verbundenen Trägerplatten besteht, wobei von jeder der
beiden Trägerplatten jeweils Energieabsorptionselemente
abstehen, die entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine der Energieabsorption
dienende Kraftfahrzeugbaugruppe der eingangs genannten Art zu verbessern,
insbesondere im Hinblick auf eine möglichst zuverlässige
Absorption der in einem Crash-Fall auf die Kraftfahrzeugbaugruppe
wirkenden Kräfte und hiermit verbundener Crash-Energie
im Rahmen eines kompakten Aufbaus.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung
einer Kraftfahrzeugbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach
sind mindestens ein erstes und mindestens ein zweites Energieabsorptionselement
derart benachbart zueinander angeordnet, dass mindestens eine Seitenwand
des zweiten Energieabsorptionselementes in einem Übergangsbereich
in den Träger der Kraftfahrzeugbaugruppe zumindest abschnittsweise
entlang der Erstreckungsrichtung einer zugeordneten Seitenwand des
ersten Energieabsorptionselementes in deren Übergangsbereich
in den Träger verläuft, so dass sich die beiden
Seitenwände abschnittsweise in einem Übergangsbereich unmittelbar
nebeneinander und entlang derselben Richtung erstrecken und dass
bei einer Krafteinleitung in eines der beiden Energieabsorptionselemente,
durch welche das betreffende Energieabsorptionselement in Richtung
auf den Träger zusammengedrückt bzw. zusammengestaucht
wird, eine unmittelbare Weiterleitung der in die Seitenwand des
entsprechenden Energieabsorptionselementes eingeleiteten Kraft in
eine Seitenwand des anderen Energieabsorptionselementes erfolgen
kann, so dass dieses unter der Wirkung der genannten Kraft ebenfalls
deformiert wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil,
dass mindestens zwei von der Kraftfahrzeugbaugruppe in entgegengesetzter
Richtung abstehende Energieabsorptionselemente zu einer Baueinheit
zusammengefasst sind, so dass bei einer durch starke Crash-Kräfte
hervorgerufenen, entsprechend großen Crash-Energie, die
an einem der beiden Energieabsorptionselemente wirkt, das jeweilige
andere Energieabsorptionselement bei der Energieabsorption unterstützend
wirken kann, und zwar sobald das eine Energieabsorptionselement
bis zum Träger hin deformiert worden ist, wobei dann eine
unmittelbare Weiterleitung der zu absorbierenden Kräfte
bzw. der zu absorbierenden Energie in das andere Energieabsorptionselement
erfolgt.
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Hierdurch
lassen sich entsprechend größere Energien zerstörungsfrei
absorbieren, da beide Energieabsorptionselemente sukzessive genutzt
werden können, um Crash-Energie in Deformationsenergie umzuwandeln.
Durch entsprechende Ausgestaltung der Energieabsorptionselemente
lässt sich dabei auch erreichen, dass bei einem Übergang
der Crash-Kräfte vom einen ins andere Energieabsorptionselement
ein vergrößerter Widerstand gegen die Absorption
auftritt, so dass entsprechend größere Crash-Kräfte
aufgenommen und durch Deformation des entsprechenden Energieabsorptionselementes absorbiert
werden können. Die Anordnung kann sich dabei durch geringe
Bauhöhe und Anpassbarkeit an unterschiedliche, zu berücksichtigende
Crash-Bedingungen auszeichnen.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung gehen die beiden einander
zugeordneten Energieabsorptionselemente zumindest an einem Teilabschnitt
Ihrer jeweiligen Seitenwand derart unmittelbar ineinander über,
dass die ineinander übergehenden Abschnitte der beiden
Seitenwände eine durchgehende, entsprechend größere
Wand definieren, die zu einem Teil einen Bestandteil des ersten
Energieabsorptionselementes und zu einem anderen Teil einen Bestandteil
des zweiten Energieabsorptionselementes bildet. Hierdurch ist in
besonders einfacher Weise eine Kraftübertragung bzw. Energieübertragung
vom einen ins andere Energieabsorptionselement möglich.
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Nach
einer Variante der Erfindung umschließt eines der beiden
Energieabsorptionselemente das andere Energieabsorptionselement
(auf der Höhe des Trägers) ringförmig,
insbesondere unter einem Winkel von mindestens 180°, und
gegebenenfalls auch vollständig, also unter einem Winkel von
360°, wobei das innere, ringförmig umschlossene
Energieabsorptionselement beispielsweise in den Fahrzeuginnenraum
und das äußere, ringförmig umlaufende
Energieabsorptionselement beispielsweise in den Fahrzeugaußenraum
ragen kann. Jedoch ist auch eine umgekehrte Ausgestaltung möglich,
je nach den konkreten Anforderungen im jeweiligen Anwendungsfall.
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Die
einzelnen Energieabsorptionselemente können dabei im Querschnitt
z. B. kreisringförmig, oval oder mehreckig ausgestaltet
sein.
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Nach
einer anderen Variante der Erfindung sind benachbart zu einem Energieabsorptionselement
eines bestimmten Typus, also benachbart zu einem ersten oder zweiten
Energieabsorptionselement, jeweils mehrere (mindestens zwei) Energieabsorptionselemente
des anderen Typus, also zweite bzw. erste Energieabsorptionselemente,
angeordnet.
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Die
einzelnen Energieabsorptionselemente können insbesondere
derart ausgestaltet sein, dass sie sich entlang ihrer Erstreckungsrichtung
weg von dem Träger jeweils verjüngen; und sie
können an ihrem dem Träger abgewandten Ende mit
einer Deckfläche enden, die eben oder gewölbt
sein kann. So ergibt sich beispielsweise eine kegel- oder pyramidenstumpfförmige
Ausgestaltung der Energieabsorptionselemente.
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Dabei
können die Seitenwände der Energieabsorptionselemente
im Querschnitt eine klassische Treppenstruktur aufweisen, so dass
sie jeweils eine Stufenpyramide bilden, wie aus der
EP 0 683 072 B1 bekannt,
oder sie können durch eine spiralförmige Stufenanordnung
charakterisiert sein, die durch spiralförmige Ausgestaltung
der Seitenwände erreicht wird, wie aus der
DE 20 2004 009 916 U1 bekannt.
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Durch
Variation der Ausgestaltung der Seitenwände der Energieabsorptionselemente,
insbesondere auch der (spiralartigen) Stufen hinsichtlich Anzahl,
Größe, Dicke und Form sowie durch Variation der
Lage, Form und Dicke der Deckflächen der Energieabsorptionselemente
kann dabei deren Deformationswiderstand in Abhängigkeit
von vorgegebenen Crash-Bedingungen gezielt so eingestellt werden,
dass beispielsweise einerseits eine erste Deformation schon unter
der Wirkung vergleichsweise geringer Kräfte erfolgen kann,
insbesondere im Fall von Energieabsorptionselementen, die zur Aufnahme von
Energie bei Kollision mit einem Fahrzeuginsassen vorgesehen sind,
oder so, dass eine substantielle Deformation des entsprechenden
Energieabsorptionselementes größerer Kräfte
bedarf, beispielsweise im Fall von Energieabsorptionselementen,
die einer vergleichsweise festen Kraftfahrzeugbaugruppe, wie zum
Beispiel einer Sitzstruktur, zugewandt sind.
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Die
Energieabsorptionselemente können einteilig am Träger
angeformt sein oder als separate Bauelemente an diesem festgelegt
sein, zum Beispiel unter Verwendung zusätzlicher Fügemittel (Schrauben,
Niete, Klebemittel, Schweißnaht) oder durch Einstecken
und Verrasten in einer trägerseitigen Öffnung.
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Weiterhin
kann am jeweiligen Energieabsorptionselement an vorgegebenen Bereichen
eine Sollbruchstelle vorgesehen sein, um eine definierte Trennung
des Energieabsorptionselementes von einem anderen Energieabsorptionselement
oder vom Träger in einem Crash-Fall erreichen zu können.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren
deutlich werden.
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Es
zeigen:
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1a eine
Innenansicht einer Kraftfahrzeugtür ohne Türinnenverkleidung,
die an ihrer Türinnenhaut mit Energieabsorptionselementen
versehen ist;
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1b einen
Querschnitt durch die Kraftfahrzeugtür aus 1a zusammen
mit einem neben der Innenseite der Kraftfahrzeugtür angeordneten Sitzplatz
eines Kraftfahrzeugs;
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2a eine
schematische Darstellung einer Draufsicht auf einen Teil der Energieabsorptionselemente
der Kraftfahrzeugtür aus 1a;
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2b einen
schematischen Querschnitt durch die Energieabsorptionselemente aus 2a;
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3a, 3b eine
erste Abwandlung der Energieabsorptionselemente aus den 2a und 2b;
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4a, 4b eine
zweite Abwandlung der Energieabsorptionselemente aus den 2a und 2b;
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5a, 5b eine
dritte Abwandlung der Energieabsorptionselemente aus den 2a und 2b;
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6a, 6b eine
vierte Abwandlung der Energieabsorptionselemente aus den 2a und 2b;
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7a, 7b eine
fünfte Abwandlung der Energieabsorptionselemente aus den 2a und 2b;
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8a eine
vergrößerte Darstellung eines Querschnittes gemäß 2b;
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8b eine
erste Variante der Energieabsorptionselemente aus 8a;
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8c eine
zweite Variante der Energieabsorptionselemente aus 8a;
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9 eine
dritte Variante der Energieabsorptionselemente aus 8a;
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10a eine erste Möglichkeit zur Fixierung eines
separaten Energieabsorptionselementes an einem Türmodulträger
einer Kraftfahrzeugtür;
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10b eine zweite Möglichkeit zur Fixierung
eines separaten Energieabsorptionselementes an einem Türmodulträger
einer Kraftfahrzeugtür;
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11 einen
Türmodulträger für eine Kraftfahrzeugtür
mit zwei Feldern von Energieabsorptionselementen;
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12 eine
perspektivische Darstellung eines Feldes mit Energieabsorptionselementen
an einem Türmodulträger.
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1a zeigt
in perspektivischer Darstellung eine Innenansicht einer Kraftfahrzeugtür,
die im – entlang der vertikalen Fahrzeugachse betrachtet – oberen
Bereich einen eine Fensteröffnung O definierenden Fensterrahmen
R aufweist und deren unterer Bereich durch einen Türkasten
gebildet wird, der zum Außenraum hin durch eine Außenhaut
A und zum Fahrzeuginnenraum hin durch eine Türinnenhaut
I begrenzt wird. Die Türaußenhaut A bildet dabei
eine äußere Designfläche der Kraftfahrzeugtür
und ist in ihrem Design an die übrigen Bereiche der äußeren Fahrzeugkarosserie
angepasst.
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Die
Türinnenhaut I weist einen großflächigen Ausschnitt
auf, der von einem an der Türinnenhaut I festgelegten Türmodulträger
T in Form einer Trägerplatte überdeckt ist. An
diesem sind unterschiedliche Funktionskomponenten einer Kraftfahrzeugtür,
wie zum Beispiel ein elektromotorischer Antrieb E eines Fensterhebers,
Führungsschienen F eines Fensterhebers, eine Lautsprecherbaueinheit
L und dergleichen vormontiert.
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Die
am Türmodulträger T vormontierten Funktionskomponenten
E, F, L können vor dem Einbau in eine Kraftfahrzeugtür
vorgeprüft werden, so dass sich das aus dem Türmodulträger
T und den hieran vormontierten Funktionskomponenten E, F, L bestehende
Türmodul anschließend als eine vorgefertigte und
vorgeprüfte Baugruppe in eine Kraftfahrzeugtür
einbauen lässt. Im eingebauten Zustand bildet der Türmodulträger
T dann einen Bestandteil der Türinnenhaut I, die den zwischen
der Türinnenhaut I und der Türaußenhaut
A liegenden so genannten Nassraum NR einer Kraftfahrzeugtür
vom Fahrzeuginnenraum (Trockenraum TR) trennt, vergl. 1b. Dementsprechend
weist der Türmodulträger T gemäß 1b eine
erste, dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Oberfläche T1 und
eine zweite der Türaußenhaut A zugewandte Oberfläche
T2 auf.
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Der
Türmodulträger T weist vorliegend eine Mehrzahl
einstückig angeformter Energieabsorptionselemente 1, 2, 6 auf,
die teilweise von der ersten Oberfläche T1 in Richtung
auf den Fahrzeuginnenraum (Trockenraum TR) und teilweise von der
zweiten Oberfläche T2 in Richtung auf die Türaußenhaut A,
also in den Nassraum NR hinein, abstehen. Wie insbesondere aus der
Querschnittsdarstellung der 1b hervorgeht,
sind dabei einige Energieabsorptionselemente 1, 2 dem
Oberschenkel-, Becken- und Hüftbereich H eines Fahrzeuginsassen
(Person P) zugeordnet und teilweise zugewandt, die auf einem neben
der Innenseite der Kraftfahrzeugtür vorgesehenen Fahrzeugsitz
Platz genommen hat. Weitere Energieabsorptionselemente 6,
die entlang der vertikalen Fahrzeugachse betrachtet unterhalb der
erstgenannten Energieabsorptionselemente 1, 2 liegen, sind
demgegenüber dem Untergestell U des Fahrzeugsitzes zugeordnet
und teilweise zugewandt.
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Die
dem Oberschenkel-, Becken- und Hüftbereich H des Fahrzeuginsassen
P zugeordneten Energieabsorptionselemente 1, 2 sind
so ausgestaltet, dass bei einem Aufprall des Fahrzeuginsassen P auf
jene Energieabsorptionselemente 1, 2 als Folge einer
Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei einem Seiten-Crash,
möglichst keine zu starke Belastung der besagten Körperpartien
H des Fahrzeuginsassen P auftritt. Das heißt, die zugeordneten
Energieabsorptionselemente 1, 2 sollten hinreichend
nachgiebig ausgestaltet sein, so dass Crash-Kräfte bzw.
hiermit zusammenhängende Crash-Energien durch möglichst
starke Deformation jener Energieabsorptionselemente 1, 2 abgebaut werden,
um Verletzungen des Fahrzeuginsassen P im Oberschenkel-, Becken-
und Hüftbereich H zu vermeiden.
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Die
dem Sitzuntergestell U zugeordneten Energieabsorptionselemente 6 können
demgegenüber weniger nachgiebig, also vergleichsweise härter bzw.
steifer ausgeführt sein, um bei der Deformation auf einer
gegebenen Deformationsstrecke möglichst viel Crash-Energie
aus einem Aufprall des Sitzuntergestells U auf die Innenseite der
Kraftfahrzeugtür aufnehmen zu können.
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In
den 2a und 2b ist
schematisch eine erste Ausführungsform deformierbarer Energieabsorptionselemente 1, 2 dargestellt,
die einen zu schützenden Kraftfahrzeuginsassen P, insbesondere dessen
Oberschenkel-, Becken- und Hüftbereich H, zugeordnet sind.
Dabei sind hier konkret zwei Energieabsorptionselemente 1, 2 in
definierter Weise ineinander verschachtelt.
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Hierzu
steht ein erstes Energieabsorptionselement
1 von der dem
Fahrzeuginnenraum zugewandten ersten Oberfläche T1 des
Türmodulträgers T in Richtung auf den Fahrzeuginnenraum
ab und verjüngt sich entlang der Richtung weg vom Türmodulträger
T. An seinem der ersten Oberfläche T1 des Türmodulträgers
T abgewandten Ende bildet das Energieabsorptionselement
1 eine
(ebene) Deckfläche
10, die kleiner ist als die
Basisfläche des Energieabsorptionselementes
1 auf
der Höhe des Türmodulträgers T. Die Seitenwände
12 des
einstückig am Türmodulträger T angeformten
Energieabsorptionselementes
1 definieren zusammen mit dessen
Deckfläche
10 einen (hohlen) Pyramidenstumpf mit
einer im Ausführungsbeispiel im Wesentlichen rechteckförmigen
Grundfläche (mit abgerundeten Ecken). Die ringförmig
umlaufenden Seitenwände
12 des ersten Energieabsorptionselementes
1 sind
dabei mit Stufen
14 versehen, so dass das Energieabsorptionselement
1 als
eine hohle Stufenpyramide ausgebildet ist. Dabei können
die einzelnen Stufen einerseits konventionell, zum Beispiel gemäß der
technischen Lehre der
EP
0 683 072 B1 , ausgebildet sein oder andererseits durch
eine an der Außenseite der Seitenwände
12 umlaufende
Spiralstruktur, zum Beispiel nach der technischen Lehre der
DE 20 2004 009 916 ,
gestaltet sein, wie in den
3a und
3b besser
erkennbar.
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Das
von dem Türmodulträger T in Richtung auf den Fahrzeuginnenraum
abstehende erste Energieabsorptionselement 1 ist an seiner
Basis, das heißt auf der Höhe der durch den Türmodulträger
T definierten Trägerplatte, ringförmig von einem
zweiten Energieabsorptionselement 2 umgeben, welches von
der dem Fahrzeugaußenraum zugewandten, zweiten Oberfläche
T2 des Türmodulträgers T in Richtung auf die Türaußenhaut
A absteht, also in den Nassraum NR der Fahrzeugtür hineinragt,
vergleiche 1b. Dieses zweite Energieabsorptionselement läuft
entlang einer (vorliegend im Querschnitt im Wesentlichen rechteckigen)
Ringstruktur um das erste Energieabsorptionselement 1 herum
und ist dabei im Querschnitt ebenfalls nach Art einer Stufenpyramide ausgebildet,
mit Seitenwänden 22, die sich von der Basis des
zweiten Energieabsorptionselementes 2 zu einer ringförmig
umlaufenden Deckfläche 20 erstrecken, wobei die
Seitenwände 20 des zweiten Energieabsorptionselementes 2 – ebenso
wie die Seitenwände 10 des ersten Energieabsorptionselementes 1 – derart
geneigt sind, dass sich das zweite Energieabsorptionselement 2 entlang
einer Richtung weg vom Türmodulträger T verjüngt,
also an seiner Deckfläche 20 eine geringere Querschnittsausdehnung
aufweist als an seiner auf der Höhe der Trägerplatte
T liegenden Basis. Dabei sind auch die Seitenwände 22 des
zweiten Energieabsorptionselementes 2 stufig gestaltet,
und zwar zum Beispiel konventionell mittels terrassenartiger Stufen
oder durch eine Spiralstruktur 24.
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Vorliegend
gehen die beiden Energieabsorptionselemente 1, 2 in
einem Übergangsbereich U unmittelbar ineinander über,
das heißt, auf der Höhe der Trägerplatte
T geht die umlaufende Seitenwand 12 des ersten Energieabsorptionselementes 1 unmittelbar
in eine (innere) Seitenwand 22 des zweiten Energieabsorptionselementes 2 über,
ohne dass zwischen diesen beiden Seitenwänden 12, 22 etwa
ein größerer Abschnitt der Trägerplatte
T läge, der sich in der Türebene, also in der
durch die Trägerplatte T aufgespannten Ebene erstreckte.
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Ein
Teil der Seitenwände 22 des zweiten Energieabsorptionselementes 2 stellt
somit eine unmittelbare Weiterführung einer Seitenwand 12 des
ersten Energieabsorptionselementes 1 dar, und zwar im Wesentlichen
entlang derselben Raumrichtung, entlang der sich die besagte Seitenwand 12 des
ersten Energieabsorptionselementes 1 bezüglich
der Trägerplatte T erstreckt. Mit anderen Worten ausgedrückt,
verlaufen die Seitenwand 12 des ersten Energieabsorptionselementes 1 und
die sich daran anschließende Seitenwand 22 des
zweiten Energieabsorptionselementes 2 entlang derselben
Raumrichtung und gehen in einem Übergangsbereich U unmittelbar
ineinander über.
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Kommt
es in einem Crash-Fall zu einer Relativbewegung eines zu schützenden
Fahrzeuginsassen P bezüglich der in den 1a und 1b dargestellten
Kraftfahrzeugtür, wobei der Fahrzeuginsasse P auf die Türinnenhaut
I bzw. deren Trägerplatte T aufprallt, so führt
dies zu einer Deformation zunächst des ersten Energieabsorptionselementes 1, welches
vom Türmodulträger T in den Fahrzeuginnenraum
hineinragt und dabei dem Oberschenkel-, Becken- und Hüftbereich
H einer zu schützenden Person zugewandt ist. Das erste
Energieabsorptionselement 1 wird dabei gezielt so deformiert,
dass es zusammengedrückt wird, also seine Ausdehnung in
den Fahrzeuginnenraum hinein reduziert wird. Hierdurch wird die
mit einer Relativbewegung des Fahrzeuginsassen bezüglich
der Fahrzeugstruktur verbundene (kinetische) Energie in Deformationsenergie
des ersten Energieabsorptionselementes 1 umgewandelt.
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Kommt
es infolge eines stärkeren Unfalles, der mit entsprechend
großen Crash-Kräften und Crash-Energien verbunden
ist, zu einer so starken Verformung des ersten Energieabsorptionselementes 1,
dass dieses bis zu seiner Basis an der Trägerplatte T hin
zusammengedrückt wird, so erfolgt anschließend
eine Verformung des das erste Energieabsorptionselement 1 ringförmig
umgebenden zweiten Energieabsorptionselementes 2, das von
der Trägerplatte T in einer Richtung weg vom zu schützenden
Fahrzeuginsassen in den Nassraum NR hinein absteht. Aufgrund des
unmittelbaren Übergangs des ersten Energieabsorptionselementes 1 mit
seiner Seitenwand 12 in die (ringförmig umlaufende)
Seitenwand 22 des zweiten Energieabsorptionselementes 2 kann
dabei ein nahtloser Übergang von der Deformation des ersten
Energieabsorptionselementes 1 in eine Deformation des zweiten
Energieabsorptionselementes 2 erfolgen, so dass beispielsweise
ein (mit der Bildung scharfer Kanten verbundenes) Abreißen des
ersten Energieabsorptionselementes 1 („Durchstanzen")
infolge starker Crash-Kräfte vermieden wird, weil die überschüssigen,
am ersten Energieabsorptionselement 1 wirkenden Kräfte
und Energien stattdessen in eine Deformation des unmittelbar daran
anschließenden zweiten Energieabsorptionselementes 2 umgesetzt
werden. Da, wie anhand 2b erkennbar, aufgrund der Ringstruktur
der aus den beiden Energieabsorptionselementen 1, 2 gebildeten Anordnung
in jeder Querschnittsfläche durch das zweite Energieabsorptionselement 2 jeweils
vier Wandabschnitte der Seitenwand 22 des zweiten Energieabsorptionselementes 2 liegen – verglichen
mit zwei Wandabschnitten der Seitenwand 12 des ersten Energieabsorptionselementes 1 – nimmt
die Steifigkeit der Gesamtanordnung 1, 2 zu, sobald
der Übergang von einer Verformung des ersten Energieabsorptionselementes 1 zu
einer Verformung des zweiten Energieabsorptionselementes 2 stattfindet.
Da zu dieser Zeit bereits ein erheblicher Teil der kinetischen Energie
des zu schützenden Fahrzeuginsasse P durch eine Deformation
des vergleichsweise nachgiebigeren ersten Energieabsorptionselementes 1 abgebaut
worden ist, besteht zu diesem Zeitpunkt nur noch eine geringere
Verletzungsgefahr des Fahrzeuginsassen P beim Zusammenwirken mit
dem zweiten Energieabsorptionselement 2, so dass dessen
erhöhte Steifigkeit nicht mit einem erhöhten Risiko
für den zu schützenden Fahrzeuginsassen P einhergeht.
Gleichzeitig können mit dem zweiten Energieabsorptionselement 2 wegen
dessen vergleichsweise größerer Steifigkeit auf
einem vorgegebenen Deformationsweg (senkrecht zur Erstreckungsebene der
Trägerplatte T) größere Energien abgebaut
werden, so dass insgesamt ein zuverlässiger Abbau der Crash-Energie
auch bei stärkeren Unfällen erreicht wird, wobei
der zu schützende Fahrzeuginsasse P zunächst auf
ein vergleichsweise nachgiebiges Energieabsorptionselement 1 auftrifft
und erst zu einem Zeitpunkt, zu dem bereits ein Teil seiner kinetischen Energie
in Deformationsenergie des ersten Energieabsorptionselementes 1 umgewandelt
worden ist, auf ein vergleichsweise steiferes, zweites Energieabsorptionselement 2 trifft,
mit dem sich Restenergien abbauen lassen, die insbesondere bei stärkeren Crash-Fällen
auftreten.
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Wird
in einem Crash-Fall die Türaußenhaut A in Richtung
auf die Türinnenhaut I verformt, so gelangt erstere bei
hinreichend großer Verformung in Anlage mit den von der
Türinnenhaut I bzw. deren Trägerplatte T in den
Nassraum NR hinein abstehenden zweiten Energieabsorptionselementen 2,
wodurch wiederum durch Deformation jener Energieabsorptionselemente 2 Crash-Energie
abgebaut, das heißt in Deformationsenergie umgewandelt
werden kann.
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Anhand
der etwas detaillierteren Darstellung der 3a und 3b,
die zusätzliche Details zu den schematischen Darstellungen
der 2a und 2b zeigt,
wird insbesondere deutlich, dass die Seitenwände 12, 22 der
Energieabsorptionselemente vermittels einer spiralförmigen
Struktur mit Stufen 14, 24 versehen sind, wobei
die spiralförmigen Strukturen sich jeweils von einem Spiralanfang
Sa zu einem Spiralende Sb erstrecken.
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Weiterhin
weist die durch die beiden Energieabsorptionselemente 1, 2 der 3a und 3b gebildete
Absorptionsstruktur in der Ebene der Trägerplatte T eine
um 90° gedrehte Orientierung verglichen mit der Struktur
aus den 2a und 2b auf.
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In
den 4a und 4b ist
eine Abwandlung der Absorptionsstruktur aus den 3a und 3b dargestellt,
wobei der Unterschied darin besteht, dass die Seitenwände 12, 22 der
Energieabsorptionselemente 1, 2 im Fall der 3a und 3b stärker
(mit einem größeren Winkel α) bezüglich
der Trägerplatte T geneigt sind als im Fall der Absorptionsstruktur
aus den 4a und 4b. Das heißt,
im Fall der 3a und 3b liegen
die Seitenwände 12, 22 dichter bei einer
Senkrechten auf die Trägerplatte T als im Fall der 4a und 4b. Dementsprechend
ist bei gegebener Höhe der jeweiligen Absorptionsstruktur,
also bei gegebener Ausdehnung senkrecht zur Trägerplatte
T, im Fall der Absorptionsstruktur aus den 3a und 3b die Ausdehnung
der der Trägerplatte T abgewandten Deckflächen 10, 20 größer
als im Fall der 4a und 4b.
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Selbstverständlich
kann zum Schutz des Oberschenkel-, Becken- und Hüftbereichs
eines Fahrzeuginsassen insbesondere ein Feld, bestehend aus einer
Mehrzahl Absorptionsstrukturen der in den 2a und 2b, 3a und 3b bzw. 4a und 4b dargestellten
Art vorgesehen sein, wobei weiterhin eine unterschiedliche Steifigkeit
beckenseitiger Absorptionsstrukturen einerseits und hüftseitiger
Absorptionsstrukturen andererseits bereitgestellt sein kann.
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Wie
anhand der 5a und 5b sowie 6a und 6b deutlich
wird, ist die im Wesentlichen rechteckige (oder allgemein mehreckige) Grundstruktur
der Absorptionsstrukturen aus den 2a bis 4b als
ein Beispiel anzusehen, von dem beispielsweise durch Gestaltung
einer kreisförmigen Grundstruktur (5a und 5b)
bzw. einer ovalen oder ellipsenartigen Grundstruktur (6a und 6b)
abgewichen werden kann, so dass etwa die ersten Energieabsorptionselemente 1 anstelle
einer Pyramidenstumpfes einen Kegelstumpf bilden.
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In
den 7a und 7b ist
eine Absorptionsstruktur dargestellt, die insgesamt neun Energieabsorptionselemente 1, 4 umfasst,
von denen fünf Energieabsorptionselemente 1 jeweils
ein erstes Energieabsorptionselement der anhand der 2a und 2b dargestellten
Art bilden, das sich von einer Trägerplatte T der Türinnenhaut
in Richtung auf den Fahrzeuginnenraum erstreckt, und von denen vier Energieabsorptionselemente 4 jeweils
ein zweites Energieabsorptionselement bilden, das sich von der Trägerplatte
T her in Richtung auf die Türaußenhaut A, also
in den Nassraum NR (vergleiche 1b) hinein,
erstreckt. Dabei stehen die ersten Energieabsorptionselemente 1 jeweils
von der ersten, inneren Oberfläche T1 der Trägerplatte 1 ab
und die zweiten Energieabsorptionselemente 4 stehen von
der zweiten, äußeren Oberfläche der Trägerplatte
T ab.
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Im
Unterschied zu dem anhand der 2a und 2b dargestellten
Ausführungsbeispiel ist hier jedoch nicht jeweils ein erstes
Energieabsorptionselement 1 von einem zweiten Energieabsorptionselement 2 ringförmig
umgeben, sondern vielmehr grenzen gemäß der 7a und 7b an
ein zentrales erstes Energieabsorptionselement 1 insgesamt
vier zweite Energieabsorptionselemente 4 an, die sich jeweils
mit einer Seite ihrer (auf der Höhe der Trägerplatte
T liegenden) Basis entlang einer Seite der Basis des ersten Energieabsorptionselementes 1 erstrecken.
Da sowohl die ersten als auch die zweiten Energieabsorptionselemente 1, 4 vorliegend
an ihrer Basis jeweils einen im Wesentlichen rechteckförmigen
Querschnitt (mit abgerundeten Ecken) aufweisen, können
die einander zugeordneten Seiten der Basis des zentralen ersten
Energieabsorptionselementes 1 sowie der zugeordneten zweiten
Energieabsorptionselemente 4 jeweils direkt nebeneinander verlaufen.
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Wie
insbesondere anhand 7b deutlich wird, gehen dabei
die mit Stufen 44 versehenen Seitenwände 42 der
zweiten Energieabsorptionselemente 4 an ihrer der Basis
des zentralen ersten Energieabsorptionselementes 1 zugewandten
Seite unmittelbar in die ebenfalls mit Stufen 14 versehene Seitenwand 12 des
ersten Energieabsorptionselementes 1 über, so
dass auch hier eine unmittelbare Kraftübertragung zwischen
den Seitenwänden 12, 42 der ersten und
zweiten Energieabsorptionselemente 1, 4 stattfinden
kann.
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Die
zweiten Energieabsorptionselemente 4 sind also bei dem
anhand der 7a und 7b dargestellten
Ausführungsbeispiel konstruktiv ähnlich gestaltet
wie die ersten Energieabsorptionselemente 1 (und verjüngen
sich ebenfalls jeweils zu einer Deckfläche 40 hin);
der wesentliche Unterschied besteht lediglich darin, dass die zweiten
Energieabsorptionselemente 4 von der Trägerplatte
T in den Nassraum NR der Kraftfahrzeugtür hinein abragen, vergleiche 1b,
während die ersten Energieabsorptionselemente 1 in
den Fahrzeuginnenraum bzw. Trockenraum TR gerichtet sind.
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Wie
anhand 7a weiterhin deutlich wird, ist
in den Lücken, welche zwischen benachbarten zweiten Energieabsorptionselementen 4 liegen,
jeweils noch ein weiteres erstes Energieabsorptionselement 1 ausgebildet,
das jeweils in Richtung auf den Fahrzeuginnenraum von der Trägerplatte
T absteht und das jeweils mit zwei Seiten unmittelbar an eine Seite
je eines benachbarten zweiten Energieabsorptionselementes 4 angrenzt,
so dass auch hier ein unmittelbarer Übergang zwischen ersten
und zweiten Energieabsorptionselementen 1, 2 vorliegt.
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8a zeigt
noch einmal in größerem Detail einen Querschnitt
der Anordnung aus den 2a und 2b, wobei
insbesondere die stufige Ausgestaltung der Seitenwände 12, 22 der
ersten und zweiten Energieabsorptionselemente 1, 2 erkennbar
ist sowie der unmittelbare, direkte Übergang (bei Position
U) zwischen den Seitenwänden 12, 22 des
ersten Energieabsorptionselementes 1 und des dieses ringförmig
umgreifenden zweiten Energieabsorptionselementes 2.
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8b zeigt
im Querschnitt eine Abwandlung der Absorptionsstruktur aus den 2a und 2b sowie 8a,
wobei ein Unterschied darin besteht, dass die Deckflächen 10', 20' der
Energieabsorptionselemente 1, 2 hier nicht eben
(wie im Fall der 2a, 2b und 8a),
sondern vielmehr gewölbt ausgestaltet sind, insbesondere
nach außen, das heißt weg von der Trägerplatte
T, gewölbt. Durch diese mit der konvexen Wölbung
einhergehende Kuppelform der Deckflächen 10', 20',
wie in 8b dargestellt, lässt
sich eine verbesserte Kraftaufnahme im Bereich der Deckflächen 10', 20' erreichen,
insbesondere im Hinblick auf die Weiterleitung von Kräften
bzw. Energie aus den Deckflächen 10', 20' in
die Seitenwände 12, 22.
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8c zeigt
schließlich im Querschnitt eine Variante der Anordnung
aus den 2a, 2b und 8a,
gemäß der Sollbruchstellen 21 vorgesehen sind,
die beim Überschreiten bestimmter Kräfte eine gezielte
Abtrennung eines Teiles der Absorptionsstruktur 1, 2 in
einem Crash-Fall ermöglichen. In dem in 8c dargestellten
Ausführungsbeispiel liegen die Sollbruchstellen 21 am Übergang
der inneren Seitenwand 22 des ringförmig umlaufenden
zweiten, äußeren Energieabsorptionselementes 2 zu
dessen Deckfläche 20, also an derjenigen Seitenwand 22, die
unmittelbar in die Seitenwand 12 des ersten Energieabsorptionselementes 1 übergeht.
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Selbstverständlich
können entsprechende Sollbruchstellen 21 bei Bedarf
auch an anderen Bereichen der Absorptionsstruktur vorgesehen sein.
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9 zeigt
eine Weiterbildung der Anordnung aus den 2a, 2b und 8a,
gemäß der das zweite Energieabsorptionselement 2,
welches nach 1b von der Trägerplatte
T in Richtung auf die Türaußenhaut A absteht und
welches ein erstes Energieabsorptionselement 1 ringförmig
umgibt, wiederum von einem weiteren ersten Energieabsorptionselement 3 ringförmig
umschlossen ist, und zwar auf der Höhe der Trägerplatte
T.
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Das
weitere erste Energieabsorptionselement 3, welches das
zweite Energieabsorptionselement 2 ringförmig
umschließt, steht wie auch das zentrale erste Energieabsorptionselement 1 von
dem Türmodulträger T in Richtung auf den Fahrzeuginnenraum
ab, vergleiche 1b, und geht mit seiner inneren
Seitenwand 32 unmittelbar in die zugeordnete äußere
Seitenwand 22 des zweiten Energieabsorptionselementes 2 über,
wie anhand der in 9 erkennbaren Übergangsbereiche
U dargestellt.
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Auch
die Seitenwände 32 des weiteren ersten Energieabsorptionselementes 3 verlaufen
derart geneigt bezüglich der Trägerplatte T, dass
sich das besagte Energieabsorptionselement 3 entlang einer Richtung
weg von der Trägerplatte T im Querschnitt verjüngt
und in einer ringförmig umlaufenden Deckfläche 30 endet.
Die Seitenwände 32 des weiteren ersten Energieabsorptionselementes 3 sind
wiederum mit Stufen 34 versehen, die insbesondere durch eine
an den Seitenwänden 32 umlaufende Spiralstruktur
gebildet sein können. Weiterhin können auch mehr
als die drei in 9 gezeigten Energieabsorptionselemente 1, 2, 3 zu
einer Absorptionsstruktur zusammengefasst sein.
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10a zeigt ein Energieabsorptionselement 1,
dass von der ersten, trockenraumseitigen Oberfläche T1
einer Trägerplatte T absteht und dabei nicht einstückig
an dieser angeformt ist, sondern vielmehr als separates Bauelement
an dieser befestigt ist. Hierzu weist das Energieabsorptionselement 1 aus 10a an seiner der Trägerplatte T zugewandten
Basis einen umlaufenden Befestigungsflansch 15 auf, über
den das Energieabsorptionselement 1 durch geeignete Füge-
bzw. Befestigungsmittel, wie zum Beispiel eine Schraub-, Niet-,
Schweiß- oder Klebeverbindung 16, mit der Trägerplatte
T verbunden ist.
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10b zeigt eine Abwandlung der Anordnung aus 10a, gemäß der ein Energieabsorptionselement 1 in
seiner Seitenwand 12 zusätzlich zu den dortigen
Stufen 14 eine Rastmulde 14a aufweist, über
die das Energieabsorptionselement 1 mit dem Rand einer
Befestigungsöffnung B der Trägerplatte T verrastbar
ist, wenn das Energieabsorptionselement 1 in jene Befestigungsöffnung
B eingesteckt wird, wie anhand 10b dargestellt.
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Dabei
kann ein der Deckfläche 10 des Energieabsorptionselementes 1 gegenüber
liegender Endabschnitt zugleich ein weiteres Energieabsorptionselement 2 bilden,
welches auf der der Deckfläche 10 abgewandten
Stirnseite der Befestigungsöffnung B aus dieser hinausragt,
so dass es beispielsweise von der äußeren, nassraumseitigen
Oberfläche T2 der Trägerplatte T absteht, während
der mit der Deckfläche 10 versehene Bereich des
Energieabsorptionselementes 1 von der anderen, inneren,
trockenraumseitigen Oberfläche T1 absteht.
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11 zeigt
in perspektivischer Darstellung einen Blick auf eine (trocken- bzw.
innenraumseitige) Oberfläche T1 einer Trägerplatte
T eines Türmoduls, die in einem – bezogen auf
den in ein Kraftfahrzeug eingebauten Zustand entlang der vertikalen
Fahrzeugachse z betrachtet – oberen Bereich mit einer Absorptionsstruktur
der in den 7a und 7b gezeigten
Art versehen ist, wobei allerdings statt neun Energieabsorptionselementen 1, 4 lediglich
sieben Energieabsorptionselemente 1, 4 vorgesehen sind.
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Entlang
der vertikalen Fahrzeugachse z darunter liegt eine Energieabsorptionsstruktur
mit Energieabsorptionselementen 6, 7, die teilweise
von der inneren, trockenraumseitigen T1 und teilweise von der äußeren,
nassraumseitigen Oberfläche der Trägerplatte T
abstehen.
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Im
Unterschied zu den Energieabsorptionselementen 1, 4 der
oberen Absorptionsstruktur sind dabei die Energieabsorptionselemente 6, 7 der
unteren Absorptionsstruktur nicht mit Stufen versehen, so dass sie
eine größere Steifigkeit aufweisen und insbesondere
einem Sitzuntergestell eines Kraftfahrzeugsitzes zugeordnet sein
können. Auch gehen diese Energieabsorptionselemente 6, 7 nur
in kleineren Bereichen unmittelbar ineinander über und
sind im Übrigen überwiegend durch substantielle
Abschnitte der Trägerplatte T voneinander separiert.
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Anhand 11 wird
ferner deutlich, dass – entlang der vertikalen Fahrzeugachse
z gesehen – auf einer gewissen Höhe an der Trägerplatte
T sowohl ein Energieabsorptionselement 4 der oberen Absorptionsstruktur 1, 4 als
auch zwei Energieabsorptionselemente 6 der unteren Energieabsorptionsstruktur 6, 7 vorgesehen
bzw. angeformt sind, die in entgegengesetzten Richtungen von der
Trägerplatte T abstehen. Hierdurch ist eine Übergangszone der
oberen in die untere Energieabsorptionsstruktur gebildet, in der
ein Übergang von einem oberen Bereich vergleichsweise geringerer
Steifigkeit in einen unteren Bereich vergleichsweise größerer
Steifigkeit der Absorptionsstrukturen stattfindet.
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12 zeigt
schließlich noch einmal eine perspektivische Darstellung
der Absorptionsstruktur 1, 4 aus den 7a und 7b,
anhand der insbesondere der unmittelbare Übergang zwischen
Seitenwänden 12, 42 benachbarter Energieabsorptionselemente 1, 4 des
ersten und zweiten Typs deutlich wird, vergleiche die mit dem Bezugszeichen
U hervorgehobenen Übergangsbereiche.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6550850
B2 [0004]
- - EP 0683072 B1 [0015, 0045]
- - DE 202004009916 U1 [0015]
- - DE 202004009916 [0045]