DE20318501U1 - Impact absorbing element has a light alloy extrusion with a broad rectangular cross section and internal web walls joined with similar extrusions to form a block - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Energieabsorbtionselement aus stranggepressten Mehrkammerhohlprofilen, welche ein Flachprofilquerschnitt mit zwei parallelen Breitseiten und gewölbten oder ebenen Schmalseiten aufweisen.The invention relates to an energy absorption element made of extruded multi-chamber hollow profiles, which have a flat profile cross section with two parallel broad sides and curved or flat narrow sides exhibit.
Es ist bekannt, Aluminiumstrangpressprofile als
energieabsorbierende Elemente zum Abbau der Stoßenergie in Fahrzeugen zu verwenden.
In der deutschen Gebrauchsmusterschrift
Des Weiteren ist aus der
Gewichtsspezifisch hohe Energieabsorbtionen werden auch durch Wabenkonstruktionen erzielt. Dabei werden harzgetränkte Papier-, Kunstsoff- oder Leichtmetall-Sechskantwaben zwischen zwei Deckblechen angeordnet. Der Einsatz solcher Wabenkonstruktionen hat den Nachteil, dass bei Verwendung unterschiedlicher Materialien das Recyceln aufwendig ist. Die Herstellung solcher Wabenkonstruktionen aus Leichtmetall erfolgt in der Regel aus Aluminiumblechen, die zu Prägeblechen umgeformt werden, wobei jeweils zwei Bleche durch Hartlöten miteinander verbunden werden, so dass sich zwischen ihnen Sechskanthohlräume ergeben. Eine solche Honigwabenstruktur ist in der internationalen Patentanmeldung WO 02/102539 gezeigt. Nicht dargestellt ist, wie mit einer solchen Struktur ein Energieabsorbtionselement mit vorbestimmten Verformungsverhalten erzielt werden kann.Weight-specific high energy absorption are also achieved through honeycomb constructions. Resin-soaked paper, Plastic or light metal hexagon honeycomb between two cover plates arranged. The use of such honeycomb structures has the disadvantage that recycling is difficult when using different materials is. The manufacture of such honeycomb structures made of light metal is usually made of aluminum sheets that lead to embossed sheets are formed, two sheets each by brazing to one another be connected so that there are hexagonal cavities between them. Such a honeycomb structure is in the international patent application WO 02/102539 shown. It is not shown how with such Structure an energy absorption element with predetermined deformation behavior can be achieved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein energieabsorbierendes Element mit gewichtsspezifisch hoher Energieabsorbtion zu schaffen, dass eine gewünschte Kraft-Verformungsweg-Kennlinie aufweist.The invention is based on the object Basically, an energy absorbing element with weight specific to create high energy absorption that has a desired force-displacement characteristic.
Die Aufgabe wird mit einem Energieabsorbtionselement der im Anspruch 1 definierten Art gelöst. Das erfindungsgemäße Energieabsorbtionselement besitzt aufgrund der Verwendung von Mehrkammerhohlprofilen (Multi-Port-Profilen), insbesondere von Mikro-Multi-Portprofilen, eine sehr hohe gewichtsspezifische Energieabsorbtion. Es können beliebig viele unterschiedliche Mehrkammerhohlprofile zu einer Struktur miteinander verbunden werden. Die Mehrkammerhohlprofile werden durch Strangpressen aus einer Leichtmetalllegierung, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, hergestellt.The task is done with an energy absorption element of the type defined in claim 1 solved. The energy absorption element according to the invention has due to the use of multi-chamber hollow profiles (multi-port profiles), especially of micro multi-port profiles, a very high weight-specific Energy absorption. It can any number of different multi-chamber hollow profiles for a structure be connected to each other. The multi-chamber hollow profiles are made by Extrusions made of a light metal alloy, preferably one Aluminum alloy.
Aufgrund der Materialgleichheit der gesamten Struktur lässt sich ein solches Energieabsorbtionselement nach Verwendung gut recyceln.Due to the material equality of the entire structure such an energy absorption element can be recycled well after use.
Aufgrund der ständig ansteigenden Sicherheitsanforderungen, insbesondere zum Schutz der Insassen in Kraftfahrzeugen, werden verschiedenartigste Absorbtionselemente im Bereich um die Fahrgastzelle eingebaut. Dies soll die Verletzungsgefahr bei einem Aufprall mindern, indem diese Absorbtionselemente so viel kinetische Energie wie möglich aufnehmen. Je nachdem in welchem Bereich eines Kraftfahrzeugs das Energieabsorbtionselement angeordnet werden soll bzw. welchen möglichen Stoßbelastungen ein Energieabsorbtionselement beim Einsatz auch in anderen Vorrichtungen ausgesetzt ist, lässt sich für das Energieabsorbtionselement eine gewünschte Kraft-Verformungsweg-Kennlinie einstellen, nämlich durch Auswahl der für den speziellen Einsatzfall gewünschten Mehrkammerhohlprofile. Die Anzahl der gleichen oder unterschiedlichen Mehrkammerhohlprofile kann beliebig variiert werden. Ebenso ist die Höhe und Breite dieser Profile, die Wandstärke der Außenwandung und der Kammerwände, die Anzahl der Kammern und die Ausrichtung der Profile zueinander entsprechend dem Anwendungszweck frei wählbar. Des Weiteren kann für verschiedene Mehrkammerhohlprofile eine unterschiedliche Legierung verwendet werden. Darüber hinaus lässt sich die Anordnung und Form der Stege für ein Mehrkammerhohlprofil unterschiedlich vorsehen, so dass ein bestimmtes, gewünschtes Knickverhalten einstellbar ist.Due to the ever increasing security requirements, in particular to protect the occupants in motor vehicles various absorption elements in the area around the passenger compartment built-in. This should reduce the risk of injury in the event of an impact, by absorbing as much kinetic energy as possible. Depending on in which area of a motor vehicle the energy absorption element to be arranged or what possible shock loads an energy absorption element is also exposed to use in other devices for the Energy absorption element a desired force-deformation path characteristic adjust, namely by selecting the for the specific application desired Multi-chamber hollow profiles. The number of the same or different multi-chamber hollow profiles can be varied as required. Likewise, the height and width of these profiles is that Wall thickness the outer wall and the chamber walls, the number of chambers and the alignment of the profiles to each other freely selectable according to the application. Furthermore, for different Multi-chamber hollow profiles used a different alloy become. Furthermore let yourself the arrangement and shape of the webs for a multi-chamber hollow profile provide different, so that a specific, desired Buckling behavior is adjustable.
Die in einem Energieabsorbtionselement zusammengefassten, stranggepressten Mehrkammerhohlprofile weisen einen Flachprofilquerschnitt mit zwei parallelen Breitseiten auf. An diesen parallelen, ebenen Breitseiten sind die Mehrkammerhohlprofile (MP-Profile, MMP-Profile) miteinander verbunden. Eine solche Verbindung kann eine kraft- oder formschlüssige Verbindung über entsprechende Verbindungsmittel, eine Hartlötverbindung, eine Weichlötverbindung oder eine Klebeverbindung sein. Bei der Verwendung von MMP-Profilen ist aufgrund der geringen Wandstärke eine Klebeverbindung bevorzugt.The one in an energy absorption element summarized, extruded multi-chamber hollow profiles a flat profile cross section with two parallel broad sides. On these parallel, flat broad sides, the multi-chamber hollow profiles (MP profiles, MMP profiles). Such a connection can a non-positive or positive Connection via corresponding connection means, a braze joint, a soft solder joint or be an adhesive connection. When using MMP profiles is due to the small wall thickness an adhesive connection is preferred.
Eine hohe gewichtsspezifische Energieabsorbtion wird mit Mehrkammerhohlprofilen (MP-Profile, MMP-Profile) mit einer Vielzahl von Kammern, vorzugsweise mit mindestens drei Kammern erzielt. Das Übereinanderstapeln und Miteinanderverbinden solcher Mehrkammerhohlprofile führt zu einer Honigwaben ähnlichen Struktur. Jedoch lässt sich innerhalb des Energieabsorbtionselementes in Richtung der Krafteinwirkung, aufgrund der Auswahl von Mehrkammerhohlprofilen unterschiedlicher Höhe und unterschiedlichem Querschnitts, die Verformung des Energieabsorbtionselementes vorherbestimmen.A high weight-specific energy absorption is achieved with multi-chamber hollow profiles (MP profiles, MMP profiles) with a multiplicity of chambers, preferably with at least three chambers. The stacking and joining together of such multi-chamber hollow profiles leads to a honeycomb-like structure. However, due to the selection of multi-chamber hollow profiles of different heights, it is possible to move in the direction of force within the energy absorption element and different cross-section, determine the deformation of the energy absorption element.
Es werden ausschließlich Mehrkammerhohlprofile mit einem Verhältnis von Breite zu Höhe im Bereich von 3:1 bis 40:1 verwendet. Die Wanddicke der Außenwandung dieser Mehrkammerhohlprofile liegt in einem Bereich von 0,15 bis 3 mm, vorzugsweise 0,15 bis 1 mm, besonders bevorzugt 0,15 bis 0,5 mm. Die Innenwände, die die Kammern innerhalb des Mehrkammerhohlprofiles begrenzen, weisen eine Wanddicke von 0,1 bis 3 mm, vorzugsweise 0,1 bis 1 mm, besonders bevorzugt 0,1 bis 0,5 mm auf.Only multi-chamber hollow profiles are used with a relationship from width to height in the range from 3: 1 to 40: 1. The wall thickness of the outer wall these multi-chamber hollow profiles are in a range from 0.15 to 3 mm, preferably 0.15 to 1 mm, particularly preferably 0.15 to 0.5 mm. The inner walls, which delimit the chambers within the multi-chamber hollow profile, have a wall thickness of 0.1 to 3 mm, preferably 0.1 to 1 mm, particularly preferably 0.1 to 0.5 mm.
Um eine gewichtsspezifisch hohe Energieabsorbtion zu erreichen, werden die Mehrkammerhohlprofile aus einem Leichtmetall bzw. einer Leichtmetalllegierung, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt.A weight-specific high energy absorption to achieve, the multi-chamber hollow profiles are made of a light metal or a light metal alloy, preferably made of aluminum or one Made of aluminum alloy.
Das erfindungsgemäße Verfahren beeinhaltet das Strangpressen von Mehrkammerhohlprofilsträngen, die einen Flachprofilquerschnitt mit zwei parallelen ebenen Breitseiten aufweisen. Diese Breitseiten sind über ebene oder gewölbte Schmalseiten miteinander verbunden. Die Breitseiten und Schmalseiten bilden die Außenwandung des Mehrkammerhohlprofiles. Die im Profil in Längsrichtung verlaufenden, benachbarten Kammern sind durch Innenwände von einander getrennt. Durch das Strangpressen lassen sich auf einfache Weise unterschiedliche Kammerquerschnitte bei Mehrkammerhohlprofilen herstellen.The method according to the invention includes this Extrusion of multi-chamber hollow profile strands that have a flat profile cross section with two parallel flat broad sides. These broadsides are about flat or curved Narrow sides joined together. The broadsides and narrow sides form the outer wall of the multi-chamber hollow profile. The neighboring profiles running in the longitudinal direction Chambers are separated by inner walls separated from each other. By extrusion can be easily Different chamber cross-sections with multi-chamber hollow profiles produce.
Nach dem Strangpressen wird der noch warme Hohlprofilstrang mit einem Verbindungsmittel beschichtet. Bei einem solchen Verbindungsmittel kann es sich um eine Zinkschicht für das Weichlöten, um eine Hartlotmischung bestehend aus einem Hartlot, einem Bindemittel und einem Flußmittel handeln. Des Weiteren ist es möglich, als Verbindungsmittel einen Klebstoff aufzutragen. Handelt es sich bei dem Klebstoff um einen warmaushärtbaren Klebstoff, so wird dieser erst auf dem Mehkammerhohlprofilstrang aufgetragen, wenn dieser auf eine Temperatur unterhalb der Wärmeaushärt-Temperatur des Klebstoffes abgekühlt ist.After the extrusion, it will still warm hollow profile strand coated with a lanyard. Such a connecting means can be a zinc layer for the Soldering, a braze mixture consisting of a braze, a binder and a flux act. Furthermore, it is possible apply an adhesive as a lanyard. Is it the adhesive is a thermosetting adhesive, so this is only applied to the multi-chamber hollow profile strand when this has cooled to a temperature below the heat-curing temperature of the adhesive.
Der aus der Strangpresse ausgetretene und beschichtete Mehrkammerhohlprofilstrang wird nach dem Abkühlen auf die gewünschte Länge der Mehrkammerhohlprofile abgelängt. Dieser Trennprozess kann im Pressenauslauf angeordnet sein oder örtlich davon getrennt. Bei einer örtlichen Trennung werden die Mehrkammerhohlprofilstränge zwischenzeitlich auf ein Coil aufgewickelt.The one that emerged from the extrusion press and coated multi-chamber hollow profile strand is left on after cooling the desired Length of Multi-chamber hollow profiles cut to length. This separation process can be arranged in the press outlet or locally Cut. At a local In the meantime, the multi-chamber hollow profile strands become separated Coil wound up.
Für das gewünschte Energieabsorbtionselement werden die ausgewählten, gleichen oder unterschiedlichen Mehrkammerhohlprofile übereinander angeordnet und miteinander verbunden. Entsprechend dem ausgewählten Verbindungsmittel erfolgt die Verbindung durch Warmlöten, Hartlöten, über eine Clipsverbindung oder durch Kleben. Bestehen die Mehrkammerhohlprofile aus einer warmaushärtbaren Legierung, erfolgt die Verbindung dieser Mehkammerhohlprofile durch Kleben, wobei in bevorzugter Weise das Warmaushärten und das Aushärten des Klebstoffs zur Verbindungsbildung der Mehrkammerhohlprofile in einem Verfahrensschritt erfolgen.For the wished Energy absorption element will be the selected, same or different Multi-chamber hollow profiles arranged one above the other and connected to each other. According to the selected lanyard the connection is made by hot soldering, brazing, a clip connection or by gluing. The multi-chamber hollow profiles consist of a thermosetting Alloy, these multi-chamber hollow profiles are connected by Gluing, preferably the thermosetting and curing of the Adhesive for connecting the multi-chamber hollow profiles in one Process step take place.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Die in den
In
In der
In den
In
Die gezeigten Ausführungsbeispiele
für Energieabsorbtionselemente
Bezugszeichenliste:
- 1,1',1 ",1 "'
- Verbundprofil
- 10,11,12,13,14,15,16
- Mehrkammerprofil
- 20,21
- Breitseite
- 22,23
- Schmalseite
- 24,24',24"
- Innenwand
- 25,25',25"
- Kammer
- 26,27,28,29
- Enden
- 30
- Verbindungsmittel
- b
- Breite
- d1
- Dicke Außenwandung
- d2
- Dicke Innenwand
- h11
- Höhe von 11
- h12
- Höhe von 12
- h16
- Höhe von 16
- F
- Kraft
- 1.1 ', 1 ", 1"'
- composite profile
- 10,11,12,13,14,15,16
- More chamber profile
- 20.21
- broadside
- 22.23
- narrow side
- 24,24 ', 24 "
- inner wall
- 25,25 ', 25 "
- chamber
- 26,27,28,29
- end up
- 30
- connecting means
- b
- width
- d1
- Thick outer wall
- d2
- Thick inner wall
- h11
- Amount of 11
- h12
- Height of 12
- h16
- Height of 16
- F
- force
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 20040318 |
|
R150 | Term of protection extended to 6 years |
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Effective date: 20100601 |