WO2005095186A9 - Kraftfahrzeugkarosserie mit stoffschlüssig verbundenen karosserieteilen - Google Patents

Kraftfahrzeugkarosserie mit stoffschlüssig verbundenen karosserieteilen

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WO2005095186A9
WO2005095186A9 PCT/EP2005/002901 EP2005002901W WO2005095186A9 WO 2005095186 A9 WO2005095186 A9 WO 2005095186A9 EP 2005002901 W EP2005002901 W EP 2005002901W WO 2005095186 A9 WO2005095186 A9 WO 2005095186A9
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WO
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motor vehicle
area
deformation
vehicle body
deformation zone
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Inventor
Stefan Ballenthien
Ralf Nowak
Original Assignee
Daimler Chrysler Ag
Stefan Ballenthien
Ralf Nowak
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Publication date
Application filed by Daimler Chrysler Ag, Stefan Ballenthien, Ralf Nowak filed Critical Daimler Chrysler Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B62D25/087—Luggage compartments

Definitions

  • Motor vehicle bodies known from the prior art generally have a body-in-white which is constructed from a plurality of body parts.
  • the individual body parts are integrally connected to one another in connection zones.
  • Sheet metal parts made of steel, high-strength steel, aluminum, magnesium or corresponding alloys are particularly suitable as body parts.
  • body parts have also increasingly been produced from composite materials, for example from carbon fiber reinforced materials.
  • the body parts are bonded to one another in connection zones, in particular by welding, soldering, gluing or riveting, and form a stable bond after completion of the body shell.
  • the body which can be designed in particular as a self-supporting body, typically has deformation regions which are arranged around an essentially rigid body structure which forms the passenger compartment in the finished motor vehicle.
  • DE-AS 2840689 shows a design of body parts in the rear area of a motor vehicle, which are intended to bring about targeted deformation of the entire rear area in the event of a moderate to severe rear-end collision, in particular in the case of a motor vehicle hitting the rear of the vehicle. In particular, this is intended to prevent an undesired introduction of force onto a fuel tank arranged in the rear area.
  • the body parts are provided with weak points that are formed by beads or holes. The weak points are located in the area of a C-pillar and an inner fender. In this way, in particular in the case of hatchback bodies, the rear area bends down and thus the risk to the fuel tank is reduced.
  • DE 100 60 784 shows a rear middle part which can be screwed to the body and which is provided for receiving a bending beam which can also be screwed.
  • a large part of the rear area of the body can be replaced in a simple manner by detachable connections.
  • a large number of detachable connections must be provided, which are designed in particular as screw connections, and which lead to higher assembly costs in the manufacture of the body.
  • a bumper for motor vehicles which consists of a profile body which is screwed to a body-fixed receptacle and is made of sheet steel and an impact body which is made of rubber-elastic material on the profile body. While the impact body allows the absorption of impact energy in the event of an impact of up to 8 km / h and is thereby deformed elastically, the profile body is intended for impact energy of up to 15 km / h, with a plastic deformation taking place. In the event of such an impact event, the profile body must then be replaced, for which purpose a screw connection to the body is provided.
  • the bumper is designed so that the body is not affected in the event of an impact of up to 15 km / h.
  • DE 4234799 describes a motor vehicle door which is provided for reliable support of a door cutout provided in the body, in particular between an A pillar and a B pillar of the body.
  • deformation structures are provided in the motor vehicle door which are intended to prevent the motor vehicle door from buckling when the body is subjected to loads in the longitudinal direction of the vehicle, as can occur in the event of a frontal impact, as a result of which a supporting effect for the body would be called into question.
  • the deformation structures allow the forces to be absorbed by the motor vehicle door to be limited in the event of the most severe impact events, so that the motor vehicle door is only overloaded under extreme load conditions and the motor vehicle door can then fulfill its supporting effect for the body.
  • the object on which the invention is based is to create a motor vehicle body of the type mentioned at the outset which enables targeted power transmission in a rear impact region.
  • At least one deformation zone for decoupling the force of adjacent body parts is provided on at least one body part located in an immediate rear impact area.
  • the immediate rear impact area is to be understood as those sections of a rear of a motor vehicle which, in the event of an impact on an obstacle or a motor vehicle, come into direct mechanical contact with the obstacle or the motor vehicle despite the deformation of upstream deformation elements, as are known from the prior art, or at least impact forces are applied as the closest body parts. Due to the deformation zone, impact energies can withstand mild to moderate impact events locally limited, plastic deformation of the body can be absorbed without causing major, difficult to repair damage to the body.
  • the plastic deformation takes place up to a predeterminable severity of the accident limited to the deformation zone, whereby in a preferred embodiment of the invention the plastic deformed body part can be easily separated from the body and replaced by a new body part.
  • the advantages of body parts with deformation zones lie in the greater stability of the integral connection with adjacent body parts and in the assembly during the production of the body, since there are none additional, detachable connections between body parts must be provided and installed.
  • An advantageous embodiment of the invention provides for the deformation zone to be arranged in the region of a rear light holder or for the deformation zone to be provided on a body part that forms a rear light holder.
  • a deformation zone can be provided which is specifically designed to decouple the rear region of the body from the other body parts.
  • the rear lights, and thus also the rear light receptacles are provided on the extreme outer end sections of the rear area and form both mechanically and stylistically a transition to side parts of the body.
  • the rear light holder as a deformation zone, a particularly effective decoupling of the side parts from the rear area of the body can be achieved.
  • an advantageous repair process is guaranteed in the event of a repair, since the rear lights is not a body area that is visible to the customer, and therefore reduced requirements for a surface finish when replacing the rear light receiving area can be accepted.
  • the deformation zone has at least one material weakening area.
  • a targeted deformation of the body area equipped with the deformation zone is thereby achieved, so that an effective decoupling of adjacent body parts is ensured.
  • the material weakening area is deformed first when impact energy is introduced into the deformation zone due to its reduced resistance and thus allows the at least partial absorption of the impact energy.
  • a material weakening area can be realized in particular by a geometrical and or material-side design of the body part.
  • a geometric design of the material weakening area by structuring the body part can be formed in particular by reducing wall thicknesses.
  • processing operations such as hardening or soft annealing can be provided for a material-side design of metallic materials, while in the case of composite materials, for example, the creation of a material weakening area can be achieved by changing the density and / or the alignment of fiber structures or by changing connecting materials.
  • the material weakening areas are provided in the deformation zone.
  • a recording of impact energy and a deformation of the body part provided with the material weakening areas can thus be characterized in such a way that in a predeterminable tolerance band of impact events on the Rear area of the body ensures the desired decoupling of adjacent body parts.
  • the material weakening areas are arranged at least in sections normal to an outer contour of the body part.
  • the tensile or compressive forces occurring to the outer contour can advantageously be absorbed by the deformation zone, while for tensile or compressive forces normal to the outer contour of the body part, a high load-bearing capacity is ensured without a pronounced tendency to deform.
  • the material weakening area is designed as a predetermined bending point.
  • the predetermined bending point can be introduced directly during the production of the body part, in particular in the case of corresponding forming processes, and therefore does not require separate treatment of the body part equipped with it. Furthermore, with such a design of the material weakening area, an additional stabilization for the normal state of the body part can be brought about, which may make it possible to reduce the wall thickness.
  • the predetermined bending point is designed as a bead.
  • a bead is provided as an indentation or stamping in the body parts and in particular has an elongated, straight or curved course. A bead allows the body part to be stabilized in a particularly advantageous manner in the normal state, while an advantageous deformation behavior is ensured in the event of an impact.
  • At least one opening is provided in the deformation zone. This will direct the impact energy and the impact forces caused thereby.
  • the breakthrough can in particular take up an area share of 10% to 60% of an area spanned overall by the body part.
  • the opening is arranged essentially in the center of gravity of the body part. This reduces the static overdetermination of the deformation zone in relation to adjacent body parts, so that the decoupling of the adjacent body parts is ensured particularly effectively in the event of an impact. In some areas of the body part provided with the opening, either tensile or compressive forces predominantly form, so that adjacent body parts can be designed accordingly with regard to their load.
  • the deformation zone is provided in a connection area between a rear center piece and a side wall paneling.
  • the side wall cladding which in modern motor vehicles is often designed as a one-piece body part from the rear of the motor vehicle to a front area of the motor vehicle and at the same time is adjacent to the immediate rear impact area, can be particularly effective in terms of impact energy due to a deformation zone in the connection area to the rear center piece, in particular in the area of the rear light holder of a rear-end collision.
  • a repair of the side wall paneling is associated with great effort and high costs, so that measures to protect the side wall paneling, in particular in the case of mild to moderate impact events, have a particularly great effect with regard to the repair costs incurred.
  • the design and manufacture of the loading affected body parts achieved a particularly high protective effect for the side panel planking.
  • the material weakening areas are provided adjacent to a free edge of the body part.
  • This enables an advantageous deformability of the body part, which allows particularly good absorption of impact energies.
  • Free edges of body parts are usually provided with stiffening structures running along the edge in order to ensure sufficient stability during normal operation of the motor vehicle.
  • the stiffening structures can, however, lead to an essentially undisturbed and therefore undesirable force transmission in the event of an impact.
  • this force transmission can be at least partially reduced, whereby the decoupling effect according to the invention can occur without weakening the edge in normal operation of the motor vehicle.
  • the free edge is designed as a border of a trunk opening and has a plurality of material weakening areas.
  • the trunk opening which is highly stressed by loading and unloading processes and usually provided with a receiving structure for a trunk seal, represents a free edge of a body part.
  • the integration of material weakening areas which can be provided in particular orthogonally to the course of the free edge of the body part, enables an advantageous decoupling of the side panel planking from the rear center piece of the body, without sacrificing the normal operation of the motor vehicle with regard to the Load capacity of the trunk opening must be accepted.
  • the deformation zone is provided in a single-wall body area. This makes it possible to achieve a particularly advantageous compromise between a load capacity of single-wall body parts in normal operation of the motor vehicle and an absorption capacity of these body parts in the event of an impact.
  • the single figure shows a perspective view of a rear area of a motor vehicle body.
  • a rear area 1 of a motor vehicle body 2 has integrally connected body parts, deformation zones 4 being provided as material weakening areas on a body part located in an immediate rear impact area and designed as a rear light receptacle 3.
  • the rear area 1 is essentially formed by a rear center piece 5 and a side wall paneling 6, which is made in one piece up to a front section, not shown.
  • a transition between the rear center piece 5 and the side wall paneling 6 is formed by the rear light holder 3.
  • a bending beam 7 is provided, which is detachably attached via deformation elements 8.
  • the side wall paneling 6 is closed at the bottom by a cross member section 14 to be attributed to the rear center piece 5.
  • a trunk opening 9 is surrounded by a circumferential one with a seal receptacle. me 10 provided, free edge limited, which is formed by the rear center piece 5, the rear lamp holder 3, an upper cross member 11 and a side cover plate 12.
  • the rear light holder 3 is cohesively connected to the adjacent body parts in connection areas 15, in particular by spot or laser welding.
  • connection areas 15 are each overlapping in sections and can be pressed against one another by holding forces in order to produce the cohesive connections.
  • the rear light holder 3 has an opening 13 which is provided on the one hand for the connection cables of the rear light (not shown) and on the other hand enables a clear introduction of force from the rear center piece 5 into the side wall paneling 6.
  • the impact forces which occur are initially absorbed by the bending beam 7, which is provided with a lining (not shown), and introduced into the deformation elements 8. From the deformation elements 8, the impact forces, which were partially absorbed by the deformation of the bending beam 7 and / or the deformation elements 8, are introduced into the rear center piece 5 without forces or stresses occurring here which result in plastic deformation of the rear center piece 5 or other body parts to lead. With increasing accident severity the bending beam 7 and the deformation elements 8 can no longer guarantee extensive absorption of the impact forces and introduce these impact forces into the body to a substantial extent.
  • the plastic deformation of the bending beam 7 and the deformation elements 8 can also result in direct mechanical contact of the rear area 1 with the impacting motor vehicle or obstacle.
  • the impact forces occurring in the motor vehicle body 2 are derived from the rear center piece 5 via the rear light receptacle 3 in the side wall paneling 6.
  • a tension level occurs in the rear light holder 3, which causes a locally limited, plastic deformation of the deformation zones 4 designed as material weakening areas. This locally limited deformation prevents an immediate and almost undamped transmission of the impact forces to the side wall paneling 6, which therefore remains decoupled from the impact event on the rear area 1 of the motor vehicle.
  • the deformation zones 4 can advantageously absorb both tensile and compressive forces, especially if they run at least almost parallel to the free edge 16 of the rear light receptacle 3. Furthermore, the opening 13 in the rear light holder 3 achieves a clear state of tension along the edge 16, which supports a defined deformation of the deformation zones 4.
  • deformation zones are also provided at the connection areas to the side wall paneling, which ensure additional absorption of impact energy and thus an improved decoupling of the side wall paneling.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie (1) mit stoffschlüssig verbundenen Karosserieteilen (3, 5, 6, 11, 12), wobei an zumin­dest einem, in einem unmittelbaren Heckaufprallbereich gele­genen Karosserieteil zumindest eine Deformationszone zur Kraftentkopplung benachbarter Karosserieteile vorgesehen ist.

Description

Kraftfahrzeugkarosserie mit stof schlüssig verbundenen Karosserieteilen
Aus dem Stand Technik bekannte Kraftfahrzeugkarosserien weisen in der Regel eine Rohkarosserie auf, die aus mehreren Karosserieteilen aufgebaut ist. Dabei sind die einzelnen Karosserieteile in Verbindungszonen stoffschlüssig miteinander verbunden. Als Karosserieteile kommen dabei insbesondere Blechteile aus Stahl, hochfestem Stahl, Aluminium, Magnesium oder entsprechende Legierungen in Frage. Insbesondere in jüngerer Zeit werden Karosserieteile auch vermehrt aus Verbundwerkstoffen, beispielsweise aus kohlefaserverstärkten Werkstoffen, hergestellt. Die Karosserieteile werden, insbesondere durch Schweißen, Löten, Kleben oder Nietest, in Verbindungszonen stoffschlüssig miteinander verbunden und bilden nach Fertigstellung der Rohkarosserie einen stabilen Verbund. Die Karosserie, die insbesondere als selbsttragende Karosserie gestaltet sein kann, weist dabei typischerweise Verformungsbereiche auf, die um eine im wesentlichen steif ausgeführte Karosseriestruktur, die beim fertigen Kraftfahrzeug den Passagierraum bildet, angeordnet sind. Durch diese Verformungsbereiche kann bei mittelschweren bis schweren Unfällen, insbesondere beim Aufprall des Kraftfahrzeugs auf ein feststehendes oder bewegtes Hindernis eine gezielte Energieabsorption bewirkt werden. Damit kann bei einem Unfall eine Beschleunigung von Passagieren im Passagierraum auf einem niedrigeren Niveau gehalten werden, wobei der Passagierraum bis zu schweren Aufprallereignissen weitgehend formstabil bleibt.
Dazu zeigt die DE-AS 2840689 eine Gestaltung von Karosserieteilen im Heckbereich eines Kraftfahrzeugs, die bei einem mittelschweren bis schweren Heckaufprall, insbesondere bei einem auf das Fahrzeugheck auffahrenden Kraftfahrzeug, eine gezielte Deformation des gesamten Heckbereichs bewirken sollen. Damit soll insbesondere eine unerwünschte Krafteinleitung auf einen im Heckbereich angeordneten Kraftstofftank verhindert werden. Die Karosserieteile sind dazu mit Schwachstellen versehen, die durch Sicken oder Löcher gebildet werden. Die Schwachstellen sind dabei im Bereich einer C-Säule und einem Innenkotflügel angeordnet. Damit kann insbesondere bei Fließheckkarosserien ein Abknicken des Heckbereichs nach unten und damit eine Gefährdung des Kraftstofftanks reduziert werden.
Während üblicherweise bei der Konstruktion der Karosserie die Berücksichtigung von Belastungsverhältnissen mittlerer bis schwerer Aufprallereignisse im Vordergrund steht, werden schwache bis mittlere Aufprallereignisse, wie sie im Alltagsgeschehen bei Auffahrunfällen im Stadtverkehr oder beim Einparken oder Rangieren auftreten können, durch Einrichtungen abgefangen, die kraft- oder formschlüssig an der Karosserie angebracht werden und dieser sozusagen vorgelagert sind. Bei schwachen bis mittleren Aufprallereignissen steht in Anbetracht der auftretenden Beschleunigungen neben dem Schutz der Passagieren die lokale Begrenzung auftretender Schäden im Vordergrund. Da Reparaturkosten für solche minderschweren Aufprallereignisse unmittelbar in die Versicherungseinstufung und damit in die Betriebskosten des Kraftfahrzeuges eingehen, besteht seitens der Kraftfahrzeughersteller ein großes Interesse, durch lokale Eingrenzung der auftretenden Schäden eine kostengünstige Reparatur zu ermöglichen, um eine günstige Betriebskostenbilanz zu gewährleisten. Dazu sind aus dem Stand der Technik für den Heckbereich von Kraftfahrzeugen verschiedene Lösungsansätze bekannt, die auf separaten, an der Karosserie lösbar anbringbaren Deformationselementen basieren.
Die DE 100 60 784 zeigt dazu ein mit der Karosserie verschraubbares Heckmittelteil, das zur Aufnahme eines ebenfalls verschraubbaren Biegeträgers vorgesehen ist. Dadurch kann ein großer Teil des Heckbereichs der Karosserie durch lösbare Verbindungen in einfacher Weise ausgetauscht werden. Um für mittelschwere bis schwere Aufprallereignisse eine ähnliche Festigkeit des Heckbereichs wie bei stoffschlüssig verbundenen Karosserieteilen zu erreichen, muss eine Vielzahl von lösbaren Verbindungen vorgesehen werden, die insbesondere als Schraubverbindungen ausgeführt werden, und die bei der Herstellung der Karosserie zu höheren Montagekosten führen.
Die DE 19509541 beschreibt demgegenüber einen Stoßfänger für Kraftfahrzeuge, der aus einem an einer karosseriefesten Aufnahme angeschraubten, aus Stahlblech gefertigten Profilkörper und einem an dem Profilkörper, aus gummielastischem Material gefertigten Prallkörper besteht. Während der Prallkörper die Aufnahme von Aufprallenergien bei Aufprallereignissen von bis zu 8 km/h erlaubt und sich dabei elastisch verformt, ist der Profilkörper für Aufprallenergien bis zu 15 km/h vorgesehen, wobei eine plastische Deformation stattfindet. Im Falle eines derartigen Aufprallereignisses muss der Profilkörper anschließend gewechselt werden, wozu eine Verschraubung mit der Karosserie vorgesehen ist. Der Stoßfänger ist dabei so ausgelegt, dass bei Aufprallereignissen von bis zu 15 km/h die Karosserie nicht in Mitleidenschaft gezogen wird. In der DE 4234799 wird eine Kraftfahrzeugtür beschrieben, die für eine zuverlässige Abstützung eines in der Karosserie vorgesehenen Türausschnittes, insbesondere zwischen einer A- Säule und einer B-Säule der Karosserie vorgesehen ist. Dazu sind in der Kraftfahrzeugtur Deformationsstrukturen vorgesehen, die bei Belastungen der Karosserie in Fahrzeuglängsrichtung, wie sie bei einem Frontalaufprall auftreten können, ein Ausknicken der Kraftfahrzeugtür verhindern sollen, wodurch eine Stützwirkung für die Karosserie in Frage gestellt wäre. Die Deformationsstrukturen erlauben bei schwersten Aufprallereignissen eine Kraftbegrenzung der von der Kraftfahrzeugtür aufzunehmenden Kräfte, so dass eine Überlastung der Kraft - fahrzeugtür erst unter extremen Lastverhältnissen stattfindet und die Kraftfahrzeugtür bis dahin ihre Stützwirkung für die Karosserie erfüllen kann.
Die Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Kraftfahrzeugkarosserie der eingangs genannten Art zu schaffen, die in einem Heckaufprallbereich eine gezielte Kraftleitung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass an zumindest einem, in einem unmittelbaren Heckaufprallbereich gelegenen Karosserieteil zumindest eine Deformationszone zur Kraftentkopplung benachbarter Karosserieteile vorgesehen ist. Als unmittelbarer Heckaufprallbereich sind dabei diejenigen Abschnitte eines Kraftfahrzeughecks zu verstehen, die bei Aufprall auf ein Hindernis oder ein Kraftfahrzeug trotz der Deformation vorgelagerter Deformationselemente, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, direkt mit dem Hindernis oder dem Kraftfahrzeug in mechanischen Kontakt treten oder zumindest als nächstliegende Karosserieteile mit Aufprallkräften beaufschlagt werden. Durch die Deformationszone können Aufprall - energien leichter bis mittelschwerer Aufprallereignisse unter lokal begrenzter, plastischer Deformation der Karosserie aufgenommen werden, ohne dass es zu größeren, nur aufwendig zu reparierenden Schäden an der Karosserie kommt. Vielmehr findet die plastische Deformation bis zu einer gut vorher bestimmbaren Schwere des Unfalls begrenzt auf die Deformationszone statt, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das plastische deformierte Karosserieteil leicht aus der Karosserie heraus getrennt und durch ein neues Karosserieteil ersetzt werden kann. Gegenüber einem bereits durch konstruktive Maßnahmen leicht austauschbaren Karosserieteil, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, liegen die Vorteile von Karosserieteilen mit Deformationszonen in der größeren Stabilität der stoffschlüssigen Verbindung mit benachbarten Karosserieteilen sowie in der Montage bei der Herstellung der Karosserie, da hierbei keine zusätzlichen, lösbar gestalteten Verbindungen zwischen Karosserieteilen vorgesehen und montiert werden müssen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Deformationszone im Bereich einer Heckleuchtenaufnahme anzuordnen bzw. die Deformationszone an einem Karosserieteil vorzusehen, dass eine Heckleuchtenaufnahme bildet. Dadurch kann eine spezifisch auf die Entkopplung des Heckbereichs der Karosserie von den übrigen Karosserieteilen ausgebildete Deformationszone vorgesehen werden. Zudem sind bei vielen modernen Kraftfahrzeugen die Heckleuchten, und damit auch die Heckleuchtenaufnahmen, an den jeweils extremen, äußeren Stirnabschnitten des Heckbereichs vorgesehen und bilden sowohl mechanisch als auch stilistisch einen Übergang zu Seitenteilen der Karosserie. Damit kann durch eine Gestaltung der Heckleuchtenaufnahme als Deformationszone eine besonders effektive Entkopplung des Seitenteile vom Heckbereich der Karosserie bewirkt werden. Außerdem wird im Reparaturfall ein vorteilhafter Reparaturvorgang gewährleistet, da die Heckleuchten- aufnähme kein für den Kunden sichtbarer Karosseriebereich ist, und daher verringerte Anforderungen an ein Oberflächenfinish beim Austausch des Heckleuchtenaufnahmebereichs akzeptiert werden können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Deformationszone zumindest einen Materialschwächungsbereich auf. Dadurch wird eine gezielte Deformation des mit der Deformationszone ausgerüsteten Karosseriebereichs erreicht, so dass eine wirkungsvolle Entkopplung angrenzender Karosserieteile sichergestellt ist. Der Materialschwächungsbereich wird bei Einleitung von Aufprallenergie in die Deformationszone aufgrund seiner reduzierten Widerstandskraft als erstes deformiert und erlaubt somit die zumindest teilweise Absorption der Aufprallenergie. Ein Materialschwächungsbereich kann insbesondere durch eine geometrische und oder Werkstoffseitige Gestaltung des Karosserieteils verwirklicht werden. Eine geometrische Gestaltung des Materialschwächungsbereichs durch die Strukturierung des Karosserieteils kann insbesondere durch Verringerung von Wandstärken ausgebildet werden. Für ein Werkstoffseitige Gestaltung metallischer Materialien können insbesondere Bearbeitungsvorgänge wie Härten oder Weichenglühen vorgesehen werden, während bei Verbundwerkstoffen beispielsweise durch Veränderung der Dichte und/oder die Ausrichtung von Faserstrukturen bzw. durch Veränderung von Verbindungsmaterialien die Schaffung eines MaterialSchwächungsbereichs verwirklicht werden kann.
In weiter Ausgestaltung der Erfindung sind in der Deformationszone mehrere Materialschwächungsbereiche vorgesehen. Damit lässt sich eine Aufnahme von Aufprallenergie und eine Deformation des mit den Materialschwächungsbereichen versehenen Karosserieteils derart ausprägen, dass in einem vorherbestimmbaren Toleranzband von Aufprallereignissen auf den Heckbereich der Karosserie die gewünschte Entkopplung angrenzender Karosserieteile gewährleistet ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Material - Schwächungsbereiche zumindest abschnittsweise normal zu einer Außenkontur des Karosserieteils angeordnet. Damit können insbesondere der zu der Außenkontur auftretende Zug- oder Druckkräfte vorteilhaft von der Deformationszone absorbiert werden, während für Zug- oder Druckkräfte normal zur Außenkontur des Karosserieteils eine hohe Belastbarkeit ohne ausgeprägte Deformationsneigung gewährleistet ist.
In weiter Ausgestaltung der Erfindung ist der Materialschwächungsbereich als Sollbiegestelle ausgeführt. Dadurch wird bei metallischen Karosserieteilen eine einfache Herstellbarkeit gewährleistet. Die Sollbiegestelle kann unmittelbar bei der Herstellung des Karosserieteils, insbesondere bei entsprechenden Umformverfahren, mit eingebracht werden und erfordert somit keine separate Behandlung des damit ausgerüsteten Karosserieteils. Weiterhin kann bei einer derartigen Gestaltung des Materialschwächungsbereichs eine zusätzliche Stabilisierung für den Normalzustand des Karosserieteils bewirkt werden, wodurch gegebenenfalls eine Reduzierung der Wandstärke möglich wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungs- form ist die Sollbiegestelle als Sicke ausgeführt. Eine Sicke ist als Ein- oder Ausprägung in dem Karosserieteile vorgesehen und weist insbesondere einen längserstreckten, geraden oder gebogenen Verlauf auf. Eine Sicke erlaubt in besonders vorteilhafter Weise eine Stabilisierung des Karosserieteils in Normalzustand, während bei einem Aufprallereignis ein vorteilhaftes Deformationsverhalten gewährleistet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in der Deformationszone zumindest ein Durchbruch vorgesehen. Dadurch wird eine gezielte Lenkung der Aufprallenergie und der dadurch hervorgerufenen Aufprallkräfte erzielt. Der Durchbruch kann insbesondere einen Flächenanteil von 10% bis 60% an einer insgesamt von dem Karosserieteil überspannten Fläche einnehmen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Durchbruch im wesentlichen im Flächenschwerpunkt des Karosserieteils angeordnet. Damit wird eine statische Überbestimmung der Deformationszone gegenüber angrenzenden Karosserieteilen reduziert, so dass die Entkopplung der angrenzenden Karosserieteile bei einem Aufprallereignis besonders wirkungsvoll gewährleistet ist. In Teilbereichen des mit dem Durchbruch versehenen Karosserieteils bilden sich jeweils ü- berwiegend entweder Zug- oder Druckkräfte aus, so dass angrenzende Karosserieteilen hinsichtlich ihrer Belastung entsprechend ausgelegt werden können.
In weiter Ausgestaltung der Erfindung ist die Deformationszone in einem Verbindungsbereich zwischen einem Heckmittelstück und einer Seitenwandbeplankung vorgesehen. Die Seitenwandbe- plankung, die bei modernen Kraftfahrzeugen häufig als einstückiges Karosserieteil vom Kraftfahrzeugheck bis zu einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs ausgeführt ist und gleichzeitig dem unmittelbaren Heckaufprallbereich benachbart ist, kann durch eine Deformationszone im Verbindungsbereich zum Heckmittelstück, insbesondere im Bereich der Heckleuchtenaufnahme, besonders wirkungsvoll von Aufprallenergien eines Heckaufpralls entkoppelt werden. Eine Reparatur der Seitenwandbeplankung ist mit großem Aufwand und hohen Kosten verbunden, so dass Maßnahmen zum Schutz der Seitenwandbeplankung, insbesondere bei leichten bis mittelschweren Aufprall - ereignissen, eine besonders große Wirkung im Hinblick auf entstehende Reparaturkosten haben. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Deformationszone zwischen den Heckmittelstück und der Seitenwandbeplankung wird mit einem besonders geringen Aufwand, was die Konstruktion und die Herstellung der be- troffenen Karosserieteile angeht, ein besonders hoher Schutzeffekt für die Seitenwandbeplankung erzielt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Material - Schwächungsbereiche benachbart zu einer freien Kante des Karosserieteils vorgesehen. Dadurch wird eine vorteilhafte Deformationsfähigkeit des Karosserieteils ermöglicht, die eine besonders gute Absorption von Aufprallenergien erlaubt. Freie Kanten von Karosserieteilen werden in der Regel mit längs der Kante verlaufenden Versteifungsstrukturen versehen, um im normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten. Je nach Anordnung des Karosserieteils können die Versteifungsstrukturen bei Aufprallereignissen jedoch zu einer im wesentlichen ungestörten und daher unerwünschten Kraftweiterleitung führen. Durch die Integration von Materialschwächungsbereichen benachbart zu freien Kanten der Karosserieteile kann diese Kraftweiterleitung zumindest teilweise reduziert werden, wodurch der erfindungsgemäße Entkopplungseffekt eintreten kann, ohne die Kante im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs zu schwächen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die freie Kante als Berandung einer Kofferraumöffnung ausgebildet und weist mehrere Materialschwächungsbereiche auf. Die durch Ein- und Ausladevorgänge hochbelastete und zumeist mit einer Aufnahmestruktur für eine Kofferraumdichtung versehene Kofferraumöffnung stellt eine freie Kante eines Karosserieteils dar. Durch die Integration von Materialschwächungsbereichen, die insbesondere orthogonal zum Verlauf der freien Kante des Karosserieteils vorgesehen sein können, lässt sich eine vorteilhafte Entkopplung des Seitenwandbeplankung von den Heckmittelstück der Karosserie bewirken, ohne dass dazu im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs Abstriche hinsichtlich der Belastungsfähigkeit der Kofferraumöffnung in Kauf genommen werden müssen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Deformationszone in einem einwandig ausgeführten Karosseriebereich vorgesehen. Dadurch lässt sich ein besonders vorteilhafter Kompro- miss zwischen einer Belastungsfähigkeit von einwandig ausgeführten Karosserieteilen im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs und einer Absorptionsfähigkeit dieser Karosserieteile bei Aufprallereignissen erzielen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, dass anhand der einzigen Figur dargestellt ist.
Die einzige Figur zeigt eine perspektivische Darstellung eines Heckbereichs einer Kraftfahrzeugkarosserie.
Ein Heckbereich 1 einer Kraftfahrzeugkarosserie 2 weist stoffschlüssig verbundene Karosserieteile auf, wobei an einem, in einem unmittelbaren Heckaufprallbereich gelegenen, als Heckleuchtenaufnahme 3 ausgebildeten Karosserieteil als Materialschwächungsbereiche ausgeführte Deformationszonen 4 vorgesehen sind. Der Heckbereich 1 wird dabei im wesentlichen von einem Heckmittelstück 5 und einer Seitenwandbeplankung 6 gebildet, die bis zu einem nicht dargestellten Frontabschnitt einstückig ausgeführt ist. Dabei wird ein Übergang zwischen dem Heckmittelstück 5 und der Seitenwandbeplankung 6 durch die Heckleuchtenaufnahme 3 gebildet. An dem Heckmittelstück 5 ist ein Biegeträger 7 vorgesehen, der über Deformationselemente 8 lösbar angebracht ist. Die Seitenwandbeplankung 6 wird nach unten von einem dem Heckmittelstück 5 zuzurechnenden Querträgerabschnitt 14 abgeschlossen. Eine Kofferraumöff- nung 9 wird von einer umlaufenden, mit einer Dichtungsaufnah- me 10 versehenen, freien Kante begrenzt, die von dem Heckmittelstück 5, der Heckleuchtenaufnahme 3, einem oberen Querträger 11 und einem seitlichen Abdeckblech 12 gebildet ist. Die Heckleuchtenaufnahme 3 ist in Verbindungsbereichen 15 stoffschlüssig, insbesondere durch Punkt- bzw. Laserschweißen mit den angrenzenden Karosserieteilen verbunden. Dazu sind die Verbindungsbereiche 15 jeweils abschnittsweise überlappend ausgeführt und können zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindungen durch Haltekräfte aufeinander gepresst werden. Die Heckleuchtenaufnahme 3 weist einen Durchbruch 13 auf, der einerseits zur Durchführung von Anschlusskabeln der nicht dargestellten Heckleuchte vorgesehen ist und andererseits eine eindeutige Krafteinleitung vom Heckmittelstück 5 in die Seitenwandbeplankung 6 ermöglicht. An der Heckleuchtenaufnahme 3 sind normal zu der die Kofferraumöffnung 9 begrenzenden, freien Kante 16 vier parallel zueinander ausgerichtete, mit V-förmigem Querschnitt versehene Sicken eingebracht, die jeweils eine unterschiedliche Länge aufweisen und bis in die Dichtungsaufnahme 10 hinein ragen. In Bereichen abseits der freien Kante 16, benachbart zum Durchbruch 13 sind mehrere, nicht näher bezeichnete Einprägungen in der Heckleuchtenaufnahme 3 vorgesehen.
Bei einem leichten Aufprallereignis auf den Heckbereich 1 der Kraftfahrzeugkarosserie 2 werden die auftretenden Aufprall - kräfte zunächst von dem Biegeträger 7, der mit einer nicht dargestellten Verkleidung versehen ist, aufgenommen und in die Deformationselemente 8 eingeleitet. Von den Deformationselementen 8 werden die Aufprallkräfte, die durch die Deformation des Biegeträgers 7 und/oder der Deformationselemente 8 teilweise absorbiert wurden, in das Heckmittelstück 5 eingeleitet, ohne dass hier Kräfte oder Spannungen auftreten, die zu einer plastischen Deformation des Heckmittelstücks 5 oder anderer Karosserieteile führen. Bei steigender Unfallschwere können der Biegeträger 7 und die Deformationselemente 8 eine weitgehende Absorption der Aufprallkräfte nicht mehr gewährleisten und leiten diese Aufprallkräfte zu wesentlichen Anteilen in die Karosserie ein. Dabei kann es durch die plastische Deformation des Biegeträgers 7 und der Deformationselemente 8 auch zu einem direkt mechanischen Kontakt des Heckbereichs 1 mit dem aufprallenden Kraftfahrzeug bzw. Hindernis kommen. Die dabei in der Kraftfahrzeugkarosserie 2 auftretenden Aufprallkräfte werden von dem Heckmittelstück 5 über die Heckleuchtenaufnahme 3 in die Seitenwandbeplankung 6 abgeleitet. Bei Überschreitung eines konstruktiv festgelegten Niveaus der Aufprallkr fte kommt es zu einem Spannungsniveau in der Heckleuchtenaufnahme 3, das eine lokal begrenzte, plastische Deformation der als Materialschwächungsbereiche ausgeführten Deformationszonen 4 bewirkt. Durch diese lokal begrenze Deformation wird eine unmittelbare und nahezu ungedämpfte Übertragung der Aufprallkrafte auf die Seitenwandbeplankung 6 verhindert, diese bleibt demnach von dem Aufprall - ereignis auf den Heckbereich 1 des Kraftfahrzeugs entkoppelt. Durch die Gestaltung als Sicken können die Deformationszonen 4 sowohl Zug- als auch Druckkräfte vorteilhaft absorbieren, vor allem, wenn diese zumindest nahezu parallel zur freien Kante 16 der Heckleuchtenaufnahme 3 verlaufen. Weiterhin wird durch den Durchbruch 13 in der Heckleuchtenaufnahme 3 ein eindeutiger Spannungszustand längs der Kante 16 erreicht, der eine definierte Deformation der Deformationszonen 4 unterstützt .
In einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind auch Deformationszonen an den Verbindungsbereichen zu der Seitenwandbeplankung vorgesehen, die eine zusätzliche Absorption von Aufprallenergie und damit eine verbesserte Entkopplung der Seitenwandbeplankung gewährleisten.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftfahrzeugkarosserie (1) mit stoffschlüssig verbundenen Karosserieteilen (3, 5, 6, 11, 12), dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem, in einem unmittelbaren Heckaufprallbereich gelegenen Karosserieteil zumindest eine Deformationszone zur Kraftentkopplung benachbarter Karosserieteile vorgesehen ist.
2. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationszone im Bereich und/oder an einer Heckleuchtenaufnahme (3) angeordnet ist.
3. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationszone (3) zumindest einen Material - Schwächungsbereich (4) aufweist.
4. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Deformationszone mehrere, insbesondere jeweils normal zu einer Außenkontur (16) der Deformationszone verlaufende Materialschwächungsbereiche vorgesehen sind.
5. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialschwächungsbereich durch zumindest eine Sollbiegestelle, insbesondere als Sicke, definiert ist.
6. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationszone zumindest einen Durchbruch (13) aufweist .
7. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationszone in einem Verbindungsbereich zwischen einem Heckmittelstück (5) und einer Seitenwandbeplankung (6) vorgesehen ist.
8. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschwächungsbereiche benachbart zu einer freien Kante (16) eines Karosserieteils angeordnet ist.
9. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Kante als Berandung einer Kofferraumöffnung (9) ausbildet ist und mehrere Materialschwächungsbereiche aufweist.
10. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationszone in einem einwandig ausgeführten Karosseriebereich vorgesehen ist .
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