DE102006041095B4 - Impact protection element for a vehicle and body with such an impact protection element - Google Patents
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Abstract
Aufprallschutzelement zur Anordnung an einer Karosserie (1) eines Fahrzeugs, welches einen ersten Teilbereich (61), welcher eine erste Materialdichte aufweist, und zumindest einen zweiten Teilbereich (62, 63), welcher eine zweite Materialdichte aufweist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich (62, 63) mit einer geringeren Tiefe (d2) als der erste Teilbereich (61) ausgebildet ist und in den dadurch gebildeten Freiraum (64, 65) hinter dem zweiten Teilbereich (62, 63) ein weiteres Sicherheitselement des Fahrzeugs positionierbar ist.Impact protection element for arrangement on a body (1) of a vehicle, which comprises a first sub-area (61), which has a first material density, and at least one second sub-area (62, 63), which has a second material density, characterized in that the The second sub-area (62, 63) is designed with a smaller depth (d2) than the first sub-area (61) and a further safety element of the vehicle can be positioned in the free space (64, 65) formed behind the second sub-area (62, 63) .
Description
Die Erfindung betrifft ein Aufprallschutzelement zur Anordnung an einer Karosserie eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch eine Karosserie mit einem derartigen Aufprallschutzelement.The invention relates to an impact protection element for arrangement on a body of a vehicle. The invention also relates to a body with such an impact protection element.
Aufprallschutzelemente für Fahrzeuge, insbesondere im Hinblick auf einen Fußgängerschutz, sind bekannt. Darüber hinaus sind Karosserien für ein Fahrzeug bekannt, an denen symmetrisch zur Längsachse der Karosserie bzw. des Fahrzeugs ein Querträger angeordnet ist, und welche Karosserie zumindest zwei Deformationselementen bzw. Crashboxen symmetrisch angeordnet zu dieser Längsachse aufweist. Im Allgemeinen sind dabei Karosserien bekannt, bei denen an einem endseitigen Querträger, an den auch Längsträger unmittelbar oder über ein Anbindungselement angebracht sind, diese Deformationselemente befestigt sind.Impact protection elements for vehicles, in particular with regard to pedestrian protection, are known. In addition, bodies are known for a vehicle on which a cross member is arranged symmetrically to the longitudinal axis of the body or of the vehicle, and which body has at least two deformation elements or crash boxes arranged symmetrically to this longitudinal axis. In general, bodies are known in which these deformation elements are attached to an end-side cross member to which longitudinal members are attached directly or via a connecting element.
Aus der
Aus der
Aufprallschutzelemente müssen verschiedensten Anforderungen genügen. Insbesondere wenn sie im Vorderwagen einer Karosserie angeordnet sind, muss ein ausreichender Schutz bei einem Aufprall eines Fußgängers gewährleistet werden. Die Aufprallschutzelemente sollen dabei die Wucht des Aufpralls vermindern und die Verletzungsgefahr des Verkehrsteilnehmers reduzieren. Darüber hinaus müssen sie gesetzlichen Anforderungen, wie beispielsweise einem so genannten Eckpendelschlag, genügen. Nicht zuletzt soll durch diese Elemente auch ein relativ hoher Energieabbau bei einem relativ geringen Deformationsweg erzielt werden können.Impact protection elements must meet a wide variety of requirements. In particular, when they are arranged in the front of a body, sufficient protection must be ensured in a collision of a pedestrian. The impact protection elements are intended to reduce the impact of the impact and reduce the risk of injury to the road user. In addition, they must meet legal requirements, such as a so-called corner pendulum impact. Not least, a relatively high energy reduction should be achieved with a relatively small deformation path through these elements.
Darüber hinaus ist bei bekannten Fahrzeugkarosserien der Energieabbau infolge eines Crashs zu verbessern.Moreover, in known vehicle bodies, the energy reduction due to a crash is to be improved.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufprallschutzelement zu schaffen, welches verschiedensten Anforderungen in verbesserter Weise gerecht werden kann. Insbesondere soll dieses Aufprallschutzelement einen verbesserten Fußgängerschutz und darüber hinaus weiteren gesetzlichen Anforderungen besser genügen.It is therefore an object of the present invention to provide an impact protection element which can meet a wide variety of requirements in an improved manner. In particular, this impact protection element should better meet improved pedestrian protection and further legal requirements.
Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine Karosserie für ein Fahrzeug zu schaffen, bei der im Falle eines Crashs die Energie verbessert absorbiert werden kann. Insbesondere soll eine Karosserie geschaffen werden, welche einen sehr hohen Energieabbau durch einen verringerten Deformationsweg und ein verbessertes Deformationsverhalten ermöglicht.Moreover, it is an object of the invention to provide a body for a vehicle, in which in the event of a crash, the energy can be absorbed better. In particular, a body is to be created, which allows a very high energy reduction by a reduced deformation path and an improved deformation behavior.
Diese Aufgabe wird durch ein Aufprallschutzelement, welches die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, und eine Fahrzeugkarosserie, welche die Merkmale nach Patentanspruch 10 aufweist, gelöst.This object is achieved by an impact protection element, which has the features according to
Ein erfindungsgemäßes Aufprallschutzelement ist zur Anordnung an einer Karosserie eines Fahrzeugs ausgebildet. Das Aufprallschutzelement umfasst einen ersten Teilbereich, welcher ein Material mit einer ersten Dichte aufweist und zumindest einen zweiten Teilbereich, welcher ein Material mit einer zweiten Dichte aufweist. Das Aufprallschutzelement ist dadurch zumindest in zwei Teilbereiche unterteilt, welche im Hinblick auf ihre Materialeigenschaften und den Dichten zu unterschiedlichen Deformationseigenschaften und unterschiedlichen Energieabsorptionen ausgebildet sind. Dadurch kann durch ein einziges Aufprallschutzelement sowohl den Anforderungen im Hinblick auf einen Fußgängerschutz, insbesondere bei einem Beinaufprall, und andererseits weiteren gesetzlichen Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf einen so genannten Eckpendelschlag, genüge getan werden. Nicht nur die Bauteilreduzierung, sondern auch die flexiblere Verwendbarkeit und die aufwandsärmere Herstellung kann durch dieses Aufprallschutzelement ermöglicht werden. Darüber hinaus kann auch die Montage schneller und einfacher erfolgen.An impact protection element according to the invention is designed to be arranged on a body of a vehicle. The impact protection element comprises a first portion which has a material with a first density and at least a second portion which has a material with a second density. As a result, the impact protection element is subdivided into at least two subregions which are designed with regard to their material properties and the densities to different deformation properties and different energy absorptions. This can be done by a single impact protection element both the requirements in terms of pedestrian protection, especially in a leg impact, and on the other hand further legal requirements, in particular with regard to a so-called corner pendulum impact sufficient. Not only the component reduction, but also the more flexible usability and the lower production costs can be made possible by this impact protection element. In addition, the assembly can be done faster and easier.
Der zweite Teilbereich ist mit einer geringeren Tiefe als der erste Teilbereich ausgebildet und in den dadurch gebildeten Freiraum hinter dem zweiten Teilbereich ist ein weiteres Element, insbesondere ein Sicherheitselement des Fahrzeugs, insbesondere eine Crashbox, positionierbar. Die an dem einen oder beiden zweiten Teilbereichen relativ dünne Ausbildung des Aufprallschutzelements ermöglicht somit eine Ausgestaltung einer rückseitigen Aussparung, in der ein weiteres Sicherheitselement positioniert werden kann. Dadurch kann eine bauraumoptimierte und kompakte Ausgestaltung und Anordnung einer Mehrzahl von Komponenten zueinander gewährleistet werden und insbesondere dann, wenn ein Crashbox in dieser Aussparung angeordnet ist, auch die Sicherheit des Fahrzeugs, insbesondere im Crashfalle, nochmals erhöht werden.The second subregion is formed with a smaller depth than the first subregion and in the free space formed behind the second subregion, a further element, in particular a security element of the vehicle, in particular a crash box, can be positioned. The formation of the impact protection element, which is relatively thin at one or both of the second subregions, thus makes it possible to design a rear recess in which a further security element can be positioned. Thereby, a space-optimized and compact design and arrangement of a plurality of components to each other can be ensured and especially when a crash box is arranged in this recess, the safety of the vehicle, especially in the event of a crash, can be increased again.
Bevorzugt sind die beiden Teilbereich aus einem gleichen Material ausgebildet, welches in den Teilbereichen mit unterschiedlichen Dichten ausgebildet ist. Die Zugrundelegung eines einzigen Materials ermöglicht eine besonders exakte Ausbildung der Teilbereiche mit unterschiedlichen Dichten. Relativ einfach kann dadurch bei der Herstellung des Aufprallschutzelements der jeweilige Teilbereich mit individuellen Dichteanforderungen realisiert werden. Auch sehr komplexe Formgebungen können dadurch hergestellt werden.Preferably, the two sub-area are formed of a same material, which is formed in the sub-areas with different densities. The basis of a single material allows a particularly accurate formation of the subregions with different densities. Relatively simple can be realized in the production of the impact protection element of the respective sub-area with individual density requirements. Even very complex shapes can be produced.
Bevorzugt ist zumindest ein Teilbereich, insbesondere beide Teilbereiche, aus einem geschäumten Kunststoff ausgebildet. Dadurch kann besonders bevorzugten Anforderungen an einen Fußgängerschutz und anderen gesetzlichen Anforderungen genüge getan werden. Abhängig von der Anordnung des Aufprallschutzelements kann dann die individuelle Größe und Ausgestaltung der Teilbereiche exakt durchgeführt werden und die Teilbereiche mit unterschiedlichen Dichten positionsgenau gefertigt werden. Durch die Ausgestaltung mit einem geschäumten Kunststoff kann das Aufprallschutzelement einerseits relativ leicht und dennoch stabil ausgebildet werden. Darüber hinaus können die unterschiedlichen Dichten sehr präzise eingestellt werden, wodurch auch die jeweilig erforderliche Verformbarkeit der Teilbereiche präzise eingestellt werden kann.At least one partial region, in particular both partial regions, is preferably formed from a foamed plastic. As a result, particularly preferred requirements for pedestrian protection and other legal requirements can be met. Depending on the arrangement of the impact protection element, the individual size and configuration of the subregions can then be carried out exactly and the subareas with different densities can be manufactured with exact position. Due to the configuration with a foamed plastic, the impact protection element can on the one hand be made relatively light and yet stable. In addition, the different densities can be set very precisely, whereby the respective required deformability of the subregions can be precisely adjusted.
Es sind bevorzugt zumindest zwei zweite Teilbereiche ausgebildet, welche an gegenüberliegenden Endbereichen des Aufprallschutzelements angeordnet sind. Bevorzugt weist der zweite Teilbereich eine höhere Dichte als der erste Teilbereich auf. Der zweite Teilbereich ist dadurch härter ausgebildet und weist dadurch eine geringere Deformation als der erste Teilbereich bei einer gleichen Krafteinwirkung auf. Bevorzugt sind die beiden zweiten Teilbereiche flügelartig an dem ersten Teilbereich angeformt.At least two second partial regions are preferably formed, which are arranged on opposite end regions of the impact protection element. Preferably, the second portion has a higher density than the first portion. As a result, the second partial area is harder and thus has a smaller deformation than the first partial area with the same force. Preferably, the two second partial regions are integrally formed on the first partial region in the manner of a wing.
Es kann vorgesehen sein, dass das Aufprallschutzelement länglich ausgebildet ist. Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn dieses balkenartig ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung kann ein längliches Element geschaffen werden, welches an gegenüberliegenden Endbereichen jeweils einen zweiten Teilbereich aufweist, zwischen denen ein erster Teilbereich angeordnet ist. Eine symmetrische Ausbildung des Aufprallschutzelements kann dadurch erreicht werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Aufprallschutzelement sich quer zur Längsachse der Karosserie erstreckt und somit symmetrisch zur Längsachse beidseits den gleichen Anforderungen genügen muss. Insbesondere dadurch kann bei einer quer orientierten Anordnung eines balkenartigen Aufprallschutzelements mittig ein erster relativ weicher Teilbereich geschaffen werden, welcher den Anforderung im Hinblick auf einen Beinaufprall und somit einem ausreichenden Fußgängerschutz genügt. Die seitlichen zweiten Teilbereiche, welche härter ausgebildet sind, ermöglichen dadurch den Anforderungen beispielsweise im Hinblick auf einen Eckpendelschlag und einer Scheinwerferbeschädigungsfreiheit zu genügen.It can be provided that the impact protection element is elongated. It is particularly preferred if this is formed like a bar. By means of this embodiment, an elongate element can be created, which in each case has a second partial region at opposite end regions, between which a first partial region is arranged. A symmetrical design of the impact protection element can be achieved. This is particularly advantageous if the impact protection element extends transversely to the longitudinal axis of the body and thus must meet the same requirements symmetrically to the longitudinal axis on both sides. In particular, in the case of a transversely oriented arrangement of a beam-like impact protection element, a first relatively soft subregion can be created in the center, which meets the requirement with regard to leg impact and thus adequate pedestrian protection. The lateral second portions, which are harder, thereby make it possible to meet the requirements, for example with regard to a corner pendulum impact and a headlight damage freedom.
Bevorzugt ist das Aufprallschutzelement zumindest bereichsweise gekrümmt ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Aufprallschutzelement stetig gekrümmt ausgebildet ist. Eine bogenförmige Ausgestaltung des Aufprallschutz ermöglicht eine endseitige Anordnung des Aufprallschutz an einer Karosserie in Querrichtung, so dass der weiter nach vorne ragende erste Teilbereich optimal für einen Fußgängerschutz angeordnet ist und die nach hinten gekrümmten zweiten Teilbereiche optimal für einen Eckpendelschlag positioniert sind.Preferably, the impact protection element is at least partially curved. It can also be provided that the impact protection element is formed continuously curved. An arcuate configuration of the impact protection allows an end-side arrangement of the impact protection on a body in the transverse direction, so that the further forward protruding first portion is optimally arranged for pedestrian protection and the back curved second portions are optimally positioned for a corner pendulum impact.
Bevorzugt ist das Aufprallschutzelement einstückig ausgebildet. Durch ein einziges Element, in dem die verschiedenen Teilbereiche integral angeordnet und ineinander übergehend positioniert sind, kann ein besonders kompaktes und stabiles Element geschaffen werden.Preferably, the impact protection element is integrally formed. By a single element, in which the various subregions are integrally arranged and positioned one inside the other, a particularly compact and stable element can be created.
Ein weiterer Aspekt betrifft eine Fahrzeugkarosserie mit einem erfindungsgemäßen Aufprallschutzelement oder einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Aufprallschutzelements. Das Aufprallschutzelement ist endseitig an einem Querträger des Fahrzeugs angeordnet.Another aspect relates to a vehicle body with an impact protection element according to the invention or an advantageous embodiment of this impact protection element. The impact protection element is arranged on the end side on a crossbeam of the vehicle.
Der Querträger kann als vorderer Stoßfänger-Querträger ausgebildet sein. Das Aufprallschutzelement kann dann bevorzugt unmittelbar hinter diesem Stoßfänger angeordnet sein und ist somit zwischen dem Stoßfänger und dem Querträger positioniert.The cross member may be formed as a front bumper cross member. The impact protection element can then preferably be arranged directly behind this bumper and is thus positioned between the bumper and the cross member.
Bevorzugt erstreckt sich das Aufprallschutzelement im Wesentlichen über die gesamte Länge des Querträgers. Dadurch kann im Wesentlichen über die gesamte Querlänge ein ausreichender Aufprallschutz gewährleistet werden, welcher aufgrund seiner unterschiedlichen Teilbereiche und seiner Positionierung an unterschiedlichen Orten verschiedensten Anforderungen genügt. Bevorzugt ist das Aufprallschutzelement und der Querträger somit in einem Vorderwagen der Karosserie angeordnet.Preferably, the impact protection element extends substantially over the entire length of the cross member. As a result, sufficient impact protection can be ensured essentially over the entire transverse length, which satisfies the most varied requirements due to its different subareas and its positioning at different locations. Preferably, the impact protection element and the cross member is thus arranged in a front end of the body.
Das Aufprallschutzelement, insbesondere die beiden Teilbereiche, sind so ausgebildet, das sie sich bis zu einem gewissen Schwellwert im Hinblick auf eine Krafteinwirkung elastisch verformen. Dies ist insbesondere bei dem ersten Teilbereich dann gegeben, wenn ein Aufprall mit einem anderen Verkehrsteilnehmer, insbesondere einem Fußgänger oder Radfahrer, bei einem normalen Anstoß vorliegt. Bei Krafteinwirkungen über dieser Kraftschwelle, wie sie beispielsweise bei einem Crash mit einem anderen Fahrzeug bei relativ hoher Geschwindigkeit auftreten können, verformt sich das Aufprallschutzelement in beiden Teilbereichen auch plastisch.The impact protection element, in particular the two subregions, are designed so that they deform elastically up to a certain threshold with respect to a force. This is especially true in the first sub-area when there is a collision with another road user, in particular a pedestrian or cyclist, in a normal impulse. When force effects above this force threshold, as may occur, for example, in a crash with another vehicle at a relatively high speed, the impact protection element deforms plastically in both areas.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
In
Des Weiteren weist der Vorderwagen
Der untere Querträger
An dem oberen Querträger
Indem der mittlere erste Teilbereich
Des Weiteren ist der erste Teilbereich
In der Aussparung
Dieses erste Deformationselement
Darüber hinaus ist in dieser oberen Längsträgerebene
An dem gegenüberliegenden Endbereich
Darüber hinaus sind auch in der unteren Längsträgerebene
Die beiden Deformationselemente
Diese spezifische Ausgestaltung und Anordnung der Deformationselemente
Des Weiteren ist in
In
Die flügelartig angeformten zweiten Teilbereiche
In
Darüber hinaus ist das Führungselement
In
Das an der Vorderseite
Das dritte Deformationselement
Auch das vierte Deformationselement
In
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