DE102012112419A1 - Vorrichtung zur Aufnahme von mechanischer Energie für Kraftfahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Aufnahme von mechanischer Energie für Kraftfahrzeuge, wobei die Vorrichtung (1) eine wabenartige Hohlraumstruktur (2) aufweist und zwischen einem ersten Karosserieabschnitt (3) und einem zweiten Karosserieabschnitt (4) angeordnet ist. Damit bei einem Crashfall die Karosserieabschnitte (3, 4) sich nicht gegeneinander verschieben, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorrichtung (1) bei der Aufnahme von mechanischer Energie verformbar ist, wobei die Verformung eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Karosserieabschnitten (3, 4) erzeugt. Dabei ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Drehpunkt (12) aufweist, um den die Vorrichtung (1) bei einer Deformation drehend verformbar ist, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Karosserieabschnitten (3, 4) erzeugt wird.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von mechanischer Energie für Kraftfahrzeuge, wobei die Vorrichtung eine wabenartige Hohlraumstruktur aufweist und zwischen einem ersten Karosserieabschnitt und einem zweiten Karosserieabschnitt angeordnet ist.
- Aus der
DE 20 46 251 C3 ist eine derartige Vorrichtung bekannt. Bei der vorbekannten Vorrichtung zur Aufnahme von mechanischer Energie ist ein deformierbares Vorderteil von Karosserien für Kraftfahrzeuge vorgesehen, das in einer Ersatzradmulde des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und im Fall von Frontalzusammenstößen das Ersatzrad in waagrechter Lage daran hindert durch die Spritzwand in das Insassenabteil oder in einen Brennstofftank gedrückt zu werden. Dabei ist vorgesehen, dass der Kraftfluss im Crashfall nicht über das Ersatzrad abgeleitet wird, sondern von der Stoßstange über ein Abstützblech und ein Verstärkungsblech aufgenommen wird. Außerdem ist vorgesehen, dass das Ersatzrad im Crashfall hinten nach oben geführt wird. - Aus der
DE 102 21 299 C1 ist eine Crashstütze bekannt, die bei einem Stoß schützend und energieaufnehmend wirkt. Zu diesem Zweck weist die vorbekannte Crashstütze eine frontseitige Einhakverbindung und am hinteren freien Ende eine Abstützung zu einem Träger auf. - Bei den vorbekannten Vorrichtungen kann es problematisch sein, dass im Crashfall eine Verschiebung der Bauteile auftritt und die vom Crash hervorgerufene Energie nicht auf die Karosserie des Fahrzeugs abgeleitet wird.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, dass die Energie aus einem Crashfall oder einem Unfallszenario auf die Karosseriestruktur des Fahrzeugs abgeleitet wird.
- Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar. Dabei ist vorgesehen, dass die Vorrichtung bei der Aufnahme von mechanischer Energie verformbar ist, wobei die Verformung eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Karosserieabschnitten erzeugt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Karosserieabschnitte nicht übereinander geschoben werden. Die Karosserieabschnitte sollen im Crashfall nicht übereinander geschoben werden, da dies weniger Energie aus dem Crashfall absorbieren würde. Die vorliegende Erfindung sorgt dafür, dass die Karosserieabschnitte nicht übereinander geschoben werden.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist eine Nase ausgebildet, deren Querschnitt einen wabenförmigen Hohlrauch aufweist. Dabei wirkt die Nase mit einem Vorsprung am ersten Karosserieabschnitt derart zusammen, dass bei einer Deformation der Vorrichtung der Vorsprung von der deformierten Nase zumindest teilweise umschlossen wird. Durch diese Maßnahme wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Karosserieabschnitt und der Vorrichtung realisiert.
- Die Vorrichtung weist eine Tasche auf, in die der zweite Karosserieabschnitt ragt, wobei die Tasche zwei im Wesentlichen zueinander parallele Wände aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die eine Wand der Tasche einen Drehpunkt aufweist, um den die Vorrichtung bei einer Deformation drehend verformbar ist, und wobei die andere Wand der Tasche an den zweiten Karosserieabschnitt anlegbar ist, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Karosserieabschnitten erzeugbar ist. Durch diese Maßnahme wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Vorrichtung und dem zweiten Karosserieabschnitt realisiert, wodurch der Kraftfluss zwischen den beiden Karosserieabschnitten geschlossen ist und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Karosserieabschnitten realisiert ist.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass nach einer Deformation der Vorrichtung der Kraftfluss zwischen dem ersten Karosserieabschnitt und dem zweiten Karosserieabschnitt geschlossen ist.
- Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die den Drehpunkt aufweisende Wand der Tasche zumindest teilweise eine größere Materialstärke aufweist als die anderen Teile der wabenartigen Hohlraumstruktur. Dabei ist vorgesehen, dass die Vorrichtung aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist.
- Vorzugsweise ist der erste Karosserieabschnitt ein Kofferraumbereich des Kraftfahrzeugs und der zweite Karosserieabschnitt mit einem Fahrgastzellenbereich des Kraftfahrzeugs verbunden.
- Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass eine zentrale Aufnahme für eine Schraubenverbindung mit dem zweiten Karosserieabschnitt vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme ist lediglich eine Schraube zur Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung notwendig.
- Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in deren Einbaulage; -
2 eine der1 entsprechende Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit teilweise erfolgter Krafteinleitung und -
3a eine weitere Schnittdarstellung der Vorrichtung sowie -
3b eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. - In der
1 ist eine Schnittdarstellung gezeigt, bei der eine Vorrichtung1 zur Aufnahme von mechanischer Energie für Kraftfahrzeuge dargestellt ist. Dabei weist die Vorrichtung1 eine wabenartige Hohlraumstruktur2 auf, und ist zwischen einem ersten Karosserieabschnitt3 und einem zweiten Karosserieabschnitt4 angeordnet. Der erste Karosserieabschnitt3 ist dabei beispielsweise ein Kofferraumbereich des Kraftfahrzeugs, während der zweite Karosserieabschnitt4 mit einem Fahrgastzellenbereich des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Der in1 mit dem Bezugszeichen7 versehene Pfeil stellt die Krafteinwirkung auf die Vorrichtung1 in einem Crashfall dar. Der Gedanke ist es, dass die Vorrichtung1 sich bei der Aufnahme von mechanischer Energie verformt und dabei eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Karosserieabschnitten3 ,4 erzeugt. Dazu weist die Vorrichtung eine Nase5 auf, deren Querschnitt ebenfalls einen wabenförmigen Hohlraum2 aufweist. Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, wirkt die Nase5 mit einem Vorsprung6 am ersten Karosserieabschnitt3 derart zusammen, dass bei einer Deformation der Vorrichtung1 der Vorsprung6 von der deformierten Nase5 zumindest teilweise umschlossen wird. Weiter weist die Vorrichtung1 eine Abstützfläche9 auf, die mit einer weiteren Abstützfläche13 , die am ersten Karosserieabschnitt3 ausgebildet ist, zusammenwirkt. In der in1 dargestellten Einbaulage der Vorrichtung1 in einem unverformten Zustand befindet sich zwischen der Nase5 und dem Vorsprung6 ein Spalt d1 und zwischen der Abstützfläche9 und der Abstützfläche13 ein Spalt d2. Die Spaltmaße d1 und d2 werden zum Einbau der Vorrichtung1 benötigt. Wie der1 weiter entnehmbar ist, wird die Vorrichtung1 mit einer Schraubenverbindung durch eine zentrale Aufnahme8 mit dem zweiten Karosserieabschnitt4 fest verbunden. Die zentrale Aufnahme8 sorgt dafür, dass nur eine einzige Schraube zur Montage und zum Einbau der Vorrichtung1 notwendig ist. Dadurch wird der Einbau der Vorrichtung1 erheblich erleichtert. - In der
2 ist dargestellt, dass ein Teil der Kraft aus einem Crashfall bereits in die Vorrichtung1 eingeleitet ist. Dabei ist das Bauteil3 im Gegensatz zur1 bereits nach rechts verschoben und der Spaltabstand d1 ist geschlossen. Der Vorsprung6 ist mit der Nase5 derart in Eingriff gebracht worden, dass sich die Nase5 verformt hat. Bei der Verformung der Nase5 hat sich diese aufgrund der wabenartigen Hohlraumstruktur2 um den Vorsprung6 gelegt und die Nase5 umschließt den Vorsprung6 zumindest teilweise. Die Kraft in Richtung des Pfeils7 wird damit von dem Karosserieabschnitt3 in die Vorrichtung1 geleitet. Die Verformung der Nase5 wird durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen10 verdeutlicht. - Die
3a und b verdeutlichen das Wirkprinzip der Vorrichtung1 . In der3a ist die Vorrichtung1 im Gegensatz zu den1 und2 ohne die angrenzenden Karosserieabschnitte3 ,4 dargestellt. Die in der3 dargestellte Situation entspricht der in2 dargestellten Situation. Dabei ist die Nase5 der Vorrichtung1 bereits deformiert. Im vorderen Bereich der Vorrichtung1 befindet sich die Abstützfläche9 . Wie der3a weiter entnehmbar ist, weist die Vorrichtung1 eine Tasche11 auf, in die der zweite Karosserieabschnitt4 in der Einbaulage ragt. Die Tasche11 weist zwei im Wesentlichen zueinander parallele Wände14 und15 auf. Die Wand15 der Tasche11 beinhaltet einen Drehpunkt12 , um den die Vorrichtung1 bei einer Deformation im Crashfall drehend verformbar ist. Die andere Wand14 der Tasche11 legt sich nach der durch die Deformation verursachte Drehung an den zweiten Karosserieabschnitt4 an, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Vorrichtung1 und dem Karosserieabschnitt4 realisiert wird. - Um die Funktion der Vorrichtung
1 näher zu erläutern, ist in der3b eine schematische Darstellung abgebildet, die das Wirkprinzip der Vorrichtung1 im Crashfall erläutert. Wie bereits ausgeführt, wird bei einer Teilkrafteinleitung über den Karosserieabschnitt3 zunächst der Vorsprung6 mit der Nase5 in Eingriff gebracht. Dadurch verformt sich die Nase5 und vollzieht eine Teildrehbewegung in Richtung auf den Karosserieabschnitt3 zu, was durch den Kraftpfeil10‘ in3b angedeutet ist. Bei einer weiteren Krafteinleitung über den Karosserieabschnitt3 kommt die Abstützfläche13 des Karosserieabschnitts3 zur Anlage an die Abstützfläche9 der Vorrichtung1 , was durch den Pfeil mit dem Bezugszeichen16 angedeutet ist. Nachdem der Karosserieabschnitt3 über seine Abstützfläche13 mit der Vorrichtung1 in Kontakt steht, verdreht sich die Vorrichtung1 um ihren Drehpunkt12 , was mit dem Bewegungspfeil10 angedeutet ist. Dadurch bewegt sich die Wand14 der Tasche11 in Richtung des Bewegungspfeils15 auf den zweiten Karosserieabschnitt4 zu, so dass der Karosserieabschnitt4 in der Tasche11 zwischen den beiden Wänden14 ,15 verklemmt wird. Der Gedanke ist es also, dass die Vorrichtung1 eine Eigendrehung bzw. eine bauartbedingte Drehung um den Drehpunkt12 in der Art eines Klapphebels ausführt und die Karosserieabschnitte3 und4 somit kraftschlüssig miteinander verbindet. - Bei einem Crashfall wird also zunächst die Nase
5 durch den Vorsprung6 des Karosserieabschnitts verformt und damit die Vorrichtung1 mit dem Karosserieabschnitt3 in Wirkverbindung gebracht. Eine weitere Bewegung des Karosserieabschnitts3 in der3b nach rechts bringt die Abstützfläche13 des Karosserieabschnitts3 mit der Abstützfläche9 der Vorrichtung1 in Eingriff. Dadurch wird eine innere Drehung der Vorrichtung1 um den Drehpunkt12 hervorgerufen und die Wand14 der Tasche11 legt sich an den zweiten Karosserieabschnitt4 an und klemmt diesen ein. Dadurch ist der Karosserieabschnitt4 in der Tasche11 durch die Wände14 ,15 eingeklemmt. Die Klemmwirkung bewirkt, dass bei einer weiteren Krafteinleitung über den Karosserieabschnitt3 keine weitere Verschiebung der Karosserieabschnitte3 ,4 zueinander möglich ist. Eine weitere Krafteinleitung auf den Karosserieabschnitt3 bewirkt, dass diese Kraft über die Vorrichtung1 in den Karosserieabschnitt4 abgeleitet wird. - Der Hauptgedanke der Erfindung ist es, dass die Vorrichtung
1 im Crashfall konstruktionsbedingt einen Kraftschluss zwischen dem Karosserieabschnitt3 und der Vorrichtung sowie einen weiteren Kraftschluss zwischen der Vorrichtung und dem Karosserieabschnitt4 realisiert, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Karosserieabschnitten3 ,4 erzeugt wird und ein vertikales Ausweichen eines der beiden Karosserieabschnitte3 ,4 vermieden wird. Dazu ist die Vorrichtung so konstruiert, dass sie in der Art eines Klapphebels eine Drehbewegung um einen Drehpunkt durchführt und dass sich die Vorrichtung1 jeweils mit den Karosserieabschnitten3 ,4 verklemmt. Die Vorrichtung1 ist aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt, um ein möglichst geringes Wert zum Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs beizutragen. Wie den1 ,2 ,3a entnehmbar ist, ist die den Drehpunkt12 aufweisende Wand15 der Tasche11 zumindest teilweise mit einer größeren Materialstärke versehen, damit die Vorrichtung beim Verdrehen bzw. bei der Deformation nicht bricht. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 2046251 C3 [0002]
- DE 10221299 C1 [0003]
Claims (9)
- Vorrichtung (
1 ) zur Aufnahme von mechanischer Energie für Kraftfahrzeuge, wobei die Vorrichtung (1 ) eine wabenartige Hohlraumstruktur (2 ) aufweist und zwischen einem ersten Karosserieabschnitt (3 ) und einem zweiten Karosserieabschnitt (4 ) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) bei der Aufnahme von mechanischer Energie verformbar ist, wobei die Verformung eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Karosserieabschnitten (3 ,4 ) erzeugt. - Vorrichtung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorrichtung (1 ) eine Nase (5 ) ausgebildet ist, deren Querschnitt einen wabenförmigen Hohlraum aufweist und die mit einem Vorsprung (6 ) am ersten Karosserieabschnitt (3 ) derart zusammenwirkt, dass bei einer Deformation der Vorrichtung (1 ) der Vorsprung (6 ) von der deformierten Nase (5 ) zumindest teilweise umschlossen wird. - Vorrichtung (
1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung(1 ) eine Tasche (11 ) aufweist, in die der zweite Karosserieabschnitt (4 ) ragt, wobei die Tasche (11 ) zwei im Wesentlichen zueinander parallele Wände (14 ,15 ) aufweist. - Vorrichtung (
1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Wand (15 ) der Tasche (11 ) einen Drehpunkt (12 ) aufweist, um den die Vorrichtung (1 ) bei einer Deformation drehend verformbar ist, und die andere Wand (14 ) der Tasche (11 ) an den zweiten Karosserieabschnitt (4 ) anlegbar ist, sodass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Karosserieabschnitten (3 ,4 ) erzeugbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Deformation der Vorrichtung (
1 ) der Kraftfluss zwischen dem ersten Karosserieabschnitt (3 ) und dem zweiten Karosserieabschnitt (4 ) geschlossen ist. - Vorrichtung (
1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den Drehpunkt (12 ) aufweisende Wand (15 ) der Tasche (11 ) zumindest teilweise eine größere Materialstärke aufweist als die anderen Teile der wabenartigen Hohlraumstruktur (2 ). - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist. - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Karosserieabschnitt (3 ) ein Kofferraumbereich des Kraftfahrzeugs ist und dass der zweite Karosserieabschnitt (4 ) mit einem Fahrgastzellenbereich des Kraftfahrzeugs verbunden ist. - Vorrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Aufnahme (8 ) für eine Schraubenverbindung mit dem zweiten Karosserieabschnitt (4 ) vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme ist lediglich eine Schraube zur Montage des Crashanschlags notwendig.
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