DE102013113147A1

DE102013113147A1 - Crashdeformationsbox und ein Verfahren zur Herstellung eines Crashmanagementsystems mit einer Crashdeformationsbox

Info

Publication number: DE102013113147A1
Application number: DE102013113147.6A
Authority: DE
Inventors: Nicolas Hirth
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2015-05-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Crashdeformationsbox (1) zwischen einem Stoßfängerquerträger (20) und einem Längsträger eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein deformierbares Hohlprofil (5) mit einem Deformationsabschnitt (11), einem Querträgeranbindungsabschnitt (12), einem Längsträgeranbindungsabschnitt (13) und einer Solldeformationsstelle (14) in wenigstens einer Längskante (10) des Hohlprofils (5), wobei die wenigstens eine Solldeformationsstelle (14) nahe des Querträgeranbindungsabschnittes (12) angeordnet ist, wobei die Solldeformationsstelle (14) durch eine Wärmebehandlung eine geringere Härte (HV1) aufweist als die Härte (HV) im Rest des deformierbaren Hohlprofils (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Crashdeformationsbox und ein Verfahren zur Herstellung eines Crashmanagementsystems mit einer Crashdeformationsbox.
Crashdeformationsboxen sind Teil eines sogenannten Crashmanagementsystems eines Kraftfahrzeugs und bilden Strukturbauteile, welche unter Energieabsorbtion einen definierten Teil der Aufprallenergie bei einem Frontal- oder Heckaufprall aufnehmen und in Verformungsenergie beziehungsweise Wärme umsetzen. Dies soll bewirken, dass die Fahrzeugkarosse, allen voran die frontseitigen Längsträger beim Frontalaufprall und die heckseitigen Längsträger beim Heckaufprall bei Parkremplern und Unfällen mit niedriger Geschwindigkeit bis circa 15 Kilometer pro Stunde nicht beschädigt werden.
Ein Crashmanagementsystem wird in der Regel gebildet aus wenigstens einem Stoßfängerquerträger, der über die Crashdeformationsboxen mit den Längsträgern verbunden ist. Es sind auch Lösungen bekannt, wo im Stoßfängerquerträger bereits Crashdeformationsboxen einstückig und teilweise auch werkstoffeinheitlich ausgebildet sind. Dem Querträger vorgelagert sind häufig Schaum- oder Kunststoffauskleidungen oder Dünnblechlösungen zur Anpassung an beziehungsweise zur Schaffung einer dekorativen Außenform im Front- und Heckbereich sowie zur Gewährleistung eines Fußgängerschutzes. Ein solches Crashmanagementsystem wird beispielsweise in der JP 2002 052 996 A beschrieben.
In der gattungsbildenden DE 103 21 766 A1 wird eine Crashdeformationsbox vorgeschlagen, welche zwischen einem Stoßfängerquerträger und einem Längsträger eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und ein deformierbares Hohlprofil mit einem Deformationsabschnitt, einem Querträgeranbindungsabschnitt, einem Längsträgeranbindungsabschnitt und Solldeformationsstellen in wenigstens zwei Längskanten des Hohlprofils umfasst, wobei Solldeformationsstellen nahe des Querträgeranbindungsabschnittes angeordnet sind. Weiterhin wird vorgesehen, die Solldeformationsstellen als Ausnehmungen auszubilden und in jeder Längskante mehrere Solldeformationstellen mit der Reihe nach größer werdenden Querschnitten bzw. Lochumfängen anzuordnen.
Nachteilig dabei sind die aufwendige Bearbeitung jeder einzelnen Seitenwand beziehungsweise Längskante und die hohe erforderliche Maßgenauigkeit insbesondere in axialer Richtung (X-Achse) bei der Einbringung der Ausnehmungen. Bei der Verwendung des Strangpressverfahrens zur Formung des Hohlprofils ist zudem die Schrottabfuhr nach Einbringen der Ausnehmungen problematisch.
Eine ähnliche Crashdeformationsbox kann auch außerhalb des oben beschriebenen Crashmanagementsystems Anwendung finden und wird in der EP 1 223 095 B1 beschrieben. Die Nachteile sind allerdings dieselben.
Davon ausgehend ist es daher die Aufgabe der Erfindung, durch eine Crashdeformationsbox ein billigeres und wirtschaftlicher herzustellendes effizientes Crashmanagementsystem mit vergleichbarer Crashperformance und ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines derartigen Crashmanagementsystems aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zum Einen durch eine Crashdeformationsbox mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbindungen der erfindungsgemäßen Crashdeformationsbox werden durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 12 beschrieben. Zum Anderen wird diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Crashmanagementsystems mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Der abhängige Patentanspruch 16 beschreibt eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Erfindungsgemäß wird eine Crashdeformationsbox vorgeschlagen, welche zwischen einem Stoßfängerquerträger und einem Längsträger eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und ein deformierbares Hohlprofil mit einem Deformationsabschnitt, einem Querträgeranbindungsabschnitt, einem Längsträgeranbindungsabschnitt und einer Solldeformationsstelle in wenigstens einer Längskante des Hohlprofils umfasst, wobei die wenigstens eine Solldeformationsstelle nahe des Querträgeranbindungsabschnittes angeordnet sind. Gekennzeichnet ist die Crashdeformationsbox dadurch, dass die Solldeformationsstelle durch eine gezielte lokale Wärmebehandlung eine geringere Härte aufweist als die Härte im Rest des deformierbaren Hohlprofils.
Damit wird erreicht, dass der Widerstand gegen Deformation, insbesondere gegen Faltenwurf lokal im Bereich der Wärmebehandlung herabgesetzt ist, wodurch eine genaue Einstellung des Deformationsverhaltens der Crashdeformationsbox bewirkt wird. Wichtig ist beim Deformationsverhalten stets, dass die Verformung nicht an beliebiger Stelle des Hohlprofils beginnt, da damit eine nicht reproduzierbare Verformung und in Folge dessen auch ein hohes Risiko der Überbeanspruchung vom Crashmanagementsystem zu schützender Bauteile einhergeht. Außerdem kann nur bei zielgerichteter Verformung das Maximum an Crashenergie pro Verformungsweg absorbiert werden.
Unter Rest des deformierbaren Hohlprofils ist im Rahmen der Erfindung der Deformationsabschnitt, sowie diejenige Teile der Anbindungsabschnitte zu verstehen, welche nicht die Solldeformationsstelle bilden und im Wesentlichen die Materialeigenschaften, insbesondere die Härte aufweisen, die bei der Herstellung und gegebenenfalls anschließenden vollständigen Wärmebehandlung des Hohlprofils selbst eingestellt wurden. Lokale nachträglich ins Hohlprofil eingebrachte Materialveränderungen, wie sie beim Fügen der Crashdeformationsbox an den Fahrzeuglängsträger und den Stoßfängerquerträgern entstehen, gehören hingegen im Erfindungssinne weder zum Rest des Hohlprofils noch zur Solldeformationsstelle.
Bevorzugt weisen genau zwei Längskanten eine Solldeformationsstelle auf, wobei die beiden Längskanten insbesondere eine Seitenwand des Hohlprofils gemeinsam einschließen. Besonders bevorzugt weist das Hohlprofil genau zwei Solldeformationsstellen aufweist, welche in den zwei Längskanten angeordnet sind.
Eine Wärmebehandlung von Strukturbauteilen, zu denen auch die Crashdeformationsbox gehört, kann auf unterschiedliche Weise erfolgen und sowohl in einen Arbeitsschritt, als auch in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten durchgeführt werden. Mittel zur vollständigen Wärmebehandlung eines Strukturbauteils sind beispielsweise das induktive und konduktive Vergüten, das Anlassen oder Homogenisierungsglühen im öl- oder gasbeheizten Hauben- oder Durchlaufofen. Kleine lokale Wärmebehandlungen werden dagegen bevorzugt mittels lokaler Kontakterwärmung, Laser oder Induktion durchgeführt.
Erfindungsgemäß bevorzugt umfasst die Solldeformationsstelle weiterhin wenigstens eine Schweißnaht, wobei das Produkt aus der Länge und der Breite der Schweißnaht bevorzugt zwischen 50mm² und 200mm² beträgt. Die Schweißnaht verläuft dabei bevorzugt in Fahrzeug-(Y)-Richtung oder in Querrichtung des Hohlprofils der Crashdeformationsbox. Im Rahmen der Erfindung kann in diesem Fall die Schweißnaht auch über die Längskante des Hohlprofils hinaus in sich anschließende Abschnitte der Seitenwände hinein verlaufen. Somit ist erfindungsgemäß wenigstens die gesamte Schweißnaht als Solldeformationsstelle zu verstehen, und nicht nur der Abschnitt innerhalb der Längskante. Die Erfinder haben aber herausgefunden, dass es besonders wichtig ist, zumindest die Längskante selbst in ihrer Festigkeit herabzusetzen, da gemessen an der Schweißnahtfläche außerhalb der Längskante ein um ein Vielfaches größere Schweißnahtauftrag erforderlich ist um diese Solldeformationswirkung in der Crashdeformationsbox einzustellen. Wesentlich ist neben der Schweißnaht selbst auch die Wirkung der um die Schweißnaht herum erzeugten Wäremeeinflusszone, die im Rahmen der Erfindung ebenfalls der Solldeformationsstelle zugeordnet ist.
Durch die Herabsetzung der Festigkeit und des Verformungswiderstands in einem derart bemessenen Schweißnahtflächenabschnitt wird für sämtliche relevante Frontalaufprallszenarien eine hinreichend reproduzierbare Verformung ermöglicht. Bei einer über 200mm² hinausgehenden Schweißnahtfläche wäre eine unnötig starke Verringerung des aufnehmbaren Kraftniveaus gegeben. Überlange oder besonders breite Schweißnähte, die im Produkt eine Schweißnahtfläche von mehr als 200 mm² ergeben, bedingen zudem eine erhöhte Prozessdauer oder die Gefahr eines Durchschweißens durch das Hohlprofil. Dagegen führt ein zu geringes Produkt aus Länge und Breite der Schweißnaht zu keiner oder einer mangelhaften Wirkung als Solldeformationsstelle, da zu wenig Wärme in die Längskante des Hohlprofils einwirkt, um eine ausreichende Festigkeitsherabsetzung in der Solldeformationsstelle zu bewirken.
Weiterhin sieht die Erfindung bevorzugt vor, dass jede Solldeformationsstelle eine Härte aufweist, welche zwischen 15 und 40 Prozent, bevorzugt zwischen 20 und 30 Prozent, kleiner ist als die Härte im Rest der Crashdeformationsbox. Die Härte nach Vickers ist im Vergleich zur Festigkeit ein sehr einfach am Bauteil zu ermittelnder mechanischer Kennwert. Die Härte kann im Wesentlichen über einen einfachen materialabhängigen Umrechnungsfaktor aus der Zugfestigkeit errechnet werden, und umgekehrt. In der Praxis erbringt die verringerte Härte die Solldeformationswirkung und kann durch die Einstellung von Schweißparametern, beim Lichtbogenschweißen beispielsweise Spannung, Stromstärke, Vorschubgeschwindigkeit, Elektrodenmaterial) abgestimmt auf den Werkstoff des Hohlprofils gesteuert werden.
Bevorzugt genügt das Verhältnis der Härte HV1 der Solldeformationsstelle relativ zur Härte HV im Rest der Crashdeformationsbox folgender Relation genügt: dHV(in %) = (HV – HV1)/HV und dHV (in %) > 50·W/(Winkel α (in °)·L10·T10)
Das Härteverhältnis dHV ist demnach von der Ausgangshärte HV des Hohlprofils und der herabgesetzten Härte HV1 in der Solldeformationsstelle abhängig. Die Ausgangshärte ist im Rest des deformierbaren Hohlprofils messbar mit Ausnahme von Fügezonen in den Anbindungsabschnitten. Die nötige relative Härteänderung dHV (in %) in der Solldeformationsstelle ergibt sich aus dem Neigungswinkel der Ebenen der beiden Anbindungsabschnitte, der Schweißnahtfläche sowie der Wandstärke des Hohlprofils.
Erfindungsgemäß bevorzugt besteht das deformierbare Hohlprofil aus einer Aluminiumlegierung der Gruppe AA3xxx, AA5xxx, AA6xxx oder AA7xxx der DIN EN 573-3. Als Strangpressteil kann es dabei aus den beiden letzteren Legierungsgruppen gefertigt werden, während das Hohlprofil in Blechschalenbauweise, zum Beispiel als Pressformteil oder Rollformteil, besonderes bevorzugt aus einer Legierung der Gruppe AA5xxx (bekannt auch als 5000er Aluminiumlegierung) gebildet ist.
Das deformierbare Hohlprofil weist im Rahmen dieser Erfindung eine n-eckige Querschnittsform und n Seitenwände auf, wobei gilt: 4 größer gleich (<=) n kleiner gleich (<=) 10.
Bekanntlich führt das Einbringen von Kanten beziehungsweise Ecken in Hohlprofilen bei axialer Beanspruchung zu einer Erhöhung des Widerstandsmomentes und damit auch das Energieaufnahmevermögen pro Längeneinheit Deformationsweg. Ein nur 3-eckiges Hohlprofil ist zu anfällig für schräg einfallende Lasten, die sich aus Offsetaufprallsituationen oder inkompatiblen Crashmanagementsystemen zweier Unfallfahrzeuge ergeben und bietet zu wenig spezifisches Energieaufnahme. Eine zu große Zahl von Ecken (n>10) dagegen macht die Anbindbarkeit an das Fahrzeug oder andere Komponenten, die Herstellbarkeit oder die Bearbeitbarkeit schwierig
Bevorzugt erstreckt sich wenigstens eine Schweißnaht quer über eine Längskante und verläuft in die unmittelbar angrenzenden Seitenwände hinein. Dabei beträgt die Länge der Schweißnaht insbesondere bei einer kreisbogenabschnittsförmigen Längskante mit einem Radius R mehr als π × R/2 aber weniger als π × R.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Hohlprofil einem viereckigen Querschnitt (n = 4) auf, mit zwei sich gegenüberliegenden trapezförmigen Seitenwänden und zwei sich gegenüberliegenden rechteckigen Seitenwänden, wobei eine rechteckige Seitenwand durch je eine Längskante mit je einer trapezförmigen Seitenwand verbunden ist, und wobei eine rechteckige Seitenwand eine Länge aufweist, die größer ist als die Länge der anderen rechteckigen Seitenwand, wobei je eine Solldeformationsstelle innerhalb der zwei die längere rechteckige Seitenwand begrenzenden Längskanten angeordnet ist.
Bevorzugt beträgt das Verhältnis zwischen der Länge L2 der kürzeren rechteckigen Seitenwand und der Länge L1 der längeren rechteckigen Seitenwand zwischen 19/20 und 4/5. Ein kleineres Verhältnis der Längen L2/L1 erfordert eine größere Anzahl Solldeformationsstellen, während ein größeres Verhältnis L2/L1 jegliche Solldeformationsstellen entbehrlich macht, da der Verformungsbeginn bei einem Aufprall auf ein Hindernis reproduzierbar ohne Unterstützung durch eine gezielte Solldeformationsstelle stattfindet.
Weiterhin können die rechteckigen Seitenwände in der Fahrzeughochrichtung (Z) betrachtet die obere und untere Seitenwand bilden. Durch diese Anordnung der trapezförmigen Seitenwände sind die Bauhöhe der Längsträger und die Bauhöhe des Stoßfängerquerträgers in den Anbindungsabschnitten der Crashdeformationsbox aneinander angepasst und/oder die Einbauhöhe der Längsträger und des Stoßfängerquerträgers sind aneinander angepasst. Die Querschnittsfläche des Hohlprofils verläuft dabei vom Längsträger zum Stoßfängerquerträger größer werdend. Auch kann so sichergestellt werden, dass die Crashdeformationsbox hohe Querkräfte in Fahrzeughochrichtung (Z) aufnehmen kann, die infolge eines Frontalaufpralls mit niedriger vertikaler Überdeckung entstehen, und sie dennoch gezielt deformiert.
Es kann auch vorkommen, dass die Längsträger des Kraftfahrzeugs relativ niedrig angeordnet sind oder zumindest niedrig zum Stoßfängerquerträger hin auslaufen. Bei einem Aufprallereignis ergibt sich daraus die Gefahr, den Stoßfängerquerträger des gegnerischen Kraftfahrzeugs zu unterfahren, das heißt nicht voll oder gar nicht zu treffen. Für diesen Fall sieht die Erfindung vor, dass die Crashdeformationsbox gegenüber dem Stoßfängerquerträger höher ausgebildet ist, sodass die Crashbox den Stoßfänger teilweise überragt oder untergreift. Eine einheitliche Aufprallfläche wird dann bevorzugt dadurch geschafften, dass der Querträgeranbindungsabschnitt im Wesentlichen zur Vorderseite bündig mit dem Stoßfängerquerträger abschließt.
Es ist auch möglich, dass die rechteckigen Seitenwände in der Fahrzeugquerrichtung (y-Achse) betrachtet die innere und äußere Seitenwand bilden. Bei dieser Anordnung liegen die trapezförmigen Seitenwände in horizontaler Ebene. So ist es möglich, dass die Crashdeformationsbox auch hohe Querkräfte in Fahrzeug-(Y)-Richtung aufnehmen kann, die infolge eines Frontalaufpralls mit niedriger horizontaler Überdeckung entstehen, und sie dennoch gezielt deformiert. Die Querschnittsfläche verläuft dabei vom Längsträgeranbindungsabschnitt zum Querträgeranbindungsabschnitt größer werdend.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass das Hohlprofil mit vier oder mehr trapezförmigen Seitenwänden ausgebildet ist, die durch Längskanten verbunden sind.
Die Solldeformationsstelle ist weiterhin bevorzugt vom Querträgeranbindungsabschnitt mit einem Abstand zwischen 10 und 30 mm beabstandet. Der Querträgeranbindungsabschnitt ist erfindungsgemäß der den Stoßfängerquerträger kontaktierende Teil der Stirnseite des Hohlprofils. Er wirkt damit als Krafteinleitungsfläche vom Querträger in die Crashdeformationsbox. Eine zu weit beabstandete Solldeformationsstelle provoziert einen ungenauen Faltenwurf und/oder bewirkt eine ungleichmäßige Deformation. In jeden Fall ist durch den Abstand zwischen 10 und 30 mm sichergestellt, dass die Verformung in Fahrtrichtung vorn in der Solldeformationsstelle startet und schrittweise und sehr gleichmäßig nach hinten weiterläuft.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung bildet dabei eine Projektion des Längsträgeranbindungsabschnittes in die X-Y-Ebene eine Gerade, welche eine Gerade, die in der X-Y-Ebene die obere Kante des Querträgeranbindungsabschnittes enthält, in einem Winkel α schneidet, wobei gilt: 3° ≤ α ≤ 20°.
Nach einem anderen Gedanken der Erfindung bildet dabei eine Projektion des Längsträgeranbindungsabschnittes in die X-Z-Ebene eine Gerade, welche eine Gerade, die in der X-Z-Ebene die obere Kante des Querträgeranbindungsabschnittes enthält, in einem Winkel β schneidet, wobei gilt: 1° ≤ β ≤ 10 °.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung eines Crashmanagementsystems mit einer Crashdeformationsbox, insbesondere mit einer zuvor beschriebenen Crashdeformationsbox, geschützt, wobei folgende Schritte durchgeführt werden:

• Bereitstellen eines Stoßfängerquerträgers,
• Strangpressen eines Hohlprofils mit mindestens vier Seitenwänden die über Längskanten verbunden sind, aus einer Aluminiumlegierung aus einer der Gruppen AA3xxx, 6xxx oder AA7xxx der DIN EN 573-3,
• Zuschneiden des Hohlprofils auf eine geforderte Länge,
• Optionale Wärmebehandlung des gesamten Hohlprofils vor oder nach dem Zuschneiden,
• Endbeschnitt eines freien Endes des Hohlprofils zur Ausformung eines Querträgeranbindungsabschnittes und/oder eines Längsträgeranbindungsabschnittes zum Erzeugung der Crashdeformationsbox,
• Verschweißen des Stoßfängerquerträgers am Querträgeranbindungsabschnitt des Hohlprofils der Crashdeformationsbox und
• Lokale Wärmebehandlung im Bereich wenigstens einer Längskante zur Ausbildung einer Solldeformationsstelle.

Bevorzugt erfolgt die lokale Wärmebehandlung durch Einbringen wenigstens einer Schweißnaht in einer Längskante, wobei besonders bevorzugt die Schweißnaht im Arbeitsschritt e) eingebracht wird. Vorteil dabei ist, dass dieselbe Vorrichtung, beispielsweise eine an sich bekannte Schweißroboterzelle mit Schweißschablone verwendbar ist, ohne zusätzliche Handling- oder Prozesszeiten zu erfordern.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt wird die Schweißnaht sich quer über eine Längskante erstreckend so eingebracht, dass diese in die unmittelbar angrenzenden Seitenwände hinein ausläuft.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1: eine erste Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox;
2: eine zweite Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox;
3: eine dritte Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox;
4: eine vierte Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox;
5: eine fünfte Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox;
6: eine sechste Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox;
7: eine siebente Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox;
8: eine achte Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox;
9: eine neunte Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox,
10: eine zehnte Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox,
11: eine elfte Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox,
12: eine zwölfte Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox und
13: eine schematische Darstellung der Solldeformationsstelle mit Schweißnaht.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet.
In 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashdeformationsbox 1 in verschiedener Perspektive dargestellt.
1a) zeigt eine Draufsicht auf die Crashdeformationsbox 1 mit in Fahrtrichtung (Fahrzeug-(X)-Richtung hervorragenden gestrichelt angedeuteten Stoßfängerquerträger. 20 Die Crashdeformationsbox 1 umfasst ein Hohlprofil 5, welches in dieser Ausführungsform durch zwei rechteckige Seitenwände 6, 8 und zwei trapezförmige Seitenwände 7, 9 gebildet ist. Die Seitenwände sind jeweils von zwei Längskanten 10 begrenzt. Die Längskanten 10 bilden einen Übergang zwischen je einer trapezförmigen Seitenwand 7, 9 und einer rechteckigen Seitenwand 6, 8.
Das Hohlprofil 5 ist in einen Querträgeranbindungsabschnitt 12, einen Längsträgeranbindungsabschnitt 13 sowie einen zwischen den Anbindungsabschnitten 12, 13 erstreckenden Deformationsabschnitt 11 gegliedert. An den Querträgeranbindungsanschnitt 12 erfolgt die Kopplung des Stoßfängerquerträgers, während über den Längsträgeranbindungsabschnitt 13 die Befestigung der Crashdeformationsbox 1 an den (nicht dargestellten) Längsträgern des Kraftfahrzeugs erfolgt. In den in der Bildebene linken Längskanten 10 ist eine Solldeformationsstelle 14 angeordnet, welche mit einem Abstand A1 vom Querträgeranbindungsabschnitt 12 beabstandet ist.
Ein Winkel α, der von einer durch eine Projektion des Längsträgeranbindungsabschnittes 13 in die X-Y-Ebene gebildeten Geraden E2 und einer Gerade E1, die in der X-Y-Ebene die obere Kante des Querträgeranbindungsabschnittes 12 enthält, gebildet wird, weist dabei einen Wert zwischen 5° und 20° auf.
In 1b) ist eine Seitenansicht auf die Crashdeformationsbox 1 von der Mitte zwischen den Längsträgern beziehungsweise Crashdeformationsboxen aus betrachtet dargestellt. Perspektivisch geht der Blick also zur Fahrzeuglängsseite hin nach außen. Zu erkennen ist die rechteckige Seitenwand 6 mit der Länge L1 in ihrer Längserstreckung, sowie die Längskanten 10 welche die rechteckige Seitenwand 6 mit den benachbarten trapezförmigen Seitenwänden 7, 9 verbinden. Gestrichelt angedeutet ist eine der rechteckigen Seitenwand 6 gegenüberliegend angeordnete rechteckige Seitenwand 8, welche eine gegenüber der Länge L1 niedrigere Länge L2 in ihrer Längserstreckung aufweist. Deutlich sichtbar sind in 1b auch beide Solldeformationsstellen 14 in den Längskanten 10 nahe des Querträgeranbindungsabschnitts 12.
1c) schließlich zeigt einen Querschnitt A-A durch die Crashdeformationsbox 1 im Deformationsabschnitt 11 des Hohlprofils 5. Erkennbar sind die Längskanten jeweils als Radius R ausgeführt, welcher jeweils zwei Seitenwände 6, 7, 8, 9 miteinander verbindet.
Die erste Ausführungsform der Crashdeformationsbox, wie sie in den 1a bis 1c gezeigt ist, wird durch Strangpressen hergestellt.
In 2 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashdeformationsbox 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Im Unterschied zu ersten Ausführungsform weist ein Winkel α, der von einer durch eine Projektion des Längsträgeranbindungsabschnittes 13 in die X-Y-Ebene gebildeten Geraden E2 und einer Gerade E1, die in der X-Y-Ebene die obere Kante des Querträgeranbindungsabschnittes 12 enthält, gebildet wird, dabei einen Wert zwischen 3° und 10° auf.
Weiterhin unterscheidet sich das Hohlprofil 5 von der ersten Ausführungsform dadurch, dass es über seine Länge L1, L2 in der Fahrzeughochrichtung (Z) eine linear größer werdende Querschnittsfläche aufweist, sodass eine vergrößerte Aufprall- oder Koppelfläche im Querträgeranbindungsabschnitt 12 ergibt. Dazu bilden vier trapezförmige Seitenwände 7, 7‘, 9, 9‘ das geschlossene Hohlprofil 5 mit der Hohlkammer K, wobei die Seitenwände 9 und 7 flächengleich ausgebildet sind, während die Seitenwand 7 eine deutlich geringere Fläche aufweist als die Seitenwand 9.
Weiterhin unterscheidet sich das Hohlprofil 5 von der ersten Ausführungsform dadurch, dass es aus einer mehrfach um die Längskanten 10 gebogenen Blechschale 27 gebildet ist.
Die dritte Ausführungsform gemäß 3 unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform nur dadurch, dass das Hohlprofil 5 aus zwei Halbschalen 27, 28 gebildet ist, die sich in ihren Enden überlappen und die Hohlkammer K einschließen.
Die vierte Ausführungsform gemäß 4 unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform zum einen dadurch, dass das Hohlprofil 5 eine vom Längsträgeranbindungsabschnitt 13 zum Querträgeranbindungsabschnitt 12 kleiner werdende Querschnittsfläche aufweist. Hiermit kann kontinuierlich größer werdendes Kraftniveau beziehungsweise Energieaufnahmevermögen durch die Deformation beim Aufprall auf eine Barriere erreicht werden. Das Hohlprofil wird durch vier trapezförmige Seitenwände 7, 7‘, 9, 9‘ gebildet, die wie in der dritten Ausführungsform aus zwei Halbschalen 28, 29 bestehen.
Die zweite, dritte und vierte Ausführungsform der Crashdeformationsbox wird durch Pressformen und stoffschlüssiges Verbinden aus einer Blechschale 27 oder zwei Halbschalen 28, 29 durch Pressformen hergestellt.
In 5 ist eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashdeformationsbox 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die fünfte Ausführungsform der Crashdeformationsbox wird durch Strangpressen hergestellt.
5a) zeigt eine Draufsicht auf die Crashdeformationsbox 1 mit in Fahrtrichtung (Fahrzeug-(X)-Richtung hervorragenden gestrichelt angedeuteten Stoßfängerquerträger 20. Die Crashdeformationsbox 1 umfasst ein Hohlprofil 5, welches in dieser Ausführungsform durch vier rechteckige Seitenwände 6, 6‘, 8, 8‘ gebildet ist. Die Seitenwände sind jeweils von zwei Längskanten 10 begrenzt. Die Längskanten 10 bilden einen Übergang zwischen zwei benachbarten rechteckigen Seitenwand 6, 6‘, 8, 8‘.
Im Gegensatz zu den anderen Ausführungsformen weist das Hohlprofil 5 beziehungsweise die Crashdeformationsbox 1 in dieser Ausführungsform Zwischenwände 16, 17 auf, welche zusammen mit den Seitenwänden 6, 6‘, 8, 8‘ vier geschlossene Hohlkammern K bilden. Die Zwischenwand 16 verläuft dabei im Wesentlichen parallel zu den Seitenwänden 6 und 8 und verbindet die Seitenwände 6‘ und 8‘.
Das Hohlprofil 5 ist in einen Querträgeranbindungsabschnitt 12, einen Längsträgeranbindungsabschnitt 13 sowie einen zwischen den Anbindungsabschnitten 12, 13 erstreckenden Deformationsabschnitt 11 gegliedert. An den Querträgeranbindungsanschnitt 12 erfolgt die Kopplung des Stoßfängerquerträgers 20, während über den Längsträgeranbindungsabschnitt 13 die Befestigung der Crashdeformationsbox 1 an den (nicht dargestellten) Längsträgern des Kraftfahrzeugs erfolgt. In jeder Längskante 10 ist eine Solldeformationsstelle 14 in Form einer Schweißnaht 15 angeordnet, welche mit einem Abstand A1 vom Querträgeranbindungsabschnitt 12 beabstandet ist. Der Stoßfängerquerträger 20 ist in dieser Ausführungsform geradlinig verlaufend ausgebildet und weist eine plane Anbindungsfläche auf, die korrespondierend zum Querträgeranbindungsabschnitt 12 ausgestaltet ist. Die Zwischenwand 17 verläuft im Wesentlichen parallel zu den Seitenwänden 6‘ und 8‘ und verbindet die Seitenwände 6 und 8.
In 5b) ist eine Seitenansicht auf die Crashdeformationsbox 1 von der Mitte zwischen den Längsträgern beziehungsweise Crashdeformationsboxen aus betrachtet dargestellt.
Perspektivisch geht der Blick also zur Fahrzeuglängsseite hin nach außen. Zu erkennen ist die rechteckige Seitenwand 6 mit der Länge L1 in ihrer Längserstreckung, sowie die Längskanten 10 welche die rechteckige Seitenwand 6 mit den rechteckigen Seitenwänden 6‘, 8‘ verbinden. Deutlich sichtbar sind in 5b auch beide Solldeformationsstellen 14 in den Längskanten 10 nahe des Querträgeranbindungsabschnitts 12.
5c) schließlich zeigt einen Querschnitt A-A durch die Crashdeformationsbox 1 im Deformationsabschnitt 11 des Hohlprofils 5. Erkennbar sind die Längskanten 10 jeweils als Radius R ausgeführt, welcher jeweils zwei Seitenwände 6, 6‘, 8, 8‘ miteinander verbindet. Die sich überkreuzenden Zwischenwände 16, 17 können zueinander alternativ auch einen Winkel von mehr oder weniger als 90 Grad einnehmen.
In 6 ist eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashdeformationsbox 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt.
6a) zeigt eine Draufsicht auf die Crashdeformationsbox 1 mit in Fahrtrichtung (Fahrzeug-(X)-Richtung hervorragenden gestrichelt angedeuteten Stoßfängerquerträger 20. Die Crashdeformationsbox 1 umfasst ein Hohlprofil 5, welches in dieser Ausführungsform durch vier trapezförmige Seitenwände 7, 7‘, 9, 9‘ gebildet ist. Die Seitenwände 7, 7‘, 9, 9‘ sind jeweils von zwei Längskanten 10 begrenzt. Die Längskanten 10 bilden einen Übergang zwischen zwei benachbarten trapezförmigen Seitenwand 7, 7‘, 9, 9‘.
Das Hohlprofil 5 ist in einen Querträgeranbindungsabschnitt 12, einen Längsträgeranbindungsabschnitt 13 sowie einen zwischen den Anbindungsabschnitten 12, 13 erstreckenden Deformationsabschnitt 11 gegliedert. An den Querträgeranbindungsanschnitt 12 erfolgt die Kopplung des Stoßfängerquerträgers 20, während über den Längsträgeranbindungsabschnitt 13 die Befestigung der Crashdeformationsbox 1 an den (nicht dargestellten) Längsträgern des Kraftfahrzeugs erfolgt. In jeder Längskante 10 ist eine Solldeformationsstelle 14 angeordnet, welche mit einem Abstand A1 vom Querträgeranbindungsabschnitt 12 beabstandet ist. Der Stoßfängerquerträger 20 ist in dieser Ausführungsform geradlinig verlaufend ausgebildet und weist einen plane Anbindungsfläche auf, die korrespondierend zum Querträgeranbindungsabschnitt 12 ausgestaltet ist.
In 6b) ist eine Seitenansicht auf die Crashdeformationsbox 1 von der Mitte zwischen den Längsträgern beziehungsweise Crashdeformationsboxen aus betrachtet dargestellt. Perspektivisch geht der Blick also zur Fahrzeuglängsseite hin nach außen. Zu erkennen ist die trapezförmige Seitenwand 7‘ mit der Länge L1 in ihrer Längserstreckung, sowie die Längskanten 10 welche die trapezförmige Seitenwand 7‘ mit den trapezförmigen Seitenwänden 7, 9 verbinden. Deutlich sichtbar sind in 6b auch beide Solldeformationsstellen 14 in den Längskanten 10 nahe des Querträgeranbindungsabschnitts 12. Die Crashdeformationsbox 1 weist in Fahrtrichtung (X) eine größer werdende Höhe auf, sodass der Querträgeranbindungsabschnitt 12 in Fahrzeughochrichtung (Z) betrachtet oberhalb des Längsträgeranbindungsabschnitts 13 ausläuft.
6c) schließlich zeigt einen Querschnitt A-A durch die Crashdeformationsbox 1 im Deformationsabschnitt 11 des Hohlprofils 5. Erkennbar sind die Längskanten 10 jeweils als Radius R ausgeführt, welcher jeweils zwei Seitenwände 7, 7‘, 9, 9‘ miteinander verbindet.
In 7 ist eine siebente Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashdeformationsbox 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt.
7a) zeigt eine Draufsicht auf die Crashdeformationsbox 1 mit in Fahrtrichtung (Fahrzeug-(X)-Richtung hervorragenden gestrichelt angedeuteten Stoßfängerquerträger 20. Die Crashdeformationsbox 1 umfasst ein Hohlprofil 5, welches in dieser Ausführungsform durch zwei sechseckige Seitenwände 19 und zwei trapezförmige Seitenwände 7, 9 gebildet ist. Die Seitenwände sind jeweils von zwei Längskanten 10 begrenzt. Die Längskanten 10 bilden einen Übergang zwischen einer sechseckigen Seitenwand 19 und zwei benachbarten trapezförmigen Seitenwand 7, 9.
Das Hohlprofil 5 ist in einen Querträgeranbindungsabschnitt 12, einen Längsträgeranbindungsabschnitt 13 sowie einen zwischen den Anbindungsabschnitten 12, 13 erstreckenden Deformationsabschnitt 11 gegliedert. An den Querträgeranbindungsanschnitt 12 erfolgt die Kopplung des Stoßfängerquerträgers 20, während über den Längsträgeranbindungsabschnitt 13 die Befestigung der Crashdeformationsbox 1 an den (nicht dargestellten) Längsträgern des Kraftfahrzeugs erfolgt.
Weiterhin sind die sechseckigen Seitenwände 19 mit je einer Ausnehmung 19‘ ausgebildet, welche den Querträgeranbindungsabschnitt 12 abstuft und eine Befestigung eines hutprofilförmigen Stoßfängerquerträgers 20 sowohl an dessen Flansch 23 als auch an dessen Verbindungssteg 24 erlaubt. Zur besseren Verständlichkeit ist dazu der Stoßfängerquerträger 20 in 7b) gestrichelt im Querschnitt in seiner gekoppelten Lage dargestellt.
7c) schließlich zeigt einen Querschnitt A-A durch die Crashdeformationsbox 1 im Deformationsabschnitt 11 des Hohlprofils 5. Erkennbar sind die Längskanten 10 jeweils als Radius R ausgeführt, welcher jeweils zwei Seitenwände 7, 19, 9 miteinander verbindet.
Im Unterschied zu sechsten Ausführungsform ist die Crashdeformationsbox 1 gegenüber dem Stoßfängerquerträger 20 in der Fahrzeughochrichtung (Z) höher ausgebildet, und überragt den Stoßfänger 20 teilweise.
In 8 ist eine achte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashdeformationsbox 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt.
Im Unterschied zu sechsten Ausführungsform ist die Crashdeformationsbox 1 gegenüber dem Stoßfängerquerträger 20 in der Fahrzeughochrichtung (Z) höher ausgebildet, sodass die Crashdeformationsbox 1 den Stoßfänger 20 teilweise überragt.
In der Draufsicht der 8a) ist zu erkennen die Crashdeformationsbox 1 mit in Fahrtrichtung (Fahrzeug-(X)-Richtung hervorragenden gestrichelt angedeuteten Stoßfängerquerträger 20. Die Crashdeformationsbox 1 umfasst ein Hohlprofil 5, welches in dieser Ausführungsform durch zwei sechseckige Seitenwände 19 und zwei trapezförmige Seitenwände 7, 9 gebildet ist. Die Seitenwände sind jeweils von zwei Längskanten 10 begrenzt. Die Längskanten 10 bilden einen Übergang zwischen einer sechseckigen Seitenwand 19 und zwei benachbarten trapezförmigen Seitenwand 7, 9.
Eine einheitliche Aufprallfläche wird dann bevorzugt dadurch geschafften, dass der Querträgeranbindungsabschnitt 12 im Wesentlichen bündig mit dem vorderen Ende des Stoßfängerquerträgers 20 abschließt. Zur besseren Verständlichkeit ist dazu der Stoßfängerquerträger 20 in 8b) gestrichelt im Querschnitt in seiner gekoppelten Lage dargestellt. Der Stoßfängerquerträger 20 ist hier ein Zusammenbau eines hutprofilförmigen Formteils 22 und eines Schließblechs 21 dargestellt, wobei das Schließblech 21 das vordere Ende des Stoßfängerquerträgers 20 bildet.
Weiterhin ist in 8b) zu erkennen, dass die sechseckigen Seitenwände 19 mit je einer Ausnehmung 19‘ ausgebildet sind, welche den Querträgeranbindungsabschnitt 12 abstufen und eine teilweise formschlüssige Befestigung des Stoßfängerquerträgers 20 erlauben. Die Ausführungsform ist insbesondere mir der ersten Ausführungsform kombinierbar unter Verwendung eines stranggepressten Hohlprofils konstanten Querschnittverlaufs. Die Solldeformationsstelle 14 ist in dieser Ausführungsform in Längskanten der kürzeren Seitenwand mit der Länge L2 positioniert.
In 9 ist eine neunte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashdeformationsbox 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt.
Im Unterschied zu sechsten Ausführungsform ist die Crashdeformationsbox 1 gegenüber dem Stoßfängerquerträger 20 in der Fahrzeughochrichtung (Z) höher ausgebildet, sodass die Crashdeformationsbox 1 den Stoßfänger 20 teilweise überragt. Eine einheitliche Aufprallfläche wird dann bevorzugt dadurch geschafften, dass der Querträgeranbindungsabschnitt 12 im Wesentlichen bündig mit dem vorderen Ende des Stoßfängerquerträgers 20 abschließt. Zur besseren Verständlichkeit ist dazu der Stoßfängerquerträger 20 gestrichelt im Querschnitt in seiner gekoppelten Lage dargestellt. Der Stoßfängerquerträger 20 ist hier als geschlossenes Strangpressprofil oder Rollformprofil ausgebildet und im Anbindungsbereich zur Crashdeformationsbox lokal abgeflacht. Die Abflachung dient im Querträger ebenfalls als Solldeformationsstelle. Die Ausführungsform ist insbesondere mir der ersten Ausführungsform kombinierbar unter Verwendung eines stranggepressten Hohlprofils konstanten Querschnittverlaufs. Die Solldeformationsstelle 14 ist in dieser Ausführungsform in Längskanten der kürzeren Seitenwand mit der Länge L2 positioniert.
10 stellt eine zehnte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashdeformationsbox 1 in verschiedenen Ansichten dar. Sie unterscheidet sich von den anderen Ausführungsformen dadurch, dass das Hohlprofil 5 gegenüber seiner Querschnittsfläche eine relativ große Länge L1 aufweist, und zur ausreichenden Abstützung bei einem horizontal versetzten Aufprall auf eine Barriere B ein zusätzliches Querschott 18 innerhalb des Hohlprofils 5 angeordnet ist. Dabei verläuft das Querschott 18 von einer trapezförmigen Seitenwand 7 zur anderen trapezförmigen Seitenwand 9.
Das Querschott 18 ist über abschnittsweise Verschweißungen innerhalb kleiner Ausnehmungen 19‘‘ in den Seitenwänden 7, 9 mit dem Hohlprofil 5 verbunden. Das Querschott 18 verläuft dabei, wie in 10a) zu erkennen, diagonal von der rechteckigen Seitenwand 6 und dem Längsträgeranbindungsabschnitt 13 zur gegenüberliegenden Seitenwand 8 und dem Querträgeranbindungsabschnitt 12. Die Ausrichtung des Querschotts ist parallel zur Lasteinleitung bei einem Aufprall mit geringer horizontaler Überdeckung oder entsprechend senkrecht zum Querträgeranbindungsabschnitte 12 des Stoßfängerquerträgers 20 gewählt.
In 10c) ist erkennbar, dass es sich bei dem Hohlprofil wiederum um eine Blechschale 27 handelt, welche zum geschlossenen Hohlprofil 5 geformt ist.
11 stellt eine elfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Crashdeformationsbox 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Sie unterscheidet sich durch zwei wesentliche Merkmale von der ersten Ausführungsform. Zum einen wird das Hohlprofil gebildet aus zwei trapezförmigen Seitenwänden 7, 9 und zwei Seitenwänden 25, 26 in Form eines Parallelogramms, die über Längskanten 10 verbunden sind. Zum anderen weist das Hohlprofil eine Zwischenwand 17 auf, welche von der trapezförmigen Seitenwand 7 zur gegenüberliegenden trapezförmigen Seitenwand 9 verläuft und das Hohlprofil 5 in zwei geschlossene Hohlkammern K einteilt.
Die Seitenwände 25, 26 in Form eines Parallelogramms ermöglichen eine in Fahrzeughochrichtung (Z) höhenversetzte Anordnung des Stoßfängerquerträgers 20 gegenüber dem Fahrzeuglängsträger, wobei in 11b zu erkennen ist, dass der Querträgeranbindungsabschnitt 12 gegenüber dem Längsträgeranbindungsabschnitt 13 höher angeordnet ist.
Selbstverständlich ist eine umgekehrt höhenversetzte Anordnung des Querträgers auch möglich, wenn ein besonders hohes Fahrzeug beziehungsweise hoch in Richtung Querträger auslaufende Fahrzeuglängsträger gegeben ist. Ebenso ist das Merkmal der höhenversetzten Anordnung gemäß 11b) in einer der anderen Ausführungsformen möglich.
12 zeigt eine zwölfte Ausführungsform eines Crashmanagementsystems mit erfindungsgemäßer Crashdeformationsbox. In dem Ausführungsbeispiel der 12 sind die Seitenwände 6‘‘ und 8‘‘ nicht rechteckig ausgebildet. Vielmehr sind sie auch trapezförmig ausgebildet, wie auch die beiden anderen Seitenwände 9 und 7. Da aber der Längsträgeranbindungsabschnitt 13 mit Ausnahme seiner mit Radius R abgerundeten Ecken rechteckig ausgebildet ist, ergibt sich dadurch eine rautenförmige Ausbildung des Querträgeranbindungsabschnittes 12.
Ein Winkel α, der von einer durch eine Projektion des Längsträgeranbindungsabschnittes 13 in die X-Y-Ebene gebildeten Geraden E2 und einer Gerade E1, die in der X-Y-Ebene die obere Kante des Querträgeranbindungsabschnittes 12 enthält, gebildet wird, weist dabei einen Wert zwischen 3° und 20° auf.
Ein Winkel β, der von einer durch eine Projektion des Längsträgeranbindungsabschnittes 13 in die X-Z-Ebene gebildeten Geraden E4 und einer Gerade E3, die in der X-Z-Ebene die obere Kante des Querträgeranbindungsabschnittes 12 enthält, gebildet wird, weist dabei einen Wert zwischen 1° und 10° auf. Bei dieser Ausführungsform ist lediglich eine Solldeformationsstelle 14, hier in Form einer Schweißnaht ausgebildet, und zwar in der Längskante 10 mit größter Länge L1. Auch durch eine derartige Ausgestaltung der Erfindung lassen sich erfindungsgemäße Crashdeformationsboxen herstellen, die besonders gute Deformationseigenschaften hinsichtlich eines Deformationsmanagementes aufweisen.
13 schließlich ist eine stark vereinfachte schematische Darstellung der Solldeformationsstelle 14 mit einer Schweißnaht 15 entlang einer Längskante 10 des Hohlprofils 5 einer erfindungsgemäßen Crashdeformationsbox 1. Deutlich ist die Schweißnaht als raupenartige Erhöhung zu erkennen, welche von der Wärmeeinflusszone 30 umgeben ist und zusammen mit dieser die Solldeformationstelle 14 bildet.
In 13a ist die Schweißnaht 15 geradlinig ausgeführt und verläuft quer über die Längskante 10, und läuft in die direkt benachbarten Seitenwände des Hohlprofils 5 hinein aus.
In 13b ist die Schweißnaht 15 bogenartig ausgeführt und quert die Längskante 10 zweimal, sodass sich eine großflächigere Wärmeeinflusszone und damit Solldeformationsstelle 14 ausbildet.
Bezugszeichenliste

1: Crashdeformationsbox
5: Hohlprofil
6: Rechteckige Seitenwand
6‘: Rechteckige Seitenwand
6‘‘: Trapezförmige Seitenwand
7: Trapezförmige Seitenwand
7‘: Trapezförmige Seitenwand
8: Rechteckige Seitenwand
8‘: Rechteckige Seitenwand
8‘‘: Trapezförmige Seitenwand
9: Trapezförmige Seitenwand
9‘: Trapezförmige Seitenwand
10: Längskante
11: Deformationsabschnitt
12: Querträgeranbindungsabschnitt
13: Längsträgeranbindungsabschnitt
14: Solldeformationsstelle
15: Schweißnaht
16: Zwischenwand
17: Zwischenwand
18: Querschott
19: Sechseckige Seitenwand
19‘: Ausnehmung
19‘‘: Ausnehmung
20: Stoßfängerquerträger
21: Schließblech
22: Formteil
23: Flansch
24: Verbindungssteg
25: Seitenwand
26: Seitenwand
27: Blechschale
28: Blechschale
29: Blechschale
30: Wärmeeinflusszone
A1: Abstand
B: Barriere
dHV: Härteverhältnis
HV: Härte Vickers
K: Hohlkammer
L1: Länge
L2: Länge
E1: Gerade
E2: Gerade
E3: Gerade
E4: Gerade
R: Radius
X: Fahrtrichtung(-achse)
Y: Fahrzeugquerrichtung(-achse)
Z: Fahrzeughochrichtung(-achse)
α: Winkel
β: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002052996 A [0003]
DE 10321766 A1 [0004]
EP 1223095 B1 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 573-3 [0019]
DIN EN 573-3 [0032]

Claims

Crashdeformationsbox (1) zwischen einem Stoßfängerquerträger (20) und einem Längsträger eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein deformierbares Hohlprofil (5) mit einem Deformationsabschnitt (11), einem Querträgeranbindungsabschnitt (12), einem Längsträgeranbindungsabschnitt (13) und einer Solldeformationsstelle (14) in wenigstens einer Längskante (10) des Hohlprofils (5), wobei die wenigstens eine Solldeformationsstelle (14) nahe des Querträgeranbindungsabschnittes (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Solldeformationsstelle (14) durch eine Wärmebehandlung eine geringere Härte (HV1) aufweist als die Härte (HV) im Rest des deformierbaren Hohlprofils (5).
Crashdeformationsbox (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Längskanten (10) eine Solldeformationsstelle (14) aufweisen.
Crashdeformationsbox (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (5) genau zwei Solldeformationsstellen (14) aufweist.
Crashdeformationsbox (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solldeformationsstelle (14) eine Härte (HV1) aufweist, welche zwischen 15 und 40 Prozent, bevorzugt zwischen 20 und 30 Prozent, kleiner ist als die Härte im Rest der Crashdeformationsbox (1).
Crashdeformationsbox (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Solldeformationsstelle (14) wenigstens eine Schweißnaht (15) umfasst, wobei das Produkt aus Länge und der Breite der Schweißnaht (15) bevorzugt zwischen 50mm² und 200mm² beträgt.
Crashdeformationsbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das deformierbare Hohlprofil (1) eine n-eckige Querschnittsform und n Seitenwände (6, 7, 7‘, 8, 9, 9‘) aufweist, wobei gilt: 4 ≤ n ≤ 10
Crashdeformationsbox nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schweißnaht (15) sich quer über eine Längskante (10) erstreckt und in den unmittelbar angrenzenden Seitenwänden (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘, 9, 9‘) hinein ausläuft, wobei insbesondere die Länge der Schweißnaht bei einer kreisbogenabschnittsförmigen Längskante größer ist als π × R/2.
Crashdeformationsbox (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (5) einen 4-eckigen Querschnitt aufweist, mit zwei sich gegenüberliegenden trapezförmigen Seitenwänden (7, 9) und zwei sich gegenüberliegenden rechteckigen Seitenwänden (6, 8), wobei je eine rechteckige Seitenwand (6, 8) durch je eine Längskante (10) mit je einer trapezförmigen Seitenwand (7, 9) verbunden ist, und wobei eine rechteckige Seitenwand (6, 8) eine Länge (L1) aufweist, die größer ist als die Länge (L2) der anderen rechteckigen Seitenwand (8, 6), wobei die Solldeformationsstelle (14) innerhalb der zwei die längere rechteckige Seitenwand (6) begrenzenden Längskanten(10) angeordnet sind.
Crashdeformationsbox nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rechteckigen Seitenwände (6, 8) in der Fahrzeughochrichtung (Z) betrachtet die oberer und untere Seitenwand bilden.
Crashdeformationsbox nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die rechteckigen Seitenwände (6, 8) in der Fahrzeugquerrichtung (Y) betrachtet die innere und äußere Seitenwand bilden.
Crashdeformationsbox nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Solldeformationsstelle vom Querträgeranbindungsabschnitt mit einem Abstand A1 zwischen 10 und 30mm beabstandet ist.
Crashdeformationsbox (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Projektion des Längsträgeranbindungsabschnittes (13) in die X-Y-Ebene eine Gerade E2 bildet, welche eine Gerade E1, die in der X-Y-Ebene die obere Kante des Querträgeranbindungsabschnittes (12) enthält, in einem Winkel α schneidet, wobei gilt: 3° ≤ α ≤ 20°.
Crashdeformationsbox (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Projektion des Längsträgeranbindungsabschnittes (13) in die X-Z-Ebene eine Gerade E4 bildet, welche eine Gerade E3, die in der X-Z-Ebene die obere Kante des Querträgeranbindungsabschnittes (12) enthält, in einem Winkel β schneidet, wobei gilt: 1° ≤ β ≤ 10°.
Crashdeformationsbox nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen Länge L2 und Länge L1 zwischen 19/20 und 4/5 beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Crashmanagementsystems mit einer Crashdeformationsbox (1), insbesondere nach einer der vorherigen Ansprüche, wobei folgende Schritte durchgeführt werden: a) Bereitstellen eines Stoßfängerquerträgers (20), b) Strangpressen eines Hohlprofils (5) mit mindestens vier Seitenwänden (6, 7, 7‘, 8, 9, 9‘), die über Längskanten (10) verbunden sind aus einer Aluminiumlegierung aus einer der Gruppen 3xxx, 5xxx oder 6xxx der DIN EN 573-3, c) Zuschneiden des Hohlprofils (5) auf eine geforderte Länge (L1), d) Optionale Wärmebehandlung des gesamten Hohlprofils (5) vor oder nach dem Zuschneiden, e) Endbeschnitt eines freien Endes des Hohlprofils (5) zur Ausformung eines Querträgeranbindungsabschnittes (11) und/oder eines Längsträgeranbindungsabschnittes (12) zu Erzeugung der Crashdeformationsbox (1), f) Verschweißen des Stoßfängerquerträgers (20) am Querträgeranbindungsabschnitt (11) des Hohlprofils (5) der Crashdeformationsbox (1), dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung einer Solldeformationsstelle (14) eine lokale Wärmebehandlung im Bereich wenigstens einer Längskante (10) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Wärmebehandlung durch Einbringen einer Schweißnaht (15) in der Längskante (10) erfolgt.