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Die Erfindung betrifft ein Energieabsorptionselement für ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Energieabsorptionselementes für ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 4.
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Aus dem Stand der Technik sind, wie in der
DE 10 2016 204 264 A1 beschrieben, eine Deformationsstruktur und eine Fußgängerschutzvorrichtung mit einer Deformationsstruktur bekannt. Die Deformationsstruktur, die auch Energieabsorptionsstruktur genannt werden kann, hat zumindest eine erste Lage und eine zweite Lage, die in Deformationsrichtung bzw. Lastrichtung zueinander beabstandet und zueinander verlagerbar angeordnet sind. Die erste Lage und die zweite Lage weisen komplementäre Vorsprünge und Vertiefungen auf, die derart ausgebildet sind, dass die Vorsprünge der ersten Lage und Vertiefungen der zweiten Lage sowie die Vorsprünge der zweiten Lage und Vertiefungen der ersten Lage ineinander eintauchbar sind. Die erste Lage und die zweite Lage sind über verformbare Stege derart miteinander verbunden, dass bei einem hohen Impuls in Deformationsrichtung die Vorsprünge der ersten Lage in die Vertiefungen der zweiten Lage sowie die Vorsprünge der zweiten Lage in die Vertiefungen der ersten Lage eintauchen und bei einem niedrigen Impuls in Deformationsrichtung die Vorsprünge der ersten Lage auf die Vorsprünge der zweiten Lage treffen. Die Deformationsstruktur kann mittels eines additiven Fertigungsverfahrens in einem Stück hergestellt werden.
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In der
DE 10 2011 051 352 A1 wird eine Prallbox eines Stoßfängers eines Fahrzeuges beschrieben. Die Prallbox, die an einem Stoßfänger eines Fahrzeuges vorgesehen ist, um bei einer Kollision erzeugte Kollisionsenergie zu absorbieren, weist eine obere und eine untere horizontale Trennwand und eine Mehrzahl von vertikalen Trennwänden auf, welche die obere und die untere horizontale Trennwand miteinander verbinden, um eine Gitterstruktur mit einer Mehrzahl von hohlen Abschnitten zu bilden. Wenigstens eine der vertikalen Trennwände ist in ihrem mittleren Abschnitt gebogen. Zwei vertikale Trennwände, die in äußersten Positionen angeordnet sind, sind in Richtung zu einer Innenseite der Prallbox gebogen.
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Aus der
DE 31 08 607 A1 ist eine Vorrichtung zur Zerstreuung und/oder Absorption von kinetischer Energie bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem Stapel von gitterförmigen Körpern, welche gegeneinander versetzt stapelförmig angeordnet sind. Jeder Gitterkörper weist eine wabenförmige Grundstruktur auf, wobei die einzelnen Zellen einen hexagonalen Umriss aufweisen. Diese Zellen sind mit Polyurethanschaum ausgefüllt, und zwar so, dass der Schaum die Wände des gitterförmigen Körpers aussteift. Die aufeinander folgenden Gitterkörper in dem Stapel sind so gegeneinander orientiert, dass die Wände der gitterförmigen Körper bei einer entsprechenden Stoß- oder Druckkraft scherförmig ineinander und in die Schaumstoff-Füllungen dringen. Dabei wird der Schaumstoff ebenfalls abgeschert, zusätzlich aber auch zusammengepresst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Energieabsorptionselement für ein Fahrzeug und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Energieabsorptionselementes für ein Fahrzeug anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Energieabsorptionselement für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Energieabsorptionselementes für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 4.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Energieabsorptionselement für ein Fahrzeug umfasst eine additiv gefertigte Gitterstruktur.
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Erfindungsgemäß ist die Gitterstruktur in Form eines Oktaederstumpfs, auch Kelvin-Zelle genannt, oder in Form eines kubisch flächenzentrierten Gitters ausgebildet und/oder die Gitterstruktur weist in einer vorgesehenen Krafteinleitungsrichtung eine gradierte Dichteverteilung auf und/oder das Energieabsorptionselement weist mindestens einen Bestandteil auf, welcher während einer Herstellung des Energieabsorptionselementes als Stützstruktur verwendet wurde. Insbesondere bei der ersten und/oder dritten Variante, d. h. wenn die Gitterstruktur in Form eines Oktaederstumpfs oder in Form eines kubisch flächenzentrierten Gitters ausgebildet ist und/oder wenn das Energieabsorptionselement mindestens einen Bestandteil aufweist, welcher während einer Herstellung des Energieabsorptionselementes als Stützstruktur verwendet wurde, kann vorgesehen sein, dass die Gitterstruktur, insbesondere in Krafteinleitungsrichtung, eine einheitliche Dichteverteilung oder die bereits erwähnte gradierte Dichteverteilung aufweist.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung weist das Energieabsorptionselement eine Gitterstruktur auf, durch welche das Energieabsorptionsverhalten in einem kollisionsbelasteten Bauteil, in welches das Energieabsorptionselement integriert ist, optimiert wird. Ein solches Bauteil ist beispielsweise eine so genannte Crashbox. Bei einer Kollision wird durch eine Deformation solcher Crashboxen ein Großteil der auftretenden kinetischen Energie kontrolliert abgebaut, um Fahrzeuginsassen einer geringeren Verzögerungskraft auszusetzen. Dabei soll bei einem definierten Verformungsweg eine hohe kinetische Aufprallenergie aufgenommen und durch die plastische Deformationsarbeit bei einem konstant verlaufenden Kraftniveau umgesetzt werden.
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Durch die Verwendung von additiv gefertigten Gitterstrukturen, insbesondere Leichtbau-Gitterstrukturen, als Energieabsorptionselemente kann die Energieaufnahme gezielt gesteigert sowie ein kontinuierlicher Kraft-Weg-Verlauf erzeugt werden, wodurch eine hohe Energieabsorptionseffizienz erreicht wird.
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Insbesondere durch die Graduierung des Energieabsorptionselementes, d. h. durch die gradierte Dichteverteilung, insbesondere in der vorgesehenen Krafteinleitungsrichtung, kann eine Erhöhung des Kraftniveaus und/oder ein progressiver Kraft-Weg-Verlauf erreicht werden.
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Die Gitterstrukturen können gleichzeitig als Stützstrukturen eingesetzt werden, welche bei einigen additiven Fertigungsverfahren notwendig sind und bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung von Bauteilen nach Fertigstellung eines herzustellenden Bauteils entfernt werden. Derartige Stützstrukturen sind, in Abhängigkeit von einer jeweiligen Geometrielage, insbesondere bei kleinen Aufbauwinkeln der Bauteile zu einer Grundplatte, eine notwendige Fertigungsrestriktion. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird mindestens ein Bestandteil des Energieabsorptionselementes als eine solche Stützstruktur ausgebildet, welche im additiven Fertigungsverfahren, d. h. im additiven Herstellungsprozess, mindestens einen weiteren Bestandteil des Energieabsorptionselementes während dessen Ausbildung abstützt, jedoch wird die Stützstruktur nicht anschließend entfernt, sondern sie bildet einen Bestandteil des Energieabsorptionselementes. Dadurch entfällt die Nacharbeit, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden. Die gleichzeitige Verwendung solcher Stützstrukturen als Bestandteil des Energieabsorptionselementes wird insbesondere durch eine entsprechend optimierte Geometrie des Energieabsorptionselementes ermöglicht.
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Mit konventionellen Fertigungsverfahren kann das erfindungsgemäße Energieabsorptionselement aufgrund von dessen innerhalb befindlichen Hohlstrukturen und komplexen Geometrien nicht hergestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht im Vergleich zu konventionellen Energieabsorptionselementen insbesondere eine deutlich höhere Energieaufnahme bei einem geringeren Massezuwachs oder eine Reduktion der Masse bei einer vergleichbaren Energieaufnahme. Durch die erfindungsgemäße Lösung werden somit eine Verbesserung der massespezifischen Energieabsorption und somit insbesondere eine Erhöhung des Leichtbaupotentials erreicht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch ein Ausschnitt eines Kraft-Weg-Diagramms eines optimierten Energieabsorptionselements und eines konventionell ausgeführten massiven Absorbers unter Druckbelastung,
- 2 schematisch ein Spannung-Stauchung-Diagramm eines idealen Energieabsorptionselements und eines optimierten realen Energieabsorptionselements,
- 3 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Gitterstruktur in Form eines Oktaederstumpfes,
- 4 schematisch eine Seitenansicht der Gitterstruktur in Form des Oktaederstumpfes aus 3,
- 5 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Gitterstruktur in Form eines kubisch flächenzentrierten Gitters,
- 6 schematisch eine Seitenansicht der Gitterstruktur in Form des kubisch flächenzentrierten Gitters aus 5,
- 7 schematisch eine konische Übergangsstrukturvariante zur Anbindung der Gitterstruktur an eine geschlossene Bauteilkontur,
- 8 schematisch eine gitterartige Übergangsstrukturvariante zur Anbindung der Gitterstruktur an eine geschlossene Bauteilkontur,
- 9 schematisch eine Einheitszelle des Strukturtyps kubisch flächenzentriertes Gitter mit einer geringen relativen Dichte,
- 10 schematisch eine Einheitszelle des Strukturtyps kubisch flächenzentriertes Gitter mit einer mittleren relativen Dichte,
- 11 schematisch eine Einheitszelle des Strukturtyps kubisch flächenzentriertes Gitter mit einer hohen relativen Dichte,
- 12 schematisch eine Einheitszelle des Strukturtyps Oktaederstumpf mit einer geringen relativen Dichte,
- 13 schematisch eine Einheitszelle des Strukturtyps Oktaederstumpf mit einer mittleren relativen Dichte,
- 14 schematisch eine Einheitszelle des Strukturtyps Oktaederstumpf mit einer hohen relativen Dichte,
- 15 schematisch ein Energieabsorptionselement mit kubisch flächenzentrierter Gitterstruktur und mit einer gradierten Dichteverteilung,
- 16 schematisch ein als Stauchrohr ausgebildetes Energieabsorptionselement,
- 17 schematisch ein als Stauchrohr mit Gitterstruktur in Form eines Oktaederstumpfes ausgebildetes Energieabsorptionselement in einer perspektivischen Darstellung,
- 18 schematisch das als Stauchrohr mit Gitterstruktur in Form eines Oktaederstumpfes ausgebildete Energieabsorptionselement aus 17 in einer Schnittdarstellung,
- 19 schematisch ein Kraft-Weg-Diagramm mit einem Verlauf einer Kraft-Weg-Kurve eines idealen Energieabsorbers, einem Verlauf einer Kraft-Weg-Kurve des in 16 dargestellten als Stauchrohr ausgebildeten Energieabsorptionselementes und einem Verlauf einer Kraft-Weg-Kurve des in den 17 und 18 dargestellten als Stauchrohr mit Gitterstruktur in Form eines Oktaederstumpfes ausgebildeten Energieabsorptionselementes, und
- 20 schematisch eine Bauteilgeometrie mit Stützstruktur.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Anhand der 1 bis 20 werden im Folgenden ein Energieabsorptionselement 1 für ein Fahrzeug und ein Verfahren zu dessen Herstellung beschrieben. Durch ein solches Energieabsorptionselement 1 wird ein Energieabsorptionsverhalten in einem kollisionsbelasteten Bauteil, in welches das Energieabsorptionselement 1 integriert ist, optimiert. Ein solches Bauteil ist beispielsweise eine so genannte Crashbox.
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Bei einer Kollision wird durch eine Deformation solcher Crashboxen ein Großteil einer auftretenden kinetischen Energie kontrolliert abgebaut, um Fahrzeuginsassen einer geringeren Verzögerungskraft auszusetzen. Dabei soll bei einem definierten Verformungsweg eine hohe kinetische Aufprallenergie aufgenommen und durch die plastische Deformationsarbeit bei einem konstanten Kraftniveau umgesetzt werden.
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Aus dem Stand der Technik bekannte konventionelle Fertigungsverfahren, zum Beispiel Guss oder Strangpressen, limitieren aufgrund von Fertigungsrestriktionen eine Geometriefreiheit, wodurch insbesondere optimierte Gitter- und Hohlstrukturen meist nicht herstellbar sind oder nachträglich gefügt werden müssen. Des Weiteren gibt es bereits Anwendungen von additiv gefertigten Gittern, die im Bereich des Leichtbaus angesiedelt sind und insbesondere zur Gewichtsreduktion sowie Versteifung von Bauteilen dienen. Diese Strukturen, die zur Steigerung der Steifigkeit der Bauteile genutzt werden, sind jedoch für energieabsorbierende Anwendungen, deren Zielrichtung es ist, ein gutes Verformungs-/Deformationsvermögen zu erreichen, ungeeignet.
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Das hier beschriebene Energieabsorptionselement 1 weist eine Gitterstruktur 2 auf, welche im Verfahren zur Herstellung des Energieabsorptionselementes 1 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens derart ausgebildet wird, dass sie ein gutes Verformungs-/Deformationsvermögen bei einer konstanten Kraftaufnahme aufweist. Die Gitterstruktur 2 kann eine einheitliche oder gradierte Dichteverteilung aufweisen.
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1 zeigt in einem Kraft F - Weg s - Diagramm einen Kraftverlauf einer solchen optimierten Gitterstruktur 2, insbesondere einer zellularen Struktur, des Energieabsorptionselementes 1 im Vergleich zu einem Kraftverlauf eines massiven Absorbers 3 unter Druckbelastung. In diesem Diagramm entspricht der Weg s der Längenänderung der Gitterstruktur 2 während ihrer Deformation und die Kraft F ist eine Deformationskraft, welche zur Deformation der Gitterstruktur 2 erforderlich ist.
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Zu erkennen ist, dass der Kraftverlauf des massiven Absorbers 3 eine maximal erlaubte Kraft Fmax bereits bei einer sehr geringen Längenänderung überschreitet, während ein Kraftverlauf der optimierten Gitterstruktur 2 diese maximal erlaubte Kraft Fmax erst nach einer sehr viel größeren Längenänderung, beispielsweise erst nach einer vollständigen oder im Wesentlichen vollständigen Deformation der Gitterstruktur 2, überschreitet. Gleichzeitig ergibt sich ein konstanteres Kraftniveau über die gesamte Deformation der optimierten Gitterstruktur 2 bzw. des Energieabsorptionselementes 1 bzw. des Bauteils, in welches das Energieabsorptionselement 1 integriert ist. Es zeigt sich in diesem Diagramm somit im Vergleich zum insbesondere aus einem Vollmaterial ausgebildeten massiven Absorber 3 eine deutlich höhere Energieabsorption bis zum Erreichen einer vorgegebenen Maximalkraft bei der optimierten Gitterstruktur 2 und somit bei einem Energieabsorptionselement 1 mit einer solchen optimierten Gitterstruktur 2. Der schraffierte Bereich unterhalb der Kurve des Kraftverlaufs der optimierten Gitterstruktur 2 stellt die absolute Energieabsorption E bis zum Erreichen der erlaubten Maximalkraft Fmax , d. h. die absorbierte Energie, dar.
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2 zeigt einen Spannungsverlauf der optimierten Gitterstruktur 2, insbesondere der zellularen Struktur, in einem beispielhaften Spannung σ - Stauchung ε - Diagramm während eines einachsigen Druckversuchs im Vergleich zu einem idealen Energieabsorber 4. Es zeigt sich, dass sich der Spannungsverlauf der optimierten Gitterstruktur 2, insbesondere der zellularen Struktur, dem idealen Energieabsorber 4 annähert. Der schraffierte Bereich unterhalb der Kurve des Spannungsverlaufs der optimierten Gitterstruktur 2 stellt eine volumenspezifische Energieabsorption Ev dar.
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Die 3 und 4 zeigen als ein Beispiel einer solchen Gitterstruktur 2 des Energieabsorptionselementes 1 eine, insbesondere mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, gedruckte Gitterstrukturvariante in Form eines Oktaederstumpfes mit einer einheitlichen Dichteverteilung. Eine relative Dichte ist hier somit konstant. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung und 4 eine Seitenansicht des Energieabsorptionselementes 1. Der Oktaederstumpf wird auch als Kelvin-Zelle bezeichnet.
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Die 5 und 6 zeigen als ein weiteres Beispiel einer solchen Gitterstruktur 2 des Energieabsorptionselementes 1 eine ebenfalls, insbesondere mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, gedruckte Gitterstrukturvariante in Form eines kubisch flächenzentrierten Gitters, ebenfalls mit einer einheitlichen Dichteverteilung. Die relative Dichte ist somit auch hier konstant. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung und 6 eine Seitenansicht des Energieabsorptionselementes 1.
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Die 7 und 8 zeigen mögliche Übergangsstrukturvarianten für einen Übergangsbereich 5 des Energieabsorptionselementes 1, insbesondere zur Anbindung an eine Bauteilgeometrie. Mittels dieses Übergangsbereichs 5 kann das Energieabsorptionselement 1 beispielsweise mit einem anderen Bauteil des Fahrzeugs und/oder mit einem anderen Teil einer mehrteiligen Energieabsorptionsanordnung verbunden werden. 7 zeigt eine konische Übergangsstrukturvariante und 8 eine gitterartige Übergangsstrukturvariante. Es sind unterschiedliche Übergangsstrukturvarianten möglich, welche zum Beispiel eine Anbindung der Gitterstruktur 2 bzw. des Energieabsorptionselementes 1 an eine Freiformgeometrie ermöglichen.
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Die 9 bis 11 zeigen Einheitszellen 6 des in den 5 und 6 dargestellten Strukturtyps kubisch flächenzentriertes Gitter der Gitterstruktur 2 des Energieabsorptionselementes 1 mit einer unterschiedlichen relativen Dichte zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften des Energieabsorptionselementes 1. Die relative Dichte der Einheitszelle 6 steigt von 9 über 10 zu 11 an.
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Die 12 bis 14 zeigen Einheitszellen 6 des in den 3 und 4 dargestellten Strukturtyps Oktaederstumpf der Gitterstruktur 2 des Energieabsorptionselementes 1 mit einer unterschiedlichen relativen Dichte zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften des Energieabsorptionselementes 1. Die relative Dichte der Einheitszelle 6 steigt von 12 über 13 zu 14 an.
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Die Gitterstruktur 2 setzt sich vorteilhafterweise aus mehreren solcher mittels des additiven Fertigungsverfahrens aneinandergereiht ausgebildeten Einheitszellen 6 zusammen oder sie weist zumindest mehrere solcher mittels des additiven Fertigungsverfahrens aneinandergereiht ausgebildete Einheitszellen 6 auf.
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Eine Einheitszelle 6 der Gitterstruktur 2 des Energieabsorptionselementes 1 weist beispielsweise eine relative Dichte von 5% bis 30% auf, uniform, d. h. mit einer einheitlichen Dichteverteilung, oder gradiert, d. h. mit einer gradierten Dichteverteilung. Eine Zellweite der Einheitszelle 6 beträgt beispielsweise 5 mm bis 20 mm, insbesondere 10 mm. Eine Stegdicke, d. h. ein Durchmesser von Gitterstegen 7 der Einheitszelle 6 beträgt beispielsweise 0,5 mm bis 2 mm.
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Eine Größe des gesamten Energieabsorptionselementes 1 oder der das Energieabsorptionselement 1 umfassenden Energieabsorptionsanordnung ist nur durch den Bauraum des Fertigungsverfahrens limitiert und orientiert sich vorteilhafterweise an Standardgrößen für bisherige Energieabsorptionselemente 1.
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15 zeigt ein Energieabsorptionselement 1, hier beispielhaft in Form des kubisch flächenzentrierten Gitters, mit einer gradierten Dichteverteilung der, insbesondere mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellten, Gitterstruktur 2. Die Gitterstruktur 2 weist somit in einer vorgesehenen Krafteinleitungsrichtung eine gradierte Dichteverteilung auf. Dies wird erreicht durch einen, insbesondere in Krafteinleitungsrichtung, zunehmenden oder abnehmenden Durchmesser der Gitterstege 7. Im hier dargestellten Beispiel nimmt der Durchmesser der Gitterstege 7 von oben nach unten zu. Dadurch wird die relative Dichte ebenfalls variiert, beispielsweise zwischen 5% und 35%, steigt über die Gitterstrukturhöhe bzw. Energieabsorptionselementhöhe beispielsweise an, beispielsweise von 5% über die Gitterstrukturhöhe bzw. Energieabsorptionselementhöhe zu 35%. Innerhalb dieses Bereichs von 5% bis 35% der relativen Dichte sind auch andere Minimalwerte und/oder Maximalwerte der gradierten Dichteverteilung möglich. Bei einer Gitterstruktur 2 mit einheitlicher Dichteverteilung kann die relative Dichte ebenfalls im Bereich von 5% bis 35% liegen.
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Die 16 bis 18 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen des Energieabsorptionselementes 1. 16 zeigt ein Energieabsorptionselement 1, welches als ein Stauchrohr 8 ausgebildet ist. Die 17 und 18 zeigen in einer perspektivischen Darstellung und einer Schnittdarstellung ein Energieabsorptionselement 1 welches als ein, insbesondere mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, gedrucktes Stauchrohr 8 mit Gitterstruktur 2 ausgebildet ist.
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19 zeigt in einem Kraft F - Weg s - Diagramm einen Verlauf eines idealen Energieabsorbers 4, einen Verlauf eines als Stauchrohr 8 ausgebildeten Energieabsorptionselementes 1 und einen Verlauf des in den 17 und 18 dargestellten als Stauchrohr 8 mit Gitterstruktur 2 ausgebildeten Energieabsorptionselementes 1. Das als Stauchrohr 8 mit integrierter Gitterstruktur 2 ausgebildete Energieabsorptionselement 1 erreicht ein konstanteres Kraftniveau und nähert sich dem idealen Energieabsorber 4 an, wodurch seine Energieabsorptionseffizienz verbessert wird.
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20 zeigt eine schematische Darstellung einer Bauteilgeometrie mit Stützstruktur während der Herstellung des Energieabsorptionselementes 1 in einem additiven Fertigungsverfahren. Derartige Stützstrukturen sind bei einem Teil der additiven Fertigungsverfahren notwendig. Bei der hier beschriebenen Lösung wird die mittels des additiven Fertigungsverfahrens ausgebildete Stützstruktur ein Bestandteil B1 des Energieabsorptionselementes 1. Sie stützt während des additiven Fertigungsverfahrens, d. h. während der Herstellung des Energieabsorptionselementes 1, einen weiteren Bestandteil B2 des Energieabsorptionselementes 1 während dessen Ausbildung. Die beiden Bestandteile B1, B2 werden im Verfahren zur Herstellung des Energieabsorptionselementes 1 in Aufbaurichtung R auf einer Bauplattform 9 zunehmend aufgebaut.
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Als additive Fertigungsverfahren zur Herstellung des Energieabsorptionselementes 1 können beispielsweise pulverbasierte additive Fertigungsverfahren, bei denen periodisch und/oder stochastisch aufgebaute Hohlstrukturen gefertigt werden können, verwendet werden, insbesondere pulverbasierte Verfahren wie selektives Laserschmelzen und/oder Lasersintern, und/oder andere Verfahren.
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Als Materialien zur Ausbildung des Energieabsorptionselementes 1 werden duktile Materialien verwendet, insbesondere solche Materialien, welche auch bisher in kollisionsbelasteten Bauteilen eingesetzt werden. Insbesondere zur additiven Fertigung des Energieabsorptionselementes 1 kommen beispielsweise Metalle, insbesondere Aluminium und Stahl, oder Kunststoffe in Betracht. Das Energieabsorptionselement 1, insbesondere die Gitterstruktur 2, wird somit beispielsweise aus diesen Materialien, zumindest aus einem dieser Materialien, mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Energieabsorptionselement
- 2
- Gitterstruktur
- 3
- massiver Absorber
- 4
- idealer Energieabsorber
- 5
- Übergangsbereich zur Anbindung an eine Bauteilgeometrie
- 6
- Einheitszelle
- 7
- Gittersteg
- 8
- Stauchrohr
- 9
- Bauplattform
- B1
- Bestandteil Stützstruktur
- B2
- weiterer Bestandteil des Energieabsorptionselementes
- E
- absolute Energieabsorption
- Ev
- spezifische Energieabsorption
- F
- Kraft
- Fmax
- maximal erlaubte Kraft
- R
- Aufbaurichtung
- s
- Weg
- α
- Überhangwinkel
- ε
- Stauchung
- σ
- Spannung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016204264 A1 [0002]
- DE 102011051352 A1 [0003]
- DE 3108607 A1 [0004]
