DE10309636B4

DE10309636B4 - Karosserieträger mit einer den Verformungsverlauf bei einem Aufprall beeinflussenden Nebenform

Info

Publication number: DE10309636B4
Application number: DE2003109636
Authority: DE
Inventors: Martin Kruse; Werner Schretzlmeier; Andreas Graf; Ralf Grosser
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2023-03-05
Also published as: DE10309636A1

Abstract

Karosserieträger (3) mit einer den Verformungsverlauf bei einem Aufprall beeinflussenden Nebenform (2), wobei der Karosserieträger (3) ein langgestrecktes Profilteil ist, das mehrere Außenflächen (5, 6, 7) aufweist und die Nebenform (2) aus mindestens zwei Querrillen (2) besteht, die quer auf gegenüberliegenden Außenflächen (6, 5) des Profilteils angeordnet sind und die sich über die gesamte Breite der jeweiligen Außenfläche (5, 6) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die auf gegenüberliegenden Außenflächen angeordneten Querrillen (2) versetzt zueinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Karosserieträger mit einer den Verformungsverlauf bei einem Aufprall beeinflussenden Nebenform gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es sind Karosserieträger mit sogenannten Sicken bekannt, die als kerbenförmige Nebenform am Kantenbereich des Träger auf zwei gegenüberliegenden Seiten ausgebildet sind und den Verformungsverlauf bei einem Aufprall beeinflussen. Sie bewirken ein Zusammenstauchen des Trägers, bei dem die einzelnen Außenflächen des Trägers zwischen zwei benachbarter Sicken nach außen gefaltet oder nach innen verbeult werden, um möglichst viel Aufprallenergie in Deformationsenergie umzuwandeln.
Nachteilig bei der sickenförmigen Nebenform ist es, dass sich der Karosserieträger durch das Zusammenstauchen stark verkürzt und beim Zusammenstauchen noch Energie an weitere Karosserieteile weitergeben kann. Diese Nebenform dient nur der Energieumwandlung.
Aus der US 4 702 515 und der US 5 118 160 sind Karosserieträger bekannt, die mehrere rillenförmige Nebenformen aufweisen, die auf gegenüberliegenden Außenflächen deckungsgleich angeordnet sind.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass bei deckungsgleich angeordneten gegenüberliegenden Querrillen die Deformationsrichtung nicht gesteuert werden kann, da die Materialschwächung auf beiden Außenflächen identisch ist.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Nebenform für einen Karosserieträger aufzuzeigen, die bei einem Aufprall ein schnelles und kontrolliertes Abknicken des Trägers bewirkt, so dass die Energieübertragung auf mit diesem Träger in Verbindung stehenden, anderen Karosserieteile stark vermindert oder sogar unterbrochen wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Patentanspruch 9 gelöst. Hierbei weist der Karosserieträger auf gegenüberliegenden Außenflächen versetzt angeordnete, durchgehende Querrillen auf.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass durch diese Querrillen ein gezieltes, kontrolliertes im Vergleich zum Zusammenstauchen schnelles Wegknicken eines Karosserieträgers erzielt werden kann, wodurch die Energie- bzw. Kraftübertragung über diesen Karosserieträger auf weitere Karosserieteile vermindert oder unterbrochen werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Kotflügelbank als Karosserieträger mit Querrillen versehen ist. Dadurch wird verhindert, dass hohe Kräfte z. B. in den sicherheitsempfindlichen Bereich der A-Säule einwirken, so dass eine Verschiebung der Scheibe bzw. des Scheibenrahmens beim Aufprall verhindert werden kann. Da bei einem Aufprall die Kotflügelbank gleich, das heißt unter Aufnahme einer geringen Energiemenge, abknickt und damit nicht mehr unmittelbar der Krafteinwirkung ausgesetzt ist, wird die meiste Energie von benachbarten Träger aufgefangen werden, die dann vorteilhafterweise Sicken aufweisen, die beim Zusammenstauchen sehr viel Energie aufnehmen können und die eben nicht direkt mit sicherheitsempfindlichen Karosseriebereichen in Verbindung stehen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:
1: einen Karosserieträger mit einer den Verformungsverlauf bei einem Aufprall beeinflussenden Nebenform
2: Kotflügelbank in der Vorderwagenkarosserie vor einem Aufprall
3: Kotflügelbank in der Vorderwagenkarosserie nach einem Aufprall
1 zeigt einen Karosserieträger 3 mit einer den Verformungsverlauf bei einem Aufprall beeinflussenden Nebenform 2. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Aluminium-Strangpressprofil, jedoch können hierfür auch andere Metalle und Profile verwendet werden. Dieses längliche Profil 3 weist einen rechteckigen Querschnitt auf, so dass es mehrere Außenflächen 5, 6, 7 hat, die hier im Ausführungsbeispiel von der Oberseite 5, der Unterseite 6 und den beiden Seitenflächen 7 ausbildet werden, wobei auch alle anderen Querschnittsformen wie z. B. dreieckig, halbmondförmig, sechseckig genauso geeignet sind. Es spielt keine Rolle ob die Außenflächen 5, 6, 7 einen geraden, runden oder ovalen Verlauf aufweisen.
Quer zu Längsrichtung des Profilträgers sind Querrillen 2 angebracht, die sich über eine ganze Außenfläche 5, 6, 7 erstrecken. Im Ausführungsbeispiel sind hier zwei Querrillen 2 in der Oberseite 5 und zwei Querrillen 2 in der Unterseite 6 angebracht. Diese Querrillen 2 können mittels Verprägung am Karosserieträger 3 angebracht werden. Jedoch können auch andere bekannte Verfahren, wie z. B. perforieren, Materialabtragung, ätzen, etc. auch angewendet werden, die gleichfalls eine Materialschwächung in Querrichtung bewirken. Hierbei soll der Begriff der Rille für alle Formen verwendet werden, deren Längenausdehnung erheblich größer ist als ihre Breite. Die Tiefe der Einbuchtung, falls vorhanden ist von nebensächlicher Bedeutung. Diese Rillen 2 auf der Ober- und Unterseite 5, 6 bewirken, dass der Profilträger 3 hier abknickt oder sich zusammenfaltet. Im Gegensatz zum Zusammenstauchen bzw. Faltenbeulen wird beim Knicken bzw. Falten die Gesamtlänge entlang der Oberfläche des Profilträgers nur geringfügig verändert während der Abstand zwischen den beiden Enden stark reduziert wird. Die Querrillen 2 sind mit Absicht erzeugte Schwachstellen, die schneller zur Verformung neigen als beispielsweise eine Sickung die nur im Kantenbereich ist. Durch einen so präparierten Profilträger 3 können empfindlichere Karosserieteile, vor unerwünschten Krafteinwirkungen geschützt werden, da aufgrund der durch die Querrillen ausgebildeten Sollknickstellen der Kraftweg zu empfindlicheren Teilen unterbrochen werden kann.
2 zeigt eine Kotflügelbank 3 in der Vorderwagenkarosserie vor einem Aufprall. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Karosserieträger 3 die Kotflügelbank. Die Kotflügelbank 3 ist ein Aluminium-Strangpressprofil, das zwei Querrillen 2 auf der Unterseite 6 aufweist und zwei weitere Querrillen auf der Oberseite 5 hat. Die Seitenflächen 7 weisen keine Querrillen auf. Das empfindliche Teil 4, das vor der unerwünschten Kraftübertragung geschützt werden soll ist der Scheibenrahmen bzw. die A-Säule, die mit der Kotflügelbank 3 in Verbindung steht. Durch Krafteinwirkung könnte hier z. B. eine Verschiebung des Scheibenrahmens verursacht werden, wodurch sich die Scheibe ablösen könnte. Ferner weist diese Vorderwagenstruktur zwei weitere stabilere Längsträgar 1 auf, die bei einem Aufprall die meiste Energie absorbieren sollen.
3 zeigt Kotflügelbank 3 in der Vorderwagenkarosserie nach einem Aufprall. In diesem Ausführungsbeispiel ist die in 2 gezeigte Kotflügelbank 3 durch einen Frontaufprall deformiert. Die Kotflügelbank 3 ist M-förmig zusammengefaltet, wobei die linke, auf der Oberseite befindliche Querrille 2 die nach unten gerichtete Spitze der M-förmigen Verformung bildet und die unten an der Kotflügelbank 3 angebrachten Querrillen 2, die beiden nach oben gerichteten Spitzen des M ausbilden. Die A-Säule 4 und damit auch der Scheibenrahmen sind nur unwesentlich verschoben so dass eine Gefährdung von Personen in der Fahrgastzelle vermieden werden kann. Die Kraftübertragung bzw. der Energiefluss wird durch die leichter deformierbare Kotflügelbank 3 verringert, da diese bevor sie die Energie weiterleitet sich zuerst selbst verformt. Hierbei erfolgt die Kraftübertragung auf folgendem Weg:
Die durch den Aufprall verursachten Kräfte wirken über die Stoßstange auf die stabilen Längsträger 1. Durch die Krafteinwirkung werden die Längsträger 1 zusammengestaucht, wobei unter zusammenstauchen auch das Faltenbeulen zu verstehen ist. Hierbei wird sehr viel von der Aufprallenergie abgebaut, da für das Faltenbeulen große Kräfte benötigt werden. Durch die Verkürzung des/der Längsträger/s 1 wirken Kräfte auf die Kotflügelbank 3, die mit dem Längsträger 1 in Verbindung steht. Diese im Vergleich zum Aufprall geringeren Kräfte an der Kotflügelbank 3 bewirken ein Wegknicken oder Zusammenknicken bzw. Zusammenfalten der Kotflügelbank 3. Durch die Querrillen 2 kann dieser Abknickvorgang gezielt gesteuert werden. Würde die Kotflügelbank 3 jetzt nicht oder nur sehr schwer abknicken, so würden die Kräfte geradewegs auf die der A-Säule 4 einwirken, wodurch eine Verschiebung des Scheibenrahmens bewirkt würde.
Bei der in 2 dargestellten Anordnung und Anzahl der Querrillen 2 wird eine M-förmige Faltung erreicht. Jedoch sind auch andere Faltungsformen möglich, die in Abhängigkeit des erwünschten Effekts, durch eine geeignete Anordnung und Dimensionierung der Querrillen erzielt werden können.

Claims

Karosserieträger (3) mit einer den Verformungsverlauf bei einem Aufprall beeinflussenden Nebenform (2), wobei der Karosserieträger (3) ein langgestrecktes Profilteil ist, das mehrere Außenflächen (5, 6, 7) aufweist und die Nebenform (2) aus mindestens zwei Querrillen (2) besteht, die quer auf gegenüberliegenden Außenflächen (6, 5) des Profilteils angeordnet sind und die sich über die gesamte Breite der jeweiligen Außenfläche (5, 6) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die auf gegenüberliegenden Außenflächen angeordneten Querrillen (2) versetzt zueinander angeordnet sind.
Karosserieträger (3) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Querrillen (2) nebeneinander auf einer Außenfläche (5, 6) angeordnet sind.
Karosserieträger (3) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Karosserieträger (3) die Kotflügelbank ist.
Karosserieträger (3) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Karosserieträger (3)) ein Aluminium-Profil ist.
Karosserieträger (3) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querrillen (2) die durch Verprägung hergestellte Nebenform sind.
Karosserieträger (3) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Karosserieträger (3) zusammen mit einem weiteren Träger (1) angeordnet ist, wobei der andere Träger (1) schwerer verformbar ist als der Karosserieträger (3).