DE60221207T2

DE60221207T2 - Bauteil eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE60221207T2
Application number: DE60221207T
Authority: DE
Inventors: Michael Dancasius; Marc D. Wild; Mohamed Sahul Rochester Hamid
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: EP1295781A3; EP1295781B1; DE60221207D1; US20030067190A1; EP1295781A2; GB0122993D0

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Konstruktionselement zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug.
Hintergrund der Erfindung
In einem Kraftfahrzeug ist es bekannt, ein Konstruktionselement in Form eines Fahrzeug-Querträgers in dem Bereich des Fahrersitzes des Fahrzeugs anzubringen. Das Konstruktionselement erstreckt sich unterhalb des Armaturenbretts quer über das Fahrzeug hinweg. Die Lenksäule des Fahrzeugs ist an dem Konstruktionselement befestigt. Während eines Zusammenstoßes wird die Aufprallenergie durch die Lenksäule auf das Konstruktionselement übertragen. Bekannte Konstruktionselement-Entwürfe weisen im Allgemeinen einen kreisförmigen Querschnitt auf, welcher der Aufprallenergie für kurze Zeit standhalten kann, sie laufen jedoch Gefahr, in der Folge zusammengedrückt zu werden.
Die DE-U-29916467 offenbart ein Konstruktionselement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die EP-A-0982087 offenbart ein Konstruktionselement mit trapezförmigem Querschnitt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung an dem Konstruktionselement bereitzustellen.
Ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement ist über die DE-U-29916467 hinausgehend durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
Es wird ein Konstruktionselement bereitgestellt, welches eine hochgradige Verformungsfestigkeit beibehält, ohne dabei zusammengedrückt zu werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nun in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Konstruktionselements ist;
2 eine Querschnittsansicht des Konstruktionselements aus 1 ist; und
3 bis 7 Querschnittsansichten von alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Konstruktionselements sind.
Beschreibung der bevorzugsform Ausführungsform
In 1 und 2, auf welche nun Bezug genommen wird, handelt es sich bei einem erfindungsgemäßen Konstruktionselement 10 um ein gerades, röhrenförmiges, sich der Länge nach erstreckendes Element, das aus einem metallischen Material (in diesem Fall aus stranggepresstem Aluminium oder stranggepresster Aluminiumlegierung) gebildet ist. Das Konstruktionselement 10 hat eine erste Seite 12, die im Wesentlichen flach und eben ist und die jeweils eine erste und eine zweite Längskante 14, 16 aufweist. Das Konstruktionselement 10 umfasst auch eine zweite und eine dritte Seite 18, 20, die im Wesentlichen flach und eben sind und entlang ihrer ersten Kante 22 bzw. 24 jeweils einstückig mit der entsprechenden ersten bzw. zweiten Kante 14, 16 verbunden sind. Der Winkel zwischen der ersten Seite 12 und der zweiten Seite 18 beträgt im Wesentlichen 90 Grad. Der Winkel zwischen der ersten Seite 12 und der dritten Seite 20 beträgt im Wesentlichen 90 Grad. Das Konstruktionselement 10 umfasst schließlich eine gebogene Seite 26, die konvex ausgelegt ist und die einstückig mit der zweiten und der dritten Seite 18, 20 verbunden ist. Das röhrenförmige Konstruktionselement 10 weist somit einen Querschnitt auf, der im Wesentlichen D-förmig ist.
In die erste Seite 12 ist an einer vorbestimmten Stelle ein Magnesiumdruckgussbauteil 28 eingebettet, um dort eine Versteifung des Konstruktionselements zu bewirken, wo eine maximale Verformungsfestigkeit erforderlich sein kann.
Das Konstruktionselement 10 ist zur Verwendung als ein Querträger in einem Kraftfahrzeug bestimmt und schafft eine flache Oberfläche 12, an welcher Bauteile befestigt werden können. Das Magnesiumbauteil 28 ist dort angebracht, wo eine Lenksäule (nicht gezeigt) an dem Querträger befestigt ist. Das Konstruktionselement 10 schafft einen leichtgewichtigen Querträger, welcher sich beträchtlich verformen kann, ohne dabei zusammengedrückt zu werden, wenn das Fahrzeug einen Frontalaufprall erfährt. Das Konstruktionselement 10 behält die hochgradige Verformungsfestigkeit bei, indem es eine hohe Energieabsorption bereitstellt. Dies wird durch die Querschnittsform des Konstruktionselements 10 erreicht, da der Schwerpunkt und die Hauptträgheitsachse sich relativ zu dem Kompressionsbereich bewegen, wodurch die kompressionsbedingte Dehnung und Spannung reduziert wird. Während eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs werden die kompressionsbedingten Dehnungen und Spannungen über einen größeren Oberflächenbereich abgeleitet, als dies bei bisher bekannten Auslegungen des Konstruktionselements der Fall ist. Bei der Verwendung wird die flache Oberfläche in einem Kraftfahrzeug so positioniert, dass sie im Wesentlichen senkrecht zu der erwarteten Richtung der Kompressionskraft verläuft.
3 zeigt ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement 100, welches eine erste Abänderung des Konstruktionselements 10 aus 1 und 2 darstellt. Das Konstruktionselement 100 hat jeweils eine erste, eine zweite, eine dritte und eine gebogene Seite 112, 118, 120, 126, die im Wesentlichen den weiter oben beschriebenen entsprechen. Die erste Seite 112 und die gebogene Seite 126 haben einstückig damit ausgebildete und sich der Länge nach erstreckende Schlitze 130 zur Montage von Fahrzeugbauteilen.
4 zeigt ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement 200, welches eine zweite Abänderung des Konstruktionselements 10 aus 1 und 2 darstellt. Das Konstruktionselement 200 hat jeweils eine erste, eine zweite, eine dritte und eine gebogene Seite 212, 218, 220, 226, die im Wesentlichen den weiter oben beschriebenen entsprechen. Die zweite Seite 218 ist angrenzend an ihre erste Kante 222 gebogen und ist mit der ersten Seite 212 angrenzend an deren erste Kante 214 verbunden. Die dritte Seite 220 ist in ähnlicher Weise angrenzend an ihre erste Kante 224 gebogen und ist mit der ersten Seite 212 angrenzend an deren zweite Kante 216 verbunden.
5 zeigt ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement 300, welches eine dritte Abänderung des Konstruktionselements 10 aus 1 und 2 darstellt. Das Konstruktionselement 300 hat jeweils eine erste, eine zweite, eine dritte und eine gebogene Seite 312, 318, 320, 326, die im Wesentlichen den weiter oben beschriebenen entsprechen. Die zweite Seite 318 ist in einem Winkel, vorzugsweise in dem Bereich 70 Grad bis 90 Grad, mit der ersten Seite 312 verbunden. Die dritte Seite 320 ist in ähnlicher Weise in einem Winkel, vorzugsweise in dem Bereich 70 Grad bis 90 Grad, mit der ersten Seite 312 verbunden.
6 zeigt ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement 400, welches eine Abänderung des Konstruktionselements 100 aus 3 darstellt. Das Konstruktionselement 400 hat jeweils eine erste, eine zweite, eine dritte und eine gebogene Seite 412, 418, 420, 426, die im Wesentlichen den weiter oben beschriebenen entsprechen. Die erste Seite 412 und die gebogene Seite 426 haben einstückig damit ausgebildete und sich der Länge nach erstreckende Schlitze 430 zur Montage von Fahrzeugbauteilen, wobei die Breite der Schlitze in der ersten Seite im Wesentlichen gleich der Breite der ersten Seite ist.
7 zeigt ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement 500, welches eine vierte Abänderung des Konstruktionselements 10 aus 1 und 2 darstellt. Das Konstruktionselement 500 hat jeweils eine erste, eine zweite, eine dritte und eine gebogene Seite 512, 518, 520, 526, die im Wesentlichen den weiter oben beschriebenen entsprechen. Die zweite Seite 518 ist mit der ersten Seite 512 angrenzend an deren erste Kante 514 verbunden. Die dritte Seite 520 ist in ähnlicher Weise mit der ersten Seite 512 angrenzend an deren zweite Kante 516 verbunden.
Wie weiter oben erwähnt, kann das erfindungsgemäße Konstruktionselement aus stranggepresstem Aluminium oder stranggepresster Aluminiumlegierung gebildet sein. Alternativ dazu kann das erfindungsgemäße Konstruktionselement durch Walzen aus Blechmaterial wie beispielsweise Aluminium, Aluminiumlegierung oder Stahl gebildet sein.

Claims

Konstruktionselement für ein Kraftfahrzeug, welches aus einem metallischen Material gebildet ist, eine röhrenförmige Auslegung aufweist und sich der Länge nach erstreckt, wobei das Konstruktionselement Folgendes umfasst: eine erste, im Wesentlichen flache, ebene Seite (12) mit einer ersten und einer zweiten Längskante (14, 16); eine zweite Seite (18), welche an bzw. angrenzend an der ersten Längskante und in einem Winkel zu der ersten Seite mit der ersten Seite verbunden ist; eine dritte Seite (20), welche an bzw. angrenzend an der zweiten Längskante und in einem Winkel zu der ersten Seite mit der ersten Seite verbunden ist; und eine gebogene Seite (26), welche das zweite und das dritte Element so miteinander verbindet, dass der Querschnitt des Konstruktionselements im Wesentlichen D-förmig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und die dritte Seite (18, 20) im Wesentlichen flach und eben sind.
Konstruktionselement nach Anspruch 1, wobei das Konstruktionselement (10) aus Aluminium oder Aluminiumlegierung gebildet ist.
Konstruktionselement nach Anspruch 2, wobei das Konstruktionselement (10) durch Strangpressen gebildet ist.
Konstruktionselement nach Anspruch 3, wobei an einer vorbestimmten Stelle ein Magnesiumdruckgussbauteil (28) in das Konstruktionselement (10) eingebettet ist.
Konstruktionselement nach Anspruch 2, wobei das Konstruktionselement (10) durch Walzen aus einem Blech aus Aluminium oder Aluminiumlegierung gebildet ist.
Konstruktionselement nach Anspruch 1, wobei das Konstruktionselement (10) aus Stahl gebildet ist.
Konstruktionselement nach Anspruch 6, wobei das Konstruktionselement (10) durch Walzen aus einem Stahlblech gebildet ist.
Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Winkel zwischen der ersten Seite (12) und der zweiten Seite (18) im Wesentlichen 90 Grad beträgt; und wobei der Winkel zwischen der ersten Seite (12) und der dritten Seite (20) im Wesentlichen 90 Grad beträgt.
Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Winkel zwischen der ersten Seite (312) und der zweiten Seite (318) zwischen 70 und 90 Grad beträgt und wobei der Winkel zwischen der ersten Seite (312) und der dritten Seite (320) zwischen 70 und 90 Grad beträgt.