DE102024120402B3

DE102024120402B3 - Energieabsorptionsbauteil für ein Kraftfahrzeug sowie Baugruppe für ein Kraftfahrzeug mit derartigen Energieabsorptionsbauteilen

Info

Publication number: DE102024120402B3
Application number: DE102024120402.8A
Authority: DE
Inventors: Josef Bartzik; Ulrich Wittkugel
Original assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Current assignee: Kirchhoff Automotive Deutschland GmbH
Priority date: 2024-07-18
Filing date: 2024-07-18
Publication date: 2025-06-26
Anticipated expiration: 2044-07-19
Also published as: WO2026017715A1

Abstract

Beschrieben ist ein Energieabsorptionsbauteil 1 für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welches Energieabsorptionsbauteil 1 als Hohlprofil aus zwei Schalenbauteilen 2, 3 zusammengesetzt ist, von denen das erste Schalenbauteil 2 als Außenschale eine U-förmige Querschnittsgeometrie aufweist und von denen das zweite Schalenbauteil 3 als Innenschale in die Offenseite des ersten Schalenbauteils 2 eingreifend angeordnet und mit den Schenkeln 4, 5 des ersten Schalenbauteils 2 verbunden ist.
Besonderes Kennzeichen dieses Energieabsorptionsbauteils 1 ist, dass das Energieabsorptionsbauteil 1 über wenigstens einen Sollknickabschnitt S₁, S₂ verfügt, an der das Energieabsorptionsbauteil 1 im Falle einer Energieabsorption in Richtung der Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils 1 in Querrichtung zu seiner Längserstreckung ausknickt, welcher Sollknickabschnitt S₁, S₂ durch jeweils eine in jeden Schenkel des ersten Schalenbauteils 2, einander bezüglich der Längsachse des Energieabsorptionsbauteils 1 gegenüberliegende, jeweils als Positivstruktur ausgelegte, das zweite Schalenbauteil 3 übergreifende Horizontalsicke 14, 14.1; 15, 15.1 sowie durch eine mit den Horizontalsicken 14, 14.1; 15, 15.1 des ersten Schalenbauteils 2, 2.1 zum Ausknicken zusammenwirkende Strukturschwächung auf Seiten des zweiten Schalenbauteils 3 in dem von den Horizontalsicken überspannten Abschnitt bereitgestellt ist.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Energieabsorptionsbauteil für ein Fahrzeug, welches Energieabsorptionsbauteil als Hohlprofil aus zwei Schalenbauteilen zusammengesetzt ist, von denen das erste Schalenbauteil als Außenschale eine U-förmige Querschnittsgeometrie aufweist und von denen das zweite Schalenbauteil als Innenschale in die Offenseite des ersten Schalenbauteils eingreifend angeordnet und mit den Schenkeln des ersten Schalenbauteils verbunden ist. Gegenstand der Erfindung sind ferner Baugruppen für ein Kraftfahrzeug mit derartigen Energieabsorptionsbauteilen gemäß den Oberbegriffen von Patentanspruch 14 und Patentanspruch 16.
Zum Schutz der Sicherheitszelle eines Fahrzeuges sowie davor befindlicher Aggregate, wie etwa dem Motor, dem Kühler oder dergleichen sind Kraftfahrzeuge mit einer Stoßfängeranordnung zumindest im Bereich des Vorderwagens ausgerüstet. Eine solche Stoßfängeranordnung umfasst einen Stoßfängerquerträger, der sich über die Breite des Fahrzeuges erstreckt. Dieser ist an das Chassis des Fahrzeuges angeschlossen und zwar unter Zwischenschaltung von typischerweise zwei mit in Bezug auf die Längserstreckung des Stoßfängerquerträgers mit Abstand zueinander angeordneten Energieabsorptionsbauteilen, sogenannten Crashboxen. Die Energieabsorptionsbauteile dienen einer Energieabsorption im Falle eines Aufpralls durch plastische Deformation.
Die Energieabsorptionsbauteile sind herkömmlich typischerweise an eine Längsträgerkomponente des Chassis angeschlossen. Über diese läuft der Hauptlastpfad (erste Lastpfad) zur Absorption kinetischer Energie im Falle eines Aufpralls. Bestrebungen, Fahrzeuge kollisionskompatibel auszulegen, haben dazu geführt, dass Aufprallenergie über eine größere vertikale Erstreckung (z-Richtung) und unter Umständen auch über eine größere horizontale Erstreckung (x-Richtung) absorbiert werden muss. Zu diesem Zweck sind Crashmanagementsysteme entwickelt worden, die neben einem Hauptlastpfad über einen oder auch zwei in vertikaler Richtung (z-Richtung) davon beabstandete Nebenlastpfade (zweite Lastpfade) verfügen. Diese zweiten Lastpfade sind prinzipiell ebenso konzipiert wie der als Hauptlastpfad dienende erste Lastpfad. In den zweiten Lastpfad sind ebenfalls zwei in y-Richtung voneinander beabstandete Energieabsorptionsbauteile angeordnet. Diese sind einerseits an einem Stoßfängerquerträger und anderseits am Chassis des Fahrzeuges abgestützt und absorbieren im Falle eines Aufpralles ebenfalls Aufprallenergie durch plastische Verformung.
Derartige Energieabsorptionsbauteile, vor allem diejenigen des Hauptlastpfades sind ausgelegt, damit diese zur Energieabsorption durch Stauchen Falten ausbilden, sodass ein solches Energieabsorptionsbauteil ziehharmonikaartig gestaucht wird. Für den zweiten Lastpfad werden mitunter auch Energieabsorptionsbauteile eingesetzt, die ausgelegt sind, im Falle eines Aufpralles in y-Richtung auszuknicken und durch diese Deformation Aufprallenergie absorbieren.
Crashmanagementsysteme mit zwei oder mehr Lastpfaden werden vor allem zur Verbesserung des Crashmanagements im Falle einer Frontalkollision eingesetzt. Derartige Unfallszenarien treten zumeist bei zwei entgegenkommenden Fahrzeugen auf. Die Besonderheit bei einer solchen Kollision ist, dass diese nur mit einem Überlapp der beiden einander entgegenkommenden Fahrzeugen erfolgt. Getestet wird ein solches Unfallszenario mit dem sogenannten MPDB-Test (Mobile Progressive Deformable Barrier) mit einem Überlapp von 50 %. Bei einem solchen Aufprall sind an das Fahrzeugseitige Crashmanagementsystem besonders hohe Anforderungen gestellt.
Energieabsorptionsbauteile sind Hohlprofile, die ein Abschnitt eines stranggepressten Hohlkammerprofils aus einer hierfür geeigneten Aluminiumlegierung sein können. Gemäß anderen Ausgestaltungen sind derartige Energieabsorptionsbauteile aus Stahlplatinen in Schalenbauweise hergestellt. Sind Energieabsorptionsbauteile aus zwei Schalenbauteilen hergestellt, handelt es sich typischerweise um zwei Halbschalen, die stoßseitig mit ihren Schenkeln aneinandergrenzen und miteinander gefügt sind. Um das Fügen zweier solcher Halbschalen zu erleichtern, können die beiden Halbschalen nach außen ausgestellte Verbindungsflansche tragen. In einem solchen Fall sind die Halbschalen hutförmig profiliert.
Aus EP 4 209 393 A1 ist ein Energieabsorptionsbauteil bekannt, bei dem die beiden U-förmig profilierten Halbschalen ineinander eingesteckt und miteinander gefügt sind. Daher verfügt dieses vorbekannte Energieabsorptionsbauteil über eine U-förmig profilierte Außenschale, in die die Schenkel der ebenfalls U-förmig profilierten zweiten Halbschale eingreifen. Die beiden Halbschalen dieses vorbekannten Energieabsorptionsbauteiles weisen mit ihren Offenseite in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung). In die Vertikalwände und in die Horizontalwände sind Vertikal- bzw. Horizontalsicken eingeprägt. Die Vertikalsicken sind einander bezüglich der Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteiles in den in y-Richtung weisenden Wänden einander gegenüberliegend, jedoch in längsaxialer Richtung des Energieabsorptionsbauteiles zu den Horizontalsicken versetzt. Diese Sicken dienen zur Unterstützung einer Faltenanlage im Falle einer erforderlichen Energieabsorption in Richtung der Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils. Die in diesem Stand der Technik beschriebenen Energieabsorptionsbauteile sind solche des Hauptlastpfades und eingeschaltet zwischen einem Stoßfängerquerträger und einem Längsträger des Chassis.
In EP 3 527 435 B1 ist ein aus einem Strangpressprofil hergestelltes Energieabsorptionsbauteil bekannt, in welches an seiner zur Mitte des Stoßfängerquerträgers weisenden Vertikalwand eine nutförmige Vertiefung eingebracht ist. Diese dient zum Induzieren einer Deformation. In DE 10 2012 111 671 A1 ist ein als Vierkantrohr ausgebildeter Versteifungsträger beschrieben, der in seinem vorderen Endbereich eine als Negativstruktur ausgebildete Sicke in einer Vertikalwand aufweist. Hierdurch ist das Vierkantrohr geschwächt. Bei einem Frontalaufprall dient diese Schwächung, um ein definiertes Knicken zu bewirken.
Aus JP 2008 - 100 549 A1 ist weiteres Energieabsorptionsbauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dieses aus zwei Halbschalen zusammengesetzte Energieabsorptionsbauteil bildet ein Hohlprofil mit einer quadratischen Querschnittsfläche. In die Seitenwände dieses Energieabsorptionsbauteils sind im Querschnitt dreieckförmige Vorsprünge als Positivstrukturen eingeprägt. Diese Vorsprünge ergänzen sich in den benachbarten Seitenwänden des Energieabsorptionsbauteils zu einem Ring. In den durch die Seitenwände gebildeten Ecken befindet sich eine in einer Draufsicht trapezförmige Einkerbung. Damit ist dieses Energieabsorptionsbauteil nach Art einer Ziehharmonika konzipiert. Im Falle einer Energieabsorption in Richtung der Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils dienen die Vorsprünge als Faltenanlage für eine definierte Energieabsorption, bei der das Energieabsorptionsbauteil in Richtung seiner Längserstreckung zusammengedrückt wird.
In EP 4 049 902 A1 ist eine Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Die Stoßfängeranordnung umfasst einen Querträger und jeweils endseitig des Querträgers angeordnete Crashboxen. Die Crashboxen sind aus zwei ineinander eingreifenden Halbschalen zusammengesetzt und weisen für eine definierte Faltenanlage im Falle einer Energieabsorption in Richtung der Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils in Querrichtung zur Längserstreckung ausgerichtete Positiv- und Negativsicken auf. Jeweils benachbarte Seitenwände verfügen über eine bezüglich ihrer Orientierung gegensinnig ausgeführte Sicke und zwar dergestalt, dass eine Negativsicke in einer ersten Seitenwand in den benachbarten Seitenwänden eine Positivsicke angeordnet ist. Im Fall einer Energieabsorption in Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils wird diese vorbekannte Crashbox faltenbalgähnlich zusammengedrückt.
Ausgehend von dem vorstehend diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung der Aufgabe zugrunde, ein Energieabsorptionsbauteil und eine Baugruppe mit derartigen Energieabsorptionsbauteilen vorzuschlagen, die sich nicht nur zum Einschalten in einen zweiten Lastpfad eignen, sondern die auch kostengünstig und in einfacher Weise hergestellt werden können und zudem ohne größeren Aufwand an fahrzeugspezifische Erfordernisse angepasst werden können.
Gelöst wird die auf das Energieabsorptionsbauteil bezogene Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Energieabsorptionsbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Gelöst wird die auf die Baugruppe gerichtete Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Baugruppe mit den Merkmalen der Ansprüche 14 oder 16.
Bei den im Rahmen dieser Ausführung verwendeten Richtungsangaben - der x-Richtung, der y-Richtung und der z-Richtung - handelt es sich um die Koordinatenrichtungen eines Fahrzeuges, wobei die x-Richtung der Längserstreckung, die y-Richtung der Erstreckung in Seitenrichtung und die z-Richtung die Vertikalerstreckung (Hochachse) des Fahrzeuges sind. Dieses Koordinatensystem wird auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Energieabsorptionsbauteils in gleicher Weise angewandt.
Dieses aus zwei Schalenbauteilen gebildete Energieabsorptionsbauteil verfügt über wenigstens einen Sollknickabschnitt. Dieser dient zum Induzieren eines Ausknickens des Energieabsorptionsbauteiles in einem Crashfalle, das heißt: Bei einer Energieabsorption in Richtung der Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils. Der Sollknickabschnitt ist ausgelegt, dass ein Ausknicken in Querrichtung zur Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils erfolgt. Je nach Auslegung des Sollknickabschnitts knickt dieser im Falle eines Aufpralles in Querrichtung zur Energieabsorptionsrichtung in die ein- oder andere Richtung oder, wenn mehrere Sollknickabschnitte vorgesehen sind, wechselweise in die ein oder andere Richtung aus. Die Richtung eines Ausknickens kann in Abhängigkeit von dem Einbau des Energieabsorptionsbauteils gewählt werden. Handelt es sich bei einem solchen Energieabsorptionsbauteil um ein solches, welches zwischen einem Stoßfängerquerträger und dem Chassis eines Fahrzeuges eingeschaltet ist, kann dieses je nach Einbaulage in y-Richtung oder in z-Richtung ausknicken. Ein Ausknicken in z-Richtung kann nach oben oder nach unten und ein Ausknicken in y-Richtung kann in Bezug auf die Fahrzeuglängsachse nach außen oder nach innen erfolgen. Auf diese Weise kann der zur Verfügung stehende Bauraum genutzt werden, damit ein Ausknicken im Falle einer Energieabsorption dorthin erfolgt, wo bestenfalls kein oder nur ein geringer Widerstand zu erwarten ist. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das Energieabsorptionsbauteil in Richtung des mitunter benachbart zu diesem angeordneten Kühler ausknickt. Wenn ein solches Energieabsorptionsbauteil beispielsweise mehrere, beispielsweise zwei derartiger Sollknickabschnitte aufweist, dann sind diese ausgelegt damit das Energieabsorptionsbauteil an benachbart angeordneten Sollknickabschnitten in entgegengesetzte Richtungen ausknickt.
Ein solcher Sollknickabschnitt ist bei diesem Energieabsorptionsbauteil durch eine in jeden Schenkel des U-förmig profilierten, ersten Schalenbauteils als Positivstruktur eingebrachte Horizontalsicke definiert, wobei die Horizontalsicken bezüglich der Längsachse des Energieabsorptionsbauteils bzw. der Längsachse des ersten Schalenbauteils einander gegenüberliegend angeordnet sind. Diese Horizontalsicken des ersten Schalenbauteils übergreifen das in die Offenseite dieses Schalenbauteils eingesetzte zweite Schalenbauteil in y-Richtung, mithin überkragen die Horizontalsicken das zweite Schalenbauteil in y-Richtung. Ausgenutzt wird hierbei die besondere Konzeption des Energieabsorptionsbauteils mit seinen beiden Schalenbauteilen, von denen das zweite Schalenbauteil als Innenschale in die Offenseite des ersten Schalenbauteils eingreifend angeordnet ist. Diese Positivstrukturen, die somit von den horizontal verlaufenden Schenkeln des ersten Schalenbauteils - mithin von den Horizontalwänden - des Energieabsorptionsbauteils abragen, stellen infolge ihres Übergriffes über die Außenseite des zweiten Schalenbauteils eine in Richtung des Übergriffes und damit in y-Richtung weisende Knickanlage bereit. Diese Knickanlage kann je nach Auslegung des Sollknickabschnittes nach Art einer Faltenanlage, wenn die Knickanlage auf ein Stauchen reagieren soll, oder als Materialreservoir für eine Dehnung, wenn die Knickanlage als Dehnstruktur vorgesehen ist, ausgelegt sein. Die Knickachse selbst verläuft in vertikaler Richtung (z-Richtung) oder ist gegenüber dieser um eine Winkelgrade geneigt. Zusätzlich befindet sich in dem Abschnitt des Energieabsorptionsbauteils, in dem die Horizontalsicken des ersten Schalenbauteils das zweite Schalenbauteil übergreifen, eine in x-Richtung wirkende Strukturschwächung, typischerweise in der durch das zweite Schalenbauteil bereitgestellten Vertikalwand des Energieabsorptionsbauteils. Diese Strukturschwächung wirkt mit der durch die Horizontalsicken bereitgestellten Knickanlage für ein definiertes Ausknicken des Energieabsorptionsbauteils im Falle einer erforderlichen Energieabsorption. Eine solche Strukturschwächung ist durch eine Verbindungsunterbrechung zwischen den beiden Schalenbauteilen, bedingt durch die als Positivstrukturen ausgeführten Horizontalsicken, verursacht, da die zu den Schenkeln des ersten Schalenbauteils weisenden Abschlüsse des zweiten Schalenbauteils unstrukturiert sind, mithin in die Sicken nicht eingreifen. Typischerweise werden die beiden Schalenbauteile aus einem hierfür geeigneten Stahlwerkstoff hergestellt sein. Diese werden zur Ausbildung des als Hohlkammerprofil ausgeführten Energieabsorptionsbauteils miteinander typischerweise durch Schweißen gefügt. Im Bereich der Strukturschwächung sind die beiden Schalenbauteile nicht miteinander gefügt; in dem Sollknickabschnitt befindet sich somit eine Schweißnahtunterbrechung.
Jedes der beiden Schalenbauteile kann seinerseits aus mehreren einzelnen Bestandteilen zusammengesetzt sein. Typischerweise sind die Schalenbauteile jedoch aus jeweils einer einzigen Platine geformt.
Das Konzept, das Energieabsorptionsbauteil durch zwei Schalenbauteile zusammenzusetzen, wobei eines der beiden Schalenbauteile eine Außenschale und das andere Schalenbauteil eine Innenschale ist, erlaubt eine Auslegung des als Innenschale dienenden zweiten Schalenbauteils, dass dieses in dem Bereich einer Strukturschwächung nach Art eines in Querrichtung (z-Richtung) unstrukturierten Materialstreifens ausgeführt ist. Dieses bedeutet, dass in diesem Abschnitt des zweiten Schalenbauteils dieser Streifen keine angeformten Schenkel aufweist, mithin nicht U-förmig profiliert ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das zweite Schalenbauteil angrenzend an den Bereich der Strukturschwächung bis zu seinem längsseiteigen einen Ende hin als solcher Streifen ausgeführt. Dieser Streifen kontaktiert mit seinen in z-Richtung weisenden Stößen die Innenseiten der Schenkel des als Außenschale dienenden ersten Schalenbauteils. Die Schenkel übergreifen typischerweise nicht nur den Abschnitt der Strukturschwächung mit ihren Horizontalsicken, sondern in Richtung der Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils, vor allem wenn das zweite Schalenbauteil ausgehend von der Strukturschwächung bis an sein eines Ende hin als in Querrichtung unstrukturierter Materialstreifen ausgeführt ist, diesen gesamten Abschnitt. Durch den Übergriff sind durch das Aneinanderangrenzen der beiden Schalenbauteile zwei Kehlen gebildet, sodass beide Schalenbauteile in diesen Abschnitt ohne Weiteres mit Kehlschweißnähten gefügt werden können. Von Besonderheit des Übergriffes der Schenkel des ersten Schalenbauteils über den äußeren Abschluss des zweiten Schalenbauteils ist, dass dieser genutzt werden kann, um die Steifigkeit des Energieabsorptionsbauteils in diesem Abschnitt an die jeweiligen Fahrzeuganforderungen anzupassen. Ein größerer Überstand wirkt für diesen Abschnitt versteifend gegenüber einem geringer dimensionierten Überstand. Ferner kann über einen solchen, sich in x-Richtung erstreckenden Überlappabschnitt die Überlappweite auch unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise zum Ende hin zunehmend oder auch abnehmend. Selbstverständlich sind auch andere Konturierungen des Übergriffes der Schenkel des ersten Schalenbauteils über das zweite Schalenbauteil möglich. Ferner erlaubt eine solche Ausbildung des Energieabsorptionsbauteils mit seiner Außenschale, dass das Energieabsorptionsbauteil in zumindest einem Endabschnitt Kontaktflächen zum Anschließen des Energieabsorptionsbauteils an einen Stoßfängerquerträger oder ein Chassisteil, z. B. einen Längsträger oder ein Längsträgerteil mit Flächenabschnitten seiner Schenkelaußenseiten kontaktiert bzw. angeschlossen werden kann, ohne das vorhandene Schweißnähte bei flächiger Anlage an einer Gegenkontaktfläche stören würden.
Anstelle oder auch ergänzend zu einer Verbindungsunterbrechung zwischen den beiden Schalenbauteilen kann die Strukturschwächung auch durch eine geringere Materialstärke zumindest in dem Bereich der Strukturschwächung etwa im zweiten Schalenbauteil realisiert sein. Gemäß einer anderen Ausgestaltung weist das zweite Schalenbauteil zum Zwecke einer Strukturschwächung für die Bereitstellung der vorgesehenen Sollknickabschnitt eine Vertikalsicke als Negativstruktur (von außen betrachtet) auf. Eine solche Strukturschwächung in Bezug auf das gewünschte Knicken des Energieabsorptionsbauteils im Falle einer Energieabsorption ist in besonders einfacher Weise bereitzustellen, wenn im Bereich der Strukturschwächung das zweite Schalenbauteil als Streifen und somit in seiner Querrichtung unprofiliert ausgebildet ist. Eine solche Vertikalsicke erstreckt sich über die gesamte Höhe des zweiten Schalenbauteils. Durchaus möglich ist auch eine Ausgestaltung, dass das zweite Schalenbauteil in einem Sollknickabschnitt U-förmig profiliert ist, jedoch zur Bereitstellung der vorgesehenen Strukturschwächung in dem Sollknickabschnitt eine Vertikalsicke aufweist.
Durch die Horizontalsicken des ersten Schalenbauteils und die Strukturschwächung auf Seiten des zweiten Schalenbauteils zur Ausbildung eines Sollknickabschnittes, versteht es sich, dass an der der Strukturschwächung gegenüberliegenden Seite des Energieabsorptionsbauteils nicht so ausgeführt ist, dass hierdurch die durch die Strukturschwächung erzielte Asymmetrie in der Energieabsorption in y-Richtung gesehen aufgehoben würde. Insofern ist bei einer Auslegung des Energieabsorptionsbauteils, dass der Sollknickabschnitt der Knickanlage für ein Falten ist, das Energieabsorptionsbauteil an seiner der Strukturschwächung in y-Richtung gegenüberliegenden Außenseite schubsteifer als auf der anderen Seite. Zur Unterstützung des Ausknickverhaltens des Energieabsorptionsbauteils enden die als Positivstrukturen in die Schenkel des ersten Schalenbauteils eingebrachten Horizontalsicken vor dem Übergang der Schenkel in den die Schenkel verbindenden Rücken. Insofern bleiben die typischerweise in einem Radius ausgeführten Kanten zwischen den Schenkeln und dem Rücken des ersten Schalenbauteils als schubversteifende Elemente erhalten. Ist die Knickanlage eines Sollknickabschnittes als Dehnabschnitt vorgesehen, ist in den Rücken des ersten Schalenbauteils eine als Negativstruktur vorgesehene Vertikalsicke eingeprägt.
Die Auslegung des Energieabsorptionsbauteils mit einer Außenschale und einer Innenschale erlaubt auch eine Auslegung, dass in einem Endabschnitt beide Schalenbauteile eine U-förmige Profilierung aufweisen, wobei die beiden Offenseiten dieser Schalenbauteile zueinander weisen. Damit greifen die Schenkel des zweiten Schalenbauteils in das erste Schalenbauteil ein, und zwar mit nur einem Abschnitt ihrer Höhe. Der diesseitige Endabschnitt des Energieabsorptionsbauteils verfügt sodann über zwei in y-Richtung weisende, nicht durch Schweißnähte beeinträchtigte Flächenabschnitte, bereitgestellt durch die Außenseiten der einander gegenüberliegenden Rücken der beiden profilierten Schalenbauteile. Dieses erlaubt die Auslegung eines Energieabsorptionsbauteils, bei dem sich an seinem einen Ende die Kontakt- bzw. Anschlussflächen in der x-y-Ebene und diejenigen an dem anderen Ende der z-x-Ebene befinden. Letzterer Endabschnitt, bei dem sodann die Schenkel der Außenschale nicht die Innenschale übergreifen, kann genutzt werden, um beispielsweise den Anschluss an das Chassis eines Kraftfahrzeuges durch Einschieben des Endabschnittes in das offene Ende eines Längsträgers vorzunehmen und sodann beide Komponenten mit beispielsweise einem Bolzen in y-Richtung zu verspannen. Der andere Endabschnitt mit seinen außenseitigen Kontaktflächen, bereitgestellt durch Abschnitte der Schenkel des ersten Schalenbauteils, in der x-y-Ebene dient zum Anschließen des Energieabsorptionsbauteils an einen Stoßfängerquerträger. Ist zum Anschluss des Energieabsorptionsbauteils an den Längsträger des Chassis eines Fahrzeuges zum Verspannen mit einem Spannbolzen vorgesehen, ist typischerweise zwischen den Rücken der beiden Schalenbauteile eine Abstandsbuchse angeordnet. Eine solche Kontaktflächenanordnung wirkt sich günstig auf die vorgesehene Deformation im Falle eines Frontalaufpralls aus.
In einer Weiterbildung des vorbeschriebenen Energieabsorptionsbauteils mit seinem Sollknickabschnitt zum Ausknicken im Falle einer Energieabsorption, wobei das Ausknicken typischerweise in y-Richtung nach außen erfolgt, ist vorgesehen, dass das Energieabsorptionsbauteil einen zweiten Sollknickabschnitt aufweist, an dem im Falle einer Energieabsorption das Energieabsorptionsbauteil in die entgegengesetzte Richtung ausknickt. Ein solches Energieabsorptionsbauteil wird im Falle einer Energieabsorption sodann S-förmig deformiert. Infolgedessen ist eine deutlich höhere, rissfreie Energieabsorption möglich. Bereitgestellt werden kann ein solcher zweiter Sollknickabschnitt durch Vorsehen durch eine in den Rücken des ersten Schalenbauteils eingebrachte Vertikalsicke als Negativstruktur. Diese Vertikalsicke erstreckt sich typischerweise über die gesamte Höhe des ersten Schalenbauteils. Durch die bevorzugte Ausgestaltung dieser sich über die gesamte Höhe des ersten Schalenbauteils erstreckenden Vertikalsicke ist die typischerweise mit einem Radius ausgeführte Kante zwischen dem Rücken und seinen Schenkeln unterbrochen. Zur weiteren Unterstützung einer Knickinitialisierung in diesem zweiten Sollknickabschnitt sind vorzugsweise in die beiden Schenkel des ersten Schalenbauteils aneinander bezüglich der Längsachse dieses Schalenbauteils gegenüberliegende, als Positivstrukturen eingebrachte Horizontalsicken vorgesehen. Diese übergreifen mit ihrer Ausprägung das zweite Schalenbauteil in y-Richtung. Diese Horizontalsicken bilden eine Materialvorgabe um eine Knickbewegung im Bereich der in das erste Schalenbauteil eingebrachten Vertikalsicke durch Dehnung zu ermöglichen. Eine weitere Unterstützung des gewünschten Ausknickens in diesem Sollknickabschnitt kann dadurch erreicht werden, dass in dem Abschnitt des zweiten Schalenbauteils, welches von diesen zweiten Horizontalsicken des ersten Schalenbauteils übergriffen wird, neben einer durch die Horizontalsicken bedingten Verbindungsunterbrechung zwischen den beiden Schalenbauteilen, das zweite Schalenbauteil in diesem Sollknickabschnitt eine Vertikalsicke, typischerweise als Negativstruktur aufweist.
Ein solches Energieabsorptionsbauteil eignet sich insbesondere für im Querschnitt kleinere Energieabsorptionsbauteile, vor allem auch solche, wie diese zum Einschalten in einen zweiten Lastpfad zur Energieabsorption in x-Richtung benötigt werden. Durch gezieltes Einstellen über die Wandstärke kann das Aus- bzw. Einknicken dieses Energieabsorptionsbauteils im Falle einer Energieabsorption mehr oder weniger Energie absorbieren, verglichen mit einem Energieabsorptionsbauteil gleicher Querschnittsfläche, bei dem Energie ausschließlich durch Bilden einer Faltenstruktur absorbiert wird. Daher ist in einer typischen Verwendung derartiger Energieabsorptionsbauteile vorgesehen, dass diese Teil einer Baugruppe eines Kraftfahrzeuges sind, in welcher Baugruppe diese Energieabsorptionsbauteile in den zweiten Lastpfad zwischen einem Stoßfängerquerträger und dem Chassis eines Fahrzeuges eingeschaltet sind. Eine solche Baugruppe umfasst sodann zwei weitere Energieabsorptionsbauteile typischerweise mit einer größeren Querschnittsfläche, die in einer Ebene oberhalb oder unterhalb der Ebene der Energieabsorptionsbauteile für den zweiten Lastpfad angeordnet sind. Die Energieabsorptionsbauteile des ersten Lastpfades - dem Hauptlastpfad - und diejenigen des zweiten Lastpfades können an ein und demselben Stoßfängerquerträger oder auch an jeweils einem eigenen Querträger abgestützt sein.
Die Konzeption eines solchen Energieabsorptionsbauteils mit seinen beiden Schalenbauteilen erlaubt eine Auslegung, gemäß der das erste Schalenbauteil vornehmlich für die Energieabsorption und das zweite Schalenbauteil vornehmlich für die Knicklast verantwortlich sind. Auch kann das erste Schalenbauteil oder das zweite Schalenbauteil als Gemeinteil verwendet werden, wenn das jeweilig andere Schalenbauteil zur Anpassung an fahrzeugspezifische Erfordernisse unterschiedlich ausgestaltet sein soll.
Ein solches Energieabsorptionsbauteil kann auch an anderer Stelle in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug zur Energieabsorption eingesetzt werden. Beispielhaft sei an dieser Stelle ein Einsatz eines solchen Energieabsorptionsbauteils Achsträger genannt. Die Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils verläuft dann nicht notwendigerweise in x-Richtung des Fahrzeuges sondern kann typischerweise winkelig zu dieser Fahrzeugrichtung angeordnet sein.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: Eine perspektivische Ansicht eines aus zwei Schalenbauteilen zusammengesetzten Energieabsorptionsbauteils für ein Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2: die beiden Schalenbauteile des Energieabsorptionsbauteils der 1 nach Art einer Explosionsdarstellung,
3: eine Draufsicht auf das Energieabsorptionsbauteil der 1,
4: eine Unteransicht des Energieabsorptionsbauteils der 1,
5: eine perspektivische Ansicht eines aus zwei Schalenbauteilen zusammengesetzten Energieabsorptionsbauteils für ein Kraftfahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
6: die beiden Schalenbauteile des Energieabsorptionsbauteils der 5 nach Art einer Explosionsdarstellung,
7: eine Draufsicht auf das Energieabsorptionsbauteil der 5,
8: eine Unteransicht des Energieabsorptionsbauteils der 5 und
9: eine perspektivische Ansicht eines aus zwei Schalenbauteilen zusammengesetzten Energieabsorptionsbauteils für ein Kraftfahrzeug gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Ein Energieabsorptionsbauteil 1, auch als Crashbox anzusprechen, für ein Kraftfahrzeug dient zum Einschalten zwischen einen Stoßfängerquerträger und dem Chassis des Fahrzeuges. Über das Energieabsorptionsbauteil 1 wird im Falle eines Aufpralles, insbesondere eines Frontalaufpralls, bei dem die gesamte Energie in x-Richtung in das Energieabsorptionsbauteil 1 eingeleitet wird, Energie absorbiert. Das Energieabsorptionsbauteil 1 ist aus zwei Schalenbauteilen 2, 3 zusammengesetzt. Das erste Schalenbauteil 2 ist im Querschnitt U-förmig ausgelegt und umfasst zwei Schenkel 4, 5 sowie einen die beiden Schenkel 4, 5 verbindenden Rücken 6. Die Offenseite des Schalenbauteils 2 weist in y-Richtung. Das erste Schalenbauteil 2 dient bei dem Energieabsorptionsbauteil 1 als Außenschale, da das zweite Schalenbauteil 3 in die Offenseite des Schalenbauteils 2 eingreift bzw. darin eingesetzt ist. Das Schalenbauteil 3 stellt bei dem Energieabsorptionsbauteil 1 daher eine Innenschale dar. Das Schalenbauteil 3 greift in das Schalenbauteil 2 über seine gesamte Längserstreckung ein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schenkel 4, 5 des Schalenbauteils 2 mit unterschiedlicher Höhe ausgeführt. In einem Übergriffabschnitt 7 sind die Schenkel 4, 5 mit einer größeren Höhe ausgeführt als in dem darin anschließenden benachbarten Abschnitt 8. Der gegenüberliegende Endabschnitt des Übergriffabschnittes 7 dient zum Anschließen des Energieabsorptionsbauteils 1 an einen Stoßfängerquerträger. Der gegenüberliegende Endabschnitt des Abschnittes 8 dient zum Anschließen des Energieabsorptionsbauteils an das Chassis eines Fahrzeuges. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Endabschnitt des Abschnittes 8 so ausgeführt, damit dieser beispielsweise in das offene Ende eines als Hohlprofil ausgeführten Längsträgers eingesetzt werden kann. Denkbar ist an dieser Stelle auch ein karosseriespezifischer Anschluss, beispielsweise mittels Adapter oder sonstigen geeigneten Anschlussmitteln. Der vordere Anschluss des Energieabsorptionsbauteils kann dabei entweder horizontal, beispielsweise an einen Stoßfängerquerträger erfolgen, oder eine vertikale Anbindung über eine oberseitige und/oder unterseitige Kontaktfläche 9, die Teil des Schenkels 4 bzw. 5 sind.
Die Kontaktfläche 9 des Schenkels 4 ist in 1 durch eine Rasterung kenntlich gemacht. Damit erfolgt der Anschluss des bei diesem Ausführungsbeispiel zum Ausknicken in y-Richtung dargestellten Energieabsorptionsbauteils 1 an einen Stoßfängerquerträger mit Kontaktflächen in der x-y-Ebene. Zum Anschluss des Energieabsorptionsbauteils 1 an einen Längsträger des Chassis des Fahrzeuges dienen hingegen Kontaktflächen, die in der x-z-Ebene liegen, wobei eine Kontaktfläche auf der Außenseite des Rückens 6 und die gegenüberliegende Kontaktfläche Teil des zweiten Schalenbauteils 3 ist. Die Kontaktfläche des Schalenbauteils 3 ist in 1 ebenfalls mit einer Rasterung kenntlich gemacht. In dem Abschnitt 8, in dem die Schenkel 4, 5 des Schalenbauteils 2 eine geringere Höhe aufweisen, ist auch das Schalenbauteil 3 U-förmig profiliert. Seine Schenkel 11, 12 tauchen nur mit einem Abschnitt ihrer Höhe in die Offenseite des Schalenbauteils 2 ein. Das Schalenbauteil 3 ist in diesem Abschnitt 8 somit nicht von den Schenkeln 4, 5 des ersten Schalenbauteils 2 übergriffen. Der die beiden Schenkel 11, 12 verbindende Rücken 13 stellt mit seiner Außenseite die Kontaktfläche 10 bereit.
In die Schenkel 4, 5 des als Außenschale dienenden ersten Schalenbauteils 2 sind jeweils zwei mit Abstand in x-Richtung zueinander angeordnete Horizontalsicken 14, 14.1, 15, 15.1 eingeprägt. In der Einbausituation, wenn das Energieabsorptionsbauteil 1 zwischen einem Stoßfängerquerträger und dem Längsträger des Chassis eines Fahrzeuges eingeschaltet ist, weist der Rücken 6 des Schalenbauteils 2, so wie in den Figuren dargestellt, in Querrichtung (y-Richtung) nach außen, während das Schalenbauteil 3 mit seinem Rücken 13 in Richtung zur Mitte der Fahrzeugachse weist. Die Ausprägung der Horizontalsicken 14, 14.1; 15, 15.1 erfolgt in z-Richtung zur Außenseite der Schenkel 4, 5 hin und stellen somit, wie in 1 erkennbar, auf der Außenseite des Energieabsorptionsbauteils 1 Positivstrukturen dar. Die Horizontalsicken 14, 14.1; 15, 15.1 befinden sich in dem Übergriffabschnitt 7. In dem Übergriffabschnitt 7 übergreifen die Schenkel 4, 5 mit ihren Horizontalsicken 14, 14.1; 15, 15.1 das Schalenbauteil 3. Das Energieabsorptionsbauteil 1 kann auch um 90 Grad gegenüber der in den Figuren gezeigten Einbaulage um seine Längsachse gedreht zwischen einem Stoßfängerquerträger und dem Chassis eines Fahrzeuges eingebaut werden. Ein Ausknicken erfolgt dann in z-Richtung.
Die Horizontalsicken 14, 14.1 erstrecken sich in y-Richtung mit der Tiefenlinie ihrer Verprägung bis zu dem von dem Rücken 6 wegweisenden Rand der Schenkel 4, 5 und übergreifen daher die dazwischen liegenden Abschnitte des zweiten Schalenbauteils 3. In Richtung zu dem Rücken 6 enden die Horizontalsicken 14, 14.1; 15, 15.1 mit ihrem Tiefenverlauf vor dem mit einem Radius ausgeführten Übergang der Schenkel 4, 5 in den Rücken 6. In dem Abschnitt des zweiten Schalenbauteils 3, der zwischen den beiden Horizontalsicken 14, 15 angeordnet ist, ist eine Strukturschwächung vorgesehen, um auf diese Weise jeweils einen Sollknickabschnitt S₁, S₂ zum Ausknicken des Energieabsorptionsbauteils in y-Richtung bereitzustellen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Strukturschwächung durch eine in das Schalenbauteil 3 eingebrachte Vertikalsicke 16 bereitgestellt. Diese ist als Negativstruktur ausgeführt und erstreckt sich über die gesamte Höhe des Schalenbauteils 3. Die Horizontalsicken 14, 14.1 bedingen des Weiteren, dass über ihre sich in x-Richtung erstreckende Spannweite die beiden Schalenbauteile 2, 3 in den Sollknickabschnitt S₁ nicht miteinander verbunden sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die Spannweite der Horizontalsicken 14, 14.1 in x-Richtung derjenigen der Vertikalsicke 16. In den an die Vertikalsicke 16 angrenzenden Abschnitten sind die beiden Schalenbauteile 2, 3 miteinander verschweißt. In dem Abschnitt 8 erfolgt die Schweißung an der durch den in y-Richtung weisenden Abschluss der Schenkel 4, 5 des ersten Schalenbauteils 2 gebildeten Kante mit den Schenkeln 11, 12 des zweiten Schalenbauteils 3. In dem Übergriffabschnitt 7 sind die beiden Schalenbauteile 2, 3 entlang des Kontaktes der beiden Schalenbauteile 2, 3 miteinander verschweißt. Die Auslegung des Energieabsorptionsbauteils 1 bezüglich der Positionierung seiner Schweißverbindungen lässt deutlich werden, dass die Kontaktflächen 9, 10 frei von Schweißnähten sind.
Durch die Horizontalsicken 14, 14.1 und die Strukturschwächung unter Beteiligung der Vertikalsicke 16 ist ein erster Sollknickabschnitt S₁ bereitgestellt, dessen Knickachse in vertikaler Richtung oder zumindest weitestgehend in vertikaler Richtung (z-Richtung) verläuft. Im Falle eines Frontalaufpralls ist somit durch die in y-Richtung asymmetrische Schwächung in dem Sollknickabschnitt S₁ bereitgestellt, an der das Energieabsorptionsbauteil 1, wie in 1 durch einen Blockpfeil angedeutet, in y-Richtung nach außen, bezogen auf die Fahrzeuglängsachse ausknickt. Bei dem in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rücken 6 des ersten Schalenbauteils an seiner der Vertikalsicke 16 des zweiten Schalenbauteils 3 gegenüberliegenden Seite unstrukturiert. Wird das Energieabsorptionsbauteil 1 um seine Längsachse um 180 Grad gedreht eingebaut, knickt dieses im Falle einer Energieabsorption in seinem Sollknickabschnitt S₁ nach innen aus.
Bei dem darin gestellten Ausführungsbeispiel verfügt das Energieabsorptionsbauteil 1 über einen zweiten Sollknickabschnitt S₂. Dieser befindet sich in dem Bereich der Horizontalsicken 15, 15.1. Die Horizontalsicken 15, 15.1 gehen in Richtung zum Rücken 6 des ersten Schalenbauteils 2 in eine in den Rücken 6 eingebrachte, als Negativstruktur ausgeführte Vertikalsicke 17 über. Die U-förmige Profilierung des Schalenbauteils 3 endet vor den Horizontalsicken 15, 15.1. Wie aus 2 erkennbar, ist dieser unprofilierte Abschnitt des zweiten Schalenbauteils 3 nach Art eines Streifens ausgeführt und erstreckt sich bis zu dem freien Ende des Übergriffabschnittes 7. In dem von den Horizontalsicken 15, 15.1 überspannten Abschnitt des Schalenbauteils 3 befindet sich eine zweite darin eingebrachte Vertikalsicke 18. Diese ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Negativstruktur ausgeführt, kann jedoch auch als Positivstruktur ausgeführt sein. Aufgrund der die Vertikalsicke 18 überspannenden Horizontalsicken 15, 15.1 des Schalenbauteils 2 sind die beiden Schalenbauteile 2, 3 auch in dem Bereich der Spannweite dieser Horizontalsicken 15, 15.1 in x-Richtung nicht miteinander verschweißt. Durch diese Maßnahmen ist ein zweiter Sollknickabschnitt S₂ bereitgestellt, an der das Energieabsorptionsbauteil 1 in die entgegengesetzte Richtung zum Sollknickabschnitt S₁ und somit in Richtung zur Längsachse des Fahrzeuges, in y-Richtung ausknickt (siehe Blockpfeil in 1 und 3). Während bei dem Übergriffabschnitt S₁ die Horizontalsicken 14, 14.1 und die damit zusammenwirkende Vertikalsicke 16 nach Art einer einseitigen Faltenanlage entsprechend vorgeformt sind, dient der Sollknickabschnitt S₂ als Materialreservoir, um an dieser Seite ein Dehnen zu ermöglichen. Bei einem Einbau des Energieabsorptionsbauteils 1 um 180 Grad um seine Längsachse gedreht, knickt dieses bei einer Energieabsorption in seinem Sollknickabschnitt S₂ dann nach außen und in seinem Sollknickabschnitt S₁ nach innen ein.
In den 5 bis 8 ist ein weiteres Energieabsorptionsbauteil 1.1 beschrieben, das prinzipiell genauso aufgebaut ist wie das Energieabsorptionsbauteil 1 der 1 bis 4. Daher sind gleiche Bestandteile mit denselben Bezugszeichen, ergänzt um das Suffix „.1" verwendet worden. Unterschiedliche Bestandteile weisen hingegen unterschiedliche Bezugszeichen auf.
Das Energieabsorptionsbauteil 1.1 unterscheidet sich von dem Energieabsorptionsbauteil 1 hinsichtlich der Länge seines Übergriffabschnittes 7.1. Der Übergriffsabschnitt 7.1 erstreckt sich ausgehend von dem stoßfängerquerträgerseitigen Ende des Energieabsorptionsbauteils 1 bis hinter den Sollknickabschnitt S₂. Demzufolge ist der Abschnitt 8.1 länger als der Abschnitt 8 des Energieabsorptionsbauteils 1. In den beiden Ausführungsbeispielen der 1 bis 8 ist das Schalenbauteil 3 identisch. Die Unterscheidung der beiden Energieabsorptionsbauteile 1 bzw. 1.1 findet sich in der Auslegung des Schalenbauteils 2.1. In seinem Abschnitt 8.1 erstrecken sich die Horizontalsicken 19, 19.1 zwar bis zu dem Rand der Schenkel 4.1 bzw. 5.1, jedoch übergreifen diese das Schalenbauteil 3 in diesem Abschnitt 8.1 nicht. Hingegen ist in den Rücken 6.1 des Schalenbauteils 2.1 eine weitere Vertikalsicke 20 als Negativstruktur eingebracht. Die Horizontalsicken 19, 19.1 gehen in die als Negativstruktur ausgeführte Vertikalsicke 20 über. Das Deformationsverhalten des Energieabsorptionsbauteils 1.1 entspricht demjenigen des Energieabsorptionsbauteils 1. Die Ausknickrichtungen sind auch zu diesem Ausführungsbeispiel durch Blockpfeile kenntlich gemacht (siehe 5).
Die 9 zeigt ein weiteres Energieabsorptionsbauteil 1.2, welches prinzipiell dem Energieabsorptionsbauteil 1 der 1 bis 4 entspricht. Daher gelten die diesbezüglichen Ausführungen gleichermaßen für das Energieabsorptionsbauteil 1.2. Daher sind auch gleiche Bestandteile mit denselben Bezugszeichen, ergänzt um das Suffix „.2" verwendet worden.
Das Energieabsorptionsbauteil 1.2 unterscheidet sich von dem Energieabsorptionsbauteil 1 nur durch die Auslegung seines zweiten Schalenbauteils 3.2. Bei dem ersten Schalenbauteil handelt es sich um das Schalenbauteil 2 des Energieabsorptionsbauteil 1. Das Schalenbauteil 3.2 verfügt im Unterschied zu dem Schalenbauteil 3 des Energieabsorptionsbauteil 1 nicht über eine Vertikalsicke in seinem zweiten Sollknickabschnitt S₂. Infolge der diesen Abschnitt überspannenden Horizontalsicken 15, 15.1 sind die beiden Schalenbauteile 2, 3.2 auch bei diesem Ausführungsbeispiel in dem Sollknickabschnitt S₂ nicht miteinander verbunden und somit in Bezug auf das Schalenbauteil 3.2 in diesem Abschnitt geschwächt. Ferner unterscheidet sich das Schalenbauteil 3.2 von demjenigen der vorstehenden Figuren dadurch, dass der Abschnitt des Schalenbauteils 3.2, in dem dieser U-förmig profiliert ist, sich ausgehend von seinem längsträgerseitigen Anschluss nur bis zum Sollknickabschnitt S₁ und somit bis zu dem ausgehend von dem diesseitigen Ende ersten Sollknickabschnitt S₁ erstreckt.
Die besondere Auslegung der Energieabsorptionsbauteile 1, 1.1, 1.2 mit ihren Schalenbauteilen 2, 3; 2.1, 3 bzw. 2, 3.2 erlaubt in einfacher Weise eine Beeinflussung des Ausknickverhaltens ebenso wie eine Anpassung an die Anforderungen unterschiedlicher Fahrzeugtypen. Dieses kann beispielsweise durch unterschiedliche Auslegung in dem Material der beiden zusammenwirkenden Schalenbauteile 2, 3; 2.1, 3 bzw. 2, 3.2 liegen, beispielsweise ihrer Materialstärke, ihren Festigkeitseigenschaften oder dergleichen. Typischerweise wird man die Materialstärke des Schalenbauteils 3, 3.2 geringer auslegen als diejenige des als Außenschale dienenden Schalenbauteils 2 bzw. 2.1. Bei einer solchen Auslegung dient das Schalenbauteil 2, 2.1 vornehmlich einer Energieabsorption, während durch das zweite Schalenbauteil 3, 3.2 die Knicklast eingestellt wird, mithin diejenige Kraft die benötigt wird, damit das Energieabsorptionsbauteil 1, 1.1 bzw. 1.2 in den Sollknickabschnitten S₁, S₂ einknickt. Durchaus ist eine Auslegung möglich, dass ein Ausknicken des Energieabsorptionsbauteils 1, 1.1, 1.2 in seinen Sollknickabschnitten S₁, S₂ nacheinander erfolgt, beispielsweise das zunächst das Energieabsorptionsbauteil in seinem Sollknickabschnitt S₁ in Fahrzeugquerrichtung nach außen weisend ausknickt und erst anschließend in seinem Sollknickabschnitt S₂ nach innen in y-Richtung ausknickt.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Schutzbereich, beschrieben durch die geltenden Ansprüche, zu verlassen, ergeben sich für den Fachmann zahlreiche weitere Ausgestaltungen, den Erfindungsgedanken zu verwirklichen, ohne dass diese im Rahmen dieser Ausführungen näher erläutert werden müssten.

Claims

Energieabsorptionsbauteil für ein Fahrzeug, welches Energieabsorptionsbauteil (1, 1.1, 1.2) als Hohlprofil aus zwei Schalenbauteilen (2, 3; 2.1, 3; 2, 3.2) zusammengesetzt ist, von denen das erste Schalenbauteil (2, 2.1) als Außenschale eine U-förmige Querschnittsgeometrie aufweist und von denen das zweite Schalenbauteil (3, 3.2) als Innenschale in die Offenseite des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) eingreifend angeordnet und mit den Schenkeln (4, 5; 4.1, 5.1) des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieabsorptionsbauteil (1, 1.1, 1.2) über wenigstens einen Sollknickabschnitt (S₁, S₂) verfügt, an der das Energieabsorptionsbauteil (1, 1.1, 1.2) im Falle einer Energieabsorption in Richtung der Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils (1, 1.1, 1.2) in Querrichtung zu seiner Längserstreckung ausknickt, welcher Sollknickabschnitt (S₁, S₂) durch jeweils eine in jeden Schenkel des ersten Schalenbauteils (2, 2.1), einander bezüglich der Längsachse des Energieabsorptionsbauteils (1, 1.1, 1.2) gegenüberliegende, jeweils als Positivstruktur ausgelegte, das zweite Schalenbauteil (3, 3.2) übergreifende Horizontalsicke (14, 14.1; 15, 15.1; 19, 19.1) sowie durch eine mit den Horizontalsicken (14, 14.1; 15, 15.1; 19, 19.1) des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) zum Ausknicken zusammenwirkende Strukturschwächung auf Seiten des zweiten Schalenbauteils (3, 3.2) in dem von den Horizontalsicken (14, 14.1; 15, 15.1; 19, 19.1) überspannten Abschnitt bereitgestellt ist, wobei die Horizontalsicken (14, 14.1; 15, 15.1; 19, 19.1) des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) vor dem Übergang der Schenkel (4, 5; 4.1, 5.1) in den die beiden Schenkel (4, 5; 4.1, 5.1) verbindenden Rücken (6, 6.1) enden.
Energieabsorptionsbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schalenteile (2, 3; 2.1, 3; 2, 3.2) miteinander verschweißt sind.
Energieabsorptionsbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturschwächung durch eine Verbindungsunterbrechung, insbesondere eine Schweißnahtunterbrechung zwischen den beiden Schalenbauteilen (2, 3; 2.1, 3; 2, 3.2) verursacht ist.
Energieabsorptionsbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schalenbauteil (3.2) zumindest in demjenigen Abschnitt, bezogen auf seine Längserstreckung, in dem sich die Strukturschwächung befindet, nach Art eines in Querrichtung unstrukturierten Streifens ausgeführt ist.
Energieabsorptionsbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke des zweiten Schalenbauteils (3.2) zumindest in dem Abschnitt der Strukturschwächung geringer ist als diejenige des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) und/oder als die an die Strukturschwächung angrenzenden Abschnitte des zweiten Schalenbauteils (3.2).
Energieabsorptionsbauteil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abschnitt mit der der Strukturschwächung des zweiten Schalenbauteils (3, 3.2) eine sich mit ihrer Ausprägung über die gesamte Höhe erstreckende Vertikalsicke (16, 18) als Negativstruktur eingebracht ist.
Energieabsorptionsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit längsaxialem Abstand zu der Strukturschwächung, bezogen auf die Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils (1, 1.1, 1.2), das erste Schalenbauteil (2, 2.1) in seinen die beiden Schenkel (4, 5; 4.1, 5.1) verbindenden Rücken (6, 6.1) eine Vertikalsicke (17, 20) als Negativstruktur aufweist und in die beiden Schenkel (4, 5; 4.1, 5.1) des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) einander bezüglich der Längsachse des Energieabsorptionsbauteils gegenüberliegende, als Positivstrukturen ausgelegte, das zweite Schalenbauteil (3) übergreifende, zweite Horizontalsicken (15, 15.1; 19, 19.1) eingebracht sind.
Energieabsorptionsbauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der das zweite Schalenbauteil (3, 3.2) übergreifenden zweiten Horizontalsicken (15, 15.1) eine Verbindungsunterbrechung, zwischen den beiden Schalenbauteilen (2, 3; 2.1, 3; 2, 3.2) vorgesehen ist.
Energieabsorptionsbauteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vertikalsicke (17) des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) über seine gesamte Höhe erstreckt.
Energieabsorptionsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schalenbauteil (3, 3.2) einen durch zwei angeformte Schenkel (11, 12) U-förmig profilierten Abschnitt aufweist und dass das zweite Schalenbauteil (3, 3.2) mit diesem Abschnitt nur mit einem Teilabschnitt der Höhe seiner Schenkel (11, 12) in das erste Schalenbauteil (2, 2.1) eingreift.
Energieabsorptionsbauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des Energieabsorptionsbauteils (1, 1.1, 1.2) mit dem U-förmig profilierten Abschnitt des zweiten Schalenbauteils (3) als Endabschnitt das Anschlussende zum Anschließen des Energieabsorptionsbauteils (1, 1.1, 1.2) an einen Energieabsorptionsbauträger, etwa einen Längsträger des Chassis eines Kraftfahrzeuges ist und in und entgegen der Ausknickrichtung weisende Flächenabschnitte dieses Endabschnittes als Kontaktflächen (10) für den trägerseitigen Anschluss dienen.
Energieabsorptionsbauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenabschnitte zum Anschließen des Energieabsorptionsbauteils (1, 1.1) an ein von dem Energieabsorptionsbauteil (1, 1.1, 1.2) getragenes Bauteil, etwa einen Stoßfängerquerträger durch in Querrichtung zur Ausknickrichtung weisende Kontaktflächen (9) der Schenkel (4, 5; 4.1, 5.1) des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) bereitgestellt sind.
Energieabsorptionsbauteil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmige Profilierung des zweiten Schalenbauteils (3, 3.2), ausgehend von seinem diesseitigen Ende vor dem Abschnitt einer Strukturschwächung endet.
Baugruppe für ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens einen Stoßfängerquerträger mit zwei mit in Längserstreckung des Stoßfängerquerträgers mit Abstand zueinander angeordnete, daran angeschlossene erste Energieabsorptionsbauteile (1, 1.1, 1.2) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabsorptionsbauteile (1, 1.1, 1.2) jeweils über wenigstens einen Sollknickabschnitt (S₁, S₂) verfügen, an dem das Energieabsorptionsbauteil (1, 1.1, 1.2) im Falle einer Energieabsorption in Richtung der Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils (1, 1.1, 1.2) in Querrichtung zu seiner Längserstreckung ausknickt, welcher Sollknickabschnitt (S₁, S₂) durch jeweils eine in jeden Schenkel des ersten Schalenbauteils (2, 2.1), einander bezüglich der Längsachse des Energieabsorptionsbauteils (1, 1.1, 1.2) gegenüberliegende, jeweils als Positivstruktur ausgelegte, das zweite Schalenbauteil (3, 3.2) übergreifende Horizontalsicke (14, 14.1; 15, 15.1; 19, 19.1) sowie durch eine mit den Horizontalsicken (14, 14.1; 15, 15.1; 19, 19.1) des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) zum Ausknicken zusammenwirkende Strukturschwächung auf Seiten des zweiten Schalenbauteils (3, 3.2) in dem von den Horizontalsicken (14, 14.1; 15, 15.1; 19, 19.1) überspannten Abschnitt bereitgestellt ist, und wobei die Baugruppe zwei weitere, oberhalb oder unterhalb der ersten Energieabsorptionsbauteile angeordnete zweite, an den wenigstens einen oder einen weiteren Stoßfängerquerträger sowie chassisseitig abgestützte zweite Energieabsorptionsbauteile umfasst, durch welche ersten Energieabsorptionsbauteile (1, 1.1, 1.2) ein erster Lastpfad zum Absorbieren von Aufprallenergie und durch welche zweiten Energieabsorptionsbauteile ein zweiter Lastpfad zum Absorbieren von Aufprallenergie bereitgestellt sind.
Baugruppe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der über die zweiten Energieabsorptionsbauteile laufende Lastpfad der Hauptlastpfad zum Absorbieren von Energie im Falle eines Aufpralles ist.
Baugruppe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Achse, wobei an jeder Seite zumindest ein die Achse haltender Achsträger vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsträger als Energieabsorptionsbauteile ausgeführt sind, wobei die Energieabsorptionsbauteile (1, 1.1, 1.2) als Hohlprofile aus zwei Schalenbauteilen (2, 3; 2.1, 3; 2, 3.2) zusammengesetzt sind, von denen das erste Schalenbauteil (2, 2.1) als Außenschale eine U-förmige Querschnittsgeometrie aufweist und von denen das zweite Schalenbauteil (3, 3.2) als Innenschale in die Offenseite des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) eingreifend angeordnet und mit den Schenkeln (4, 5;4.1,5.1) des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) verbunden ist, wobei die Energieabsorptionsbauteile (1, 1.1, 1.2) über wenigstens einen Sollknickabschnitt (S₁, S₂) verfügen, an der das Energieabsorptionsbauteil (1, 1.1, 1.2) im Falle einer Energieabsorption in Richtung der Längserstreckung des Energieabsorptionsbauteils (1, 1.1, 1.2) in Querrichtung zu seiner Längserstreckung ausknickt, welcher Sollknickabschnitt (S₁, S₂) durch jeweils eine in jeden Schenkel des ersten Schalenbauteils (2, 2.1), einander bezüglich der Längsachse des Energieabsorptionsbauteils (1, 1.1, 1.2) gegenüberliegende, jeweils als Positivstruktur ausgelegte, das zweite Schalenbauteil (3, 3.2) übergreifende Horizontalsicke (14, 14.1; 15, 15.1; 19, 19.1) sowie durch eine mit den Horizontalsicken (14, 14.1; 15, 15.1; 19, 19.1) des ersten Schalenbauteils (2, 2.1) zum Ausknicken zusammenwirkende Strukturschwächung auf Seiten des zweiten Schalenbauteils (3, 3.2) in dem von den Horizontalsicken (14, 14.1; 15, 15.1; 19, 19.1) überspannten Abschnitt bereitgestellt ist.