[go: up one dir, main page]

WO2014180672A1 - Karosserieträger für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Karosserieträger für ein kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2014180672A1
WO2014180672A1 PCT/EP2014/058421 EP2014058421W WO2014180672A1 WO 2014180672 A1 WO2014180672 A1 WO 2014180672A1 EP 2014058421 W EP2014058421 W EP 2014058421W WO 2014180672 A1 WO2014180672 A1 WO 2014180672A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
body support
wall
elevations
failure
recesses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2014/058421
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Balazs Fodor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to CN201480025382.1A priority Critical patent/CN105209325B/zh
Publication of WO2014180672A1 publication Critical patent/WO2014180672A1/de
Priority to US14/933,686 priority patent/US9586621B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152Front or rear frames
    • B62D21/155Sub-frames or underguards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152Front or rear frames
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
    • B60R19/34Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/04Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of synthetic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/04Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of synthetic material
    • B62D29/041Understructures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • B60R2019/1806Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing
    • B60R2019/1833Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of plastic material
    • B60R2019/1853Structural beams therefor, e.g. shock-absorbing made of plastic material of reinforced plastic material

Definitions

  • the present invention relates to a body carrier for a
  • Motor vehicle which is formed of fiber-reinforced plastic and is designed as a carrier absorbing in a collision case of the motor vehicle energy
  • Body structures in particular a body support, for a motor vehicle designed in such a way that it fails absorbing energy collision in a collision case of the motor vehicle.
  • Materials are designed so that they deform suitable at a certain level of force over a designated route.
  • Crashbox as an energy absorber. If their energy absorption capacity is exhausted and the kinetic energy has not yet completely dissipated, the deformed / destroyed bumper or Chrashbox on the body support, which is called in the front area of motor vehicles with front engine and engine mount. As a result, a failure is initiated on the body. If the carrier is made of CFRP, the failure follows the so-called “crushing.” The failure mechanism "crushing" is a more or less complete disintegration
  • a body support for a motor vehicle, particularly a passenger car, according to the present invention is made of a fiber reinforced plastic, i. a fiber composite material, and is designed as a body in a collision case energy absorbing body carrier.
  • a body support is part of a so-called "crash" structure of the body and is also called body structure support, since it is a structural part of
  • the body support has at least one wall which is provided with depressions and / or elevations such that, when a predetermined collision threshold load is applied in a longitudinal direction of the body support in the region of the depressions and / or elevations, the wall fails due to fragmentation.
  • the depressions and / or elevations, which promote fragmentation are designed such that a smaller fragmentation or a larger fragmentation or no fragmentation corresponding to a desired predetermined force curve takes place. Accordingly, over a certain distance the depressions and / or elevations, which promote fragmentation, are designed such that a smaller fragmentation or a larger fragmentation or no fragmentation corresponding to a desired predetermined force curve takes place. Accordingly, over a certain distance the depressions and / or elevations, which promote fragmentation, are designed such that a smaller fragmentation or a larger fragmentation or no fragmentation corresponding to a desired predetermined force curve takes place. Accordingly, over a
  • Body support fails at a large force, causing a large
  • Collision energy is absorbed, and may fail at a lower force as the failure progresses to another location on another body of the body, so that at that other location and at that time the body carrier fails at the other location, a lower collision energy is absorbed.
  • the body structure support may have, in particular in its longitudinal direction, at least two different failure sections arranged one behind the other, which according to the different arrangement and / or design of the
  • the body structure carrier may also have more than two failure sections in the longitudinal direction, each failing with different or merging force curves.
  • a large force level means a relatively large deceleration / acceleration, which acts on a vehicle occupant with the same effective collision mass of the motor vehicle.
  • a small force level means that the same effective collision mass has a lower deceleration / acceleration a passenger compartment and thus acts on a vehicle occupant.
  • the failure of the body panel or the wall between failure by fragmentation and failure by peeling over a failure path of the body support is controllable.
  • fibers will crack much more widely than if they failed by fragmentation.
  • Shelling failure is particularly favored in completely flat wall surfaces, where the fibers tear, for example, in the region of one end of the wall and a transition to another wall and then peel off over a large area.
  • the more curvatures / bumps has the wall, wherein the depressions and / or elevations represent such curvatures / bumps.
  • the wall is formed substantially flat apart from the depressions and / or elevations.
  • the term "even” in this context means flat, ie The wall as a whole is not curved. This is a failure by peeling at locations in the load direction particularly favored at which no elevations or depressions are present and the fibers according to straight, that is not curved, are arranged.
  • Recesses in the flat wall can be favored at these locations failure by fragmentation.
  • the body support or the plastic of the body support is reinforced with continuous fibers.
  • Continuous fibers significantly increase the rigidity and strength of the body support.
  • the fibers follow a course of the wall with the depressions and / or elevations in accordance with the
  • depressions and elevations In other words, the continuous fibers are curved at the respective transitions to the depressions or elevations. Fragmentation is particularly favored at these locations, as explained above.
  • the fibers may be arranged via a continuous manufacturing process corresponding to the depressions and / or the elevations.
  • a manufacturing process here winding processes, braiding and Poltrusionsreae come into question.
  • depressions and elevations can be made particularly simple by a diameter in the winding process or
  • depressions and / or elevations in a longitudinal direction of the body ie substantially parallel to the longitudinal direction of the body,
  • the depressions are grooves formed parallel to the longitudinal direction of the carrier.
  • the depressions are preferably formed on an outer side of the wall of the carrier.
  • the ridges are ridges formed parallel to the longitudinal direction of the wearer.
  • the backs are preferably formed on an inner side of the wall of the carrier.
  • Increasing a force level can be generated in the event of a collision.
  • no body support having a thicker wall thickness or a larger diameter is required.
  • Recesses / elevations in the form of grooves / backs are particularly easy to produce.
  • the depressions on one side of the wall are preferably corresponding
  • Elevations arranged on the other side of the wall, so that a wall thickness of the body support remains substantially the same over its circumference.
  • the carrier is not weakened by the wells and a weight of the carrier is increased only relatively small.
  • the grooves can preferably be designed to be tapered and / or widening in the longitudinal direction.
  • a geometry changes of the grooves is formed according to a desired failure force profile.
  • the body support is a profiled carrier with an open profile and / or a closed profile.
  • a profile has a plurality of walls, wherein in one or more walls, the depressions and / or elevations may be formed.
  • the depressions and / or elevations are in particular at wider
  • the depressions and / or elevations are in particular in a
  • Body carrier with several walls on the wider walls of the
  • Body carrier trained.
  • a body carrier with rectangular, not square cross-section example has two wide walls and two narrow walls.
  • the body support is a hollow beam, i. a carrier with a closed profile, with a polygonal, advantageously a substantially rectangular cross-section.
  • the body support according to the present invention may also be used in all of its carbon fiber reinforced plastic designs
  • carbon fiber reinforced plastic or carbon fiber composite material may be formed.
  • a glass fiber reinforced or an aramid fiber reinforced plastic or reinforced with any other suitable fibers plastic / composite material is applicable.
  • a wall thickness of the wall of the body support may be substantially constant according to a preferred development. This means that the wall thickness is also substantially constant at locations with elevations and / or depressions. In particular, a wall thickness of the wall may be constant at least in a direction transverse to the longitudinal direction of the support,
  • the body support is arranged in a front load path for a front collision of the motor vehicle and / or in a rear load path for a rear collision of the motor vehicle.
  • the body support may be directly or indirectly, for example via a deformation element, i. a crashbox, with one
  • the deformation element is designed, for example, replaceable and serves to absorb collision energy in a low speed range of the motor vehicle, without irreparably damaging the body support arranged behind it.
  • the body support according to the present invention may be a front
  • the front side member may extend over a major part of a front end, for example, from the bumper cross member or the deformation element to an end wall, the front of the passenger compartment of the front Motor vehicle separates.
  • the body support can also, for example, an A-pillar or a
  • the body support may preferably have in its longitudinal direction at least one high-collision energy absorption section in which the depressions and / or elevations in the wall are formed.
  • the body support may also have a low collision energy absorption portion in which no depressions and / or elevations are formed in the wall.
  • the body support has at least two different sections of failure.
  • Fig. 1 is a schematic side view and a sectional view of a
  • Body carrier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram qualitatively showing a force variation over time during failure of the body panel of the first embodiment.
  • Embodiment of the present invention shows.
  • Fig. 3 is a schematic side view and a sectional view of a
  • Body carrier according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram qualitatively showing a force variation over time during failure of the body of the second carrier.
  • Embodiment of the present invention shows.
  • Figure 1 shows a side view of a body support 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the body 1 has, as shown in a schematic sectional view along the line A - A, a substantially rectangular cross-section.
  • the rectangular body support 1 has on its long sides two opposite walls 11 and 12, the opposite walls 11 and 12 are on the short sides by also
  • opposite walls 13 and 14 are connected, wherein the four walls 11, 12, 13, 14 together result in a rectangular profile of the body 1.
  • the opposite walls 11 and 12 are each two grooves 3, the
  • the grooves 3 are formed in particular on outer sides (outer sides) of the walls 11 and 12.
  • the grooves 3 are parallel to a longitudinal direction of the
  • the grooves 3 are on the inner sides (inner sides) of the walls 1 1 and 12 of the grooves 3 corresponding elevations or back 5 is formed.
  • the grooves 3 and the elevations 5 are in particular such formed corresponding to each other, that a wall thickness of the walls 11 and 12 does not change or is substantially constant.
  • the grooves 3 and the elevations 5 have a tapering course and extend from a beginning (in FIG. 1, left) of the body frame 1 over a certain length along the longitudinal direction of the body 1
  • the groove 3 is the widest and tapers continuously to the end. The section of the body with the grooves 3 and
  • Raises 5 is a high collision energy absorption section according to the present invention.
  • a following section of the body 1, i. a right portion in Figure 1 no groove or elevation is formed.
  • This section is a low-collision energy absorption section according to the present invention.
  • the body support 1 may be a front side member, often called an engine mount, with a left end of the body support 1 in the vehicle main direction of travel and showing a right end of the body 1 against a vehicle main direction of travel.
  • the body support 1 may also be another structurally effective support in a motor vehicle body, which is in a
  • Collision case of the motor vehicle along its longitudinal direction is claimed.
  • Such a body support 1 is used in its failure degradation of collision energy and should prevent a threshold of a
  • Delay / acceleration which acts on a vehicle occupant, is not exceeded.
  • Body carrier 1 in particular from the left-hand side in FIG. 1, may cause a failure of the body support 1 at its left end or its front end with respect to the direction of collision, so that a failure is initiated at the front end ,
  • At the front end of the body support 1 has particularly wide grooves 3 and corresponding elevations 5 in the long side walls 11 and 12th educated.
  • the grooves 3 and elevations 5 relatively little flat portions in the wall 11 and 12 of the carrier are formed. This results in a relatively fragmented fragmentation of the walls 11 and 12, since the fibers run along many curves. A fragmented fragmentation takes place again with a relatively large force.
  • FIG. 1 A course of a force in the collision is shown qualitatively over a period of time in FIG.
  • the body 1 shown in Figure 1 begins to fail at its front end, this is due to the widest point of the grooves 3 / elevations 5 at a relatively large force at an early time or a time 0. Since the grooves 3 / elevations However, as they become narrower, the flat sections take on uneven surfaces
  • Sections i. the grooves or ridges, in proportion, so that a fragmentation of the walls 11 and 12 is increasingly coarser. This is shown schematically in FIG. 2 by a decreasing force curve. Now reaches the failure of the body support 1 a section in which no grooves or
  • Body support 1 in which no more grooves and elevations are present and the geometry of the body support 1 no longer changes over a length, so that the failure occurs at a relatively low force in the
  • Walls and thus curvatures of fibers lead targeted failure can be controlled and in particular a failure by fragmentation or failure by peeling or a finely divided failure or a
  • this has the particular advantage that, for example, with a lower effective mass in the course of the collision, the force level at which a failure occurs can also be reduced, so that a
  • Delay / acceleration acting on a vehicle occupant does not exceed a certain threshold.
  • FIG. 3 shows a body support 1 of a second embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals as used in the first embodiment are used for the same or similar features.
  • the body support 1 has, as in the first embodiment in opposite side walls 11 and 12 of a rectangular profile
  • Recesses 3 and elevations 5 formed.
  • the recesses 3 and elevations 5 are formed such that they extend gradually starting at a front end of the body support 1, over a certain distance have a constant width and in a subsequent section progressively rejuvenate.
  • a failure of the body support 1 of the second embodiment is also carried out from the left so the front end of the body support 1, wherein the failure can be triggered at the front end accordingly.
  • the geometry of the recesses 3 / elevations 5 described above has in the case a collision of the motor vehicle, in which a load from the left on the
  • Body carrier 1 along a longitudinal direction of the body 1 acts, with the result that a force at which the body 1 fails is relatively low at the beginning of the failure, then increases continuously, remains constant at a highest level, and then again according to the taper of the groove continuously drops until the force remains constant at a low level.
  • the force curve is due to the fact that when a failure begins at the front end of the body support 1, this failure first with a
  • a force course upon failure of the carrier can be influenced as desired by adjusting the geometry of the carrier.
  • the geometry change takes place by a change of a
  • Ratio of flat surfaces to curved surfaces thereby controlling a type of failure.
  • the corresponding walls of the body panel tend to fail by fragmentation, while with relatively large flat areas, peel failure is likely to occur.
  • Failure modes are thus desired force curves over time possible without significantly altering a space of the wearer or to increase a weight of the wearer.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

Ein Karosserieträger für ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet und ist als ein in einem Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs Energie absorbierender Karosserieträger ausgebildet. Der Karosserieträger weist zumindest eine Wand auf, die derart mit Vertiefungen und/oder Erhöhungen versehen ist, dass bei einem Aufbringen einer vorbestimmten Kollisionsschwelllast in eine Längsrichtung des Karosserieträgers im Bereich der Vertiefungen und/oder Erhöhungen ein Versagen der Wand durch Fragmentierung erfolgt.

Description

Karosserieträger für ein Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Karosserieträger für ein
Kraftfahrzeug, der aus faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist und als ein in einem Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs Energie absorbierender Träger ausgebildet ist
Es ist bekannt Karosseriestrukturen, insbesondere einen Karosserieträger, für ein Kraftfahrzeug derart auszulegen, dass er in einem Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs Kollisionsenergie absorbierend versagt. Karosserieträger aus metallischen
Werkstoffen sind dabei derart ausgelegt, dass sie sich bei einem bestimmten Kraftniveau über eine dafür vorgesehene Strecke geeignet verformen. Für
Karosseriestrukturen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) oder anderen faserverstärkten Kunststoffen in Kraftfahrzeugen, insbesondere
Personenkraftfahrzeugen, sind heute überwiegend röhrenförmige Träger mit mehreckigem (z.B. rechteckigem) oder rundem Profil verwendet, mit welchem üblicherweise ein Deformationselement, das auch Crash box genannt wird, verbunden ist. Die Crashbox ist an ihrem anderen Ende mit einem Stoßfänger verbunden. Beim frontalen Aufprall dient zunächst der Stoßfänger dann die
Crashbox als Energieabsorber. Ist ihr Energieaufnahmevermögen erschöpft und die kinetische Energie noch nicht vollständig abgebaut, prallen der deformierte/zerstörte Stoßfänger bzw. Chrashbox auf den Karosserieträger, der im Vorderwagenbereich bei Kraftfahrzeugen mit Frontmotor auch Motorträger genannt wird. Dadurch wird ein Versagen am Karosserieträger eingeleitet. Besteht der Träger aus CFK, folgt das Versagen dem sogenannten„Crushing". Beim Versagensmechanismus "Crushing" erfolgt eine mehr oder weniger vollständige Desintegration
(Pulverisierung bzw. Fragmentierung oder auch Zersplitterung genannt) des Trägers vorrangig im Sprödbruch. Eine weitere Form des Crushings ist eine definierte Umlenkung des CFK-Materials um 180° direkt an der Aufprallfläche, wobei diese Umlenkung auch Aufschälen oder Schälen genannt wird. Dabei kommt zum Abbau der kinetischen Kollisionsenergie ein Faserbruchmechanismus in Verbindung mit Reibung zur Wirkung. Diese beiden Versagensmechanismen funktionieren effektiv bei einem frontalen Aufprall, bei welchem die Kraft auf den Träger senkrecht zu einem Trägerquerschnitt steht.
Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Karosserieträger für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, der es ohne wesentliche Beeinflussung eines erforderlichen Bauraums für den Karosserieträger ermöglicht, ein Versagen bei unterschiedlichen Kraftniveaus bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs zu
ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch einen Karosserieträger für ein Kraftfahrzeug gelöst, der die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführt.
Ein Karosserieträger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug, gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus einem faserverstärkten Kunststoff, d.h. einem Faserverbundwerkstoff, ausgebildet und ist als ein in einem Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs Energie absorbierender Karosserieträger ausgebildet. Ein derartiger Karosserieträger ist Bestandteil einer sogenannten„Crash"-Struktur der Karosserie und wird auch Karosseriestrukturträger genannt, da er struktureller Teil der
Karosserie ist. Der Karosserieträger weist zumindest eine Wand auf, die derart mit Vertiefungen und/oder Erhöhungen versehen ist, dass bei einem Aufbringen einer vorbestimmten Kollisionsschwelllast in eine Längsrichtung des Karosserieträgers im Bereich der Vertiefungen und/oder Erhöhungen ein Versagen der Wand durch Fragmentierung erfolgt.
Ein Versagen durch Fragmentierung ist, wie im Zusammenhang mit der Erläuterung des Stands der Technik bereits ausgeführt wurde, ein kleinräumig sprödes
Versagen, bei dem die Fasern in mehr oder weniger kleine Teile zerbrechen und damit die Wand an dem Ort des Versagens„zersplittert", also in kleine Fragmente/Teilchen zerfällt. Diese Versagensart erfolgt bei einem verhältnismäßig großen Kraftniveau, so dass über eine bestimmte Versagensstrecke
verhältnismäßig viel Kollisionsenergie abgebaut werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Karosserieträgers sind die
Vertiefungen und/oder Erhöhungen derart in der Wand ausgebildet, dass ein Versagen der Wand entsprechend eines vorgegebenen Kraftverlaufs über eine Versagensstrecke des Karosserieträgers steuerbar ist bzw. ein Kraftverlauf, bei dem ein Versagen der Wand / des Karosserieträgers über die Versagensstrecke des Karosserieträgers erfolgt, geeignet - d.h. insbesondere gemäß einem Soll- Kraftverlauf - steuerbar ist. Mit anderen Worten sind die Vertiefungen und/oder Erhöhungen, die eine Fragmentierung begünstigen, derart ausgebildet, dass eine kleinteiligere Fragmentierung oder eine großteiligere Fragmentierung oder gar keine Fragmentierung entsprechend einem gewünschten vorgegebenen Kraftverlauf stattfindet. Dementsprechend kann über eine bestimmte Strecke der
Karosserieträger bei einer großen Kraft versagen, wodurch eine große
Kollisionsenergie absorbiert wird, und kann bei einem Fortschreiten des Versagens an einer anderen Stelle bzw. an einem anderen Bereich der Karosserieträger bei einer niedrigeren Kraft versagen, so dass an dieser anderen Stelle und zu diesem Zeitpunkt, an dem der Karosserieträger an der anderen Stelle versagt, eine geringere Kollisionsenergie absorbiert wird.
Der Karosseriestrukturträger kann insbesondere in seine Längsrichtung zumindest zwei hintereinander angeordnete unterschiedliche Versagensabschnitte haben, die entsprechend der unterschiedlichen Anordnung und/oder Ausbildung der
Vertiefungen und/oder Erhöhungen bei unterschiedlichen Kraftniveaus im Falle der Kollision des Kraftfahrzeugs versagen. Der Karosseriestrukturträger kann in Längsrichtung auch mehr als zwei Versagensabschnitte aufweisen, die jeweils bei unterschiedlichen bzw. ineinander übergehenden Kraftverläufen versagen.
Ein großes Kraftniveau bedeutet bei gleicher wirksamer Kollisionsmasse des Kraftfahrzeugs eine verhältnismäßig große Verzögerung/Beschleunigung, die auf einen Fahrzeuginsassen wirkt. Ein kleines Kraftniveau bedeutet bei gleicher wirksamer Kollisionsmasse, dass eine geringere Verzögerung/Beschleunigung auf eine Fahrgastzelle und damit auf einen Fahrzeuginsassen wirkt. Unter der
Voraussetzung, dass sich im Laufe einer Kollision des Kraftfahrzeugs eine wirksame Masse des Kraftfahrzeugs verändert, hat dies ebenso eine Auswirkung auf eine Verzögerung/Beschleunigung, wobei bei einer Verringerung der wirksamen Masse sogar ein größeres Kraftniveau bei gleicher Verzögerung/Beschleunigung möglich ist. Insofern ist es gemäß der vorliegenden Erfindung besonders einfach, einen Kraftverlauf und damit eine auf die Fahrgastzelle und den Fahrzeuginsassen wirkende Verzögerung/Beschleunigung zu steuern und insbesondere zu verhindern, dass eine Verzögerung/Beschleunigung einen bestimmten Schwellwert
überschreitet, ohne einen Bauraum des Karosserieträgers wesentlich zu verändern und ein Gewicht des Karosserieträgers wesentlich zu erhöhen.
Bevorzugt ist das Versagen des Karosserieträgers bzw. der Wand zwischen einem Versagen durch Fragmentierung und einem Versagen durch Schälen über eine Versagensstrecke des Karosserieträgers steuerbar. Bei einem Versagen durch Schälen reißen Fasern wesentlich großräumiger als bei einem Versagen durch Fragmentierung. Ein Versagen durch Schälen wird insbesondere bei vollständig ebenen Wandflächen begünstigt, wobei die Fasern beispielsweise im Bereich eines Endes der Wand und einem Übergang zu einer anderen Wand reißen und dann großflächig abschälen.
Das gezielte Einbringen von Vertiefungen und/oder Erhöhungen an geeigneten Stellen behindert dabei ein Versagen durch Schälen und begünstigt eine
Fragmentierung, da jede Vertiefung und/oder Erhöhung eine Materialumlenkung, insbesondere eine Faserumlenkung bedeutet. An Stellen, an denen Fasern in Ihrer Richtung umgelenkt sind, also gekrümmt sind, wird ein Reißen der Fasern beim spröden Versagen begünstigt. Mit anderen Worten erfolgt ein kleinteiligers
Versagen, je mehr Krümmungen / Unebenheiten die Wand aufweist, wobei die Vertiefungen und/oder Erhöhungen derartige Krümmungen / Unebenheiten darstellen.
Gemäß einer Weiterbildung des Karosserieträgers der vorliegenden Erfindung ist die Wand abgesehen von den Vertiefungen und/oder Erhöhungen im Wesentlichen eben ausgebildet. Der Begriff„eben" bedeutet in diesem Zusammenhang flach, d.h. die Wand insgesamt ist nicht gekrümmt. Damit ist ein Versagen durch Schälen an Orten in Lastrichtung besonders begünstigt, an denen keine Erhöhungen oder Vertiefungen vorhanden sind und die Fasern entsprechend gerade, d.h. nicht gekrümmt, angeordnet sind. Durch das Ausbilden von Erhöhungen und
Vertiefungen in der ebenen Wand kann an diesen Orten ein Versagen durch Fragmentierung begünstigt werden.
Bevorzugt ist der Karosserieträger bzw. der Kunststoff des Karosserieträgeres mit Endlosfasern verstärkt. Endlosfasern begünstigen eine Steifigkeit und Festigkeit des Karosserieträgers erheblich. Bevorzugt folgen die Fasern einem Verlauf der Wand mit den Vertiefungen und/oder Erhöhungen in Übereinstimmung mit den
Vertiefungen und Erhöhungen. Mit anderen Worten sind die Endlosfasern an den entsprechenden Übergängen zu den Vertiefungen bzw. Erhöhungen gekrümmt. An diesen Orten ist eine Fragmentierung besonders begünstigt, wie bereits vorstehend erläutert wurde.
Die Fasern können über einen kontinuierlichen Herstellprozess entsprechend den Vertiefungen und/oder den Erhöhungen angeordnet sein. Als Herstellverfahren kommen hier Wickelprozesse, Flechtprozesse und Poltrusionsprozesse in Frage.
Mit derartigen kontinuierlichen Herstellverfahren kann ein Karosserieträger mit geeigneter Festigkeit besonders einfach hergestellt werden.
Mit derartigen Verfahren können Vertiefungen und Erhöhungen besonders einfach ausgebildet werden, indem ein Durchmesser bei dem Wickelprozess oder
Flechtprozess oder Poltrusionsprozess vergrößert wird.
Es ist alternativ auch ein nicht kontinuierlicher Herstellungsprozess zur Anordnung der Fasern möglich.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erstrecken sich die
Vertiefungen und/oder Erhöhungen in eine Längsrichtung des Karosserieträgers, d.h. im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung des Karosserieträgers, Bevorzugt sind bei dem Karosserieträger gemäß der vorliegenden Erfindung die Vertiefungen parallel zu der Längsrichtung des Trägers ausgebildete Nuten.
Insbesondere sind die Vertiefungen bevorzugt an einer Außenseite der Wand des Trägers ausgebildet.
Ebenso bevorzugt sind bei dem Karosserieträger gemäß der vorliegenden Erfindung die Erhöhungen parallel zu der Längsrichtung des Trägers ausgebildete Rücken. Insbesondere sind die Rücken bevorzugt an einer Innenseite der Wand des Trägers ausgebildet.
Hierdurch kann durch eine bauraumneutrale Lösung besonders leicht eine
Erhöhung eines Kraftniveaus im Kollisionsfall erzeugt werden. Mit anderen Worten muss kein Karosserieträger mit einer dickeren Wandstärke oder einem größeren Durchmesser vorgesehen werden. Es reicht dagegen aus, lediglich zusätzliche Vertiefungen und/oder Erhöhungen in der Wand des Karosserieträgers auszubilden, die den Bauraum nicht verändern und das Gewicht des Trägers nicht wesentlich verändern, wobei die Wandstärke des Karosserieträgers im Wesentlichen bevorzugt gleich bleibt. Vertiefungen / Erhöhungen in Form von Nuten / Rücken sind besonders einfach herstellbar.
Bevorzugt sind den Vertiefungen auf einer Seite der Wand entsprechende
Erhöhungen auf der anderen Seite der Wand angeordnet, so dass eine Wandstärke des Karosserieträgers über seinen Umfang im Wesentlichen gleich bleibt.
Hierdurch ist der Träger durch die Vertiefungen nicht geschwächt und ein Gewicht des Trägers ist nur verhältnismäßig gering erhöht.
Die Nuten können bevorzugt in Längsrichtung sich verjüngend und/oder breiter werdend ausgebildet sein. Bevorzugt ist eine Geometrieänderungen der Nuten entsprechend einem gewünschten Versagenskraftverlauf ausgebildet.
Hierdurch kann einfach und bauraumneutral ein Versagenskraftverlauf zwischen Aufschälen und feinem, sehr kleinteiligem Fragmentieren ausgebildet werden. Bevorzugt ist der Karosserieträger ein profilierter Träger mit einem offenen Profil und/oder einem geschlossenen Profil. Ein derartiges Profil hat mehrere Wände, wobei in einer oder mehreren Wänden die Vertiefungen und/oder Erhöhungen ausgebildet sein können.
Die Vertiefungen und/oder Erhöhungen sind insbesondere an breiteren
Wandabschnitten bei einem Karosserieträger mit mehreren Wänden ausgebildet. Die Vertiefungen und/oder Erhöhungen sind insbesondere bei einem
Karosserieträger mit mehreren Wänden an den breiteren Wänden des
Karosserieträgers ausgebildet. Ein Karosserieträger mit rechteckigem, nicht quadratischem Querschnitt hat beispielswiese zwei breite Wände und zwei schmale Wände.
Bei einer breiten Wand kann je Vorhandensein und Ausbildung der Vertiefungen und/oder Erhöhungen ein besonders großer Unterschied zwischen kleinteifigem und großräumigen Versagen und damit ein besonders großer Unterschied im
Versagenskraftverlauf erzielt werden. Das Vorsehen von Vertiefungen und/oder Erhöhungen im Sinne der Erfindung ist demnach bei einer breiteren Wand gegenüber einer schmäleren Wand wirksamer.
Bevorzugt ist der Karosserieträger ein Hohlträger, d.h. ein Träger mit einem geschlossenen Profil, mit einem mehreckigem, vorteilhaft einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt.
Der Karosserieträger gemäß der vorliegenden Erfindung kann in allen seinen Ausgestaltungen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff, der auch
kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff oder Kohlenstofffasserverbundwerkstoff genannt wird, ausgebildet sein. Alternativ ist auch ein glasfaserverstärkter oder ein aramidfaserverstärkter Kunststoff oder ein mit jeglichen anderen geeigneten Fasern verstärkter Kunststoff / Verbundwerkstoff anwendbar.
Eine Wandstärke der Wand des Karosserieträgers kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung im Wesentlichen konstant sein. Das bedeutet, dass die Wandstärke auch an Orten mit Erhöhungen und/oder Vertiefungen im Wesentlichen konstant ist. Insbesondere kann eine Wandstärke der Wand zumindest in eine Richtung quer zur Längsrichtung des Trägers konstant sein,
Bevorzugt ist der Karosserieträger in einem vorderen Lastpfad für eine Frontkollision des Kraftfahrzeugs und/oder in einem hinteren Lastpfad für eine Heckkollision des Kraftfahrzeugs angeordnet. Der Karosserieträger kann unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über ein Deformationselement, d.h. eine Crashbox, mit einem
Stoßfängerquerträger verbunden sein. Das Deformationselement ist beispielsweise austauschbar ausgeführt und dient der Absorption von Kollisionsenergie in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs, ohne dass der dahinter angeordnete Karosserieträger irreversibel beschädigt wird.
Der Karosserieträger gemäß der vorliegenen Erfindung kann ein vorderer
Längsträger, der bei Kraftfahrzeugen mit Frontmotor auch Motorträger genannt wird, oder ein hinterer Längsträger sein, Der vordere Längsträger kann sich über einen überwiegenden Teil eines Vorderwagens erstrecken, beispielsweise von dem Stoßfängerquerträger bzw. dem Deformationselement zu einer Stirnwand, die den Vorderwagen von der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs trennt.
Der Karosserieträger kann aber auch beispielsweise eine A-Säule oder ein
Dachrahmen oder ein Karosserieschweller oder dergleichen sein.
Bevorzugt kann der Karosserieträger in seine Längsrichtung zumindest einen Hochkollisionsenergieabsorptionsabschnitt aufweisen, in dem die Vertiefungen und/oder Erhöhungen in der Wand ausgebildet sind. Der Karosserieträger kann ebenso auch einen Niedrigkollisionsenergieabsorptionsabschnitt aufweisen, in dem keine Vertiefungen und/oder Erhöhungen in der Wand ausgebildet sind. Damit hat der Karosserieträger zumindest zwei unterschiedliche Versagensabschnitte.
Vorstehend beschriebene weiterbildende Merkmale der Erfindung können soweit möglich beliebig miteinander kombiniert werden.
Nachstehend erfolgt eine Kurzbeschreibung der Figuren. Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht und eine Schnittansicht eines
Karosserieträgers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, das qualitativ einen Kraftverlauf über eine Zeit bei einem Versagen des Karosserieträgers des ersten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht und eine Schnittansicht eines
Karosserieträgers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm, das qualitativ einen Kraftverlauf über eine Zeit bei einem Versagen des Karosserieträgers des zweiten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines Karosserieträgers 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Karosserieträger 1 hat, wie in einer schematischen Schnittansicht entlang der Linie A - A gezeigt ist, einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Der rechteckige Karosserieträger 1 hat an seinen langen Seiten zwei gegenüber liegende Wände 11 und 12, Die gegenüber liegenden Wände 11 und 12 sind an den kurzen Seiten durch ebenfalls
gegenüberliegende Wände 13 und 14 verbunden, wobei die vier Wände 11, 12, 13, 14 zusammen ein rechteckiges Profil des Karosserieträgers 1 ergeben . In den gegenüber liegenden Wänden 11 und 12 sind jeweils zwei Nuten 3, die
Vertiefungen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen, ausgebildet. Die Nuten 3 sind insbesondere an äußeren Seiten (Außenseiten) der Wände 11 und 12 ausgebildet. Die Nuten 3 verlaufen parallel zu einer Längsrichtung des
Karosserieträgers 1. Entsprechend den Nuten 3 sind an den inneren Seiten (Innenseiten) der Wände 1 1 und 12 den Nuten 3 entsprechende Erhöhungen bzw. Rücken 5 ausgebildet. Die Nuten 3 und die Erhöhungen 5 sind insbesondere derart korrespondierend zueinander ausgebildet, dass sich eine Wandstärke der Wände 11 und 12 nicht ändert bzw. im Wesentlichen konstant ist. Die Nuten 3 sowie die Erhöhungen 5 haben einen sich verjüngenden Verlauf und erstrecken sich von einem Beginn (in Fig. 1 links) des Karosserieträges 1 über eine bestimmte Länge entlang der Längsrichtung des Karosserieträgers 1. Am Beginn des
Karosserieträgers 1 ist die Nut 3 am breitesten und verjüngt sich kontinuierlich bis zu deren Ende. Der Abschnitt des Karosserieträgers mit den Nuten 3 und
Erhöhungen 5 ist ein Hochkollisionsenergieabsorptionsabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung. In einem folgenden Abschnitt des Karosserieträgers 1 , d.h. einem rechten Abschnitt in Figur 1 , ist keine Nut oder Erhöhung ausgebildet. Dieser Abschnitt ist ein Niedrigkollisionsenergieabsorptionsabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung.
Nachstehend ist ein Versagen des Karosserieträgers 1 bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs erläutert. Beispielsweise kann der Karosserieträger 1 ein vorderer Längsträger sein, der häufig auch Motorträger genannt wird, wobei ein linkes Ende des Karosserieträgers 1 in Kraftfahrzeughauptfahrtrichtung zeigt und ein rechtes Ende des Karosserieträgers 1 entgegen einer Kraftfahrzeughauptfahrtrichtung zeigt. Es kann sich bei dem Karosserieträger 1 jedoch auch um einen anderen strukturell wirksamen Träger in einer Kraftfahrzeugkarosserie handeln, der in einem
Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs entlang seiner Längsrichtung beansprucht wird. Ein derartiger Karosserieträger 1 dient bei seinem Versagen einem Abbau von Kollisionsenergie und soll verhindern, dass ein Schwellwert einer
Verzögerung/Beschleunigung, die auf einen Fahrzeuginsassen wirkt, nicht überschritten wird.
Wirkt nun in Folge einer Kollision eine Kollisionslast in Längsrichtung des
Karosserieträgers1 , insbesondere aus Richtung der linken Seite in Fig. 1 , kann ein Versagen des Karosserieträgers 1 an seinem linken Ende bzw. seinem in Bezug auf die Kollisionsrichtung vorderen Ende, induziert bzw. getriggert sein, so dass ein Versagen an dem vorderen Ende eingeleitet wird.
Am vorderen Ende hat der Karosserieträger 1 besonders breite Nuten 3 und dazu korrespondierende Erhöhungen 5 in den langen Seitenwänden 11 und 12 ausgebildet. Durch die Nuten 3 und Erhöhungen 5 sind verhältnismäßig wenig ebene Abschnitte in der Wand 11 bzw. 12 des Trägers ausgebildet. Hierdurch ergibt sich eine verhältnismäßig kleinteilige Fragmentierung der Wände 11 und 12, da die Fasern entlang vieler Krümmungen verlaufen. Eine kleinteilige Fragmentierung erfolgt wiederum bei einer verhältnismäßig großen Kraft.
Ein Verlauf einer Kraft bei der Kollision ist in Figur 2 qualitativ über eine Zeit dargestellt. Wenn der in Figur 1 dargestellte Karosserieträger 1 an seinem vorderen Ende zu versagen beginnt, erfolgt das aufgrund der breitesten Stelle der Nuten 3 / Erhöhungen 5 bei einer verhältnismäßig großen Kraft zu einem frühen Zeitpunkt bzw. einem Zeitpunkt 0. Da die Nuten 3 / Erhöhungen 5 jedoch kontinuierlich schmäler werden, nehmen die ebenen Abschnitte gegenüber unebenen
Abschnitten, d.h. den Nuten bzw. Erhöhungen, im Verhältnis ab, so dass eine Fragmentierung der Wände 11 und 12 zunehmend gröber wird. Dies ist in Figur 2 über einen abfallenden Kraftverlauf schematisch dargestellt. Erreicht nun das Versagen des Karosserieträgers 1 einen Abschnitt, in dem keine Nuten bzw.
Erhöhungen mehr vorhanden sind und die Wände 1 1 und 12 im Wesentlichen eben verlaufen, wird hierdurch ein Versagen durch Schälen begünstigt. Ein Versagen durch Schälen tritt bei einer geringeren Kraft wie ein Versagen durch die
Fragmentierung auf. Bei dem Versagen durch Schälen werden wesentlich weniger Fasern gebrochen und die Wände 11 und 12 biegen sich üblicherweise im
Wesentlichen nach außen - das heißt, dass sie um bis zu 180° umgelenkt werden, wobei sie an den Kanten zu der oberen Fläche und der unteren Fläche bzw. der oberen Wand und der unteren Wand abreißen. Ab dem Abschnitt des
Karosserieträgers 1, in dem keine Nuten und Erhöhungen mehr vorhanden sind und sich die Geometrie des Karosserieträgers 1 über eine Länge nicht mehr ändert, erfolgt damit das Versagen bei einer verhältnismäßig niedrigen Kraft, die im
Wesentlichen konstant ist.
Selbstverständlich ist der Karosserieträger 1 , der in Figur 1 dargestellt ist, sowie der Kraftverlauf, der in Figur 2 gezeigt ist, in gewisser Weise idealisiert dargestellt, sollte aber das grundsätzliche Prinzip der vorliegenden Erfindung qualitativ gut darstellen. Es sind viele andere Geometrieen des Karosserieträgers denkbar, wobei durch gezielte Unebenheiten in dem Karosserieträger, die zu Krümmungen in den
Wandungen und damit Krümmungen von Fasern führen, gezielt das Versagen gesteuert werden kann und insbesondere ein Versagen durch Fragmentieren oder ein Versagen durch Schälen bzw. ein kleinteiligeres Versagen oder ein
großteiligeres Versagen, das jeweils bei unterschiedlichen Kraftniveaus erfolgt, herbeigeführt werden kann.
Dies hat im Kollisionsverlauf insbesondere den Vorteil, dass beispielsweise bei einer geringeren wirksamen Masse im Verlauf der Kollision auch das Kraftniveau, bei dem ein Versagen erfolgt, verringert werden kann, so dass eine
Verzögerung/Beschleunigung, die auf einen Fahrzeuginsassen wirkt, einen bestimmten Schwellwert nicht überschreitet.
In Figur 3 ist ein Karosserieträger 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es sind für gleiche oder ähnliche Merkmale die gleichen Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet.
Nachstehend sind insbesondere die Unterschiede zu dem ersten
Ausführungsbeispiel erläutert und eine Erläuterung der Gemeinsamkeiten mit dem ersten Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen weggelassen.
Der Karosserieträger 1 hat ebenso wie in dem ersten Ausführungsbeispiel in gegenüberliegenden Seitenwänden 11 und 12 eines rechteckigen Profils
Vertiefungen 3 bzw. Erhöhungen 5 ausgebildet. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Vertiefungen 3 bzw. Erhöhungen 5 derart ausgebildet, dass sie sich an einem vorderen Ende des Karosserieträgers 1 beginnend langsam fortschreitend erweitern, über eine bestimmte Strecke eine konstante Breite aufweisen und in einem darauf folgenden Abschnitt fortschreitend verjüngen.
Ein Versagen des Karosserieträgers 1 des zweiten Ausführungsbeispiels erfolgt ebenso von links also dem vorderen Ende des Karosserieträgers 1 beginnend, wobei das Versagen an dem vorderen Ende entsprechend getriggert sein kann. Die vorstehend beschriebene Geometrie der Vertiefungen 3 / Erhöhungen 5 hat im Falle einer Kollision des Kraftfahrzeugs, bei dem eine Last von links auf den
Karosserieträger 1 entlang einer Längsrichtung des Karosserieträgers 1 wirkt, zur Folge, dass eine Kraft, bei der der Karosserieträger 1 versagt, zu Beginn des Versagens verhältnismäßig niedrig ist, dann kontinuierlich steigt, auf einem höchsten Niveau konstant bleibt und dann wieder entsprechend der Verjüngung der Nut kontinuierlich abfällt bis die Kraft wiederum auf einem niedrigen Niveau konstant bleibt.
Der Kraftverlauf ist dadurch bedingt, dass, wenn ein Versagen an dem vorderen Ende des Karosserieträgers 1 beginnt, dieses Versagen zunächst mit einem
Aufschälen wegen nichtvorhandener Nuten 3 bzw. Erhöhungen 5 erfolgt, und dann in eine kontinuierlich kleinteiliger werdende Fragmentierung übergeht, die wiederum an geraden Abschnitten der Nuten 3 bzw. Erhöhungen 5 ein konstantes Niveau erreicht, wobei im Bereich der sich verjüngenden Nuten 3 bzw. Erhöhungen 5 die Fragmentierung kontinuierlich großteiliger wird bis diese in ein Versagen durch Schälen übergeht.
Wie in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kraftverlauf bei einem Versagen des Trägers durch Anpassung der Geometrie des Trägers wie gewünscht beeinflusst werden.
Insbesondere erfolgt die Geometrieänderung durch eine Änderung eines
Verhältnisses von ebenen Flächen zu gekrümmten Flächen, wodurch eine Art eines Versagens gesteuert wird. Bei verhältnismäßig viel gekrümmten Flächen tendieren die entsprechenden Wände des Karosserieträgers dazu, durch Fragmentierung zu versagen, während bei verhältnismäßig großen ebenen Flächen ein Versagen durch Schälen wahrscheinlich eintritt. Durch Zwischenstufen zwischen diesen
Versagensarten sind damit gewünschte Kraftverläufe über die Zeit möglich, ohne einen Bauraum des Trägers wesentlich zu verändern oder ein Gewicht des Trägers zu erhöhen.

Claims

Patentansprüche
1. Karosserieträger (1 ) für ein Kraftfahrzeug, der aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist und als ein in einem Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs Energie absorbierender Karosserieträger ausgebildet ist, wobei der
Karosserieträger (1 ) eine Wand (1 1 , 12) aufweist, die derart mit
Vertiefungen (3) und/oder Erhöhungen (5) versehen ist, dass bei einem Aufbringen einer vorbestimmten Kollisionsschwelllast in eine Längsrichtung des Karosserieträgers (1) im Bereich der Vertiefungen (3) und/oder
Erhöhungen (5) ein Versagen der Wand (11 , 12) durch Fragmentierung erfolgt.
2. Karosserieträger nach Patentanspruch 1 , wobei die Vertiefungen (3) und/oder Erhöhungen (5) derart in der Wand (11 , 12) ausgebildet sind, dass ein Versagen der Wand (11 , 12) entsprechend eines vorgegebenen Kraftverlaufs steuerbar ist, und insbesondere zwischen einem Versagen durch
Fragmentierung und einem Versagen durch Schälen über eine
Versagensstrecke des Karosserieträgers (11, 12) steuerbar ist.
3. Karosserieträger nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Wand (11, 12) abgesehen von den Vertiefungen (3) und/oder den Erhöhungen (5) im
Wesentlichen eben ausgebildet ist.
4. Karosserieträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei der
Kunststoff mit Endlosfasern verstärkt ist, und wobei insbesondere die Fasern einem Verlauf der Wand (11 , 12} mit den Vertiefungen (3) und/oder
Erhöhungen (5) in Übereinstimmung mit den Vertiefungen (3) und
Erhöhungen (5) folgen,
5. Karosserieträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei die Fasern über einen Wickelprozess, einen Flechtprozess, einen Poltrusionsprozess oder einen anderes kontinuierliches Herstellverfahren entsprechend der Vertiefungen (3) und/oder der Erhöhungen (5) angeordnet sind.
6. Karosserieträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, wobei die
Vertiefungen und/oder die Erhöhungen parallel zu der Längsrichtung des Karosserieträgers (1 ) ausgebildete Nuten (3) und/oder Rücken (5) sind, und wobei insbesondere die Nuten (3) an einer Außenseite der Wand (11 , 12) des Karosserieträgers (1 ) ausgebildet sind und wobei insbesondere die Rücken (5) an einer Innenseite der Wand (11 , 12) des Karosserieträgers (1) ausgebildet sind .
7. Karosserieträger nach Patentanspruch 8, wobei die Nuten (3) und/oder
Rücken (5) in Längsrichtung sich verjüngend und/oder breiter werdend ausgebildet sind, und wobei insbesondere eine Geometrieänderung der Nuten (3) und/oder Rücken (5) entsprechend einem gewünschten
Versagenskraftverlauf ausgebildet ist.
8. Karosserieträger gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei der
Karosserieträger (1 ) ein profilierter Träger mit einem offenen Profil und/oder einem geschlossenen Profil mit mehreren Wänden (11, 12, 13, 14) ist, und wobei der Karosserieträger (1 ) insbesondere ein Hohlträger mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ist.
9. Karosserieträger nach Patentanspruch 8, wobei die Vertiefungen (3) und/oder Erhöhungen (5) insbesondere in breiteren Wandabschnitten angeordnet sind.
10. Karosserieträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, wobei der Karosserieträger aus kohlefaserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist.
11. Karosserieträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, wobei eine Wandstärke der Wand (11, 12), insbesondere in eine Richtung quer zur Längsrichtung des Karosserieträgers (1), im Wesentlichen konstant ist.
12. Karosserieträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 11 , wobei der Karosserieträger (1 ) in einem vorderen Lastpfad bei einer Frontkollision des Kraftfahrzeugs und/oder in einem hinteren Lastpfad bei einer Heckkollision des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, und insbesondere unmittelbar oder mittelbar mit einem Stoßfängerquerträger verbunden ist.
13. Karosserieträger nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, wobei der Karosserieträger (1 ) in seine Längsrichtung zumindest einen
Hochkollisionsenergieabsorptionsabschnitt hat, in dem die Vertiefungen (3) und/oder Erhöhungen (5) in der Wand (11 , 12) ausgebildet sind, und zumindest einen Niedrigkollisionsenergieabsorptionsabschnitt hat, in dem keine Vertiefungen und/oder Erhöhungen in der Wand (11 , 12) ausgebildet sind.
PCT/EP2014/058421 2013-05-06 2014-04-25 Karosserieträger für ein kraftfahrzeug Ceased WO2014180672A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201480025382.1A CN105209325B (zh) 2013-05-06 2014-04-25 用于机动车的车身支架
US14/933,686 US9586621B2 (en) 2013-05-06 2015-11-05 Body rail for a motor vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013208265.7 2013-05-06
DE102013208265.7A DE102013208265A1 (de) 2013-05-06 2013-05-06 Karosserieträger für ein Kraftfahrzeug

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US14/933,686 Continuation US9586621B2 (en) 2013-05-06 2015-11-05 Body rail for a motor vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014180672A1 true WO2014180672A1 (de) 2014-11-13

Family

ID=50549340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/058421 Ceased WO2014180672A1 (de) 2013-05-06 2014-04-25 Karosserieträger für ein kraftfahrzeug

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9586621B2 (de)
CN (1) CN105209325B (de)
DE (1) DE102013208265A1 (de)
WO (1) WO2014180672A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015222055A1 (de) * 2015-11-10 2017-05-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Strukturbauteil für ein Kraftfahrzeug
FR3065503B1 (fr) * 2017-04-20 2020-07-17 Milla Organe d'absorption de choc, dispositif d'absorption de choc, systeme d'absorption de choc et ensemble les comprenant
EP3575071B1 (de) 2018-05-30 2025-09-17 Crompton Technology Group Limited Verbundkomponenten
EP3800036A1 (de) 2019-10-04 2021-04-07 Crompton Technology Group Limited Verbundkomponente mit mitteln zur erkennung von kaum sichtbaren einschlagschädigungen
EP3800035A1 (de) 2019-10-04 2021-04-07 Crompton Technology Group Limited Verbundkomponente mit mitteln zur erkennung von kaum sichtbaren einschlagschädigungen

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6695393B1 (en) * 2002-09-18 2004-02-24 Ford Global Technologies, Llc Kinetic energy absorbing rail for an automotive frame
FR2866619A1 (fr) * 2004-02-19 2005-08-26 Benteler Automobiltechnik Gmbh Traverse renforcee dans la zone de la crash box
US20080054665A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-06 Ford Global Technologies, Llc Double cell crushable joint for automotive front end
EP1997721A1 (de) * 2007-06-01 2008-12-03 Audi Ag Faserverbundwerkstoffprofil und Kraftfahrzeugscheibenrahmen
DE102009021961A1 (de) * 2009-05-19 2010-11-25 Audi Ag Karosseriestruktur eines Fahrzeugs
EP2423078A1 (de) * 2010-08-25 2012-02-29 Nissan Motor Co., Ltd. Fahrzeugaufbaukonstruktion

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5442365A (en) * 1975-09-02 1995-08-15 Lewis; Bernard L. Technique for processing interference-contaminated radar energy
US4431221A (en) * 1982-02-26 1984-02-14 The Budd Company Bumper beam for an automobile
US4742899A (en) * 1985-05-13 1988-05-10 Ford Motor Company Fiber reinforced tubular component
US4684151A (en) * 1986-03-21 1987-08-04 General Motors Corporation Controlled collapsible frame rail
JP2595724B2 (ja) * 1989-08-30 1997-04-02 日産自動車株式会社 強度部材の製造方法
US5096223A (en) * 1990-12-26 1992-03-17 Ford Motor Company Energy absorbing bracket for interior panels
JP3144054B2 (ja) * 1992-05-28 2001-03-07 株式会社豊田自動織機製作所 エネルギー吸収部材
US5514448A (en) * 1992-07-22 1996-05-07 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Laminated molding
DE19511868A1 (de) * 1995-03-31 1996-10-02 Daimler Benz Ag Stoßstange
US5732801A (en) * 1996-08-05 1998-03-31 Gertz; David C. Energy absorbing bumper support structure
US5876078A (en) * 1997-01-21 1999-03-02 Ford Global Technologies, Inc. Bumper and front rail assembly for vehicle
US6174009B1 (en) * 1998-10-09 2001-01-16 Shape Corporation Bumper construction including self-orienting support towers providing consistent energy absorption on impact
WO2000031344A1 (en) * 1998-11-26 2000-06-02 Lotus Cars Limited An energy absorber for absorbing energy during impact therewith by a moving object
DE19912272A1 (de) * 1999-03-18 2000-09-28 Benteler Werke Ag Stoßfängeranordnung
NO993034D0 (no) * 1999-06-18 1999-06-18 Norsk Hydro As Bjelke og fremgangsmÕte ved fremstilling av samme
US6296301B1 (en) * 1999-12-21 2001-10-02 Daimlerchrysler Corporation Motor vehicle body structure using a woven fiber
GB0019479D0 (en) * 2000-08-08 2000-09-27 Lotus Car Modular structure for a vehicle
DE10135903B4 (de) * 2001-07-24 2007-02-22 Benteler Automobiltechnik Gmbh Stoßfänger
US6893065B2 (en) * 2001-10-16 2005-05-17 Alcoa Inc. Crash energy absorption assembly for a motor vehicle
EP3006767A1 (de) * 2002-04-19 2016-04-13 Magna International Inc Kollisionsenergieabsorptionsvorrichtung
WO2004035957A1 (de) * 2002-10-18 2004-04-29 Swissfiber Ag Belagselement
SE0301337D0 (sv) * 2003-05-07 2003-05-07 Hssa Sweden Ab Deformable elements from composite structures
DE10321766A1 (de) * 2003-05-15 2004-12-09 Benteler Automobiltechnik Gmbh Crashbox
DE10329461A1 (de) * 2003-07-01 2005-02-24 Bayerische Motoren Werke Ag Motorträger
US7842378B2 (en) * 2004-01-06 2010-11-30 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Energy absorber and method for manufacturing the same
US6962390B1 (en) * 2004-11-23 2005-11-08 General Motors Corporation Hollow beams for incorporation in automotive vehicle frames
US7380830B2 (en) * 2005-02-03 2008-06-03 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle front body structure
JP2008094309A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Press Kogyo Co Ltd 車両用車枠の衝撃吸収構造
JP5570100B2 (ja) * 2008-05-30 2014-08-13 日産自動車株式会社 エネルギ吸収体、およびエネルギ吸収方法
US8303030B2 (en) 2010-11-27 2012-11-06 Ford Global Technologies Energy management structure
RU2458501C1 (ru) * 2011-01-13 2012-08-20 Роман Александрович Беляев Устройство крепления пленок для защиты хозяйственных построек
DE102011113441B4 (de) * 2011-09-14 2014-10-02 Audi Ag Integralträger aus Faserverbundwerkstoff
MX365024B (es) * 2013-03-20 2019-05-20 Shiloh Ind Inc Ensamble de absorcion de energia para vehiculo.
JP6098622B2 (ja) * 2014-12-05 2017-03-22 マツダ株式会社 自動車の後部車体構造

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6695393B1 (en) * 2002-09-18 2004-02-24 Ford Global Technologies, Llc Kinetic energy absorbing rail for an automotive frame
FR2866619A1 (fr) * 2004-02-19 2005-08-26 Benteler Automobiltechnik Gmbh Traverse renforcee dans la zone de la crash box
US20080054665A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-06 Ford Global Technologies, Llc Double cell crushable joint for automotive front end
EP1997721A1 (de) * 2007-06-01 2008-12-03 Audi Ag Faserverbundwerkstoffprofil und Kraftfahrzeugscheibenrahmen
DE102009021961A1 (de) * 2009-05-19 2010-11-25 Audi Ag Karosseriestruktur eines Fahrzeugs
EP2423078A1 (de) * 2010-08-25 2012-02-29 Nissan Motor Co., Ltd. Fahrzeugaufbaukonstruktion

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013208265A1 (de) 2014-11-06
US20160059893A1 (en) 2016-03-03
CN105209325B (zh) 2017-07-11
US9586621B2 (en) 2017-03-07
CN105209325A (zh) 2015-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2958774B1 (de) Aufprallabsorptionselement
EP0899168A2 (de) Deformationsstruktur für den Insassenschutz in Fahrzeugen
EP2571747A1 (de) Kraftfahrzeug mit einem seitenschweller
WO2014180672A1 (de) Karosserieträger für ein kraftfahrzeug
DE102013004585B4 (de) Längsträgeranordnung für eine Fahrzeugkarosserie
DE102012015990A1 (de) Deformationselement für ein Kraftfahrzeug
EP2809554B1 (de) DEFORMATIONSELEMENT, INSBESONDERE FÜR STOßFÄNGER AN KRAFTFAHRZEUGEN
WO2008065083A1 (de) Crash-energieabsorber-element, anbindungselement mit einem solchen crash-energieabsorber-element, sowie luftfahrzeug
EP2585359B1 (de) Karosserie für ein kraftfahrzeug mit einem bodem, der ein quererstreckendes strangpress profil aufweist
DE102014203140A1 (de) Karosseriestrukturträgeranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Karosseriestrukturträger aus Faserverbundwerkstoff
DE102010001231A1 (de) Struktureinrichtung für ein Fahrzeug
DE102012014375B4 (de) Strukturbauteil mit Energieabbaufunktion und Kraftfahrzeug mit einem solchen Strukturbauteil
EP2951061B1 (de) Karosserie für ein kraftfahrzeug
DE602004011657T2 (de) Seitliche Verstärkung zur Aufname von Stossmengen für Kfz-Türen
DE102014001232A1 (de) Trägerprofil für eine Fahrzeugkarosserie mit unterschiedlichen Versagensmodi
DE102016124690B4 (de) Seitenaufprallträger für ein Kraftfahrzeug
EP3077202A1 (de) Tragendes, flächiges formteil aus einem mehrschichtfaserverbundwerkstoff, insbesondere für eine fahrzeugkarosserie
DE102014206610A1 (de) Karosseriestrukturträger aus Faserverbundwerkstoff für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Karosseriestrukturträger
DE202011051008U1 (de) Fahrzeugstoßfängeranordnung
DE102012222182A1 (de) Röhrenförmiger Energieabsorber
DE102011052770A1 (de) Fahrzeugstoßfängeranordnung sowie Verfahren zum Absorbieren von auf einen Stoßfänger eines Fahrzeuges wirkenden Aufprallenergie
EP1987999B1 (de) Fahrzeugverkleidung, insbesondere für ein Schienenfahrzeug
WO2014191174A1 (de) Karosseriestrukturträger für ein kraftfahrzeug
DE102013202369A1 (de) Energieaufnahmestruktur für ein Fahrzeug
DE102016124688B4 (de) Seitenaufprallträger für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14719327

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14719327

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1