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Patent Searching and Data


Title:
CRASH STRUCTURE FOR A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/208915
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an energy-absorbing element, for example in order to absorb kinetic energy in the event of an impact. It is known to arrange energy-absorbing elements on vehicles in order to protect persons in the vehicle from injury. The aim of the invention is to achieve improved energy absorption in the event of an impact or a collision of the component or vehicle. The inventor has found that it is advantageous to use fibre composite materials to absorb impacts, the fibre longitudinal direction of said materials being to a large extent parallel or at an acute angle to the impact direction. In order to be able to guarantee this with a simple manufacturing process, smaller absorption elements are advantageously manufactured and joined together for this purpose, since the longitudinal extent of the final component does not correspond to the manufacturing direction.

Application Number:
PCT/EP2023/060780
Publication Date:
November 02, 2023
Filing Date:
April 25, 2023
Export Citation:
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Assignee:
CARBON TRUCK & TRAILER GMBH (DE)
International Classes:
F16F7/12
Foreign References:
US20210156445A12021-05-27
US11077812B22021-08-03
DE102018207221A12019-11-14
US4227593A1980-10-14
US20160356334A12016-12-08
DE102017123400A12018-05-30
DE102019208224A12020-05-28
DE102014012082A12016-02-18
DE102021001103A12021-04-15
Attorney, Agent or Firm:
RAFFAY & FLECK (DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Aufprallabsorber zur Absorption von Kräften bei einem Aufprall durch Crushing und/oder zumindest teilweise plastische Deformation, aufweisend eine Mehrzahl verbundener, insbesondere verklebter, Profile, insbesondere Hohlbauteile, insbesondere Hohlprofile, wobei die Profile aus faserverstärktem Kunststoff bestehen und wobei die Profile zumindest abschnittsweise voneinander beabstandet sind und, insbesondere in den be- abstandeten Abschnitten, Zwischenräume, insbesondere Hohlräume und/oder Hohlkammern, ausbilden, wobei sich die Profile jeweils in mindestens zwei zueinander senkrecht stehenden Raumrichtungen erstrecken, wobei ihre Erstreckung jeweils in eine erste Raumrichtung größer ist als in alle anderen, insbesondere zur ersten senkrechten, Raumrichtungen und sie, insbesondere über ihre gesamte Erstreckung in eine zweite zur ersten senkrechten Raumrichtung, an einer Vielzahl von Verbindungsbereichen, verteilt über die Erstreckung in die erste Raumrichtung, miteinander fest verbunden sind, wobei in die erste Raumrichtung benachbarte Verbindungsbereiche einen Abstand von maximal 200mm aufweisen, wobei die Mehrzahl mindestens drei beträgt und Faserlängsrichtungen von mindestens 30 Gew.-% der Fasern des faserverstärkten Kunststoffs in mindestens einem Winkel im Bereich von -30° bis +30° zu einer zu der ersten Raumrichtung senkrecht stehenden Raumrichtung, insbesondere der zweiten Raumrichtung, verlaufen.

2. Aufprallabsorber nach Anspruch 1 , wobei die Profile miteinander dadurch fest verbunden sind, dass eine feste Verbindung durch die Profile und/oder zwischen den Profilen und/oder durch Zwischenlegeprofile, Klebstoff, Waben und/oder festen Schaum, insbesondere elastisch und/oder plastisch verformbaren Schaum, hergestellt ist.

3. Aufprallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Raumrichtung zur x-Richtung, insbesondere vorgesehenen Geradeausfah- richtung, einen Winkel im Bereich von -30 bis +30° einschließt und/oder die zweite Raumrichtung zur y-Richtung einen Winkel im Bereich von -30 bis +30° Aufprallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Profile in einem kontinuierlichen Herstellungsverfahren hergestellt sind und insbesondere Abschnitte des kontinuierlich hergestellten Werkstücks darstellen und insbesondere die y-Richtung einen Winkel im Bereich von -30 bis +30° zu der Fertigungsrichtung des Profils einschließt. Aufprallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Profile jeweils aus aneinander angrenzenden Wandungen aufgebaut sind, wobei die Wandungen in und/oder tangential an mindestens zwei Parallel-Ebe- nenscharen liegen, die jeweils zu mindestens einer anderen der mindestens zwei Parallel-Ebenenscharen einen Winkel im Bereich von 60 bis 1 20° und/oder von -60° bis -120° einschließen, wobei die verbundenen Profile Hohlräume und/oder Hohlkammerprofile ausbilden, die sie in mindestens vier Raumrichtungen umschließen und wobei die aneinander angrenzenden Wandungen in und/oder tangential an jeweils einer der Ebenen der mindestens zwei Parallel-Ebenenscharen liegen, die zueinander einen Winkel im Bereich von 60 bis 120° oder von -60 bis -120° einschließen, Aufprallabsorber nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die Faserlängsrichtungen der Fasern des faserverstärkten Kunststoffs zu mindestens von 30 Gew.-% der Fasern in mindestens einem Winkel im Bereich von -30° bis +30° zu einer den mindestens zwei Parallel-Ebenenscharen gemeinsamen Richtung verlaufen und/oder wobei die verbundenen Profile Hohlräume und/oder Hohlkammerprofile ausbilden und die Hohlräume und/oder Hohlkammern in mindestens einer Translationsrichtung, die aus einer oder zwei Richtungen senkrecht zu der gemeinsamen Richtung mittels Linearkombination bildbar ist, nebeneinander angeordnet sind. Aufprallabsorber nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, wobei die Hohlräume und/oder Hohlkammern ganz oder teilweise mit Schaum, insbesondere elastisch und/oder plastisch verformbaren und/oder sprödem Schaum, und/oder Waben gefüllt sind und/oder die Profile an mindestens einer Seite, insbesondere an zwei, drei oder vier Seiten, mit Schaum, insbesondere elastisch und/oder plastisch verformbaren und/oder sprödem Schaum, beschichtet und/oder umschäumt sind. Aufprallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Profile über ihre Erstreckung in die zweite Raumrichtung einen konstanten Querschnitt aufweisen. Aufprallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Wandstärken der Profile im Bereich von 0,5mm bis 15mm liegen und/oder wobei die Erstreckungen in die erste Raumrichtung im Bereich von 50- 3000mm liegen und/oder wobei die Profile in der Raumrichtung senkrecht zur ersten und zweiten Raumrichtung eine Erstreckung im Bereich von 30 mm bis 500 mm aufweisen. Aufprallabsorbergruppe, bestehend aus einer Mehrzahl von Aufprallabsorbern nach einem der vorstehenden Ansprüche, die miteinander verbunden, insbesondere verklebt sind, wobei die Profile jeweils aus aneinander angrenzenden Wandungen aufgebaut sind, wobei die Wandungen in und/oder tangential an mindestens zwei Parallel-Ebenenscharen liegen, a) wobei Volumenschwerpunkte der Zwischenräume, insbesondere Hohlräume und/oder Hohlkammern, der Aufprallabsorber zueinander in mindestens einer Translationsrichtung, die aus einer oder zwei Richtungen senkrecht zu einer den zwei Parallel-Ebenenscharen gemeinsamen Richtung und der gemeinsamen Richtung mittels Linearkombination, bei der der Anteil der gemeinsamen Richtung ungleich null ist, insbesondere mindestens 5%, beträgt, bildbar ist, angeordnet sind und/oder b) wobei Volumenschwerpunkte der Zwischenräume, insbesondere Hohlräume und/oder Hohlkammern, der Aufprallabsorber zueinander in mindestens einer Translationsrichtung, die aus einer oder zwei Richtungen senkrecht zu der gemeinsamen Richtung und der gemeinsamen Richtung mittels Linearkombination bildbar ist, angeordnet sind, wobei die Mehrzahl von Aufprallabsorbern aus Aufprallabsorbern mit unterschiedlichen Ausbildungen und/oder mechanischen Eigenschaften, insbesondere unterschiedlichen Wandstärken und/oder Hohlraum- und/oder Hohlkammergrößeren und/oder -formen, gebildet ist, und/oder c) wobei mindestens eine Symmetrieachse eines Zwischenraums, insbesondere Hohlraums und/oder einer Hohlkammer, eines ersten Aufprallabsorbers der Aufprallabsorbergruppe zu mindestens einer Symmetrieachse eines Zwischenraums, insbesondere Hohlraums und/oder einer Hohlkammer, eines zweiten Aufprallabsorbers der Aufprallabsorbergruppe einen Winkel im Bereich von größer 0° bis 45° einschließt, wobei dies insbesondere für alle Zwischenräume des ersten und zweiten Aufprallabsorbers und/oder alle Symmetrieachsen der Zwischenräume gilt. 1 . Aufprallabsorbergruppe nach Anspruch 9, wobei die Mehrzahl von Aufprallabsorbern aus Aufprallabsorbern mit unterschiedlichen Ausbildungen und/oder mechanischen Eigenschaften, insbesondere unterschiedlichen Wandstärken und/oder Hohlraum- und/oder Hohlkammergrößeren und/oder -formen gebildet ist. 2. Aufprallabsorbergruppe nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Aufprallabsorbergruppe eine Erstreckung senkrecht zu der ersten und zweiten Richtung oder in z-Richtung, insbesondere vertikaler Richtung, im Bereich von 30 bis 500mm aufweist 3. Aufprallabsorberanordnung, insbesondere Karosseriehohlbauteil, insbesondere metallisch, insbesondere Karosseriesäule, Schweller, Dachrahmen, Wagenkastenprofil, und/oder vorderer oder hinterer Stoßfänger für ein und/oder eines Fahrzeugs, aufweisend mindestens einen Aufprallabsorber oder eine Aufprallabsorbergruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche angeordnet in einem Hohlkammerprofil oder einem einen Hohlraum ausbildendem Element, insbesondere Karosseriehohlbauteil, wobei die Hohlkammer des Hohlkammerprofil oder der Hohlraum eine Längser- streckung aufweist, die größer ist als seine Erstreckung in die dazu senkrechten Raumrichtungen, wobei insbesondere wobei die Profile jeweils aus aneinander angrenzenden Wandungen aufgebaut sind, wobei die Wandungen in und/oder tangential an mindestens zwei Parallel-Ebenenscharen liegen und wobei die gemeinsamen Richtungen der Parallel-Ebenenscharen der Aufprallabsorber in mindestens einem Winkel im Bereich von -60 bis 120° und/oder von -60 bis -120°, insbesondere im Bereich von 80 bis 100° oder -80 bis -100°, zu der Längserstreckung des Hohlkammerprofils oder des Hohlraums, in dem sie angeordnet sind. Aufprallabsorberanordnung nach dem vorstehenden Anspruch 1 2, wobei die gemeinsamen Richtungen der Parallel-Ebenenscharen der Aufprallabsorber in mindestens einem Winkel im Bereich von -30 bis 30° insbesondere im Bereich von -20 bis 20°, zur y-Richtung und/oder einer horizontalen Richtung, aufweisen. Fahrzeug, insbesondere Landfahrzeug, insbesondere aufweisend mindestens vier Räder, aufweisend mindestens einen Aufprallabsorber, eine Aufprallabsorbergruppe und/oder Aufprallabsorberanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei seitlicher und im Wesentlichen horizontaler Anordnung des mindestens einen Aufprallabsorbers, der Aufprallabsorbergruppe und/oder Aufprallabsorberanordnung, insbesondere bei Anordnung dessen/deren Längserstreckung in einem Winkel im Bereich von -1 5 bis + 15 ° gegen die Horizontale, im Fahrzeug die erste Raumrichtung einen Winkel im Bereich von -30° bis +30° mit der Vorwärtsgeradeausfahrrichtung des Fahrzeugs einschließt, insbesondere dieser entspricht, und/oder bei seitlicher und im Wesentlichen vertikaler Anordnung, insbesondere bei Anordnung der Längserstreckung in einem Winkel im Bereich von -1 5 bis + 15 ° gegen die Vertikale, im Fahrzeug die erste Raumrichtung einen Winkel im Bereich von -30° bis +30° mit der Vorwärtsgeradeausfahrrichtung des Fahrzeugs einschließt, insbesondere dieser entspricht, und/oder bei Anordnung in der Front oder im Heck des Fahrzeugs die erste Raumrichtung einen Winkel im Bereich von 60° bis 120° und/oder im Bereich von -60 bis -120°, mit der Vorwärtsgeradeausfahrrichtung des Fahrzeugs einschließt, insbesondere senkrecht zu dieser liegt.

Description:
Crashstruktur für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein energieabsorbierendes Elemente beispielsweise um kinetische Energie bei einem Aufprall zu absorbieren.

Es ist bekannt, an Fahrzeugen energieabsorbierende Elemente anzuordnen, um Personen im Fahrzeug vor Verletzungen zu schützen.

Dazu dient beispielweise der Seitenschweller. Auch ist es bekannt, den Seitenschweller durch in ihm liegende Elemente zu optimieren. So ist es beispielsweise aus der DE 10 2017 123 400 A1 bekannt, in Längsrichtung des Seitenschwellers verlaufende Hohlbaukörper in den Seitenschweller einzusetzen. Auch andere Formen der Einsätze sind bekannt, so beispielsweise aus der DE 10 2019 208 224 A1 oder DE 10 2014 012 082 A1 .

Auch ist es aus der DE 10 2021 001 103 A1 bekannt, metallische Strangpressprofile mit Faserverbundwerkstoff zu umwickeln, um einen Hohlraum zwischen Strangpressprofil und Seitenschweller teilweise auszufüllen. Dazu werden die umwickelten Strangpressprofile mit ihrer Längserstreckung parallel zu der des Seitenschwellers in den Seitenschweller eingearbeitet.

Allgemein ist es üblich, die vorgesehene Geradeausfahrtrichtung eines Fahrzeuges als X-Richtung zu bezeichnen und die seitlichen oder dazu lateralen Richtungen als y-Richtung zu bezeichnen, wobei meist für jedes Bauteil die y-Richtung als von der Fahrzeugaußenseite zur Mitte verlaufend angenommen wird und als z-Richtung die bei Geradeausfahrt vertikal nach oben gerichtete Richtung anzusehen. Davon abgeleitet hat sich auch die entsprechende Bezeichnung der Richtungen am nicht montierten Bauteil selbst eingebürgert, da die Einbauorientierung der Teile meist eindeutig vorgegeben ist. Dabei wird die Orientierung der + bzw. - Richtung einer Achse bei zu einer Ebene symmetrischen Bauteilen als unbedeutend angesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Energieabsorption beim Aufprall oder einer Kollision des Bauteils oder Fahrzeugs zu erreichen. Der Erfinder hat festgestellt, dass übliche Bauteile zur Stoßabsorption, wie Stoßstange, Seitenschweller oder A-/B-/C-Säulen eine längliche Ausbildung mit einer deutlich größeren Erstreckung in ihre Längsrichtung als in die dazu senkrechten Richtungen aufweisen. Dabei sind die Bauteile meist so angeordnet oder zur Anordnung ausgebildet, dass die Längsrichtung senkrecht zu den meisten Krafteinwirkungen bei einem Aufprall oder einer Kollision liegt. Zudem sind die Elemente üblicherweise so ausgebildet, dass sie in einem Produktionsprozess hergestellt werden, der sie in Längsrichtung und/oder homogen herstellt, so beispielsweise durch Strangpressen bzw. beim Zuschneiden von Blechen. Zudem hat der Erfinder festgestellt, dass es vorteilhaft ist, Faserverbundwerkstoffe zur Stoßabsorption einzusetzen, deren Faserlängsrichtung zu einem großen Teil parallel oder in einem spitzen Winkel zur Aufprallrichtung verläuft. Da in der Regel mit Stößen in einem spitzen Winkel, insbesondere annähernd rechten Winkel, zur Längserstreckung dieser Bauteile zu rechnen ist, was sich auch in Crashtests wie dem Pfahlcrash 75° nach UN R135 oder auch dem „Side Barrier" Crashtest nach UN R95 mit 90° zeigt, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass Faserlängsrichtungen in einem Winkelbereich von -30° bis + 30° zur Senkrechten der Längserstreckung und insbesondere in einem Winkelbereich von -30° bis +30° zur Horizontalen vorteilhaft ist. Dabei kommt es nicht darauf an, dass alle Fasern in dieser Richtung verlaufen.

Um dies bei einem einfachen Herstellungsverfahren gewährleisten zu können, werden dazu vorteilhaft kleinere Absorptionselemente hergestellt und zusammengefügt, da die Längserstreckung des finalen Bauteils nicht mit der Fertigungsrichtung übereinstimmt. Somit werden die Absorptionselemente insbesondere senkrecht zu ihrer Produktionsrichtung zusammengefügt, insbesondere verklebt. Gelöst wird die Aufgabe insbesondere durch einen Aufprallabsorber zur Absorption von Kräften bei einem Aufprall durch Crushing und/oder zumindest teilweise plastische Deformation, aufweisend eine Mehrzahl, die mindestens drei beträgt, verbundener, insbesondere verklebter, Profile, insbesondere Hohlbauteile, insbesondere Hohlprofile. Dies umfasst auch Flachprofile, wobei insbesondere prismatische Profile und/oder nicht-Flachprofile bevorzugt werden. Insbesondere weisen die Profile Wandungen in mehr als einer Ebene auf. Die Profile bestehen aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere mit Glas-, Pflanzen- und/oder Kohlenstofffasern. Die Profile sind zumindest abschnittsweise voneinander beabstandet und bilden Zwischenräume, insbesondere Hohlräume und/oder Hohlkammern, aus. Dabei können die Zwischenräume sowohl durch einzelne Profile oder zwischen diesen ausgebildet werden. Die Profile erstrecken sich jeweils in mindestens zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen, wobei ihre Erstreckung jeweils in eine erste Raumrichtung größer ist als in alle anderen Raumrichtungen.

Die Profile sind vorteilhafterweise über ihre gesamte Erstreckung in eine zweite zur ersten Raumrichtung senkrechten Raumrichtung an einer Vielzahl von Verbindungsbereichen, die über die Erstreckung in die erste Raumrichtung verteilt sind, miteinander fest verbunden, wobei in die erste Raumrichtung benachbarte Verbindungsbereiche einen Abstand von maximal 200mm aufweisen. Dabei können die Verbindungsbereiche auch unmittelbar aneinandergrenzen und somit auch durch eine durchgehende Verbindung, wie beispielsweise in einer Sandwichan- ordnung, gebildet sein. Die Verbindung kann dabei durch dünne Verbindungen, bei denen die Profile abgesehen von einer dünnen Fügeschicht, beispielsweise aus Klebstoff, unmittelbar Zusammenstößen, aber auch durch dickere Verbindungsschichten, wie beispielsweise in einer Sandwichanordnung mit abwechselnden Lagen aus je einem Profil und mit den Profilen fest verbundenem Schaum, insbesondere elastisch und/oder plastisch verformbar und/oder spröde gegeben sein. Auch können Zwischenlagen verwendet werden, was beispielsweise der Fall wäre, wenn eine Schaumlage beidseitig mit Profilen beklebt würde oder wenn zwischen zwei Profile, beispielsweise um einen größeren Abstand zu erreichen Zwischenlegeteile, beispielsweise ebenfalls aus faserverstärktem Kunststoff, eingelegt und jeweils mit beiden Profilen verklebt werden. Insbesondere ist der Abstand der Profile in den Verbindungsbereichen kleiner als 50 mm, insbesondere kleiner als 5mm.

Dabei weist der faserverstärkte Kunststoff Fasern mit einer Längsrichtung auf, also insbesondere Fasern, die jeweils in eine Richtung eine größere Erstreckung aufweisen als in die dazu senkrechten Richtungen.

Dabei verlaufen die Faserlängsrichtungen von mindestens 30 Gew.-%, insbesondere mehr als 50 Gew.-%, der Fasern des faserverstärkten Kunststoffs in mindestens einem Winkel im Bereich von -30° bis +30°, insbesondere von -20 bis + 20°, insbesondere parallel zu der zweiten Raumrichtung.

Gelöst wird die Aufgabe auch durch eine Aufprallabsorbergruppe, bestehend aus einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Aufprallabsorbern, die miteinander, insbesondere unmittelbar aneinander angrenzend, verbunden, insbesondere verklebt, sind, a) wobei die Volumenschwerpunkte der Zwischenräume, insbesondere Hohlräume und/oder Hohlkammern, der Aufprallabsorber zueinander in mindestens einer Translationsrichtung, die aus einer oder zwei Richtungen senkrecht zu der gemeinsamen Richtung und der gemeinsamen Richtung mittels Linearkombination, bei der der Anteil der gemeinsamen Richtung ungleich null ist, insbesondere mindestens 5% beträgt, bildbar ist, angeordnet sind und/oder b) wobei die Volumenschwerpunkte der Zwischenräume, insbesondere Hohlräume und/oder Hohlkammern, der Aufprallabsorber zueinander in mindestens einer Translationsrichtung, die aus einer oder zwei Richtungen senkrecht zu der gemeinsamen Richtung und der gemeinsamen Richtung mittels Linearkombination bildbar ist, angeordnet sind, wobei die Mehrzahl von Aufprallabsorbern aus Aufprallabsorbern mit unterschiedlichen Ausbildungen und/oder mechanischen Eigenschaften, insbesondere unterschiedlichen Wandstärken und/oder Hohlraum- und/oder Hohlkammergrößeren und/oder -formen gebildet ist und/oder c) wobei mindestens eine Symmetrieachsen eines Zwischenraums, insbesondere Hohlraums und/oder einer Hohlkammer, eines ersten Aufprallabsorbers der Aufprallabsorbergruppe zu mindestens einer Symmetrieachsen eines Zwischenraums, insbesondere Hohlraums und/oder einer Hohlkammer eines zweiten Aufprallabsorbers der Aufprallabsorbergruppe einen Winkel im Bereich von größer 0° bis 60°, insbesondere im Bereich von 3 bis 45°, insbesondere von 4 bis 30°, einschließt, wobei dies insbesondere für alle Zwischenräume des ersten und zweiten Aufprallabsorbers und/oder alle Symmetrieachsen der Zwischenräume gilt.

Durch die Zusammenfügung der Aufprallabsorber lassen sich mehrere Ziele erreichen. Zum einen lässt sich damit das Ziel der Orientierung der Faserlängsrichtung und der einfachen Herstellung in einem kontinuierlichen Prozess bei einfacher Zuführung der Fasern erreichen. Zum anderen lassen sich durch die Kombination verschiedener Aufprallabsorber Die Eigenschaften der Gruppe lokal unterschiedlich ausgestalten und zwar in alle Raumrichtungen. Dadurch lässt sich nicht nur ein gewünschter zeitlicher Verlauf der Energieabsorption einstellen, beispielsweise indem in y-Richtung oder in horizontaler Richtung, insbesondere in der zweiten Raumrichtung, unterschiedliche Absorber aneinandergefügt werden, sondern auch an verschiedenen Stellen, beispielsweise in x- oder z-Richtung eine unterschiedliche Absorption aber auch Formgebung erreichen. Zu dem lässt sich durch eine schräge Schnittführung beim Zuschnitt der Profile, also insbesondere mit einem von 90° und 0° abweichendem Winkel zur Fertigungsrichtung und/oder bei nicht paralleler und/oder nicht rechtwinkliger Ausbildung mindestens zweier Kanten eines Profils, bei der Zusammenfügung der Absorber eine von der länglichen Form abweichende Form schaffen.

Gelöst wird die Aufgabe auch durch eine Aufprallabsorberanordnung, insbesondere Karosseriehohlbauteil, insbesondere metallisch, insbesondere Karosseriesäule, Schweller, Dachrahmen, Wagenkastenprofil und/oder vorderer oder hinterer Stoßfänger für ein und/oder eines Fahrzeugs, aufweisend mindestens einen Aufprallabsorber oder eine Aufprallabsorbergruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche angeordnet in einem Hohlkammerprofil oder einem einen Hohlraum ausbildendem Element, insbesondere Karosseriehohlbauteil, wobei die Hohlkammer und/oder der Hohlraum eine Längserstreckung aufweist, die größer ist als seine Erstreckung in die dazu senkrechten Raumrichtungen. Mit Vorteil sind die gemeinsamen Richtungen der Parallel-Ebenenscharen der Aufprallabsorber in mindestens einem Winkel im Bereich von 60 bis 1 20° und/oder von -60 bis -120°, insbesondere im Bereich von 80 bis 100° oder -80 bis -100°, zu der Längser- streckung des Hohlkammerprofils oder des Hohlraums, in dem sie angeordnet sind, angeordnet.

Durch die Aufnahme in ein solches Bauteil lassen sich die Eigenschaften der verschiedenen Elemente und/oder Baustoffe kombinieren und eine besonders vorteilhafte Wirkung erreichen, beispielsweise wenn Karosseriesäule, Schweller vorderer oder hinterer Stoßfänger für ein und/oder eines Fahrzeugs metallisch ausgebildet sind.

Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein Fahrzeug, insbesondere Landfahrzeug, Fahrzeug, insbesondere Landfahrzeug, insbesondere aufweisend mindestens vier Räder, aufweisend mindestens einen Aufprallabsorber, eine Aufprallabsorbergruppe und/oder Aufprallabsorberanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei seitlicher und im Wesentlichen horizontaler Anordnung, insbesondere bei Anordnung der Längserstreckung in einem Winkel im Bereich von -1 5 bis + 15 ° gegen die Horizontale, im Fahrzeug die erste Raumrichtung einen Winkel im Bereich von -30° bis +30°, mit der Vorwärtsgeradeausfahrrichtung des Fahrzeugs einschließt, insbesondere dieser entspricht und/oder bei seitlicher und im Wesentlichen vertikaler Anordnung, insbesondere bei Anordnung der Längserstreckung in einem Winkel im Bereich von -15 bis + 1 5° gegen die Vertikale, im Fahrzeug die erste Raumrichtung einen Winkel im Bereich von -30° bis +30°, mit der Vorwärtsgeradeausfahrrichtung des Fahrzeugs einschließt, insbesondere dieser entspricht, und/oder bei Anordnung in der Front oder im Heck des Fahrzeugs die erste Raumrichtung einen Winkel im Bereich von -60° bis 120° und/oder im Bereich von -60 bis -1 20°, mit der Vorwärtsgeradeausfahrrichtung des Fahrzeugs einschließt, insbesondere senkrecht zu dieser liegt.

Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines, insbesondere erfindungsgemäßen, Aufprallabsorbers, wobei mindestens drei Profilabschnitte aus Faserverbundwerkstoff mittels kontinuierlichem Herstellungsverfahren, insbesondere mittels Pultrusion, aufweisend eine Fertigungsrichtung hergestellt werden, so dass die Faserlängsrichtungen von mindestens 30 Gew.- %, insbesondere mehr als 50 Gew.-%, der Fasern des faserverstärkten Kunststoffs in mindestens einem Winkel im Bereich von -30° bis +30° zu der Fertigungsrichtung verlaufen und wobei die Profile senkrecht zur Fertigungsrichtung nebeneinander und/oder übereinander angeordnet und untereinander fest verbunden werden, insbesondere so, dass die kleinste Erstreckung jedes Profils in Richtung der Anordnung der Profile (insbesondere in z-Richtung) liegt und die Profile zumindest abschnittsweise voneinander beabstandet sind und wobei die Profile Zwischenräume, insbesondere Hohlräume und/oder Hohlkammern, ausbilden. Vorteilhafterweise werden die festen Verbindungen an einer Vielzahl von Verbindungsbereichen, verteilt über die Erstreckung in die erste Raumrichtung, vorgenommen, wobei in die erste Raumrichtung benachbarte Verbindungsbereiche einen Abstand von maximal 200mm aufweisen.

Mit Vorteil umfasst das Verfahren auch das Zusammenfügen mehrere Aufprallabsorber zu einer Aufprallabsorbergruppe, insbesondere mittels Klebstoff und/oder insbesondere, plastisch und/oder elastisch verformbaren und/oder spröden, Schaum.

Mit Vorteil umfasst das Verfahren auch das Zusammenfügen der Aufprallabsorbergruppe mit einem Element zu einer Aufprallabsorberanordnung.

Der Einsatz von faserverstärktem Kunststoff bietet im Vergleich zu rein metallischen röhrenförmigen Elementen einen homogeneren und/oder konstanteren Kraft-Weg-Verlauf, der zudem durch den Einsatz und insbesondere durch die Kombination von verschiedenen Absorbern sehr genau angepasst werden kann.

Mit Vorteil ist oder wird die feste Verbindung durch die Profile, Zwischenlegeprofile, Klebstoff, Waben, beispielsweise aus Aramid, und/oder Schaum, insbesondere elastisch und/oder plastisch verformbaren und/oder spröden Schaum, hergestellt. Dazu können die Profile beispielsweise an den Verbindungsbereich und/oder insbesondere daran angrenzend aufeinander zu verlaufen bzw. Ausluchten aufeinander zu aufweisen und an den Verbindungsbereichen dort miteinander verklebt sein.

Mit besonderem Vorteil Aufprallabsorber nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Raumrichtung zur x-Richtung einen Winkel im Bereich von - 30 bis +30° einschließt und/oder die zweite Raumrichtung zur y-Richtung einen Winkel im Bereich von -30 bis +30° und/oder wobei die Profile in einem kontinuierlichen Herstellungsverfahren hergestellt sind und insbesondere Abschnitte des kontinuierlich hergestellten Werkstücks darstellen und insbesondere die y- Richtung einen Winkel im Bereich von -30 bis +30° zu der Fertigungsrichtung des Profils einschließt.

Bevorzugt sind die Profile jeweils aus aneinander angrenzenden Wandungen aufgebaut, wobei die Wandungen in und/oder tangential an mindestens zwei Paral- lel-Ebenenscharen liegen, die jeweils zu mindestens einer anderen der mindestens zwei Parallel-Ebenenscharen einen Winkel im Bereich von 60 bis 1 20° und/oder von -60° bis -120° einschließen, wobei bevorzugt die verbundenen Profile, gemeinsam oder zusammen, Hohlräume und/oder Hohlkammerprofile ausbilden, die sie in mindestens vier Raumrichtungen (z.b. in Richtung + X, -x, + Z, -z) umschließen und/oder wobei die aneinander angrenzenden Wandungen in und/oder tangential an jeweils einer der Ebenen der mindestens zwei Parallel-Ebenenscharen liegen, die zueinander einen Winkel im Bereich von 60 bis 120° oder von -60 bis -120° einschließen. Die Wandungen sind insbesondere, abgesehen von je einem Übergangsbereich zur angrenzenden Wandung, der insbesondere gekrümmt ausgeführt ist, in sich eben und/oder mit konstanter Wandstärke ausgeführt.

Dadurch lässt sich bei geringem Gewicht eine besonders gute Absorptionswirkung erreichen.

Mit Vorteil sind/werden die Faserlängsrichtungen der Fasern des faserverstärkten Kunststoffs zu mindestens von 30 Gew.-% der Fasern in mindestens einem Winkel im Bereich von -30° bis +30° zu einer den mindestens zwei Parallel-Ebenenscharen gemeinsamen Richtung und/oder verlaufend angeordnet und dass die Hohlräume und/oder Hohlkammern in mindestens einer Translationsrichtung, die aus einer oder zwei Richtungen senkrecht zu der gemeinsamen Richtung mittels Linearkombination bildbar ist, nebeneinander angeordnet sind.

Bevorzugt sind/werden Zwischenräume, insbesondere die Hohlräume und/oder Hohlkammern, ganz oder teilweise mit Schaum, insbesondere elastisch und/oder plastisch verformbaren und/oder spröden Schaum, und/oder Waben, beispielsweise aus Aramid, Aramidpapier, Kunststoff, und/oder Aluminium, gefüllt und/oder sind/werden die Profile an mindestens einer Seite, insbesondere an einer oder der Außenseite, insbesondere an zwei, drei oder vier Seiten, mit festen Schaum, insbesondere elastisch und/oder plastisch verformbaren Schaum beschichtet und/oder umschäumt sind. Dadurch lässt sich eine besonders vorteilhafte Absorption erreichen.

Mit besonderem Vorteil weisen die Profile über ihre Erstreckung in die zweite Raumrichtung einen konstanten Querschnitt auf. Dies erleichtert die Herstellung insbesondere bei der kontinuierlichen Fertigung, aus deren Erzeugnis dann Profile zugeschnitten werden.

Bevorzugt liegen die Wandstärken der Profile im Bereich von 0,5mm bis 1 5mm und/oder liegen die Erstreckungen in die erste Raumrichtung im Bereich von 50- 3000mm und/oder weisen die Profile in der Raumrichtung senkrecht zur ersten und zweiten Raumrichtung eine Erstreckung im Bereich von 30 mm bis 500 mm auf. Dadurch lassen sich besonders guten Absorptionseigenschaften erreichen und lässt sich auch materialsparend arbeiten.

Vorteilhafterweise kann der Aufprallabsorber und/oder die Aufprallabsorbergruppe außen mit unter Hitzeeinwirkung expandierenden und/oder aushärtenden Werkstoffen versehen sein/werden. Dadurch lässt sich bei einer Anordnung in einem, beispielsweise röhrenförmigen, Element einfach eine feste Verbindung, örtliche Fixierung und/oder Ausfüllung des Elements erreichen.

Besonders bevorzugt ist/wird die Aufprallabsorbergruppe aus einer Mehrzahl von Aufprallabsorbern mit unterschiedlichen Ausbildungen, beispielsweise Formen und/oder Dimensionen, und/oder unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften, insbesondere durch unterschiedlichen Wandstärken und/oder Hohlraum- und/oder Hohlkammergrößeren und/oder -formen und/oder Profilgeometrien bewirkt, gebildet. So lassen sich beispielsweise durch zur Fertigungsrichtung schräge Zuschnitte der Profile winklige Geometrien der Gruppe auf einfach und zuverlässige Weise mit guten Absorptionseigenschaften erreichen.

Mit Vorteil weist die Aufprallabsorbergruppe eine Erstreckung senkrecht zu der ersten und zweiten oder in z-Richtung im Bereich von 30 bis 500mm auf.

Bevorzugt weisen die gemeinsamen Richtungen der Parallelebenenscharen der Aufprallabsorber, insbesondere alle, zur y-Richtung mindestens einen, insbesondere alle je einen, Winkel im Bereich von -30 bis 30°, insbesondere -20 bis 20°, auf.

Vorteilhafterweise sind die Aufprallabsorber und/oder ist die Aufprallabsorbergruppe mittels unter Hitzeeinwirkung expandiertem und/oder ausgehärtetem Werkstoff in dem Element örtliche fixiert und/oder mit diesem verbunden und/oder ist ein Zwischenraum zwischen Elements und Aufprallabsorber und/oder Aufprallabsorberbaugruppe mittels einer solchen teilweise oder vollständig ausgefüllt. Vorteilhafterweise wird die Aufprallabsorber und/oder ist die Aufprallabsorbergruppe mittels unter Hitzeeinwirkung expandierendem und/oder aushärtendem Werkstoff in dem Element örtliche fixiert und/oder mit diesem verbunden und/oder wird ein Zwischenraum zwischen Element und Aufprallabsorber und/oder Aufprallabsorberbaugruppe mittels eines solchen teilweise oder vollständig ausgefüllt.

Insbesondere werden Schäume mit spezifischer Druckfestigkeit im Bereich von 0,1 bis 20MPa und/oder Polymerschäume, insbesondere Polyurethan, PVC, PET, XPS-Schäume und/oder Metallschäume, insbesondere Aluminiumschäume verwendet.

Die Einfassung oder Hinterlegung der Aufprallabsorbergruppe durch eine weitere Komponente, beispielsweise einer Platte, insbesondere aus Metall und/oder faserverstärktem Kunststoff, kann helfen, die Energieabsorption zu erhöhen, die bei der Kollision auftretenden Reaktionskräfte abzustützen und sekundäre Lasten (z.B. in x-Richtung) aufzunehmen.

Das lokale Vorsehen von Schäumen, Klebstoffen o.ä., welche bei Temperatur Ausschäumen/Quellen und aushärten, kann genutzt werden, um den Bauteilverbund im Rahmen der Temperaturnachbehandlung einer KTL der Rohkarosserie mit dieser fest zu verbinden.

Weitere mögliche Ausgestaltungen und Vorteile werden nachfolgend rein exemplarisch anhand einiger vereinfachter Figuren erläutert. Die in manchen Figuren gezeigten Koordinatensysteme sollen die Ausrichtung der gezeigten Elemente im Fahrzeug veranschaulichen.

Fig. 1 zeigt eine noch getrennte Darstellung von zwei prismatischen Profilen (A, B) mit Wandungen in jeweils zwei horizontalen Ebenen und in vertikalen y-z-Ebe- nen mit dazwischen liegendem Klebstoff (C). Die einander zugewandten Abschnitte der Profile in den horizontalen Ebenen werden nun unter Zwischenlage der Abstandsplatten mit diesen beidseitig über die gesamte Erstreckung in der y- Richtung verklebt. Dadurch werden Hohlkammern durch die Profile ausgebildet, nämlich jeweils zwischen den Verbindungsbereichen.

Fig. 2 zeigt mehrere Darstellungen bzw. Schnitte eines Aufprallabsorbers in Sandwichbauweise mit als dunklen Linien dargestellten Flachprofilen und dazwischen angeordnetem spröden Kunststoffschaum, der beidseitig je mit einem Profil fest verbunden ist.

Fig. 3 zeigt ebenfalls eine sandwichartige Anordnung mit Schaumlagen, wobei aber die Profile jeweils einen Zickzackverlauf und damit Wandungen in jeweils zwei Parallel-Ebenenscharen aufweisen.

Fig. 4 zeigt verschiedene Kombinationen unterschiedlicher Aufprallabsorber als Aufprallabsorbergruppe. Die Linien der Schraffuren stellen dabei nicht die Profile da, sondern symbolisieren lediglich unterschiedliche Aufprallabsorber, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, beispielsweise unterschiedliche Wandstärken der darin verwendeten Profile. Die oberste Darstellung zeigt eine Anordnung mit in x-Richtung hintereinander angeordneten unterschiedlichen Aufprallabsorbern. Darunter ist eine Anordnung mit in x-Richtung jeweils drei gleichen Absorbern gezeigt, wobei in z-Richtung jeweils drei unterschiedliche Aufprallabsorber angeordnet sind. Darunter ist eine Anordnung mit unterschiedlichen Aufprallabsorbern in y-Richtung gezeigt. Zu unterst ist die selbe Anordnung gezeigt, die jedoch links mit sprödem Kunststoffschaum (punktiert dargestellt) versehen ist.

Fig. 5 zeigt Querschnitte durch drei unterschiedliche Aufprallabsorberanordnungen. Dabei sind jeweils in z-Richtung unterschiedliche Aufprallabsorber zu einer Aufprallabsorberanordnung kombiniert, die jeweils in einem Seitenschweller aus Metall angeordnet ist. Dabei weisen die Aufprallabsorber unterschiedliche Erstreckungen in y-Richtung bzw. unterschiedliche Geometrien im Querschnitt auf. Zu erkennen ist, dass dadurch eine genauere Ausfüllung möglich ist, als bei Verwendung identischer Elemente. In der untersten Darstellung wurde zudem Schaum (links neben den Aufprallabsorbern) eingesetzt, um den Schweller noch besser auszufüllen und/oder den Absorptionsverlauf zu beeinflussen.

Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch einen Seitenschweller, mit winkligem Verlauf. In ihm angeordnet ist eine Aufprallabsorbergruppe, mit Aufprallabsorbern (D) mit gleichen Eigenschaften, von denen aber der mittlere beidseitig schräg geschnitten wurde, sodass sich eine an den Verlauf des Seitenschwellers angepasste Kontur ergibt.