DE3621697C2

DE3621697C2 -

Info

Publication number: DE3621697C2
Application number: DE19863621697
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. Heucke; Bernhard Dipl.-Ing. 5620 Velbert De Moeller; Gerhard Dipl.-Ing. 5600 Wuppertal De Waehling
Original assignee: Julius & August Erbsloeh and Co 5620 Velbert De GmbH
Current assignee: Julius & August Erbsloeh and Co 5620 Velbert De GmbH
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1989-12-07
Also published as: DE3621697A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufprallträger zur Ver steifung von insbesondere Kraftfahrzeugtüren, der stirnseitig an die Tür angeschlossen und einen Zuggurt und einen Druckgurt aufweist, wobei Zuggurt und Druckgurt über wenigstens einen Wandteil miteinander verbunden sind.The invention relates to an impact beam for Ver stiffness of in particular motor vehicle doors, the front connected to the door and a tension belt and has a compression belt, the tension belt and compression belt connected to each other via at least one wall part are.

Zur Sicherung der Fahrgastzelle eines Personenkraft fahrzeuges ist es bekannt, in den Türen horizontal verlaufende Aufprallträger anzuordnen, um im Falle eines seitlichen Aufpralles die Türen derart zu ver stärken, daß Verletzungen der Insassen möglichst weitgehend minimiert werden. Hierzu macht man sich das Prinzip der Energiedissipation zunutze, indem die impulsartig aufgebrachte Energie in innere Energie umgewandelt wird, was zu einer Plastifizierung des Aufprallträgers führt. Zur Anwendung kommen dabei im wesentlichen Rohre oder Profilträger aus einem homogenen Werkstoff, zumeist aus Stahl. Den Anforderungen, die an einen Aufprallträger gestellt werden, als da sind hohe Kraftaufnahme, hohe Duktilität bei konstanter Steifigkeit, Kaltverfestigungsvermögen, hohes Umform vermögen und die Gewährleistung der vorgenannten Eigen schaften, insbesondere in Temperaturbereichen von -30°C bis +60°C, genügen die bekannte Aufprallträger insgesamt nicht in zufriedenstellendem Umfang.To secure the passenger compartment of a passenger vehicle it is known to be horizontal in the doors to arrange running impact beams to in case a side impact to ver the doors strengthen that injuries to the occupants if possible be largely minimized. You do this for yourself Take advantage of the principle of energy dissipation by using the impulsed energy into inner energy is converted, which leads to a plasticization of the Impact beam leads. Are used essentially tubes or profile beams from one homogeneous material, mostly made of steel. The requirements which are placed on an impact beam as there are high force absorption, high ductility with constant Rigidity, work hardenability, high forming assets and the guarantee of the aforementioned own shafts, especially in temperature ranges from -30 ° C up to + 60 ° C, the known impact beams are sufficient overall not to a satisfactory extent.

Bei der Lösung gemäß der FR-A 22 58 280 ist ein Träger in den unteren Türbereich integriert, dessen Druckgurt von der Außenwand der Türe gebildet ist, während der Zuggurt von der Innenwand der Türe in deren unteren Bereich gebildet ist. Dabei sind die Außenwand und die Innenwand über Aussteifungslamellen miteinander verbunden. Dadurch wird zwar eine höhere Kraftaufnahme im Träger möglich, jedoch läßt die Duktilität zu wünschen übrig, da die Steifigkeit über die Länge des Trägers nicht konstant ist.In the solution according to FR-A 22 58 280, a carrier is in integrated the lower door area, the pressure belt of the Outside wall of the door is formed while the tension belt is from the inner wall of the door formed in the lower area is. The outer wall and the inner wall are over stiffening slats connected with each other. This will a higher force absorption in the carrier is possible, but leaves the ductility left a lot to be desired since the rigidity exceeded the length of the beam is not constant.

Aus der EP-A 00 60 556 ist eine Verstärkungsrippe ersichtlich, die an der Innenwandung einer Fahrzeugtüre angeordnet ist. Dabei stellt die Türwandung den Druckgurt dar, während als Zuggurt ein Kunststoffteil in Verbindung mit einem Verstärkungsstreifen dienen soll. Der Zuggurt wird erst durch Expansion eines Distanzhalterstreifens gebildet. Kunststoffteil und Verstärkungsstreifen müssen verformbar sein, um die aus Fig. 2B der EP-A ersichtliche Form einzunehmen. Da es sich bei dem Verstärkungsstreifen und dem Kunststoffteil um Werkstoffe handeln muß, die nachträglich durch den blähbaren Distanzhalterstreifen verformbar sind, ist zu bezweifeln, ob eine solche Verstärkung den Anforderungen zur Sicherung der Fahrgastzelle gerecht wird. Außerdem handelt es sich bei dieser Verstärkungsrippe nicht um einen separaten Aufprallträger.From EP-A 00 60 556 a reinforcing rib can be seen, which is arranged on the inner wall of a vehicle door. The door wall represents the pressure belt, while a plastic part in connection with a reinforcement strip is to serve as the tension belt. The tension belt is only formed by expanding a spacer strip. The plastic part and the reinforcement strip must be deformable in order to assume the shape shown in FIG. 2B of EP-A. Since the reinforcement strip and the plastic part must be materials that can subsequently be deformed by the expandable spacer strip, it is doubtful whether such reinforcement meets the requirements for securing the passenger compartment. In addition, this reinforcement rib is not a separate impact beam.

Der aus der DE-OS 24 10 228 ersichtliche, separate Aufprallträger weist zwar auch einen Zuggurt und einen Druckgurt auf, die durch Wandteile miteinander verbunden sind, wobei jedoch die Duktilität bei konstanter Steifigkeit nicht wesentlich verbessert werden kann und auch die Bildung des sogenannten Fließgelenkes kaum verzögert wird.The separate impact beam apparent from DE-OS 24 10 228 also has a tension belt and a compression belt on, which are connected by wall parts, wherein however, the ductility with constant rigidity is not can be significantly improved and also the formation of the so-called Float is hardly delayed.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Aufprallträger zu schaffen, der ein hohes spezifisches Umformvermögen bei minimalem Materialeinsatz aufweisen soll.The object of the present invention is to create an impact beam that is highly specific Forming capacity with minimal use of materials should have.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Aufprallträger als Hohlprofil ausgebildet und sein Zuggurt mit einer faserverstärkten Kunststoffschicht verbunden ist, wobei im Hohlprofil im Bereich des zu erwartenden Fließgelenkes ein dieses versteifender Einschub angeordnet ist. Durch die Verwendung einer faserverstärkten Kunststoffschicht im Zuggurt eines z. B. aus Aluminium und dessen Legierungen gebildeten Aufprallträgers kann dieser hohe Kräfte aufnehmen, ohne daß durch die Verstärkung des Zuggurtes durch die faserverstärkte Kunststoffschicht eine nennenswerte Gewichtserhöhung des Aufprallträgers erfolgt. Durch den Einsatz des Versteifungsgitters im Aufprallträger wird der Widerstand gegen das infolge der Durchbiegung auftretende Ausbeulen des Trägerquerschnitts erhöht, was bedeutet, daß die Bildung des sogenannten Fließgelenkes stark verzögert wird, da durch diese Maßnahme die Steifigkeit des Aufprallträgers sehr erhöht wird. Somit ist durch die Ausbildung des Aufprallträgers gemäß den vorge nannten Merkmalen dieser hinsichtlich seines Umformvermögens bei geringem Materialeinsatz optimiert.This object is achieved in that the Impact beam designed as a hollow profile and its tension belt is connected to a fiber-reinforced plastic layer, where in the hollow profile in the area of the expected plastic hinge a stiffening insert is arranged. By using a fiber-reinforced plastic layer in the tension belt of a z. B. made of aluminum and its Alloys formed impact beam can this high Absorb forces without reinforcing the tension belt due to the fiber-reinforced plastic layer significant increase in weight of the impact beam takes place. By using the stiffening grid in the impact beam becomes the resistance to that due to the deflection bulging of the beam cross-section increases, which means that the formation of the so-called plastic hinge is greatly delayed as a result of this measure Stiffness of the impact beam is very increased. So is through the formation of the impact beam according to the pre mentioned characteristics of these with regard to its deformability optimized with minimal use of materials.

Nach einem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der versteifende Einschub als Wabenstreifen ausgebildet ist, dessen Wandteile senkrecht zum Druckgurt und zum Zuggurt und zwischen dem Druckgurt und dem Zuggurt verlaufen. Dabei versteht es sich, daß die Wabenform vom klassischen Sechskanthohlraum abweichen kann und statt dessen Rundhohlräume, Mehrkanthohlräume od. dgl. aufweist. Darüber hinaus wäre es auch denkbar, im Bereich des Fließgelenkes den Aufprallträger durch zwischen Druckgurt und Zuggurt angeordnete Rippen, Rohrstücke od. dgl. zu versteifen. Es wäre auch denkbar, dieses sogenannte Versteifungsgitter nur im Längsmittenbereich zwischen dem Zuggurt und dem Druckgurt des Aufprallträgers anzuordnen. Vorteilhaft erstreckt sich jedoch das Versteifungsgitter über die gesamte Innenbreite des Trägerhohlraumes.According to an embodiment feature of the invention it is advantageous if the stiffening insert as a honeycomb strip is formed, the wall parts perpendicular to Pressure belt and to the tension belt and between the pressure belt and the Tension belt run. It goes without saying that the honeycomb shape can deviate from the classic hexagon cavity and instead, has round cavities, polygonal cavities or the like. In addition, it would also be conceivable in the area of Hinged the impact beam through between the pressure belt ribs, pipe sections or the like stiffen. It would also be conceivable to use this so-called stiffening grid only in the longitudinal center area between the Arrange the tension belt and the compression belt of the impact beam. However, the stiffening grid advantageously extends over the entire inner width of the carrier cavity.

Um den Verbund der faserverstärkten Kunststoffschicht mit der Oberfläche des Zuggurtes zu erhöhen, ist nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung der Zuggurt an seiner mit der faserverstärkten Kunst stoffschicht verbundenen Oberfläche diese vergrößernd aufgerauht. Dabei mag die Vergrößerung der Oberfläche des Zuggurtes durch nebeneinanderliegende Nuten im Zuggurt bewerkstelligt werden, wobei die Nuten vorteilhaft an der Oberfläche des Zuggurtes in Längsrichtung des Aufprallträgers verlaufen.To bond the fiber reinforced plastic layer with to increase the surface of the tension belt according to a further embodiment of the invention the drawstring on his with the fiber-reinforced art layer connected surface this roughened to enlarge. It likes the enlargement the surface of the tension belt by side by side Grooves in the tension belt are accomplished, the Grooves advantageous on the surface of the tension belt in Run longitudinal direction of the impact beam.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen auf der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:The invention is in exemplary embodiments on the Drawing shown and will be described in more detail below explained. Show it:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs gemäßen, einen Hohlquerschnitt auf weisenden Aufprallträgers in einem Längsschnitt, Fig. 1 shows an embodiment of a fiction, modern, a hollow cross-section facing the impact beam in a longitudinal section;

Fig. 2 den Querschnitt des aus Fig. 1 ersichtlichen Aufprallträgers nach der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 2 shows the cross section of the visible in FIG. 1, the impact beam according to the line II-II of Fig. 1,

Fig. 3 den aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Aufprallträger in einem Schnitt nach der Linie III-III von Fig. 2, Fig. 3 to be seen from FIGS. 1 and 2 apparent impact beam in a section along the line III-III of FIG. 2

Fig. 4 die Seitentür eines Kraftfahrzeuges mit einem darin eingeschlossenen Auf prallträger in schematischer Darstellung, Fig. 4 shows the side door of a motor vehicle with an enclosed therein to bulging carrier in a schematic representation;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers in einer der Fig. 3 analogen Schnittdarstellung, mit einem gegenüber dieser andersartigen Ver steifungsgitter, Fig. 5 shows another embodiment of an impact beam in one of the Fig. 3 analog sectional view steifungsgitter with a towards this other type of Ver,

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers in einer den Fig. 3 und 5 analogen Schnittdarstellung, Fig. 6 shows another embodiment of an impact beam in FIGS. 3 and 5 analog sectional view,

Fig. 7 einen Aufprallträger in einer zu den Fig. 3, 5 und 6 analogen Schnittdar stellung, wobei in den Aufprallträger ein andersartiges Versteifungsgitter integriert ist, Fig. 7 an impact beam position in a manner analogous to Figs. 3, 5 and 6 Schnittdar, wherein the impact beam in a different type of reinforcing mesh is integrated,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers in einer den Fig. 3 und 5 bis 7 analogen Schnittdarstellung, wobei in den Aufprallträger den Zug gurt und den Druckgurt gegeneinander abstützende Rohrstücke eingesetzt sind. Fig. 8 shows another embodiment of an impact beam in a Figs. 3 and 5 to 7 analog sectional view, wherein the train belt and the pressure belt are used to support each other pipe pieces in the impact beam.

In den unteren Teil der in Fig. 4 dargestellten Fahr zeugtür 10 ist wenigstens ein Aufprallträger 11 einge zogen, dessen Endbereiche in nicht dargestellter Weise mit den Stirnseiten der Fahrzeugtür 10 verbunden sind. Dieser Aufprallträger weist bei dem dargestellten Aus führungsbeispiel einen Hohlquerschnitt in Form eines Vierkantrohres auf. Durch die Beanspruchungsrichtung des Aufprallträgers werden an diesem ein Druckgurt 12 und ein Zuggurt 13 gebildet, die über Stege 14 und 15 miteinander verbunden sind. Der Druckgurt 12 und der Zuggurt 13 umschließen zusammen mit den Stegen 14 und 15 einen Hohlraum 16, in dem ein Versteifungsgitter 17 derart angeordnet ist, daß dadurch der Druckgurt 12 und der Zuggurt 13 gegeneinander abgestützt sind. Dabei genügt es, das Versteifungsgitter 17 im etwa mittleren Bereich des Aufprallträgers anzuordnen, da dort in der Regel im Crashfall das durch Ausbeulung gebildete Fließgelenk zu erwarten ist. Bei dem aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist das Verstei fungsgitter 17 durch ein mäanderartig geformtes Streifenmaterial 18 gebildet, dessen Wellenscheitel jeweils an den Stegen 14 bzw. 15 anliegen, während die eine Kante 19 des Streifenmaterials 18 am Druck gurt 12 und die andere Kante 20 des Streifen materials 18 am Zuggurt 13 anliegt. Dieser Zuggurt 13 ist auf seiner Außenseite mit einer faserverstärkten Kunststoffschicht 21 überzogen, wobei zur Verbesserung des Verbundes zwischen der Kunststoffschicht 21 und dem Zuggurt 13 der letztere an seiner Oberfläche 22 mit in Längsrichtung des Aufprallträgers verlaufenden Nuten 23 versehen ist. Es wäre allerdings auch möglich, die Nuten quer oder geneigt zur Längsrichtung des Auf prallträgers anzuordnen, und außerdem ist es auch denkbar, statt der Nuten die Oberfläche 22 des Zug gurtes 13 in geeigneter Weise aufzurauhen, um die Haftfläche für die Kunststoffschicht zu vergrößern. In den Kunststoff ist vorteilhaft ein Fasermaterial einge bettet, wozu beispielsweise Glasfasern, Karbonfasern od.dgl. verwendet werden können. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Fasern in ihrer Längserstreckung in Richtung der Längsachse des Aufprallträgers im diese umgebenden Kunststoff ausgerichtet sind.In the lower part of the driving shown in Fig. 4 vehicle door 10 an impact beam is subjected at least 11 is having end regions in a manner not shown is connected to the front sides of the vehicle door 10. This impact beam has in the exemplary embodiment shown from a hollow cross section in the form of a square tube. Due to the direction of stress of the impact beam, a compression belt 12 and a tension belt 13 are formed thereon, which are connected to one another via webs 14 and 15 . The pressure belt 12 and the tension belt 13 together with the webs 14 and 15 enclose a cavity 16 in which a stiffening grid 17 is arranged such that the pressure belt 12 and the tension belt 13 are supported against one another. It is sufficient to arrange the stiffening grid 17 in the approximately central region of the impact beam, since the plastic hinge formed by bulging is generally to be expected there in the event of a crash. In the embodiment shown in FIGS . 1 to 3, the stiffening grating 17 is formed by a meandering strip material 18 , the wave apex of which rest against the webs 14 and 15 , respectively, while the one edge 19 of the strip material 18 on the pressure belt 12 and the other edge 20 of the strip material 18 abuts the tension belt 13 . This tension belt 13 is coated on its outside with a fiber-reinforced plastic layer 21 , the latter being provided on its surface 22 with grooves 23 running in the longitudinal direction of the impact beam to improve the bond between the plastic layer 21 and the tension belt 13 . However, it would also be possible to arrange the grooves transversely or inclined to the longitudinal direction of the impact beam, and it is also conceivable to roughen the surface 22 of the train belt 13 in a suitable manner instead of the grooves in order to enlarge the adhesive surface for the plastic layer. A fiber material is advantageously embedded in the plastic, for example glass fibers, carbon fibers or the like. can be used. It is advantageous if the fibers are aligned in their longitudinal extension in the direction of the longitudinal axis of the impact beam in the plastic surrounding it.

Bei dem aus Fig. 5 ersichtlichen und analog zu Fig. 3 dargestellten Aufprallträger 11 ist in dessen Hohlraum 16 ein das Versteifungsgitter 17 bildender Waben streifen 24 eingezogen, dessen Wandteile 25 senkrecht zum Druckgurt 12 und Zuggurt 13 verlaufen, wobei diese Wandteile in ihrer Erstreckung zwischen dem Druckgurt und dem Zuggurt derart bemessen sind, daß sie auf der Innenseite jeweils des Druckgurtes 12 und des Zug gurtes 13 anliegen und diese gegeneinander abstützen.In the impact beam 11 shown in FIG. 5 and shown analogously to FIG. 3, a honeycomb strip 24 forming the stiffening grid 17 is drawn into the cavity 16 , the wall parts 25 of which extend perpendicular to the compression belt 12 and tension belt 13 , these wall parts in their extent between the pressure belt and the tension belt are dimensioned such that they rest on the inside of the pressure belt 12 and the train belt 13 and support them against each other.

Bei dem aus Fig. 6 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist das Versteifungsgitter 17 aus einer Schar von Well streifen 26 gebildet, die nebeneinander angeordnet sind und an ihren Berührungsstellen bereichsweise miteinander beispielsweise durch Punktschweißung verbunden sein können. Auch diese zu einem Versteifungsgitter zusammen gesetzten Wellstreifen weisen eine solche Höhe auf, daß diese der lichten Weite zwischen dem Druckgurt 12 und dem Zuggurt 13 entspricht, so daß ein aus diesen Well streifen gebildetes Versteifungsgitter 17 den Druckgurt 12 und den Zuggurt 13 gegeneinander abstützt.In the embodiment shown in FIG. 6, the stiffening grid 17 is formed from a bevy of corrugated strips 26 which are arranged next to one another and can be connected to one another in regions at their points of contact, for example by spot welding. These corrugated strips put together to form a stiffening grid have a height such that this corresponds to the clear width between the pressure belt 12 and the tension belt 13 , so that a stiffening grid 17 formed from these corrugations supports the pressure belt 12 and the tension belt 13 against one another.

Auch das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers 11 weist ein Druckgurt und Zug gurt abstützendes Versteifungsgitter 17 auf. Dieses Versteifungsgitter ist ebenfalls wabenförmig gestaltet, jedoch weisen die von Wandteilen 25 umschlossenen Hohlräume nicht die für einen Wabenquerschnitt typische Sechskantform, sondern einen quadratischen Querschnitt auf.The embodiment of an impact beam 11 shown in FIG. 7 also has a compression belt and tension belt supporting stiffening grid 17 . This stiffening grid is also honeycomb-shaped, but the cavities enclosed by wall parts 25 do not have the hexagonal shape typical of a honeycomb cross section, but a square cross section.

Bei dem schließlich noch aus Fig. 8 zu entnehmenden, denkbaren Ausführungsbeispiel werden als Versteifungs gitter 17 nebeneinander angeordnete Rohrstücke 27 ver wendet, die entweder miteinander verbunden sein können oder aber als Einzelstücke zwischen dem Zuggurt und dem Druckgurt festgelegt sein können.In the finally also apparent from Fig. 8, conceivable embodiment are used as stiffening grid 17 adjacent pipe pieces 27 ver used, which can either be connected to each other or can be defined as individual pieces between the tension belt and the compression belt.

Es versteht sich, daß noch weitere Ausführungsformen von Versteifungsgittern 17 denkbar sind, wenn sie das Erfordernis erfüllen, den Druckgurt gegen den Zuggurt abzustützen, um ein Einbeulen des Aufprallträgers zu verhindern. Die Erfindung ist daher keinesfalls an die oben beschriebenen Ausführungsformen gebunden, und es sind noch vielerlei andere Ausgestaltungen denkbar.It goes without saying that still further embodiments of stiffening grids 17 are conceivable if they meet the requirement to support the pressure belt against the tension belt in order to prevent the impact beam from denting. The invention is therefore in no way tied to the embodiments described above, and many other configurations are also conceivable.

Claims

1. Impact beam for stiffening motor vehicle doors in particular, which is connected to the front of the door and has a tension belt and a pressure belt, the tension belt and pressure belt being connected to one another via at least one wall part, characterized in that the impact beam ( 11 ) is designed as a hollow profile and its tension belt ( 13 ) is connected to a fiber-reinforced plastic layer ( 21 ), an insert ( 17 ) stiffening the latter being arranged in the hollow profile in the region of the plastic hinge to be expected.

2. Impact beam according to claim 1, characterized in that the stiffening insert ( 17 ) is designed as a honeycomb strip, the wall parts ( 24 ) of which run perpendicular to and between the compression belt ( 12 ) and tension belt ( 13 ).

3. impact beam according to claim 1 and / or 2, characterized in that the stiffening insert ( 17 ) extends over the entire inner width of the carrier cavity ( 16 ).

4. Impact beam according to one or more of the preceding claims, characterized in that the insert ( 17 ) stiffening the plastic hinge consists of pipe pieces ( 27 ) arranged next to one another.

5. impact beam according to claim 4, characterized in that the tube pieces ( 27 ) are fixed as individual pieces between the pressure belt ( 12 ) and tension belt ( 13 ).

6. impact beam according to claim 5, characterized in that the pipe sections ( 27 ) as a bond between the pressure belt ( 12 ) and tension belt ( 13 ) are fixed.

7. impact beam according to one or more of the preceding claims, characterized in that the tension belt ( 13 ) on its composite with the fiber-reinforced plastic layer ( 21 ) creating surface ( 22 ) is roughened to enlarge it.

8. impact beam according to claim 7, characterized in that the composite with plastic layer ( 21 ) creating surface ( 22 ) of the tension belt ( 13 ) with these enlarging, adjacent grooves ( 23 ) is provided.

9. impact beam according to claim 8, characterized in that the grooves ( 23 ) on the surface of the tension belt ( 13 ) in the longitudinal direction of the impact beam ( 11 ).