DE10064680A1

DE10064680A1 - Impact protection for side doors of motor vehicles has weakened transitional area in door lining above arm rest which buckles under load directed at right angles to door

Info

Publication number: DE10064680A1
Application number: DE2000164680
Authority: DE
Inventors: Joachim Scheef; Johann Salzer; Gerhard Rieger
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-08-29

Abstract

The door has a compound fiber material inner lining, with projecting arm rest and lining sections above and below it. A weakened transitional section (10) is located between the upper lining section (8) and the arm rest (7). The transitional section is resistant to a high pressure load acting parallel to the door plane (E), and buckles under a lower pressure load, which acts in a direction at right angles to the door plane and towards the arm rest, to give defined yielding of the arm rest section dependent upon the size of the pressure load.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufprallschutz für Seitentüren von Kraftfahrzeugen mit einer aus einem Faserverbundwerkstoff gefertigten schalenförmigen Türinnenverkleidung, die im Einbauzustand einen vorsprin genden Armlehnenbereich, einen ersten oberhalb des Armlehnenbereiches angeordneten und dem gegenüber zurückversetzten Verkleidungsbereich sowie einen zweiten unterhalb des Armlehnenbereiches angeordneten und dem gegenüber zurückversetzten Verkleidungsbereich umfasst.The present invention relates to impact protection for side doors by Motor vehicles with a made of a fiber composite material bowl-shaped door lining that protrudes when installed armrest area, a first above the armrest area arranged and the facing recessed cladding area and a second arranged below the armrest area and the facing facing panel area.

Aus Gründen des Komforts, der Funktionalität und des Designs werden Tü rinnenverkleidungen in der Regel mit einer vorspringenden Armlehne sowie mit einer unterhalb der Armlehne angeordneten Vertiefung für eine Kartenta sche ausgestaltet. Dadurch bedingt ist der empfindliche Bauchbereich eines Fahrzeuginsassen im Falle eines Seitenaufpralls der Armlehne direkt ausge setzt, bevor der Brustbereich und der Beckenbereich oberhalb und unterhalb der Armlehne auf der Türinnenverkleidung auftreffen. Damit im Falle eines Seitenaufpralles vermieden wird, dass zu große Kräfte auf den Bauchbereich des Fahrzeuginsassen wirken, muss also eine Lösung gefunden werden, durch welche trotz der bestehenden Anforderungen an den Komfort, die Funktionalität und das Design das Verletzungsrisiko eines Fahrzeuginsassen reduziert wird.For reasons of comfort, functionality and design, Tü gutter panels usually with a protruding armrest as well with a recess for a cardenta arranged below the armrest designed. This causes the sensitive abdominal area to be one Vehicle occupants directly out in the event of a side impact of the armrest sets before the chest area and pelvic area above and below of the armrest hit the door lining. So in the case of a Side impact is avoided that excessive forces on the abdominal area of the vehicle occupant, a solution must be found by which despite the existing requirements for comfort, the Functionality and the design the risk of injury to a vehicle occupant is reduced.

Ein Lösungsvorschlag hierzu sieht das Einbringen von Schaumstoffpolstern zwischen der metallischen Türinnenhaut und der Türinnenverkleidung vor. Solche Schaumstoffpolster haben jedoch den Nachteil, dass sie sich nur auf ein bestimmtes Maß verdichten lassen und dann einen festen Block bilden, der bei einem Seitenaufprall nicht mehr als Verformungsweg genutzt werden kann. A proposed solution to this is the introduction of foam pads between the metallic inner door skin and the inner door panel. However, such foam pads have the disadvantage that they are only on have a certain amount compressed and then form a solid block, which are no longer used as a deformation path in the event of a side impact can.

Ein anderer Lösungsvorschlag sieht vor, dass an der Rückseite der Türin nenverkleidung Rippen angeformt sind, die der Türinnenverkleidung in ver schiedenen Richtungen unterschiedliche Steifigkeiten verleihen. Solche Rip pen sind aber nur dann realisierbar, wenn die Türinnenverkleidung als ein Spritzgussteil gefertigt wird. Eine schalenförmige Türinnenverkleidung aus einem Faserverbundwerkstoff bietet dagegen keine Möglichkeit, um hierfür brauchbare Rippenstrukturen anzuformen.Another proposed solution is that at the back of the door ribs are formed on the interior trim, which are in ver give different directions of stiffness. Such rip However, pens can only be realized if the door lining is as one Injection molded part is made. A bowl-shaped inner door panel a fiber composite, on the other hand, offers no way to do this to form useful rib structures.

Ein ganz anderer Lösungsvorschlag stellt schließlich die Unterbringung eines Seitenairbags oberhalb der Armlehne dar, wobei dieser Vorschlag jedoch verhältnismäßig kostspielig ist und gemäß der derzeit geltenden amerikani schen Gesetzgebung nicht oder nur unter ganz bestimmten Voraussetzun gen verwirklicht werden darf.Finally, a completely different solution suggests placing one Side airbags above the armrest, however, this proposal is relatively expensive and according to the current america legislation or only under very specific conditions gene may be realized.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es somit Aufgabe der vorlie genden Erfindung einen verbesserten und dennoch kostengünstigen Auf prallschutz für Seitentüren von Kraftfahrzeugen zu realisieren.Based on this state of the art, it is therefore the task of the present Invention an improved, yet inexpensive to implement impact protection for side doors of motor vehicles.

Gelöst wird diese Aufgabe, in dem zwischen dem ersten oberen Verklei dungsbereich und dem Armlehnenbereich ein in seiner Festigkeit ge schwächter Übergangsbereich vorgesehen ist, wobei dieser Übergangsbe reich einer parallel zur Türebene in Richtung von dem ersten oberen Verklei dungsbereich über den Armlehnenbereich zum zweiten unteren Verklei dungsbereich wirkenden hohen Druckbeanspruchung standhält und bei einer senkrecht zur Türebene in Richtung auf den Armlehnenbereich zu wirkenden geringeren Druckbeanspruchung einknickt, um in Abhängigkeit von der Grö ße der Druckbeanspruchung ein definiertes Nachgeben des Armlehnenbe reiches zu ermöglichen. Somit weist der Armlehnenbereich parallel zur Tür ebene eine hohe Steifigkeit auf, um eine Stützfunktion zu gewährleisten, während der Armlehnenbereich senkrecht zur Türebene eine geringe Steifig keit aufweist, um bei einem Seitenaufprall das Verletzungsrisiko eines Fahr zeuginsassen zu reduzieren. Erfindungsgemäß soll der in seiner Festigkeit geschwächte Übergangsbereich dabei lediglich eine Sollverformungsstelle und keine Sollbruchstelle vorgeben. Zur Erhöhung der Sicherheit könnte die erfindungsgemäße Lösung unter Umständen auch durch einen Seitenairbag im ersten oberen Verkleidungsbereich der Türinnenverkleidung ergänzt wer den. This problem is solved by switching between the first top area and the armrest area in its strength weaker transition area is provided, this transition area range one parallel to the door level in the direction of the first upper lock area over the armrest area to the second lower cladding withstands high pressure loads and a to act perpendicular to the door plane in the direction of the armrest area lower pressure load buckles to depending on the size a defined yielding of the armrest to enable rich. The armrest area thus points parallel to the door level high rigidity to ensure a support function, while the armrest area perpendicular to the door plane is slightly stiff in order to reduce the risk of injury to a driver in the event of a side impact to reduce witness occupants. According to the strength of the weakened transition area is only a target deformation point and do not specify a predetermined breaking point. To increase security, the Solution according to the invention may also be provided by a side airbag in the first upper trim area of the door interior trim who added the.

Vorteilhaft weist der Übergangsbereich im Gegensatz zu den anderen Berei chen der schalenförmigen Türinnenverkleidung eine geringere Wandstärke auf. Diese geringere Wandstärke kann bei dem als Ausgangsmaterial ver wendeten mehrschichtigen Faserverbundwerkstoff verwirklicht werden, in dem am Übergangsbereich eine geringere Anzahl von miteinander verkleb ten Schichten verwendet wird oder indem die rückseitige Schicht der Türin nenverkleidung eine großflächige Aussparung für den Übergangsbereich aufweist.In contrast to the other areas, the transition area is advantageous Chen the shell-shaped door lining a smaller wall thickness on. This smaller wall thickness can be used as the starting material used multilayer fiber composite material can be realized in a smaller number of glued together at the transition area layers or by using the back layer of the door a large recess for the transition area having.

Besonders vorteilhaft weist der Übergangsbereich im Gegensatz zu den an deren Bereichen der schalenförmigen Türinnenverkleidung eine durch alle Schichten des Faserverbundwerkstoffes hindurchgehende Perforation auf. Eine solche Perforation bedingt ebenfalls das gewünschte Einknicken bei einer Druckbelastung in Richtung auf den Armlehnenbereich zu, wobei durch die Größe und die Anordnung der Perforation die jeweils gewünschte Steifig keit der Türinnenverkleidung eingestellt werden kann.In contrast to that, the transition region is particularly advantageous whose areas of the bowl-shaped door lining one through all Perforation through layers of the fiber composite material. Such perforation also causes the desired buckling a pressure load towards the armrest area, whereby by the size and arrangement of the perforation the desired stiffness door interior trim can be adjusted.

Ähnlich vorteilhaft weist der Übergangsbereich an der Innenseite und/oder an der Außenseite des Faserverbundwerkstoffes eine Prägung auf, welche so angeordnet ist, dass die sich daraus ergebenden Biegelinien zu der ge wünschten Nachgiebigkeit des Armlehnenbereiches führen.The transition region on the inside and / or has a similar advantage an embossing on the outside of the fiber composite material, which is arranged so that the resulting bending lines to the ge desired flexibility of the armrest area.

Ergänzend oder Alternativ kann der Übergangsbereich im Gegensatz zu den anderen Bereichen der Türinnenverkleidung einen geringeren Gehalt an Bin demittel aufweisen, so dass der Übergangsbereich einknicken und der Arm lehnenbereich nachgeben kann. Denn durch eine Variation des Gehalts an Bindemittel kann der Faserverbundwerkstoff der Türinnenverkleidung in Be reiche mit unterschiedlichen Festigkeiten unterteilt werden, wobei deren Fes tigkeiten innerhalb bestimmter Grenzen zu dem Gehalt an Bindemittel pro portional sind.Additionally or alternatively, the transition area can be in contrast to the other areas of the door interior trim a lower content of bin have means so that the transition area buckle and the arm backrest area can yield. Because by varying the salary The fiber composite material of the door lining in Be rich are divided with different strengths, their Fes activities within certain limits for the binder content per are portional.

Aus ökologischen Gründen ist es wünschenswert, dass der Faserverbund werkstoff Naturfasern, wie Flachs, Sisal und/oder Hanfbeinhaltet, denn diese Fasern sind umweltfreundlich herstellbar und können auch genauso umwelt freundlich wieder entsorgt werden.For ecological reasons, it is desirable that the fiber composite contains natural fibers, such as flax, sisal and / or hemp, because these Fibers can be produced in an environmentally friendly manner and can be just as environmentally friendly be disposed of in a friendly manner.

Die vorliegende Erfindung wir unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen: The present invention is made with reference to the following Drawing figures explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Seitentür eines Kraftfahrzeuges in vereinfachter ge schnittener Darstellung; Figure 1 is a side door of a motor vehicle in a simplified ge sectional view.

Fig. 2 einen Ausschnitt der Türinnenverkleidung aus Fig. 1 gemäß einer ersten Ausführungsform unter Einwirkung einer ersten Druckbeanspruchung Fx1 und einer zweiten größeren Druckbeanspruchung Fx2; FIG. 2 shows a detail of the door interior trim from FIG. 1 according to a first embodiment under the action of a first pressure load Fx1 and a second larger pressure load Fx2;

Fig. 3 einen Ausschnitt der Innenverkleidung aus Fig. 1 gemäß ei ner zweiten Ausführungsform; FIG. 3 shows a detail of the inner lining from FIG. 1 according to a second embodiment;

Fig. 4 einen Teil der Innenverkleidung aus Fig. 1 gemäß einer an deren Ausführungsform; und FIG. 4 shows part of the inner lining from FIG. 1 according to another embodiment thereof; and

Fig. 5 einen entsprechenden Ausschnitt der Türinnenverkleidung gemäß einer weiteren Ausführungsform. Fig. 5 shows a corresponding section of the door lining according to another embodiment.

Die Seitentür 1 eines Kraftfahrzeuges weist eine metallische Türaußenhaut 2 und eine metallische Türinnenhaut 3 auf. Dazwischen ist eine Führung 4 für eine absenkbare Scheibe 5 angeordnet. An der Türinnenhaut 2 ist eine aus einem mehrschichtigen Faserverbundwerkstoff gefertigte schalenförmige Türinnenverkleidung 6 befestigt, welche verschiedene Anforderungen hin sichtlich Komfort, Funktionalität, Design und Sicherheit erfüllen muss.The side door 1 of a motor vehicle has a metallic outer door skin 2 and a metallic inner door skin 3 . A guide 4 for a lowerable pane 5 is arranged in between. A shell-shaped door lining 6 made of a multi-layer fiber composite material is attached to the inner door skin 2 , which must meet various requirements with regard to comfort, functionality, design and security.

Dazu umfasst die schalenförmige Türinnenverkleidung 6 einen im Einbauzu stand vorspringenden Armlehnenbereich 7, einen ersten oberhalb des Arm lehnenbereiches 7 angeordneten und dem gegenüber zurückversetzten Ver kleidungsbereich 8 sowie einen zweiten unterhalb des Armlehnenbereiches 7 angeordneten und dem gegenüber zurückversetzten Verkleidungsbereich 9. Der vorspringende Armlehnenbereich 7 befindet sich dabei auf Bauchhöhe eines Fahrzeuginsassen, während der erste obere Verkleidungsbereich 8 in Brusthöhe und der zweite untere Verkleidungsbereich 9 in Beckenhöhe an geordnet ist.For this purpose, the shell-shaped inner door panel 6 comprises an armrest area 7 projecting in the installation position, a first armrest area 7 arranged above the armrest area and the clothing area 8 set back relative to it, and a second one arranged below the armrest area 7 and the facing area 9 set back . The projecting armrest area 7 is located at the level of the stomach of a vehicle occupant, while the first upper trim area 8 is arranged at chest height and the second lower trim area 9 at pelvic height.

Der Armlehnenbereich 7 muss einer in Richtung parallel zur Türebene E wir kenden hohen Druckbeanspruchung Fy standhalten können, um im Normal betrieb eine Stützfunktion des Armlehnenbereiches 7 zu gewährleisten. The armrest area 7 must be able to withstand a high pressure stress Fy in the direction parallel to the door plane E in order to ensure a support function of the armrest area 7 in normal operation.

Im Falle eines Seitenaufpralls darf der vorspringende Armlehnenbereich 7 einer senkrecht zur Türebene E wirkenden weniger hohen Druckbeanspru chung Fx jedoch nicht standhalten, da dies für den Fahrzeuginsassen unter Umständen ernste Bauchverletzungen zu Folge hat.In the event of a side impact, however, the projecting armrest area 7 must not be able to withstand a less high pressure stress Fx acting perpendicular to the door plane E, since this may result in serious abdominal injuries for the vehicle occupant.

Daher ist zwischen dem ersten oberen Verkleidungsbereich 8 und dem Armlehnenbereich 7 erfindungsgemäß ein Übergangsbereich 10 vor gesehen, der bei einer bestimmten Druckbeanspruchung Fx senkrecht zur Türebene E bzw. in Richtung auf den Armlehnenbereich 7 zu einknickt, um ein definiertes Nachgeben des Armlehnenbereiches 7 zu ermöglichen, so dass vorbestimmte Grenzwerte, die maximal auf den Bauch eines Fahr zeuginsassen wirken dürfen, nicht überschritten werden.Therefore, between the first upper cladding area 8 and the armrest area 7, according to the invention, a transition area 10 is provided which, under a certain pressure load Fx, bends perpendicularly to the door plane E or in the direction of the armrest area 7 in order to allow the armrest area 7 to yield in a defined manner, so that predetermined limit values, which may have a maximum effect on the stomach of a vehicle occupant, are not exceeded.

Damit der Übergangsbereich 10 einknicken kann, weist er gemäß der in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform eine geringere Wandstärke auf, als die übrigen Bereiche 7, 8 und 9 der schalenförmigen Türinnenverkleidung 6. Dies lässt sich bei einem mehrschichtigen Faserverbundwerkstoff am besten dadurch verwirklichen, dass in den verschiedenen Bereichen 7, 8, 9 und 10 eine unterschiedliche Anzahl von Schichten übereinander gelegt und mitein ander verklebt werden. Die Bereiche des Faserverbundwerkstoffes, welche eine geringere Anzahl von Schichten aufweisen oder einzelne Schichten mit einer großflächigen Aussparung 11 aufweisen, sind somit dünner und bilden den in seiner Festigkeit geschwächten Übergangsbereich 10 der Türinnen verkleidung 6. Auf diese Weise kann die Türinnenverkleidung 6 einer zuläs sigen ersten Druckbeanspruchung Fx1, die in Richtung senkrecht zur Tür ebene E auf den Armlehnenbereich 7 wirkt, gerade noch standhalten, wäh rend sie bei einer größeren zweiten Druckbeanspruchung Fx2, wie in der Fig. 1 auf der linken Seite gezeigt, nachgibt.In order that the transition area 10 can buckle, according to the first embodiment shown in FIG. 2, it has a smaller wall thickness than the other areas 7 , 8 and 9 of the shell-shaped inner door panel 6 . With a multi-layer fiber composite material, this can best be achieved by placing a different number of layers on top of one another in the different areas 7 , 8 , 9 and 10 and gluing them together. The areas of the fiber composite material which have a smaller number of layers or individual layers with a large recess 11 are thus thinner and form the weakened transition area 10 of the inner door panel 6 . In this way, the door inner panel 6 can just withstand a permissible first pressure load Fx1, which acts in the direction perpendicular to the door plane E on the armrest area 7 , while at a larger second pressure load Fx2, as in FIG. 1 on the shown on the left, yields.

Gemäß der zweiten Ausführungsform aus Fig. 3, ist der Übergangsbereich 10 dagegen mit einer Perforation 12 ausgestattet, so dass durch die Perfora tion 12 eine Schwächung hervorgerufen wird. Durch diese Schwächung kön nen an der Türinnenverkleidung 6 Knickkanten oder Knickbereiche präzise vorgegeben werden.According to the second embodiment of Fig. 3, the transition region 10, however, is equipped with a perforation 12, so that through the perfora tion 12 a weakening is caused. As a result of this weakening, 6 buckling edges or buckling areas can be precisely specified on the inside of the door.

Fig. 4 zeigt des weiteren einen durch eine Anzahl von Prägungen 13 ge kennzeichneten Übergangsbereich 10 der Türinnenverkleidung 6, wobei sich die Prägungen 13 parallel zur Türebene E und parallel zur Längsachse des Armlehnenbereiches 7 erstrecken. Das Einknicken des Übergangsbereiches 10 erfolgt dort somit genau entlang der Prägungen 13. Fig. 4 further shows a characterized by a number of embossments 13 transition area 10 of the door panel 6 , wherein the embossments 13 extend parallel to the door plane E and parallel to the longitudinal axis of the armrest area 7 . The transition region 10 thus buckles there exactly along the embossings 13 .

Und Fig. 5 stellt schließlich eine andere Ausführungsform dar, wobei der Ü bergangsbereich 10 im Gegensatz zu den anderen Bereichen 7, 8 und 9 der schalenförmigen Türinnenverkleidung 6 einen geringeren Anteil an Binde mittel aufweist. Dadurch besitzt der Übergangsbereich 10 eine geringere Festigkeit, so dass die Türinnenverkleidung 6 in verschiedenen Richtung ver schiedene Steifigkeiten aufweist. In Fig. 5 ist der geringere Gehalt an Binde mittel durch die Punktierung 14 im Übergangsbereich 10 angedeutet.And finally, FIG. 5 shows another embodiment, the transition region 10, in contrast to the other regions 7 , 8 and 9 of the shell-shaped door inner panel 6, having a lower proportion of binding agent. As a result, the transition region 10 has a lower strength, so that the door inner panel 6 has different stiffnesses in different directions. In FIG. 5, the lower content of binder is medium indicated by the stippling 14 in the transition area 10.

Selbstverständlich können die vorgestellten Ausführungsformen auch mitein ander kombiniert werden, sofern dadurch sichergestellt ist, dass die Türin nenverkleidung 6 parallel zur Türebene E eine ausreichende Steifigkeit bei behält, um weiterhin eine Stützfunktion der Armlehnenbereiches 7 zu ge währleisten.Of course, the embodiments presented can also be combined with each other, provided that this ensures that the door interior lining 6 parallel to the door plane E maintains sufficient rigidity to continue to provide a supporting function of the armrest area 7 .

Claims

1. Impact protection for side doors of motor vehicles with a shell-shaped door inner lining made of a fiber composite material which, in the installed state, comprises a projecting armrest area, a first one located above the armrest area and opposite the facing area and a second below the armrest area and the facing facing area , characterized in that between the first upper cladding area ( 8 ) and the armrest area ( 7 ) there is provided a strengthened transition area ( 10 ), this transition area ( 10 ) being parallel to the door plane (E) in the direction of the the first upper cladding area ( 8 ) over the armrest area ( 7 ) to the second lower cladding area ( 9 ) we withstand high pressure loads and at a perpendicular to the door plane (E) towards the armrest area ( 7 ) acting lower pressure load buckles to allow a defined yielding of the armrest area ( 7 ) depending on the size of the pressure load.

2. Impact protection according to claim 1, characterized in that the transition area ( 10 ), in contrast to the other areas of the schalenför-shaped door inner panel ( 6 ) has a smaller wall thickness.

3. Impact protection according to claim 2, characterized in that the door lining ( 6 ) has at least one fiber composite layer with a large-surface recess ( 11 ) for the transition region ( 10 ).

4. Impact protection according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transition region ( 10 ), in contrast to the other regions of the shell-shaped door interior trim ( 6 ), has a perforation ( 12 ) which extends through all the fiber composite layers.

5. Impact protection according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transition area ( 10 ), in contrast to the other areas of the shell-shaped door interior trim ( 6 ) on the inside or the outside of the fiber composite layer, has an embossing ( 13 ).

6. Impact protection according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transition area ( 10 ), in contrast to the other areas of the shell-shaped door interior trim ( 6 ), has a lower content of binder ( 14 ).

7. impact protection according to one of claims 1 to 6, characterized in that the fiber composite material natural fibers such as flax, sisal and / or Hemp involves.