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Die
Erfindung betrifft ein lasttragendes Element, das zwischen ein Seiteninnenblech
und ein Seitenaußenblech
eines Fahrzeugs eingebaut ist.
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Während eines
Seitenaufprallereignisses ist es wünschenswert, einen Fahrzeuginsassen
vor einem aufprallenden Hindernis zu schützen. Ein Vermindern der Spitzenbeschleunigungen,
die der Insasse erfährt,
verbessert das Befinden des Insassen und die Konformität mit einem
von der Regierung vorgegebenen Testen, welche teilweise von Rippenbeschleunigungen
abhängt,
die ein Crashdummy während
eines Seitenaufprallereignisses erfährt. Eine verminderte Rippenbeschleunigung
kann durch Verwenden eines Schaums oder eines anderen geeigneten
Materials in der Seitenstruktur des Fahrzeugs, beispielsweise einer
Tür, erreicht
werden. Alternativ kann ein Seiten- oder Brustkorbairbag zwischen
die Bleche eingebaut werden. Unabhängig von der verwendeten Option
muss ein Schweißen
oder Befestigen irgendwelcher Seitenaufprallgegenmaßnahmen an
dem Türaußenblech
vermieden werden, da dies das Erscheinungsbild der Außenfläche des
Türaußenbleches
verderben kann.
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Es
wird eine Seitenaufprallschutzeinrichtung bereitgestellt, welche
die zuvor erwähnten
Einbaubedingungen und -einschränkungen
an dem Türaußenblech überwindet,
während
sie eine Seitenaufpralllast ausreichend von einem Abschnitt eines
Seiteninnenblechs, der geschützt
werden soll, weg ablenkt (d.h. einem Abschnitt, der mit der erwarteten
Rippenposition eines Fahrzeuginsassen seitlich ausgerichtet ist).
Die Seitenaufprallschutzeinrichtung umfasst insbesondere ein lasttragendes
Element, das direkt oder indirekt an einer Innenfläche eines
Seitenaußenblechs,
beispielsweise eines Türenaußenblechs oder
eines Seitenteilaußenblechs,
starr befestigt ist. Das lasttragende Element erstreckt sich nach
innen zu einem Seiteninnenblech, beispielsweise einem Türinnenblech
oder einem Seitenteilinnenblech. Das lasttragende Element ist eingerichtet,
um eine Seitenaufpralllast von einem Abschnitt des Seiteninnenblechs
weg abzulenken, der zwischen dem lasttragenden Element und einem
hinteren Rand des Seitenaußenblechs
angeordnet ist. Auf diese Weise wird dieser Abschnitt des Seiteninnenblechs,
der mit einem Fahrzeuginsassen seitlich ausgerichtet ist, vor der
seitlichen Aufpralllast geschützt,
und er ist bei einigen Ausführungsformen
als ein nachgebender Bereich für
den Insassen vorbehalten.
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Wenn
das lasttragende Element in eine Tür eingebaut ist, kann sich
das lasttragende Element im Wesentlichen vertikal zwischen zwei
gegenüberliegenden
Rändern
des Türaußenblechs
erstrecken, so dass ein Hohlraum gebildet wird, der durch das lasttragende
Element, einen der Ränder
des Türaußenblechs
und die zwei Türbleche
begrenzt ist. Der Hohlraum ermöglicht
ein nachgebendes Nach-außen-Biegen
des Türinnenblechs
in den Hohlraum, wenn ein Ablenken der Seitenaufpralllast auftritt.
Das nachgebende Biegen ist zur Verringerung einer Rippenbeschleunigung
vorgesehen. Wenn sich die Tür
an einem Fahrzeug befindet, das beabstandete, im Wesentlichen vertikale
Rahmensäulen
aufweist, beispielsweise eine A-Säule und eine B-Säule, welche eine
Seite des Fahrzeugs teilweise definieren, und das Türblech einen
Raum zwischen den Rahmensäulen
im Wesentlichen überspannt,
dann wird der Hohlraum zwischen dem lasttragenden Element und der
B-Säule
(d.h. seitlich ausgerichtet mit einem Fahrzeugsitz) gebildet.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
sind das Seitenaußenblech
und das Seiteninnenblech ein Seitenteilaußenblech bzw. ein Seitenteilinnenblech.
Bei einem Fahrzeug, beispielsweise einem Coupé, kann das lasttragende Element
im Wesentlichen horizontal an einer vorderen Position des Seitenteilaußenblechs
angeordnet sein, um die seitliche Aufpralllast von einem Abschnitt
des Seiteninnenblechs hinter diesem weg abzulenken, welcher mit
einem Rücksitz seitlich
ausgerichtet ist.
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Bei
jeder Ausführungsform
ermöglicht
die Verfügbarkeit
von Konstruktionsklebstoffen, die an Metall kleben und die vorzugsweise
Metall mit Metall verkleben, dass das lasttragende Element direkt
an das Türaußenblech
geklebt wird, ohne die Erscheinung der Außenfläche des Türaußenblechs zu beeinträchtigen.
Alternativ kann das lasttragende Element starr mit einem Gürtellinien-
oder Brüstungsverstärkungselement
verbunden werden, das mit dem Türaußenblech
verbunden ist. In diesem Fall kann das lasttragende Element an das
Brüstungsverstärkungselement
geschweißt
oder anderweitig daran befestigt sein. Ein Abschnitt des lasttragenden
Elements, der sich unter dem Brüstungsverstärkungselement
nach unten erstreckt, kann mit einem Permanentklebstoff an der Innenfläche des
Außenblechs befestigt
werden, um das lasttragende Element am Klappern zu hindern. Das
lasttragende Element kann auch einstückig mit der Brüstungsverstärkung ausgebildet
sein.
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Nachfolgend
wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften
Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht eines Fahrzeugs ist, das einen
Rahmen mit beabstandeten Säu len
und eine Fahrzeugtür
mit einer daran angebrachten Seitenaufprallschutzeinrichtung aufweist;
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2 eine
schematische Darstellung einer Lastablenkung und eines nachgebenden
Biegens eines Türinnenblechs
der Fahrzeugtür
von 1 während
eines Seitenaufprallereignisses ist;
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3 eine
fragmentarische perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
einer Seitenaufprallschutzeinrichtung ist, die ein lasttragendes
Element aufweist, welches mit einem Brüstungsverstärkungselement an einer Innenfläche eines
Türaußenblechs
starr verbunden ist;
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4 eine
andere alternative Ausführungsform
einer Seitenaufprallschutzeinrichtung ist, wobei ein lasttragendes
Element einstückig
mit einem Brüstungsverstärkungselement
an der Innenfläche
des Türaußenblechs
ausgebildet ist;
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5 eine
schematische Querschnittsansicht noch einer anderen Ausführungsform
einer Seitenaufprallschutzeinrichtung ist, die zwischen hintere Seitenteilbleche
eingebracht ist; und
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6 eine
schematische perspektivische Ansicht der Seitenaufprallschutzeinrichtung
von 5 ist, die mit einer Innenfläche des Seitenteilaußenblechs
von 5 verbunden ist.
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Auf
die Zeichnungen Bezug nehmend, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche
Komponenten bezeichnen, ist in 1 und 2 ein
Fahrzeug 10 durch beabstandete Rahmensäulen 12 und 14 und eine
Fahrzeugtür 16 dazwischen
teilweise dargestellt. Die Rahmensäule 12 wird gewöhnlich als
eine A-Säule
bezeichnet, und die Rahmensäule 14 wird gewöhnlich als
eine B-Säule
bezeichnet. Die Rahmensäulen 12 und 14 sowie
die Tür 16 bilden
und definieren teilweise eine Seite 18 des Fahrzeugs 10.
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Die
Tür 16 umfasst
ein Türaußenblech 20 (in diesem
Kontext auch als ein Seitenaußenblech
bezeichnet) und ein Türinnenblech 22 (in
diesem Kontext auch als ein Seiteninnenblech bezeichnet). Eine Fensterscheibe 24 ist
in die Tür 16 eingebaut.
Eine Verkleidung 26 ist mit der Innenseite des Türinnenblechs 22 verbunden.
(Nicht dargestellte) Verriegelungen stützen die gegenüberliegenden
Enden 28, 30 der Tür 16 an den Rahmensäulen 12, 14 ab,
wie es Fachleute verstehen.
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Die
Tür 16 umfasst
eine Seitenaufprallschutzeinrichtung 32. Die Seitenaufprallschutzeinrichtung 32 umfasst
ein lasttragendes Element 34, das an einer Innenfläche 36 des
Türaußenblechs 20 starr
befestigt ist. Bei der Ausführungsform
von 1 ist das lasttragende Element 34 im
Wesentlichen vertikal angeordnet. Es gibt verschiedene alternative
Methoden zur starren Befestigung des lasttragenden Elements 34 an
der Innenfläche 36 des
Türaußenblechs 20, wie
in diesem Kontext erörtert
wird. Das lasttragende Element 34 ist mit einem repräsentativen
Punkt A an dem Türinnenblech 22 allgemein
seitlich ausgerichtet. Ein Aufprallträger, der längs in der Tür verläuft, kann
unter dem lasttragenden Element 34 eingebaut sein.
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Ein "lasttragendes Element", wie es in diesem
Kontext verwendet wird, kann eine Vielzahl von Gestalten aufweisen.
Das lasttragende Element kann beispielsweise eine zylindrische,
trägerähnliche
Gestalt aufweisen, es kann im Querschnitt eine C-Gestalt, I-Gestalt
oder U-Gestalt (siehe 1, 3 und 4)
aufweisen oder es kann im Querschnitt eine V-Gestalt (siehe 5 und 6)
aufweisen. Das lasttragende Element ist jedoch nicht auf diese Gestalten
beschränkt.
Das lasttragende Element ist vorzugsweise länglich und entlang zumindest
eines Abschnitts seiner Länge
an dem Türaußenblech
befestigt (oder einem Seitenteilaußenblech oder einem Brüstungsverstärkungselement,
wie nachfolgend beschrieben ist). Das lasttragende Element kann
aus einer Vielzahl von Materialien, wie z.B. aus Stahl, hergestellt
sein, welche eine Stärke
aufweisen, die ausreicht, um die Lastablenkungsfunktion des lasttragenden
Elements zu ermöglichen,
wie sie in diesem Kontext beschrieben ist.
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Auf 2 Bezug
nehmend, umfasst das Fahrzeug 10 die Tür 16, die schematisch
gezeigt ist, um eine Ablenkung während
eines Seitenaufpralls durch eine Aufpralllast 40 anzuzeigen.
Die Tür 16 ist einem
Fahrzeugsitz 42 benachbart, der an dem Fahrzeugboden 44 des
Fahrzeugs 10 gesichert ist. Wenn die Seitenaufpralllast 40 auf
das Türaußenblech 20 aufprallt,
wird das Türaußenblech 20 allgemein
nach innen bewegt, bis das lasttragende Element 34 das Türinnenblech 22 kontaktiert,
was erwartungsgemäß allgemein
am Punkt A auftreten wird. Das Ende 30 des Türaußenblechs 20 bildet
aufgrund seiner Nähe zu
der Säule 14 einen
anderen Lastablenkungspfad, um Aufprallenergie an die Säule 14 zu übertragen. Das
lasttragende Element 34 bildet, wie in 2 bei 34 angedeutet
ist, allgemein in der Nachbarschaft von Punkt A einen Lastablenkungspfad
von dem Türaußenblech 20 zu
dem Türinnenblech 22.
Zwischen dem Türaußen- und
dem Türinnenblech 20, 22 und
dem lasttragenden Element 34 und dem hinteren Ende 30 des
Türaußenblechs 20 ist
ein Hohl raum 46 ausgebildet. Ein Abschnitt 48 des
Türinnenblechs 22 zwischen
dem lasttragenden Element 34 und dem hinteren Ende 30 des
Türaußenblechs 20 ist
seitlich mit dem Hohlraum 46 ausgerichtet. Der Abschnitt 48 ist
auch mit dem Sitz 42 seitlich ausgerichtet. Auf diese Weise
kann sich das Türinnenblech 22 nach
außen
in den Hohlraum 46 biegen, wodurch es während eines Seitenaufprallereignisses
eine nachgebende Fläche
schafft. Das verbogene Türinnenblech
ist in 2 schematisch als 22' dargestellt. Die Verkleidung 26 ist
in 2 nicht dargestellt, da ihre Rolle bei der Lastablenkung
und der Energieabsorption im Vergleich zu dem Türinnen- und Türaußenblech 22, 26 minimal
ist.
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Auf 3 Bezug
nehmend ist das lasttragende Element 34 der Aufprallschutzeinrichtung 32 mit
der Innenfläche 36 des
Türaußenblechs 20 starr verbunden
gezeigt. Das lasttragende Element 34 weist Seitenflansche 50, 52 mit
einem sich erstreckenden Abschnitt 54 auf, der einen Kontaktabschnitt 56 umfasst.
Der sich erstreckende Abschnitt 54 erstreckt sich nach
innen zu dem Türinnenblech 22 von 1,
und der Kontaktabschnitt 56 kontaktiert das Türinnenblech 22 während des
Seitenaufprallereignisses am Punkt A. Das lasttragende Element 34 ist durch
einen Konstruktionsklebstoff, der zwischen den Flanschen 50, 52 und
dem Türaußenblech 20 platziert
ist, an der Innenfläche 36 des
Türaußenblechs 20 starr
befestigt. Es sind zahlreiche Konstruktionsklebstoffe kommerziell
verfügbar,
die zum starren Verbinden des lasttragenden Elements 34 mit
dem Türaußenblech 20 ohne
Beeinträchtigung
der (in 1 gezeigten) Außenfläche 58 des
Türaußenblechs 20 geeignet
sind. Zum Beispiel können
die folgenden Klebstoffe verwendet werden: Betaseal® 66613,
hergestellt von Dow Automotive aus Auburn Hills, Michigan; Terokal® 4555B,
hergestellt von Henkel Corporation aus Madison Heights, Michigan,
und Versilok® 253/254,
hergestellt von Lord Corporation aus Cary, North Carolina.
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Auf 3 Bezug
nehmend ist das lasttragende Element 34 bei einer Ausführungsform
an der Innenfläche 36 nur
durch Verwendung eines Konstruktionsklebstoffs gesichert. Bei einer
anderen alternativen Ausführungsform
ist das lasttragende Element 34 angeschweißt, angeschraubt
oder anderweitig an einem Brüstungsverstärkungselement
befestigt, das in 3 als 60 gestrichelt
angedeutet ist. Fachleute verstehen, dass ein Brüstungsverstärkungselement eine konstruktive
Verstärkung
des Abschnitts des Türaußenblechs 20 an
der Brüstung (dem
oberen Rand des Türaußenblechs 20)
auf der Innenseite der Außenfläche 58 ist.
Das lasttragende Element 34 kann angeschraubt, angeschweißt oder anderweitig
an der Brüstungsverstärkung 60 befestigt
sein, ohne die Erscheinung der Außenfläche 58 des Türaußenblechs 20 zu
beeinträchtigen.
Das lasttragende Element 34 kann alternativ an einen Türaufprallträger 59 angeschweißt sein.
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Auf 4 Bezug
nehmend kann eine andere Ausführungsform
erreicht werden, die einen alternativen Weg zur starren Befestigung
des lasttragenden Elements, das in 4 als 34' bezeichnet
ist, an der Innenfläche 36' des Türaußenblechs 20' darstellt,
indem die Brüstungsverstärkung 60' einstückig mit dem
lasttragenden Element 34' ausgebildet
wird. Üblicherweise
als "Gummitropfen" bezeichnete Abstandshalter 62 sind
in beabstandeten Intervallen angeordnet und können zwischen dem lasttragenden Element 34' und der inneren
Fläche 36' platziert sein, um
ein Klappern des lasttragenden Elements 34' zu verhindern. Ähnliche
Abstandshalter 62 können
bei der in 3 gezeigten Ausführungsform
verwendet werden, wenn das lasttragende Element 34 nur
mit dem Brüstungsverstärkungselement 60 starr
verbunden ist.
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Auf 5 und 6 Bezug
nehmend ist eine andere Ausführungsform
eines Seitenaußenblechs 120 und
eines Seiteninnenblechs 122 mit einer Seitenaufprallschutzeinrichtung 132,
die ein lasttragendes Element 134 umfasst, abgebildet.
Eine Verkleidung 126 ist an der Innenseite des Seiteninnenblechs 122 befestigt.
Wie aus 6 ersichtlich ist, ist das Seitenaußenblech 120 zwischen
beabstandeten Rahmensäulen 114 und 115 positioniert. Die
Säule 114 ist
die B-Säule,
und die Säule 115 ist die
C-Säule. Daher
können
das Seitenaußenblech 120 und
das Seiteninnenblech 122 als ein Seitenteilaußenblech
bzw. ein Seitenteilinnenblech bezeichnet werden, wie sie typischerweise
bei einem Fahrzeug 100 vom Coupetyp verwendet werden. Bei
dieser Ausführungsform
ist das lasttragende Element 134 im Wesentlichen horizontal
hinter der B-Säule 114 angeordnet.
Auf diese Weise wird Energie des aufprallenden Elements 140 durch
das lasttragende Element 134 an das Seiteninnenblech 122 und
von einem Abschnitt 148 des Seiteninnenblechs 122 weg abgelenkt,
der hinter dem lasttragenden Element 134 und gegenüber einem
Abschnitt 162 des in 6 gezeigten
Seitenaußenblechs 120 liegt.
Vorzugsweise ist ein Rücksitz
mit dem Abschnitt 148 seitlich ausgerichtet. Wie bei dem
lasttragenden Element 34 von 1 bis 3 und
dem lasttragenden Element 34' von 4 kann
das lasttragende Element 134 unter Verwendung eines Konstruktionsklebstoffs
an dem Seitenaußenblech 120 befestigt
sein.
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Die
hier beschriebenen Seitenaufprallschutzeinrichtungen 32 und 132 lenken
eine Aufprallenergie von geschützten
Abschnitten der Fahrzeugbleche weg, um Insassen zu schützen, die
sich benachbart zu diesen Abschnitten befinden. Die Seitenaufprallschutzeinrichtungen 32 und 132 sind
leicht zwischen den jeweiligen Blechen 20, 22 und 120, 122 einbaubar,
wodurch der Bedarf an einem speziell gegossenen Schaumeinsatz oder
einem Seiten- oder Brustkorbairbag zwischen den jeweiligen Außen- und Innenblechen
vermieden wird.
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Zusammengefasst
umfasst eine Seitenaufprallschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, die zwischen innere
und äußere Bleche,
beispielsweise Türbleche in
der Tür,
eingebaut ist, ein lasttragendes Element, das bezüglich einer
Innenfläche
eines Seitenaußenblechs
starr befestigt ist und sich nach innen zu einem Seiteninnenblech
erstreckt. Das lasttragende Element ist eingerichtet, um eine Seitenaufpralllast von
einem Abschnitt des Seiteninnenblechs weg abzulenken, der zwischen
dem lasttragenden Element und einem hinteren Rand des Seitenaußenblechs gelegen
ist. Bei einigen Ausführungsformen
ermöglicht
das lasttragende Element ein nachgebendes Biegen des Türinnenblechs
durch teilweises Ausbilden eines Hohlraums, in welchen sich das
Türinnenblech
biegen kann, wenn die Seitenaufpralllast durch das lasttragende
Element abgelenkt wird.