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Die Erfindung betrifft einen Zusatz-Armauflagekörper, der auf Armauflagen an einer Kraftfahrzeugtürstruktur angeordnet werden kann.
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Die Anordnung von Armauflagen, die in Kraftfahrzeug-Innentürstrukturen vorgesehen sind, kollidiert mit einem der beiden Parameter Bequemlichkeit, beziehungsweise ergonomische Armauflagehöhe und Crash-Sicherheit. Dies ergibt sich dadurch, dass eine ergonomisch angeordnete Armauflage, wie sie von größeren Fahrzeuginsassen gewünscht wird, in einer solchen Höhe vorliegt, dass im Falle eines Seitenaufpralls die Armauflage auf die Rippen des Insassen auftrifft und diesem schwerwiegende Verletzungen beibringen kann, wie durch entsprechende Crash-Versuche gezeigt wurde.
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Ist die Armlehne hingegen in einer niedrigeren Höhe angeordnet, so dass bei dem Seitenaufprall eine Verletzung der Rippen durch die Armauflage vermieden werden kann, so erweist sich diese Höhe als unbequem.
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Die Problematik der Verletzung durch Armlehnen, die oftmals über die Fläche der Innenverkleidung hinaus in den Fahrgastraum in Höhe zwischen Beckenbereich und unteren Rippen des Fahrzeuginsassen hineinragen, wenn es zu einem Seitenaufprall kommt, wird auch in der
DE 101 240 36 C2 adressiert. Das Problem der Verletzungsgefahr, die sich ergibt, wenn die hervorstehende Armlehne im Bereich der Rippen den Oberkörper des Fahrzeuginsassen eindrückt, soll behoben werden, indem dort das entsprechende Verkleidungsteil wenigstens einen bei der Einwirkung einer äußeren Kraft verformbaren Abschnitt aufweist. Dieser ist so beschaffen, dass er beim Übergang in einen deformierten Zustand Stoßenergie absorbiert. Es ist im Bereich des verformbaren Abschnitts eine Trägerschicht vorgesehen, die über einen speziellen inneren und äußeren Verformungsteil verfügt und weiter über eine zwischen diesen beiden Verformungsteilen gelegene Stufenflanke. Bei einer Einwirkung einer Seitenaufprallkraft soll die Stufenflanke ihre Neigung zur Energieabsorption verändern.
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Das Ziel der Verbesserung der Crash-Sicherheit im vorbeschriebenen Fall des Seitenaufpralls liegt auch der
DE 10 2007 060 921 A1 zu Grunde. Dort wird eine Armlehne bereitgestellt, die Teil des Innenraums eines Fahrzeugs ist, deren Lage verstellbar ist und die bei einem Unfall von einer Gebrauchs- in eine Sicherheitsstellung verlagerbar ist. Eine an der Türverkleidung angebrachte Armauflage ist dort in Führungsmitteln höhenverstellbar gelagert und steht mit Antriebsmitteln in Verbindung. Diese befinden sich innerhalb der Fahrzeugtür. Weiter ist im Fahrzeug eine Steuerungseinrichtung wie etwa eine ECU vorgesehen, die die Antriebsmittel steuern soll. Bei einem Unfall wird die Armauflage in eine Sicherheitsstellung abgesenkt, die sich unterhalb der Rippenhöhe befindet.
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Ein ebenfalls günstiges Crash-Verhalten soll das Innenausstattungsmodul aufweisen, das in der
DE 101 40 873 B4 offenbart ist. Das Innenausstattungsmodul kann eine Armauflage umfassen und als Türinnenverkleidungselement genutzt werden. Das Innenausstattungsmodul weist eine Verkleidung aus weichem oder halbhartem Schaummaterial mit einer Zwischenschicht auf, die am Hartstoffträger rückseitig angeformt wird. Das Schaummaterial wird in Verkleidungsform zu einem Formelement geschäumt und anschließend wird der Hartstoffträger gegen die als Barriereschicht ausgebildete Zwischenschicht angeformt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es wünschenswert, eine auf einfache Weise fertigbare und flexibel nutzbare Armauflagevorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, dass zugleich eine ergonomische Gesamtarmauflagehöhe an einer Kraftfahrzeug-Innentür bereitgestellt wird, und dass trotz der gewünschten ergonomischen Höhe den Sicherheitserfordernissen bestmöglich Rechnung getragen wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Eine erste Ausführungsform bezieht sich auf einen Zusatz-Armauflagekörper für eine Armauflage, die an einer Kraftfahrzeugtür-Innenstruktur vorliegt. Vorteilhaft kann die an der Tür bereitgestellte Armauflage in einer Höhe bereitgestellt werden, die unterhalb des menschlichen Oberkörperbereichs, insbesondere unterhalb der Rippen liegt, so dass bei einem Seitenaufprall diese Armauflage das Verletzungsrisiko des Fahrzeuginsassen nicht erhöht.
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Der erfindungsgemäße Zusatz-Armauflagekörper ist auf dieser Armauflage anordenbar und stellt damit eine gewünschte ergonomische Gesamtarmauflagehöhe bereit. Er besteht aus einem Kern aus elastomerem Material, dessen Struktur sich durch einen Schichtaufbau aus einer oder mehreren Schichten auszeichnet, wobei jede Schicht aus einer Vielzahl von röhrenförmigen Zellen aufgebaut ist. Diese Zellen sind in Bezug auf ihre senkrecht auf den Querschnittsflächen der Zellen stehenden Längsachsen vertikal ausgerichtet und die Wandungen, die die Zellen begrenzen, verlaufen parallel zueinander. Die die Zellen begrenzenden Wandungen der einen Schicht, im Falle eines Einschicht-Aufbaus, oder der obersten Schicht der Zusatz-Armauflage, auf der der Arm zu liegen kommt, schließen nach oben bündig ab und stellen damit die Auflagefläche für den Arm bereit.
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Die Auflageebene für den Arm und/oder zumindest eine Seitenfläche des Kerns kann dabei durch eine Abdeckschicht abgedeckt werden, was aber nicht zwingend erforderlich ist. Im Fall einer offenen Struktur ruht der Arm auf den Kanten der Wandungen. Falls eine Abdeckschicht vorgesehen ist, kann diese aus demselben Material wie der Kern beschaffen sein, oder sie kann ein geschäumtes Material, ein Naturstoff-Dämpfungsmaterial, ein Textil, ein Natur- oder ein Kunstleder oder auch ein Folienmaterial sein, das durchaus transparent sein kann. Natürlich sind Verbundmaterialien der vorgenannten oder andere mehrlagige Abdeckungen und Überzüge möglich.
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Bei dem elastomeren Material kann es sich etwa um ein thermoplastisches Elastomer handeln, und der die Zellen aufweisende Kern kann durch ein Spritzgussverfahren hergestellt, gegossen oder gepresst werden. Es liegt im konstruktiven Können des Fachmanns, in Abhängigkeit des gewählten Materials ein entsprechendes Fertigungsverfahren zur Darstellung des Kerns mit den Zellen zu wählen.
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Die Abdeckschicht kann sich auf die Seitenflächen des Kerns erstrecken, so dass der Kern gleichsam von einer Haube umgeben wird. Damit ist der Kern von einer schützenden Hülle umgeben, die zugleich bewirkt, dass bei einer Belastung der Abdeckschicht, etwa durch den Druck, der durch einen Ellenbogen der auf dem Zusatz-Armauflagekörper ruht, ausgeübt wird, über die Abdeckschicht auf die Wandungen, die die Zellen umgeben, und die Seitenbereiche der Abdeckschicht auf die Armauflage abgeleitet wird.
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So ist es bei einer geeigneten Auslegung des Bauteils trotz des weichen und elastischen Materials des Kerns möglich, auf seine Oberfläche wirkende Kräfte zu übertragen, ohne dass die Kernstruktur zerstört, beschädigt oder in ihrer Wirkung beeinträchtigt wird.
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Ist der Zusatz-Armauflagekörper auf einer Armauflage an einer Kraftfahrzeugtür-Innenstruktur angeordnet und erfährt durch einen Seitenimpuls eine entsprechende Seitenbelastung, so ermöglicht die Struktur der Zellen, dass der Kern komprimiert werden kann. Der Kern wird sich in einem solchen Fall an dem Türträger abstützen und ein von dem Seitenaufprall des Fahrzeugs betroffener Fahrzeuginsasse erleidet keine Verletzung seines Oberkörper- beziehungsweise Rippenbereichs, da diese sich schadlos in den Kern des Zusatz-Armauflagekörpers eindrücken können.
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Die röhrenförmigen Zellen können eine polygonale, insbesondere eine hexagonale, eine runde oder ovale, aber auch eine freie Querschnittsform aufweisen. Die Verwendung der hexagonalen Struktur hat den Vorteil, dass die Wandungen, die die Zellen begrenzen, gleichmäßig verteilt eine Abstützung in sechs Richtungen weisend bieten. Dadurch ist bei einer Belastung von der Seite das Flächenträgheitsmoment der ausgerichteten Wandung größer als bei einem Hohlkörper, der lediglich eine zylindrische Grundstruktur der Wandung aufweist. Je größer das Flächenträgheitsmoment ist, desto besser kann sich die Form des Kerns regenerieren, beziehungsweise eine Hohlkörper mit hexagonaler Grundstruktur bereitgestellte Wabenstruktur kann sich wieder aufrichten. Grundsätzlich ist es jedoch möglich, auch die anderen, vorgenannten Querschnittsstrukturen zum Einsatz zu bringen.
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Die Zellen können eine zylindrische Form bzw. einen über ihre Höhe gleichbleibenden Zellenquerschnitt aufweisen, sie können alternativ jedoch auch in Richtung der Armauflageebene eine Verjüngung des Querschnitts zeigen und etwa in eine Kegelform münden. Eine derartige verjüngte Kontur der Zellen ist vorteilhaft, da Kräfte, die auf die Abdeckschicht übertragen werden, besser auf die Wandungen übertragen werden, die die Zellen umgeben. Weiter bewirkt die Verjüngung der Zellen, wenn sie unmittelbar bis zur Deckschicht ausgeführt ist, eine gezielte Schwächung derselben. Durch diese Schwächung kann sichergestellt werden, dass bei einer seitlichen Belastung der Zusatz-Armauflagekörper gezielt komprimiert wird. Zu der Gestaltung der Zellen mit der vorgenannten Verjüngung ist daher eine geringere Kraft erforderlich, um den Kern zu komprimieren. Grundsätzlich ist es jedoch möglich, die Wandungen der Zellen auch auf andere Weise als durch eine konische oder andere Verjüngung auslaufen zu lassen; insbesondere ist zu beachten, dass die Wandungen der Zellen auch plan abschließen können.
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Schließlich kann vorgesehen sein, den Kern des Zusatz-Armauflagekörpers an seinem Rand oder an einer obersten Schicht mit kleineren Zellen auszustatten als in einer darunter liegenden Schicht oder in einem Zentralbereich, da kleine Zellen eine gute Auflagefläche für die Abdeckschicht bilden, die großen Zellen in den darunterliegenden Schichten jedoch den Einsatz von weniger Material erfordern und zugleich hinreichend stabil zur Übertragung der aufgenommenen Kräfte sind.
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Die Wandungen, die die Zellen einer unteren Schicht begrenzen, schließen vorteilhaft an der zu der Auflage, auf der der Zusatz-Armauflagekörper zu liegen kommt weisenden Seite bündig ab und bilden damit eine Anordnungsebene für den Zusatz-Armauflagekörper auf der entsprechenden Armauflage. Diese Unterseite des Kerns kann vorteilhaft mit einer entsprechenden Trägerplatte verbunden sein, die auf der Armauflage durch entsprechende Befestigungsmittel festlegbar ist.
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Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung derselben und dem verbesserten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Dabei zeigt:
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1 eine perspektivische Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßes Zusatz-Armauflagekörper,
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2 eine Detailansicht eines sich nach oben verjüngenden Hohlraums,
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3 eine Untenansicht auf einen aus Zellen mit einer hexagonalen Querschnittsform gebildeten Kern.
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4 eine Untenansicht eines Zusatz-Armauflagekörpers mit Zweischichtaufbau.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zusatz-Armauflagekörper 1, der an einer Armauflage einer Kraftfahrzeugtür-Innenstruktur angeordnet werden kann, so dass die von der Innenstruktur des Kraftfahrzeugs umfasste Armauflage Sicherheitsaspekten genügend in einer Höhe angebracht werden kann. Dann wird bei einem Seitenaufprall auf die Fahrzeugtür ein Fahrzeuginsasse im Bereich seines Oberkörpers durch die Armauflage, die vielfach in die Fahrgastzelle ragt, nicht verletzt. Da diese Höhe zumeist eine unbequeme, wenig ergonomische Höhe der Armauflage ist, wird es erfindungsgemäß möglich, mit dem Zusatz-Armauflagekörper 1 eine Gesamtarmauflagehöhe bereitzustellen, die für den Fahrzeuginsassen ergonomisch gestaltet und bequem nutzbar ist.
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Der Zusatz-Armauflagekörper ist dabei so beschaffen, dass er bei einem Seitenaufprall durch die auf seine Seite aufgebrachten Kräfte deformierbar ist. Damit gibt er dem Körper nach, der sich bei einem Impact in ihn bohrt und verhindert damit, dass es zu Verletzungen, hervorgerufen durch die Armauflage, des Fahrzeuginsassen kommt.
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Der Armauflagekörper 1, wie in 1 gezeigt, weist dazu einen aus einem elastomeren oder thermoplastischen Material beschaffen Kern aus einer einzigen Schicht auf, in den eine Vielzahl von röhrenförmigen Zellen 2 eingebracht ist. Diese röhrenförmigen Zellen 2 werden von Wandungen 2' umgeben, die Zellen sind dabei parallel zueinander angeordnet und ihre Längsachsen sind vertikal ausgerichtet. Wie in 1 zu sehen ist, enden die Wandungen 2', die die Zellen 2 begrenzen, im Wesentlichen in derselben Höhen und stellen damit eine Auflageebene bereit.
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Diese Ebene, vorliegend leicht konvex gewölbt, wird vorliegend durch eine Abdeckschicht 3 abgedeckt, die sich auch über die Seitenflächen des Kerns erstreckt und abgerundete Kanten bereitstellt. Wie in dem Ausschnitt der 1 zu erkennen ist, weisen die dort gezeigten Zellen 2 eine hexagonale Querschnittsform auf, es ist jedoch jede weitere polygonale, aber auch eine runde oder ovale Querschnittsform möglich, wobei sich die hexagonale Struktur als besonders geeignet erweist, da durch die Orientierung der sechs Wandungsabschnitte bei einer Belastung von der Seite das Flächenträgheitsmoment größer ist als bei einem Hohlkörper, der eine zylindrische Grundstruktur hat. Aufgrund dieses Flächenträgheitsmomentes kann sich die Hohlraumstruktur, wenn sie, wie vorliegend gezeigt und wie insbesondere in 3 deutlich wird, eine Wabenstruktur ist, rasch wieder aufrichten.
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Die vorgenannte Abdeckschicht ist nicht zwingend erforderlich; sie kann aber, wenn vorgesehen, aus demselben Material bereitgestellt werden wie das Kernmaterial.
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Ferner kann die Abdeckschicht selbst aus einer Schicht eines Dämpfungsmaterials, wie einem Schaum oder einem Naturstoffdämpfungsmaterial hergestellt sein. Die Abdeckschicht kann auch zusätzlich oder über einer vorgesehenen Dämpfungsschicht mit einem Textil, einem Natur- oder einem Kunstleder, einem Folienmaterial, das auch transparent sein kann, oder einem anderen geeigneten Material überzogen sein, wie es auch zur Abdeckung der Innenstrukturelemente des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Insofern kann der Zusatz-Armauflagekörper mit identischem Design gestaltet werden, wie die anderen Innenstrukturelemente des Fahrzeugs, so dass es sich optisch ideal an das Kraftfahrzeuginterieur integrieren lässt.
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Der in 1 gezeigte Auflagekörper weist in seinen Seitenbereichen kleinere Zellen 2 auf, wodurch eine Seitenversteifung bereitgestellt wird. Die Größe der Querschnittsflächen der Hohlkörper können gegebenenfalls unterschiedlich gewählt werden, um somit Abschnitte bereitzustellen, in denen Zellen mit kleineren Querschnittsflächen angeordnet sind, die lokale Versteifungen bereitstellen.
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Dass der erfindungsgemäße Zusatz-Armauflagekörper aus mehreren Schichten aufgebaut sein kann, verdeutlicht 4 in der Untenansicht des Gegenstands. Die untere Schicht 10, in der 4 entsprechend zuoberst liegend, weist dabei große Zellen 2 auf, während die oberste Schicht 10, auf der der Arm liegen wird, aus kleinen Zellen 2 besteht, die eine geeignete Fläche für ein Abdeckmaterial bereitstellen. Die Wandungen 2' der Zellen 2 aus beiden Schichten 10 kommen teilweise unmittelbar aufeinander zu liegen, so dass der Eindruck entsteht, eine Wandung 2' erstrecke sich über zwei Schichten 10. Die Gestaltung mit größeren Zellen 2 im mittleren Bereich erlaubt eine Gestaltung unter verringertem Materialaufwand. Wie gezeigt, können die Zellengrößen in den unterschiedlichen Schichten 10 völlig unabhängig voneinander gestaltet werden, sogar der Einsatz verschiedener Materialien für verschiedene Schichten ist denkbar.
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Der erfindungsgemäße Zusatz-Armauflagekörper kann ferner durch eine Trägerplatte ergänzt werden, figurativ nicht dargestellt, die an der Anordnungsebene befestigt wird, die sich durch die offenen Enden der Zellen einer untersten Schicht ergibt. Eine solche Trägerplatte dient zum Einen der weiteren Erhöhung der Steifigkeit des Armauflagekörpers und damit einer Verbesserung der Belastbarkeit. Die Trägerplatte kann ferner mit geeigneten Befestigungsmitteln auf der Armauflage der Kraftfahrzeugtür-Innenstruktur befestigt werden.
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Wie 2 verdeutlicht, können die Zellen nach oben verjüngt ausgebildet werden. Durch das Zulaufen der Wandungen wird zugleich eine gewollte Schwächung der Abdeckschicht 3 erreicht, durch die sichergestellt wird, dass bei seitlicher Belastung der Zusatz-Armauflagekörper gezielt komprimiert wird. Durch den spitzen Auslauf der Zellen ist auch eine geringere Kraft nötig, um den Armauflagekörper bei Seitenaufprall zu komprimieren. Grundsätzlich können die Zellen jedoch auch auf andere als auf die gezeigte Weise auslaufen.
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So ermöglicht die erfindungsgemäße Zellen aufweisende Struktur des elastomeren Kerns des Armauflagekörpers, der zusätzlich zu der bereits bestehenden Armauflage angeordnet wird, um eine gewünschte Armauflagehöhe bereitzustellen, dass der Kern bei einem Seitenaufprall gegen den Türträger abgestützt wird, so dass, etwa durch die Rippen des Insassen seitlich aufgebrachte Druck auf das Armauflageelement dieses komprimiert und damit den erforderlichen Freiraum für die Rippen, respektive für den Oberkörper des Fahrzeuginsassen bereitstellt.
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Dennoch verfügt der erfindungsgemäße Körper, insbesondere wenn eine Abdeckschicht umfasst ist, über eine hinreichende Festigkeit, da bei einer Belastung der Abdeckschicht von oben die auf sie wirkenden Kräfte über die Wandungen, die die Zellen abgeleitet und auf die darunter befindliche Armauflage übertragen werden. So erlaubt die geeignete Auslegung des Bauteils trotz der weichen und elastischen Materialbeschaffenheit die entsprechend erforderliche Übertragung der Kräfte ohne dass die Struktur des Körpers bei Druck von oben kollabiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10124036 C2 [0004]
- DE 102007060921 A1 [0005]
- DE 10140873 B4 [0006]
