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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Seitentür für einen Kraftwagen mit einer solchen Schutzvorrichtung.
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Üblicherweise werden bei Kraftwagen, insbesondere bei Personenkraftwagen, solche Schutzvorrichtungen in Form von Seitenaufprallträgern eingesetzt, um bei einem Seitenaufprall des Fahrzeugs eine übermäßige Intrusion in die Seitentür bzw. Fahrgastzelle zu vermeiden. Dabei sind – wie im Falle der
DE 10 2005 036 292 B4 – einstückige Ausgestaltungen des jeweiligen Trägerelements oder aber Zusammenbauten aus einer Mehrzahl von Teil- oder Schalenelementen – wie im Falle der
DE 10 2008 010 720 A1 – bekannt.
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Das Trägerelement ist dabei ein sogenanntes unfallrelevantes Element, welches zum Schutz von Fahrzeuginsassen bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung Aufprallenergie aufnehmen und unter zumindest teilweiser Verformung in Verformungsenergie umwandeln kann. Hierzu sind große Verformungswege des Trägerelements vorteilhaft, um auch sehr hohe Beträge an Aufprallenergie in Verformungsenergie umwandeln zu können. Die Realisierung solch großer Verformungswege erfordert herkömmlicher Weise jedoch große Querschnitte des Trägerelements. Dies beeinträchtigt den für die Anordnung von anderen Komponenten des Kraftwagens zur Verfügung stehenden Bauraum, so dass Package-Probleme entstehen können.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schutzvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Schutzvorrichtung einen nur sehr geringen Bauraumbedarf aufweist und bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Fahrzeugs dennoch einen besonders hohen Betrag an Aufprallenergie aufnehmen und in Verformungsenergie umwandeln kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schutzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Schutzvorrichtung zu schaffen, welche einen geringen Bauraumbedarf aufweist und bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Fahrzeugs einen besonders hohen Betrag an Aufprallenergie aufnehmen und in Verformungsenergie umwandeln kann, ist erfindungsgemäß wenigstens ein Stellglied vorgesehen, mittels welchem eines der Schalenelemente unter Vergrößerung eines in einem Zwischenbereich zwischen jeweiligen Verbindungsbereichen der Schalenelementen vorgesehenen Hohlquerschnitts relativ zu dem anderen Schalenelement verformbar ist. Infolge der Vergrößerung des Querschnitts in dem Zwischenbereich kann sich das Trägerelement im Vergleich zu seinem Ausgangszustand über große Verformungswege verformen und somit besonders hohe Beträge an Aufprallenergie in Verformungsenergie umwandeln. Ferner beanspruchen das Trägerelement im Ausgangszustand nur einen geringen Bauraum, so dass für andere Komponenten des Kraftwagens mehr Platz zur Verfügung steht. Kommt es dabei zu einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung und der Vergrößerung des Querschnitts, so können die angrenzenden Komponenten durch das Schalenelement verschoben und/oder zerstört werden, um Platz für die Verformung des Trägerelements zu schaffen.
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Die zweischalige Ausgestaltung des Trägerelements ermöglicht dabei die Darstellung einer besonders effektiven Querschnittsvergrößerung, insbesondere im Vergleich zu einstückigen Profilteilen. Die Schalenelemente und insbesondere das zu verformende Schalenelement können dabei besonders vorteilhaft, insbesondere hinsichtlich ihrer jeweiligen Wandstärke und/oder ihre jeweiligen Werkstoffs, auf die Verformung und die damit einhergehenden Querschnittsvergrößerung abgestimmt werden. Beispielsweise sind die Schalenelemente aus voneinander unterschiedlichen Werkstoffen gebildet. Ebenso kann wenigstens eines der Schalenelemente eine variierende Wandstärke aufweisen. Des Weiteren können die Schalenelemente voneinander unterschiedliche Wandstärken aufweisen.
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Die Querschnittsvergrößerung kann dabei im Zeitpunkt der beispielsweise mittels eines Sensors erfassten und tatsächlich eintretenden Kraftbeaufschlagung bewirkt werden. Ferner ist es im Rahmen eines sogenannten Pre-Safe-Verfahrens möglich, die Querschnittsvergrößerung mittels des Stellglieds zeitlich vor einer Kraftbeaufschlagung zu bewirken, welche mittels einer entsprechenden Erfassungseinrichtung als in Zukunft unvermeidbar eintretend eingeschätzt wird.
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Zur Erfindung gehört auch eine Seitentür für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung. Bei der Seitentür kann das Trägerelement als Seitenaufprallträger der Seitentür genutzt werden und verleiht der Seitentür einerseits ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten. Andererseits kann aufgrund des nur sehr geringen Bauraumbedarfs der Schutzvorrichtung in einem Nass- und/oder Trockenbereich der Seitentür Bauraum zur Anordnung anderweitiger Türanbauteile der Seitentür geschaffen und genutzt werden, ohne äußere Abmessungen der Seitentür vergrößern zu müssen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht eines zwei Schalenelemente umfassenden Trägerelements einer Schutzvorrichtung für einen Kraftwagen, mit einem Stellglied, mittels welchem eine Vergrößerung eines von den Schalenelementen begrenzten Hohlquerschnitts des Trägerelements bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung bewirkbar ist, wobei sich die Schalenelemente in einer Ausgangsstellung befinden, in der die Schalenelemente unverformt sind;
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2 ausschnittsweise eine schematische Querschnittsansicht des Trägerelements, wobei sich die Schalenelemente in einer Schutzstellung befinden, in welcher eines der Schalenelemente gegenüber der Ausgangsstellung verformt ist;
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3 eine schematische Seitenansicht einer Seitentür für einen Personenkraftwagen mit der Schutzvorrichtung mit einer Ausführungsform des Trägerelements, wobei das Trägerelement als Seitenaufprallträger verwendet wird; und
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4 eine schematische Seitenansicht der Seitentür der Schutzvorrichtung mit einer weiteren Ausführungsform des Trägerelements.
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1 zeigt in einer ausschnittsweisen Querschnittsansicht ein Trägerelement 10 einer Schutzvorrichtung 12 für einen Personenkraftwagen, welche vorliegend als Seitenaufprallträger bzw. Seitenaufpralleinrichtung für eine in den 3 und 4 gezeigte Seitentür 14 dient. Das Trägerelement 10 umfasst zwei Schalenelemente 16, 18, welche separat voneinander hergestellt und in jeweiligen Verbindungsbereichen 22 durch entsprechend zugeordnete Fügflansche 20 umlaufend und gasdicht gefügt sind. Die Schalenelemente 16, 18 sind jeweils aus einem metallischen Werkstoff gebildet und über die Fügflansche 20 miteinander durch Punktschweißen oder Laserverschweißen verschweißt. Ebenso kann vorgesehen sein, die Schalenelemente 16, 18 miteinander zu verkleben.
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Wie aus 1 in Zusammenschau mit den 3 und 4 erkennbar ist, umgeben die jeweiligen Verbindungsbereiche 22 der Schalenelemente 16, 18 einen Zwischenbereich 24 des Trägerelements 10 vollständig umlaufend. Bezogen auf eine in 1 gezeigte Ausgangsstellung der Schalenelemente 16, 18 bzw. des Trägerelements 10 schließt sich zwischen dem Zwischenbereich 24 und den Verbindungsbereichen 22 ein jeweiliger Querschnittsbereich 26, 27 an. Der jeweilige Querschnittsbereich 26, 27 weist dabei einen durch die Schalenelementen 16, 18 begrenzten jeweiligen Hohlquerschnitt 28, 29 auf, welcher größer ist als ein im Zwischenbereich 24 durch die Schalenelementen 16, 18 begrenzter Hohlquerschnitt 30. Der Hohlquerschnitte 28, 29 können, wie im vorliegenden Fall durch einen einzigen, umlaufenden Hohlquerschnitt gebildet sein. Zudem sind die Hohlquerschnitte 28, 29 vorliegend fluidisch mit dem Hohlquerschnitt 30 verbunden.
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Die Schutzvorrichtung 12 umfasst auch ein in 1 schematisch dargestelltes Stellglied in Form eines Gasgenerators 32. Der Gasgenerator 32 weist einen in 1 nicht erkennbaren Aufnahmeraum auf, in welchem ein Medium aufgenommen ist. Der Aufnahmeraum ist über ein Leitungselement 34 fluidisch mit den Hohlquerschnitten 28, 29 verbunden. Der Gasgenerator 32 ist vorliegen separat vom Trägerelement 10 ausgebildet und insbesondere außerhalb des Trägerelements 10 angeordnet. Alternativ dazu kann der Gasgenerator 32 kann auch in das Trägerelement 10 integriert sein.
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Wird nun beispielsweise mittels wenigstens eines Sensors ein erfolgter oder bevorstehender Seitenaufprall erfasst, so dass mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit eine unfallbedingte Kraftbeaufschlagung der Seitentür bevorsteht, so wird der Gasgenerator 32 aktiviert, wodurch es zu einer explosionsartigen Ausdehnung des gasförmigen Mediums in die Hohlquerschnitte 28, 29 kommt. Dadurch wird eine Erhöhung des darin vorherrschenden Innendrucks bewirkt, wodurch das Schalenelement 16 unter Vergrößerung der Hohlquerschnitte 28, 29 und auch des Hohlquerschnitts 30 relativ zu dem Schalenelement 18 verformt wird. Der Gasgenerator 32 stellt somit einen Energiespeicher dar, mittels welchem die Erhöhung des Innendrucks und daraus resultierend die Verformung bzw. Umformung des Schalenelements 16 bewirkbar ist.
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Durch diese Verformung wird das Trägerelement 10 somit aus der Ausgangsstellung in eine in 2 gezeigte Schutzstellung überführt, in der sich dann insbesondere das Schalenelement 16 über einen besonders großen Verformungsweg verformen und einen besonders hohen Betrag an Aufprallenergie in Verformungsenergie umwandeln kann. Somit ist ein unfallaktives Element in Form des Trägerelements 10 geschaffen, durch welches auf bauraumgünstige Weise ein besonders vorteilhaftes Unfallverhalten des Personenkraftwagens realisierbar ist.
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Durch die Form des Schalenelements 16 wird zudem im Zwischenbereich 24 Material des Schalenelements 16 vorgehalten, welches infolge der Erhöhung des Innendrucks von dem Schalenelement 18 weg nach außen umgeformt wird. Im Vergleich zu einem einstückigen Profilteil kann beim zweischaligen Trägerelement 10 eine besonders hohe Wirkfläche realisiert werden, welche an der Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsenergie teilnimmt. Darüber hinaus können die Schalenelemente 16, 18 an die Verformung des Schalenelements 16 relativ zum Schalenelement 18 entsprechend angepasst und ausgelegt werden. Dazu sind die Schalenelemente 16, 18 beispielsweise aus unterschiedlichen Werkstoffen ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Schalenelemente 16, 18 eine variierende Wandstärke aufweist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schalenelemente 16, 18 voneinander unterschiedliche Wandstärken aufweisen. So kann das passive Schalenelement 18 beispielsweise mit einer höheren Wandstärke ausgeführt werden als das aktive Schalenelement 16, um eine Verformung des Schalenelements 18 zu verhindern und/oder um zusätzlich Steifigkeit des Trägerelements 10 zu bewirken. Eine demgegenüber geringere Wandstärke des Schalenelements 16 kann den Umformvorgang begünstigen. Ferner begünstigt die zweischalige Ausgestaltung eine zumindest im Wesentlichen gewichtsoptimale Dimensionierung der Schalenelemente 16, 18.
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3 zeigt die Seitentür 14 mit der Schutzvorrichtung 12, deren Trägerelement 10 als Seitenaufprallträger der Seitentür 14 verwendet wird. Wie aus 3 erkennbar ist, weist das Trägerelement 10 eine Durchgangsöffnung 36 auf, welche vollständig umlaufend durch die Schalenelemente 16, 18 begrenzt ist. Dabei weisen die Schalenelemente 16, 18 jeweilige innere, der Durchgangsöffnung 36 zugewandte und jeweilige äußere, der Durchgangöffnung abgewandte Verbindungsbereiche 22 auf
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4 zeigt die Seitentür 14 mit der Schutzvorrichtung 12. Wie aus 4 erkennbar ist, weist der Zwischenbereich 24 im Vergleich zu 3 eine wesentliche größere Fläche auf, wodurch eine besonders hohe Querschnittsvergrößerung erzielt werden kann. Mit anderen Worten ist die Durchgangsöffnung 36 beim Trägerelement gemäß 4 durch den Zwischenbereich 24 geschlossen, so dass das Trägerelement 10 besonders flächig ausgebildet ist.
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Die Schutzvorrichtung 12 ermöglicht auch die Integration weiterer, unfallrelevanter Elemente der Seitentür 14 sowie eine Funktionsintegration, wobei beispielsweise eine Spiegelkonsole in das Trägerelement 10 integriert werden kann.
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Das Trägerelement 10 kann in Fahrzeugquerrichtung zwischen einem in 3 und 4 nicht gezeigten Außenbeplankungselement und einem Aufnahmeraum für eine höhenverfahrbare Scheibe 38 der Seitentür 14 angeordnet sind. Ferner ist es möglich, das Trägerelement 10 in Fahrzeugquerrichtung innenseitig des Aufnahmeraums und somit zwischen dem Aufnahmeraum und einem Türinnenteil, insbesondere einem Türinnenblech, anzuordnen. Hierbei ist es beispielsweise möglich, das Türinnenteil – ggf. mit entsprechenden Anbauteilen – zumindest bereichsweise in das passive Schalenelement 18 zu integrieren. Eine entsprechende Kraftübertragung kann – je nach Türkonzept – entlang des gesamten Türausschnitts erfolgen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005036292 B4 [0002]
- DE 102008010720 A1 [0002]
