DE102015224876A1

DE102015224876A1 - Component, preferably load-bearing safety component in a vehicle body composite

Info

Publication number: DE102015224876A1
Application number: DE102015224876.3A
Authority: DE
Inventors: Helge Herten; Volker Hohm; Tobias Ströhlein; Krino Bornemann; Thomas Weser; Paul Diekhoff
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2017-06-14

Abstract

Bauteil, vorzugsweise lastaufnehmendes Sicherheitsbauteil in einem Fahrzeugkarosserieverbund, das innenliegende Deformationsmittel (15) aufweist, die eine mehrstufige Begrenzung der maximalen Kraftübertragung des Bauteiles (9) erzeugen, wobei das Bauteil (9) bei einer Krafteinleitung zunächst Kräfte bis zu einem definierten Grenzwert (27) überträgt und sich bei Überschreiten dieses Grenzwertes (27), unter Beibehaltung einer Kraftübertragung, plastisch verformt.Component, preferably load-absorbing safety component in a vehicle body composite, the internal deformation means (15) which produce a multi-stage limitation of the maximum power transmission of the component (9), wherein the component (9) at a force initially forces up to a defined limit (27) transmits and on exceeding this limit (27), while maintaining a power transmission, plastically deformed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil, vorzugsweise ein lastaufnehmendes Sicherheitsbauteil in einem Fahrzeugkarosserieverbund.The invention relates to a component, preferably a load-absorbing safety component in a vehicle body composite.

Derartige Bauteile sind zum Beispiel in Karosseriestrukturen von Fahrzeugen integriert, um dort für eine hohe Crash-Sicherheit zu sorgen. Dabei ist der Vorteil dieser Sicherheitsbauteile, dass sich über deren Material und Struktur gezielt Steifigkeiten und Kraftaufnahmeverhalten einstellen lassen, um so in einem Crashfall gezielt Kräfte aufzunehmen und weiterzuleiten. Ein Anwendungsfall für diese Sicherheitsbauteile sind Türstrukturen von Kraftfahrzeugen, die zum einen möglichst leicht bauen sollen, um das Fahrzeuggewicht und somit Kraftstoffverbrauch und CO2-Emission zu reduzieren, zum anderen jedoch durch eine hohe Steifigkeit eine hohe Sicherheit für Fahrzeuginsassen im Falle eines Unfalles gewährleisten sollen.Such components are integrated, for example, in vehicle body structures in order to ensure high crash safety there. The advantage of these safety components is that their stiffness and force absorption can be adjusted by means of their material and structure in order to specifically absorb and transmit forces in the event of a crash. One application for these safety components are door structures of motor vehicles, which should build as light as possible in order to reduce the vehicle weight and thus fuel consumption and CO2 emission, but on the other hand by a high rigidity to ensure a high level of safety for vehicle occupants in the event of an accident.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2005 014 570 A1 ist bereits eine Fahrzeugtürkonstruktion bekannt, die zur Erhöhung der Insassen im Falle eines Unfalles ein Sicherheitselement aufweist, das zur Aufnahme von Kräften ausgebildet und im Wesentlichen quer verlaufend endseitig zwischen den seitlichen Türrahmenholmen befestigt ist. Dieses Sicherheitselement kann dabei direkt Seitenaufprallkräfte aufnehmen und im Falle eines versetzten Frontalcrashs Kräfte von der A-Säule eines Kraftfahrzeuges in dessen B-Säule weiterleiten. Dabei kann dieses Sicherheitselement aus einer Stahllegierung oder einem Kunststoff, z.B. Kohlenstofffaser, ausgebildet sein. From the publication DE 10 2005 014 570 A1 a vehicle door construction is already known, which has a security element to increase the occupants in the event of an accident, which is designed to receive forces and substantially transversely fixed end between the side door frame spars. This security element can directly absorb side impact forces and forward forces in the case of a staggered frontal crashes of the A-pillar of a motor vehicle in the B-pillar. In this case, this security element of a steel alloy or a plastic, such as carbon fiber may be formed.

Eine weitere Fahrzeugtürstruktur ist aus der Offenlegungsschrift DE 44 07 731 A1 bekannt, bei der ein Türkörper und ein Fensterrahmen in Schalenbauweise aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sind. Der Türkörper weist dabei eine Tragstruktur mit in etwa waagerecht verlaufenden Querträgern auf, die ebenfalls zur Aufnahme von Kräften im Falle eines Unfalles ausgebildet sind. Dabei weisen Sicherheitsbauteile aus Kunststoff jedoch grundsätzlich den Nachteil auf, dass sie nach Überschreiten einer maximal aufzunehmenden Kraft brechen und danach keinerlei Kräfte mehr aufnehmen oder weiterleiten.Another vehicle door structure is disclosed in the publication DE 44 07 731 A1 known, in which a door body and a window frame in shell construction made of a fiber composite material. The door body in this case has a support structure with approximately horizontally extending cross members, which are also designed to absorb forces in the event of an accident. However, safety components made of plastic generally have the disadvantage that they break after exceeding a maximum force to be absorbed and then absorb any further forces or forward.

Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2009 0006 966 U1 ist weiterhin ein Kunststoffverbundbauteil bekannt, das als Aufprall-Schutzteil zum Beispiel in Karosserieteilen von Fahrzeugen verwendet werden soll. Diese Bauteile aus einem Faserverstärkten Kunststoff weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie relativ spröde sind und nach Überschreiten einer bestimmten Belastungsgrenze brechen. Um Verletzungen von Fahrzeuginsassen an den entstehenden scharfen und gezackten Bruchkanten an diesen Bauteilen zu vermeiden, wird dort vorgeschlagen, das Kunststoffbauteil mehrschichtig auszubilden, wobei die unterschiedlichen Lagen unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen und die Ausbildung von scharfen Kanten im Falle eines Bruches verhindern sollen.From the utility model DE 20 2009 0006 966 U1 Furthermore, a plastic composite component is known, which is to be used as an impact protection part, for example in body parts of vehicles. However, these components made of a fiber-reinforced plastic have the disadvantage that they are relatively brittle and break after exceeding a certain load limit. In order to avoid injury to vehicle occupants of the resulting sharp and jagged breaklines on these components, there is proposed to form the plastic component multi-layered, the different layers have different physical properties and should prevent the formation of sharp edges in the event of breakage.

Dabei weisen sämtliche bekannte Lösungen zum Aufbau eines Sicherheitsbauteiles jedoch den Nachteil auf, dass sie bei Verwendung eines metallischen Werkstoffes ein hohes Gewicht aufweisen und bei Verwendung eines Kunststoff-Materials keine plastische Verformung ermöglichen, sondern bei Überschreiten einer maximalen Grenzlast schlagartig brechen.However, all known solutions for constructing a safety component have the disadvantage that they have a high weight when using a metallic material and do not allow plastic deformation when using a plastic material, but break abruptly when a maximum limit load is exceeded.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsbauteil bereitzustellen, das wenig Eigengewicht aufweist und zudem eine plastische Verformung mit Übertragen einer Restkraft nach Überschreiten einer maximalen Grenzlast ermöglicht.The invention is thus based on the object to provide a safety component which has little dead weight and also allows a plastic deformation with transfer of a residual force after exceeding a maximum limit load.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Sicherheitsbauteil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by the security component according to the invention with the characterizing features of claim 1.

Dazu weist das Sicherheitsbauteil in seinem Inneren Deformationselemente auf, die eine mehrstufige Begrenzung der maximalen Kraftübertragung ermöglichen. Diese als Mittel zur Begrenzung der maximalen Kraftübertragung dienenden Deformationselemente stellen dabei sicher, dass das Bauteil zunächst Kräfte bis zu einer bestimmten Grenzlast aufnimmt und weiterleitet. Nach Überschreiten dieser Grenzlast erfolgt eine plastische Verformung des Bauteiles in einem vorbestimmbaren Umfang unter Beibehaltung der Übertragung einer Restkraft. Das vorzugsweise aus Aluminium ausgebildete Sicherheitsbauteil ist dabei im Lastpfad einer Verstärkungsstrebe aus Kunststoff, vorzugsweise einem Faserverstärkten Kunststoff angeordnet und wirkt in Kraftrichtung gesehen mit dieser zusammen. Auf diese Weise kann in erfinderischer Art ein Verformungs- und Kraftübertragungsverhalten an Kunststoffbauteilen erreicht werden, das dem eines Bauteiles aus einem Stahlwerkstoff sehr ähnlich ist, so dass sich die Vorteile aus den Materialien Metall (günstiges Kraftaufnahme- und Verformungsverhalten) und Kunststoff (geringes Eigengewicht) miteinander kombinieren lassen. Das erfindungsgemäße Bauteil kann dabei aus einem Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium und die Verstärkungsstrebe aus Kunststoff, vorzugsweise einem Faserverstärkten Kunststoff bestehen, alternativ sind hier aber auch Materialien wie CFK, GFK oder ähnlichem denkbar. Besonders vorteilhaft am erfindungsgemäßen Bauteil ist die Möglichkeit, den Zeitpunkt der plastischen Verformung während einer Krafteinleitung und das Ausmaß der Verformung über die Ausbildung der innenliegenden Deformationselemente einstellen zu können.For this purpose, the safety component in its interior deformation elements, which allow a multi-level limitation of the maximum power transmission. These deformation elements, which serve as means for limiting the maximum force transmission, thereby ensure that the component initially absorbs forces and transmits them up to a certain limit load. After exceeding this limit load, a plastic deformation of the component takes place to a predeterminable extent while maintaining the transmission of a residual force. The safety component, which is preferably formed of aluminum, is arranged in the load path of a reinforcing strut made of plastic, preferably a fiber-reinforced plastic, and acts together with the latter in the direction of the force. In this way, a deformation and power transmission behavior of plastic components can be achieved in an inventive manner, which is very similar to that of a component made of a steel material, so that the benefits of the materials metal (favorable power absorption and deformation behavior) and plastic (low weight) let combine with each other. The component according to the invention may consist of a light metal, preferably aluminum and the reinforcing strut made of plastic, preferably a fiber-reinforced plastic, but alternatively also materials such as CFRP, GFRP or the like are conceivable here. Particularly advantageous in the component according to the invention is the ability to adjust the time of plastic deformation during a force application and the extent of deformation on the formation of the internal deformation elements can.

Die erfindungsgemäßen innenliegenden Deformationselemente sind als Hohlräume im Inneren des Bauteiles ausgebildet, die sich senkrecht zum Hauptlastpfad bzw. der zu übertragenden Kraft und vorzugsweise über die Tiefe des Bauteiles erstrecken. Dabei können sich diese zum Beispiel als kreisrunde Öffnungen ausgebildeten Hohlräume über die gesamte Tiefe des Bauteiles oder nur über Teilabschnitte erstrecken. Des Weiteren sind mehrere Hohlräume im Bauteil vorgesehen, die miteinander in Wirkverbindung stehen. Dabei lässt sich über die Größe und Form dieser Hohlräume und Ihren Abstand zueinander sowie deren Abstand zu den Außenwänden des Elementes das Verformungsverhalten und die entsprechenden maximalen Grenzen der zu übertragenden Kräfte einstellen. The internal deformation elements according to the invention are formed as cavities in the interior of the component, which extend perpendicular to the main load path or the force to be transmitted and preferably over the depth of the component. These cavities formed, for example, as circular openings can extend over the entire depth of the component or only over partial sections. Furthermore, a plurality of cavities are provided in the component, which are in operative connection with each other. It can be on the size and shape of these cavities and their distance from each other and their distance from the outer walls of the element set the deformation behavior and the corresponding maximum limits of the forces to be transmitted.

Das erfindungsgemäße Bauteil kann dabei als Sicherheitsbauteil besonders vorteilhaft in Fahrzeugkarosserien integriert werden, wo optimales Crashverhalten bei möglichst geringem Eigengewicht gefordert sind. Hier ist dann der Bereich von Fahrzeugtüren besonders geeignet, da dort die großflächigen Außen- und Innenwandbereiche aufgrund ihrer geringen Wandstärke nur begrenzt Kräfte aufnehmen bzw. übertragen können. Dabei stützen sich die erfindungsgemäßen Bauteile an ihren der Verstärkungsstrebe abgewandten Enden vorteilhafterweise an den Türholmen ab, die ihrerseits mit der A-Säule und der B-Säule des Fahrzeuges bei geschlossener Fahrzeugtür wirkverbunden sind, so dass Kräfte von der A-Säule über die als Sicherheitsbauteile wirkenden erfindungsgemäßen Bauteile und die Verstärkungsstrebe in der Fahrzeugtür auf die B-Säule weitergeleitet werden können. Auf diese Weise können im Falle eines versetzten Frontalcrashs mit einem Überlappungsbereich im Frontbereich des Fahrzeuges zwischen diesem und dem Unfallgegner, in die A-Säule eingeleitete Kräfte zum Teil in die B-Säule des Fahrzeuges weitergeleitet werden, was sich vorteilhaft auf die gesamte Kraftaufnahme am Fahrzeug auswirkt.The component according to the invention can be integrated particularly advantageously as a safety component in vehicle bodies, where optimum crash behavior is required with the lowest possible dead weight. Here then the range of vehicle doors is particularly suitable, since there the large-scale outer and inner wall areas due to their small wall thickness only limited absorb or transfer forces. Here, the components according to the invention are based on their ends facing away from the reinforcing strut advantageously on the door beams, which in turn are operatively connected to the A-pillar and the B-pillar of the vehicle with the vehicle door closed, so that forces from the A-pillar over as security components acting components of the invention and the reinforcing strut in the vehicle door can be forwarded to the B-pillar. In this way, in the event of a staggered frontal crash with an overlap area in the front region of the vehicle between this and the accident opponent, introduced into the A-pillars forces are forwarded in part to the B-pillar of the vehicle, which is beneficial to the total power consumption on the vehicle effect.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, den dargestellten Figuren und den Patentansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following description of the embodiments, the illustrated figures and the claims removed.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der dargestellten Figuren näher erläutert.In the following, preferred embodiments of the present invention are explained in more detail with reference to the illustrated figures.

Es zeigen die 1 einen Ausschnitt aus einem Seitenteil einer Fahrzeugkarosserie mit Teilen einer Fahrzeugtür in einer vereinfachten Darstellung,It show the 1 a section of a side part of a vehicle body with parts of a vehicle door in a simplified representation,

die 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch das erfindungsgemäße Bauteil mit der erfindungsgemäßen Deformationsstruktur undthe 2 a simplified sectional view through the component according to the invention with the deformation structure according to the invention and

die 3 die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Bauteiles, wobei die 3A die Verformung am Bauteil in unterschiedlichen Phasen darstellt und die 3B den entsprechenden Kraft-Wegverlauf in einem Kraft-Weg-Diagramm.the 3 the operation of the component according to the invention, wherein the 3A represents the deformation of the component in different phases and the 3B the corresponding force-displacement curve in a force-displacement diagram.

Die 1 zeigt einen vereinfachten Ausschnitt aus einem Seitenteil einer Kraftfahrzeugkarosserie. Dabei ist eine Fahrzeugtür 1 zwischen einer A-Säule 3 und einer B-Säule 5 der Fahrzeugkarosserie angeordnet, wobei sich die Fahrzeugtür 1 in geschlossenem Zustand direkt an der A-Säule 3 und der B-Säule 5 abstützt. Die Fahrzeugtür 1 weist einen umlaufenden Türrahmen 7 auf, an dem nicht näher dargestellte Türbleche, Funktionsteile und Verkleidungsteile angeordnet sind. Zur Versteifung der Baugruppe Fahrzeugtür ist eine Verstärkungsstrebe 10, vorzugsweise aus einem Faserverstärkten Kunststoff, vorgesehen, die sich über als Sicherheitsbauteile wirkende Bauteile 9 am Türrahmen 7 bzw. der A-Säule 3 und der B-Säule 5 abstützt. Dabei weisen die Bauteile 9 im Ausführungsbeispiel einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt auf, sind an ihrem einen Ende fest mit der Verstärkungsstrebe 10 verbunden und stützen sich mit ihren der Verstärkungsstrebe 10 abgewandten Enden über den Türrahmen 7 an der Fahrzeugkarosserie ab. The 1 shows a simplified section of a side part of a motor vehicle body. There is a vehicle door 1 between an A-pillar 3 and a B-pillar 5 the vehicle body arranged, with the vehicle door 1 in closed condition directly at the A-pillar 3 and the B-pillar 5 supported. The vehicle door 1 has a circumferential door frame 7 on, on the door panels, not shown, functional parts and trim parts are arranged. To stiffen the vehicle door assembly is a reinforcing strut 10 , preferably made of a fiber-reinforced plastic, provided, which act as components acting as safety components 9 on the doorframe 7 or the A-pillar 3 and the B-pillar 5 supported. Here are the components 9 In the exemplary embodiment, a substantially trapezoidal cross-section, are at one end fixed to the reinforcing strut 10 connected and supported with their reinforcing strut 10 opposite ends over the door frame 7 on the vehicle body.

Dabei stützt sich ein erstes Bauteil 9 mit seinem vorderen Endbereich 11 zumindest mittelbar an der A-Säule 3 und ein zweites Bauteil 9 mit seinem hinteren Endbereich 13 zumindest mittelbar an der B-Säule 5 ab, so dass über den Bauteilverbund Türrahmen 7, Bauteile 9 und Verstärkungsstrebe 10 eine Kraftübertragung von der A-Säule 3 auf die B-Säule 5 erfolgen kann. Die Bauteile 9 sind im Ausführungsbeispiel an den Enden der Verstärkungsstrebe 10 angeordnet, können aber alternativ auch an anderen Stellen im Krafteinleitungs-Lastpfad an dieser angeordnet sein. Dabei sind Bauteil 9 und Verstärkungsstrebe 10 vorzugsweise miteinander verklebt.This is supported by a first component 9 with its front end area 11 at least indirectly on the A-pillar 3 and a second component 9 with its rear end area 13 at least indirectly on the B-pillar 5 so that over the component composite door frame 7 , Components 9 and reinforcing strut 10 a power transmission from the A-pillar 3 on the B-pillar 5 can be done. The components 9 are in the embodiment at the ends of the reinforcing strut 10 arranged, but may alternatively be arranged at other locations in the force introduction load path at this. Here are component 9 and reinforcing strut 10 preferably glued together.

Das vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium ausgebildete Bauteil 9 weist in seinem Inneren in der 2 näher dargestellte Deformationsmittel 15 auf. Diese Deformationsmittel 15 sind im Ausführungsbeispiel Deformationsstrukturen, die durch senkrecht zum Hauptlastpfad verlaufende Hohlräume 17 im Inneren des Bauteiles 9 gebildet sind. The preferably formed of a metallic material, in particular aluminum component 9 points in its interior in the 2 Deformation means shown in detail 15 on. These deformation means 15 are deformation structures in the exemplary embodiment, which run through perpendicular to the main load path cavities 17 inside the component 9 are formed.

Dabei ist es möglich, diese Hohlräume über die gesamte Tiefe des Bauteiles 9 zu führen oder nur in Teilabschnitten vorzusehen. Weiterhin ist es möglich, die gesamte Verstärkungsstrebe in der Fahrzeugtür 1 als Sicherheitsbauteil 9 mit innenliegenden Deformationsmitteln 15 auszubilden oder, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, an einer bekannte Verstärkungsstrebe 10 ein oder mehrere Sicherheitsbauteile 9 vorzusehen. Diese können dann im Bereich der Endbereiche 11, 13 oder auch über die Länge der Verstärkungsstrebe 10 verteilt angeordnet sein. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass die Verformungsbereiche gezielt über die Länge der Verstärkungsstrebe 10 eingesetzt werden können. It is possible, these cavities over the entire depth of the component 9 or only in sections. Furthermore, it is possible the entire reinforcing strut in the vehicle door 1 as a safety component 9 with internal deformation means 15 form or, as shown in the embodiment, on a known reinforcing strut 10 one or more safety components 9 provided. These can then be in the range the end areas 11 . 13 or over the length of the reinforcing strut 10 be arranged distributed. This structure has the advantage that the deformation ranges targeted over the length of the reinforcing strut 10 can be used.

Das in der 2 dargestellte Bauteil 9 weist eine trapezförmige Kontur auf, wobei der untere Teil hier auf einem rechteckigen Sockel aufbaut. Es sind aber auch andere Außenkonturen denkbar, zum Beispiel rechteckige, runde oder andere Formen. Das Bauteil 9 weist im Ausführungsbeispiel der 2 drei kreisförmige Hohlräume 17 auf, wobei ein oberer Hohlraum 19 einen größeren Durchmesser aufweist als zwei darunter angeordnete untere Hohlräume 21, die im Ausführungsbeispiel auf einer gemeinsamen Achse liegen.That in the 2 illustrated component 9 has a trapezoidal contour, the lower part builds here on a rectangular base. But there are also other outer contours conceivable, for example, rectangular, round or other shapes. The component 9 has in the embodiment of 2 three circular cavities 17 on, with an upper cavity 19 has a larger diameter than two underlying lower cavities 21 which lie in the exemplary embodiment on a common axis.

Der Durchmesser des oberen Hohlraumes 19 bildet dabei eine Plateaulänge a, der Abstand zwischen den Außenwänden des oberen Hohlraumes 19 zu den Außenwänden der unteren Hohlräume 21 eine Stegbreite b, der Abstand zwischen den Außenwänden der unteren Hohlräume 21 zur Außenwand 23 des Bauteiles 9 eine Flankenbreite c und die Tiefe des Bauteiles 9 in z-Richtung bildet eine Blocktiefe d. Die Krafteinleitung in das Bauteil 9 erfolgt in Pfeilrichtung F.The diameter of the upper cavity 19 forms a plateau length a, the distance between the outer walls of the upper cavity 19 to the outer walls of the lower cavities 21 a land width b, the distance between the outer walls of the lower cavities 21 to the outer wall 23 of the component 9 a flank width c and the depth of the component 9 in the z-direction forms a block depth d. The introduction of force into the component 9 takes place in the direction of arrow F.

In der 3 ist die Funktion des Bauteiles 9 während einer Krafteinleitung F dargestellt, wobei in 3A die Verformungswege am Bauteil 9 dargestellt sind, während das darüber angeordnete Kraft-Weg-Diagramm die entsprechenden Kraft- und Wegeverläufe der Verformung zeigen.In the 3 is the function of the component 9 during a force introduction F, where in 3A the deformation paths on the component 9 are shown, while the force-displacement diagram arranged above show the corresponding force and displacement curves of the deformation.

Dabei erfolgt im Bereich I zunächst nur ein Anstieg der aufgenommenen und weitergeleiteten Kraft, wobei es zunächst noch zu keiner inneren Verformung des Bauteiles 9 kommt.In this case, only an increase of the absorbed and forwarded force takes place in region I, whereby initially there is still no internal deformation of the component 9 comes.

Wird eine maximale Schwellenlast 27 erreicht und überschritten, brechen im Bereich II die Stege b zwischen den Hohlräumen 19 und 21 und die durch das Bauteil 9 übertragbare Kraft bricht ein und reduziert sich schlagartig auf einen kleineren Wert.Will be a maximum threshold load 27 reached and exceeded break in the area II, the webs b between the cavities 19 and 21 and the through the component 9 transmissible force breaks down and abruptly reduces to a smaller value.

Im weiteren Krafteinleitungsverlauf im Bereich III fließen die Flanken der Hohlräume 19 und 21 ineinander, was zu einem flachen Anstieg (Last-Plateau) der übertragbaren Kräfte am Bauteil 9 führt.In the further introduction of force in region III, the flanks of the cavities flow 19 and 21 into each other, resulting in a flat increase (load plateau) of the transferable forces on the component 9 leads.

Erst wenn die Flanken der Hohlräume 19 und 21 auf Block gegangen sind, erfolgt wie im Bereich IV gezeigt wieder ein Anstieg der Kraftübertragung bis auf einen nicht näher dargestellten Maximalwert. Dabei kommt es zu einer Ausformung 24 im Bereich der Flankenbreite c.Only when the flanks of the cavities 19 and 21 have gone to block, takes place as shown in area IV again an increase in power transmission to a maximum value not shown. This results in a shape 24 in the area of the edge width c.

Über die Anordnung und Ausbildung der Hohlräume 19 und 21 lassen sich dabei unterschiedliche Kraft-Wegverläufe am Bauteil 9 einstellen.About the arrangement and formation of the cavities 19 and 21 can be different force-displacement paths on the component 9 to adjust.

Über die Flankenbreite c oder die Blocktiefe d kann das Lastniveau der Schwellenlast 27 (Last, ab der eine Deformationswirkung eintritt) eingestellt werden, wobei mit zunehmender Flankenbreite c oder zunehmender Blocktiefe d ein höheres Lastniveau (zunehmende Kraft und größerer Verformungsweg) erreicht wird.About the edge width c or the block depth d, the load level of the threshold load 27 (Last, from which a deformation effect occurs) can be set, with increasing flank width c or increasing block depth d a higher load level (increasing force and deformation path) is achieved.

Über die Stegbreite b zwischen den Hohlräumen 19 und 21 kann die maximale Schwellenkraft im Bereich der maximalen Schwellenlast 27 eingestellt werden, wobei mit zunehmender Stegbreite b eine höhere Schwellenkraft erreichbar ist.About the web width b between the cavities 19 and 21 can be the maximum threshold force in the range of the maximum threshold load 27 can be adjusted, with increasing web width b a higher threshold force can be achieved.

Die Ausdehnung des Last-Plateau-Bereiches III lässt sich über die Form des oberen Hohlraumes 19 einstellen. Wenn der Hohlraum 19 als Langloch in Richtung des Kraftflusses ausgebildet ist, erhöht sich mit zunehmender Langlochlänge die Länge bzw. Ausdehnung des Last-Plateau-Bereiches III.The extent of the load-plateau region III can be determined by the shape of the upper cavity 19 to adjust. If the cavity 19 is formed as a slot in the direction of the power flow increases with increasing slot length, the length or extent of the load-plateau area III.

Weitere Optimierungen durch Veränderungen der Materialzusammensetzung, der Form des Bauteiles 9 und der Anordnung und Ausbildung der Hohlräume 17 sind in Abhängigkeit vom gewünschten Kraft-Wegverlauf der Verformung am Bauteil 9 erreichbar.Further optimizations through changes in the material composition, the shape of the component 9 and the arrangement and formation of the cavities 17 are depending on the desired force-displacement curve of the deformation on the component 9 reachable.

Wesentlich ist das Vorsehen von Sollbruchstellen innerhalb des Bauteiles 9, die nach Überschreiten einer maximalen Krafteinleitung versagen und so eine durch das Bauteil 9 übertragbare Kraft begrenzen, ohne dass es zu einem plötzlichen Brechen des gesamten Bauteilverbundes 9, 10 kommt. Dabei ist das erfindungsgemäße Kraftbegrenzungssystem am Bauteil 9 unempfindlich gegenüber Querkräften, da der ausgeprägte Stempel aus dem breiten Steg b zwischen den Hohlräumen 19 und 21 beim Eindringen in den oberen Hohlraum 19 eine seitliche Führung erhält und somit eine unkontrollierte Verformung, bzw. ein seitliches Abgleiten verhindert wird.Essential is the provision of predetermined breaking points within the component 9 , which fail after exceeding a maximum force introduction and so through the component 9 limit transferable force, without causing a sudden breakage of the entire component composite 9 . 10 comes. In this case, the force limiting system according to the invention is on the component 9 insensitive to lateral forces, as the pronounced stamp from the wide web b between the cavities 19 and 21 when entering the upper cavity 19 receives a lateral guidance and thus an uncontrolled deformation, or a lateral sliding is prevented.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Fahrzeugtür vehicle door
33: A-Säule A column
55: B-Säule B-pillar
77: Türrahmen doorframe
99: Bauteil component
1010: Verstärkungsstrebe aus Kunststoff Reinforcing strut made of plastic
1111: vorderer Endbereich des Bauteiles 9 front end region of the component 9
1313: hinterer Endbereich des Bauteiles 9 rear end region of the component 9
1515: Deformationsmittel deformation means
1717: Hohlräume cavities
1919: oberer Hohlraum upper cavity
2121: untere Hohlräume lower cavities
23 23: Außenwand des Bauteiles 9 Outer wall of the component 9
aa: Plateaulänge plateau length
bb: Stegbreite web width
cc: Flankenbreite flank width
dd: Blocktiefe block depth
FF: Krafteinleitung application of force
2525: Ausformung formation
2727: maximale Schwellenlast maximum threshold load

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005014570 A1 [0003]
DE 4407731 A1 [0004]
DE 2020090006966 U1 [0005]

Claims

Component, preferably load-bearing safety component in a vehicle body composite, characterized in that the component ( 9 ) internal deformation means ( 15 ) having a multi-stage limitation of the maximum power transmission of the component ( 9 ) produce.

Component according to claim 1, characterized in that the component ( 9 ) at a force introduction first forces up to a defined limit ( 27 ) and transmits when this limit value ( 27 ), while maintaining a power transmission, plastically deformed.

Component according to claim 1, characterized in that the component ( 9 ) consists of a metallic material, preferably aluminum and with a reinforcing strut ( 10 ) cooperates of a fiber reinforced plastic material.

Component according to claim 2, characterized in that the defined limit ( 27 ) is adjustable over the formation of the internal deformation means.

Component according to claim 1, characterized in that the internal deformation means ( 15 ) as cavities ( 17 . 19 . 21 ) forming openings or recesses in the component ( 9 ) are formed during a force introduction into the component ( 9 ) interact with each other.

Component according to claim 5, characterized in that the cavities ( 17 . 19 . 21 ) perpendicular to the main load path of the component ( 9 ).

Component according to claim 6, characterized in that the cavities ( 17 . 19 . 21 ) over the entire depth of the component ( 9 ).

Component according to claim 6, characterized in that the cavities ( 17 . 19 . 21 ) only over a partial area of the depth of the component ( 9 ).

Component according to claim 5, characterized in that the cavities ( 17 . 19 . 21 ) are formed from a plurality of circular openings and / or recesses with deviating from a circular geometry, which are preferably arranged axially parallel to each other.

Component according to the preceding claims 1 to 6, characterized in that the limit value ( 27 ) a first maximum force to be transmitted by the formation of the cavities ( 17 . 19 . 21 ) in the component and their distance to each other.

Component according to the preceding claims 1 to 6, characterized in that the maximum transferable force by the distance between the cavities ( 17 . 19 . 21 ) and an adjacent outer wall ( 23 ) of the component ( 9 ).

Component, according to claim 1, characterized in that the component ( 9 ) on a reinforcing strut ( 10 ) in a vehicle door ( 1 ) arranged at least indirectly on an A-pillar ( 3 ) and a B-pillar ( 5 ) supports a motor vehicle body and so a power transmission between the A-pillar ( 3 ) and the B-pillar ( 5 ), whereby the power transmission via the component ( 9 ) and the reinforcing strut ( 10 ) he follows.

Component, according to claim 1, characterized in that several components ( 9 ) Part of a reinforcing strut ( 10 ) in a vehicle door ( 1 ), which are with their ends ( 11 . 13 ) at least indirectly on an A-pillar ( 3 ) and a B-pillar ( 5 ) supports a motor vehicle body and so a power transmission between the A-pillar ( 3 ) and the B-pillar ( 5 ), whereby the components ( 9 ) at the end regions ( 11 . 13 ) and / or in the course of the reinforcing strut ( 10 ) are arranged.