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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung einer A-, B- oder C-Säule eines Kraftfahrzeugs mit einer Tür, mit einem Verbindungselement nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Derartige Vorrichtungen sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Sie sind üblicherweise so ausgeführt, dass sie in der Lage sind, auf die Karosserieteile einwirkende Kräfte zu absorbieren, meist indem sie gestaucht werden.
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Wenn bei einem Crash starre Körper, die sich selbst nicht deformieren können oder nicht deformieren sollen, mit Kräften beaufschlagt werden, kann es zu unkontrollierten Verschiebungen der einzelnen Karosserieteile kommen. Im Fall von Karosserieteilen, die aufgrund ihrer kinematischen Kopplungen und der Krafteinwirkung während des Crashs nicht zusammengeschoben, sondern voneinander entfernt werden, kann es zu Abrissen von Verschraubungen oder zum Bruch der Bauteile kommen. Um ein Lösen der miteinander verbundenen Karosseriebauteile zu verhindern, wird teilweise eine steifere Ankopplung vorgeschlagen, was jedoch meist zu einem Versagen an einer anderen Stelle führt. Ein Beispiel hierfür ist die Anbindung eines Schließbügels eines Türschlosses an ein starres Karosserieteil. Wenn diese Anbindung versteift wird, tritt im Crashfall häufig ein Versagen des Schließbügels auf, wodurch sich die Tür unerwünschter Weise öffnen kann.
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Aus der
DE 603 03 102 T2 ist ein Scheinwerfer mit Energieabsorptionsmitteln bekannt, die wenigstens einen Teil der Energie eines auf den Scheinwerfer ausgeübten Stoßes aufnehmen können.
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Eine plastisch verformbare Struktur zur Verwendung in Sicherheitsvorrichtungen von Kraftfahrzeugen ist in der
DE 2 213 323 A beschrieben. Die Struktur weist zwei um 180 Grad umgebogene Schleifen auf.
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Die
EP 1 178 914 B1 beschreibt eine Fronthaubenanordnung, die Schenkel aufweist, die in der Lage sind, sich beim Aufprall eines Körpers auf die Fronthaube zu verformen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verbindung einer A-, B- oder C-Säule eines Kraftfahrzeugs mit einer Tür zu schaffen, die auch in Fällen, in denen sich die Karosserieteile crashbedingt voneinander entfernen, ein akzeptables Crashverhalten gewährleistet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
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Durch den erfindungsgemäßen Ausdehnungsabschnitt des Verbindungselements, der bei einer crashbedingten Relativbewegung zwischen der A-, B- oder C-Säule und der Tür, die nachfolgend der Einfachheit halber auch als Karosserieteile bezeichnet werden, die auftretenden Kräfte durch eine plastische Verformung in Form einer Ausdehnung bzw. Verlängerung aufnimmt, werden die durch das Entfernen der Karosserieteile voneinander entstehenden Zugkräfte aufgenommen, so dass diese in weitaus geringerem Maß an den Verbindungsstellen zwischen diesen Bauteilen angreifen. Hierbei findet eine plastische Verformung des Verbindungselements statt, die für das Aufnehmen der Kräfte und die Verlängerung des Verbindungselements verantwortlich ist.
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Erfindungsgemäß werden also die auf die beiden Bauteile einwirkenden Kräfte auf ein wesentlich niedrigeres Niveau verlagert, so dass sowohl ein Versagen der Verbindungsstellen zwischen den Karosserieteilen als auch ein Versagen einzelner Karosserieteile verhindert wird.
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In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Ausdehnungsabschnitt mehrere mäanderförmig angeordnete Schleifen aufweist. Bei einer durch ein Entfernen der beiden Karosseriebauteile voneinander bewirkten Krafteinwirkung auf das Verbindungselement können sich die mäanderförmig angeordneten Schleifen entfalten, wodurch das Verbindungselement die zwischen den Karosseriebauteilen wirkenden Kräfte aufnimmt und sich entsprechend verlängert. Die mäanderförmigen Schleifen stellen demnach Material zur Verfügung, das es ermöglicht, dass sich das Verbindungselement bei einer Krafteinwirkung verlängert ohne zu reißen. Ein derart gefaltetes Verbindungselement weist außerdem federnde Eigenschaften auf, die im normalen Betrieb zusätzlich als elastische Lagerung wirken können.
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Wenn dabei die Schleifen unterschiedliche Höhen aufweisen, wird erreicht, dass sich die einzelnen Schleifen des Ausdehnungselements nicht gleichzeitig verformen, sondern eine nach der anderen, wodurch sich eine progressive Verteilung der Kraft über die Länge des Verbindungselements ergibt. Auf diese Weise wird dem sich während des Crashverlaufs erhöhenden Kraftniveau Rechnung getragen und es werden auf die Karosseriebauteile bzw. das Verbindungselement wirkende Kraftspitzen und damit ein unkontrolliertes Versagen der Bauteile verhindert.
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Alternativ oder zusätzlich könnte auch vorgesehen sein, dass die Schleifen unterschiedliche Breiten aufweisen. Auch auf diese Weise ist es möglich, die schrittweise Verlängerung des Verbindungselements im Crashfall zu steuern, wobei durch eine geringere Breite selbstverständlich auch geringe Kräfte übertragen werden können, was bei der Auslegung des Verbindungselements berücksichtigt werden sollte.
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Im Hinblick auf das Aufnehmen von im Crashfall üblicherweise hohen Kräften, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Verbindungselement als Stahlblechteil ausgebildet ist. Ein Stahlwerkstoff ist insbesondere aufgrund seiner Duktilität geeignet, die plastische Verformung durch eine Verlängerung bzw. Ausdehnung zu ertragen, ohne selbst zu reißen.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Stahlblechteil rekristallisationsgeglüht ist. Auf diese Weise wird die Duktilität des Verbindungselements zusätzlich erhöht und der Gefahr des Reißens entgegengewirkt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
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Es zeigt:
- 1 eine sehr schematische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem ersten Zustand;
- 2 die Vorrichtung aus 1 in einem zweiten Zustand;
- 3 eine detailliertere Ausführungsform des Verbindungselements der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem ersten Zustand;
- 4 das Verbindungselement aus 3 in einem zweiten Zustand;
- 5 einen erfindungsgemäßen Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem ersten Zustand; und
- 6 die Vorrichtung aus 5 in einem zweiten Zustand.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Verbindung zweier sehr schematisch angedeuteter Karosserieteile 2 und 3 eines in seiner Gesamtheit nicht dargestellten Kraftfahrzeugs. Die Karosserieteile 2 und 3 sind zwar grundsätzlich starr, können bei einem Unfall jedoch aufgrund der dabei wirkenden Kräfte Relativbewegungen zueinander ausgesetzt sein. Um die bei diesen crashbedingten Relativbewegungen zwischen den beiden Karosserieteilen 2 und 3 auftretenden Kräfte aufnehmen zu können, weist die Vorrichtung 1 ein die beiden Karosserieteile 2 und 3 miteinander verbindendes Verbindungselement 4 auf. Das Verbindungselement 4 ist also an einem Ende mit dem Karosserieteil 2 und an dem anderen Ende mit dem Karosserieteil 3 verbunden. Die Art der Verbindung zwischen dem Verbindungselement 4 und den beiden Karosserieteilen 2 und 3 kann im Prinzip auf beliebige Art und Weise erfolgen, beispielsweise mittels Verschrauben, Verkleben, Verschweißen oder auch durch formschlüssige Verbindungen. Ein Beispiel für eine solche Verbindung ist in den 5 und 6 angegeben.
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Das Verbindungselement 4 weist einen Expansions- bzw. Ausdehnungsabschnitt 5 auf, der die bei einer crashbedingten Relativbewegung zwischen den Karosserieteilen 2 und 3 auftretenden Kräfte dadurch aufnimmt, dass er sich ausdehnt bzw. verlängert bzw. expandiert und dabei plastisch verformt. Der Ausdehnungsabschnitt 5 kann mit Ausnahme der Bereiche, die zur Verbindung mit den Karosserieteilen 2 und 3 dienen, die komplette Länge bzw. Fläche des Verbindungselements 4 einnehmen.
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Wie in dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 dargestellt, weist der Ausdehnungsabschnitt 5 mehrere mäanderförmig angeordnete Schleifen 6 auf, die im Ausgangszustand des Verbindungselements 4 zieharmonikaartig angeordnet sind. Wenn beispielsweise an dem zweiten Karosserieteil 3 eine mit dem Pfeil „F“ bezeichnete Kraft angreift, verformt diese den Ausdehnungsabschnitt 5 des Verbindungselements 4 plastisch und verformt dabei hauptsächlich die Schleifen 6, indem sie dieselben verlängert, so dass diese, wie in 2 dargestellt, eine wesentlich geringere Höhe und der gesamte Ausdehnungsabschnitt 5 eine wesentlich größere Länge aufweist. Das Verbindungselement 4 wird durch die Kraft F zwischen den Karosserieteilen 2 und 3 also auf Zug belastet.
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Vorzugsweise ist das Verbindungselement 4 als Stahlblechteil ausgebildet, das vorzugsweise vor seiner Verbindung mit den beiden Karosserieteilen 2 und 3 rekristallisationsgeglüht wird, so dass seine Duktilität verbessert wird. Das durch das Verbindungselement 4 aufnehmbare Kraftniveau kann durch die Wandstärke und die Materialeigenschaften desselben eingestellt werden.
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In den 3 und 4 ist eine detailliertere Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit dem Verbindungselement 4 dargestellt. Dabei sind wiederum die Schleifen 6 erkennbar, die im vorliegenden Fall den Ausdehnungsabschnitt 5 des Verbindungselements 4 bilden. An seinen beiden Enden weist das Verbindungselement 4 jeweilige Bohrungen 7 auf, durch welche jeweilige Schrauben 8 hindurchgeführt werden können, um das Verbindungselement 4 einerseits mit dem Karosserieteil 2 und andererseits mit dem Karosserieteil 3 zu verbinden.
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Bei der Ausführungsform der 3 und 4 ist des Weiteren vorgesehen, dass die Schleifen 6 unterschiedliche Höhen bzw. Amplituden aufweisen. Dadurch weisen die einzelnen Schleifen 6 unterschiedliche Steifigkeiten auf und es ergibt sich eine progressive Auslegung des Ausdehnungsabschnitts 5, so dass bei einer das Ausdehnungselement 5 verlängernden Kraft die einzelnen Schleifen 6 nicht gleichzeitig, sondern nacheinander deformiert werden. Hierbei erhöht sich die Steifigkeit der jeweiligen Schleife 6 durch die Verringerung der Höhe derselben.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform wäre es auch möglich, die Breite der einzelnen Schleifen 6 und damit die Breite des Ausdehnungsabschnitts 5 über dessen Länge von dem Karosserieteil 2 zu dem Karosserieteil 3 zu verändern. Auch dadurch könnte bewirkt werden, dass sich nicht der gesamte Ausdehnungsabschnitt 5 gleichzeitig deformiert, sondern im Prinzip eine Schleife 6 nach der anderen. Selbstverständlich kann auch eine Kombination von unterschiedlicher Höhe und unterschiedlicher Breite der Schleifen 6 miteinander kombiniert werden.
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In 4 ist ein Zustand dargestellt, der sich bei der Verformung des Verbindungselements 4 durch die auf wenigstens eines der Karosserieteile 2 und/oder 3 einwirkende Kraft F ergibt.
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Die 5 und 6 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung 1. Hierbei ist das Karosserieteil 2 als B-Säule 2a und das Karosserieteil 3 als Tür 3a ausgebildet. Die Tür 3a ist über einen Schließbügel 9 mit der B-Säule 2a verbunden. Selbstverständlich könnte es sich bei dem Karosserieteil 2 auch um eine C-Säule oder um eine A-Säule handeln. Das Verbindungselement 4 ist mittels der Schrauben 8 mit dem Schließbügel 9 verbunden. Da der Schließbügel ohnehin mit der B-Säule 2a verschraubt wird, sind mit Ausnahme des Verbindungselements 4 demnach keine zusätzlichen Bauteile erforderlich. Die Verbindung des Verbindungselements 4 mit der B-Säule 2a ist im vorliegenden Fall nicht dargestellt.
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Aus dem in 6 dargestellten Zustand, der sich durch die Einwirkung der Kraft F auf eines der beiden Karosserieteile 2 oder 3 oder gegebenenfalls auch durch Einwirkung der Kraft F auf beide Karosserieteile 2 und 3 ergeben hat, ist zu erkennen, dass sich das Verbindungselement 4 ähnlich wie oben beschrieben verformt hat. Da bei dieser plastischen Verformung des Verbindungselements 4 die Kraft F aufgenommen bzw. absorbiert wird und somit eine wesentlich geringere Kraft auf die Verbindungen des Verbindungselements 4 mit den beiden Karosserieteilen 2 und 3 sowie auf die Karosserieteile 2 und 3 selbst wirkt, sind die Verbindungen des Verbindungselements 4 mit den beiden Karosserieteilen 2 und 3 noch erhalten, so dass auch die Verbindung zwischen den beiden Karosserieteilen 2 und 3 noch erhalten ist. Hierbei muss die Kraft F nicht unbedingt auf die B-Säule 2a wirken, wie dies beispielsweise bei dem sogenannten Pfahleinschlag der Fall ist. Des Weiteren hat das Verbindungselement 4 und insbesondere dessen Ausdehnungsabschnitt 5 in diesem Fall einen derart großen Anteil der Kraft F aufgenommen, dass verhindert wurde, dass sich die Tür 3a von dem Schließbügel 9 löst. Trotz der hohen crashbedingten Krafteinwirkung bleibt demnach die Tür 3a geschlossen, was insbesondere bei gepanzerten Fahrzeugen und dergleichen eine hohe Sicherheitsrelevanz aufweist.
