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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugseitenstruktur mit einer Unfallsicherheitseinrichtung zum Entgegenwirken einer Türintrusion in den Fahrzeuginnenraum bei einem Seitenaufprall. Die Fahrzeugseitenstruktur umfasst wenigstens eine Fanghakeneinrichtung mit wenigstens einem Hakenelement und wenigstens eine mit der Fanghakeneinrichtung korrespondierende Hakenaufnahmeeinrichtung, an welcher sich das Hakenelement bei einer unfallbedingten Verlagerung der Fanghakeneinrichtung verkrallen kann.
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Bei geschlossenen Fahrzeugtüren überlappen deren Ränder mit dem Schweller und den anderen die Türöffnung umgebenden Karosseriestrukturen. Bei einem Seitenaufprall wird die Fahrzeugtür jedoch nach innen gedrückt, wodurch die Überlappungen verringert oder sogar aufgehoben werden. Dadurch kann die Tür unerwünscht weit in den Fahrzeuginnenraum gedrückt werden.
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Um das Zusammenspiel der Türen mit ihren Türaufnahmen zu verbessern, werden in der Regel sogenannte Türverkrallungen eingesetzt. Dabei greift ein Fanghaken der Tür in eine entsprechende Aufnahme am Schweller. Allerdings hat sich gezeigt, dass herkömmliche Schweller beim Verkrallen versagen können.
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Um die Fangwirkung zu verbessern, sind daher Verstärkungen der Aufnahme für den Fanghaken am Schweller vorgesehen. Dadurch wird die Deformation des Schwellers erheblich verringert.
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Fahrzeugseitenstrukturen mit solchen Verstärkungen sind beispielsweise aus der
DE 10 128 864 B4 und der
DE 20 2014 104 219 U1 bekannt. Bei den dort gezeigten Lösungen ist im Schweller für den Fanghaken ein Verstärkungsblech angeordnet.
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Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugseitenstruktur mit einer verbesserten Unfallsicherungseinrichtung zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll die Sicherheit der Insassen erhöht werden und zugleich eine gewichtsoptimierte und unaufwendige Umsetzung möglich sein.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugseitenstruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugseitenstruktur umfasst eine Unfallsicherheitseinrichtung zum Entgegenwirken einer Türintrusion in den Fahrzeuginnenraum bei einem Seitenaufprall. Die Unfallsicherheitseinrichtung umfasst wenigstens eine Fanghakeneinrichtung mit wenigstens einem Hakenelement und wenigstens eine mit der Fanghakeneinrichtung korrespondierende Hakenaufnahmeeinrichtung. An der Hakenaufnahmeeinrichtung kann sich das Hakenelement bei einer unfallbedingten Verlagerung der Fanghakeneinrichtung verkrallen. Die Hakenaufnahmeeinrichtung weist wenigstens eine Basisstruktur und wenigstens eine die Basisstruktur verstärkende Verstärkungsstruktur auf. Dabei weist die Basisstruktur wenigstens einen Überhang auf, welcher nicht von der Verstärkungsstruktur verstärkt ist. Insbesondere ragt der Überhang über die Verstärkungsstruktur hinaus. Insbesondere ist der Überhang dem Hakenelement zugewandt. Dabei ist der Überhang (bei einer unfallbedingten Verlagerung des Hakenelements) durch das Hakenelement deformierbar. Durch die Deformation (bzw. durch das Hakenelement) ist der Überhang wenigstens abschnittsweise (als ein Polster) zwischen die Verstärkungsstruktur und das Hakenelement bewegbar.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugseitenstruktur bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet die Unfallsicherheitseinrichtung mit dem an der Basisstruktur ausgebildeten Überhang. Dadurch wird eine verzögerte und gedämpfte Verformung der Verstärkungsstruktur erzielt. Zudem wird der Kraftimpuls auf das Hakenelement erheblich reduziert. Durch das Polster wird die Krafteinleitung weiter verbessert und zusätzlich die Scharfkantigkeit vermindert. Die vorliegende Erfindung löst damit das Problem, dass es bei Schwellern mit Verstärkungen zu einem ungünstigen Deformationsablauf kommt.
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Insbesondere ist die Basisstruktur weicher als die Verstärkungsstruktur ausgebildet. Insbesondere weist das Hakenelement einen höheren Elastizitätsmodul als die Basisstruktur auf. Dadurch kann die Kraftaufnahme besonders progressiv ausfallen. Durch das Auftreffen des Hakenelements auf den entsprechend weichen Überhang kann der Kraftimpuls auf das Hakenelement weiter reduziert werden. Zudem kann der Überhang dadurch besonders gut Geschwindigkeit abbauen und ein wirksames Polster bereitstellen.
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Besonders bevorzugt ist die Basisstruktur aus einem Aluminiumwerkstoff gefertigt. Vorzugsweise ist die Verstärkungsstruktur aus einem Stahlwerkstoff gefertigt. Möglich sind auch andere geeignete Werkstoffe. Insbesondere besteht die Basisstruktur aus einem weicheren Werkstoff als die Verstärkungsstruktur. Insbesondere ist das Hakenelement aus einem Stahlwerkstoff gefertigt. Insbesondere ist das Hakenelement härter als die Basisstruktur.
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Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass das Hakenelement bei der unfallbedingten Verlagerung den Überhang (immer) zeitlich vor der Verstärkungsstruktur deformiert. Es ist möglich und vorteilhaft, dass das Hakenelement bei seiner unfallbedingten Verlagerung die Verstärkungsstruktur nicht oder nur zeitlich nach dem Überhang direkt berührt. Insbesondere berührt das Hakenelement bei seiner unfallbedingten Verlagerung den Überhang zeitlich vor der Verstärkungsstruktur.
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Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass sich das Hakenelement bei seiner unfallbedingten Verlagerung zunächst am Überhang verkrallt und dass sich der Überhang durch das Verkrallen zwischen die Verstärkungsstruktur und das Hakenelement schiebt, insbesondere bevor das Hakenelement auf die Verstärkungsstruktur auftrifft. Insbesondere ist der Überhang näher als die Verstärkungsstruktur zu dem Hakenelement positioniert. Insbesondere liegt der Überhang näher an einer für das Verkrallen vorgesehenen Bewegungsbahn des Hakenelements als die Verstärkungsstruktur.
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Vorzugsweise ist die Verstärkungsstruktur an einer der Fanghakeneinrichtung (insbesondere dem Hakenelement) zugewandten Außenseite der Basisstruktur angeordnet. Eine solche Anordnung bezieht sich insbesondere auf den betriebsgemäßen Normalzustand vor einem Seitenaufprall. Insbesondere ist die Verstärkungsstruktur an der Außenseite der Basisstruktur befestigt. Insbesondere ist die Verstärkungsstruktur an der Basisstruktur angeordnet und vorzugsweise befestigt. Insbesondere passiert das Hakenelement (von der Fahrzeugaußenseite kommend) zunächst die Verstärkungsstruktur und anschließend die Basisstruktur.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Hakenaufnahmeeinrichtung wenigstens eine in der Basisstruktur ausgebildete Ausnehmung für das Hakenelement. Insbesondere umgibt die Verstärkungsstruktur die Ausnehmung wenigstens abschnittsweise und vorzugsweise vollumfänglich. Insbesondere ist die Verstärkungsstruktur wenigstens im Bereich des Überhangs ausgespart. Insbesondere ist wenigstens der Überhang nicht von der Verstärkungsstruktur bedeckt. Insbesondere ragt der Überhang über die Verstärkungsstruktur hinaus. Insbesondere wird die Ausnehmung abschnittsweise vom Überhang begrenzt. Das bietet eine wirkungsvolle Verstärkung der Hakenaufnahmeeinrichtung in Kombination mit der vorteilhaften progressiven Krafteinleitung. Insbesondere erstreckt sich das Hakenelement wenigstens beim Verkrallen und insbesondere auch im Normalzustand in die Ausnehmung.
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Vorzugsweise weist die Verstärkungsstruktur wenigstens eine mit der Ausnehmung der Basisstruktur wenigstens abschnittsweise überlappende Aussparung. Insbesondere liegt der Überhang innerhalb eines von der Aussparung definierten Umfangs. Mit anderen Worten, der Überhang ragt insbesondere in den Öffnungsquerschnitt der Aussparung hinein. Das ermöglicht eine unaufwendige konstruktive Umsetzung und bietet zugleich eine zuverlässige Erzeugung des Polsters. Insbesondere erstreckt sich der Überhang unterhalb der Aussparung. Insbesondere ist die Verstärkungsstruktur ein Verstärkungsblech oder umfasst wenigstens ein solches.
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Vorzugsweise ist der Überhang infolge seiner Deformation über einen Abschnitt der Verstärkungsstruktur bewegbar, wobei der Abschnitt die Aussparung insbesondere begrenzt. Insbesondere ist der Überhang infolge seiner Deformation über den Abschnitt faltbar bzw. rollbar. Es ist möglich und vorteilhaft, dass der Überhang infolge seiner Deformation umgeschlagen oder aufgerollt wird.
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Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass das Polster einen direkten Kontakt zwischen der Verstärkungsstruktur und dem Hakenelement formschlüssig blockiert. Insbesondere erstreckt sich das Polster soweit, dass das Hakenelement nicht (nie) in Kontakt mit der Verstärkungsstruktur kommt. Insbesondere trifft das Hakenelement infolge einer unfallbedingten Verlagerung nie direkt auf die Verstärkungsstruktur.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Fanghakeneinrichtung einer Fahrzeugtür zugeordnet. Insbesondere ist die Hakenaufnahmeeinrichtung einem Schweller zugeordnet. Vorzugsweise ist die Basisstruktur ein integraler Bestandteil des Schwellers. Beispielsweise wird die Basisstruktur durch eine Wandung und vorzugsweise eine Außenwandung des Schwellers bereitgestellt. Es ist möglich, dass der Schweller als ein Profil und vorzugsweise ein Strangpressprofil ausgebildet ist oder wenigstens ein solches umfasst. Insbesondere ist der Schweller ein Türschweller. Die Verstärkungsstruktur ist insbesondere ein Verstärkungsblech des Schwellers. Insbesondere ist in dem Verstärkungsblech die Aussparung ausgebildet. Möglich ist auch, dass die Fanghakeneinrichtung dem Schweller und die Hakenaufnahmeeinrichtung der Fahrzeugtür zugeordnet sind.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezieht sich die unfallbedingte Verlagerung des Hakenelements insbesondere auf solche Unfallsituationen, für welche die Unfallsicherheitseinrichtung hinsichtlich ihrer Schutzwirkung bestimmungsgemäß ausgelegt ist und vorzugsweise auf einen Seitenaufprall.
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Insbesondere ist der Überhang durch das Hakenelement zwischen die Verstärkungsstruktur und das Hakenelement drückbar. Insbesondere wird der Überhang durch das Verkrallen des Hakenelements an der Hakenaufnahmeeinrichtung derart deformiert, dass er sich zwischen die Verstärkungsstruktur und das Hakenelement schiebt. Insbesondere wird der Überhang umgeschlagen oder aufgerollt. Dadurch entsteht ein besonders wirksames Polster. Insbesondere wird die Verstärkungsstruktur im Anschluss an die Deformation der Basisstruktur selbst auch deformiert.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine rein schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugseitenstruktur in einer geschnittenen Ansicht bei einem Seitenaufprall eines Fahrzeugs;
- 2 eine rein schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugseitenstruktur in einer geschnittenen Ansicht vor (links) und nach einem Seitenaufprall (rechts);
- 3 eine rein schematische Darstellung einer anderen erfindungsgemäßen Fahrzeugseitenstruktur in einer geschnittenen Ansicht vor (links) und nach einem Seitenaufprall (rechts); und
- 4 eine Detaildarstellung der Fahrzeugseitenstruktur der 3 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben.
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Fahrzeugseitenstruktur 1 mit einer Unfallsicherheitseinrichtung 2 zum Entgegenwirken einer Türintrusion in den Fahrzeuginnenraum bei einem Seitenaufprall. Die Fahrzeugseitenstruktur 1 umfasst hier eine Fahrzeugtür 7, welche mit einer Fanghakeneinrichtung 3 der Unfallsicherheitseinrichtung 2 ausgestattet ist. 2. Die Fahrzeugseitenstruktur 1 umfasst zudem einen Schweller 8, welcher mit einer Hakenaufnahmeeinrichtung 4 der Unfallsicherheitseinrichtung 2 ausgestattet ist.
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Bei einem Aufprall eines anderen Fahrzeugs 10 auf die Tür 7 verkrallt sich ein Hakenelement 13 der Fanghakeneinrichtung 3 in der Hakenaufnahmeeinrichtung 4 des Schwellers 8. Durch eine solche Türverkrallung wird verhindert, dass die Fahrzeugtür 7 zu weit in den Fahrzeuginnenraum eindringt.
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In der 2 ist die Unfallsicherheitseinrichtung 2 näher dargestellt. Die linke Bildhälfte zeigt die Fahrzeugseitenstruktur 1 im Normalzustand vor einem Unfall. Die rechte Bildhälfte zeigt die Fahrzeugseitenstruktur 1 nach einem Seitenaufprall. Die Bewegungsbahn des Hakenelements 13 ist zur besseren Veranschaulichung stark vereinfacht dargestellt und verläuft hier beispielhaft nur in Fahrzeugquerrichtung.
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Die Hakenaufnahmeeinrichtung 4 umfasst hier eine Basisstruktur 5 aus einem Aluminiumwerkstoff und eine Verstärkungsstruktur 6 aus einem Stahlwerkstoff. Das Hakenelement 13 ist ebenfalls aus einem Stahlwerkstoff. Somit weist die Basisstruktur 5 einen geringeren Elastizitätsmodul als die Verstärkungsstruktur 6 und das Hakenelement 13 auf.
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Die Verstärkungsstruktur 6 dient hier dazu, die Basisstruktur 5 dort zu verstärken, wo sich das Hakenelement 13 bei einem Seitenaufprall verkrallt. Um trotz der Verstärkungsstruktur 6 keine zu abrupte Kraftaufnahme in Kauf nehmen zu müssen, ist die Basisstruktur 5 hier mit einem Überhang 15 ausgebildet. Der Überhang 15 ragt hier über die Verstärkungsstruktur 6 hinaus. Somit wird der Überhang 15 nicht von der Verstärkungsstruktur 6 versteift.
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Wenn sich das Hakenelement 13 infolge eines Seitenaufpralls an der Hakenaufnahmeeinrichtung 4 verkrallt, trifft es zunächst auf den Überhang 15. Aufgrund des geringeren Elastizitätsmoduls des Überhangs 15 kommt es zu einer gezielten Deformation, wodurch der Kraftimpuls auf das Hakenelement 13 reduziert wird. Zudem rollt sich der Überhang 15 auf und bildet ein Polster 25 zwischen dem Hakenelement 13 und der Verstärkungsstruktur 6. Dadurch wird die Geschwindigkeit weiter abgebaut und eine möglichst progressive Kraftaufnahme gewährleistet.
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Mit Bezug zu den 3 und 4 wird eine weitere Ausgestaltung der Fahrzeugseitenstruktur 1 beschrieben. Die 3 zeigt in der linken Bildhälfte den Normalzustand und in der rechten Bildhälfte die Unfallsicherheitseinrichtung 2 nach einem Seitenaufprall. Die Bewegungsbahn des Hakenelements 13 entspricht hier einer Art Schwenkbewegung, welche dadurch bedingt ist, dass die Fahrzeugtür 7 beim Seitenaufprall oberhalb des Schwellers nach innen gedrückt wird. In der 4 ist der Schweller 8 mit der Hakenaufnahmeeinrichtung 4 ohne die Fanghakeneinrichtung 3 gezeigt.
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Der Schweller 8 ist hier rein beispielhaft als ein Profilbauteil aus einem Aluminiumwerkstoff ausgeführt. Die Basisstruktur 5 ist ein Abschnitt der Außenwandung des Schwellers 8. Die Verstärkungsstruktur 6 ist hier als ein Verstärkungsblech ausgebildet und an einer Außenseite 35 des Schwellers 8 befestigt. In der Basisstruktur 5 ist hier eine Ausnehmung 45 ausgebildet, in welche sich das Hakenelement 13 erstreckt. Die Ausnehmung 45 ist von der Verstärkungsstruktur 6 vollumfänglich umgeben. Dabei weist die Verstärkungsstruktur 6 eine Aussparung 16 auf, sodass die Ausnehmung 45 und auch der Überhang 15 von außen zugänglich sind. Die Aussparung 16 ist rein beispielhaft als ein ausgefrästes Rechteck ausgebildet.
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Wie in der rechten Bildhälfte der 3 gut zu erkennen, vollzieht das Hakenelement 13 bei einem Seitenaufprall eine Schwenkbewegung und verkrallt sich dabei sowohl an der Basisstruktur 5 als auch an der Verstärkungsstruktur 6. Aufgrund des über die Verstärkungsstruktur 6 hinausragenden Überhangs 15 trifft das Hakenelement 13 dabei zunächst auf den entsprechend weichen Überhang 15. Dabei wird der Überhang 15 aufgerollt und zwischen das Hakenelement 13 und die Verstärkungsstruktur 6 verlagert. Dadurch bildet sich zwischen dem Hakenelement 13 und der Verstärkungsstruktur 6 das Polster 25, welches einen direkten Kontakt von Hakenelement 13 und Verstärkungsstruktur 6 formschlüssig unterbindet.
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Durch die hier vorgestellte Erfindung werden eine besonders progressive Kraftaufnahme für die Türverkrallung und ein reduzierter Kraftimpuls auf das Hakenelement 13 ermöglicht. Zugleich verhindert die Verstärkungsstruktur 6 eine unerwünschte Deformation oder sogar ein Versagen der Hakenaufnahmeeinrichtung 4. Die Erfindung erlaubt eine bedingte Stauchung und Adaptivität, um das Potenzial der Kraftaufnahme des Hakenelements 13 zu steigern und die Scharfkantigkeit der Verstärkungsstruktur 6 zu reduzieren. Die Erfindung kombiniert die Verstärkungsstruktur 6 mit einer gezielt exponierten Basisstruktur 5. So wird zunächst die Basisstruktur 5 mit ihrem geringeren E-Modul deformiert, bevor die Verstärkungsstruktur 6 mit dem entsprechend höheren E-Modul zur Wirkung kommt.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Fahrzeugseitenstruktur
- 2
- Unfallsicherheitseinrichtung
- 3
- Fanghakeneinrichtung
- 4
- Hakenaufnahmeeinrichtung
- 5
- Basisstruktur
- 6
- Verstärkungsstruktur
- 7
- Fahrzeugtür
- 8
- Schweller
- 10
- Fahrzeug
- 13
- Hakenelement
- 15
- Überhang
- 16
- Aussparung
- 25
- Polster
- 26
- Abschnitt
- 35
- Außenseite
- 45
- Ausnehmung
