DE10223355B4 - Stoßauffangeinrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Stoßauffangeinrichtung
für eine
Tür eines
Kraftfahrzeugs, die einen eine Außenwand und aufrechte Rahmenteile
umfassenden Türkörper aufweist,
wobei die Rahmenteile in Längsrichtung
der Seitenwand mit Abstand zueinander angeordnet und von Säulen der
Seitenwand begrenzt sind und innerhalb der Außenwand im Türkörper sich
zwischen den Rahmenteilen eine Stoßauffangeinrichtung erstreckt,
welche an den Rahmenteilen befestigt ist und die Stoßauffangeinrichtung
durch ein Deformationselement mit Dehnfähigkeit besteht und dieses
mit dem Türkörper verbunden
ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formabschnitt (16, 42) des
Deformationselements (15, 31) ein in Längsrichtung (B-B) des Türkörpers (13,
30) verlaufende mäanderförmige Profilierung
(17, 43) aufweist, die sich über
eine wesentliche Länge
des Türkörpers (13, 30)
erstreckt und das Deformationselement (15, 31) unter Zwischenschaltung
eines Verbindungskörpers
(18, 40) mit der Außenwand
(12, 41) der Tür
(4, 29) zu einem Bauteil (Bt I, Bt II) vereinigt ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßauffangeinrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen mit wenigstens einer Tür in einer Seitenwand der Stoßauffangeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Es ist eine Stoßauffangeinrichtung der eingangs genannten Gattung bekannt, DE ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 103 (2001), Seite 287, bekannt, die eine Seitenwand mit Öffnungen für Türen umfasst. Diese Seitenwand besteht aus kohlefaserverstärktem Kunststoff, der die Kurzbezeichnung CFK trägt, hochfest ist und ein geringeres Gewicht als Stahl und Leichtmetall aufweist.
- Aus der
EP 0 472 284 A1 geht eine Stoßauffangeinrichtung für einen Personenkraftwagen der offenen Gattung d.h. ohne festes Dach hervor. In einer Seitenwand der Stoßauffangeinrichtung ist eine Tür angeordnet, die in einem Türkörper einen Verbindungsträger umfasst. Der Verbindungsträger erstreckt sich in Längsrichtung der Tür und greift zur Aufnahme von Zug-, Druck- und Torsionsbelastungen in an die Tür angrenzende feste Säulen. der Stoßauffangeinrichtung ein. - In der
EP 0 145 306 A2 wird eine Tür für ein Kraftfahrzeug behandelt, bei der eine Außenwand einen Türkörper begrenzt, in dem ein in Längsrichtung von letzterem verlaufender Träger vorgesehen ist, der einem havariebedingten Eindringen von Gegenständen in einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs entgegengewirkt. Die Außenwand besteht aus Kunststoff mit nachgiebigen Eigenschaften, die, wie auch der Träger im Türkörper, mit aufrechten den Türkörper begrenzenden Rahmenteilen verbunden ist. Aus derDE 44 23 741 A1 ist eine Tür für ein Kraftfahrzeug mit einem Seitenaufprallschutz bekannt, der sich über die gesamte Türbreite erstreckt und mit den Türrahmenteilen verbunden ist. Dieser Seitenaufprallschutz besteht aus einem langgestreckten, spannbaren elastischen Band, welches aus einem Flachgewebe besteht. - Außerdem wird in DE-Faserverbundwerkstoffe mit thermoplastischer Matrix: Hochleistungswerkstoffe für rationelle Verarbeitung/Hans-Peter Zepf...- Renningen-Malmsheim: expert-Verl. 1997, u.a. auf Seite 116, die Herstellung von thermoplastischen Faserverbund-Formteilen im Autoklav beschrieben und gezeigt.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stoßauffangeinrichtung mit einer Tür in einer Seitenwand zu schaffen, die mit einer hochwirksamen einem Eindringen von Gegenständen in einen Fahrgastraum entgegenwirkenden Stoßauffangvorrichtung versehen ist. Dabei sollte aber auch diese Stoßauffangeinrichtung in eine Tür integrierbar sein, bei der weit reichend Kunststoffe vorzugsweise faserverstärkte Kunststoffe eingesetzt werden.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
- Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Merkmale sind darin zu sehen, dass die Stoßauffangeinrichtung eine Tür mit einer als Deformationselement ausgebildeten Stoßauffangvorrichtung umfasst, das aufgrund seiner speziellen Ausbildung und Integration in besagte Tür gezielt Energie aufnimmt und dadurch die Verletzungsgefahr von Insassen des Kraftfahrzeugs zumindest reduziert. Denn bei einem seitlichen auf die Tür einwirkenden definierten Unfallstoß wird dank des Deformationselementes, das durch Strecken Energie absorbiert, das Eindringen eines Gegenstandes in die Tür weitgehend verhindert. Das mit einem Formabschnitt in Gestalt eines mäanderförmigen Profils versehene Deformationselement besteht bspw. aus faserverstärktem Kunststoff, das mit Rahmenteilen der Tür verbunden ist. Diese Rahmenteile und eine Außenwand der Tür sind aus hochfestem faserverstärktem Kunststoff hergestellt, wobei zwischen der Außenwand und dem Deformationselement ein Verbindungskörper angeordnet ist. Dabei sind die Rahmenteile, die Außenwand, der Verbindungskörper und das Deformationselement zu einem leicht herstellbaren Bauteil vereinigt. Das Deformationselement ist unter Zwischenschaltung metallischer Einsätze mit den Rahmenteilen verbunden, die zur festigkeitsgünstigen Aufnahme eines Schlosses und von Scharnieren ausgebildet sind. Außerdem eignet sich zur Herstellung der Tür eine Verfahren, bei dem zunächst die Außenwand als erste Matte, dann der Verbindungskörper als vorgefertigtes Bauteil mit einem die mäanderförmige Profilabschnitt des Deformationselements bildenden Profilverlauf und schließlich das Deformationselement als zweite Matte in einem Werkzeug, das beispielsweise durch einen Autoklav dargestellt sein kann, zur Aushärtung gebracht werden.
- In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nachstehend näher beschrieben wird.
- Es zeigen
-
1 eine schematische mit einer Tür versehene Seitenwand eines Personenkraftwagens von einem Fahrgastraum aus, -
2 eine Schrägansicht der Tür vom Fahrgastraum aus, -
3 einen Schnitt nach der Linie III-III der2 in größerem Maßstab, -
4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der2 in größerem Maßstab, -
5 eine Ansicht vom Fahrgastraum aus auf eine konkrete Konstruktion einer Tür mit dem Deformationselement, -
6 eine Schrägansicht auf die Tür gemäß5 , -
7 ein Schrägansicht von vorne auf die Tür gemäß6 , -
8 eine Funktionsdarstellung des Deformationselements in der Tür. - Ein Kraftfahrzeug
1 der Bauart Personenkraftwagen umfasst einen Stoßauffangeinrichtung2 mit einer Seitenwand3 , in die eine Tür4 eingesetzt. Die Tür4 ist mittels in Fahrzeughöhe A-A beabstandeter Scharniere5 ,6 an einer vorderen Säule7 – A-Säule – angeschlagen, und sie arbeitet mittels eines Schlosses8 mit einer hinteren Säule9 – B-Säule – zusammen. Die Tür4 weist einen mit aufrechten Rahmenteilen10 ,11 und einer Außenwand12 versehenen Türkörper13 auf. Die Rahmenteile10 ,11 sind in Längsrichtung B-B der Seitenwand3 mit Abstand zueinander angeordnet und werden von den Säulen7 ,9 der besagten Seitenwand begrenzt. Innerhalb der Außenwand12 im Türkörpers13 erstreckt sich zwischen den Rahmenteilen10 ,11 eine Stoßauffangeinrichtung14 , letztere ist an den Rahmenteilen10 ,11 befestigt. - Die Stossauffangvorrichtung
14 ist ein als flächiges Einzelteil ausgebildetes Deformationselement15 mit einer Dicke Di von ca. 0,5 bis 3,50 mm dargestellt, und es besteht aus einem Werkstoff mit hoher Dehnfähigkeit, ist mit den Rahmenteilen10 ,11 des Türkörpers13 fest verbunden und nimmt durch Strecken eines Formabschnitts16 , eingearbeitet in das Deformationselement15 , Stossenergie auf, die z. B. infolge einer Havarie auf die Tür einwirkt. Als Werkstoff für das Deformationselement15 eignet sich faserverstärkter Kunststoff bspw. der Gattung Polyethylen, Aramid oder dergl. besteht; denkbar ist aber auch Metall bspw. hochfester Stahl oder eine Leichtmetalllegierung. - Der Formabschnitt
16 des Deformationselements15 , der sich über eine wesentliche Länge des Türkörpers13 erstreckt, wird durch eine in Längsrichtung B-B der Seitenwand3 verlaufende mäander- bzw. sinuskurvenförmige Profilierung17 gebildet. Dabei können einzelnen Mäanderabschnitte17' bzw. Sinuskurvenabschnitte gleichförmig und/oder ungleichförmig gestaltet sein, wobei für eine entsprechende Konfiguration empirische oder rechnerische Verfahren einsetzbar sind. - Die Rahmenteile
10 ,11 und die Außenwand12 bestehen aus einem hochfesten faserverstärktem Kunststoff, wobei das ja ebenfalls aus faserverstärktem Kunststoff hergestellte Deformationselement15 unter Zwischenschaltung eines Verbindungskörpers18 mit der Außenwand12 des Türkörpers13 zu einem Bauteil Bt I vereinigt sind. Das Bauteil Bt I kann auch noch mit einer eine Öffnung19 aufweisenden Innenwand20 – wie in4 gezeigt – versehen sein, die benachbart dem Deformationselement15 verläuft und im Türkörper13 in Lage gehalten ist. Der Verbindungskörper18 , der ein Schaumstoffteil oder ein Honigwabenelement mit quer zur Längsrichtung B-B der Seitenwand verlaufenden Honigwaben sein kann, stützt sich mit einer ersten Kontaktseite21 sowohl an der Außenwand12 wie auch mit einer zweiten Kontaktseite22 am Deformationselement15 ab. Das Deformationselement15 ist unter Zwischenschaltung metallischer Einsätze23 ,24 ist mit den Rahmenteilen11 ,12 des Türkörpers13 verbunden, die zur Aufnahme der Scharniere5 ,6 bzw. des Schlosses8 bestimmt sind. Jeder Einsatz z.B.24 weist erste Winkelabschnitte25 und zweite Winkelabschnitte26 auf, an denen Wandabschnitte27 ,28 des Deformationselementes15 des Rahmenteils10 anliegen. - In
5 ist eine Tür29 dargestellt, die mit einem in einem Türkörper30 angeordneten Deformationselement31 ausgestattet ist. Das Deformationselement31 ist an mit Abstand zueinander angeordneten Rahmenteilen32 ,33 des Türkörpers30 gehalten, und zwar unter Zwischenschaltung von metallischen Einsätzen34 ;35 und36 . Im Bereich der Einsätze34 ,35 sind Scharniere37 ,38 vorgesehen; im Bereich des Einsatzes36 ein Schloss39 . Bei dieser Ausführung ist ein Verbindungskörper mit40 und eine Außenwand mit41 bezeichnet. Letztere bilden zusammen mit dem Deformationselement31 ein Bauteil Bt II. Das Deformationselement31 ist prinzipiell ähnlich ausgebildet wie das Deformationselement15 , will heißen, es weist einen Formabschnitt42 mit einer mäanderförmigem bzw. sinuskurvenförmigen Profilierung43 auf. Darüber hinaus besitzt das Deformationselement31 etwa von den Scharnieren36 ,37 aus in Längsrichtung B-B des Türkörpers30 gesehen einen oberen Elementabschnitt44 und einen unteren Elementabschnitt45 , die mit Abstand bspw. V-förmig zueinander verlaufen und benachbart dem Schloss39 zusammengeführt sind. - Zur Herstellung der Tür
4 ,29 eignet sich ein Verfahren, bei dem die Außenwand12 ,41 als erste Matte, der Verbindungskörper18 ,39 als vorgefertigtes Bauteil I bzw. II mit dem die mäanderförmige Profilierung17 ,43 bildenden Profilverlauf Pv I bzw. Pv II und das Deformationselement15 ,31 als zweite Matte zusammen mit den Einsätzen23 ,24 ;34 ,35 ,36 in einem Werkzeug zum Bauteil Bt I bzw. Bauteil Bt II verarbeitet werden; gegebenenfalls kann bei diesem Vorgang auch die Innenwand20 verarbeitet werden. Als Werkzeug eignet sich bspw. ein Autoklav wie er in DE-Faserverbundwerkstoffe mit thermoplastischer Matrix: Hochleistungswerkstoffe für rationelle Verarbeitung/Hans Peter Zepf...Renningen-Malmsheim, expert Verl.,1997, Seite 116 gezeigt und beschrieben ist. - Schließlich ist in
8 die Funktion bspw. des Deformationselements15 dargestellt. Danach wirkt Stoßenergie mittels einer Stoßeinrichtung45 zunächst auf die Außenwand12 ein und trifft nach einem definierten Weg auf das Deformationselement15 , dessen Formabschnitt16 durch Strecken aus der Konstruktionslage KI in die Deformationslage DI besagte Stoßenergie gezielt absorbiert. Hierbei kann die Außenwand12 aufgrund ihrer Werkstoffeigenschaften in gewissem Umfang zur Energieabsorption herangezogen werden.
Claims (14)
- Stoßauffangeinrichtung für eine Tür eines Kraftfahrzeugs, die einen eine Außenwand und aufrechte Rahmenteile umfassenden Türkörper aufweist, wobei die Rahmenteile in Längsrichtung der Seitenwand mit Abstand zueinander angeordnet und von Säulen der Seitenwand begrenzt sind und innerhalb der Außenwand im Türkörper sich zwischen den Rahmenteilen eine Stoßauffangeinrichtung erstreckt, welche an den Rahmenteilen befestigt ist und die Stoßauffangeinrichtung durch ein Deformationselement mit Dehnfähigkeit besteht und dieses mit dem Türkörper verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formabschnitt (
16 ,42 ) des Deformationselements (15 ,31 ) ein in Längsrichtung (B-B) des Türkörpers (13 ,30 ) verlaufende mäanderförmige Profilierung (17 ,43 ) aufweist, die sich über eine wesentliche Länge des Türkörpers (13 ,30 ) erstreckt und das Deformationselement (15 ,31 ) unter Zwischenschaltung eines Verbindungskörpers (18 ,40 ) mit der Außenwand (12 ,41 ) der Tür (4 ,29 ) zu einem Bauteil (Bt I, Bt II) vereinigt ist. - Stoßauffangeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (
15 ,31 ) aus einem faserverstärkten Kunststoff bspw. der Gattung Polyethylen, Aramid oder dergl. besteht. - Stoßauffangeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass . das Deformationselement (
15 ,31 ) aus Metall, beispielsweise einem hochfesten Stahl, einer Leichtmetalllegierung oder dergleichen besteht. - Stoßauffangeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass Rahmenteile (
10 ,11 ,32 ,33 ) und die Außenwand (12 ,41 ) aus einem hochfesten faserverstärkten Kunststoff bestehen, wobei das Deformationselement (15 ,31 ) unter Zwischenschaltung eines Verbindungskörpers (18 ,40 ) mit der Außenwand (12 ,41 ) der Tür (4 ,29 ) zu einem Bauteil (Bt I, Bt II) vereinigt ist. - Stoßauffangeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (Bt I, Bt II) benachbart dem Deformationselement (
15 ,31 ) mit einer Innenwand (20 ) versehen ist: - Stoßauffangeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verbindungskörper (
18 ,40 ) an der Außenwand (12 ,41 ) und das Deformationselement (15 ,31 ) am Verbindungskörper (18 ,40 ) abstützen. - Stoßauffangeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskörper (
18 ,40 ) ein Schaumstoffelement ist. - Stoßauffangeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskörper (
18 ,40 ) ein Honigwabenelement ist, dessen einzelne Honigwaben quer zur Längsrichtung (B-B) des Türkörpers (13 ,30 ) bzw. der Seitenwand (3 ) ausgerichtet sind. - Stoßauffangeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (
15 ,31 ) unter Zwischenschaltung metallischer Einsätze (23 ,24 ,34 ,35 ,36 ) mit den Rahmenteilen (10 ,11 ,13 ,30 ) des Türkörpers (13 ,30 ) verbunden ist. - Stoßauffangeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsätze (
23 ,24 ,34 ,35 ,36 ) zur Aufnahme von Scharnieren (5 ,6 ,37 ,38 ) eines Schlosses (8 ,39 ) oder dergl. ausgebildet sind. - Stoßauffangeinrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsätze (
23 ,24 ,34 ,35 ,36 ) im Querschnitt Winkelabschnitte (25 ,26 ) aufweisen, an denen korrespondierende Wandabschnitte (27 ,28 ) des Deformationselementes (15 ,31 ) anliegen. - Stoßauffangeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (
31 ) etwa von den Scharnieren (37 ,38 ) aus in Längsrichtung (B – B) des Türkörpers (13 ) gesehen einen oberen Elementabschnitt (44 ) und einen unteren Elementabschnitt (45 ) aufweisen, die mit Abstand bspw. V-förmig zueinander verlaufen und benachbart dem Schloss (39 ) zusammengeführt sind. - Verfahren zur Herstellung der Tür der Stoßauffangeinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (
12 ;41 ) als erste Matte, der Verbindungskörper (18 ) als vorgefertigtes formsteifes Einzelteil mit einem die mäanderförmige Profilierung (17 ,43 ) des Deformationselements (15 ) bildenden Profilverlauf (Pv I und Pv II) und das Deformationselement (15 ,31 ) als zweite Matte in einem Werkzeug zu dem Bauteil (Bt I und Bt II) verarbeitet werden. - Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (
20 ) als dritte Matte in das Werkzeug eingebracht wird.
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