DE10257262A1 - Beam for motor vehicle body with deformable member, has locking member which prevents free movement of deformation member in event of high-energy crash - Google Patents

Beam for motor vehicle body with deformable member, has locking member which prevents free movement of deformation member in event of high-energy crash Download PDF

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Abstract

A deformation member (2) is attached to the front of the beam and comprises a hollow profile. Within the deformation member, at least one further deformation member (4) is freely movable in the event of a low-energy crash, and is guided on or in the beam. In the event of a high-energy crash, a locking member (5) is supported on the beam to prevent the free movement of the further deformation member. The locking member may be electrically, hydraulically, pneumatically, or pyrotechnically driven, and/or activated based on the road speed of the vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Trägerelement an einer Kraftfahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a carrier element on a motor vehicle body according to the preamble of the claim 1.

Aus der Praxis ist es bekannt, Trägerelemente, welches z. B. Längsträger sein können, mit Verformungselementen zu versehen, um im Crashfall einen definierten Insassenschutz zu gewährleisten, derart, dass kinetische Energie zunächst in den Verformungselementen und ggf. nachfolgend in den Trägerelementen in Verformungsenergie umgewandelt wird. Der zur Verfügung stehende Verformungsweg ist dabei ein Maßstab für die auf die Insassen wirkenden Belastungen. Die z. Z. eingesetzten Prinzipien benötigen zur Realisierung längerer Verformungswege eine Verlängerung des Vorderwagens, welches jedoch nur in Grenzen möglich und akzeptabel ist.In practice it is known to use carrier elements, which z. B. be longitudinal member can, to be provided with deformation elements in order to ensure a defined one in the event of a crash To ensure occupant protection such that kinetic energy is initially in the deformation elements and possibly subsequently in the carrier elements is converted into deformation energy. The one available Deformation path is a yardstick for the loads acting on the occupants. The z. Currently used principles need to Realization longer Deformation paths an extension of the front end, which however is only possible within limits is acceptable.

Physikalisch vorteilhaft für niedrige Belastungen der Insassen ist es des Weiteren, wenn zum Anfang der Verformung möglichst hohe Verzögerungen erfolgen. Herkömmliche, vor z. B. Längsträgern positionierte Verformungselemente, die zur Realisierung niedriger Reparaturkosten bei Unfällen mit niedrigen Geschwindigkeiten leicht demontierbar sind und ferner eine niedrigere Steifigkeit als der Längsträgerbereich für hohe Aufprallenergie aufweisen, erfüllen diese Bedingung nicht. An dieser Stelle setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.Physically beneficial for low It is also a burden on the occupants when the beginning of the Deformation if possible high delays occur. conventional before z. B. positioned side members Deformation elements that help to realize low repair costs at accidents are easy to disassemble at low speeds and further lower rigidity than the side member area for high impact energy have, meet these Condition not. At this point the following describes Invention.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Trägerelement an einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem stirnseitig angeordneten Verformungselement zu schaffen, welches geeignet ist, ohne Verlängerung des Vorderwagens in Abhängigkeit von bestimmten Aufprallgeschwindigkeiten definierte Verzögerungen und damit physikalisch vorteilhaftere Belastungen im Crashfall auf die Insassen zu realisieren.The object of the invention is a support element on a motor vehicle body with an end face To create deformation element, which is suitable without extending the Front car depending delays defined by certain impact speeds and thus physically more advantageous loads in the event of a crash on the Realize inmates.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass innerhalb des Verformungselementes wenigstens ein weiteres, im Falle niedriger Aufprallenergien frei beweglich im oder am Trägerelement geführtes Verformungselement angeordnet ist, dem im Falle hoher Aufprallenergien zur Verhinderung der freien Beweglichkeit desselben ein sich am Trägerelement abstützendes Verriegelungselement zuordenbar ist.According to the invention, the task is related solved with the features in the preamble of claim 1 in that at least one further, in the case lower, within the deformation element Impact energies freely movable in or on the support element guided deformation element is arranged to prevent in the case of high impact energies the free movement of the same on the support element support end Locking element can be assigned.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Summe der Steifigkeiten aller Verformungselemente kleiner der Steifigkeit des Trägerelements ist.In one embodiment of the invention it is provided that the sum of the stiffnesses of all deformation elements less the rigidity of the support element is.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verformungselemente aus Stahlblech, Leichtmetallblech und/oder Kunststoff bestehen.Another embodiment of the invention provides before that the deformation elements made of steel sheet, light metal sheet and / or plastic.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement mittels einer elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Betätigungsvorrichtung und/oder pyrotechnisch in Ver- oder Entriegelungsstellung bringbar ist.It is also proposed that the locking element by means of an electrical, hydraulic or pneumatically operated actuator and / or pyrotechnically brought into locking or unlocking position is.

Fernerhin ist vorgesehen, dass die Betätigungsvorrichtung und/oder der pyrotechnische Antrieb manuell und/oder automatisch aktivierbar sind.Furthermore, it is provided that the actuator and / or the pyrotechnic drive manually and / or automatically can be activated.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, ist das Verriegelungselement in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder von einem etwaigen mittels eines Sensors erkannten festen oder beweglichem Hindernis ver- oder entriegelbar. Der Sensor kann dabei ein Sensor auf Basis einer Radar-, Infrarot- oder Lasermeßtechnik sein.As the invention further provides is the locking element depending on the current Travel speed of the motor vehicle and / or of any fixed or moving obstacle detected by a sensor lockable or unlockable. The sensor can be a sensor based a radar, infrared or laser measurement technology.

Wie die Erfindung schließlich noch vorsieht, kann das Trägerelement ein vorderer und/oder hinterer Längsträger, ein Querträger und/oder jedwedes anderes an Kraftfahrzeugkarosserien infolge von Crashsituationen belastetes Trägerelement sein.Finally, like the invention provides, the support member a front and / or rear side member, a crossbeam and / or anything else on motor vehicle bodies as a result of crash situations loaded support element his.

Das vorgeschlagene Trägerelement hat gegenüber herkömmlichen Lösungen zur Belastungsreduzierung der Insassen im Crashfall den wesentlichen Vorteil, dass die Steifigkeit der Trägerstruktur, bestehend aus dem Trägerelement, beispielsweise einem Längsträger, und einer Mehrzahl von besonders angeordneten Verformungselementen (wenigstens zwei Verformungselemente), ohne Vergrößerung des Bauraums bzw. auch ohne Verlängerung des Deformationsweges aktuell an die Fahrtgeschwindigkeit und/oder an erkannte feste oder bewegliche Hindernisse definiert anpassbar ist. D. h. insbesondere, der Bereich der Verformungselemente, der herkömmlich für Unfälle mit niedrigen Geschwindigkeiten vorgesehen ist, kann vorsorglich mit einfachen und kostengünstigen Maßnahmen in seiner Steifigkeit variabel, nämlich auch für Unfälle mit hohen Aufprallenergien ausgebildet werden.The proposed support element has opposite usual solutions the essential to reduce the load of the occupants in the event of a crash Advantage that the rigidity of the support structure consists of the support element, for example a side member, and a plurality of specially arranged deformation elements (at least two deformation elements), without increasing the installation space or without extending the Deformationsweges currently to the speed of travel and / or recognized fixed or movable obstacles can be adjusted in a defined manner. I.e. in particular, the area of the deformation elements, which is conventional for accidents with low speeds is provided, precautionary with simple and inexpensive activities variable in its rigidity, namely also for accidents with high Impact energies are trained.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt den Längsschnitt durch ein Trägerelement 1 in Form eines vorderen Längsträgers mit einem stirnseitig fest angeordnetem Verformungselement 2 und daran angeschlossenem vorderen Stoßfänger 3.The invention is explained below with reference to an embodiment shown schematically in the drawing. The single figure shows the longitudinal section through a carrier element 1 in the form of a front side member with a deformation element fixedly arranged on the end face 2 and attached front bumper 3 ,

Vorliegend ist das Trägerelement 1 als Hohlprofil ausgebildet und verfügt in Abhängigkeit von bestimmten Randbedingungen, wie Materialart, Materialstärke, Profilform und -abmaßen etc. über eine bestimmte Steifigkeit. Diese Steifigkeit ist ausreichend, um in Grenzen Aufprallenergie infolge eines Crashes mit "hoher" Geschwindigkeit durch Verformung zu kompensieren sowie die Belastung auf die Insassen zu minimieren. Wie bereits oben erwähnt, ist stirnseitig am Trägerelement 1 ein an sich bekanntes Verformungselement 2 mit einem zum Trägerelement 1 hin offenem Hohlprofil angeordnet, vorzugsweise mit dem Trägerelement 1 lösbar jedoch fest verbunden, beispielsweise verschraubt, um im Falle eines Crashes mit "geringer" Geschwindigkeit lediglich das Verformungselement 2 austauschen zu müssen.The carrier element is present 1 designed as a hollow profile and has a certain stiffness depending on certain boundary conditions such as material type, material thickness, profile shape and dimensions, etc. This stiffness is sufficient to compensate for impact energy due to a crash at a "high" speed due to deformation and to minimize the load on the occupants. As already mentioned above, is on the end face of the carrier element 1 a well-known Verfor mung element 2 with one to the support element 1 arranged open hollow profile, preferably with the support member 1 releasably, however, firmly connected, for example screwed, to only the deformation element in the event of a crash at "low" speed 2 need to replace.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist innerhalb des Verformungselementes 2 erfindungsgemäß wenigstens ein weiteres Verformungselement 4 angeordnet. Im Falle eines Crashes mit "niedriger" Geschwindigkeit und demgemäß niedrigen Aufprallenergien kann dieses während der Verformung des Verformungselementes 2 nach hinten frei beweglich in das Trägerelement 1 ausweichen.According to a preferred embodiment is inside the deformation element 2 according to the invention at least one further deformation element 4 arranged. In the event of a crash with "low" speed and accordingly low impact energies, this can occur during the deformation of the deformation element 2 freely movable backwards into the carrier element 1 dodge.

Durch die Erfindung mit erfaßt werden jedoch auch Lösungen, bei denen das Verformungselement 4 seitlich, also außerhalb des Trägerelementes 1 in Längsrichtung an demselben geführt ist und entsprechend ausweichen kann, wobei zweckmäßigerweise geeignete Führungselemente vorzusehen sind (nicht näher dargestellt).The invention also covers solutions in which the deformation element 4 laterally, i.e. outside the carrier element 1 is guided in the longitudinal direction on the same and can dodge accordingly, expediently providing suitable guide elements (not shown in more detail).

Um das Verformungselement 4 im Falle "hoher" Aufprallenergien in die Kompensation der Aufprallenergien einbinden zu können, ist dem weiteren Verformungselement 4 ein Verriegelungselement 5 zuordenbar, welches sich am Trägerelement 1 abstützt und infolge eines Formschlusses die freie Beweglichkeit des weiteren Verformungselements 4 nach hinten behindert. Durch diese Maßnahme addieren sich vorteilhaft die Steifigkeiten der Verformungselemente 2; 4.To the deformation element 4 In the case of "high" impact energies in the compensation of the impact energies, is the further deformation element 4 a locking element 5 assignable, which is on the support element 1 supports and due to a positive connection, the free movement of the further deformation element 4 hampered to the rear. This measure advantageously adds up the stiffnesses of the deformation elements 2 ; 4 ,

Für den Fachmann ist sicherlich leicht nachvollziehbar, dass durch die Anordnung einer Mehrzahl von solchen zusätzlichen Verformungselementen 4, die obendrein noch getrennt voneinander in das System eingebunden werden können, die Gesamtsteifigkeit der jeweils aktivierten Verformungselemente 2; 4 in Grenzen beliebig abgestuft werden kann.It is certainly easy for the person skilled in the art to understand that the arrangement of a plurality of such additional deformation elements 4 , which can be integrated into the system separately from each other, the overall rigidity of the activated deformation elements 2 ; 4 can be graded within limits.

Gleichfalls leicht nachvollziehbar ist jedoch auch, dass die Summe der Steifigkeiten aller eingebundenen Verformungselemente 2; 4 kleiner als die Steifigkeit des Trägerelementes 1 sein sollte, um den gewünschten Effekt der definierten Anpassung der Steifigkeit des von den Verformungselementen 2, 4 umfaßten Bereiches an die zu erwartenden Aufprallenergien zu erzielen.However, it is also easy to understand that the sum of the stiffnesses of all incorporated deformation elements 2 ; 4 less than the rigidity of the support element 1 should be to the desired effect of the defined adjustment of the rigidity of the deformation elements 2 . 4 range to achieve the expected impact energy.

Die Verformungselemente 2; 4 sind vorliegend als offene Hohlprofile und vorzugsweise aus Stahlblech ausgebildet. Ebenso besteht auch die Möglichkeit, dieselben aus Leichtmetallblech, Kunststoff oder aus einer Kombination vorstehender Materialien auszubilden. Durch die offene Hohlprofilstruktur der Verformungselemente 2; 4 ist gewährleistet, dass die Verformungselemente 2; 4 vorteilhaft ineinander angeordnet werden können, woraus insbesondere Einsparungen an Bauraum resultieren.The deformation elements 2 ; 4 are in the form of open hollow profiles and are preferably made of sheet steel. There is also the possibility of forming the same from light metal sheet, plastic or from a combination of the above materials. Due to the open hollow profile structure of the deformation elements 2 ; 4 ensures that the deformation elements 2 ; 4 can advantageously be arranged one inside the other, which in particular results in savings in installation space.

Vorstehendes Verriegelungselement 5 ist vorliegend als schwenkbarer Haken ausgebildet, der seinerseits in Verriegelungsstellung formschlüssig in eine nicht näher dargestellte korrespondierende Aufnahme des Verformungslementes 4 eingreift oder hinter die Stirnkante desselben greift, um eine Verschiebung nach hinten wirkungsvoll zu verhindern. Durch die Erfindung werden jedwede gleichwirkenden Verriegelungselemente 5 mit erfaßt, beispielsweise in der einfachsten Form radial in die Außenkontur des Verformungselements 4 oder hinter die Stirnkante desselben zu bringende verschiebbare Bolzen (nicht näher dargestellt).The above locking element 5 In the present case, it is designed as a pivotable hook which, in its locking position, has a positive fit in a corresponding receptacle of the deformation element, which is not shown in detail 4 engages or reaches behind the front edge of the same, in order to effectively prevent a shift to the rear. Through the invention, any locking elements having the same effect 5 with detected, for example in the simplest form radially into the outer contour of the deformation element 4 or behind the front edge of the same to be brought movable bolts (not shown).

Das Verriegelungselement 5 ist des Weiteren mittels einer an sich bekannten Betätigungsvorrichtung 6, welche elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben sein kann, und/oder pyrotechnisch in Ver- oder Entriegelungsstellung bringbar.The locking element 5 is further by means of an actuator known per se 6 , which can be operated electrically, hydraulically or pneumatically, and / or pyrotechnically in the locking or unlocking position.

Die Betätigungsvorrichtung 6 und/oder der nicht näher dargestellte pyrotechnische Antrieb können sowohl manuell durch Knopfdruck als auch automatisch aktiviert werden, wobei dieses wiederum in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder von einem etwaigen mittels eines Sensors 7 erkannten festen oder beweglichem Hindernis erfolgt. Als Sensor 7 kann dabei ein Sensor 7 auf Basis an sich bekannter Radar-, Infrarot- oder Lasermeßtechnik zur Anwendung kommen, der seinerseits über eine nicht näher dargestellte Auswerteinheit mit der Betätigungsvorrichtung 6 elektrisch verbunden ist.The actuator 6 and / or the pyrotechnic drive (not shown in more detail) can be activated both manually at the push of a button and automatically, this in turn depending on the current driving speed of the motor vehicle and / or on a possible sensor 7 detected fixed or moving obstacle. As a sensor 7 can be a sensor 7 on the basis of radar, infrared or laser measurement technology known per se, which in turn uses an evaluation unit (not shown in more detail) with the actuating device 6 is electrically connected.

Schließlich ist darauf hinzuweisen, dass als Trägerelement 1 neben den bereits erwähnten vorderen Längsträgern auch hintere Längsträger, Querträger und/oder jedwedes anderes an Kraftfahrzeugkarosserien infolge von Crashsituationen belastetes Trägerelement 1 erfindungsgemäß ausgebildet sein kann.Finally, it should be noted that as a support element 1 in addition to the front side members already mentioned, also rear side members, cross members and / or any other support element loaded on motor vehicle bodies as a result of crash situations 1 can be designed according to the invention.

Claims (8)

Trägerelement an einer Kraftfahrzeugkarosserie mit einem stirnseitig angeordneten Verformungselement, wobei das Verformungselement als zum Trägerelement hin offenes Hohlprofil ausgebildet und mit demselben fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Verformungselementes (2) wenigstens ein weiteres, im Falle niedriger Aufprallenergien frei beweglich im oder am Trägerelement (1) geführtes Verformungselement (4) angeordnet ist, dem im Falle hoher Aufprallenergien zur Verhinderung der freien Beweglichkeit desselben ein sich am Trägerelement (1) abstützendes Verriegelungselement (5) zuordenbar ist.Carrier element on a motor vehicle body with a deformation element arranged on the end face, the deformation element being designed as a hollow profile open to the support element and being firmly connected to the latter, characterized in that within the deformation element ( 2 ) at least one further, in the case of low impact energies, freely movable in or on the carrier element ( 1 ) guided deformation element ( 4 ) is arranged, which in the case of high impact energies to prevent the free mobility of the same on the support element ( 1 ) supporting locking element ( 5 ) can be assigned. Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Steifigkeiten aller Verformungselemente (2; 4) kleiner der Steifigkeit des Trägerelements (1) ist.Carrier element according to claim 1, characterized in that the sum of the stiffnesses of all deformation elements ( 2 ; 4 ) less the rigidity of the support element ( 1 ) is. Trägerelement nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungselemente (2; 4) aus Stahlblech, Leichtmetallblech und/oder Kunststoff bestehen.Carrier element according to one of claims 1 and 2, characterized in that the deformation elements ( 2 ; 4 ) made of sheet steel, light metal sheet and / or plastic. Trägerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (5) mittels einer elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Betätigungsvorrichtung (6) und/oder pyrotechnisch in Ver- oder Entriegelungsstellung bringbar ist.Carrier element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the locking element ( 5 ) by means of an electrically, hydraulically or pneumatically operated actuating device ( 6 ) and / or pyrotechnically in the locking or unlocking position. Trägerelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (6) und/oder der pyrotechnische Antrieb manuell und/oder automatisch aktivierbar sind.Carrier element according to claim 4, characterized in that the actuating device ( 6 ) and / or the pyrotechnic drive can be activated manually and / or automatically. Trägerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (5) in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder von einem etwaigen mittels eines Sensors (7) erkannten festen oder beweglichem Hindernis ver- oder entriegelbar ist.Carrier element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the locking element ( 5 ) as a function of the current driving speed of the motor vehicle and / or of a possible one using a sensor ( 7 ) detected fixed or movable obstacle can be locked or unlocked. Trägerelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (7) ein Sensor (7) auf Basis einer Radar-, Infrarot- oder Lasermeßtechnik ist. Carrier element according to claim 6, characterized in that the sensor ( 7 ) a sensor ( 7 ) is based on radar, infrared or laser measurement technology. Trägerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (1) ein vorderer und/oder hinterer Längsträger, ein Querträger und/oder jedwedes anderes an Kraftfahrzeugkarosserien infolge von Crashsituationen belastetes Trägerelement (1) ist.Carrier element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier element ( 1 ) a front and / or rear side member, a cross member and / or any other support element loaded on motor vehicle bodies as a result of crash situations ( 1 ) is.
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