DE19511512A1 - Energy absorbing, deformable support bracket for knee protection - Google Patents
Energy absorbing, deformable support bracket for knee protectionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Deformationsbügel zum energieab sorbierenden Abstützen eines einer Instrumententafel angeglie derten, eine Lastverteilplatte und ein dieser vorgelagertes Stoßaufnahmeglied aufweisenden Knieschutzes, wobei der profi lierte Deformationsbügel eine etwa V-förmige Erstreckung auf weist, deren einer Schenkel zur Abstützung des Knieschutzes dient und deren anderer Schenkel sich an einem in Fahrzeugquer richtung verlaufenden, karosseriefesten Querträger abstützt und der Deformationsbügel mit zwei Deformationszonen versehen ist, von denen die erste im Bereich des beide Schenkel miteinander verbindenden Abschnittes und die zweite an einer Knickstelle im Bereich der vorgelagerten, zwei Deformationsglieder miteinander verbindenden Lastverteilplatte angeordnet ist.The invention relates to a deformation bracket for energy sorbent supports on an instrument panel derten, a load distribution plate and an upstream of this Shock absorption member having knee protection, the profi Deformationbügel an approximately V-shaped extension has one leg to support the knee protection serves and whose other leg is in a vehicle cross supports the cross member, which is fixed to the body and the deformation bracket is provided with two deformation zones, the first of which is in the area of the two legs together connecting section and the second at a kink in the Area of the upstream, two deformation elements with each other connecting load distribution plate is arranged.
Ein über derartige Deformationsbügel abgestützter Knieschutz ist durch die US 4 978 136 bekannt, wobei die Lastverteilplatte über Deformationsglieder mit den Deformationsbügeln verbunden ist, deren V-Öffnung nach oben weist. Das armaturentafelnahe Schen kelende jedes Deformationsbügels ist über ein einendig festge legtes Rohrstück zusätzlich abgestützt, so daß es im Knieauf prallfall zu einem örtlichen Eintauchen der sich nach oben bewe genden Knie und bei entsprechend großen Personen zu einem ge fährlichen Abstützen der Knie am Rohrstück kommt, das Seitwärts bewegungen der Lastverteilplatte bei einem Schräganstoßen der Knie verhindert.A knee protector supported by such a deformation bracket is known from US 4 978 136, the load distribution plate over Deformation elements is connected to the deformation brackets, whose V opening faces upwards. The Schen near the dashboard each deformation bracket is fixed at one end placed pipe piece additionally supported, so that it knees if necessary for a local immersion which is moving upwards knees and for tall people dangerous support of the knees on the pipe section that comes sideways movements of the load distribution plate when the Knee prevented.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den Deformationsbügel so auszubilden und an der Lastverteilplatte anzubinden, daß eine personengrößenunabhängige, gefahrlose Abstützung der im Aufprallfall nicht nach oben wandernden Knie mit hohem Energie absorptionsvermögen auch bei einem Schrägaufprall der Knie er reicht wird.It is an object of the invention, the deformation bar so train and tie to the load distribution plate that a Person-independent, safe support of the in Impact not knees wandering with high energy absorbency even in the event of an oblique impact on the knees is enough.
Diese Aufgabe wird bei einem Deformationsbügel nach dem Ober begriff des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merk male erreicht.This task is performed with a deformation bar after the upper Concept of claim 1 by the characterizing note times reached.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Energieab sorptionsvermögen der dritten Deformationszone besonders gut ausgenutzt, wenn jeder Deformationsbügel an seinem instrumenten tafelfernen Ende am Querträger anschließt und mit diesem ver bunden ist, wobei bei der Deformation der zugeordneten dritten Deformationszone sich diese bis über die Senkrechte hinaus um den Querträger wickelt.In one embodiment of the invention, the energy is reduced sorption capacity of the third deformation zone is particularly good exploited when each deformation bracket on his instruments connects the end remote from the panel to the cross member and ver is bound, with the deformation of the assigned third Deformation zone this extends beyond the vertical wraps the cross member.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Querträger in einer anderen Höhenlage angeordnet ist, schließt sich an das armaturentafelferne Ende jedes etwa V-förmigen De formationsbügels ein weiterer bogenförmig und unverformbarer Bügelabschnitt an, der unten am Querträger unlösbar befestigt ist, so daß sich insgesamt eine etwa S-förmige Gestalt für den Deformationsbügel ergibt.In another embodiment of the invention, in which the Cross member is arranged at a different altitude, closes at the end of each approximately V-shaped De formation bracket another arched and undeformable Bracket section, which is permanently attached to the bottom of the crossmember is, so that there is an overall approximately S-shaped shape for the Deformation bracket results.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist jeder Deformati onsbügel ein hutförmiges Profil auf, wobei die Deformationszonen durch eine gezielte Reduzierung der Steghöhe und/oder der Mate rialstärke geschaffen werden.In a further embodiment of the invention, each deformity on bracket a hat-shaped profile, with the deformation zones through a targeted reduction of the web height and / or the mate rial strength can be created.
Ist der Deformationsbügel als Leichtmetall-Druckgußteil ausge führt, so lassen sich die Deformationszonen besonders leicht schaffen.Is the deformation bracket out as a light metal die-cast part leads, the deformation zones are particularly easy create.
Es ist aber auch möglich, daß jeder Deformationsbügel ein hut förmiges Profil aufweist und daß die Deformationszonen dadurch geschaffen werden, daß im Anschluß an dieselben das hutförmige Profil Verstärkungen in Form von Sicken und/oder Wanddopplern aufweist.But it is also possible that each deformation bracket has a hat has a shaped profile and that the deformation zones thereby be created that the hat-shaped following them Profile reinforcements in the form of beads and / or wall doublers having.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Stoßaufnahmeglied als ein schalenförmiges Trägerteil ausgebil det, das auf die dem Fahrzeuginnenraum zugekehrte Vorderfläche der Instrumententafel unter Belassung eines Hohlraumes aufge setzt ist und sich zumindest über den Anlagebereich des Deforma tionsbügels an der Instrumententafel erstreckt, wobei ein Ener gieabsorptionselement von einer den Hohlraum zwischen Trägerteil und Instrumententafel ausfüllenden energieabsorbierenden Einlage gebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, daß nach dem Aus schöpfen des Energieabsorptionsvermögens der Deformationsbügel durch die Einlage noch Restenergie absorbiert werden kann.In a preferred embodiment of the invention that is Shock absorber member designed as a cup-shaped support member det that on the front surface facing the vehicle interior the instrument panel left open with a cavity is set and at least over the investment area of the Deforma tion bracket extends on the instrument panel, an Ener Gi absorption element from a the cavity between the carrier part and dashboard filling energy absorbing insert is formed. In this way it is possible that after the end draw the energy absorption capacity of the deformation bracket residual energy can be absorbed by the insert.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind den restlichen Ansprüchen zu entnehmen.Further expedient design options of the invention can be found in the remaining claims.
Zwei Ausführungsvarianten eines Deformationsbügels mit karosse rieseitiger und armaturentafelseitiger Anbindung in unverformtem und verformtem Zustand sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:Two versions of a deformation bracket with a body huge and dashboard side connection in undeformed and deformed condition are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it:
Fig. 1 ausschnittweise einen Querschnitt einer Instrumententafel mit Knieschutz, Fig. 1 a detail of a cross section of an instrument panel with knee protection,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section according to line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 3 is a section according to the line III-III in Fig. 1,
Fig. 4 und 5 jeweils eine Seitenansicht des Deformationsbügels des Knieschutzes in Fig. 1 im unverformten (Fig. 4) und nach Stoßeinwirkung verformten (Fig. 5) Zustand und FIGS. 4 and 5 are respectively a side view of the deformable strap knee protector in Fig. 1 in the undeformed (Fig. 4) and deformed by shock (Fig. 5) and state
Fig. 6 und 7 jeweils eine Seitenansicht eines etwa S-förmigen ge stalteten Deformationsbügels im unverformten (Fig. 6) und im nach Stoßeinwirkung verformten (Fig. 7) Zustand. FIGS. 6 and 7 are a side view of an approximately S-shaped yoke ge stalteten deformation in the undeformed (Fig. 6) and in the deformed by shock (Fig. 7) state.
In Fig. 1 ist eine Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs, im folgenden kurz I-Tafel 10 genannt, im Schnitt und ausschnitts weise in ihrem unteren, dem Fußraum im Fahrzeuginnenraum zuge kehrten Endbereich dargestellt. An ihrem unteren freien Ende ist die mit 11 angedeutete Fußraumabdeckung befestigt. Fußraumab deckung 11 und I-Tafel 10 begrenzen nach vorn den Fahrzeuginnen raum 12. Die I-Tafel 10 ist mit einem insgesamt mit 13 gekenn zeichneten Knieschutz ausgestattet, der dreiteilig ausgebildet ist. Zum Knieschutz 13 gehören zwei voneinander beabstandete, auf der vom Fahrzeuginnenraum 12 abgekehrten Seite der I-Tafel 10 liegende Deformationsbügel 14, von denen nur einer ersicht lich ist und jeder etwa V-Form aufweist und dessen beide Schen kel 141, 142 durch einen bogenförmigen Steg 143 einstückig ver bunden sind. Die Einbaulage des Deformationsbügels 14 ist dabei so festgelegt, daß die V-Öffnung nach vorn, weg von der I-Tafel 10 weist. Wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 2 und 3 des Deformationsbügels 14 ersichtlich ist, hat der Deformationsbügel 14 einen im wesentlichen hutförmigen, rechteckigen Querschnitt, wobei die Enden der Querschnittsschenkel um 90° nach außen abge bogen sind (Fig. 3). Mit diesen beiden Abbiegungen liegt der eine Schenkel 141 plan an einer Lastverteilplatte 26 der I-Tafel 10, und zwar auf deren vom Fahrzeuginnenraum 12 abgekehrten Rückfläche an. Der Schenkel 141 ist dabei im Abstand von seinem freien Ende unter einem stumpfen Winkel in die V-Öffnung des Deformationsbügels 14 hinein abgewinkelt. Der andere Schenkel 142 ist endseitig bogenförmig gekrümmt und liegt mit diesem Krümmungsbereich an der Unterseite eines karosseriefesten Quer trägers 15 an. In diesem Anlagebereich sind Deformationsbügel 14 und Querträger 15 fest miteinander verbunden.In Fig. 1, an instrument panel of a motor vehicle, hereinafter referred to as I-panel 10 , is shown in section and detail in its lower end area facing the footwell in the vehicle interior. The footwell cover, indicated by 11, is attached to its lower free end. Footwell cover 11 and dashboard 10 limit the vehicle interior 12 to the front. The I-panel 10 is equipped with a total of 13 marked knee protectors, which is formed in three parts. To knee protector 13 include two spaced, on the side facing away from the vehicle interior 12 side of the I-board 10 deformation bracket 14 , of which only one is visible and each has approximately V-shape and whose two legs 141 , 142 through an arcuate web 143 are connected in one piece. The installation position of the deformation bracket 14 is determined so that the V-opening points forward, away from the I-panel 10 . As can be seen from the sectional view in FIGS. 2 and 3 of the deformation bracket 14 , the deformation bracket 14 has a substantially hat-shaped, rectangular cross-section, the ends of the cross-section legs being bent outwards by 90 ° ( FIG. 3). With these two bends, one leg 141 lies flat against a load distribution plate 26 of the I board 10 , specifically on its rear surface facing away from the vehicle interior 12 . The leg 141 is angled away from its free end at an obtuse angle into the V-opening of the deformation bracket 14 . The other leg 142 is curved at the end and bears with this curvature area on the underside of a cross member 15 fixed to the body. In this contact area deformation bracket 14 and cross member 15 are firmly connected.
Zum Knieschutz 13 gehört ferner ein Stoßaufnahmeglied, das als schalenförmiges Trägerteil 16 aus Stahlblech ausgebildet ist. Anstelle von Stahlblech kann auch ein geeigneter Kunststoff ver wendet werden. Das Trägerteil 16, das die Funktion eines Last verteilers für die beim Stoß punktuell wirkenden Kniekräfte hat, liegt auf der vom Deformationsbügel 14 abgekehrten Seite der I- Tafel 10 und ist auf die dem Fahrzeuginnenraum 12 zugekehrten Vorderfläche der I-Tafel 10 unter Belassung eines Hohlraums 17 aufgesetzt. Das Trägerteil 16 erstreckt sich über den gesamten Anlagebereich des Deformationsbügels 14 an der I-Tafel 10 und nach oben noch etwas über diesen hinaus. Der Hohlraum 17 ist vollständig mit einer energieabsorbierende Einlage 18, z. B. aus Schaumstoff, einer Wabenstruktur o.a., als ein Teil des Knie schutzes 13 ausgefüllt, wobei die Einlage 18 in ihrer Konsistenz so gewählt ist, daß sie bei Stoßeinwirkung erst nach vollständi ger Deformation des Deformationsbügels 14 wirksam wird und die noch verbleibende Restenergie absorbiert. Das schalenförmige Trägerteil 16 ist mit einem Haltesteg 20 versehen, der auf sei ner der I-Tafel 10 zugekehrten Innenfläche von dieser wegstrebt und durch eine Öffnung in der Einlage 18 hindurchführt. Dieser Haltesteg 20 korrespondiert mit einer Ausnehmung 21 in der I-Ta fel 10, in welche er clipsartig hineingesteckt wird. Auf diese Weise wird das Trägerteil 16 mit Einlage 18 in seinem oberen Be reich befestigt. Am unteren Ende ist das Trägerteil 16 zusammen mit der I-Tafel 10 und der Fußraumabdeckung 11 am Bügelschenkel 141 des Deformationsbügels 14 verschraubt oder verkeilt, was durch eine strichpunktierte Schraubenmittellinie 22 angedeutet ist. Das schalenförmige Trägerteil 16 ist auf seiner Oberfläche vollständig mit einer textilkaschierten Sichtblende 19 überzo gen, die plan auf der Oberfläche des Trägerteils 16 aufliegt und dort befestigt, z. B. verklebt, ist.The knee protector 13 also includes a shock absorbing member which is designed as a shell-shaped support part 16 made of sheet steel. Instead of sheet steel, a suitable plastic can also be used. The support member 16 , which has the function of a load distributor for the knee forces acting on impact at a point, lies on the side of the I-board 10 facing away from the deformation bracket 14 and is on the front surface of the I-board 10 facing the vehicle interior 12 while leaving a cavity 17 put on. The carrier part 16 extends over the entire contact area of the deformation bracket 14 on the I-board 10 and upwards somewhat beyond it. The cavity 17 is completely with an energy absorbing insert 18, for. B. made of foam, a honeycomb structure or the like, as part of the knee protection 13 , the insert 18 is chosen in its consistency so that it is only effective after impact after complete deformation of the deformation bracket 14 and the remaining energy is absorbed. The bowl-shaped carrier part 16 is provided with a retaining web 20 which, on its inner surface 10 facing the inner panel 10 , strives away from it and passes through an opening in the insert 18 . This holding web 20 corresponds to a recess 21 in the I-Ta fel 10 , in which it is inserted like a clip. In this way, the support member 16 is fastened rich with insert 18 in its upper loading. At the lower end, the carrier part 16 is screwed or wedged together with the dashboard 10 and the footwell cover 11 on the bracket leg 141 of the deformation bracket 14 , which is indicated by a dash-dotted screw center line 22 . The bowl-shaped carrier part 16 is completely covered on its surface with a textile-clad screen 19 , which lies flat on the surface of the carrier part 16 and fastened there, for. B. is glued.
Zur Erzielung einer vorgebbaren und leicht zu beeinflussenden Deformations-Kennlinie des Deformationsbügels 14 sind in diesem drei mit 23, 24 und 25 angedeutete definierte Deformationszonen vorgesehen. Die erste Deformationsstelle 23 liegt im bogenförmi gen Steg 143 des Deformationsbügels 14, die zweite Deformations stelle 24 am instrumententafelfernen Ende 144 im endseitigen Krümmungsbereich des Schenkels 142 und die dritte Deformations stelle 25 in der Abwinkelung des Schenkels 141. Die Deforma tionszonen 23, 24, 25 sind so bemessen, daß sie bei Stoßeinwir kung unter Energieverzehr nacheinander wirksam werden, wobei sich zunächst jeder Deformationsbügel 14 durch das Ansprechen der Deformationszone 23 zusammenfaltet und der Bügelschenkel 141 sich auf den Schenkel 142 hinbewegt, bis beide Bügelschenkel enden aneinanderliegen, dann sich der Schenkel 141 um den karosseriefesten Querträger 15 wickelt, wobei die Deformationszone 24 wirksam wird, und schließlich die Abwinkelung des Schenkels 142 sich aufweitet. Dieses Deformationsverhalten des Deformationsbügels 14 ist in Fig. 4 und 5 skizziert. Fig. 4 zeigt dabei den noch unverformten Deformationsbügel 14 vor Stoßeinwirkung, Fig. 5 den wie vorstehend beschrieben verformten Deformationsbügel 14 nach Stoßeinwirkung. Verbleibt nach dieser vollständigen Deformation des Deformationsbügels 14 noch Stoßrestenergie, so wird diese von der Schaumstoffeinlage 18 absorbiert, wobei die Schaumstoffeinlage 18 entsprechend zusammengedrückt wird.To achieve a predefinable and easily influenceable deformation characteristic of the deformation bracket 14 , three defined deformation zones, indicated by 23, 24 and 25, are provided in the latter. The first deformation point 23 is located in the arch-shaped web 143 of the deformation bracket 14 , the second deformation point 24 at the end 144 distant from the instrument panel in the end region of curvature of the leg 142 and the third deformation point 25 in the bend of the leg 141 . The Deformationa tion zones 23 , 24 , 25 are dimensioned so that they take effect one after the other with shock absorption under energy consumption, with each deformation bracket 14 first folding through the response of the deformation zone 23 and the bracket leg 141 moving onto the leg 142 until both bracket legs ends abut each other, then the leg 141 wraps around the cross member 15 fixed to the body, the deformation zone 24 taking effect, and finally the bending of the leg 142 widens. This deformation behavior of the deformation bracket 14 is outlined in FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows the still undeformed deformation bracket 14 before impact, FIG. 5 shows the deformation bracket 14 deformed as described above after impact. If residual energy remains after this complete deformation of the deformation bracket 14 , this is absorbed by the foam insert 18 , the foam insert 18 being compressed accordingly.
Beim Deformationsbügel 14′ nach den Fig. 6 und 7 schließt sich zur Anbindung eines hochgelegenen Querträgers 15 an das armatu rentafelferne Ende 144′ des etwa V-förmigen Abschnittes des Deformationsbügels 14′ ein weiterer bogenförmiger, jedoch un verformbarer Bügelabschnitt 145′ an, der unten am Querträger 15 unlösbar befestigt ist. Jeder Deformationsbügel 14′ erhält somit eine etwa S-förmige Gestalt mit gegenüber dem Deformationsbügel 14 gleich gelegenen Deformationszonen 23, 24 und 25, die in Fig. 6 unverformt und in Fig. 7 am Ende der Vorformung dargestellt sind.When deformation of strap 14 'in FIGS. 6 and 7 closes for connecting a high-level cross member 15 to the armatu rentafelferne end 144' of the approximately V-shaped portion of the deformation of the bracket 14 ', a further arcuate, but un deformable bracket portion 145' at the bottom is permanently attached to the cross member 15 . Each deformation bar 14 'thus receives an approximately S-shaped shape with the deformation zones 23 , 24 and 25 located opposite the deformation bar 14 , which are undeformed in FIG. 6 and shown in FIG. 7 at the end of the preforming.
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