DE202004010741U1

DE202004010741U1 - Prallelement für eine Fahrzeugtür

Info

Publication number: DE202004010741U1
Application number: DE202004010741U
Authority: DE
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-04-10
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2014-07-10
Also published as: DE102004017633A1; DE102004017633A8

Abstract

Fahrzeug (1) aufweisend einen Rahmen (2) mit jeweils einer Längsträgerstruktur (3) auf beiden Seiten und Fahrzeugtüren (4) mit einer Tür-Außenbeplankung (5) und einer Tür-Innenseite (6), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Tür-Außenbeplankung (5) und der Tür-Innenseite (6) jeweils zumindest ein Prallelement (7) vorgesehen ist, welches im Wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die Längsträgerstruktur (3) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem Seitenaufprall des Fahrzeugs, sei es durch ein feststehendes Hindernis, mit welchem das Fahrzeug seitlich kollidiert, oder ein auf das Fahrzeug seitlich auffahrendes anderes Fahrzeug, ergeben sich vielerlei Probleme im Vergleich zu einem Frontalaufprall. So ist beispielsweise der zur Verfügung stehende Weg zur Aufnahme der Kollisionskräfte weitaus geringer als für einen Frontalaufprall, bei welchem die Karosserie des Motorraums der Fahrgastzelle schützend vorgelagert ist.
Um für solche Fälle eine entsprechende Vorsorge zu treffen, sind mehrere Sicherheitseinrichtungen in der Seitenverkleidung der Fahrgastzelle vorgesehen, wie beispielsweise Window, die Dachrahmen oder Head-Thorax-Bags, die seitlich in den Fahrzeugsitzen integriert sind. Diese Airbags müssen durch entsprechende Sensorsteuergeräte gezündet werden, wobei für einen effektiven Schutz bei einem Seitenaufprall deren ungestörte Entfaltung zwingend erforderlich ist, bevor sich die Fahrzeugtür nach innen wölbt. Mit anderen Worten, die Airbags sollten ihre vollständige Entfaltung erreicht haben, bevor ein Eindringen der Fahrzeugtür in den Innenraum den für eine Entfaltung vorgesehenen Raum zwischen der Person und der Tür wesentlich verringert. Sensoren bzw. Detektoren, die mit den Airbags gekoppelt sind, müssen bei einem Seitenaufprall daher im Wesentlichen so schnell reagieren können, dass die nach innen gedrückte Fahrzeugtür nicht in der Lage ist, die auf den angrenzenden Fahrzeugsitz sitzende Person zu berühren.
Zu diesem Zweck wurden beispielsweise Drucksensoren bzw. Seitenaufprallsensoren vorgeschlagen, die in der Tür des Fahrzeugs selbst integriert wurden. Aufgrund der sehr kurzen Reaktionszeiten, die auftreten, ist jedoch eine aufwändige Steuerelektronik erforderlich, welche kostenintensiv ist. Darüber hinaus sind derartige Sensoren mit einer gewissen Unzulänglichkeit behaftet dahingehend, dass zwischen den Beschleunigungen und Verzögerungen bei einem Seitenaufprall und denjenigen Beschleunigungen und Verzögerungen unterschieden werden muss, welche auftreten können, wenn die Tür stark zugeschlagen wird oder aus Versehen beim Öffnen gegen ein Hindernis geschlagen wird.
Um diesen Nachteilen zu begegnen, wurde beispielsweise in der europäischen Patentschrift EP 0733513 B1 vorgeschlagen, in der Tür ein Prallelement zu integrieren, welches über einen Stößel-artigen Mechanismus mit einem in den Boden des Fahrzeugrahmens integrierten Drucksensor gekoppelt ist, welcher dann entsprechend die Schutzeinrichtungen auslöst.
Dadurch lassen sich kürzere Auslösezeiten erreichen, jedoch ist diese Lösung dahingehend nachteilig, dass der für das Auslösen der Airbags verantwortliche Sensor sehr weit entfernt von den zu zündenden Airbags angeordnet ist. Da für die Montage der Sensoren zu beiden Seiten, ggf. auch für die hinteren Fahrzeugtüren, in der Bodenrahmenstruktur des Fahrzeugs jeweils ein separater Freiraum vorgesehen werden muss, kann diese Vorrichtung nur unter erheblichem Kostenaufwand realisiert werden.
Darüber hinaus eignet sich diese Ausführung nicht für Fahrzeuge, bei denen die Fahrzeugtür nicht oberhalb einer Längsträgerstruktur bzw. des Schwellers abschließt, sondern karosseriebedingt seitlich den Schweller übergreift und außenseitig an diesem anliegt.
Ausgehend davon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für Fahrzeuge des vorhergehend genannten Typs zur Verfügung zu stellen, welche eine frühzeitigere Erzeugung eines Verzögerungssignals bei einem Seitenaufprall ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Das erfindungsgemäße Konzept liegt darin, zwischen der Tür-Außenbeplankung und der Tür-Innenseite einer Fahrzeugtür zumindest ein Prallelement vorzusehen, welches im Wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die Längsträgerstruktur bzw. der Schweller dieses Fahrzeugs angeordnet ist. Das Prallelement ist dabei zumindest so steif ausgebildet, dass es eine Übertragung der bei einem Seitenaufprall über die Tür-Außenbeplankung in die Fahrzeugtür eingeleiteten Kräfte zur Tür-Innenseite in den Schweller ermöglicht. Die Anordnung kann dabei so aussetzen, dass die Fahrzeugtür die Längsträgerstruktur so übergreift, dass die Türinnenseiten der Fahrzeugtüren jeweils an den Längsträgerstrukturen zumindest teilweise zum Anliegen kommen.
Bei Fahrzeugtypen, bei welchen die Tür außenseitig den seitlichen unteren Schweller übergreift, kann der Abstand zwischen der Tür-Außenbeplankung und der Tür-Innenseite bis zu 125 mm betragen. Ohne Anordnung eines dazwischenliegenden Prallelements würde die für ein Auslösen von Seiten-Airbags erforderliche Verzögerungszeit relativ lang sein. Es hat sich nun gezeigt, dass durch Anbringen eines steifen Prallelements diese Verzögerungszeit nahezu halbiert werden kann. Mit anderen Worten, dadurch, dass über die steifen, im Wesentlichen undeformierbaren Prallelemente die Aufprallkräfte direkt auf das Trägerwerk übertragen werden, wird das Fahrzeug selbst seitlich früher verzögert, und die Beschleunigungssensoren, unabhängig davon, wo sie sich im Fahrzeug angeordnet befinden, sind in der Lage, ein ausgeprägteres und frühzeitigeres Beschleunigungssignal zu generieren, welches wiederum eine frühere Zündung der seitlichen Airbags gestattet. Hierdurch steht einer Entfaltung dieser seitlichen Airbags mit entsprechender Positionierung zwischen der Fahrzeugtür und dem Insassen wesentlich mehr Zeit und Raum zur Verfügung, sodass sich ein Eindringen der Fahrzeugtür in Richtung zu dem Insassen im Folgenden dann weniger auswirken kann. Somit ermöglicht das Konzept kurze Auslösezeiten von Sensoren für seitlich im Fahrzeug vorgesehene Schutzeinrichtungen unabhängig von der eigentlichen Positionierung der hierfür notwendigen Sensoren.
Für eine rasche und einwandfreie Auslösung der Airbags sind die Sensoren hierfür in der Regel in der B-Säule angeordnet. Diese würden ohne das erfindungsgemäße Prallelement erst ein Auslösesignal erzeugen, wenn das den Seitenaufprall bedingende Hindernis den Schweller berührt, da dann die für ein Ansprechen der Sensoren notwendige seitliche Verzögerung des Fahrzeugs erst auftritt. Durch Vorsehen eines Prallelements kann diese seitliche Verzögerung dann bereits dadurch früher detektiert werden, wenn dieses Hindernis das Prallelement berührt.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht dieses Prallelement aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise Glasfaser, Aramidfaser oder Kohlefaser. Dieser Werkstoff hat den Vorteil, dass er anfangs eine Kraft überträgt und erst nach einer gewissen Zeit in Abhängigkeit des Kraftniveaus versagt. Hierdurch wird bereits von vornherein eine entsprechende Intrusion in den Fahrgast-Innenraum vermieden. Das Prallelement aus faserverstärktem Kunststoff ist dabei so dimensioniert und ausgelegt, dass es erst nach Übertragen der zur Erzeugung eines Verzögerungssignals für den Auslösesensor erforderlichen Kräfte definiert bricht.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Prallelement aus Metall hergestellt sein, wobei dies als Vollkörper oder als Hohlkörper, beispielsweise als Alu-Strangpressprofil, möglich ist. Es ist auch die Verwendung eines Prallelements aus Blech denkbar. Auch für diese Fälle erfolgt die Dimensionierung und Auslegung des Prallelements aus Metall derart, dass eine definierte Verformung erst auftritt, wenn die für das Verzögerungssignal erforderlichen Kräfte übertragen wurden.
In einer weiteren Ausführungsform, welche sich durch eine erhöhte Gewichtseinsparung auszeichnet, ist das Prallelement aus Strukturschaum hergestellt, wobei das Material und die Gestaltung des Schaums sich nach den oben geschilderten Erwägungen ergeben, wonach eine Deformation erst nach erfolgreicher Erzeugung eines Sensorsignals nach der Kraftübertragung vonstatten geht.
Aufgrund der Tatsache, dass das Prallelement nur auf Höhe des Schwellers angeordnet ist, steht in der Fahrzeugtür noch genügend Platz und Bauraum für Aggregate, wie beispielsweise Lautsprecher, Fensterhebermotor usw., und die Seitenscheibe zur Verfügung.
Um ein entsprechendes Ansprechverhalten über die gesamte Fahrzeugseite bzw. Länge einer Fahrzeugtür zu gewährleisten, ist in einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung das zumindest eine Prallelement in der Fahrzeugtür so bemessen, dass es sich in Längsrichtung des Fahrzeugs zumindest über die Verstelllänge eines an die Innenseite der Fahrzeugtür angrenzenden Sitzes erstreckt. Es ist aber auch denkbar, dass sich das Prallelement über die gesamte Länge der Fahrzeugtür und/oder auch im Bereich des Fahrzeugfonds erstreckt.
Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematische Teilquerschnittsansicht quer zur Fahrzeug-Längsrichtung; und
2 eine perspektivische, teilgeschnittene Ansicht einer Fahrzeugtür mit einem erfindungsgemäßen Prallelement.
1 zeigt eine Teilquerschnittsansicht durch ein Fahrzeug 1. In dieser Ansicht sind schematisch der untere Fahrzeugrahmen 2 mit einer seitlichen Längsträgerstruktur bzw. dem Schweller 3 und einer Fahrzeugtür 4 wiedergegeben.
Die Fahrzeugtür 4 besteht aus der Tür-Außenbeplankung 5 und der Tür-Innenseite 6.
Wie zu erkennen ist, erstreckt sich die Fahrzeugtür 4 nach unten so weit, dass sie über den Schweller 3 hinaus verläuft und diesen zumindest teilweise übergreift.
Zwischen der Tür-Außenbeplankung 5 und der Tür-Innenseite 6 ist auf Höhe des Schwellers 3 ein Prallelement 7 vorgesehen.
Das Prallelement 7 besteht aus einem steifen Material, welches eine unmittelbare Kraftübertragung von der Tür-Außenbeplankung 5 über die Tür-Innenseite 6 auf den Schweller 3 ermöglicht, sodass eine entsprechende Verzögerung des Fahrzeugs durch an beliebigen Stellen im Fahrzeug angeordnete Sensoren detektiert werden kann. Das Prallelement 7 füllt den gesamten Raum zwischen Außenbeplankung 5 und Türinnenseite 6 aus.
An die Tür-Innenseite 6 schließt sich unter Beibehaltung eines entsprechenden Zwischenraums ein Sitz 8 an. Der Zwischenraum bietet wiederum den nötigen Freiraum für sich darin entfaltende Seiten-Airbags. Das Prallelement 7 ermöglicht gemäß der Erfindung eine so rasche Kraftübertragung, dass die Sensorik für die Zündung der Seiten-Airbags in einer solchen Zeit anspricht, dass sich diese in den Zwischenraum entfalten können, um einen effektiven Insassenschutz auszubilden, bevor sich die Tür-Innenseite 6 infolge eines Seitenaufpralls nach innen wölbt.
In 2 ist zu erkennen, dass das Prallelement 7, im vorliegenden Fall in der Form eines faserverstärkten Bauteils, in das Chassis der Fahrzeugtür integriert ist und sich zumindest über die Verstelllänge des an diese Tür 4 angrenzenden Sitzes 8 erstreckt. In den Figuren ist das Prallelement 7 als Wabenelement dargestellt. Es sind jedoch auch andere Ausführungen denkbar, die die zuvor beschriebenen Anforderungen – unmittelbare Kraftübertragung und gegebenenfalls anschließendes Materialversagen- an das Prallelement 7 erfüllen.

Claims

Fahrzeug (1) aufweisend einen Rahmen (2) mit jeweils einer Längsträgerstruktur (3) auf beiden Seiten und Fahrzeugtüren (4) mit einer Tür-Außenbeplankung (5) und einer Tür-Innenseite (6), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Tür-Außenbeplankung (5) und der Tür-Innenseite (6) jeweils zumindest ein Prallelement (7) vorgesehen ist, welches im Wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die Längsträgerstruktur (3) angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (7) aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (7) aus Metall hergestellt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (7) aus Strukturschaum hergestellt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (7) so dimensioniert und ausgelegt ist, dass es erst nach Übertragen der zur Erzeugung eines Verzögerungssignals für einen Auslösesensor für ein Airbag erforderlichen Kräfte zwischen der Tür-Außenbeplankung (5) und der Längsträgerstruktur (3) definiert bricht oder sich deformiert.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Prallelement (7) in Längsrichtung des Fahrzeugs zumindest über die Verstelllänge eines an die Tür-Innenseite (6) angrenzenden Sitzes (8) erstreckt.