DE3038252A1

DE3038252A1 - Stossabsorbierendes deformationsglied fuer kraftfahrzeuge, insbesondere personenkraftwagen

Info

Publication number: DE3038252A1
Application number: DE19803038252
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Funk; Bruno 7530 Pforzheim Kohl
Original assignee: Witzenmann GmbH
Current assignee: Witzenmann GmbH
Priority date: 1980-10-10
Filing date: 1980-10-10
Publication date: 1982-05-06
Also published as: DE3038252C2

Description

Stoß absorbierendes Deformationsglied für
Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen Die Erfindung betrifft ein stoß absorbierendes Deformationsglied für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, das im Aufprallbereich der Knie von Fahrer und Beifahrer sich etwa geradlinig über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckend angeordnet, als Hohlkörper ausgebildet, bei einem durch einen Unfall verursachten Aufprall eines Fahrzeuginsassens blibend verformbar und an festen Fahrzeugteilen abgestützt ist.
Ein derartiges Deformationsglied ist durch die DE-OS 2 151 599 bekannt. Sie löst die Aufgabe, zur Übernahme weiterer Funktionen geeignet zu sein, da im Bereich ihrer Anbringung Leitungen und Bowdenzüge in besonders großem Ausmaße auftreten, zu deren Führung nunmehr der Innenraum des Hohlkörpers mit herangezogen werden kann.
Nachteilig ist jedoch bei dem bekannten glattwandigen Hohlkörper, daß seine Verformungscharakteristik den bei einem unfallbedingten Aufprall erwünschten Verhaltensweisen nur bedingt Rechnung tragen kann. AuBerdem gibt der bekannte-Hohlkörper mit seiner notwendigen Form praktisch keine Möglichkeit der Anpassung an unterschiedliche räumliche und ergonometrische Gegebenheiten, die von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp bzw von Fahrgast zu Fahrgast verschieden sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Deformationsglied der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sich ein wesentlich verbessertes Energieaufnahmeverhalten ergibt. Außerdem soll die Möglichkeit eröffnet werden, den Hohlkörper ohne besonderen Fertigungsaufwand besser an unterschiedliche räumliche und ergonometri s chen Gegebenheiten anzupassen, indem die Bandbreite der unterschiedlichen FahrgastgröBen, d. h.
die Aufprallpunkte der Knie, besser abgedeckt werden können. Dies soll mit einfachen und kostengünstigen Mitteln gesehen, Nach einer ersten Aufgabenlösung ist dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Hohlkörperwandung zumindest teilweise profiliert ist. Durch diese Profilierung ergibt sich über den Verformungsweg ein proportional gleichbleibender ansteigender Widerstand des Hohlkörpers, so daß bei einem unfallbedingten Aufprall die entsprechenden Körperteile des Insassen gleichmäßig und nicht schlagartig verzögert werden.
Nach einer zweiten Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist vorgesehen, daß der Hohlkörperquerschnitt in mehrere ihn bildende, zueinander parallel aneinanderliegende Rohre mit zumindest teilweise profilierter Wandung aufgeteilt ist. Hier ergeben sich bezüglich der Kraft-Weg-Verformungscharakteristik die gleichen Vorzüge wie bei der ers-ten Lösung, wobei durch die aneinanderliegenden-Rohre und deren Einzelgestaltung eine zusätzliche Beeinflussungsmuglichkeit der genannten Charakteristik gegeben ist und wobei außerdem durch die .Aufteilung des Querschnittes in mehrere kleinere Querschnitte eine leichte Anpassung an unterschiedliche räumliche und ergonometrische Gegebenheiten möglich ist.
Bei der zweiten Lösung können die Rohre sich einmal in Richtung der Fahrzeugbreite erstrecken, es besteht jedoch genausogut die Möglichkeit, daß die Rohre dicht nebeneinanderliegend sich in Fahrtri chtung erstrecken, so daß sie bei einem unfallbedingten Aufprall im wesentlichen axial beansprucht werden.
Bei beiden vorgenannten Lösungen ergibt sich die gute Kraft-Weg-Verformungscharakteristik im wesentlichen daraus, daß durch die zumindest teilweise Profilierung.
sich nicht nur quer zum Insassen des Fahrzeuges liegende Wandungen ergeben, sondern auch dazu schräg oder senkrecht stehende, die dem Hohlkörper eine besondere Versteifung geben, so daß der Hohlkörper bei vergleichsweise dünnwandiger Ausbildung einen verhältnismäßig geringen Aufprallwiderstand und eine dana.ch durch gleichmäßig zunehmende Widerstandsvergrößerung ebenso gleichmäßig steigende Abbremsung gewährleistet.
Für beide Lösungen ist es außerdem zweckmäßig, daß die Hohlkörperwandung bzw. das Rohrbündel von einer ounnwandigen Schutzhülle umgeben oder durch mehrere Bander zusammengehalten ist. Hiermit läßt sich einmal im Hinblick auf die verschiedenartig möglichen Profilierungen eine glatte Aufprallfläche erreichen, m z. Bo punktförmigen Belastungen und entsprechenden Verletzungsmöglichkeiten vorzubeugen, andererseits kann ein Rohrbündel durch einfache Zusammenfassung serienmäßiger profilierter Rohre leicht und billig entsprechend der Erfindung zusammengestellt werden.
In beiden genannten Fällen kann die Profilierung des Hohlkörpers bzw. der Rohre eine zumindest teilweise quer zu deren Längserstreckung verlaufende Wellung sein, wobei diese Wellung eine Ringwellung oder auc eine schraubengangförmig umlaufende Wellung seiLl kenn Damit lassen sich die erfindungsgemäßen Hohlkörper auf an sich bereits existierenden Maschinen ohne weiteres herstellen, so daß es nicht des Einsatzes oder der Beschaffung besonderer Maschinen bedarf.
Die Profilierung kann aber auch durch Ausbildung des Hohlkörpers bzw. der diesen bildenden Teile aus Streckmetall gegeben seib, wobei gerade in diesem Falle das Vorsehen der oben erwähnten dünnwandigen Schutzhülle besonderen Vorzug finden wird. Schließlich kann aber auch die Profilierung als Ein- und/oder Ausprägung in Form von Nocken, Höckern od. dgl. gegeben sein.
Darüber hinaus hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß im Hohlkörper bzw. in den Rohren Abstützkörper oder Aussteifungselemente angeordnet sind, wobei diese wiederum zumindest teilweise profilierte Rohre sein können. Auf diese Weise ist einfach eine zusätzlichte Möglichkeit der Beeinflussung der Kraft-Weg-Charakteristik bei der Verformung gegeben.
Die Hohlkörper bzw. die Rohre können jedoch auch mit Kunststoff aus- und/oder eingeschäumt sein, womit sich einmal auch eine Aussteifung des Hohlkörpers ergibt und zum anderen dem erfindungsgemäßen Gegenstand ein gefälligeres äußeres Aussehen geben läßt. Auch lassen sich auf diese Weise die mehreren Rohre eines Rohrbündele miteinander zu einer Einheit verbinden Schließlich kann es zweckmäßig sein, den erfindungsgemäßen Hohlkörper bzw. das Rohrbündel über ein oder mehrere gewellte Teile gegen die festen Fahrzeugteile abzustützen, woraus sich ein zusätzlicher Verfornngsweg ergibt.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, die auf der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Hohlkörpers; Fig. 2 bis 4 Schnittansichten gemäß der Schnittlinie S-S in Fig. 1 verschiedener Ausführungen des Hohlkörpers als Rohrbündel; Fig. 5 die Seitenansicht eines anderen erfindungsgemäßen Hohlkörpers; Fig. ó eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie VI-VI in Fig. 5» Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hohlkörpers; Fig. 8 und 9 eine Variante des Hohlkörpers gemaß den Fig. 2 bis 4 und Fig. 10 eine Varian-te für ein Einzelteil aus den vorhergehenden Figuren.
Der in Fig. 1 dargestellte Hohlkörper 1 hat eine äußere, dünnwandige, glatte Ummantelung 2, in der ein Rohrbündel aufgenommen ist. Der Hohlkörper 1 ist über seinen Boden 3 gegen nicht dargestellte, feste Fahrzeugteile abgestützt. Er erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Breite des Fahrgastraumes und dient dazu, bei einem unfallbedingten Aufprall die Knie des Fahrgastes zu schützen.
In den Fig. 2 bis 4 sind verschiedene Ausführungsformen des Hohlkörpers gemäß Fig. 1 im Schnitt dargestellt.
Bei Fig. 2 ist wieder die Ummantelung 2 ersichtlich, die jedoch auch inden Fällen der Fig. 3 und 4 aus einzelnen Bändern bestehen kann, die um das Rohrbündel gelegt sind. Bei Fig. 2 besteht das Rohrbündel aus in der ersichtlichen Weise nebeneinander und übereinander zusammengepackten Rohren 4. Die Wandung der Rohre 4 hat eine Profilierung, die im vorliegenden Fall in einfacher Weise als Ringwellung oder schraubengangförmig umlaufende Wellung ausgebildet sein kann. Mit A ist die Åufpralirichtung der Knie angezeigt, die auch für die späteren Figuren gilt.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 zeichnet sich dadurch aus, daß die Rohre 4, die vorzugsweise aus dünnwandigem Metall bestehen, jedoch beispielsweise auch aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt sein können, einfach in gängiger Art und damit billig herzustellende Teile sind, die es außerdem erlauben, durch die Art der Zusammenpackung der Rohre eine Anpassung an die räumlichen Verhältnisse des jeweiligen Fahrzeuges vorzunehmen, indem dort zur Verfügung stehender Platz geschickt ausgenutzt werden kann, wobei gleichen zeitig der an sich bekannte Vorteil erhalten bleibt, de durch die Rohre 4 jeweils gebildeten Hohlraum zur Verlegung von Kabeln etc. zu benutzen. Letzteres gilt auch für alle weiteren nachstehend beschriebenen Ausführungsformen, weshalb es dort nicht noch einmei wiederholt wird.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 2 dadurch, daß das Rohrbündel im Zentrum ein querschnittsgrößeres Rohr 5 aufweist, neben dem zwei kleinere Rohre 6 angeordnet sind. i)jrn5.t; ergibt. die Ausführungsform gemäß Fig. 5 einen geriugeren Verformungswiderstand als die Ausführungsform gemäß Fig. 2. Auch bei Fig. 3 sind die Rohre wieder ringförmig oder schraubengangförmig gewellt und k@ nem entweder aus dünnwandigem Metallblech oder aus eisem geeigneten Kunststoff bestehen.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind drei Rohre 7 gleichen Durchmessers nebeneinandergepackt, die im übrigen nech Art und Ausbildung mit denen gemäß Fig. 2 und 3 übereinstimmen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig 4- ergibt sich ein geringerer Verformungswiderstand gegenüber der Ausbildung gemäß Fig. 2, jedoch ein etwas höherer gegenüber der Ausbildung gemäß Fig. 3, andererseits gegenüber der Ausbildung gemäß Fig. 3 jedoch der Vorteil, daß Rohre gleichen Guerchnittes vorhanden sind, so daß zur Herstellung des Hohlkörpers gemäß Fig. 4 nicht unterschiedliche Rohrquerzchnitte zur Verfügung gestellt werden müssen.
Außerdem ist bei der Ausführung gemäß Fig. 4 das Rohrhündel über ein gewelltes Blech 8 od. dgl. gegen die festen Fahrzeugteile abgestützt, wodurch sich ein zusätzliches Verformungsweg ergibt.
Für die vorstehenden wie auch die noch zu beschreilenden Ausführungsformen gilt gemeinsam, daß sich di.e Hohlräume ausschäumen lassen, wodurch sich eine zusätzliche Versteifung ergeben kann, deren Schaffung jedoch auch durch Abstützkörper oder sonstige Aussteifungselemente erfolgen kann. Ebenso können die Hohlkörper eingeschäumt sein, wodurch sich in bekannter Weise ein gutes Aussehen sowie eine zusätzliche Polsterung ergeben kann. Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 bis 4 wird damit aber gleichzeitig noch die Möglichkeit eines guten Verbundes der ein zelnen Rohre untereinander gegeben.
In Fig. 5 ist in Seitenansicht sin anderer Hohlkörper dargestellt, der sich von bekannten im wesentliche dadurch unterscheidet, daß seine Wandung 11 im vorlingenden Falle ringförmig gewellt ist, wodurch sich erhoblich günstigere Verformungseigenschaften ergebs Zn Fig. G is-t der HfJrllkörper im Schnitt gemäß der Schnittlinie VI-VI in Fig. 5 veranschaulicht. Aus Fig (S ist ersichtlich, aaß der Hohlkörper über ein gewelltes Blech 12 od. dgl. gegen die festen Fahrzeugteile abgestutzt ist.
Fig ',f zeigt einen Hohlkörper der Gattung gemäß Fig. 5 in einer anderen Ausführungsform, in dem die Wandung 13 zu einem geschlossenen, ovalen Hohlkörper zusammengeführt ist, der wiederum über ein gewelltes Blech 12 gegen die festen Fahrzeugteile abgestützt ist. Zur Aussteifung ist in den Hohlkörper ein ebenfalls gewelltes Rohr 14 eingesetzt , Durch das Einsetzen derartiger Rohre unterschiedlicher Größe und Steifheit läßt sich der Aufprallkörper leicht auf unterschiedliche Verformungskräfte bei dem gegebent Verformungsweg einstellen.
Beim Gegenstand der Fig. 5 bis 7 kann es zweckmäßig sein, die Wandung 11 bzw. 13 noch mit einer dünnwandigen, unprofilierten Schutzhülle zu umgeben, damit die Profilierung der Wandung 11 bzw. 13 durch ein glattwandiges Teil überdeckt ist.
Die Fig. 8 und 9 zeigen in zwei Ansichten eine Variante beispielsweise des Gegenstandes gemäß Fig. 2, indem hier die Rohre 15 in Form ringgeweliter Metallrohre sich nicht in Richtung der Fahrzeugbreite erstrecken, sondern sich praktisch in Fahrtrichtung erstrecken, o daß, wie mit dem Pfeil A angedeutet, ein Aufprallstoß in Axialrichtung der Rohre 15 erfolgt Das so gegebene Rohrbündel, bei dem die Rohre nicht unbedingt aneinanderliegen müssen, jedoch mit geringem Abstand voneinander angeordnet sein sollten, ist durch eine Schutzhülle 16 umgeben und zusammengebalten. Auch hier gelten die bereits beschriebenen Möglichkeiten der Ausschäumung bzw. Aussteifung, Bei allen bisberigen Beispielen sind die Profilierungen der Rohre bzw. Wandungen is ringförmige Well-ung dargestellt. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkoit einer Profilierung durch Anbringung von Nocken, Sicken etc. Schließlich kann aber aucn die Profilierung durch eine Ausbildung als Streckmetallkörper vorgenommen werden, wie er in Fig. 10 bei spielsweise als zylindrischer Körper 17 in Seitenansicht dargestellt ist. Durch diesen Körper könnten beispielsweise die Rohre 4, 5, 6 und 7 der Fig. 2 bis 4 bzw. 15 der Fig. 8 und 9 ersetzt werden Aus derartigem Streckmetall könnten jedoch auch die Wanzungen 11, 13 und 16 der vorher beschriebenen F rr1 ren ausgebildet werden.
Leerseite

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Stoßabsorbierendes Deformationsglied für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, das i.r Aufprallbereich der Knie von Fahrer und Beifahrer sich etwa geradlinig über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckend angeordnet als Hohlkörper ausgebildet, bet einem durch einen Unfall verursachten Aufprall eines Fahrzeuginsassen bleibend verformbar und an festen Fahrzeugteilen abgestützt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlkörperwandung (11, 13) zumindest teilweise profiliert ist.
2 Stcßabsorbierendes Deformationsglied für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, das i:n Au:fprallbereich der Knie von Fahrer und Beifahrer sich etwa geradlinig über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckend angeordnet, als Hohlkörper ausgebildet, bei einem durch einen Unfall verursachten Aufprall eines Fahrzeuginsassen bleibend verformbar und an festen Fahrzeugteilen abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörperquerschnitt in mehrere Ihn bildende, zueinander parallel aneinanderliegende bzw mit geringem gegenseitigem Abstand angeordnete Rohre (4, 5, 6, 7, 15, 17) mit zumindest teilweise profilierter Wandung aufgeteilt ist.
3. Deformationsglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (4 bis 7) sich in Richtung der Fahrzeugbreite erstrecken.
4. Deformationsglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (15) sich in Fahrtrichtullg erstrecken.
5. Deformationsglied nach Anspnich 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörperwandung (11 13) bzw. das Rohrbündel von einer dünnwandigen SchutzhUlle (2) umgeben oder durch mehrere Bänder (2) zusammengehalten ist.
6. Deformationsglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung des Hohlkörpers (10) bzw. der Rohre (4 bis 7, 15) eine quer zu deren Längserstreckung verlaufende Wellung ist.
7. Deformationsglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellung eine Ringwellung ist.
8. Deformationsglied nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellung schraubengangförmig umlaufend ist.
9. Deformationsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Profilierung des Hohl.körpers bzw. der Rohre durch Ausbildung dieser Teile aus Streckmetall gegeben ist.
10. Deformationsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung des Hohlkörpers bzw. der Rohre als Ein- und/oder Ausprägung in Form von Nockens Höckern od. dgl. ausgebildet ist.
11. Deformationsglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlkörper (10) bz, den Rohren (4 bis 7, 15) Abstützkörper (14) oaer Aussteifungselemente angeordnet sind.
12. Deformationsglied nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützkörper (14) zumindest teilweise profilierte Rohre sind.
13. Deformationsglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (10) bzw. die Rohre (4 bis 7, 15, 17) mit Kuns-tstoff aus- und/oder eingeschäumt sind.
14. Deformationsglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (10) bzw. die Rohre (4 bis 7, 15, 17) über ein gewelltes Blech (8, 12) gegen die festen Fahrzeugteile abgestützt sind.