DE3621697A1 - Impact carrier for stiffening in particular the doors of motor vehicles - Google Patents
Impact carrier for stiffening in particular the doors of motor vehiclesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Aufprallträger zur Ver steifung von insbesondere Kraftfahrzeugtüren, wobei der Aufprallträger einen Zuggurt und einen Druckgurt aufweist, die über wenigstens einen Wandteil mitein ander verbunden sind.The invention relates to an impact beam for Ver stiffening of motor vehicle doors, in particular the impact beam has a tension belt and a compression belt has, which mitein over at least one wall part are connected.
Zur Sicherung der Fahrgastzelle eines Personenkraft fahrzeuges ist es bekannt, in den Türen horizontal verlaufende Aufprallträger anzuordnen, um im Falle eines seitlichen Aufpralles die Türen derart zu ver stärken, daß Verletzungen der Insassen möglichst weitgehend minimiert werden. Hierzu macht man sich das Prinzip der Energiedissipation zunutze, indem die impulsartig aufgebrachte Energie in innere Energie umgewandelt wird, was zu einer Plastifizierung des Aufprallträgers führt. Zur Anwendung kommen dabei im wesentlichen Rohre oder Profilträger aus einem homogenen Werkstoff,zumeist aus Stahl. Den Anforderungen, die an einen Aufprallträger gestellt werden, als da sind hohe Kraftaufnahme, hohe Duktilität bei konstanter Steifigkeit, Kaltverfestigungsvermögen, hohes Umform vermögen und die Gewährleistung der vorgenannten Eigen schaften, insbesondere in Temperaturbereichen von -30°C bis +60°C, erfüllen die bekannten Aufprallträger nebeneinander nicht in zufriedenstellendem Umfang.To secure the passenger compartment of a passenger vehicle it is known to be horizontal in the doors to arrange running impact beams to in case a side impact to ver the doors strengthen that injuries to the occupants if possible be largely minimized. You do this for yourself Take advantage of the principle of energy dissipation by using the impulsed energy into inner energy is converted, which leads to a plasticization of the Impact beam leads. Are used essentially tubes or profile beams from one homogeneous material, mostly made of steel. The requirements which are placed on an impact beam as there are high force absorption, high ductility with constant Rigidity, work hardenability, high forming assets and the guarantee of the aforementioned own shafts, especially in temperature ranges from -30 ° C to + 60 ° C, meet the known impact beams side by side not to a satisfactory extent.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Aufprallträger zu schaffen, bei dem die vorge nannten Eigenschaften nebeneinander in zufrieden stellender Weise erzielt werden, wobei der Aufprall träger insbesondere auch ein hohes spezifisches Umform vermögen bei minimalem Materialeinsatz besitzen soll.The object of the present invention is to create an impact beam in which the pre mentioned properties side by side in satisfied be achieved in a way, the impact in particular also a high specific forming should have assets with minimal use of materials.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zuggurt mit einer faserverstärkten Kunststoff schicht verbunden ist und zwischen Zuggurt und Druckgurt außer dem diese verbindenden Wandteil im Bereich des zu erwartenden Fließgelenkes ein Versteifungsgitter angeordnet ist. Durch die Verwendung einer faserver stärkten Kunststoffschicht im Zuggurt eines z.B. aus Aluminium und dessen Legierungen gebildeten Aufprallträgers kann dieser hohe Kräfte aufnehmen, ohne daß durch die Ver stärkung des Zuggurtes durch die faserverstärkte Kunst stoffschicht eine nennenswerte Gewichtserhöhung des Aufprallträgers erfolgt. Durch den Einsatz des Ver streifungsgitters im Aufprallträger wird der Wider stand gegen das infolge der Durchbiegung auftretende Ausbeulen des Trägerquerschnitts erhöht, was bedeutet, daß die Bildung des sogenannten Fließgelenkes stark verzögert wird, da durch diese Maßnahme die Steifigkeit des Aufprallträgers sehr erhöht wird. Somit ist durch die Ausbildung des Aufprallträgers gemäß den vorge nannten Merkmalen dieser hinsichtlich seiner Anforde rungen und seinem Materialeinsatz optimiert. This object is achieved in that the tension belt with a fiber-reinforced plastic layer is connected and between the tension belt and compression belt except for the wall part connecting them in the area of stiffening grille to be expected is arranged. By using a fiberver reinforced plastic layer in the tension belt of e.g. out Aluminum and its alloys formed impact beam this can absorb high forces without the Ver Strengthening the tension belt through the fiber-reinforced art material layer a significant increase in weight of the Impact beam takes place. By using the Ver the grating in the impact beam becomes the opponent stood against what occurred as a result of the deflection Bulging of the girder cross section increases, which means that the formation of the so-called plastic hinge is strong is delayed as a result of this measure the rigidity the impact beam is very increased. So is through the formation of the impact beam according to the pre mentioned characteristics of these with regard to its requirements optimized and its use of materials.
Eine vorteilhafte Ausbildung des Aufprallträgers wird erzielt, wenn bei diesem - wie nach einem vorteil haften Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung vorgeschlagen - der Zuggurt und der Druckgurt über zwei damit einen Hohlraum bildende Stege verbunden sind und in dem Hohl raum ein Druckgurt und Zuggurt wenigstens über einen Längsbereich des Aufprallträgers abstützendes Verstei fungsgitter angeordnet ist. Dabei kann das Versteifungs gitter selbst vorteilhaft durch ein mäanderartig geformtes Streifenmaterial gebildet sein, dessen auf einem Niveau durchlaufende Kanten einerseits am Zuggurt und andererseits am Druckgurt anliegen. Statt eines derartigen, mäanderartig geformten Streifen materials ist es jedoch auch möglich, das Versteifungs gitter als Wabenstreifen auszubilden, dessen Wandteile senkrecht zum Druckgurt und zum Zuggurt und zwischen dem Druckgurt und dem Zuggurt verlaufen. Dabei versteht es sich, daß die Wabenform vom klassischen Sechskant hohlraum abweichen kann und statt dessen Rundhohlräume, Mehrkanthohlräume od.dgl. aufweist. Darüber hinaus wäre es auch denkbar, im Bereich des Fließgelenkes den Aufprallträger durch zwischen Druckgurt und Zuggurt angeordnete Rippen, Rohrstücke od.dgl. zu versteifen. Es wäre auch denkbar, dieses sogenannte Versteifungs gitter nur im Längsmittenbereich zwischen dem Zuggurt und dem Druckgurt des Aufprallträgers anzuordnen. Vor teilhaft erstreckt sich jedoch das Versteifungsgitter über die gesamte Innenbreite des Trägerhohlraumes.An advantageous design of the impact beam is achieved if with this - as for an advantage liable design feature of the invention proposed - the tension belt and the compression belt over two thus one Cavities forming webs are connected and in the cavity space a compression belt and tension belt at least over one Supporting reinforcement in the longitudinal region of the impact beam tion grid is arranged. This can be the stiffening lattice itself advantageous by a meandering shaped strip material can be formed on the edges running through a level on the one hand Tension belt and on the other hand rest on the pressure belt. Instead of of such a meandering strip materials, however, it is also possible to use stiffening to form a grid as a honeycomb strip, its wall parts perpendicular to the compression belt and the tension belt and between the compression belt and the tension belt. Understands it is that the honeycomb shape of the classic hexagon cavity may differ and instead circular cavities, Polygonal cavities or the like having. Beyond that it is also conceivable in the area of the plastic hinge Impact beam through between compression belt and tension belt arranged ribs, pipe pieces or the like. to stiffen. It would also be conceivable, this so-called stiffening grid only in the longitudinal center area between the tension belt and to arrange the pressure belt of the impact beam. Before however, the stiffening grid extends in part over the entire inner width of the carrier cavity.
Um den Verbund der faserverstärkten Kunststoffschicht mit der Oberfläche des Zuggurtes zu erhöhen, ist nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung der Zuggurt an seiner mit der faserverstärkten Kunst stoffschicht verbundenen Oberfläche diese vergrößernd aufgerauht. Dabei mag die Vergrößerung der Oberfläche des Zuggurtes durch nebeneinanderliegende Nuten im Zuggurt bewerkstelligt werden, wobei die Nuten vorteilhaft an der Oberfläche des Zuggurtes in Längsrichtung des Aufprallträgers verlaufen.To bond the fiber-reinforced plastic layer to increase with the surface of the tension belt is after a further embodiment feature of the invention the drawstring on his with the fiber-reinforced art layer connected surface this roughened to enlarge. It likes the enlargement the surface of the tension belt by side by side Grooves in the tension belt are accomplished, the Grooves advantageous on the surface of the tension belt in Run longitudinal direction of the impact beam.
Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen auf der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:The invention is in exemplary embodiments on the Drawing shown and will be described in more detail below explained. Show it:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs gemäßen, einen Hohlquerschnitt auf weisenden Aufprallträgers in einem Längsschnitt, Fig. 1 shows an embodiment of a fiction, modern, a hollow cross-section facing the impact beam in a longitudinal section;
Fig. 2 den Querschnitt des aus Fig. 1 ersichtlichen Aufprallträgers nach der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 2 shows the cross section of the visible in FIG. 1, the impact beam according to the line II-II of Fig. 1,
Fig. 3 den aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Aufprallträger in einem Schnitt nach der Linie III-III von Fig. 2, Fig. 3 to be seen from FIGS. 1 and 2 apparent impact beam in a section along the line III-III of FIG. 2
Fig. 4 die Seitentür eines Kraftfahrzeuges mit einem darin eingeschlossenen Auf prallträger in schematischer Darstellung, Fig. 4 shows the side door of a motor vehicle with an enclosed therein to bulging carrier in a schematic representation;
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers in einer der Fig. 3 analogen Schnittdarstellung, mit einem gegenüber dieser andersartigen Ver steifungsgitter, Fig. 5 shows another embodiment of an impact beam in one of the Fig. 3 analog sectional view steifungsgitter with a towards this other type of Ver,
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers in einer den Fig. 3 und 5 analogen Schnittdarstellung, Fig. 6 shows another embodiment of an impact beam in FIGS. 3 and 5 analog sectional view,
Fig. 7 einen Aufprallträger in einer zu den Fig. 3, 5 und 6 analogen Schnittdar stellung, wobei in den Aufprallträger ein andersartiges Versteifungsgitter integriert ist, Fig. 7 an impact beam position in a manner analogous to Figs. 3, 5 and 6 Schnittdar, wherein the impact beam in a different type of reinforcing mesh is integrated,
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers in einer den Fig. 3 und 5 bis 7 analogen Schnittdarstellung, wobei in den Aufprallträger den Zug gurt und den Druckgurt gegeneinander abstützende Rohrstücke eingesetzt sind. Fig. 8 shows another embodiment of an impact beam in a Figs. 3 and 5 to 7 analog sectional view, wherein the train belt and the pressure belt are used to support each other pipe pieces in the impact beam.
In den unteren Teil der in Fig. 4 dargestellten Fahr zeugtür 10 ist wenigstens ein Aufprallträger 11 einge zogen, dessen Endbereiche in nicht dargestellter Weise mit den Stirnseiten der Fahrzeugtür 10 verbunden sind. Dieser Aufprallträger weist bei dem dargestellten Aus führungsbeispiel einen Hohlquerschnitt in Form eines Vierkantrohres auf. Durch die Beanspruchungsrichtung des Aufprallträgers werden an diesem ein Druckgurt 12 und ein Zuggurt 13 gebildet, die über Stege 14 und 15 miteinander verbunden sind. Der Druckgurt 12 und der Zuggurt 13 umschließen zusammen mit den Stegen 14 und 15 einen Hohlraum 16, in dem ein Versteifungsgitter 17 derart angeordnet ist, daß dadurch der Druckgurt 12 und der Zuggurt 13 gegeneinander abgestützt sind. Dabei genügt es, das Versteifungsgitter 17 im etwa mittleren Bereich des Aufprallträgers anzuordnen, da dort in der Regel im Crashfall das durch Ausbeulung gebildete Fließgelenk zu erwarten ist. Bei dem aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist das Verstei fungsgitter 17 durch ein mäanderartig geformtes Streifenmaterial 18 gebildet, dessen Wellenscheitel jeweils an den Stegen 14 bzw. 15 anliegen, während die eine Kante 19 des Streifenmaterials 18 am Druck gurt 12 und die andere Kante 20 des Streifen materials 18 am Zuggurt 13 anliegt. Dieser Zuggurt 13 ist auf seiner Außenseite mit einer faserverstärkten Kunststoffschicht 21 überzogen, wobei zur Verbesserung des Verbundes zwischen der Kunststoffschicht 21 und dem Zuggurt 13 der letztere an seiner Oberfläche 22 mit in Längsrichtung des Aufprallträgers verlaufenden Nuten 23 versehen ist. Es wäre allerdings auch möglich, die Nuten quer oder geneigt zur Längsrichtung des Auf prallträgers anzuordnen, und außerdem ist es auch denkbar, statt der Nuten die Oberfläche 22 des Zug gurtes 13 in geeigneter Weise aufzurauhen, um die Haftfläche für die Kunststoffschicht zu vergrößern. In den Kunststoff ist vorteilhaft ein Fasermaterial einge bettet, wozu beispielsweise Glasfasern, Karbonfasern od.dgl. verwendet werden können. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Fasern in ihrer Längserstreckung in Richtung der Längsachse des Aufprallträgers im diese umgebenden Kunststoff ausgerichtet sind.In the lower part of the driving shown in Fig. 4 vehicle door 10 an impact beam is subjected at least 11 is having end regions in a manner not shown is connected to the front sides of the vehicle door 10. This impact beam has in the exemplary embodiment shown from a hollow cross section in the form of a square tube. Due to the direction of stress of the impact beam, a compression belt 12 and a tension belt 13 are formed thereon, which are connected to one another via webs 14 and 15 . The pressure belt 12 and the tension belt 13 together with the webs 14 and 15 enclose a cavity 16 in which a stiffening grid 17 is arranged such that the pressure belt 12 and the tension belt 13 are supported against one another. It is sufficient to arrange the stiffening grid 17 in the approximately central region of the impact beam, since the plastic hinge formed by bulging is generally to be expected there in the event of a crash. In the embodiment shown in FIGS . 1 to 3, the stiffening grating 17 is formed by a meandering strip material 18 , the wave apex of which rest against the webs 14 and 15 , respectively, while the one edge 19 of the strip material 18 on the pressure belt 12 and the other edge 20 of the strip material 18 abuts the tension belt 13 . This tension belt 13 is coated on its outside with a fiber-reinforced plastic layer 21 , the latter being provided on its surface 22 with grooves 23 running in the longitudinal direction of the impact beam to improve the bond between the plastic layer 21 and the tension belt 13 . However, it would also be possible to arrange the grooves transversely or inclined to the longitudinal direction of the impact beam, and it is also conceivable to roughen the surface 22 of the train belt 13 in a suitable manner instead of the grooves in order to enlarge the adhesive surface for the plastic layer. A fiber material is advantageously embedded in the plastic, for example glass fibers, carbon fibers or the like. can be used. It is advantageous if the fibers are aligned in their longitudinal extension in the direction of the longitudinal axis of the impact beam in the plastic surrounding it.
Bei dem aus Fig. 5 ersichtlichen und analog zu Fig. 3 dargestellten Aufprallträger 11 ist in dessen Hohlraum 16 ein das Versteifungsgitter 17 bildender Waben streifen 24 eingezogen, dessen Wandteile 25 senkrecht zum Druckgurt 12 und Zuggurt 13 verlaufen, wobei diese Wandteile in ihrer Erstreckung zwischen dem Druckgurt und dem Zuggurt derart bemessen sind, daß sie auf der Innenseite jeweils des Druckgurtes 12 und des Zug gurtes 13 anliegen und diese gegeneinander abstützen.In the impact beam 11 shown in FIG. 5 and shown analogously to FIG. 3, a honeycomb strip 24 forming the stiffening grid 17 is drawn into the cavity 16 , the wall parts 25 of which extend perpendicular to the compression belt 12 and tension belt 13 , these wall parts in their extent between the pressure belt and the tension belt are dimensioned such that they rest on the inside of the pressure belt 12 and the train belt 13 and support them against each other.
Bei dem aus Fig. 6 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist das Versteifungsgitter 17 aus einer Schar von Well streifen 26 gebildet, die nebeneinander angeordnet sind und an ihren Berührungsstellen bereichsweise miteinander beispielsweise durch Punktschweißung verbunden sein können. Auch diese zu einem Versteifungsgitter zusammen gesetzten Wellstreifen weisen eine solche Höhe auf, daß diese der lichten Weite zwischen dem Druckgurt 12 und dem Zuggurt 13 entspricht, so daß ein aus diesen Well streifen gebildetes Versteifungsgitter 17 den Druckgurt 12 und den Zuggurt 13 gegeneinander abstützt.In the embodiment shown in FIG. 6, the stiffening grid 17 is formed from a bevy of corrugated strips 26 which are arranged next to one another and can be connected to one another in regions at their points of contact, for example by spot welding. These corrugated strips put together to form a stiffening grid have a height such that this corresponds to the clear width between the pressure belt 12 and the tension belt 13 , so that a stiffening grid 17 formed from these corrugations supports the pressure belt 12 and the tension belt 13 against one another.
Auch das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers 11 weist ein Druckgurt und Zug gurt abstützendes Versteifungsgitter 17 auf. Dieses Versteifungsgitter ist ebenfalls wabenförmig gestaltet, jedoch weisen die von Wandteilen 25 umschlossenen Hohlräume nicht die für einen Wabenquerschnitt typische Sechskantform, sondern einen quadratischen Querschnitt auf.The embodiment of an impact beam 11 shown in FIG. 7 also has a compression belt and tension belt supporting stiffening grid 17 . This stiffening grid is also honeycomb-shaped, but the cavities enclosed by wall parts 25 do not have the hexagonal shape typical of a honeycomb cross section, but a square cross section.
Bei dem schließlich noch aus Fig. 8 zu entnehmenden, denkbaren Ausführungsbeispiel werden als Versteifungs gitter 17 nebeneinander angeordnete Rohrstücke 27 ver wendet, die entweder miteinander verbunden sein können oder aber als Einzelstücke zwischen dem Zuggurt und dem Druckgurt festgelegt sein können.In the finally also apparent from Fig. 8, conceivable embodiment are used as stiffening grid 17 adjacent pipe pieces 27 ver used, which can either be connected to each other or can be defined as individual pieces between the tension belt and the compression belt.
Es versteht sich, daß noch weitere Ausführungsformen von Versteifungsgittern 17 denkbar sind, wenn sie das Erfordernis erfüllen, den Druckgurt gegen den Zuggurt abzustützen, um ein Einbeulen des Aufprallträgers zu verhindern. Die Erfindung ist daher keinesfalls an die oben beschriebenen Ausführungsformen gebunden, und es sind noch vielerlei andere Ausgestaltungen denkbar. It goes without saying that still further embodiments of stiffening grids 17 are conceivable if they meet the requirement to support the pressure belt against the tension belt in order to prevent the impact beam from denting. The invention is therefore in no way tied to the above-described embodiments, and many other configurations are also conceivable.
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Bezugszeichenliste
10 Fahrzeugtür
11 Aufprallträger
12 Druckgurt
13 Zuggurt
14 Steg
15 Steg
16 Hohlraum
17 Versteifungsgitter
18 Streifenmaterial
19 Kante
20 Kante
21 Kunststoffschicht
22 Oberfläche
23 Nut
24 Wabenstreifen
25 Wandteil von 24
26 Wellstreifen
27 Rohrstück 10 vehicle door
11 impact beams
12 pressure belt
13 tension belt
14 bridge
15 bridge
16 cavity
17 stiffening grid
18 strip material
19 edge
20 edge
21 plastic layer
22 surface
23 groove
24 honeycomb strips
25 wall part of 24
26 corrugated strips
27 pipe section
Claims (8)
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