DE4303435C2

DE4303435C2 - Crash protection beams for doors and side walls of motor vehicle bodies

Info

Publication number: DE4303435C2
Application number: DE19934303435
Authority: DE
Inventors: Peter Garnweidner; Manfred Mokre
Original assignee: Euromotive GmbH and Co KG
Current assignee: Alutech GmbH
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1993-02-05
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2013-02-06
Also published as: DE4303435A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Rammschutzträger für Türen und Seitenwände von Kraftfahrzeugkarosserien, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an impact protection support for Doors and side walls of motor vehicle bodies, according to Preamble of claim 1.

Es ist bekannt, Fahrzeuge durch Einbau von Trägern in Türen und Seitenwände gegen die Wirkung seitlicher Kolli sionen zu schützen. In der Praxis verwendete Trägerprofile bestehen aus Rohren, I-Profilen, II-Profilen oder Hohlprofi len und werden üblicherweise in Höhe der Stoßstange ange bracht. In Türen sind sie an den Rahmenteilen verschraubt oder eingesteckt und in Seitenwänden an den Aufbauholmen befestigt.It is known to install vehicles in vehicles by means of Doors and side walls against the effect of side packages to protect sions. Beam profiles used in practice consist of tubes, I-profiles, II-profiles or hollow professionals len and are usually at the height of the bumper brings. They are screwed to the frame parts in doors or plugged in and in side walls on the body rails attached.

Aus der DE 36 06 024 A1 ist ein Strangpreßprofil bekannt, bei dem Zug- und Druckgurt mit seitlich über die Stege vorstehenden Abschnitten ausge bildet sind, wobei die Außenflächen des Druckgurtes und des Zuggurtes durchgehend eben ausgebildet sind.From DE 36 06 024 A1 is an extruded profile known for the tension and compression belt with sections protruding laterally over the webs are formed, the outer surfaces of the pressure belt and the Train belt are consistently flat.

Im Einsatzfall wird der Träger durchgebogen. Der Druck gurt wird verkürzt und damit in Profilrichtung auf Druck belastet, während der Zuggurt gedehnt und damit in Profil richtung auf Zug belastet wird. Sowohl Druckgurt als auch Zuggurt haben das Bestreben, sich zur neutralen Faser hin zu bewegen. Das hat zur Folge, daß sich der Profilquerschnitt dahingehend verformt, daß die äußeren Begrenzungslinien der Gurte im Querschnitt nicht mehr gerade, sondern wellenförmig verlaufen: Die über die Stege hinausragenden Abschnitte und die Gurtmitten bewegen sich etwas zur neutralen Faser hin, während die Gurtabschnitte im Bereich der Übergänge zu den Stegen ihren Abstand zur neutralen Faser weitgehend beibe halten, da sie durch die Stege an einer Bewegung in Richtung neutraler Faser gehindert werden.In use, the carrier is bent. The pressure belt is shortened and thus in the profile direction on pressure loaded while the tension belt is stretched and thus in profile direction is loaded on train. Both pressure belt and Tension belts tend to move towards the neutral fiber move. This has the consequence that the profile cross section deformed in such a way that the outer boundary lines of the The cross-section of the belts is no longer straight, but wavy run: The sections and the middle of the belt move slightly towards the neutral fiber, while the belt sections in the area of the transitions to the Are largely their distance from the neutral fiber keep moving as they move through the webs neutral fiber can be prevented.

Die zwischen den Stegen befindlichen Gurtbereiche be wirken ein Biegemoment, welches ein Wegknicken der Stege nach außen begünstigt. Die über die Stege hinausragenden Wulstabschnitte hingegen bewirken ein entgegengesetztes Biegemoment auf die Stege, so daß sich bei passender Dimen sionierung die beiden Biegemomente aufheben und die Stege selbst bei relativ großen Belastungen nicht ausknicken, und somit das Widerstandsmoment des Trägers lange aufrechterhal ten bleibt.The belt areas between the webs be act a bending moment, which kinks the webs favored to the outside. Those that protrude beyond the webs Bead sections, on the other hand, have the opposite effect Bending moment on the webs, so that with suitable dimensions the two bending moments and the webs do not buckle even with relatively large loads, and thus maintaining the moment of resistance of the wearer for a long time remains.

Nachteilig bei den bekannten Rammschutzträgern ist, daß durch die relativ komplizierte Profilform die Herstellung eines solchen Rammschutzträgers aufwendig ist. Ferner sind in manchen Fällen die vorstehenden Abschnitte am Zuggurt für die Montage ungünstig.A disadvantage of the known impact protection beams is that due to the relatively complicated profile shape, the production such a ram protection carrier is complex. Furthermore are in some cases the protruding sections on the tension belt for the assembly unfavorable.

Aus der EP 0 390 769 A1 ist ein Rammschutzträger für Türen und Seitenwände von Kraftfahrzeugkarosserien gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, der einen in Längsrichtung verlaufenden Hohlraum mit schar fen Kanten aufweist und bei dem sowohl Zuggurt als auch Druckgurt beide seitlich auskragende Abschnitte aufweisen.EP 0 390 769 A1 describes a crash protection support for Doors and side walls of motor vehicle bodies according to The preamble of claim 1 is known a longitudinal cavity with sharp fen has edges and where both tension belt as well as pressure belt both laterally projecting sections exhibit.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rammschutzträger der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß er bei ver gleichbarer Schutzwirkung einen einfacheren Aufbau aufweist.The object of the invention is a ram protection carrier of the type mentioned so that he ver comparable protective effect has a simpler structure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ramm schutzträger, wie er im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist, gelöst.According to the invention, this task is accomplished by a ram backing carrier as characterized in claim 1, solved.

Durch die mit einer solchen Gestaltung des Rammschutz trägers verbundene geringere Breite des Rammschutzträgers auf der Zuggurtseite ergeben sich in vielen Fällen auch Vorteile bei der Montage.With such a design of the impact protection Carrier connected smaller width of the impact protection beam on the tension belt side also arise in many cases Assembly advantages.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Ge genstand des Unteranspruchs.An advantageous embodiment of the invention is Ge subject of the subclaim.

Im Einsatzfall wird nämlich der Träger nicht nur auf Biegung, sondern auch auf Zug belastet. Das hat zur Folge, daß die neutrale Faser, d. h. der Bereich, in dem in Profil längsrichtung weder Dehnung noch Stauchung auftritt, in Richtung Druckgurt verschoben wird. Der Zuggurt wird also stärker belastet und sollte daher auch stärker als der Druckgurt ausgelegt sein. In der DE 36 06 024 A1 wird dieser Forderung Rechnung getragen, indem in einem Abstand zur Profillängsmitte in Längsrichtung ein Teil der Wulstab schnitte des Druckgurtes herausgetrennt wird. Dieses nach trägliche Heraustrennen ist jedoch insofern nachteilig für die Fertigung des Rammschutzträgers, als es einen zusätz lichen Arbeitsschritt erfordert.In use, the carrier is not only on Bend, but also loaded on train. As a result, that the neutral fiber, i.e. H. the area where in profile in the longitudinal direction neither stretching nor compression occurs Towards the pressure belt. So the tension belt is more stressed and should therefore be more severe than that Be designed pressure belt. This is described in DE 36 06 024 A1 Received accounted for at a distance from the Longitudinal profile center part of the bead cuts of the pressure belt is cut out. This after lazy ripping out is disadvantageous for the manufacture of the impact protection beam when there was an additional required work step.

Der Rammschutzträger gemäß Anspruch 2 vermeidet diesen Nachteil durch die im Zuge des Strangpressens miterzielbare einfache verdickte Ausbildung des Zuggurts.The impact protection support according to claim 2 avoids this Disadvantage due to the fact that can be achieved in the course of extrusion simple thickened formation of the tension belt.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungs gemäßen Rammschutzträgers im einzelnen beschrieben. Es zeigt: The following is based on the accompanying drawings a particularly preferred embodiment of the invention according to the impact protection beam described in detail. It shows:

Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Ramm schutzträgers, Fig. 1 shows a cross section of an inventive protective Ramm carrier,

Fig. 2 einen Eckbereich des Querschnitts aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig. 2 shows a corner portion of the cross section of FIG. 1 in an enlarged scale,

Fig. 3 den Querschnitt des erfindungsgemäßen Tragers nach Verformung unter der Einwirkung eines Stempels, Fig. 3 shows the cross-section of the support according to the invention after deformation under the action of a punch,

Fig. 4 den Querschnitt des Rammschutzträgers im Bereich einer Befestigungsschraube, Fig. 4 shows the cross section of the Rammschutzträgers in the region of a fastening screw,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Verhaltens des Rammschutzträgers unter der Einwirkung eines angreifenden Stempels. Fig. 5 is a schematic representation of the behavior of the impact protection beam under the action of an attacking stamp.

In Fig. 1 erkennt man einen Rammschutzträger mit ka stenförmigem Querschnittsprofil, dessen Druckgurt 2, nicht aber dessen Zuggurt 1, mit Verbindungsstege 3 seitlich tiber ragenden wulstabschnitten 4 ausgebildet ist. Der mittlere Bereich 2.1 der Außenseite des Druckgurtes ist gegenüber den Randbereichen 2.2 zurückversetzt. Die Flachen der Randberei che 2.2 sind so ausgebildet, daß ihre Profilachse parallelen Mittellinien außerhalb der Mittelebenen der den Druckgurt 2 mit dem Zuggurt verbindenden Stege 3 liegen. Dies ist ins besondere in Fig. 2 gut erkennbar.In Fig. 1 you can see a crash protection girder with ka-shaped cross-sectional profile, the pressure belt 2 , but not the tension belt 1 , is formed with connecting webs 3 laterally over protruding bead portions 4. The middle area 2.1 of the outside of the pressure belt is set back from the edge areas 2.2 . The areas of the peripheral areas 2.2 are designed so that their profile axis parallel center lines outside the central planes of the webs 3 connecting the pressure belt 2 are located. This can be seen particularly well in FIG. 2.

Man sieht in Fig. 1, daß der Zuggurt 1 deutlich dicker ausgebildet ist als der Druckgurt 2 (d1 < d2), wobei Einzel heiten hierzu weiter unten aufgeführt sind. Ferner sind die innenseitigen Übergangsbereiche 6, 8 zwischen den Gurten 1, 2 einerseits und den Stegen 3 andererseits, sowie die außen seitigen Übergangsbereiche 7 zwischen den Stegen 3 und den vorragenden Abschnitten 4 mit einem Radius, also nicht scharfkantig, ausgebildet.It can be seen in Fig. 1 that the tension belt 1 is formed significantly thicker than the pressure belt 2 (d1 <d2), details of which are listed below. Furthermore, the inside transition regions 6 , 8 between the belts 1 , 2 on the one hand and the webs 3 on the other hand, and the outside transition regions 7 between the webs 3 and the projecting sections 4 are formed with a radius, that is to say not with sharp edges.

Anhand von Fig. 1 und 3 soll nun die Verformung der Querschnittsflache bei einer wie in Fig. 5 dargestellten Beanspruchung im Bereich eines angreifenden Stempels erläu tert werden.Referring to Fig. 1 and 3, the deformation will now be tert the cross-sectional area at a in Fig. 5 stress shown in the area of an attacking punch erläu.

Zunächst trifft der Stempel 10 auf die ihm zugewandten Flächen der Randbereiche 2.2 des Rammschutzträgers. Solange er nur an diesen Flächen anliegt, werden, da die oben ge nannten Mittellinien dieser Flächen außerhalb der Mitte der Stege 3 liegen, die Stege 3 im Bereich 3.1 (siehe Fig. 3) nach innen (in Richtung der Hohlkammer) gebogen. Die resul tierende Kraft auf eine Fläche 2.2 läßt sich punktförmig etwa entlang der in Fig. 2 dargestellten gestrichelten Linie vorstellen. Zur Vermeidung hoher Druckspannungsspitzen soll ten die Übergangsbereiche 7 zwischen den vorragenden Ab schnitten 4 und den Stegen 3 mit nicht zu kleinem Radius gewählt werden.First of all, the stamp 10 strikes the surfaces of the edge regions 2.2 of the impact protection support facing it. As long as it bears only on these surfaces, since the above-mentioned center lines of these surfaces lie outside the center of the webs 3 , the webs 3 in region 3.1 (see FIG. 3) are bent inwards (in the direction of the hollow chamber). The resultant force on a surface 2.2 can be imagined point-like approximately along the dashed line shown in Fig. 2. To avoid high pressure peaks, the transition areas 7 between the projecting sections 4 and the webs 3 should be selected with a radius that is not too small.

Mit zunehmender Verformung der Querschnittsfläche ver schiebt sich die Krafteinleitung auf den Träger in Richtung der Trägermitte. Anstatt zweier resultierender Kraftan griffspunkte, die sich außerhalb der Mitten der Stege 3 befinden, erhält man, sobald der zurückgesetzte Bereich 2.1 am Stempel anliegt, drei Angriffspunkte, welche sich alle zwischen den beiden Stegmitten befinden (Fig. 3). Damit wird nun vom Druckgurt 2 auf die Stege 3 ein Biegemoment über tragen, das einer weiteren Einbiegung der Stege im Bereich 3.1 entgegenwirkt. Der Radius im innenseitigen Übergangs bereich 8 ist so groß gewählt, daß sich in diesem Bereich keine übermäßigen Druckspannungen ergeben.With increasing deformation of the cross-sectional area, the force transmission shifts onto the carrier in the direction of the center of the carrier. Instead of two resulting Kraftan grip points, which are outside the center of the webs 3 , you get three points of attack, as soon as the recessed area 2.1 is applied to the punch, all of which are located between the two web centers ( Fig. 3). A bending moment is now transmitted from the pressure belt 2 to the webs 3 , which counteracts a further bending of the webs in the area 3.1 . The radius in the inside transition area 8 is chosen so large that there are no excessive compressive stresses in this area.

Der Zuggurt 1, der dabei gedehnt wird, strebt in Richtung des Druckgurtes, da damit eine Abnahme der auf ihn einwirkenden Zugspannung verbunden ist. Die Stege wirken diesem Bestreben entgegen. Allein die Gurtmitte bewegt sich etwas in Richtung des Druckgurtes und bewirkt damit, daß die Stege in ihren Bereichen 3.2 (siehe Fig. 3) nach außen gebo gen werden. Zur Vermeidung übermäßiger Druckspannungen im Bereich der Winkel 6 ist der Radius dieser Winkel ebenfalls genügend groß gewählt.The tension belt 1 , which is thereby stretched, strives in the direction of the compression belt, since this is associated with a decrease in the tension acting on it. The webs counteract this effort. Only the middle of the belt moves somewhat in the direction of the pressure belt and thus causes the webs in their areas 3.2 (see FIG. 3) to be bent outwards. To avoid excessive compressive stress in the area of the angle 6 , the radius of this angle is also chosen to be sufficiently large.

Durch die sich somit ergebende S-förmige Verformung der Stege und die Verlagerung der Kraftangriffspunkte am Druck gurt von der Außenseite der Stege 3 auf die Innenseite wäh rend der Verformung erreicht man bezüglich der Knicksteifig keit der Stege eine ahnliche Wirkung wie bei einer Verkür zung der Stege. Die Stege werden also in Bezug auf Knick beanspruchung steifer. Bei sehr starker Belastung wird die Krümmung des Bereichs 3.2 stärker, und die Stege 3 falten sich S-förmig. Die hierfür erforderliche Kraft ist jedoch viel größer als diejenige beim vorbekannten Träger, wenn dort die Stege einmal ausgeknickt sind.The resulting S-shaped deformation of the webs and the shifting of the force application points on the pressure belt from the outside of the webs 3 to the inside during the deformation achieves a similar effect to the buckling stiffness of the webs as with a shortening of the webs . The webs are thus stiffer in terms of buckling. When the load is very high, the curvature of the region 3.2 becomes stronger and the webs 3 fold in an S-shape. However, the force required for this is much greater than that of the previously known carrier once the webs are bent there.

Die Querschnittsfläche des Zuggurtes 1 soll wenigstens die gleiche Größe wie die Querschnittsfläche des Druckgurtes 2 haben. D. h., daß, da der Druckgurt mit überkragenden Abschnitten 4 ausgebildet ist, die Dicke d1 des Zuggurtes entsprechend großer als die Dicke d2 des Druckgurtes ist. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß bei der Biegung die neutrale Zone nicht zu nahe am Druckgurt liegt.The cross-sectional area of the tension belt 1 should be at least the same size as the cross-sectional area of the pressure belt 2 . That is, since the pressure belt is formed with projecting portions 4 , the thickness d1 of the tension belt is correspondingly larger than the thickness d2 of the pressure belt. This design ensures that the neutral zone is not too close to the pressure belt during bending.

Da jedoch der Träger im Einsatzfall nicht nur auf Bie gung, sondern auch auf Zug beansprucht wird, wodurch der Zuggurt mehr und der Druckgurt weniger belastet wird, ist es vorteilhaft, wenn der Zuggurt 1 eine etwas größere Quer schnittsfläche als der Druckgurt 2 besitzt.However, since the carrier is used not only on bending, but also on train, whereby the tension belt is loaded more and the pressure belt less, it is advantageous if the tension belt 1 has a somewhat larger cross-sectional area than the pressure belt 2 .

Die Befestigung des Trägers an einem Türrahmen erfolgt vorteilhafterweise so, daß er mittels einer Bohrung im Zug gurt 1 festgeschraubt wird. Der Druckgurt 2 wird dabei ent weder unter Ausbildung eines schrägen Schnittes entfernt, oder, nachdem die beiden Gurte aneinandergepreßt wurden, zu sammen mit dem Zuggurt durchbohrt und angeschraubt. Durch die große Dicke d1 kommt es im Bereich der Befestigung zu relativ geringen Spannungsspitzen im Material, und die Befe stigung kann, verglichen mit dem vorbekannten Träger, größe ren Belastungen standhalten.The attachment of the carrier to a door frame is advantageously carried out so that it is screwed by means of a hole in the train belt 1 . The pressure belt 2 is removed ent either to form an oblique cut, or after the two belts have been pressed together, drilled and screwed together with the tension belt. Due to the large thickness d1, there are relatively low stress peaks in the material in the area of the fastening, and the fastening can withstand larger loads than the known carrier.

Durch die verglichen mit dem vorbekannten Träger rela tiv geringe Breite des ohne überragende Abschnitte ausge bildeten Zuggurtes 1 und dem damit verbundenen geringeren Platzbedarf können sich ferner Vorteile bei der Montage ergeben.Due to the relatively small width compared to the known carrier of the train belt 1 formed without protruding sections and the associated smaller space requirements, there may also be advantages during assembly.

Claims

1. Rammschutzträger for doors and side walls of motor vehicle bodies with a pressure belt ( 2 ) and a spaced tension belt ( 1 ), which are transverse to these webs ( 3 ), enclosing a cavity with these, the pressure Belt ( 2 ) laterally over the webs ( 3 ) projecting sections ( 4 ), which together with the adjacent sections in the vicinity of the webs ( 3 ) form raised areas ( 2.2 ) compared to the intermediate central region of the pressure belt ( 2 ), which as Force application surfaces act for a compressive force, and the center lines of the raised areas ( 2.2 ) running in the direction of the support axis are offset relative to the central planes of the associated webs ( 3 ) towards the respective edges of the pressure belt ( 2 ), the outer transition areas ( 7 ) between webs ( 3 ) and sections ( 4 ) with curves are seen ver, characterized in that the Zuggu rt ( 1 ) has no sections ( 4 ) projecting laterally beyond the webs ( 3 ), and that the transition regions ( 6 , 8 ) between the webs ( 3 ) and the pressure belt ( 2 ) and the tension belt ( 1 ) in the cavity with curves are trained.

2. impact protection support according to claim 1, characterized in that the thickness (d1) of the tension belt ( 1 ) in relation to the thickness (d2) of the sections ( 4 ) formed compression belt ( 2 ) is chosen so that the cross-sectional area of the tension belt ( 1 ) is at least as large as that of the pressure belt ( 2 ).