DE4443840A1 - Aufprallschutz für ein Kraftfahrzeugverkleidungsteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufprallschutz für ein Kraft­ fahrzeugverkleidungsteil.

Bei der Entwicklung neuer Kraftfahrzeugmodelle werden die Anfor­ derungen an die Insassensicherheit ständig erhöht. Dies betrifft ins­ besondere die Gestaltung des Fahrgastraumes. Bisher hat man versucht, die Sicherheit bei einem Aufprall durch den Einsatz von Kunststoff­ schäumen zu erhöhen. Diese Kunststoffschäume haben jedoch bekannterma­ ßen Nachteile, insbesondere eine starke Gebrauchstemperaturabhängig­ keit, Versprödung in der Kälte und Erweichung in der Wärme. Hygroskopische Eigenschaften bedingen eine unzureichende Witterungsbe­ ständigkeit. Durch ein elastisches Materialverhalten kommt es bei ei­ nem Aufprall zu Rückfedereffekten, die zusätzliche Beschleunigungs­ spitzen hervorrufen.

Anwendungsgebiet der Erfindung ist der Schutz bei Kopfaufprall an den Säulenverkleidungen, am Armaturenbrett und auf dem Lenkrad. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist der Schutz gegen Knieaufprall am Armaturenträger oder am Lenkrad sowie ein Hüft- oder Schulterauf­ prallschutz an der Türinnenverkleidung. Schließlich kommt ein Auf­ prallschutz unter der Motorhaube gegen einen Aufprall von Fußgängern in Betracht.

Der verfügbare Verformungsweg ist vergleichsweise gering. Daher kann ein elastisches Verhalten der bisher bekannten Stoffe zu keinem befriedigenden Ergebnis führten.

Aufgabe der Erfindung ist die Erhöhung der passiven Fahr­ zeugsicherheit gegen Aufprallverletzungen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Aufprallbereich zwischen dem Verkleidungsteil und dem Träger ein Kissen aus Leichtmetallschaum angeordnet ist.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als der Aluminiumschaum mit an den Anwendungszweck angepaßter spezifi­ scher Dichte eine außergewöhnlich große Energieaufnahmekapazität auch bei geringem Verformungsweg hat. Nach dem Aufbau der Gegenkraft er­ folgt die Verformung bei gleichmäßigem Kraftniveau unter Kompaktierung der Zellen. Bevorzugte Verwendung findet die Erfindung bei Innenver­ kleidungen aus thermoplastischen Kunststoffen. Die Energieaufnahme ist nach der Erfindung sehr groß. Die Gebrauchstemperaturabhängigkeit ist im Bereich zwischen -20°C und 100°C gering. Die Erfindung be­ dingt eine hohe Witterungsbeständigkeit und Vermeidung von hygrosko­ pischem Verhalten.

Ein Schutz des Kissens wird dadurch erzielt, daß das Kissen einen Mantel aufweist. Der Mantel besteht vorzugsweise aus Aluminium, so daß für das Recycling eine Sortenreinheit gegeben ist.

Die Erfindung ist insofern besonders wirtschaftlich, daß der Leichtmetallschaum ein Aluminiumschaum ist.

Das Kissen kann derart eine hohe Energie aufnehmen, daß das Kis­ sen zwischen einer Säulenverkleidung aus Thermoplast und einem Karos­ serieblech angeordnet ist.

Besonders hohe Energieaufnahmen erzielt man dadurch, daß der Alu­ miniumschaum eine Dichte zwischen 0,05 und 0,4 g/cm³ hat. Die Verfor­ mung des Aluminiumschaums setzt unmittelbar nach Stoßbeginn ein und setzt sich gleichbleibend über ein längeres Zeitintervall fort, so daß man eine hohe Energieaufnahme erhält. Infolge dieser rechteckförmigen Aufnahmekurve ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad. Durch das nichtela­ stische Verhalten des Kissens kommt es am Ende der Verformung nicht zu einem Rückfedern (Rebound-Effekt), so daß eine Abbremsung ohne zusätz­ liche Beschleunigung erreicht wird.

Ein Schutz des Kissens wird dadurch erzielt, daß das Kissen einen Mantel aufweist. Der Mantel besteht vorzugsweise aus Aluminium, so daß für das Recycling eine Sortenreinheit gegeben ist.

Ferner ist ein Mantel in Form eines Thermoplastspritzgußteils möglich. In diesem Fall erreicht man eine Befestigungsfunktion durch an das Thermoplastspritzgußteil angeformte Clipse, Laschen, Ösen oder dergleichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der zugehörigen Zeichnung erläutert, in der darstellen:

Fig.. 1 einen Schnitt durch eine Säulenverkleidung und

Fig. 2 Energieaufnahmekurven.

Fig. 1 zeigt ein Karosserieblech 1 in Form einer B-Säule. Eine Säulenverkleidung 2 ist im Schnitt dargestellt. Die Säulenverkleidung 2 ist als Thermoplastspritzgußteil ausgebildet und umgreift die Säule 1. Zwischen der Säule 1 und der Säulenverkleidung 2 ist als Hinterfüt­ terung ein Kissen 3 aus einem Mantel 4 und einer Füllung 5 aus Alumi­ niumschaum angeordnet. Der Aluminiumschaum hat eine Dichte zwischen 0,05 und 0,4 g/cm³.

Es wurden Messungen an einer nicht hinterfütterten Säulenverklei­ dung und an einer Säulenverkleidung mit einem Kissen aus Aluminium­ schaum einer Dichte von 0,16 g/cm³ durchgeführt. Die Messungen erfolg­ ten in einem sogenannten Stoßkolbenprüfstand. Als Prüfkörper diente die Nachbildung eines Erwachsenenkopfes. Messungen wurden für Anprall­ geschwindigkeiten von 5,3 m/s und 6,3 m/s durchgeführt. In Fig. 2 sind die Ergebnisse der Beschleunigungsmessung angegeben. Die strichpunk­ tierte Kurve für die nichthinterfütterte Verkleidung zeigt eine ausge­ prägte Spitze der Beschleunigung bzw. Abbremsung. Die ausgezogene Kur­ ve gibt Messungen mit einem Kissen aus Aluminiumschaum wieder. Man erkennt eine Bremsung über eine längere Dauer, also eine Energieab­ sorption durch das Kissen.

Bestimmt wurde auch der HIC-Wert (Head Injury Criterion), der nach den Vorschriften den Wert 1000 nicht übersteigen soll. Für die nichthinterfütterte Säulenverkleidung ergeben sich HIC-Werte weit über 1000, bis zu 4000. Für eine Säulenverkleidung mit einem Kissen aus Aluminiumschaum einer Dichte von 0,16 g/cm³ ergibt sich ein HIC-Wert von 430. Damit ergibt sich eine sprunghafte Verbesserung des Aufprall­ verhaltens einer Säulenverkleidung. Entsprechendes gilt für andere Verkleidungen.

Claims (8)

1. Aufprallschutz für ein Kraftfahrzeugverkleidungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufprallbereich zwischen dem Verkleidungsteil (2) und dem Träger (1) ein Kissen (3) aus Leichtmetallschaum angeord­ net ist.

2. Aufprallschutz nach Anspruch 1, daß der Leichtmetallschaum ein Aluminiumschaum ist.

3. Aufprallschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (3) zwischen einer Säulenverkleidung aus Thermoplast und einem Karosserieblech oder einem anderen Verletzungsgefahr hervor­ rufenden Bauteil (z. B. Gurthöhenverstellung) angeordnet ist.

4. Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Aluminiumschaum eine Dichte zwischen 0,05 und 0,4 g/cm³ hat.

5. Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kissen (3) einen Mantel (4) aufweist.

6. Aufprallschutz nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Mantel aus Aluminium.

7. Aufprallschutz nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Mantel in Form eines Thermoplastspritzgußteils.

8. Aufprallschutz nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch an das Thermoplastspritzgußteil angeformte Clipse, Laschen, Ösen oder der­ gleichen für eine Befestigung.