DE69503685T2

DE69503685T2 - Struktur einer energieabsorbierenden Säule für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE69503685T2
Application number: DE69503685T
Authority: DE
Inventors: Clifford C. Farmington Hills Michigan48331 Chou; Roger Pitman Dearborn Michigan 48124 Daniel; George G. Northville Michigan 48167 Lim; Praful Novi Michigan 48315 Patel
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: DE69503685D1; EP0676315B1; EP0676315A1; US5609385A; JPH08324367A

Description

Die vorliegende Frfindung bezieht sich im allgemeinen auf Karosseriestrukturen für Kraftfahrzeuge und besonders auf die Konstruktion von Pfosten, um die Krafteinwirkung in Kraftfahrzeugen auszugleichen.
Die Zielsetzung bei der Auslegung moderner Kraftfahrzeuge bestand in der Lieferung von Karossseriestrukturen, welche die Krafteinwirkung als Reaktion auf auftretende Frontallasten bewältigen. Die jüngste Auslegungstendenz auf dem Gebiet der Fahrzeugkarosserien orientierte sich auf die Bewältigung von Krafteinwirkung, der der Fahrerraum als Reaktion auf Belastungen, die auf die Seiten des Fahrzeugs, sowie auf Belastungen, die im Innenraum des Fahrzeugs emwirken, ausgesetzt war.
Während die Federung der Oberflächen, die in den Innenraum des Fahrzeugs reichen, lange Zeit in der Automobilindustrie vorgenommen wurde, war die Grundstruktur der Karosserie, meistens aus Metall, eher angepasst, anstatt ein integrierter Teil der Auslegung für die Bewältigung der Krafteinwirkung zu sein, obwohl aus älteren Auslegungen, wie zum Beispiel die des Patents US-A-3 560 020 (Barenyi) hervorgeht, dass das allgemeine Prinzip der Federung derartiger Strukturen bekannt ist.
EP-A-0 254 635 handelt von einer die Krafteinwirkung bewältigenden Pfostenstruktur für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem äusseren Paneel, das im allgemeinen senkrecht angebracht ist, um eine nach aussen hohle äussere Oberfläche des Fahrzeugs zu begrenzen; einem inneren Paneel, das in einer Längsanpassung zum äusseren Paneel angebracht ist und eine innere hohle Oberfläche im Verhältnis zum äusseren Paneel der äusseren Oberfläche begrenzt; einem Zwischenpaneel, das fest zwischen dem äusseren und dem inneren Paneel angebracht ist, um eine erste Kammer mit dem äusseren Paneel und eine zweite Kammer mit dem inneren Paneel zu begrenzen; einer Vorrichtung zur Begrenzung von Peripherie-Flanschabschnitten, um das äussere, innere und Zwischenpaneel miteinander zu verbinden; und einem Zierdeckel, der die Peripherie-Flanschabschnitte verbindet und mit einer dritten, darin gebildeten Kammer, die nach innen an das Innenpaneel grenzt.
US-A-5 163 730 handelt von einer. Windschutz-Pfostenstruktur für ein Kraftfahrzeug, mit einem äusseren und einem inneren Bestandteil, die eine Zierleiste tragen, mit einem die Krafteinwirkung bewältigenden festen Winkelstück, das zwischen dem Pfosten und der Zierleiste angebracht ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine die Krafteinwirkung bewältigende Pfostenstruktur zu definieren, die die Fähigkeit des Pfostens verstärkt, Krafteinwirkung als Reaktion auf Belastungen zu bewältigen, die lateral im Verhältnis zum Fahrzeug einwirken.
Dies geschieht nach der Erfindung, indem eine derartige, wie im Anspruch 1 erörterte Struktur geliefert wird. In dieser Struktur sind das innere, äussere und Zwischenpaneel miteinander verbunden, um zwei die Krafteinwirkung bewältigende Kammern zwischen dem Paneel zu begrenzen, aber im Gegensatz zu der Struktur des EP-A-0 254 635 ist das Zwischenpaneel nicht flach, sondern bildet einen zentralen Brückenstrebe-Abschnitt, dessen Form im allgemeinen dem inneren oder äusseren Paneel angepasst ist und ausserdem werden Mittel zur Bewältigung der Krafteinwirkung zwischen dem Zierpaneel und dem äusseren Paneel des Pfostens in einer dritten, die Krafteinwirkung bewältigenden Kammer getragen.
Die Erfindung wird jetzt als Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, von denen:
Figur 1 eine Teilseitenansicht eines Kraftfahrzeugs ist;
Figur 2 ein Querschnitt ist, der an der Linie 2-2 der Figur 1 entlang genommen wurde;
Figur 3 eine Querschnitts-Ansicht ist, die an der Linie 3-3 der Figur 1 entlang genommen wurde;
Figur 4 eine Querschnitts-Ansicht ist, die der auf Figur 3 gleicht, die eine alternative Auslegung darstellt; und
Figur 5 eine Querschnitts-Ansicht ist, die der auf Figur 3 gleicht und noch eine andere alternative Auslegung darstellt.
Auf die Zeichnungen, besonders auf Figur 1 zurückkommend, wird ein Fahrzeug 10 dargestellt, mit einer Karosserie 12, die einen unteren Teil hat, wie es an der Tür 14 dargestellt wird, ein Stück Dach 16 und Pfosten 18, 20. Herkömmlicherweise liefern die Pfosten 18, 20 eine Stütze für das Dach 16, indem der Innenraum des Fahrzeugs, im allgemeinen bei 22 angegeben, geschlossen wird.
Nach der vorliegenden Eriindung sind die Pfosten 18, 20 gebaut, um die Bewältigung der Krafteinwirkung als Reaktion auf Belastungen, die seitlich auf die Pfosten einwirken, zu erhöhen. So wie sie hier verwendet werden, sollte verstanden werden, dass die Pfosten 18, 20 sich im allgemeinen senkrecht zwischen dem unteren Teil 14 des Fahrzeugs 10 und dem Dach 16 erstrecken und dass auf Belastungen, die normalerweise auf diese senkrechte Erstreckung einwirken, als auf laterale oder Seitenbelastungen Bezug genommen wird.
Die Pfosten 18, 20 sind vorzugsweise aus Metall hergestellte Pressteile. Nach der vorliegenden Erfindung sind sie ausgelegt, um die Kraftaufnahme zu erhöhen, sowohl durch die Form und das Anbringen der Pressteile aus Metall, als auch durch die Verbindung mit der inneren Verzierungsstruktur, um eine vollständige, Kraft aufnehmende Pfostenstruktur zu bilden,
Unter Bezugnahme auf Figur 2 wird eine bevorzugte Auslegung für den Vorder- oder A-Pfosten 20 dargestellt, der ein äusseres Paneel oder Panel 24, ein inneres Paneel oder Panel 26 und ein Zwischenpaneel oder Zwischenpanel 28, einen Zierdeckel 30 und Kraft aufnehmende Mittel 32 enthält, die zwischen dem inneren Paneel oder Panel 26 und dem Zierdeckel 30 angebracht sind.
Das äussere Paneel 24, das auf Figur 1 dargestellt wird, enthält ein erstes und zweites Paneel 34, 36, die durch Schweissen miteinander verbunden sind, um eine nach aussen gehende, hohle, äussere Oberfläche 38 zu bilden. Der erste und zweite Peripherie- Flanschabschnitt 40, 42 begrenzen einen nach aussen gehenden, hohlen Abschnitt 44, um eine stützenähnliche Struktur zu bilden Das innere Paneel enthält ebenfalls einen ersten und zweiten Peripherie-Flanschabschnitt 46, 48 die den Flanschabschnitten 40, 42 des äusseren Paneels gegenüber liegen. Ein hohler, innerer Stützenabschnitt 56 erstreckt sich zwischen den Flanschabschnitten 46, 48.
Das zwischen dem äusseren Paneel 24 und dem inneren Paneel 26 eingeschlossene Zwischenpaneel 28 enthält ebenfalls Peripherie- Flanschabschnitte 52, 54, die zwischen gegenüber liegenden Peripherie-Flanschabschnitten des äusseren Paneels 24 und des inneren Paneels 26 eingeklemmt sind und daran durch Schweissen oder ein ähnliches Befestigungsverfahren befestigt sein können. Ein zentraler Brückenstrebe-Abschnitt 50 erstreckt sich zwischen den Flanschabschnitten 52, 54 und wird in der Auslegung auf Figur 2 als im allgemeinen nach innen hohl dargestellt.
Mit den auf diese Weise angebrachten Paneelen 24, 26, 28 wird eine erste Kraft aufnehmende Kammer 58 zwischen dem äusseren Paneel 24 und dem Zwischenpaneel 28 und eine zweite Kraft aufnehmende Kammer 60 zwischen dem inneren Paneel 26 und dem Zwischenpaneel 28 gebildet.
Der im allgemeinen nach innen gehende Zierdeckel 30 ist vorzugsweise als ein gegossener Teil aus Kunststoff geformt und ist an den zusammenlaufenden Enden der Peripherie-Flanschabschnitte der Paneele 24, 26, 28 befestigt und bildet eine dritte, Kraft aufnehmende Kammer 62 zwischen der inneren Oberfläche 64 des Zierdeckels 30 und der äusseren Oberfläche 66 des inneren Paneels 26. Nach dieser bevorzugten Auslegung ist die Kraft aufnehmende Vorrichtung vorzugsweise als eine Bienenkorbstruktur aus Kunststoff ausgelegt, die im allgemeinen bei 68 in bekannten Auslegungen angegeben wird.
Derartige Bienenkorbstrukturen enthalten eine Vielzahl von Rippen, so wie die bei 70 angegebenen, die sich von einem Ende der inneren Oberfläche 64 des Zierdeckels 30 zum anderen Ende der äusseren Oberfläche 66 des inneren Paneels 26 erstrecken und polygonale Zellen bilden können, so wie es im Fachwissen der Automobilindustrie bekannt ist. Die Bienenkorbstruktur 68 kann ein separater, gegossener Teil sein, er kann auch in einem Stück mit dem Deckel 30 gegossen sein oder er kann am Deckel 30 oder am inneren Paneel 26 durch mechanische Mittel, wie zum Beispiel Einstecken oder Klebstoff befestigt sein.
Unter Bezugnahme auf Figur 3 wird die Anpassung an die bevorzugte Auslegung von Figur 1 am hinteren oder B-Pfosten 18 des Fahrzeugs 10 dargestellt. Wie die Beschreibungen der anderen, bekannten Auslegungen wird eine ausführliche Beschreibung von im wesentlichen identischen Bestandteilen vermieden und die Zeichnungen werden als Bezugnahme angegeben, wobei gleiche Teile gleiche Nummern enthalten, mit der Nummer der Figur der beschriebenen Auslegung. In der B- Pfosten-Auslegung der Figur 3 sollte beachtet werden, dass ein Zwischenpaneel 72 ausgelegt wird, um im allgemeinen hohl nach aussen und parallel zum äusseren Paneel 324 zu sein. Der Rest der Konstruktion ist im wesentlichen identisch mit der A-Pfosten-Konstruktion der Figur 2. Das äussere Paneel 324 und das innere Paneel 326 sind mit dem Zwischenpaneel 72 an Peripherie-Flanschabschnitten verbunden und eine erste Kammer 358 und eine zweite Kammer 360 werden zwischen den gepressten Paneelen gebildet. Eine dritte Kammer 362 wird zwischen dem Paneel 326 und dem gegossenen Zierdeckel 330 aus Kunststoff und der gegossenen Bienenkorbstruktur 368 aus Kunststoff gebildet, deren Form annähernd der Konstruktion des Pfostens 18 angepasst ist, wird als eine Kraft aufnehmende Vorrichtung geliefert.
Unter Bezugnahme auf Figur 4 ist das Konzept für die Auslegung des Pfostens 18 im wesentlichen identisch mit der auf Figur 3, ausser der Lieferung eines alternativen Mittels 432 zur Kraftaufnahme, das vorzugsweise ein im allgemeinen C-förmiges, nach aussen geöffnetes, elastisches Federglied 74 ist. Seine Kraft aufnehmende Fähigkeit kann durch die Lieferung von nach rückwärts gerichteten Wicklungsabschnitten 84, 86 sein, die nebeneinander am inneren Paneel 426 liegen. Das Federglied enthält ausserdem nach innen gerichtete Endabschnitte 78, 80, die an den Peripherie-Flanschabschnitten 446, 448, durch die Verwendung von Klebstoff befestigt sind, die im allgemeinen bei 82 angegeben sind.
Schliesslich wird unter Bezugnahme auf Figur 5 noch ein anderes Kraft aufnehmendes Mittel bei 532 angegeben, das sich vom auf Figur 4 dargestellten Mittel 432 insofern unterscheidet, dass das Federglied 74 innen Schaumstoff 76 enthalten kann, um seine Kraft aufnehmende Kapazität zu steigern.
In jeder der dargestellten Auslegungen wird die Kraft aufnehmende Kapazität der Strukturpfosten des Kraftfahrzeugs 10 im Vergleich zum ehemaligen Fachwissen durch die Lieferung von drei gepressten Paneelen aus Metall und einem aus Kunststoff gegossenen Zierdeckel verbessert, die zusammen drei Kraft aufnehmende Kammern bilden, wobei die innere Kammer verschiedene, bevorzugte Kraft aufnehmende Mittel enthält.

Claims

1. Eine Kraft aufnehmende Pfostenstruktur für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus:

einem äusseren Paneel (24), das im allgemeinen senkrecht angebracht ist, um eine nach aussen hohle äussere Oberfläche des Fahrzeugs zu bilden;

einem inneren Paneel (26), das in Längsanpassung zum äusseren Paneel (24) angebracht ist und eine innere hohle Oberfläche im Verhältnis zum äusseren Paneel der äusseren Oberfläche bildet;

einem Zwischenpaneel (28), das fest zwischen dem äusseren Paneel (24) und dem inneren Paneel (26) angebracht ist, um eine erste Kammer (58) mit dem äusseren Paneel (24) und eine zweite Kammer (60) mit dem inneren Paneel zu bilden;

einem Mittel, um Peripherie-Flanschabschnitte (40, 42, 46, 48, 52, 54) zu bilden, um das äussere, innere und Zwischenpaneel miteinander zu verbinden und

einem Zierdeckel (30), der mit den Peripherie-Flanschabschnitten verbunden ist und eine dritte Kammer (62) hat, die darin gebildet ist und nach innen an das innere Paneel (26) grenzt;

dadurch gekennzeichnet dass

das Zwischenpaneel (28) einen zentralen Brückenstrebe-Abschnitt (50) bildet, dessen Form im allgemeinen die Form des inneren Paneels (26) oder des äusseren Paneels (24) ergänzt und

Kraft aufnehmende Mittel (68, 74), die fest an einem der inneren Paneele oder dem Zierdeckel angebracht sind und im wesentlichen die dritte Kammer (62) ausfüllen.

2. Eine Kraft aufnehmende Pfostenstruktur nach Anspruch 1, in der das Kraft aufnehmende Mittel eine im allgemeinen C-Förmige, elastische Federstruktur (74) aus Metall enthält, die sich zur inneren Oberfläche des inneren Paneels (426) öffnet

3. Eine Kraft aufnehmende Pfostenstruktur nach Anspruch 2, die ausserdem eine Vielzahl von nach hinten gerichteten Wicklungsabschnitten (84, 86) enthält, die sich von den Abschnitten der Federstruktur (74), vom inneren Paneel (426) entfernt, zum inneren Paneel hin erstrecken.

4. eine Kraft aufnehmende Pfostenstruktur nach Anspruch 2, in der die Federstruktur (74) durch Klebstoff am inneren Paneel angebracht ist,

5. Eine Kraft aufnehmende Pfostenstruktur nach Anspruch 4, in der die Federstruktur (74) durch Klebstoff am inneren Paneel an dessen Peripherieflansch (446, 448) angebracht ist,

6. Eine Kraft aufnehmende Pfostenstruktur nach Anspruch 1, in der das Kraft aufnehmende Mittel eine Bienenkorbstruktur (68, 368) aus Kunststoff ist.

7. Eine Kraft aufnehmende Pfostenstruktur nach Anspruch 6, in der die Bienenkorbstruktur (68, 368) aus Kunststoff als ein Stück mit dem Zierdeckel (330) gegossen ist.

8. Eine Kraft aufnehmende Pfostenstruktur nach Anspruch 6, in der die Bienenkorbstruktur aus Kunststoff (68, 368) fest am Zierdeckel (30, 330) oder dem inneren Paneel (26, 326) mechanisch oder mit Klebstoff angebracht ist.

9. Eine Kraft aufnehmende Pfostenstruktur nach Anspruch 2, in der das Kraft aufnehmende Mittel eine im allgemeinen C-förmige, elastische Federstruktur aus Metall ist, die nach innen gerichtete Endabschnitte (78, 82) hat, die sich in der dritten Kammer befinden.

10. Eine Kraft aufnehmende Pfostenstruktur nach Anspruch 9, in der die Federstruktur (74) ausserdem fest an dem inneren Paneel (426) durch Klebstoff (82) angebracht ist, der sich zwischen den nach innen gerichteten Endabschnitten (78, 80) und dem Peripherie- Flanschabschnitt (446, 448) des inneren Paneels befindet.