DE10133453B4

DE10133453B4 - Structural component of a motor vehicle

Info

Publication number: DE10133453B4
Application number: DE2001133453
Authority: DE
Inventors: Thomas Danner; Josef Mayer; Rene Rade; Peter Tiefenthaler; Jochem Fischer; Udo Dr. Klasfauseweh
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH; Autoliv Development AB
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH; Autoliv Development AB
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2021-07-11
Also published as: DE10133453A1

Abstract

Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs mit einem Energie absorbierenden Protektor (5), wobei der Protektor (5) mehrere flächige Verformungskörper (6, 7) aus Metallblech umfasst, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, von Abstandshaltern (8) zueinander beabstandet sind und mit den zwischen den Verformungskörpern (6, 7) verbleibenden Zwischenräumen eine Dämpfungszone ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Protektor (5) zum Schutz der Insassen vor Kopfverletzungen bei einem Seitenaufprall in Längsrichtung (LR) entlang eines Dachrahmens (4) eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und dass die Verformungskörper (6, 7) und Abstandshalter (8) insgesamt von wenigstens einem Mantelblech (10, 11) umgeben sind, wobei die Abstandshalter (8) kugelabschnittsförmig konfigurierte Ausprägungen der Verformungskörper (6, 7) sind.structural component a motor vehicle with an energy absorbing protector (5), wherein the protector (5) has a plurality of planar deformation bodies (6, 7) of sheet metal, which are substantially parallel to each other are spaced from each other by spacers (8) and with the remaining between the deformation bodies (6, 7) interspaces a damping zone Training, characterized in that the protector (5) for protection the occupants from head injuries in a side impact in the longitudinal direction (LR) along a roof frame (4) of a motor vehicle is arranged and that the deformation bodies (6, 7) and spacers (8) in total of at least one jacket sheet (10, 11) are surrounded, wherein the spacers (8) configured spherical segment manifestations the deformation body (6, 7).

Description

Die Erfindung betrifft ein Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a structural component of a motor vehicle according to the features in the preamble of claim 1.

Im Fahrzeugbau kommen vermehrt Sicherheitseinrichtungen zum Einsatz, die dazu dienen, einen Schutz im Falle eines Seitenaufpralls oder auch bei einem Fahrzeugüberschlag bereitzustellen. Bekannt sind beispielsweise Airbag-Module, die in verschiedenen Bereichen des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, insbesondere auch entlang des Dachrahmens eines Kraftfahrzeugs. Probleme ergeben sich allerdings, wenn die zur Entfaltung des Airbag-Systems notwendige Schwellengeschwindigkeit nicht erreicht wird. In einem solchen Fall können Fahrzeuginsassen selbst bei geringen Geschwindigkeiten Kopfverletzungen beim Aufprall an den Dachrahmen erleiden. Zudem sind heute noch nicht alle Kraftfahrzeuge standardmäßig mit Seitenairbag-Systemen ausgerüstet.in the Vehicle construction increasingly uses safety devices, which serve to provide protection in the event of a side impact or even in a vehicle rollover provide. Are known, for example, airbag modules that in different Areas of the motor vehicle are arranged, in particular also along the roof frame of a motor vehicle. Problems arise, however, when necessary for the deployment of the airbag system threshold speed is not achieved. In such a case, vehicle occupants themselves At low speeds head injuries on impact suffer the roof frame. In addition, not all vehicles are today standard with Equipped side airbag systems.

Die in Serie befindlichen Kopfschutzsysteme bestehen größtenteils aus Kunststoffprotektoren (PUR-Schaum), die in den Dachhimmel integriert sind. Diese Systeme erfüllen zum Teil noch nicht die zukünftigen gesetzlichen Anforderungen.The The majority of head protection systems in series exist made of plastic protectors (PUR foam), which are integrated into the headliner. These systems meet partly not yet the future ones legal requirements.

Aus dem Stand der Technik ( DE 71 44 102 U1 ) sind platten- oder blockförmige Knautschelemente zum Einbau in Fahrzeuge zur Umwandlung kinetischer Energie bei Zusammenstößen bekannt, bei welchen senkrecht zur Aufprallrichtung angeordnete Schichten, Lagen oder Reihen bienenwabenartig, wellenförmig oder dergleichen übereinander angeordnet sind und Verformungsenergie aufnehmen können. Als Material für die Knautschelemente kommen Metalle, Kunststoffe, Gummi, aber auch Materialien auf Zellulosebasis in Frage, die unter Umständen vor Feuchtigkeit geschützt werden müssen (WO 95/25646). Zusammendrückbare Materialien können beispielsweise Mischungen aus recycliertem, aufgearbeitetem thermoplastischen Material und aufgearbeiteten fasrigen Bündeln von Polyesterfasern, Glasfasern und einem thermisch verfestigbaren Harz sein ( DE 197 39 467 A1 ). Es sind auch Lösungen bekannt, bei welchen bei einer Energieabsorption sich in Aufprallrichtung erstreckende Rippen von einer Kunststoffwandung abgetrennt werden und hierbei Aufprallenergie in Verformungsenergie umgewandelt wird ( US 5,938,273 ).From the prior art ( DE 71 44 102 U1 ) plate or block-shaped crushing elements for installation in vehicles for converting kinetic energy in collisions are known in which arranged perpendicular to the direction of impact layers, layers or rows honeycomb-like, wavy or the like are arranged one above the other and can absorb deformation energy. Suitable materials for the crushing elements metals, plastics, rubber, but also cellulosic materials in question, which may need to be protected from moisture (WO 95/25646). Compressible materials may be, for example, blends of recycled, reclaimed thermoplastic material and reclaimed fibrous bundles of polyester fibers, glass fibers, and a thermally settable resin ( DE 197 39 467 A1 ). Solutions are also known in which, in the event of energy absorption, ribs extending in the direction of impact are separated from a plastic wall, and in this case impact energy is converted into deformation energy ( US 5,938,273 ).

Es sind auch kombinierte Systeme aus Protektoren und Airbags bekannt, wie beispielsweise aus der DE 198 38 641 A1 . Diese offenbart einen in einem Behälter am Fahrzeugdachrahmen angeordneten Airbag. Seitlich des Behälters ist entlang des Fahrzeugdachrahmens zum Schutz der Insassen ein Energie absorbierendes Element angeordnet. Das Element kann als Schaumkörper oder als am Fahrzeugrahmen längs verlaufendes Rohr ausgebildet sein. Die Dimensionierung des Rohrs richtet sich dabei nach der Größe des den Airbag aufnehmenden Behälters und kann aufgrund seiner Geometrie nur eine bestimmte Breite des Dachrahmenbereiches abdecken. Kunststoffprotektoren haben den Nachteil, dass sie in manchen Fällen schwierig zu recyclen sind.There are also combined systems of protectors and airbags known, such as from DE 198 38 641 A1 , This discloses a arranged in a container on the vehicle roof frame airbag. On the side of the container, an energy absorbing element is arranged along the vehicle roof frame for the protection of the occupants. The element may be formed as a foam body or as a tube extending longitudinally on the vehicle frame. The dimensioning of the tube depends on the size of the container receiving the airbag and can cover only a certain width of the roof frame area due to its geometry. Plastic protectors have the disadvantage that in some cases they are difficult to recycle.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs mit einem entlang des Dachrahmens des Kraftfahrzeugs angeordneten Energie absorbierenden Protektor hinsichtlich des Schutzes der Insassen vor Kopfverletzungen zu verbessern.Of these, Based on the object of the invention, a structural component a motor vehicle with a along the roof frame of the motor vehicle arranged energy absorbing protector in terms of protection to improve the inmates from head injuries.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs. Durch die Abstandshalter verbleiben zwischen den einzelnen Verformungskörpern Zwischenräume. Die Verformungskörper bilden zusammen mit den Abstandshaltern und den Zwischenräumen eine Dämpfungszone, die so dimensioniert ist, dass Kopfverletzungen bei einem Seitenaufprall oder bei einem Überschlag verhindert werden können.The Invention solves this task with the features of the claim. Through the spacers remain between the individual deformation bodies spaces. The deformable body make up one together with the spacers and spaces Damping zone, which is sized so that head injuries in a side impact or in a rollover can be prevented.

Die Verformungskörper und Abstandshalter können in mehreren Schichten übereinander liegen. Hierdurch entsteht eine Sandwich-Struktur, die je nach vorhandenem Bauraum den kompletten Dachrahmen eines Kraftfahrzeugs bedecken kann. Das erfindungsgemäße Strukturbauteil eignet sich aber auch für die Verwendung mit einem Seitenairbag-System, wobei der Protektor das ganze oder auch nur Teile des Airbag-Systems ähnlich der in der DE 198 38 641 A1 vorgeschlagenen Lösung bedecken kann.The deformation bodies and spacers can lie one above the other in several layers. This creates a sandwich structure that can cover the entire roof frame of a motor vehicle depending on the available space. However, the structural component according to the invention is also suitable for use with a side airbag system, wherein the protector, the whole or even parts of the airbag system similar to that in the DE 198 38 641 A1 can cover proposed solution.

Als besonders vorteilhaft werden Verformungskörper und Abstandshalter aus Metallblech angesehen. Hierbei können dünne Metallbleche in einer Sandwich-Struktur so geschachtelt sein, dass die Flächenkräfte des Kopfes wirksam aufgenommen werden können. Die jeweiligen Metallbleche können aus einem einheitlichen aber auch aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, wobei die Materialwahl und die Anzahl der geschachtelten Metallbleche idealerweise auf die jeweiligen strukturellen Anforderungen eingestellt und optimiert werden kann.When Particularly advantageous deformation body and spacers are made Considered sheet metal. Here you can thin metal sheets in a sandwich structure be nested so that the surface forces of the head are effectively absorbed can. The respective metal sheets can be made out a uniform but also of different materials be prepared, the choice of material and the number of nested Metal sheets ideally on the respective structural requirements can be adjusted and optimized.

Der Vorteil bei der Verwendung von Metallblechen ist deren einfache und kostengünstige Herstellung sowie das einfache Recycling, da keine Kunststoffteile verwendet werden.Of the Advantage of using metal sheets is their simple and cost-effective Production as well as easy recycling, since no plastic parts be used.

Es ist vorgesehen, dass die Verformungskörper und Abstandshalter insgesamt von einem Mantelblech umgeben sind. Durch dieses Mantelblech können die einzelnen Verformungskörper und Abstandshalter zu einer vormontierbaren Einheit zusammengefasst sein und als Ganzes dem Strukturbauteil des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein.It it is envisaged that the deformation bodies and spacers in total surrounded by a jacket plate. Through this jacket sheet, the individual deformation body and spacers combined into a preassemblable unit be and as a whole associated with the structural component of the motor vehicle be.

Die Abstandshalter sind Ausprägungen der Verformungskörper. Das heißt, die Abstandshalter bilden kein separates Bauteil, sondern die regelmäßig flächigen Verformungskörper weisen im Abstand zueinander über ihre Längsebene hinausragende Erhöhungen auf, die einen vollflächigen Kontakt zu dem angrenzenden Verformungskörper verhindern. Über die gegenseitigen Abstände der Ausprägungen, deren Anordnung zueinander sowie deren geometrischer Konfiguration ist das Energie absorbierende Verhalten des Protektors in weiten Grenzen beeinflussbar. Insbesondere lässt sich durch die Höhe bzw. Tiefe der Ausprägungen der zwischen den Verformungskörpern verbleibende Zwischenraum bestimmen und damit die Tiefe der Dämpfungszone steuern.The Spacers are characteristics the deformation body. This means, the spacers do not form a separate component, but have the regularly planar deformation body at a distance from each other their longitudinal plane protruding elevations on, which is a full-surface Prevent contact with the adjacent deformation body. About the mutual distances the characteristics, their arrangement with each other and their geometric configuration is the energy-absorbing behavior of the protector in wide Limits influenced. In particular, can be determined by the height or Depth of the characteristics the between the deformation bodies Determine remaining gap and thus control the depth of the damping zone.

Die Ausprägungen sind kugelabschnittartig konfiguriert. Zweckmäßig ist eine rasterförmige Anordnung der Ausprägungen, die eine gleichmäßige punktuelle Berührung einander benachbarter Verformungskörper ermöglicht. Das Rastermaß bestimmt dabei wiederum das Dämpfungsverhalten. Ein Raster ist auch geeignet, um Verformungskörper gleicher Rasterung gegeneinander in ihrer Lage zu orientieren, beispielsweise wenn die Ausprägungen eines Verformungskörpers zwischen die Ausprägungen eines benachbarten Verformungskörpers greifen.The manifestations are configured in a spherical segment. Appropriately, a grid-shaped arrangement the characteristics, the one-off punctual contact allows adjacent deformation body. The grid size determines again the damping behavior. A grid is also suitable for deformation body of the same screening against each other to orient in their position, for example, if the forms of a deformation body between the characteristics an adjacent deformation body to grab.

Die Ausprägungen brauchen dabei nicht notwendigerweise nur auf einer Seite des Verformungskörpers vorhanden zu sein, es sind auch beiderseitige Ausprägungen als Abstandshalter möglich. Es ist grundsätzlich auch denkbar, verschiedenartig konfigurierte Verformungskörper und Abstandshalter in einem Protektor zu kombinieren.The manifestations do not necessarily only exist on one side of the deformation body to be, there are also mutual manifestations as spacers possible. It is basically also conceivable, differently configured deformation body and To combine spacers in a protector.

Die konkrete Ausgestaltung des Protektors richtet sich nach den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten des Kraftfahrzeugs. Grundsätzlich ist es möglich, einem Dachrahmen eines Kraftfahrzeugs mehrere separate Protektoren zuzuordnen. Denkbar ist auch, dass ein langgestreckter Protektor von der A-Säule bis zur C/D-Säule reicht.The Concrete design of the protector depends on the respective constructional conditions of the motor vehicle. Basically it is possible a roof frame of a motor vehicle several separate protectors assigned. It is also conceivable that an elongated protector from the A-pillar to the C / D column.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention will be described below with reference to the 1 and 2 illustrated embodiment illustrated. Show it:

1 in der Seitenansicht einen Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs mit einem Protector im Teilschnitt und 1 in the side view of a structural component of a motor vehicle with a protector in partial section and

2 eine vergrößerte Darstellung des Strukturbauteils der 1 im Dachrahmenbereich der B-Säule. 2 an enlarged view of the structural component of 1 in the roof frame area of the B-pillar.

In 1 ist ein Strukturbauteil 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, das sich von dem unteren Bereich der A-Säule 2 in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs bis hinter die B-Säule 3 erstreckt. Dieses Strukturbauteil 1 ist Bestandteil der Fahrzeugseitenstruktur und umfasst entlang des Dachrahmens 4 einen Protektor 5, der der sich von der A-Säule 2 bis zu der nicht näher dargestellten C/D-Säule in Längsrichtung LR des Dachrahmens 4 erstreckt. Der Protektor 5 folgt in seiner Längserstreckung der Konturierung des Dachrahmens 4. Er ist im Bereich der B-Säule 3 im Teilschnitt dargestellt, wie die 2 in vergrößerter Darstellung zeigt. Der Protektor 5 umfasst mehrere sich in Längsrichtung LR des Dachrahmens 4 erstreckende flächige Verformungskörper 6, 7, die parallel zueinander verlaufen und von Abstandshaltern 8 zueinander beabstandet sind. Die Abstandshalter 8 sind kugelabschnittartig konfigurierte Ausprägungen an den aus Metallblech gefertigten Verformungskörpern 6, 7. Die Abstandshalter 8 bzw. Ausprägungen sind in gleichmäßigem Abstand rasterförmig angeordnet. Um ein Ineinandergreifen gleichgerichteter Ausprägungen zu vermeiden, befindet sich zwischen den Verformungskörpern 6, 7 mit den Ausprägungen bzw. Abstandshaltern 8 ein ebenes Zwischenblech 9.In 1 is a structural component 1 a motor vehicle, extending from the lower portion of the A-pillar 2 in the longitudinal direction of the motor vehicle to behind the B-pillar 3 extends. This structural component 1 is part of the vehicle side structure and includes along the roof frame 4 a protector 5 which is from the A-pillar 2 up to the not shown C / D column in the longitudinal direction LR of the roof frame 4 extends. The protector 5 follows in its longitudinal extension of the contouring of the roof frame 4 , He is in the area of the B-pillar 3 shown in partial section, as the 2 in an enlarged view shows. The protector 5 includes a plurality of longitudinally LR of the roof frame 4 extending flat deformation body 6 . 7 that run parallel to each other and spacers 8th spaced apart from each other. The spacers 8th are spherical segment configured configurations on the metal sheet made deformation bodies 6 . 7 , The spacers 8th or characteristics are arranged at a uniform spacing grid-shaped. In order to avoid a meshing of rectified characteristics, is located between the deformation bodies 6 . 7 with the characteristics or spacers 8th a flat intermediate sheet 9 ,

Insgesamt sind die Verformungskörper 6, 7 mit den Abstandshaltern 8 und dem Zwischenblech 9 von einem vorderen Mantelblech 10 und einem hinteren Mantelblech 11 umgeben, wodurch der Protektor 5 eine vormontierbare Baueinheit bildet. Der Protektor 5 kann dadurch insgesamt an dem Strukturbauteil des Kraftfahrzeugs befestigt werden.Overall, the deformation bodies 6 . 7 with the spacers 8th and the intermediate plate 9 from a front jacket sheet 10 and a rear jacket sheet 11 surrounded, causing the protector 5 forms a preassemblable unit. The protector 5 As a result, it can be attached to the structural component of the motor vehicle as a whole.

11: Strukturbauteilstructural component
22: A-SäuleA column
33: B-SäuleB-pillar
44: Dachrahmenroof frame
55: Protektorprotector
66: Verformungskörperdeformable body
77: Verformungskörperdeformable body
88th: Abstandshalterspacer
99: Zwischenblechintermediate plate
1010: vorderes Mantelblechfront shell plate
1111: hinteres Mantelblechrear shell plate
LRLR: Längsrichtunglongitudinal direction

Claims

Structural component of a motor vehicle with an energy-absorbing protector ( 5 ), the pro detector ( 5 ) a plurality of flat deformation bodies ( 6 . 7 ) of sheet metal, which are substantially parallel to each other, of spacers ( 8th ) are spaced from each other and with the between the deformation bodies ( 6 . 7 ) remaining spaces form a damping zone, characterized in that the protector ( 5 ) for protecting the occupants from head injuries in a side impact in the longitudinal direction (LR) along a roof frame ( 4 ) of a motor vehicle and that the deformation bodies ( 6 . 7 ) and spacers ( 8th ) total of at least one jacket plate ( 10 . 11 ), the spacers ( 8th ) spherical shape configured configurations of the deformation body ( 6 . 7 ) are.