DE10133453A1

DE10133453A1 - Protective strip for car roof frame is made from metal sheet and has deformable zones which are separated by outwards-facing, embossed domes

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Publication number: DE10133453A1
Application number: DE10133453A
Authority: DE
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH; Autoliv Development AB
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2021-07-11
Also published as: DE10133453B4

Abstract

The protective strip for a car roof frame (4) is made from metal sheet. It has deformable zones (6, 7) which are separated by outwards-facing, embossed domes (8). The area (9) between the deformable zones acts as a shock-absorber.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1. 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. Safety devices are increasingly used in vehicle construction, which serve to provide protection in the event of a side impact or in the event of a to provide a vehicle rollover. For example, are known Airbag modules used in different areas of the motor vehicle are arranged, in particular along the roof frame Motor vehicle. Problems arise, however, if the development of the Airbag system necessary threshold speed is not reached. In In such a case, vehicle occupants can drive even at low Speeds head injuries when impacting the roof frame suffer. In addition, not all motor vehicles are included as standard today Side airbag systems equipped.

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 head protection systems in series mainly consist of Plastic protectors (PUR foam) that are integrated into the headlining. Some of these systems do not yet meet future legal requirements Conditions.

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. Combined systems of protectors and airbags are also known, as for example from DE 198 38 641 A1. This reveals one in Airbag arranged on a container on the vehicle roof frame. To the side of the Container is along the vehicle roof frame to protect the occupants an energy absorbing element is arranged. The element can be used as Foam body or as a pipe running lengthways on the vehicle frame be trained. The dimensioning of the pipe depends on the Size of the container holding the airbag and can due to its Geometry only cover a certain width of the roof frame area. Plastic protectors have the disadvantage that in some cases 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. Proceeding from this, the invention is based on the object Structural component of a motor vehicle with a along the roof frame of the Motor vehicle arranged energy absorbing protector with respect to the Improve protection of occupants from head injuries.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass der Protektor mehrere sich in Längsrichtung des Dachrahmens erstreckende flächige Verformungskörper umfasst, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und von Abstandshaltern zueinander beabstandet sind. 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 problem in that the protector has several flat in the longitudinal direction of the roof frame Deformation body includes, which run substantially parallel to each other and from Spacers are spaced apart. Through the spacers gaps remain between the individual deformation bodies. The deformation body together with the spacers and the Gaps a damping zone that is dimensioned so that Head injuries prevented in the event of a side impact or in the event of a rollover can be.

Die Verformungskörper und Abstandshalter können in mehreren Schichten übereinander liegen, wobei Verformungskörper und Abstandshalter jeweils separate Bauteile sein können. 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 be in several layers lie one above the other, with the deformation body and spacer in each case can be separate components. This creates a sandwich structure which, depending on the available space, the complete roof frame of a Motor vehicle can cover. The structural component according to the invention but is also suitable for use with a side airbag system, the protector similar to all or part of the airbag system can cover the solution proposed in DE 198 38 641 A1.

Grundsätzlich können die Verformungskörper und Abstandshalter aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Als besonders vorteilhaft werden nach den Ansprüchen 2 und 3 jedoch 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. Basically, the deformation body and spacer can be made Plastic or other suitable material. As special However, deformation bodies are advantageous according to claims 2 and 3 and viewed from sheet metal spacers. This can be thin Metal sheets in a sandwich structure must be nested so that the Surface forces of the head can be absorbed effectively. The respective metal sheets can be made from a uniform but also be made of different materials, the choice of materials and The number of metal sheets nested ideally corresponds to the respective one structural requirements can be set and optimized.

Der Vorteil bei der Verwendung von Metallblechen ist deren einfache und kostengünstige Herstellung sowie das einfache Recycling, da keine Kunststoffteile verwendet werden. The advantage of using metal sheets is their simple and cost-effective production and easy recycling, since none Plastic parts are used.

Diese Vorteile kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn nach Anspruch 4 die Abstandshalter Ausprägungen der Verformungskörper sind. Das heißt, die Abstandshalter bilden kein separates Bauteil, wie es grundsätzlich möglich ist, 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. These benefits come into play especially when after Claim 4 are the spacer forms of the deformation body. That means the spacers do not form a separate component like it does is fundamentally possible, but the regular flat deformation body have mutually protruding beyond their longitudinal plane Elevations on which a full-surface contact to the adjacent Prevent deformation bodies. About the mutual distances of the Characteristics, their arrangement to each other and their geometric configuration is the energy-absorbing behavior of the protector within wide limits influenced. In particular, the height or depth of the Characteristics of the remaining between the deformation bodies Determine the gap and thus control the depth of the damping zone.

Nach Anspruch 5 ist vorgesehen, dass die Ausprägungen kugelabschnittartig konfiguriert sind. Zweckmäßig ist eine rasterförmige Anordnung der Ausprägungen, die eine gleichmäßige punktuelle Berührung einander benachbarter Verformungskörper ermöglicht. Das Rastermaß bestimmt dabei wiederum das Dämpfungsverhalten. Ein ist Raster 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. According to claim 5 it is provided that the expressions are configured like a spherical segment. A grid-shaped arrangement of the Expressions that evenly touch each other adjacent deformation body allows. The grid dimension determines again the damping behavior. A grid is also suitable to To orient deformation bodies of the same grid against each other in their position, for example if the characteristics of a deformation body between the characteristics of an adjacent deformation body grip.

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 values do not necessarily only need one To be present side of the deformation body, there are also mutual Variants as spacers possible. Basically it is conceivable, differently configured deformation bodies and spacers in to combine a protector.

Anspruch 6 offenbart eine weitere Ausführungsform, bei der die Verformungskörper und/oder die Abstandshalter im wesentlichen gewellt sind. Wellungen sollen in diesem Zusammenhang bedeuten, dass unebene Verformungskörper zum Einsatz kommen mit grundsätzlich wellenförmiger Struktur, beispielsweise in Zick-Zack- oder Trapezform. Damit derart gewellte Verformungskörper und Abstandshalter nicht ineinander greifen, genügt es, die gewählten Verformungskörper und/oder Abstandshalter um eine Halbwelle gegeneinander zu versetzen, um einen gegenseitigen Eingriff insbesondere auch unter Stoßbelastung zu vermeiden. Es ist auch möglich, dass lediglich die Abstandshalter gewellt sind, wobei die Verformungskörper die Abstandshalter voneinander trennen und einen Eingriff verhindern. Hierbei kommt die Funktion der Energieabsorbierung dann im wesentlichen den Abstandshaltern zu. Claim 6 discloses a further embodiment in which the Deformation body and / or the spacers are substantially corrugated. In this context, curls are said to mean that uneven Deformation bodies are used with basically wavy ones Structure, for example in a zigzag or trapezoidal shape. So that wavy Deformation body and spacer do not interlock, it is sufficient the selected deformation body and / or spacer by one Half wave to offset against each other to mutual interference to be avoided especially under impact loads. It is also possible that only the spacers are corrugated, the deformation body Separate the spacers from each other and prevent interference. in this connection then the function of energy absorption comes essentially Spacers too.

Schließlich ist noch vorgesehen, dass die Verformungskörper und Abstandshalter insgesamt von einem Mantelblech umgeben sind (Anspruch 7). Durch dieses Mantelblech können die einzelnen Verformungskörper und Abstandshalter zu einer vormontierbaren Einheit zusammengefasst sein und als Ganzes dem Strukturbauteil des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein. 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. Finally, it is provided that the deformation body and Spacers are surrounded by a cladding sheet (claim 7). The individual deformation bodies and Spacers can be combined into a preassembled unit and be assigned as a whole to the structural component of the motor vehicle. The the specific design of the protector depends on the respective design 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 extends to the C / D pillar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in FIGS. 1 and 2. Show it:

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

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

In Fig. 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 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 Fig. 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 bilden in diesem Ausführungsbeispiel kein separates Bauteil, sondern 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 Fig. 1, a structural member 1 is shown a motor vehicle, which extends from the lower portion of the A pillar 2 in the longitudinal direction of the motor vehicle to behind the B-pillar 3. This structural component 1 is part of the vehicle side structure and comprises along the roof frame 4 a protector 5 which extends from the A pillar 2 to the C / D pillar (not shown in detail) in the longitudinal direction LR of the roof frame 4 . The length of the protector 5 follows the contouring of the roof frame 4 . It is shown in the area of the B-pillar 3 in partial section, as shown in FIG. 2 in an enlarged view. The protector 5 comprises a plurality of flat deformation bodies 6 , 7 extending in the longitudinal direction LR of the roof frame 4 , which run parallel to one another and are spaced apart from one another by spacers 8 . In this exemplary embodiment, the spacers 8 do not form a separate component, but are formed on the deformation bodies 6 , 7 made of sheet metal and configured as spherical sections. The spacers 8 or shapes are arranged in a grid pattern at a uniform distance. In order to avoid intermeshing of the same direction, there is a flat intermediate plate 9 between the deformation bodies 6 , 7 with the forms or spacers 8 .

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. Bezugszeichen 1 Strukturbauteil
2 A-Säule
3 B-Säule
4 Dachrahmen
5 Protektor
6 Verformungskörper
7 Verformungskörper
8 Abstandshalter
9 Zwischenblech
10 vorderes Mantelblech
11 hinteres Mantelblech
LR Längsrichtung
Overall, the deformation bodies 6 , 7 with the spacers 8 and the intermediate plate 9 are surrounded by a front jacket plate 10 and a rear jacket plate 11 , as a result of which the protector 5 forms a preassembled structural unit. The protector 5 can thereby be attached to the structural component of the motor vehicle. Reference number 1 structural component
2 A pillar
3 B-pillar
4 roof frames
5 protector
6 deformation body
7 deformation body
8 spacers
9 intermediate plate
10 front cladding sheet
11 rear cladding
LR longitudinal direction

Claims

1. Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs mit einem entlang des Dachrahmens (4) des Kraftfahrzeugs angeordneten Energie absorbierenden Protektor (5) zum Schutz der Insassen vor Kopfverletzungen bei einem Seitenaufprall, dadurch gekennzeichnet, dass der Protektor (5) mehrere sich in Längsrichtung (LR) des Dachrahmens (4) erstreckende flächige Verformungskörper (6, 7) 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. 1. Structural component of a motor vehicle with an energy-absorbing protector ( 5 ) arranged along the roof frame ( 4 ) of the motor vehicle to protect the occupants from head injuries in the event of a side impact, characterized in that the protector ( 5 ) has a plurality in the longitudinal direction (LR) of the roof frame ( 4 ) extending flat deformation bodies ( 6 , 7 ) which run essentially parallel to one another, are spaced apart from one another by spacers ( 8 ) and form a damping zone with the spaces remaining between the deformation bodies ( 6 , 7 ).

2. Strukturbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungskörper (6, 7) aus Metallblech sind. 2. Structural component according to claim 1, characterized in that the deformation body ( 6 , 7 ) are made of sheet metal.

3. Strukturbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (8) aus Metallblech sind. 3. Structural component according to claim 1 or 2, characterized in that the spacers ( 8 ) are made of sheet metal.

4. Strukturbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (8) Ausprägungen der Verformungskörper (6, 7) sind. 4. Structural component according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spacers ( 8 ) are expressions of the deformation body ( 6 , 7 ).

5. Strukturbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausprägungen kugelabschnittartig konfiguriert sind. 5. Structural component according to claim 4, characterized in that the characteristics are configured like spherical sections.

6. Strukturbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungskörper und/oder Abstandshalter im wesentlichen gewellt sind. 6. Structural component according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the deformation body and / or Spacers are essentially corrugated.

7. Strukturbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungskörper (6, 7) und Abstandshalter (8) insgesamt von wenigstens einem Mantelblech (10, 11) umgeben sind. 7. Structural component according to one of claims 1 to 6, characterized in that the deformation bodies ( 6 , 7 ) and spacers ( 8 ) are surrounded by at least one casing sheet ( 10 , 11 ).