DE102007044276A1 - Tension rod for side impact protection arrangement for motor vehicles, is longitudinal strip with end side clamping areas and middle area - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zugstrebe einer Seitenaufprallschutz-Anordnung für Kraftfahrzeuge.The The invention relates to a tension strut of a side impact protection arrangement for motor vehicles.
Seitenaufprallschutz-Anordnungen für Kraftfahrzeuge sind vielfältig bekannt.Side impact protection arrangements for motor vehicles are widely known.
Aus
der
Aus
der
Anstelle
einer Zugstrebe zeigt die
Eine
Kombination aus Biegeträger und Zugstrebe geht aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Zugstrebe einer Seitenaufprallschutz-Anordnung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die bei geringem Gewicht einen hohen Schutz für die Fahrzeuginsassen bietet.Of the Invention is based on the object, a tension strut of a side impact protection arrangement to create for motor vehicles that are lightweight provides a high level of protection for the vehicle occupants.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.These The object is achieved by the features of claim 1 solved.
Die Zugstrebe einer Seitenaufprallschutz-Anordnung für Kraftfahrzeuge ist ein längliches Band mit endseitigen Einspannbereichen und einem dazwischenliegenden, mittleren Bereich. Die Zugstrebe ist zum hochkantigen Einbau in ein Fahrzeug ausgebildet. Die Zugstrebe wird in einer Höhe angeordnet, in der ein Seitenaufprall erwartet wird. Durch die bandartige Ausbildung und den hochkantigen Einbau trifft ein Eindringkörper mit einer hohen Wahrscheinlichkeit auf die flächig ausgebildete Zugstrebe auf, die im Gegensatz zu einem Seil nicht verrutschen kann. Die Zugstrebe besteht aus mehreren, durchgehenden Fasermaterialbahnen und einer Matrix aus einem Kunststoff. Damit liegt ein faserverstärkter Kunststoff vor, der in bekannter Weise eine hohe gewichtsbezogene Festigkeit aufweist. Besondere Vorteile ergeben sich daraus, dass die Matrix im Einspannbereich und im mittleren Bereich derart unterschiedlich ausgebildet ist, dass die Zugstrebe im Einspannbereich biegesteif und im mittleren Bereich biegeweich ist. Mit der biegeweichen Ausbildung des mittleren Bereiches treten nur geringe Schubspannungen zwischen den einzelnen Fasermaterialbahnen auf. Hohe Schubspannungen würden die Fasermaterialbahnen im mittleren Bereich vorzeitig zum Versagen führen. Die Fasermaterialbahnen werden überwiegend in Richtung ihrer Längsachse auf Zug beansprucht. Anders ausgedrückt, lässt die biegeweiche Ausbildung des mittleren Bereiches keine hohen Schubspannungen zu. Daher werden die Fasermaterialbahnen in einer Art belastet, in der sie sehr hohen Belastungen standhalten können. Bei einer idealisierten Grenzfallbetrachtung wirkt eine reine Zugbelastung auf die Fasermaterialbahnen ein. Aufgrund der biegeweichen Ausbildung des mittleren Bereiches erhält man ein auf Zug hochbelastbares, flexibles Band oder ein flexibles Bandseil. Anders verhält es sich mit den Einspannbereichen, die biegesteif ausgebildet sind und daher eine feste, sichere Einspannung ermöglichen.The Tie rod of a side impact protection arrangement for motor vehicles is an elongated band with end clamping areas and an intermediate middle area. The tension strut is designed for edging into a vehicle. The tension strut is placed at a height in which a side impact is expected. By the band-like training and the edgewise Installation hits a penetrator with a high probability on the flat trained tension strut, in contrast to a rope can not slip. The tension strut consists of a plurality of continuous fibrous material webs and a matrix a plastic. This is a fiber-reinforced plastic before, in a known manner, a high weight-related strength having. Special advantages result from the fact that the matrix in the clamping area and in the middle area so different is formed, that the tension strut in the clamping area rigid and bend soft in the middle region. With the flexible training In the middle range only small shear stresses occur the individual fiber material webs. High shear stresses would the fiber material webs in the middle range prematurely to failure to lead. The fiber material webs become predominantly claimed in the direction of its longitudinal axis to train. Different expressed, leaves the bending soft training the middle range no high shear stresses. Therefore, be loaded the fibrous material webs in a way in which they are very high Withstand loads. In an idealized Borderline case affects a pure tensile load on the fiber material webs one. Due to the flexible design of the middle section you get a train heavy-duty, flexible band or a flexible band rope. It is different with the clamping areas, which are formed rigid and therefore enable a firm, secure clamping.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die unterschiedliche Ausbildung der Matrix zum Erhalt eines biegeweichen, mittleren Bereiches erhalten durch erstens verschiedene Matrixmaterialien, und/oder zweitens eine unterschiedliche Materialverteilung und/oder drittens durch Trennschichten. Mit allen drei vorgenannten, abstrakt vorgestellten Möglichkeiten erreicht man, dass der mittlere Bereich einem flexiblen Zugband nahe kommt. Ein Grenzfall ergibt sich, wenn im mittleren Bereich überhaupt kein Matrixmaterial die Fasermaterialbahnen umgibt. Dann erhält man eine formlabile Zugstrebe. Dies erschwert jedoch die Montage, die mit einer starren Zugstrebe einfacher durchzuführen ist.According to one Embodiment of the invention is the different training of the matrix to obtain a soft, medium range firstly by different matrix materials, and / or secondly a different material distribution and / or third by Separating layers. With all three aforementioned, abstract presented Possibilities can be achieved that the middle range one flexible drawstring comes close. A borderline case arises when in the middle area no matrix material at all the fiber material webs surrounds. Then you get a formlabile tension strut. This however, complicates the assembly, easier with a rigid tie rod is to perform.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die unterschiedliche Ausbildung der Matrix erhalten durch Einsatz eines festigkeitsniedrigen Matrixmaterials im mittleren Bereich und eines festigkeitshohen Matrixmaterials in den Einspannbereichen. Dies stellt eine Konkretisierung der zuvor genannten ersten Möglichkeit der Matrixausbildung dar.According to one Another embodiment of the invention is the different training of the matrix obtained by using a low-strength matrix material in the middle area and a high-strength matrix material in the clamping areas. This represents a concretization of the previously mentioned first option of matrix training.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die unterschiedliche Ausbildung der Matrix erhalten durch eine Verringerung der Matrixmenge im mittleren Bereich der Zugstrebe. Dies stellt eine Konkretisierung der zuvor genannten zweiten Möglichkeit der Matrixausbildung dar.According to one Another embodiment of the invention is the different training of the matrix obtained by reducing the amount of matrix in the middle Area of the tension strut. This represents a concretization of the previously second option of the matrix training.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die unterschiedliche Ausbildung der Matrix erhalten, indem im mittleren Bereich der Zugstrebe Trennschichten zwischen einzelnen Bandschichten aus mindestens einer der durchgehenden Fasermaterialschichten und der Matrix angeordnet sind.According to a further embodiment of the invention, the different formation of the matrix is obtained by in the middle region of the tension strut Separating layers between individual band layers of at least one of the continuous fiber material layers and the matrix are arranged.
Dies stellt eine Konkretisierung der zuvor genannten dritten Möglichkeit der Matrixausbildung dar. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn in den Einspannbereichen an Stelle der Trennschichten des mittleren Bereichs Verstärkungsbandschichten angeordnet sind. Die Verstärkungsbandschichten der Einspannbereiche stellen Verlängerungen der Trennschichten des mittleren Bereichs dar und können die mehrachsige Belastung der Einspannung aufnehmen. Die Trennschichten des mittleren Bereichs und die zusätzlichen Verstärkungsbandschichten des Einspannbereiches weisen die gleiche Dicke auf. Dadurch ergibt sich eine einfache Form einer Zugstrebe mit Flachseiten, die sich in gleichem Abstand gegenüberstehen. Die Herstellung dieser planaren Zugstrebe ist kostengünstig.This represents a concretization of the aforementioned third possibility matrix formation. It is particularly advantageous here if in the clamping areas instead of the separating layers of the middle Range reinforcing tape layers are arranged. The Place reinforcing tape layers of the clamping areas Extensions of the middle layer separation layers and can the multi-axial load of the clamping take up. The separation layers of the middle area and the additional ones Have reinforcing tape layers of the clamping area the same thickness. This results in a simple form of a Tie rod with flat sides, which face each other at the same distance. The production of this planar tension strut is inexpensive.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Einspannbereich jeweils geometrisch so geformt, dass eine formschlüssige Verbindung mit einer am Kfz anbringbaren Halterung bildbar ist. Über einen Formschluss lassen sich in einfacher Weise hohe Kräfte übertragen.According to one Another embodiment of the invention is the clamping area respectively geometrically shaped to form a positive connection can be formed with a mountable on the vehicle mount. About one Positive locking can be transmitted in a simple manner high forces.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Einspannbereich für den Formschluss eine schwalbenschwanzförmige Verbreiterung auf. Eine Schwalbenschwanzform lässt sich mit einem faserverstärkten Kunststoff einfach ausbilden. Denn die Fasermaterialbahnen lassen sich entsprechend zuschneiden.According to one Another embodiment of the invention, the clamping area for the form fit a dovetail widening on. A dovetail shape can be made with a fiber-reinforced Simply train plastic. Because let the fiber material webs to crop accordingly.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Einspannbereich Sollbruchflächen auf, die Abscherflächen sind. Dies bietet sich bei einem Schwalbenschwanz-Formschluss an. Durch die Abscherung wird Energie eines Seitenaufpralls aufgenommen. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn der Einspannbereich endseitig einen Abschnitt mit eingefalteten Abknickungen aufweist. Nach einem Abscheren der Sollbruchflächen sind die Abknickungen nach Art einer Ziehharmonika ausziehbar. Hierdurch erreicht man eine hohe Energieabsorption.According to one Another embodiment of the invention, the clamping area on predetermined breaking surfaces, the shearing surfaces are. This offers itself with a dovetail form-closure at. Shearing absorbs the energy of a side impact. It is particularly advantageous if the clamping area ends has a section with folded kinks. After one Shearing the predetermined breaking surfaces are the kinks after Extendable type of accordion. This achieves a high energy absorption.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Einspannbereich für den Formschuss mindestens eine Abknickung auf. Hierbei bleibt die Höhe der Fasermaterialbahnen gleichbleibend. Die Knicke lassen sich einfach in einer entsprechenden Form erhalten, wenn das Matrixmaterial noch plastisch ist.According to one Another embodiment of the invention, the clamping area for the shots on at least one bend. This remains the Height of the fiber material webs constant. The kinks can be easily obtained in an appropriate form, if the matrix material is still plastic.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Einspannbereich Sollbruchflächen auf, die zwischen zwei benachbarten Fasermaterialbahnen verlaufen. Hierdurch gibt man vor, dass der Bruch der Zugstrebe im Einspannbereich erfolgen soll. Während des Bruches wird ein Teil der Aufprallenergie in Verformungsarbeit umgewandelt, indem der Matrixwerkstoff nach und nach abgeschert wird.According to one Another embodiment of the invention, the clamping area on predetermined breaking surfaces, which run between two adjacent fibrous material webs. hereby If you pretend that the break of the tie rod in the clamping area should be done. During the break, part of the impact energy will be in Deformation work transformed by the matrix material after and is sheared off after.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Prinzipzeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:embodiments The invention will be described below with reference to schematic drawings explained in more detail. Showing:
Die
Im
Falle eines Seitenaufpralls mit zum Beispiel der Front eines anderen
Autos wird die Zugstrebe
Die
Matrix ist im Einspannbereich
Die
unterschiedliche Ausbildung der Matrix
- • Erstens durch
Trennschichten
4 , wie in2 dargestellt, und/oder - • zweitens durch verschiedene Matrixmaterialien, wie
in
3 illustriert und/oder - • drittens durch eine unterschiedliche Materialverteilung,
wie
4 zeigt.
- • First, through separating layers
4 , as in2 represented, and / or - Second, by using different matrix materials, as in
3 illustrated and / or - Third, by a different material distribution, such as
4 shows.
Alle drei Ausbildungsarten der Matrix werden nachfolgend im Detail beschrieben.All Three types of training of the matrix are described in detail below.
Die
Die
Ferner
verdeutlicht die
Die
Die
Die
starren Einspannbereiche
Grundsätzlich
ist die Zugstrebe
Anders
verhält es sich bei den Zugstreben
Die
Dagegen
illustrieren die
Die
In
Abweichung zum dargestellten Ausführungsbeispiel kann die
Zugstrebe auch in den Hintertüren eingebaut sein. Wenn
das Kraftfahrzeug keine Hintertüren aufweist, kann die
Zugstrebe über die endseitigen Halterungen unmittelbar
an der B- und C-Säule montiert sein. Im Hinblick auf die
- 11
- Zugstrebetension strut
- 22
- durchgehende Fasermaterialbahnthrough Fiber material web
- 33
- Matrixmatrix
- 3a3a
- erstes Matrixmaterialfirst matrix material
- 3b3b
- zweites Matrixmaterialsecond matrix material
- 44
- TrennschichtInterface
- 55
- Bandschicht, durchgehendBand layer continuous
- 66
- Verstärkungsbandschicht, nur EinspannbereichReinforcing tape layer only clamping area
- 1010
- Einspannbereichclamping
- 1111
- schwalbenschwanzförmige Verbreiterungdovetailed widening
- 1313
- erste Abknickungfirst kinking
- 1414
- zweite Abknickungsecond kinking
- 1515
- Sollbruchfläche, interlaminarBreaking surface interlaminar
- 15'15 '
- Sollbruchfläche, translaminarBreaking surface translaminar
- 1717
- Abschnitt des Einspannbereiches, der eingefaltet istsection the clamping area, which is folded
- 1818
- Abwinkelungangulation
- 2020
- mittlerer Bereichmiddle Area
- 5050
- Türdoor
- 5151
- Halterungbracket
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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