DE102014207752B4

DE102014207752B4 - Stoßaufnahmeelement, Fahrzeugwandung und Fahrzeug mit einer Fahrzeugwandung

Info

Publication number: DE102014207752B4
Application number: DE102014207752.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Huber; Doreen Jaensch; Florian Kaesmeier; Enrique Rivera
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2022-08-11
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: DE102014207752A1

Abstract

Stoßaufnahmeelement in einer Fahrzeugwandung mit einer äußeren Wandungsstruktur (10) und einer zum Fahrzeuginnenraum (16) weisenden Innenwandverkleidung (2), wobei das den Kraftverlauf zeitlich steuernde Stoßaufnahmeelement (20, 22; 24; 26; 28) zwischen der Wandungsstruktur (10) und der Innenwandverkleidung (2) vorgesehen ist,- wobei das Stoßaufnahmeelement (20, 22; 24; 26; 28) als Bügel mit zumindest zwei Schenkeln (201, 202, 221, 222; 241, 242; 261, 262, 263; 281, 282, 283) ausgebildet ist, die in einem Knotenabschnitt (205, 225; 245; 265; 285) zusammengeführt und dort miteinander verbunden oder einstückig ausgebildet sind, und- wobei die Schenkel (201, 202, 221, 222; 241, 242; 261, 262, 263; 281, 282, 283) zwischen ihrem jeweiligen freien Ende (201', 202', 221', 222'; 241', 242'; 261', 262', 263'; 281', 282', 283') und dem Knotenabschnitt (205, 225; 245; 265; 285) jeweils mit einem schenkelseitigen Versagensabschnitt (201", 202", 221", 222"; 241", 242"; 261", 262", 263"; 281", 282", 283") versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Schenkel (261, 262; 281, 282) des Stoßaufnahmeelements (26, 28) im Bereich ihrer schenkelseitigen Versagensabschnitte (261", 262"; 281", 282") mittels eines Verbindungsstegs (260; 280) miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungssteg (260; 280) seinerseits einen stegseitigen Versagensabschnitt (260'; 280') aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stoßaufnahmeelement in einer Fahrzeugwandung mit einer äußeren Wandungsstruktur und einer zum Fahrzeuginnenraum weisenden Innenwandverkleidung. Sie betrifft weiterhin eine entsprechend ausgestaltete Fahrzeugwandung und ein Fahrzeug mit einer solchen Fahrzeugwandung.
Derartige Fahrzeugwandungen mit Stoßaufnahmeelementen sind im Bereich ihrer äußeren Wandungsstruktur üblicherweise mit Stoßaufnahmeelemente bildenden Verstärkungseinrichtungen versehen, die im Falle eines Seitenaufpralls die Verformung der Wandungsstruktur reduzieren und die Aufprallkräfte in die Fahrzeugstruktur einleiten sollen. Weiterhin sind im Bereich der Innenwandverkleidung Polsterungen und Schutzeinrichtungen, zum Beispiel Seitenairbags, zum Schutz von Insassen im Falle eines Seitenaufpralls bekannter Stand der Technik. Trotz dieser bekannten Maßnahmen ist die Verletzungsgefahr von Insassen im Falle eines Seitenaufpralls immer noch hoch.
Die DE 10 2011 051 716 A1 zeigt und beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einer B-Säule, an welcher zwischen einem Innenverkleidungsteil und einer Karosserie des Fahrzeugs ein Deformationselement vorgesehen ist. Dieses Deformationselement dient der Aufnahme von kinetischer Energie im Falle eines Seitenaufpralls auf das Fahrzeug. Dazu ist das Deformationselement als Bügel mit vier Schenkeln ausgebildet, die in einem Knotenabschnitt zusammengeführt sind und dort ineinander übergehen. Am freien Ende des jeweiligen Schenkels ist dieser mit einem nach außen abgebogenen Stützfuß versehen. Jeder der Schenkel ist zwischen dem Knotenabschnitt und dem zugeordneten Stützfuß, mit einem Versagensabschnitt versehen, der durch eine Knickstelle gebildet ist. Im Falle des Einleitens einer vom Knotenabschnitt zu den Stützfüßen gerichteten Axialkraft, die beispielsweise bei einer Seitenkollision des Fahrzeugs auftritt, knicken die jeweiligen Schenkel in ihrem Versagensabschnitt ein und wandeln kinetische Energie in Verformungsenergie um.
Die US 3 779 595 A zeigt und beschreibt wellenförmig geformte Stoßaufnahmeelemente in einer Fahrzeugkarosserie, die jeweils zwei einander gegenübergelegene Schenkel aufweisen, die an ihrem einen Ende in einem Knotenabschnitt zusammengeführt sind und die an ihrem anderen, freien Ende jeweils einen nach außen gerichteten Fußabschnitt aufweisen. Zwischen dem Knotenabschnitt und dem jeweiligen Fußabschnitt sind die einzelnen Schenkel wellenförmig gestaltet, so dass sie im Falle einer plötzlich auftretenden Axialkraft, die zwischen dem Knotenabschnitt und dem jeweiligen Fußabschnitt wirkt, im Bereich ihrer Wellentäler und Wellenberge einknicken und dadurch kinetische Energie in Verformungsenergie umwandeln.
Die DE 10 2010 036 985 A1 zeigt und beschreibt ein Deformationselement, das einen großflächigen Knotenabschnitt aufweist, von dem einzelne Schenkel im Wesentlichen orthogonal von der Fläche des Knotenabschnitts ausgehen und die an ihrem jeweiligen freien Ende in einen nach außen gerichteten Fußabschnitt übergehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Fahrzeugwandung so auszubilden, dass im Falle eines Seitenaufpralls ein verbesserter Abbau der Crashenergie erfolgt.
Diese Aufgabe wird von einem Stoßaufnahmeelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dazu ist das den Kraftverlauf zeitlich steuernde Stoßaufnahmeelement in einer Fahrzeugwandung zwischen der Wandungsstruktur und der Innenwandverkleidung vorgesehen. Dieses Stoßaufnahmeelement ist als Bügel mit zumindest zwei Schenkeln ausgebildet, die in einem Knotenabschnitt zusammengeführt und dort miteinander verbunden oder einstückig ausgebildet sind. Die Schenkel sind zwischen ihrem jeweiligen freien Ende und dem Knotenabschnitt jeweils mit einem Versagensabschnitt versehen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest zwei Schenkel des Stoßaufnahmeelements im Bereich ihrer schenkelseitigen Versagensabschnitte mittels eines Verbindungsstegs miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungssteg seinerseits einen stegseitigen Versagensabschnitt aufweist.
Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Stoßaufnahmeelements in einer Fahrzeugwandung sieht mit dem zumindest einen Stoßaufnahmeelement mit definierten Versagensabschnitten die Platzierung von einstellbaren Crashelementen zwischen der Wandungsstruktur und der Innenwandverkleidung vor. Dadurch können im Bereich dieser die Crashelemente bildenden Stoßaufnahmeelemente Kräfte, die bei einem Seitenaufprall durch die Kollision der Innenwandverkleidung mit dem Körper eines Insassen an der Kollisionsstelle auftreten, durch Verformung des Stoßaufnahmeelements abgefangen und Kraftspitzen reduziert werden. Durch das Vorsehen der Verbindungsstege kann gezielt ein Lastniveau definiert werden, bei welchem das Stoßaufnahmeelement versagt. Auch kann auf diese Weise der Verlauf der für das Versagen erforderlichen Kräfte über den Weg der Verformung der Schenkel und damit über die Zeit eingestellt werden.
Die Stoßaufnahmeelemente sind dabei vorteilhafter Weise an Orten vorgesehen, an denen eine Kollision der Innenwandverkleidung mit einer Knochenstruktur des Körpers eines Insassen zu erwarten ist, beispielsweise im Bereich der Schulter oder des Beckens des Insassenkörpers. Durch Computersimulation lassen sich die Stoßaufnahmeelemente und deren Versagensabschnitte so auslegen, dass sie die vom Seitenaufprall ausgehende Stoßenergie maximal in Verformung umwandeln.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugwandung ermöglicht es also, höhere Kollisionskräfte zwischen dem Insassenkörper und der Fahrzeugwandung nicht nur abzustützen, sondern durch Verformung des Stoßaufnahmeelements aufzufangen. Durch die Positionierung des zumindest einen Stoßaufnahmeelements zwischen der äußeren Wandungsstruktur und der Innenwandverkleidung wird der verfügbare Dämpfungsweg zwischen der Innenwandverkleidung und der Karosseriestruktur in vorteilhafter Weise besser genutzt als dies im Stand der Technik der Fall ist. Dadurch wird auch die Spitze der an dieser Stelle (beispielsweise an der Schulter oder an der Hüfte) auf den Körper des Insassen einwirkenden Kraft deutlich reduziert.
Vorzugsweise weist der Versagensabschnitt eines jeden Schenkels eine gegenüber den verbleibenden Schenkelabschnitten abweichende Querschnittsgestalt auf.
Vorzugsweise ist diese abweichende Querschnittsgestalt des schenkelseitigen Versagensabschnitts durch eine Wandstärkenreduzierung gebildet. Sie kann aber auch durch das Weglassen von Versteifungskanten realisiert werden.
Alternativ oder zusätzlich ist es von Vorteil, wenn der schenkelseitige Versagensabschnitt eine Abwinkelung des Schenkels aufweist, so dass der Schenkel im Versagensfall im Bereich der Abwinkelung gezielt einknicken oder ausknicken kann.
Vorzugsweise sind drei Verbindungsstege vorgesehen, die jeweils zwei Schenkel miteinander verbinden.
Vorteilhaft ist es außerdem, wenn der stegseitige Versagensabschnitt des jeweiligen Verbindungsstegs durch eine Wandstärkenreduktion des Verbindungsstegs gebildet ist.
Alternativ oder zusätzlich kann der Verbindungssteg zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein und der stegseitige Versagensabschnitt des Verbindungsstegs kann durch zumindest ein Kopplungsglied gebildet sein, das die Teile des Verbindungsstegs miteinander verbindet. Ein solches Kopplungsglied, das beispielsweise auch aus einem anderen Material als das Material der übrigen Teile des Verbindungsstegs bestehen kann, erlaubt ebenfalls eine definierte Verformung und eine feste Vorgabe einer definierten Versagenskraft.
Die Erfindung ist auch gerichtet auf eine Fahrzeugwandung mit einer äußeren Wandungsstruktur und einer zum Fahrzeuginnenraum weisenden Innenwandverkleidung wobei zwischen der Wandungsstruktur und der Innenwandverkleidung zumindest ein den Kraftverlauf zeitlich steuerndes erfindungsgemäßes Stoßaufnahmeelement vorgesehen ist
Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugwandung das Stoßaufnahmeelement an den freien Enden des jeweiligen Schenkels mit der Innenwandverkleidung und am Knotenabschnitt mit der Wandungsstruktur verbunden oder es liegt mit dem Knotenabschnitt an der Wandungsstruktur an. Diese Positionierung des Stoßaufnahmeelements verteilt die bei einem Seitencrash von der Wandungsstruktur über den Knotenabschnitt in das Stoßaufnahmeelement eingeleitete Crashkraft auf die Schenkel des Stoßaufnahmeelements.
Insbesondere von Vorteil ist die Anwendung der Erfindung bei einer Fahrzeugtür. Die Erfindung kann aber ebenso gut auch bei einer feststehenden Fahrzeugwand vorgesehen sein.
Ein erfindungsgemäß mit einer solchen Fahrzeugwandung ausgestattetes Fahrzeug besitzt gegenüber dem Stand der Technik einen verbesserten Seitenaufprallschutz.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:

1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Fahrzeugwandung;
1A den vergrößerten Ausschnitt A aus 1;
1B den vergrößerten Ausschnitt B aus 1;
2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß mit einem Stoßaufnahmeelement versehenen Innenwandverkleidung:
3 eine erste alternative Variante eines Stoßaufnahmeelements und
4 eine zweite alternative Variante eines Stoßaufnahmeelements.

In 1 ist eine Fahrzeugtür 1 als Teil einer Fahrzeugwandung in einem Vertikalschnitt dargestellt. Diese Fahrzeugtür 1 weist eine äußere Wandungsstruktur 10 auf, die Element der Fahrzeugkarosserie ist und die in herkömmlicher Weise mit einer inneren Versteifungsstruktur 11 zum Schutz gegen übermäßige Verformung bei einem Seitenaufprall versehen ist. Die von der Karosserieaußenhaut 12 abgewandte Innenseite 14 der Fahrzeugtür 1 ist in an sich bekannter Weise mit einer Innenwandverkleidung 2 versehen, die die Wandungsstruktur 10 der Fahrzeugwandung zum Fahrzeuginnenraum 16 hin abdeckt.

Claims

Stoßaufnahmeelement in einer Fahrzeugwandung mit einer äußeren Wandungsstruktur (10) und einer zum Fahrzeuginnenraum (16) weisenden Innenwandverkleidung (2), wobei das den Kraftverlauf zeitlich steuernde Stoßaufnahmeelement (20, 22; 24; 26; 28) zwischen der Wandungsstruktur (10) und der Innenwandverkleidung (2) vorgesehen ist, - wobei das Stoßaufnahmeelement (20, 22; 24; 26; 28) als Bügel mit zumindest zwei Schenkeln (201, 202, 221, 222; 241, 242; 261, 262, 263; 281, 282, 283) ausgebildet ist, die in einem Knotenabschnitt (205, 225; 245; 265; 285) zusammengeführt und dort miteinander verbunden oder einstückig ausgebildet sind, und - wobei die Schenkel (201, 202, 221, 222; 241, 242; 261, 262, 263; 281, 282, 283) zwischen ihrem jeweiligen freien Ende (201', 202', 221', 222'; 241', 242'; 261', 262', 263'; 281', 282', 283') und dem Knotenabschnitt (205, 225; 245; 265; 285) jeweils mit einem schenkelseitigen Versagensabschnitt (201", 202", 221", 222"; 241", 242"; 261", 262", 263"; 281", 282", 283") versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Schenkel (261, 262; 281, 282) des Stoßaufnahmeelements (26, 28) im Bereich ihrer schenkelseitigen Versagensabschnitte (261", 262"; 281", 282") mittels eines Verbindungsstegs (260; 280) miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungssteg (260; 280) seinerseits einen stegseitigen Versagensabschnitt (260'; 280') aufweist.
Stoßaufnahmeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der schenkelseitige Versagensabschnitt (201", 202", 221", 222"; 241", 242"; 261", 262", 263"; 281", 282", 283") eines jeden Schenkels (201, 202, 221, 222; 241, 242; 261, 262, 263; 281, 282, 283) eine gegenüber den verbleibenden Schenkelabschnitten abweichende Querschnittsgestalt aufweist.
Stoßaufnahmeelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abweichende Querschnittsgestalt des schenkelseitigen Versagensabschnitts (201", 202", 221", 222"; 241", 242"; 261", 262", 263"; 281", 282", 283") durch eine Wandstärkenreduzierung gebildet ist.
Stoßaufnahmeelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der schenkelseitige Versagensabschnitt (261", 262", 263"; 281", 282", 283") eine Abwinkelung des Schenkels (261, 262, 263; 281, 282, 283) aufweist.
Stoßaufnahmeelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit drei Schenkeln (261, 262, 263; 281, 282, 283), dadurch gekennzeichnet, dass drei Verbindungsstege (260, 280) vorgesehen sind, die jeweils zwei Schenkel (261,262; 262, 263; 263, 261; 281, 282; 282, 283; 283, 281) miteinander verbinden.
Stoßaufnahmeelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stegseitige Versagensabschnitt (260') eines jeweiligen Verbindungsstegs (260) durch eine Wandstärkenreduzierung des Verbindungsstegs (260) gebildet ist.
Stoßaufnahmeelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass der Verbindungssteg (280) zwei- oder mehrteilig ausgebildet ist und - dass der stegseitige Versagensabschnitt (280') des Verbindungsstegs (280) durch zumindest ein Kopplungsglied (280") gebildet ist, das die Teile (280A, 280B) des Verbindungsstegs (280) miteinander verbindet.
Stoßaufnahmeelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (280") aus einem anderen Material als die Teile (280A, 280B) des Verbindungsstegs (280) gebildet ist.
Fahrzeugwandung mit einer äußeren Wandungsstruktur (10) und einer zum Fahrzeuginnenraum (16) weisenden Innenwandverkleidung (2) wobei zwischen der Wandungsstruktur (10) und der Innenwandverkleidung (2) zumindest ein den Kraftverlauf zeitlich steuerndes Stoßaufnahmeelement (20, 22; 24; 26; 28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist,
Fahrzeugwandung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoßaufnahmeelement (20, 22; 24; 26; 28) an den freien Enden (201', 202', 221', 222'; 241', 242'; 261', 262', 263'; 281', 282', 283') des jeweiligen Schenkels (201, 202, 221, 222; 241, 242; 261, 262, 263; 281, 282, 283) mit der Innenwandverkleidung (2) und am Knotenabschnitt (205, 225; 245; 265; 285) mit der Wandungsstruktur (10) verbunden ist oder an der Wandungsstruktur (10) anliegt.
Fahrzeugwandung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungsstruktur (10) Teil einer Fahrzeugtür (1) ist.
Fahrzeug mit einer Fahrzeugwandung nach einem der Ansprüche 9 bis 11.