DE112008002875B4 - Stiffening element for the vehicle body - Google Patents

Stiffening element for the vehicle body Download PDF

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Abstract

Versteifungselement (13) für die Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeuges, welches in der Fahrzeugkarosserie derart angeordnet ist, dass das Versteifungselement (13) bei einem Unfall auf Biegung beansprucht ist, wobei die Endbereiche (16) des lang gestreckten Versteifungselements (13) über ein in der Längsrichtung des Versteifungselements (13) verlaufendes Zugmittel (15) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (15) im Auslösefall über eine auslösbare, eine rechtwinklig zum Versteifungselement (13) einwirkende Spannkraft erzeugende Spannvorrichtung derart unter Spannung gesetzt wird, dass die bei einem Aufprall auf das Versteifungselement (13) einwirkenden Biegekräfte in Längsrichtung des Versteifungselements (13) wirkende Druckspannungen bewirken, wobei die Spannvorrichtung aus wenigstens einem sich gegen das Versteifungselement (13) abstützenden und im Auslösefall das Zugmittel (15) von dem Versteifungselement (13) abspreizenden Hebel (17) besteht.A stiffener (13) for the vehicle body of a motor vehicle disposed in the vehicle body such that the stiffener (13) is flexed in an accident, wherein the end portions (16) of the elongate stiffener (13) extend longitudinally the tensioning element (13) extending traction means (15) are interconnected, characterized in that the traction means (15) in the case of triggering via a releasable, a right angle to the stiffening element (13) acting clamping force generating tensioning device is placed under tension that at a Impact on the stiffening element (13) acting bending forces in the longitudinal direction of the stiffening element (13) acting compressive stresses, wherein the clamping device of at least one against the stiffening element (13) and in the triggering case the traction means (15) of the stiffening element (13) spreading lever (17) best eht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Versteifungselement für die Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeuges, welches in der Fahrzeugkarosserie derart angeordnet ist, dass das Versteifungselement bei einem Unfall auf Biegung beansprucht ist, wobei die Endbereiche des lang gestreckten Versteifungselements über ein in der Längsrichtung des Versteifungselement verlaufendes Zugmittel miteinander verbunden sind.The invention relates to a stiffening element for the vehicle body of a motor vehicle, which is arranged in the vehicle body such that the stiffening element is subjected to bending in an accident, wherein the end portions of the elongated stiffening element are connected to each other via a running in the longitudinal direction of the stiffening element traction means.

Ein derartiges Versteifungselement in Form eines Hohlprofils ist in der DE 10 2006 011 808 A1 beschrieben. Im Inneren des Hohlprofils ist ein vorgespanntes Seil mit einem zumindest abschnittsweise bogenförmigen Verlauf angeordnet und mit seinen beiden äußeren Enden an dem Hohlprofil befestigt. Damit soll bewirkt werden, dass die durch das gespannte Seil erzeugte Vorspannung in dem Hohlprofil der bei einem Aufprall auf das Versteifungselement zu erwartenden Krafteinwirkung auf das Hohlprofil entgegenwirkt, indem die auftretende Biegebeanspruchung des Hohlprofils in eine Zugbeanspruchung umgesetzt wird.Such a stiffening element in the form of a hollow profile is in the DE 10 2006 011 808 A1 described. In the interior of the hollow profile, a prestressed cable is arranged with an at least partially arc-shaped course and attached with its two outer ends to the hollow profile. This is intended to ensure that the bias generated by the tensioned cable in the hollow profile counteracts the force to be expected in the event of an impact on the stiffening element on the hollow profile by converting the occurring bending stress of the hollow profile into a tensile stress.

Mit dem derart ausgelegten Versteifungselement ist noch der Nachteil einer aufwendigen Herstellung verbunden, weil das in dem Versteifungselement angeordnete Zugmittel vor dem weiteren Verbauen des Versteifungselements in einer Fahrzeugkarosserie mit der erforderlichen Vorspannung zu versehen ist.With the stiffening element designed in this way, the disadvantage of costly production is still connected because the traction means arranged in the stiffening element must be provided with the required pretensioning before the stiffening element is further installed in a vehicle body.

In der DE 10 2006 005 924 A1 ist ein Versteifungselement anderer Bauart beschrieben, bei dem im Auslösefall ein im Inneren eines Hohlprofils klappbar angebrachtes Stützelement von einer Ausgangslage in eine Versteifungslage geklappt wird, in welcher es die beiden in der Belastungsrichtung einander gegenüberliegenden Bereiche des Hohlprofils gegeneinander abstützt. Hiermit ist der Nachteil verbunden, dass das Stützelement mit zugehörigem Mechanismus aufwendig zu installieren und die versteifende Wirkung des Stützelementes eher punktuell ist.In the DE 10 2006 005 924 A1 is a stiffening element of another type described in which in the event of triggering a inside a hollow profile hinged mounted support member is folded from a starting position in a stiffening position in which it supports the two opposite in the loading direction of the hollow sections against each other. This has the disadvantage that the support element with associated mechanism to install consuming and the stiffening effect of the support element is rather punctual.

Weiterhin ist ein mit einem Seil versehenes Versteifungselement aus der DE 40 31 678 C2 bekannt. Im Inneren eines kastenartigen Hohlprofils ist ein Seil angeordnet und an seinen beiden Enden an das Hohlprofil angeschlossen. Dieses Seil ist wiederum vorgespannt, jedoch ist zumindest ein Ende des Seils in einer an dem Hohlprofil angebrachten Verdrängervorrichtung angeordnet, so dass bei entsprechender Aufpralleinwirkung auf das Seil in der Verdrängervorrichtung Arbeit geleistet und dadurch bei Einwirkung auf das vorgespannte Seil Aufprallenergie vernichtet wird. Auch dieses Versteifungselement ist in seiner Auslegung aufwendig herzustellen und zu montieren.Furthermore, a provided with a rope stiffening element of the DE 40 31 678 C2 known. Inside a box-like hollow profile, a rope is arranged and connected at its two ends to the hollow profile. This rope is in turn biased, however, at least one end of the rope is disposed in a displacer mounted on the hollow profile, so that upon appropriate impact on the rope in the displacer device work is performed and thereby destroyed upon application to the prestressed rope impact energy. Also, this stiffening element is complicated to manufacture and assemble in its design.

Schließlich ist in der DE 42 13 817 C2 ein Aufprallschutz für eine Fahrzeugtür beschrieben, bei welchem innerhalb der Tür ein sich über deren Länge erstreckender, nach außen gewölbter Profilträger angeordnet ist, dessen Enden jeweils türseitig gelenkig gelagert sind und mit einem karosserieseitigen Türrahmen derart zusammenwirken, dass der Profilträger bei dessen aufprallbedingter Durchbiegung in die Strecklage mit wenigstens einem Ende in eine Ausnehmung des Türrahmens eindringt. Dabei sind die Enden des Profilträgers durch ein federelastisches Zugelement miteinander verbunden, um die Durchbiegung des Profilträgers zu begrenzen.Finally, in the DE 42 13 817 C2 describes an impact protection for a vehicle door, in which within the door extending over the length, outwardly curved profile support is arranged, whose ends are each articulated on the door side and cooperate with a body-side door frame such that the profile support in its impact-induced deflection in the Stretched position penetrates at least one end into a recess of the door frame. The ends of the profile carrier are connected to each other by a resilient tension element to limit the deflection of the profile carrier.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Versteifungselement mit den eingangs genannten Merkmalen so auszubilden, dass es einfacher herzustellen und auch einfacher in eine Fahrzeugkarosserie einzubauen ist.The invention is therefore the object of a stiffening element with the features mentioned above in such a way that it is easier to manufacture and also easier to install in a vehicle body.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The solution to this problem arises from the claim 1; advantageous embodiments and modifications of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung sieht hierzu im Einzelnen vor, dass das Zugmittel im Auslösefall über eine auslösbare, eine rechtwinklig zum Versteifungselement einwirkende Spannkraft erzeugende Spannvorrichtung derart unter Spannung gesetzt wird, dass die bei einem Aufprall auf das Versteifungselement einwirkenden Biegekräfte in Längsrichtung des Versteifungselements wirkende Druckspannungen bewirken, wobei die Spannvorrichtung aus wenigstens einem sich gegen das Versteifungselement abstützenden und im Auslösefall das Zugmittel von dem Versteifungselement abspreizenden Hebel besteht.The invention provides for this in detail that the traction means in the case of release via a releasable, a right angle to the stiffening element generating clamping force generating tensioning device is placed under tension so that the force acting on the stiffening element in a bending bending forces in the longitudinal direction of the stiffening element acting compressive stresses cause the tensioning device consists of at least one lever which bears against the stiffening element and, in the case of release, pulls the traction means away from the stiffening element.

Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass die für eine Umsetzung der bei einem Aufprall auf das Versteifungselement einwirkenden Biegekräfte in entsprechende Zugspannungen erforderliche Spannung des Zugmittels erst bei einem bevorstehenden oder eintretenden Aufprall erzeugt wird, und zwar über eine entsprechend auslösbare Spannvorrichtung, die eine die Zugmittelspannung herbeiführende Spannkraft erzeugt. Die dafür vorgesehene Spannvorrichtung in Form eines sich gegen das Versteifungselementes abstützenden und im Auslösefall das Zugmittel von dem Versteifungselement abspreizenden Hebels stellt eine einfach herzustellende und einfach zu montierende Ausgestaltung dar, wobei die dafür aufzubringenden Antriebskräfte vergleichsweise gering anzusetzen sind. Soweit das Zugelement durch den Hebel unter Spannung gesetzt ist, bewirken anschließend die bei einem Seitenaufprall von außen auf das Versteifungselement einwirkenden Biegekräfte eine Zugspannung in dem Zugelement, die aufgrund von dessen Anlenkung an den Enden des Versteifungselementes in entsprechende Druckspannungen im Versteifungselement umgesetzt wird. Damit ist die Biegesteifigkeit eines dermaßen beanspruchten Versteifungselementes erheblich größer als die eines das Versteifungselement bildenden Profils alleine.The invention has the advantage that the required for an implementation of the bending forces acting in an impact on the stiffening element in corresponding tensile stresses of the traction means is generated only in an impending or incoming impact, via a correspondingly releasable clamping device, the one Zugmittelspannung inducing clamping force generated. The purpose intended clamping device in the form of a support against the stiffening element and in the triggering case the traction device of the stiffening element spreading lever is an easy to manufacture and easy to install design, the applied driving forces are to be set comparatively low. Insofar as the tension element is put under tension by the lever, the bending forces acting on the reinforcing element in the event of a side impact subsequently cause a tensile stress in the tension element due to its articulation at the ends of the reinforcing element corresponding compressive stresses in the stiffening element is implemented. Thus, the flexural rigidity of such a stressed stiffening element is considerably greater than that of the stiffening element forming profile alone.

Es kann vorgesehen sein, dass ein einteiliges profiliertes Versteifungselement vorgesehen ist.It can be provided that a one-piece profiled stiffening element is provided.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass Profil des Versteifungselementes ein Doppel-C-Profil ist.According to one embodiment of the invention, it is provided that the profile of the stiffening element is a double-C profile.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:In the drawing, an embodiment of the invention is reproduced, which is described below. Show it:

1 eine Fahrzeugtür mit einem darin eingebauten Versteifungselement in einer Seitenansicht, 1 a vehicle door with a stiffening element installed therein in a side view,

2 einen Schnitt durch das Versteifungselement nach Linie II-II in 1; 2 a section through the stiffening element according to line II-II in 1 ;

3 das Versteifungselement mit einem zugeordneten Zugelement in einer Seitenansicht vor Auslösung der Spannvorrichtung für das Zugelement, 3 the stiffening element with an associated tension element in a side view before triggering the tensioning device for the tension element,

4 den Gegenstand der 3 nach Auslösung der Spannvorrichtung, 4 the object of 3 after release of the clamping device,

5 den Gegenstand der 4 in einer anderen Ausführungsform, 5 the object of 4 in another embodiment,

6 das Versteifungselement gemäß 3 bzw. 4 mit Hebelwirkung in einer ausschnittsweisen Darstellung, 6 the stiffening element according to 3 respectively. 4 with leverage in a fragmentary representation,

7 den Gegenstand der 6 in einer anderen Ausführungsform, 7 the object of 6 in another embodiment,

8 den Gegenstand der 6 beziehungsweise 7 in einer weiteren geänderten Ausführungsform. 8th the object of 6 respectively 7 in another modified embodiment.

Wie sich zunächst aus den 1 und 2 ergibt, kann ein Versteifungselement 13 in den Karosseriebereich 12 einer Seitentür 10 eines Kraftfahrzeuges unterhalb der darin angeordneten Seitenscheibe 11 eingebaut sein. Zweckmäßigerweise besteht das Versteifungselement 13 aus einem Doppel-C-Profil 14, dessen geschlossene Seiten nach außen gerichtet sind, so dass in einem Unfallgeschehen der Aufprall auf die geschlossene Seite des Profils 14 des Versteifungselementes 13 erfolgt.As is apparent from the first 1 and 2 results can be a stiffening element 13 in the body area 12 a side door 10 a motor vehicle below the side window arranged therein 11 be installed. Conveniently, there is the stiffening element 13 from a double C profile 14 whose closed sides are directed outwards, so that in an accident the impact on the closed side of the profile 14 of the stiffening element 13 he follows.

Wie sich weiterhin aus 3 ergibt, sind die Endbereiche 16 des Versteifungselementes 13 über ein Zugmittel 15 miteinander verbunden, welches in bevorzugter Weise als metallischer Draht ausgebildet sein kann. Auch hierzu können alle geeigneten Werkstoffe für die Ausbildung eines entsprechenden Zugmittels eingesetzt werden. An dem Zugmittel 15 greift ein Hebel 17 mit dessen einem Ende 19 an, wobei der Hebel 17 an seinem anderen Ende 18 drehbar an dem Versteifungselement 13 angelenkt ist derart, dass mittels eines nicht weiter dargestellten und im Auslösefall wirksamen Antriebs der Hebel 17 in eine Lage gebracht werden kann, in welcher der Hebel 17 das Zugmittel 15 von dem Versteifungselement 13 abspreizt. Um die diesbezügliche Auslenkung des Zugmittels 15 zu erleichtern, ist der Hebel 17 in seiner Ruhestellung derart innerhalb des Profils 14 des Versteifungselementes 13 angeordnet, dass eine geringfügige Auslenkung des die Endbereiche 16 des Versteifungselementes 13 verbindenden Zugmittels 15 aus dessen gestreckter Lage herbeigeführt ist.How to continue 3 results are the end regions 16 of the stiffening element 13 via a traction device 15 connected to each other, which may be formed in a preferred manner as a metallic wire. For this purpose, all suitable materials for the formation of a corresponding traction means can be used. At the traction means 15 grasps a lever 17 with its one end 19 on, with the lever 17 at the other end 18 rotatable on the stiffening element 13 articulated is such that by means of a non-illustrated and effective in triggering drive the lever 17 can be placed in a position in which the lever 17 the traction device 15 from the stiffening element 13 resiliently braces. To the relevant deflection of the traction device 15 to facilitate, is the lever 17 in its rest position so within the profile 14 of the stiffening element 13 arranged that a slight deflection of the end areas 16 of the stiffening element 13 connecting traction means 15 from its stretched position is brought about.

Wird wie in 4 dargestellt durch das Ausschwenken des Hebels 17 und die damit verbundene Abspreizung des Zugmittels 15 von dem Versteifungselement 13 das Zugmittel 15 unter eine entsprechende Zugspannung gesetzt, so bewirken bei einem Unfall von außen auf die Seitentür 10 und damit das Versteifungselement 13 einwirkende Kräfte F eine Zugspannung im Zugmittel 15, die sich aufgrund der Befestigung der Enden des Zugmittels 15 an den äußeren Endbereichen 16 des Versteifungselementes in Druckspannungen in dem Versteifungselement 13 umsetzt, die in Längsrichtung des Versteifungselementes 13 ausgerichtet sind, so dass hierdurch die Biegesteifigkeit des Versteifungselements 13 verbessert ist. Soweit in dem Versteifungselement 13 aufgrund der jeweils angreifenden Biegekräfte F lokale Biegespannungen auftreten, sind diese Biegespannungen im Ergebnis erheblich geringer als bei einem unverstärkten Versteifungselement.Will be like in 4 represented by the pivoting of the lever 17 and the associated spread of the traction device 15 from the stiffening element 13 the traction device 15 set under an appropriate tension, so cause in an accident from the outside on the side door 10 and thus the stiffening element 13 acting forces F a tensile stress in the traction means 15 due to the attachment of the ends of the traction means 15 at the outer end areas 16 the stiffening element in compressive stresses in the stiffening element 13 implements, in the longitudinal direction of the stiffening element 13 are aligned, so that thereby the flexural rigidity of the stiffening element 13 is improved. So far in the stiffening element 13 Due to the respective attacking bending forces F local bending stresses occur, these bending stresses are in the result considerably lower than in an unreinforced stiffening element.

Das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Anordnung von zwei Hebeln 17 zum Abspreizen des Zugmittels 15 von dem Versteifungselement 13.This in 5 illustrated embodiment of the invention shows the arrangement of two levers 17 for spreading the traction means 15 from the stiffening element 13 ,

In den 6 bis 8 schließlich sind Ausführungsbeispiele dargestellt, wie die Auslenkung des Hebels 17 aus seiner in 3 dargestellten Ruhelage bewirkt werden kann. So ist in 6 schematisch dargestellt, dass das an dem Versteifungselement 13 angeschlagene Ende 18 des Hebels 17 in Längsrichtung des Versteifungselementes 13 mittels eines zugeordneten, hier aber nicht gesondert dargestellten und lediglich durch den Pfeil 22 in seiner Wirkung angedeuteten Antriebes verschiebbar angeordnet ist, so dass der Hebel 17 in seine Abspannlage bewegt werden kann.In the 6 to 8th Finally, embodiments are shown, such as the deflection of the lever 17 from his in 3 shown rest position can be effected. So is in 6 shown schematically that on the stiffening element 13 struck end 18 of the lever 17 in the longitudinal direction of the stiffening element 13 by means of an associated, but not shown separately here and only by the arrow 22 in its effect indicated drive is slidably disposed, so that the lever 17 can be moved to its rest position.

Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hebel als Kniehebel mit einem Kniehebelgelenk 20 ausgebildet, so dass die wiederum durch den Pfeil 22 angedeutete Wirkung eines nicht weiter dargestellten Antriebes sich auf das Kniehebelgelenk 20 richtet und dadurch den Hebel 17 aufspannt.At the in 7 illustrated embodiment, the lever is a toggle lever with a toggle joint 20 formed, so that in turn by the arrow 22 indicated effect of a drive not shown on the toggle joint 20 directs and thereby the lever 17 spans.

Wie in 8 andeutet kann das eine Ende des Zugmittels 15 auch zu einer nicht dargestellten Aufwickelvorrichtung geführt sein, die das Zugmittel 15 in Richtung des Pfeils 22 aufwickelt und dadurch die Auslenkung des Hebels 17 bewirkt.As in 8th can indicate one end of the traction device 15 Also be performed to a winding device, not shown, which the traction means 15 in the direction of the arrow 22 and thereby the deflection of the lever 17 causes.

Claims (3)

Versteifungselement (13) für die Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeuges, welches in der Fahrzeugkarosserie derart angeordnet ist, dass das Versteifungselement (13) bei einem Unfall auf Biegung beansprucht ist, wobei die Endbereiche (16) des lang gestreckten Versteifungselements (13) über ein in der Längsrichtung des Versteifungselements (13) verlaufendes Zugmittel (15) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (15) im Auslösefall über eine auslösbare, eine rechtwinklig zum Versteifungselement (13) einwirkende Spannkraft erzeugende Spannvorrichtung derart unter Spannung gesetzt wird, dass die bei einem Aufprall auf das Versteifungselement (13) einwirkenden Biegekräfte in Längsrichtung des Versteifungselements (13) wirkende Druckspannungen bewirken, wobei die Spannvorrichtung aus wenigstens einem sich gegen das Versteifungselement (13) abstützenden und im Auslösefall das Zugmittel (15) von dem Versteifungselement (13) abspreizenden Hebel (17) besteht.Stiffening element ( 13 ) for the vehicle body of a motor vehicle, which is arranged in the vehicle body such that the stiffening element ( 13 ) is subjected to bending in an accident, the end regions ( 16 ) of the elongated stiffening element ( 13 ) over in the longitudinal direction of the stiffening element ( 13 ) running traction means ( 15 ), characterized in that the traction means ( 15 ) in the case of release via a releasable, a right angle to the stiffening element ( 13 ) is applied under tension in such a way that the force acting on the stiffening element in the event of an impact ( 13 ) acting bending forces in the longitudinal direction of the stiffening element ( 13 ) acting compressive stresses, wherein the clamping device of at least one against the stiffening element ( 13 ) and in the event of triggering the traction means ( 15 ) of the stiffening element ( 13 ) spreading lever ( 17 ) consists. Versteifungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (13) einteilig und profiliert ist.Stiffening element according to claim 1, characterized in that the stiffening element ( 13 ) is one-piece and profiled. Versteifungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (14) des Versteifungselementes (13) ein Doppel-C-Profil ist.Stiffening element according to claim 2, characterized in that the profile ( 14 ) of the stiffening element ( 13 ) is a double C profile.
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