DE19511512C2 - Deformationsbügel zum energieabsorbierenden Abstützen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Deformationsbügel zum energieab­ sorbierenden Abstützen eines einer Instrumententafel angeglie­ derten, eine Lastverteilplatte und ein dieser vorgelagertes Stoßaufnahmeglied aufweisenden Knieschutzes, wobei der profi­ lierte Deformationsbügel eine etwa V-förmige Erstreckung auf­ weist, deren einer Schenkel zur Abstützung des Knieschutzes dient und deren anderer Schenkel sich an einem in Fahrzeugquer­ richtung verlaufenden, karosseriefesten Querträger abstützt und der Deformationsbügel mit zwei Deformationszonen versehen ist, von denen die erste im Bereich des beide Schenkel miteinander verbindenden Abschnittes und die zweite an einer Knickstelle im Bereich der vorgelagerten, zwei Deformationsglieder miteinander verbindenden Lastverteilplatte angeordnet ist.

Ein über derartige Deformationsbügel abgestützter Knieschutz ist durch die US 4 978 136 bekannt, wobei die Lastverteilplatte über Deformationsglieder mit den Deformationsbügeln verbunden ist, deren V-Öffnung nach oben weist. Das armaturentafelnahe Schen­ kelende jedes Deformationsbügels ist über ein einendig festge­ legtes Rohrstück zusätzlich abgestützt, so daß es im Knieauf­ prallfall zu einem örtlichen Eintauchen der sich nach oben bewe­ genden Knie und bei entsprechend großen Personen zu einem ge­ fährlichen Abstützen der Knie am Rohrstück kommt, das Seitwärts­ bewegungen der Lastverteilplatte bei einem Schräganstoßen der Knie verhindert.

Durch die JP 5-213128 A ist ein weiterer, zumindest zwei ausge­ prägte Deformationszonen aufweisender und mit einem Schenkel am einen Querträger befestigter Deformationsbügel bekannt. Die Deformation des mit dem Querträger verbundenen Schenkels setzt bei der bekannten Anordnung erst dann ein, wenn das Deformationsver­ mögen des beide Schenkel miteinander verbindenden Abschnittes erschöpft ist und beide Schenkel in diesem Bereich aneinander zur Anlage gelangen. Auch hier besteht wegen des Schwenkens des einen Schenkels im Uhrzeigersinn um den Querträger die Gefahr, daß bei hohen Belastungen sich die Verbindung löst und das vor­ gegebenen Energieabsorptionsvermögen nicht ausgeschöpft wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Deformationsbügel so auszu­ bilden und endseitig so festzulegen, daß eine personengrößenun­ abhängige, gefahrlose Abstützung der im Aufprallfall in einen gefährdeten Bereich wandernden Knie mit hohem Energieabsorpti­ onsvermögen auch bei einem Schrägaufprall der Knie erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Deformationsbügel nach dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merk­ male erreicht.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Energieab­ sorptionsvermögen der dritten Deformationszone besonders gut ausgenutzt, wenn jeder Deformationsbügel an seinem instrumenten­ tafelfernen Ende am Querträger anschließt und mit diesem ver­ bunden ist, wobei bei der Deformation der zugeordneten dritten Deformationszone sich diese bis über die Senkrechte hinaus um den Querträger wickelt.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Querträger in einer anderen Höhenlage angeordnet ist, schließt sich an das armaturentafelferne Ende jedes etwa V-förmigen De­ formationsbügels ein weiterer bogenförmig und unverformbarer Bügelabschnitt an, der unten am Querträger unlösbar befestigt ist, so daß sich insgesamt eine etwa S-förmige Gestalt für den Deformationsbügel ergibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist jeder Deformati­ onsbügel ein hutförmiges Profil auf, wobei die Deformationszonen durch eine gezielte Reduzierung der Steghöhe und/oder der Mate­ rialstärke geschaffen werden.

Ist der Deformationsbügel als Leichtmetall-Druckgußteil ausge­ führt, so lassen sich die Deformationszonen besonders leicht schaffen.

Es ist aber auch möglich, daß jeder Deformationsbügel ein hut­ förmiges Profil aufweist und daß die Deformationszonen dadurch geschaffen werden, daß im Anschluß an dieselben das hutförmige Profil Verstärkungen in Form von Sicken und/oder Wanddopplern aufweist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Stoßaufnahmeglied als ein schalenförmiges Trägerteil ausgebil­ det, das auf die dem Fahrzeuginnenraum zugekehrte Vorderfläche der Instrumententafel unter Belassung eines Hohlraumes aufge­ setzt ist und sich zumindest über den Anlagebereich des Deforma­ tionsbügels an der Instrumententafel erstreckt, wobei ein Ener­ gieabsorptionselement von einer den Hohlraum zwischen Trägerteil und Instrumententafel ausfüllenden energieabsorbierenden Einlage gebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, daß nach dem Aus­ schöpfen des Energieabsorptionsvermögens der Deformationsbügel durch die Einlage noch Restenergie absorbiert werden kann.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind den restlichen Ansprüchen zu entnehmen.

Zwei Ausführungsvarianten eines Deformationsbügels mit karosse­ rieseitiger und armaturentafelseitiger Anbindung in unverformtem und verformtem Zustand sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ausschnittweise einen Querschnitt einer Instrumententafel mit Knieschutz,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 jeweils eine Seitenansicht des Deformationsbügels und 5 des Knieschutzes in Fig. 1 im unverformten (Fig. 4) und nach Stoßeinwirkung verformten (Fig. 5) Zustand und

Fig. 6 und 7 jeweils eine Seitenansicht eines etwa S-förmigen ge­ stalteten Deformationsbügel im unverformten (Fig. 6) und im nach Stoßeinwirkung verformten (Fig. 7) Zustand.

In Fig. 1 ist eine Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs, im folgenden kurz I-Tafel 10 genannt, im Schnitt und ausschnitts­ weise in ihrem unteren, dem Fußraum im Fahrzeuginnenraum zuge­ kehrten Endbereich dargestellt. An ihrem unteren freien Ende ist die mit 11 angedeutete Fußraumabdeckung befestigt. Fußraumab­ deckung 11 und I-Tafel 10 begrenzen nach vorn den Fahrzeuginnen­ raum 12. Die I-Tafel 10 ist mit einem insgesamt mit 13 gekenn­ zeichneten Knieschutz ausgestattet, der dreiteilig ausgebildet ist. Zum Knieschutz 13 gehören zwei voneinander beabstandete, auf der vom Fahrzeuginnenraum 12 abgekehrten Seite der I-Tafel 10 liegende Deformationsbügel 14, von denen nur einer ersicht­ lich ist und jeder etwa V-Form aufweist und dessen beide Schen­ kel 141, 142 durch einen bogenförmigen Steg 143 einstückig ver­ bunden sind. Die Einbaulage des Deformationsbügels 14 ist dabei so festgelegt, daß die V-Öffnung nach vorn, weg von der I-Tafel 10 weist. Wie aus der Schnittdarstellung in Fig. 2 und 3 des Deformationsbügels 14 ersichtlich ist, hat der Deformationsbügel 14 einen im wesentlichen hutförmigen, rechteckigen Querschnitt, wobei die Enden der Querschnittsschenkel um 90° nach außen abge­ bogen sind (Fig. 3). Mit diesen beiden Abbiegungen liegt der eine Schenkel 141 plan an einer Lastverteilplatte 26 der I-Tafel 10, und zwar auf deren vom Fahrzeuginnenraum 12 abgekehrten Rückfläche an. Der Schenkel 141 ist dabei im Abstand von seinem freien Ende unter einem stumpfen Winkel in die V-Öffnung des Deformationsbügels 14 hinein abgewinkelt. Der andere Schenkel 142 ist endseitig bogenförmig gekrümmt und liegt mit diesem Krümmungsbereich an der Unterseite eines karosseriefesten Quer­ trägers 15 an. In diesem Anlagebereich sind Deformationsbügel 14 und Querträger 15 fest miteinander verbunden.

Zum Knieschutz 13 gehört ferner ein Stoßaufnahmeglied, das als schalenförmiges Trägerteil 16 aus Stahlblech ausgebildet ist. Anstelle von Stahlblech kann auch ein geeigneter Kunststoff ver­ wendet werden. Das Trägerteil 16, das die Funktion eines Last­ verteilers für die beim Stoß punktuell wirkenden Kniekräfte hat, liegt auf der vom Deformationsbügel 14 abgekehrten Seite der I- Tafel 10 und ist auf die dem Fahrzeuginnenraum 12 zugekehrten Vorderfläche der I-Tafel 10 unter Belassung eines Hohlraums 17 aufgesetzt. Das Trägerteil 16 erstreckt sich über den gesamten Anlagebereich des Deformationsbügels 14 an der I-Tafel 10 und nach oben noch etwas über diesen hinaus. Der Hohlraum 17 ist vollständig mit einer energieabsorbierende Einlage 18, z. B. aus Schaumstoff, einer Wabenstruktur o. a., als ein Teil des Knie­ schutzes 13 ausgefüllt, wobei die Einlage 18 in ihrer Konsistenz so gewählt ist, daß sie bei Stoßeinwirkung erst nach vollständi­ ger Deformation des Deformationsbügels 14 wirksam wird und die noch verbleibende Restenergie absorbiert. Das schalenförmige Trägerteil 16 ist mit einem Haltesteg 20 versehen, der auf sei­ ner der I-Tafel 10 zugekehrten Innenfläche von dieser wegstrebt und durch eine Öffnung in der Einlage 18 hindurchführt. Dieser Haltesteg 20 korrespondiert mit einer Ausnehmung 21 in der I-Ta­ fel 10, in welche er clipsartig hineingesteckt wird. Auf diese Weise wird das Trägerteil 16 mit Einlage 18 in seinem oberen Be­ reich befestigt. Am unteren Ende ist das Trägerteil 16 zusammen mit der I-Tafel 10 und der Fußraumabdeckung 11 am Bügelschenkel 141 des Deformationsbügels 14 verschraubt oder verkeilt, was durch eine strichpunktierte Schraubenmittellinie 22 angedeutet ist. Das schalenförmige Trägerteil 16 ist auf seiner Oberfläche vollständig mit einer textilkaschierten Sichtblende 19 überzo­ gen, die plan auf der Oberfläche des Trägerteils 16 aufliegt und dort befestigt, z. B. verklebt, ist.

Zur Erzielung einer vorgebbaren und leicht zu beeinflussenden Deformations-Kennlinie des Deformationsbügels 14 sind in diesem drei mit 23, 24 und 25 angedeutete definierte Deformationszonen vorgesehen. Die erste Deformationsstelle 23 liegt im bogenförmi­ gen Steg 143 des Deformationsbügels 14, die zweite Deformations­ stelle 24 am instrumententafelfernen Ende 144 im endseitigen Krümmungsbereich des Schenkels 142 und die dritte Deformations­ stelle 25 in der Abwinkelung des Schenkels 141. Die Deforma­ tionszonen 23, 24, 25 sind so bemessen, daß sie bei Stoßeinwir­ kung unter Energieverzehr nacheinander wirksam werden, wobei sich zunächst jeder Deformationsbügel 14 durch das Ansprechen der Deformationszone 23 zusammenfaltet und der Bügelschenkel 141 sich auf den Schenkel 142 hinbewegt, bis beide Bügelschenkel­ enden aneinanderliegen, dann sich der Schenkel 141 um den karosseriefesten Querträger 15 wickelt, wobei die Deformationszone 24 wirksam wird, und schließlich die Abwinkelung des Schenkels 142 sich aufweitet. Dieses Deformationsverhalten des Deformationsbügels 14 ist in Fig. 4 und 5 skizziert. Fig. 4 zeigt dabei den noch unverformten Deformationsbügel 14 vor Stoßeinwirkung, Fig. 5 den wie vorstehend beschrieben verformten Deformationsbügel 14 nach Stoßeinwirkung. Verbleibt nach dieser vollständigen Deformation des Deformationsbügels 14 noch Stoßrestenergie, so wird diese von der Schaumstoffeinlage 18 absorbiert, wobei die Schaumstoffeinlage 18 entsprechend zusammengedrückt wird.

Beim Deformationsbügel 14' nach den Fig. 6 und 7 schließt sich zur Anbindung eines hochgelegenen Querträgers 15 an das armatu­ rentafelferne Ende 144' des etwa V-förmigen Abschnittes des Deformationsbügels 14' ein weiterer bogenförmiger, jedoch un­ verformbarer Bügelabschnitt 145' an, der unten am Querträger 15 unlösbar befestigt ist. Jeder Deformationsbügel 14' erhält somit eine etwa S-förmige Gestalt mit gegenüber dem Deformationsbügel 14 gleich gelegenen Deformationszonen 23, 24 und 25, die in Fig. 6 unverformt und in Fig. 7 am Ende der Vorformung dargestellt sind.

Claims (11)

1. Deformationsbügel zum energieabsorbierenden Abstützen eines einer Instrumententafel angegliederten, eine Lastverteilplatte und ein dieser vorgelagertes Stoßaufnahmeglied aufweisenden Knieschutzes, wobei der profilierte Deformationsbügel eine etwa V-förmige Erstreckung aufweist, deren einer Schenkel zur Abstüt­ zung des Knieschutzes dient und deren anderer Schenkel sich an einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden, karosseriefesten Querträger abstützt und der Deformationsbügel mit Deformations­ zonen versehen ist, von denen eine erste im Bereich des beide Schenkel miteinander verbindenden Abschnitts, eine zweite an ei­ ner Knickstelle im Bereich der vorgelagerten, zwei Deformations­ bügel miteinander verbindenden Lastverteilplatte und eine dritte am instrumententafelfernen Ende der V-Erstreckung angeordnet ist, wobei nach dem Erschöpfen des Energieabsortionsvermögens der ersten Stufe die dritte Stufe in Aktion tritt, dadurch gekennzeichnet, daß die V-Öffnung des Deformationsbügels (14; 14') in dessen Einbaulage nach vorn und schräg nach unten, weg von der Instru­ mententafel (10) weist, daß beim Ansprechen der dritten Deforma­ tionszone (24) ein Abbiegen im Gegenuhrzeigersinn eintritt, wenn die beiden Schenkel (141, 142; 141', 142') des Deformationsbü­ gels (14; 14') aneinander zur Anlage gelangen und daß schließ­ lich, wenn auch das Energieabsorbtionsvermögen der dritten De­ formationszone (24) erschöpft ist, die zweite Deformationszone (25) zusammen mit der die Armaturentafel (10) zumindest im Knie­ bereich nach hinten begrenzenden Lastverteilplatte (26), die sich direkt am armaturentafelnahen Schenkel (141; 141') des De­ formatinsbügels (14; 14') bis zu dessen erster Deformationszone (23) abstützt, in eine einer Strecklage angenäherte Lage über­ führt wird.

2. Deformationsbügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Deformationsbügel (14) an seinem instrumententafel­ fernen Ende (144) unten am Querträger (15) anschließt und mit diesem verbunden ist und daß bei der Deformation der zuge­ ordneten dritten Deformationszone (24) sich diese bis über die Senkrechte hinaus um den Querträger (15) wickelt.

3. Deformationsbügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an das armaturentafelferne Ende (144') jedes etwa V- förmigen Deformationsbügels (14') ein weiterer bogenförmiger und unverformbarer Bügelabschnitt (145') anschließt, der unten am Querträger (15) unlösbar befestigt ist, so daß sich insgesamt eine etwa S-förmige Gestalt für den Deformationsbügel (14') ergibt.

4. Deformationsbügel nach einem oder mehreren der vorange­ gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Deformationsbügel (14; 14') ein hutförmiges Profil aufweist und daß die Deformationszonen (23, 24, 25) durch eine gezielte Reduzierung der Steghöhe und/oder der Materialstärke geschaffen werden.

5. Deformationsbügel nach einem oder mehreren der vorange­ gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deformationsbügel (14; 14') als Leichtmetall-Druckguß­ teil ausgeführt ist.

6. Deformationsbügel nach einem oder mehreren der vorange­ gangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Deformationsbügel (14; 14') ein hutförmiges Profil aufweist und daß die Deformationszonen (23, 24, 25) dadurch geschaffen werden, daß im Anschluß an dieselben das hutförmige Profil Verstärkungen in Form von Sicken und/oder Wanddopplern aufweist.

7. Deformationsbügel nach einem oder mehreren der vorange­ gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßaufnahmeglied als ein schalenförmiges Trägerteil (16) ausgebildet ist, das auf die dem Fahrzeuginnenraum (12) zugekehrten Vorderfläche der Instrumententafel (10) unter Be­ lassung eines Hohlraums (17) aufgesetzt ist und sich zumindest über den Anlagebereich des Deformationsbügels (14; 14') an der Instrumententafel (10) erstreckt und daß ein Energieabsorptions­ element von einer den Hohlraum (17) zwischen Trägerteil (16) und Instrumententafel (10) ausfüllenden energieabsorbierenden End­ lage (18) gebildet ist.

8. Deformationsbügel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Instrumententafel (10) anliegende Schenkel (141, 141') des Deformationsbügels (14; 14') und der schalenförmige Trägerteil (16) bis hin zum unteren Ende der Instrumententafel (10) reichen und dort miteinander und mit der Instrumententafel (10) fest verbunden sind.

9. Deformationsbügel nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das schalenförmige Trägerteil (16) aus Stahlblech oder Kunststoff gefertigt ist.

10. Deformationsbügel nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das schalenförmige Trägerteil (16) von einer vorzugsweisen textilkaschierten Sichtblende (19) überzogen ist, die plan auf der dem Fahrzeuginnenraum (12) zugekehrten Oberfläche des scha­ lenförmigen Trägerteils (16) aufliegt.

11. Deformationsbügel nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das schalenförmige Trägerteil (16) mit einem auf seiner der Instrumententafel (10) zugekehrten Innenseite wegstrebenden Hal­ testeg (20) durch eine Öffnung in der Einlage (18) hindurch in einer Ausnehmung (21) in der Instrumententafel (10) clipsartig eingesteckt ist.