DE19607025A1

DE19607025A1 - Fahrzeuginnenverkleidung als Aufprallschutz

Info

Publication number: DE19607025A1
Application number: DE19607025A
Authority: DE
Inventors: Bernd Potzler; Paul Weltner
Original assignee: FEHRER GUMMIHAAR
Current assignee: FS Fehrer GmbH and Co KG
Priority date: 1996-02-24
Filing date: 1996-02-24
Publication date: 1997-08-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufprall schutz, vorzugsweise für einen Kraftfahrzeuginnen raum, der auf einem starren Bauteil befestigbar ist, einen deformierbaren Bereich mit Hohlräumen umfaßt, und an der Sichtfläche eine Abschlußschicht aufweist.

Karosserieteile, Stützen und andere starre Bauteile im Innenraum von Fahrzeugen, speziell Kraftfahrzeu gen, werden häufig an ihrer Oberfläche mit einer Dekorschicht versehen, die ihrerseits auf einem mit der Karosserie verbundenen Trägerteil angebracht ist. Um eine elastische Oberfläche zu erhalten und den Charakter textiler Dekorstoffe zu betonen, wird gelegentlich zwischen Trägerteil und Dekorschicht ein Schaumstoff eingebracht. Da ein ausreichender Aufprallschutz bei Unfällen durch eine derartige Verkleidung in der Regel weder beabsichtigt noch in ausreichendem Maße möglich ist, zeigt die Druck schrift DE 44 43 840 in einer Weiterentwicklung ein Aufprallschutzelement mit einem Kissen aus Leicht metallschaum, das unter der Abschlußschicht ange ordnet, jedoch in seiner Herstellung vergleichs weise aufwendig ist.

Ein anderes Bauteil zur Absorption von Aufprall energie, das die Druckschrift DE 195 05 935 be schreibt, umfaßt ein deformierbares Trägerteil mit Hohlräumen, zwischen denen Stege aus gegossenem Kunststoff angeordnet sind. Zum Innenraum wird es durch eine geschlossene Sichtfläche verblendet. Der Nachteil der Verkleidung besteht darin, daß es beim Aufprall zu einem Zersplittern der Stege kommen kann, die aufgrund ihrer Scharfkantigkeit eine hohe Verletzungsgefahr darstellen. Zudem erweist sich die Anbringung der Stege in den Bereichen als schwierig oder unmöglich, in denen Befestigungsele mente, beispielsweise Schrauben oder Klammern, den Absorber mit der unterliegenden Karosserie oder der äußeren Abschlußschicht verbinden. Somit ist kein optimaler Verletzungsschutz gegeben.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, ein einfach herstellbares Ver kleidungselement zu entwickeln, das den Verlet zungsschutz verbessert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Aufprallschutz aus einem Grundträger, einem Kern und einer Deckplatte aufgebaut ist, der Grund träger aus einer formstabilen Platte besteht und an dem starren Bauteil befestigbar ist, die Deckplatte aus zufgestem Material besteht und die Sichtfläche des Aufprallschutzes bildet, der Kern elastisch de formierbar ist und Hohlräume, Aussparungen oder Wölbungen aufweist, der Kern lokal durch Kräfte elastisch verformbar ist, die klein gegen die bei einem Aufprall aufzunehmenden Kräfte sind und die Verbindung zwischen Kern und Grundträger sowie Deckschicht an einer Vielzahl von Punkten oder Li nien erfolgt, die gleichmäßig über die Oberflächen des Kerns verteilt sind.

Der vorgeschlagene Aufprallschutz ist ein einstücki ges Verkleidungselement, das sandwichartig aus mindestens drei Schichten aufgebaut ist. Der Grund gedanke besteht darin, die abzufangenden Kräfte durch die Außenschichten großflächig zu verteilen und einen Absorber zwischen ihnen anzuordnen, der lokal bereits durch geringe Kräfte elastisch defor mierbar ist.

Die karosserieseitige Schicht wird von einem Grund träger gebildet, der aus formstabilem Material be steht und an dem Karosserieteil angebracht ist. Die Verbindung zwischen Grundträger und Karosserie er folgt zweckmäßig durch Befestigungselemente, obwohl auch eine Verklebung oder eine formschlüssige An bringung, z. B. durch Aufschieben auf eine Führung, denkbar ist. Weiterhin umfaßt der Aufprallschutz eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Deckplatte, die eine geschlossene Sichtfläche bildet und gege benenfalls mit einer Dekorschicht versehen ist. Zur flächigen Verteilung der Energie eines Aufpralls ist es erforderlich, daß die Deckplatte aus zugfe stem oder auch formstabilem Material besteht, wobei im ersteren Fall eine weichere Oberfläche die Folge ist.

Zwischen Grundträger und Deckschicht ist ein Kern angeordnet, der an einer Vielzahl einzelner, gleichmäßig mit hoher Dichte über eine Fläche ver teilten Punkten oder Linien mit beiden Schichten verbunden, beispielsweise verklebt ist. Dabei ist jede Einzelverbindung bereits durch eine geringe Kraft elastisch deformierbar, so daß die Schutzwir kung des Elementes bei hoher Belastung durch die große Zahl der Einzelverbindungen entsteht, auf die die Kräfte verteilt werden. Der Kern weist Ausspa rungen, Hohlräume oder Wölbungen auf, so daß in seinem Inneren oder an den Grenzflächen zum Grund träger bzw. der Deckplatte freie Volumina vorhanden sind, in die sein Material bei einer Verformung ausweichen kann. Plastische Deformationen werden auf diese Weise ausgeschlossen. Gleichfalls wird ein Splittern bei Belastung durch die niedrigen lo kalen Kräfte, die auf die elastischen Einzelverbin dungen wirken, vermieden. Als Kern ist speziell ein elastisches Preßformteil, ein Abstandsgewebe oder -gewirke oder ein textiles Faserpolster geeignet.

Das vorgeschlagene Verkleidungselement besitzt ein hohes Maß an Energie-Absorptionsvermögen. Dabei sind seine Merkmale durch Variation der Kerneigen schaften auf einfache Weise an unterschiedliche Er fordernisse anpaßbar. Beispielsweise ist es mög lich, die Dicke der Kernschicht an besonders ge fährlichen Stellen im Kopf- oder Knieraum zu erhö hen. Anwendungsbereiche sind insbesondere die Stützsäulen von Kraftfahrzeugdächern, Deckenver kleidungen, Armaturenbretter sowie Flächen im Fuß raum. Auch ein Einsatz in anderen Verkehrsmitteln, wie Zügen oder Flugzeugen ist denkbar. Der einstückige Aufbau des Aufprallschutzes erleichtert die Montage, da im Gegensatz zum Stande der Technik nur ein einzelnes Bauelement und nicht mehrere Teile sukzessive anzubringen sind. Die geringe Material dichte hat ein niedriges Eigengewicht des Bauele mentes zur Folge, das im Fahrzeugbau aus Gründen der Energieersparnis bevorzugt ist. Da sich der Kern aufgrund seines elastischen Materials auch bei mehrfachen Belastungen nahezu nicht verändert, zeichnet er sich durch eine gute Wiedererholungsfä higkeit aus. Die vorteilhafte Folge ist, daß es nach einem Aufprall im Gegensatz zum Stande der Technik allenfalls in Ausnahmefällen notwendig ist, die Verkleidung zur Erhaltung der Schutzwirkung zu ersetzen. Schließlich ist es möglich, sämtliche Schichten des Aufprallschutzes aus einem einheitli chen Werkstoff herzustellen, so daß eine Wiederver wertung des Materials erleichtert wird.

Als Deckplatte sind insbesondere textile Werkstoffe geeignet, die zum Beispiel aus Polyester, Copoly ester oder Duroplasten bestehen und zu Geweben, Vliesen, Gewirken oder Nadelvliesstoffen verarbei tet sein können. Soll die Deckplatte ein Preßform teil mit erhöhter Eigensteifigkeit sein, so ist es zweckmäßig, wenn zumindest ein Teil der Fasern thermoplastisch ist, um eine Herstellung durch Warmverformung zu ermöglichen. Alternativ ist je doch auch die Verwendung eines Klebstoffes oder Bindemittels zur Formung möglich.

Bevorzugt ist der Kern gleichfalls ein Preßform teil, das aus einem der vorbeschriebenen, textilen Materialien besteht. Denkbar ist jedoch auch die Verwendung einer strukturierten Folie aus Kunst stoff. In beiden Fällen ist das Material ver gleichsweise kompakt, so daß zur Erzeugung der zur Deformation notwendigen Hohlräume eine gewellte oder Wabenstruktur des Kerns von Vorteil ist.

Eine Alternative zu einem Preßformteil besteht in einem textilen Faserpolster, dessen Formstabilität durch einen thermoplastischen Werkstoff und Erhit zung oder chemische Bindemittel erzeugt wird. Im Gegensatz zu einem Preßformteil besitzt das Faser polster jedoch eine Vielzahl von Hohlräumen in sei nem Inneren, so daß sich eine Wellung oder Ausneh mungen erübrigen.

Schließlich kann der Kern aus einem Abstandsgewebe oder -gewirke bestehen, das zwei textile Schichten umfaßt, die über einzelne, senkrecht zu ihnen ver laufende Fasern oder Filamente verbunden sind. Beide Schichten sind voneinander beabstandet, wobei die mechanische Stabilität durch Tränkung in einem Harz erzeugt wird. Wie auch die vorbeschriebenen Materialien ist der so erzeugte Kern unter geringen Belastungen weitgehend formstabil, während er durch höhere Kräfte reversibel elastisch verformbar ist.

Da der Grundträger nicht zur Energie-Absorption sondern lediglich zur Kraftübertragung und Erhöhung der Eigensteifigkeit dient, wird er zweckmäßig aus einem preiswerten, starren Material gefertigt. Ins besondere bieten sich Spritzgußteile an, die gege benenfalls durch Glasfasern oder Fasermatten ver stärkt sind. Sollte der Grundträger bei einem Un fall beschädigt werden, so sind Fahrzeuginsassen durch die darüberliegenden Kern- und Deckschichten vor Verletzungen geschützt.

Die Fertigung des gesamten Aufprallschutzes oder einzelner Komponenten aus nachwachsenden Rohstof fen, z. B. pflanzlichen Faserwerkstoffen, erleich tert die Entsorgung nach erfolgtem Gebrauch.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert sind. Die Zeichnung zeigt in prinzipienhafter Dar stellung:

Fig. 1 Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Aufprallschutz im montierten Zustand,

Fig. 2 Schnitt durch eine alternative Ausführ ung des Aufprallschutzes.

Fig. 1 gibt den Schnitt durch einen Aufprallschutz wieder, die aus einem Grundträger (1), einem Kern (2) und einer Deckplatte (3) besteht, wobei der Grundträger (1) über Verbindungselemente (4) auf einem starren Bauteil (5), beispielsweise dem Ka rosserieblech eines Fahrzeugs, befestigt ist, so daß es der Aufprallschutz zum Innenraum (6) des Fahrzeugs hin verblendet. Grundträger (1) und Deck platte (3) dienen für den Fall, daß bei einem Un fall eine Person auf die Verkleidung aufschlägt, zur flächigen Verteilung der lokal auftretenden Kräfte und sind daher aus formstabilem, die Deck platte (3) zumindest zugfestem, Material gefertigt. Die Absorption der auftretenden Stoßkräfte erfolgt im Kern (2), der im Beispiel ein Preßformteil mit einer Vielzahl von Erhöhungen (7) ist, die sich un ter Kraftbelastung elastisch verformen. Dabei ist ein Ausweichen des Materials in die zwischen den Erhöhungen (7) befindlichen Hohlräume (8) möglich, damit keine Knickungen oder plastischen Deformatio nen auftreten, die die Kerneigenschaften dauerhaft beeinträchtigen würden. Eine einzelne Erhöhung (7) ist bereits durch vergleichsweise geringe Kräfte verformbar, so daß die Schutzwirkung erst durch die Vielzahl zusammenwirkender Erhöhungen (7) entsteht, wobei die Kräfte durch die Deckplatte (3) großflä chig verteilt und an den Verbindungspunkten (9) an den Kern (2) übertragen werden.

Ein alternatives Beispiel einer Verkleidung zum Aufprallschutz zeigt Fig. 2, bei der die Schicht des Kerns (2) aus einem Faserpolster besteht. Seine Formstabilität wird durch thermoplastische Ver schmelzung der Fasern (10) an ihren Kontaktstellen untereinander oder durch ein chemisches Bindemittel erzeugt. Da in diesem Fall eine Vielzahl von Hohl räumen (8) zwischen den Fasern verbleiben, ist in diesem Fall eine Strukturierung der Kernschicht nur in Ausnahmefällen erforderlich.

Im Ergebnis entsteht somit ein Verkleidungselement als Aufprallschutz, das sich einfach herstellen und verarbeiten läßt, auch nach wiederholten Belastun gen wirksam bleibt und den Schutz der Fahrzeugin sassen erheblich verbessert.

Claims

1. Aufprallschutz, vorzugsweise für einen Kraft fahrzeuginnenraum, der auf einem starren Bauteil befestigbar ist, einen deformierbaren Bereich mit Hohlräumen umfaßt, und an der Sichtfläche eine Ab schlußschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Aufprallschutz aus einem Grundträger (1), ei nem Kern (2) und einer Deckplatte (3) aufgebaut ist,
- der Grundträger (1) aus einer formstabilen Platte besteht und an dem starren Bauteil (5) befestigbar ist,
- die Deckplatte (3) aus zugfestem Material besteht und die Sichtfläche des Aufprallschutzes bildet,
- der Kern (2) elastisch deformierbar ist und Hohl räume (8), Aussparungen oder Wölbungen aufweist,
- der Kern (2) lokal durch Kräfte elastisch ver formbar ist, die klein gegen die bei einem Aufprall aufzunehmenden Kräfte sind
- und die Verbindung zwischen Kern (2) und Grund träger (1) sowie Deckschicht (3) an einer Vielzahl von Punkten oder Linien erfolgt, die gleichmäßig über die Oberflächen des Kerns (2) verteilt sind.

2. Aufprallschutz nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Deckplatte (3) aus einem textilen Werkstoff besteht.

3. Aufprallschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) ein Preßformteil ist.

4. Aufprallschutz nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kern (2) eine strukturierte Folie ist.

5. Aufprallschutz nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kern (2) aus textilem Material besteht.

6. Aufprallschutz nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) gewellt ist oder eine Wabenstruktur aufweist.

7. Aufprallschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) ein textiles Fa serpolster ist.

8. Aufprallschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) ein Abstandsgewebe oder -gewirke ist.

9. Aufprallschutz nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundträ ger (1) ein Spritzgußteil ist.

10. Aufprallschutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Grundträger (1) und/oder Kern (2) und/oder Deckplatte (3) ganz oder teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gefer tigt sind.