DE69201869T2

DE69201869T2 - Balken zum verstärken der fahrzeug-karosseriewände und fahrzeug ausgerüstet mit solchem balken.

Info

Publication number: DE69201869T2
Application number: DE69201869T
Authority: DE
Inventors: Edvin Clausen; Julian Happian-Smith
Original assignee: Norsk Hydro ASA
Current assignee: Norsk Hydro ASA
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2012-09-05
Also published as: WO1993004886A1; NO913527D0; CZ48194A3; NO913527L; EP0601045A1; RU2093402C1; NO173537C; DE69201869D1; EP0601045B1; CZ282232B6; US5466032A; JPH06510255A; NO173537B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Mittel, welche dazu dienen die Seitentüren und Seitenwände der Personenkraftfahrzeuge zu verstärken, um so die Insassen gegen das sich aus einem Seitenaufprall ergebende Einbeulen zu schützen, und insbesondere bezieht sie sich auf einen Eindrückverstärkungsträger und auf eine mit einem solchen Träger ausgerüstete Tür eines Fahrzeuges.
Verschiedene Mittel zum Verstärken der Türen von Fahrzeugen, im allgemeinen in der Form von Trägern die zwischen der Front- und der Rückwand der Tür miteinander verbunden sind, werden zur Zeit vorgesehen, um der Tür im Falle eines Seitenaufpralles einen zusätzlichen Widerstand zu verleihen. In Betracht gezogen werden die Abmessungen, die Auswahl des Materials, die Ausbildung und die Lage der Träger, so daß sich ein maximaler Schutz gegen die Kräfte eines Seitenaufpralles ergibt. Das Anbringen von Schwachstellen in dem Verstärkungsträger, um eine unerwünschte Zersplitterung des Trägers unter dem Impakt zu vermeiden, ist ebenfalls bekannt, zum Beispiel aus dem Dokument US-A-4,919,473, genauso ist es mit der Anordnung von teilweise entfernten Flanschen und mit dem Falten der restlichen Flanschenbereiche eines Trägers der mit dem Türrahmen verbunden ist, um das Risiko der Insassen gegenüber Verletzungen herabzusetzen, siehe Dokument EP-A-0407372.
Wie auch immer, die bekannten Lösungen zu dem Problem der Bereitstellung eines Verstärkungsträgers, welcher einerseits in der Lage ist genügend Kräfte auszuhalten und welcher gleichzeitig eine passende Verbindung für eine wirkungsvolle Versteifung der gesamten Türstruktur gewährleistet, sind bis jetzt wenig wirksam oder aber kompliziert gewesen. Dies ist besonders der Fall, wenn verschiedene Werkstoffe für die Struktur der Tür und für den Eindrücksicherungsträger eingesetzt werden, ein Umstand der eine örtliche Verstärkung des Türrahmens in dem Anschlußbereich oder ein generelles Heraufsetzen der Wandstärke des in der Tür (Teil der Karosserie) angewandten Plattenmaterials nötig macht, was eine gängige Technologie in diesem spezifischen Bereich darstellt.
Folglich ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine neue Türkonstruktion vorzusehen, welche die oben angeführten an den bekannten Stand der Technik auf diesem Gebiet gebundenen Nachteile vermeidet und welche zu einer Tür mit verbesserten Verhältnissen zur Übertragung der Aufprallkräfte auf den Türrahmen führt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Eindrücksicherungsträger zu schaffen, welcher einen maximalen Schutz für die Insassen gegenüber den Kräften eines seitlichen Aufpralles gewährleistet und welcher gleichzeitig die Türkonstruktion im allgemeinen dadurch versteift, daß die Kräfte im Falle einer Frontalkollision von dem vorderen Bereich auf den mittleren/hinteren Bereich des Türrahmens und auf die Pfosten der Karosseriezelle übertragen werden.
Ein zusätzliches weiteres Ziel besteht darin, einen Eindrücksicherungsträger aus Leichtmetall zu schaffen, welcher einfach durch Punktschweißen an die Türstruktur, welche aus Stahl angefertigt ist, angebracht werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein neuartiger Verstärkungsträger zur Eindrücksicherung von dem Typ geschaffen der zum Beispiel in den Dokumenten US-A- 4,919,473 oder EP-A-0407372 bekannt gemacht worden ist, und wie er aus den beigefügten Patentansprüchen 1 bis 4, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles des Trägers in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, den Figuren 1 bis 3, hervorgeht. Dabei ist:
Fig. 1 eine schematische und teilweise bruchstückartige Ansicht der Seitentür des Fahrzeuges und sie veranschaulicht den integrierten Verstärkungsträger,
Fig. 2 eine schematische Abbildung des Verstärkungsträgers in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 3 eine Illustration, in Form eines Querschnittes entlang der Linie I-I in Fig. 2, von zwei alternativen Konstruktionsanordnungen des Trägers (Fig. 3a und Fig. 3b).
Figur 1 zeigt auf schematische Art und Weise eine Seitentür 1 eines Fahrzeuges. Dieselbe besteht aus einer äußeren Seitenblechtafel (Karosseriefüllungswandteil) 4, einem Fenster 3 und einem Verstärkungsträger zur Eindrücksicherung 2, welcher sich waagerecht zwischen den Vorder- und Hinterrahmen der Tür erstreckt und an denselben befestigt ist. Der Eindrücksicherungsträger ist üblicherweise auf derselben Höhe angeordnet wie der vordere Stoßstangenaufbau des Fahrzeuges, da auf dieser Höhe die Wahrscheinlichkeit eines Impaktes am größten ist.
Die spezifische Gestaltung des eingesetzten Trägers und die Art und Weise seiner Befestigung an die Türrahmen geht besser aus den Figuren 2 und 3 hervor, welche den Verstärkungsträger schematisch illustrieren, wobei Fig. 2 eine perspektivische Ansicht ist und Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 2 darstellt.
So wie man es in der Figur 2 dargestellt hat, besteht der Träger 2 aus einer gestreckten extrudierten Form, zum Beispiel aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, und er ist ausgehend von einer Seite in der Längsrichtung in zwei Abzweigungen 2', 2" aufgespalten und so gebogen, daß sich die Abzweigungen in einem spitzen Winkel zu der Hauptlängsachse des Trägers erstrecken. Beide Enden des Formstückes (der einstückige Teil und der gespaltene Teil) sind mit Anschlußelementen 5, 6 versehen. Dieselben bestehen aus AlFe-Bimetall-Blechtafeln die durch Schweißen an den Träger [Al-Teil auf Al (Al- Legierung)] befestigt werden. Die Anwendung von Bimetall-Anschlußblechtafeln vereinfacht weitgehendst das anschließende Zusammenfügen der Struktur und sie erlaubt es einen einfachen Punktschweißvorgang anzuwenden, um den Träger auf den Türrahmen (Türsäule) zu befestigen. Auf diese Weise wird, dank des teilweisen Spaltens des Trägers, die maximale Last eines Seitenaufpralles über einen größeren Bereich des Türrahmens verteilt.
In der Figur 3a ist der Träger 2 im Querschnitt als ein extrudiertes Hohlprofil gezeigt, es wird begrenzt durch ein Paar parallele Seitenwände 22, 23 sowie durch die querverlaufenden Außenwände 26, 27 und es weist zwei parallel angeordnete Kammern 20, 21 auf die durch zwei nebeneinander gelegene Querwände 24, 25, die eine von der anderen getrennt sind. Die Anordnung von zwei nebeneinander gelegenen trennenden Querwänden, welche einen geschlossenen Hohlraum zwischen den Kammern 20, 21 begrenzen, ermöglicht es das oben beschriebene teilweise Längsaufspalten des extrudierten Formstückes in die zwei Abzweigungen 2', 2" vorzunehmen, wobei jede Abzweigung aus einem geschlossenen Kastenprofil besteht, der eine einzelne Kammer bildet.
In einem bevorzugten Anwendungsbeispiel des Eindrücksicherungsträgers gemäß der vorliegenden Erfindung, so wie er in der Figur 3b in einer Querschnittsansicht dargestellt ist, können die einzelnen nebeneinander liegenden Querwände 24, 25 über einen stützenden Steg 28 miteinander verbunden werden. Der stützende Steg 28 hat einen günstigen Einfluß auf die Festigkeit (Stabilität) des Trägers und gleicht auf diese Weise die sich aus der Ausführung ergebenden Abweichungen von der für die vorliegende Anwendung am allerbesten geeignete Querschnittskonfiguration - nämlich die Form einer einzelnen Kammer - aus. Desweiteren hat der Trennungsbereich des Formstückes zwischen zwei nebeneinander liegenden Kammern 20, 21, die durch die Querwände 24, 25 begrenzt sind und durch den stützenden Steg 28 miteinander verbunden sind, im wesentlichen eine X-artige Form eher als eine H-artige Form. Dies wird durch ein leicht konkaves Extrudieren der nebeneinander liegenden Querwände 24, 25 erreicht, im Gegensatz zu dem hauptsächlich parallelen Verlauf der noch übrigbleibenden transversalen Außenwände 26, 27. Mechanische Versuche mit diesen besonderen Konfigurationen von Querwänden der Formstücke haben gezeigt, daß um 80% höhere Traglasten vor dem Eintreten des Zusammenbruchs auferlegt werden können, dies im Vergleich zu einem H-artig geformten Träger.
Ein besonderer Vorteil den Eindrücksicherungsträger mit einer teilweisen Aufspaltung der Seiten zu versehen, besteht darin die maximale Belastung eines Seitenaufpralles über einen größeren Bereich des Türrahmens zu verteilen, im Gegensatz zu der augenblicklichen Punktbelastung (Spannung) bei den handelsüblichen bekannten Konstruktionen.
Desweiteren, zusätzlich zu den bereits erwähnten Ersparnissen, welche durch einen vereinfachten, billigen und schnelleren Zusammenbau des Aufbaus der Tür erzielt werden, ergibt sich ebenfalls eine bemerkenswerte Zunahme der gesamten Steifigkeit der Struktur dank der Anwendung von geschweißten Verbindungen zwischen dem Träger und dem Türrahmen, dies anstelle der augenblicklichen Schraubverbindungen.
Der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben veranschaulichten und beschriebenen spezifischen Anwendungsbeispiele der Erfindung. Umänderungen können an der Erfindung vorgenommen werden, ohne von dem erfinderischen Grundprinzip abzuweichen. So können zum Beispiel andere Werkstoffe als Aluminium und seine Legierungen eingesetzt werden, beispielsweise Verbundleichtmetalle auf der Basis einer metallischen Matrix aus Al oder Mg, und auch andere als die gezeigte im wesentlichen rechteckige Querschnittsform können als Querschnittskonfigurationen für den extrudierten Träger in Frage kommen.

Claims

1. Eindrücksicherungsträger zum Verstärken einer Karosseriewand eines Fahrzeuges, insbesondere Träger zum Schützen der Insassen in Personenfährzeugen gegen einen Seitenaufprall bei einer Kollision, dadurch gekennzeichnet, daß der als ein extrudierter längsgestreckter Hohlprofilformkörper mit mehreren Kammern vorgesehene Träger (2) mindestens zwei parallele Kammern (20, 21) aufweist, die sich in Längsrichtung des Trägers erstrecken, und daß er in der Längsrichtung über eine vorherbestimmte Strecke mindestens von einer Seite des Formkörpers ausgehend in zwei einzelne Abzweigungen (2', 2") aufgespalten ist, welche jede eine dieser beiden Kammern (20, 21) umfaßt und wobei mindestens eine der einzelnen Abzweigungen (2', 2") sich in einem spitzen Winkel zu der Längsachse des Trägers (2) erstreckt und die eine so von der anderen auseinanderweicht, daß die maximale Last eines Seitenaufpralles über einen größeren Bereich des Türrahmens verteilt wird.

2. Eindrücksicherungsträger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) eine im Querschnitt im wesentlichen rechteckige Körperkonfiguration aufweist und daß die Kammern (20, 21) von zwei parallelen Seitenwänden (22, 23), einem Paar transversalen Außenwänden (26, 27) und zwei nebeneinander liegenden inneren Querwänden (24, 25) begrenzt sind und einen geschlossenen Hohlraum zwischen den Kammern (20, 21) bilden.

3. Eindrücksicherungsträger nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinander liegenden Querwände (24, 25) durch mindestens einen stützenden Steg (28) untereinander verbunden sind.

4. Eindrücksicherungsträger nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinander liegenden Querwände (24, 25) eine leicht konkave Konfiguration aufweisen, dies im Vergleich zu den im wesentlichen parallel verlaufenden transversalen Außenwänden (26, 27).