DE19963068A1 - Device for motor vehicle body parts deformable with energy conversion in impact accidents has inserts that can be subjected to internal pressure in selected body regions with hollow volumes - Google Patents
Device for motor vehicle body parts deformable with energy conversion in impact accidents has inserts that can be subjected to internal pressure in selected body regions with hollow volumesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für bei Aufprallunfällen energieumwandelnd verformbare Karosseriebereiche von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for energy conversion in impact accidents deformable body areas of motor vehicles according to the preamble of Claim 1.
Um den Insassen eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges bei einem Aufprallunfall einen größtmöglichen Schutz vor Verletzungen zu sichern ist es bekannt und gebräuchlich in den Karosserieverband Strukturen zu integrieren, welche die bei einem Aufprallunfall auftretende Stoßenergie bzw. Aufprallenergie wenigstens zu einem sehr erheblichen Teil in Arbeit umwandeln und zwar hauptsächlich in Verformungsarbeit umwandeln.To the occupant of a vehicle, in particular a motor vehicle in a It is known and known to ensure the greatest possible protection against injuries in an accident customarily to integrate structures in the bodywork structure, which the one Impact energy or impact energy occurring at least to a very high level convert a significant part into work, mainly into deformation work convert.
Solche Strukturen sind, soweit sie zur Umwandlung der bei einem Front oder Heckaufprall auftretenden Stoß- bzw. Aufprallenergie bestimmt sind durch sogenannte in den Vorder- und Hinterwagen der Fahrzeugkarosserie integrierte Knautschzonen gebildet, wobei in vielen Fällen aus einem kastenförmigen Hohlprofil bestehende Längsträger zumindest über einen Teil ihrer Länge hin mit Sollknickstellen versehen sind, derart daß eine auf den Vorder- oder Hinterwagen wirkende Aufprallenergie eine kontrollierte Faltung der jeweiligen Längsträger ergibt.Such structures are insofar as they are used to convert the case of a front or rear impact occurring impact or impact energy are determined by so-called in the front and Rear car body formed integrated crumple zones, being in many Cases consisting of a box-shaped hollow profile longitudinal beam at least one Part of their length are provided with predetermined kinks, such that one on the front or Impact energy acting on the rear of the vehicle ensures controlled folding of the respective side members results.
Darüber hinaus ist es dann auch bekannt (DE-OS 22 23 800), zusätzlich zu den vorgenannten, an sich am Fahrzeug vorhandenen Längsträgern weitere Hohlbauteile zur Energieumwandlung oberhalb oder unterhalb jedenfalls außerhalb dieser Längsträger vorzusehen. In addition, it is also known (DE-OS 22 23 800), in addition to The aforementioned, existing on the vehicle side members other hollow components Energy conversion above or below in any case outside of these side members to provide.
Schließlich besteht eine weitere bekannte Variante (DE-OS 22 39 485) von Strukturen zur Umwandlung von insbesondere auf den Vorder- oder Hinterwagen wirkender Aufprallenergie darin, daß die dort ohnehin vorhandenen Längsträger und/oder zusätzliche Hohlbauteile mit einer Schaumstoffüllung, sei es nun Metallschaum oder Kunststoffschaum ausgefüllt werden. Unabhängig davon, welche der hier nur schematisch aufgezeigten Varianten von Strukturen zur Umwandlung der bei einem Front oder Heckaufprall auftretenden Stoß- bzw. Aufprallenergie auch eingesetzt wird, ist damit stets eine Erhöhung des Fahrzeuggewichtes verbunden, weil für die jeweilige Struktur eine hohe Steifigkeit erforderlich ist, was naturgemäß mit einer Materialvermehrung und damit Gewichtsvermehrung einhergeht.Finally, there is another known variant (DE-OS 22 39 485) of structures for Conversion of impact energy, particularly on the front or rear section in that the longitudinal members and / or additional hollow components which are present there anyway with a foam filling, be it metal foam or plastic foam become. Regardless of which of the only schematically shown variants of Structures for converting the impact or impact occurring in a front or rear impact Impact energy is also used, is always an increase in vehicle weight connected, because a high rigidity is required for the respective structure, which naturally accompanied by an increase in material and thus an increase in weight.
Bezogen auf den Insassenschutz bei Seitenaufprall bestehen die bisher bekannt gewordenen Vorschläge hauptsächlich in der Anordnung zusätzlicher Träger im Türkörper und/oder in der Anordnung von Schaumstoffpolsterungen, gleichfalls meist im Türkörper. Beide Maßnahmen führen ebenfalls zu einer vergleichsweise beachtlichen Erhöhung des Fahrzeuggewichtes.With regard to occupant protection in the event of a side impact, they are known to date Proposals become mainly in the arrangement of additional beams in the door body and / or in the arrangement of foam upholstery, usually also in the door body. Both measures also lead to a comparatively considerable increase in Vehicle weight.
Um die mit jeder der vorstehend aufgezeigten Maßnahmen zur Erhöhung der Insassensicherheit in Kraftfahrzeugen einhergehende, mehr oder minder große Gewichtserhöhung des Gesamtfahrzeuges zu vermeiden ist daher auch bereits vorgeschlagen worden (DE-OS 195 46 332) anstelle zusätzlicher Einbauten, Träger oder Schaumstoffausfüllungen bzw. Schaumstoffpolster und dergleichen innerhalb von in der Karosserie ohnehin vorhandene Hohlbauteilen, Hohlprofilabschnitten oder geschlossenen Hohlkörpern, einen hydraulischen oder pneumatischen Innendruck aufrecht zu erhalten. Ziel dieser Maßnahme ist es, die aus einem Aufprall resultierende Aufprallenergie zunächst in Kompressionsarbeit und Wärme und erst im Weiteren in eine Bauteile der Karosserie deformierende Verformungsarbeit umzuwandeln. Diese Maßnahme könnte bei Verwendung eines Gases zur Erzielung des erforderlichen Innendruckes in geschlossenen Hohlbauteilen durchaus zur Vermeidung einer Gewichtserhöhung der Gesamtkarosserie führen, ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß zum einen nicht an allen für den Abbau von Aufprallenergie relevanten Stellen des Karosserie als geschlossene Hohlbauteile vorhanden sind und daß zum anderen die zur Ausnutzung des Innendruckes erforderliche Gasdichtheit der geschlossenen Hohlbauteile der Karosserie nur mit einem extrem hohen Aufwand realisierbar ist.In order to increase with each of the measures outlined above Occupant safety in motor vehicles, more or less large It is therefore already necessary to avoid increasing the weight of the entire vehicle have been proposed (DE-OS 195 46 332) instead of additional internals, supports or Foam fillings or foam pads and the like within in Body already existing hollow components, hollow profile sections or closed Hollow bodies to maintain a hydraulic or pneumatic internal pressure. aim this measure is to first impact energy resulting from an impact Compression work and heat and only then in a component of the body convert deforming deformation work. This measure could be in use a gas to achieve the required internal pressure in closed hollow components lead to avoid an increase in weight of the overall body, however suffers from the disadvantage that, on the one hand, not at all for the reduction of impact energy relevant parts of the body are available as closed hollow components and that on the other hand, the gas tightness required to utilize the internal pressure closed hollow components of the body only with an extremely high effort is feasible.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde die zum Abbau von Aufprallenergien erforderlich höhere Steifigkeit von Hohlräume umgrenzenden Karosserieteilen oder Karosseriebereichen bei einem Aufprall zur Verfügung zu stellen, ohne daß dadurch der Herstellungsaufwand oder das Gesamtgewicht der Karosserie zu sehr erhöht werden.Starting from this prior art, the invention is based on the object higher stiffness of cavities required to reduce impact energies surrounding body parts or body areas available in the event of an impact to provide, without the manufacturing effort or the total weight of the Body to be raised too much.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the features specified in claim 1 solved. Advantageous refinements and developments are in the subclaims specified.
Vor allem eine Verwirklichungsform, bei der die mit einem Innendruck beaufschlagbaren Einlagen durch Gassäcke gebildet sind, welche lediglich in Abhängigkeit von einem Aufprallunfall des Fahrzeuges vermittels Druckspeicher oder Gasgeneratoren mit einem Innendruck beaufschlagt werden, eröffnet eine Reihe von Möglichkeiten die Verformungssteifigkeit auswählbarer Hohlräume umgrenzender Karosseriebereiche zu erhöhen, ohne daß diese selbst gasdicht sein müssen. Daraus folgt dann, daß neben der Erhöhung der Anzahl der aussteifbaren Verformungsstrukturen der Karosserie auch deren vereinfachte Herstellung ermöglicht wird. Daraus resultiert, daß die von Karosseriebereichen umgrenzten Hohlräume nicht mehr als geschlossene gasdichte Kammer ausgeführt werden müssen. Somit eröffnet sich neben dem Einsatz in den für eine Anwendung von mit einem Innendruck beaufschlagbaren Einlagen an sich prädestinierten Karosserielängsträgern oder den Schwellern der Karosserie, ein weites Feld der Anwendung, insbesondere innerhalb großflächige Strukturbereiche umgrenzender Karosseriebereiche, wie beispielsweise Seitenwandteile, Türkörper oder Karosseriebaugruppen miteinander verbindende Baugruppen.Above all, a form of implementation in which those with an internal pressure can be applied Deposits are formed by gas bags, which only depend on one Impact accident of the vehicle by means of pressure accumulators or gas generators with one Pressurized internal pressure opens up a number of possibilities Deformation stiffness of selectable cavities surrounding body areas increase without having to be gas-tight. It then follows that next to the Increasing the number of stiffenable deformation structures of the body also theirs simplified production is made possible. As a result, that of Body areas no longer bounded cavities as closed gas-tight Chamber must be run. Thus, in addition to the use in the one Use of inserts that can be subjected to an internal pressure Body side members or the sills of the body, a wide field of Application, especially within large structural areas Body areas, such as side wall parts, door body or Body assemblies connecting assemblies.
Außerdem ist vorteilhaft, daß die Einlagen lediglich im Augenblick des Aufpralls wirksam sind, leicht (bspw. durch Gassäcke) realisierbar sind und dabei allenfalls eine vernachlässigbare Gewichtserhöhung nach sich ziehen.It is also advantageous that the deposits are effective only at the moment of impact are easy to implement (e.g. using gas bags) and at most one negligible weight increase.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben.The invention is illustrated in the example description below using some of the Drawing of illustrated embodiments described in detail.
In der Zeichnung zeigt dieIn the drawing, the
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Fahrzeugkarosserie mit innerhalb der Schweller angeordneten innendruckbeaufschlagbaren Gassäcken in schematischer Darstellung, Fig. 1 is a side view of a vehicle body arranged inside the sill innendruckbeaufschlagbaren gas bags in schematic representation,
Fig. 2 eine Schrägansicht von vorne auf Fig. 1, Fig. 2 is an oblique front view of Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Fahrzeugkarosserie, Fig. 3 is a side view of a vehicle body,
Fig. 4 eine Draufsicht der Fig. 4, Fig. 4 is a plan view of the Fig. 4,
Fig. 5 eine Teilseitenansicht einer Fahrzeugkarosserie mit Längsträgern eines Vorderwagens, Fig. 5 is a partial side view of a vehicle body with side members of a front end,
Fig. 6 eine Ansicht entsprechend Fig. 5 mit einer weiteren Ausführungsform, Fig. 6 is a view corresponding to FIG. 5 with a further embodiment,
Fig. 7 eine Ansicht entsprechend Fig. 6 mit einer weiteren Ausführungsform; Figure 7 is a view corresponding to Figure 6 with a further embodiment..;
Fig. 8 eine Draufsicht der Fig. 7; Fig. 8 is a plan view of Fig. 7;
Fig. 9 eine schematische Darstellung mit der die Wirkungsweise der Erfindung näher gezeigt wird. Fig. 9 is a schematic representation with which the operation of the invention is shown in more detail.
Die in der Zeichnung dargestellte Fahrzeugkarosserie besteht aus einer formsteifen Fahrgastzelle 1 einem an diese angeschlossenen Vorderwagen 2 und einem gleichfalls an die Fahrgastzelle 1 angeschlossenen Hinterwagen, wobei ein Rahmen der formsteifen Fahrgastzelle 1 aufragende Säulen 4 und obere Dachrahmen 5 sowie untere Längsträger 6 und schließlich Querträger 7 aufweist. Der Vorderwagen 2 und der Hinterwagen 3 weisen jeweils an den Rahmen der formsteifen Fahrgastzelle 1 angeschlossene Längsträger 8 bzw. 9 auf. Im Übrigen ist die Fahrzeugkarosserie von einer in der Zeichnung mehr oder minder andeutungsweise dargestellten Karosserieaußenhaut 10 umkleidet. Bei der in der Fig. 1 dargestellten einfachen Ausführungsform ist eine Versteifung der Fahrzeugkarosserie gegenüber Seitenaufprall dadurch gewährleistet, daß in dem durch ein mehr oder minder allseitig geschlossenes Hohlbauteil gebildeten Schweller 11 der Karosserie eine durch einen Gassack 12 gebildete und bestimmungsgemäß in Abhängigkeit von einem Aufprall mit einem Innendruck beaufschlagbare Einlage vorgesehen ist, wobei der Gassack 12 mittels eines pyrotechnischen Gasgenerators 13 mit einem Innendruck beaufschlagt wird. Der Auslösung bzw. Zündung des Gasgenerators 13 sind in der Zeichnung nicht besonders dargestellt. Hierfür eignen sich bekannte und in modernen Fahrzeugen ohnehin vorhandene Sensoren. The vehicle body shown in the drawing consists of a dimensionally stable passenger compartment 1, a front end 2 connected to this and a rear end also connected to the passenger compartment 1 , with a frame of the dimensionally stable passenger compartment 1 towering columns 4 and upper roof frames 5 and lower side members 6 and finally cross members 7 having. The front end 2 and the rear end 3 each have side members 8 and 9 connected to the frame of the rigid passenger compartment 1 . Otherwise, the vehicle body is covered by a body outer skin 10, which is more or less indicated in the drawing. In the simple embodiment shown in Fig. 1, a stiffening of the vehicle body against side impact is ensured by the fact that in the sill 11 of the body formed by a more or less closed hollow component on the body, a gas bag 12 formed and intended as a function of an impact with an insert to which an internal pressure can be applied is provided, the gas bag 12 being supplied with an internal pressure by means of a pyrotechnic gas generator 13 . The triggering or ignition of the gas generator 13 is not shown in the drawing. Known sensors that are already present in modern vehicles are suitable for this.
In der in Fig. 2 dargestellten erweiterten Ausführungsform ist der an den Türausschnitt 14 angrenzende Bereich der Fahrzeugkarosserie mittels eines weiteren, in den von einem Karosserieinnenblech 15 einerseits und der Karosserieaußenhaut 10 andererseits sowie der B-Säule 4 wenigstens im Wesentlichen begrenzten Hohlraum 16 eingesetzten und in Abhängigkeit von einem Seitenaufprall mit einem Innendruck beaufschlagbaren Gassackes 17 zusätzlich ausgesteift. In weiterer Vervollständigung des Schutzes bzw. der Aussteifung der Fahrzeugkarosserie gegen Seitenaufprall ist bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform weiter vorgesehen, daß ein weiterer in Abhängigkeit von einem Seitenaufprall mit einem Innendruck beaufschlagbarer Gassack 18 innerhalb eines im Türkörper 19 zwischen Türinnenblech und Türaußenhaut ausgebildeten Hohlraumes angeordnet ist.In the expanded embodiment shown in FIG. 2, the area of the vehicle body adjacent to the door cutout 14 is inserted and in by means of a further cavity 16 , which is at least substantially delimited by a body inner panel 15 on the one hand and the body outer skin 10 on the other hand and the B-pillar 4 Depending on a side impact with an internal pressure gas bag 17 additionally braced. In a further completion of the protection or the stiffening of the vehicle body against side impact, it is further provided in the embodiment shown in FIGS . 3 and 4 that a further gas bag 18 which can be acted upon by an internal pressure depending on a side impact within a door body 19 between the inner door panel and Door outer skin trained cavity is arranged.
Die Fig. 5 gibt wieder, daß sich die Aussteifung von Hohlbauteilen mittels im Falle eine Aufpralles mit einem Innendruck beaufschlagbaren Gassäcken 20 auch für die zusätzliche Aussteifung bestimmungsgemäß längsverformbarer Längsträger 8 eines Vorderwagens 2 bzw. die entsprechenden Längsträger 9 eines Hinterwagens 3 eignet.The Fig. 5 represents that the reinforcement of hollow components by means in the case of a crash of pressurizable with an internal pressure of gas bags 20 intended längsverformbarer for the additional reinforcement longitudinal members 8 of a front end 2 and the corresponding longitudinal member 9 is a rear carriage 3.
In den in den Fig. 6 bis 8 dargestellten abgewandelten Verwirklichungsformen sind die Längsträger 8 des Vorderwagens und analog auch die Längsträger 9 des nicht im Einzelnen dargestellten Hinterwagens 3 in herkömmlicher Weise mittels Prägungen 21 oder dergleichen Formgebungen als zwecks Umwandlung von Aufprallenergie in Verformungsarbeit bestimmungsgemäß in Längsrichtung deformierbare Elemente ausgebildet. Zusätzlich sind die Längsträger 8 mit dem Rahmen der eigensteifen Fahrgastzelle verbindende Knotenelemente 22 ihrerseits als mehr oder minder geschlossene Hohlbauteile ausgebildet. In die als Hohlbauteile ausgebildeten Knotenelemente 22 sind in Abhängigkeit von einem Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis bzw. dem Aufprall eines anderen Fahrzeuges auf das eigene Fahrzeug mit einem Innendruck beaufschlagbare Gassäcke 23 eingesetzt. Wie dies insbesondere aus der Darstellung der Fig. 8 ersichtlich ist, können die Knotenelemente 22 eine im Wesentlichen T-förmige Grundrißform aufweisen und jeweils einen Teil eines Querträgers 7 des Rahmens der eigensteifen Fahrgastzelle 1 bilden. Gemäß der Darstellungen in den Fig. 6 bis 8 sind die beiden Längsträger 8 des Vorderwagens 2 und gegebenenfalls auch die beiden Längsträger 9 des in diesen Darstellungen nicht gezeigten Hinterwagens 3 an ihren freien Enden vermittels eines weiteren Querträgers 24 untereinander verbunden. Bei der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsform sind innerhalb des seinerseits als wenigstens teilweise geschlossener Hohlträger ausgebildeten Querträgers 24 zwei jeweils über eine Hälfte der Gesamtlänge des Querträgers 24 hin reichende und mit einem Innendruck beaufschlagbare Gassäcke 25 und 26 angeordnet.In those shown in Figs. 6 to 8 shown modified forms of realization are the longitudinal beams 8 of the front end and similarly also the longitudinal beams 9 of the rear carriage, not shown in detail 3 in a conventional manner by means of embossments 21 or the like shapes as for the purpose of converting impact energy into deformation work as intended in the longitudinal direction deformable elements formed. In addition, the side members 8 are in turn formed as more or less closed hollow components with the frame of the inherently rigid passenger compartment node elements 22 . Gas bags 23 which can be subjected to an internal pressure are inserted into the node elements 22 , which are designed as hollow components, depending on an impact of the vehicle on an obstacle or the impact of another vehicle on the own vehicle. As can be seen in particular from the illustration in FIG. 8, the node elements 22 can have an essentially T-shaped outline shape and each form part of a cross member 7 of the frame of the inherently rigid passenger compartment 1 . According to the illustrations in FIGS. 6 through 8, the two longitudinal members 8 of the front end 2 and optionally also the two longitudinal beams 9 of the rear carriage 3 is not shown in these illustrations, at their free ends by means of a further cross member 24 interconnected. In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, two gas bags 25 and 26 which extend over half of the total length of the cross member 24 and can be acted upon by an internal pressure are arranged within the cross member 24, which in turn is formed as an at least partially closed hollow member.
Gemäß der Darstellung in der Fig. 9 ist der jeweils in einem als Hohlbauteil 27 ausgebildeten Karosserieteil anzuordnende Gassack 28 so ausgebildet, daß er bei einer Beaufschlagung mittels einer pyrotechnischen Einrichtung 13 zumindest über den größten Teil deren jeweiliger Innenfläche hin an den das Hohlbauteil 27 begrenzenden Wandungen 28 bzw. 29 anliegen, wobei der Gassack 28 im Wesentlichen eigentlich lediglich die Aufgaben einer ansonsten erforderlichen Abdichtung des Hohlbauteiles 27 übernimmt und daher in seiner Formgebung keineswegs vollständig der Innenkontur des Hohlbauteiles 27 angepaßt zu sein braucht. In der Darstellung der Fig. 9 ist ferner anhand der beiden Pfeile 30 und 31 aufgezeigt, daß ein mit einem mit einem Innendruck beaufschlagbaren Gassack ausgestattetes Hohlbauteil gegenüber Aufprallkräften aus jeder Richtung gleichermaßen ausgesteift ist.According to the representation in FIG. 9, the gas bag 28 to be arranged in each case in the form of a hollow component 27 is designed in such a way that when it is acted upon by a pyrotechnic device 13, at least over the major part of its respective inner surface, it contacts the walls delimiting the hollow component 27 28 or 29 are present, the airbag 28 essentially merely taking on the tasks of an otherwise required sealing of the hollow component 27 and therefore the shape of the hollow component 27 does not have to be completely adapted to the inner contour of the hollow component 27 . In the illustration in FIG. 9 it is further shown with the aid of the two arrows 30 and 31 that a hollow component equipped with a gas bag which can be subjected to an internal pressure is equally stiffened against impact forces from any direction.
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