DE3621697C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufprallträger zur Ver­ steifung von insbesondere Kraftfahrzeugtüren, der stirnseitig an die Tür angeschlossen und einen Zuggurt und einen Druckgurt aufweist, wobei Zuggurt und Druckgurt über wenigstens einen Wandteil miteinander verbunden sind.

Zur Sicherung der Fahrgastzelle eines Personenkraft­ fahrzeuges ist es bekannt, in den Türen horizontal verlaufende Aufprallträger anzuordnen, um im Falle eines seitlichen Aufpralles die Türen derart zu ver­ stärken, daß Verletzungen der Insassen möglichst weitgehend minimiert werden. Hierzu macht man sich das Prinzip der Energiedissipation zunutze, indem die impulsartig aufgebrachte Energie in innere Energie umgewandelt wird, was zu einer Plastifizierung des Aufprallträgers führt. Zur Anwendung kommen dabei im wesentlichen Rohre oder Profilträger aus einem homogenen Werkstoff, zumeist aus Stahl. Den Anforderungen, die an einen Aufprallträger gestellt werden, als da sind hohe Kraftaufnahme, hohe Duktilität bei konstanter Steifigkeit, Kaltverfestigungsvermögen, hohes Umform­ vermögen und die Gewährleistung der vorgenannten Eigen­ schaften, insbesondere in Temperaturbereichen von -30°C bis +60°C, genügen die bekannte Aufprallträger insgesamt nicht in zufriedenstellendem Umfang.

Bei der Lösung gemäß der FR-A 22 58 280 ist ein Träger in den unteren Türbereich integriert, dessen Druckgurt von der Außenwand der Türe gebildet ist, während der Zuggurt von der Innenwand der Türe in deren unteren Bereich gebildet ist. Dabei sind die Außenwand und die Innenwand über Aussteifungslamellen miteinander verbunden. Dadurch wird zwar eine höhere Kraftaufnahme im Träger möglich, jedoch läßt die Duktilität zu wünschen übrig, da die Steifigkeit über die Länge des Trägers nicht konstant ist.

Aus der EP-A 00 60 556 ist eine Verstärkungsrippe ersichtlich, die an der Innenwandung einer Fahrzeugtüre angeordnet ist. Dabei stellt die Türwandung den Druckgurt dar, während als Zuggurt ein Kunststoffteil in Verbindung mit einem Verstärkungsstreifen dienen soll. Der Zuggurt wird erst durch Expansion eines Distanzhalterstreifens gebildet. Kunststoffteil und Verstärkungsstreifen müssen verformbar sein, um die aus Fig. 2B der EP-A ersichtliche Form einzunehmen. Da es sich bei dem Verstärkungsstreifen und dem Kunststoffteil um Werkstoffe handeln muß, die nachträglich durch den blähbaren Distanzhalterstreifen verformbar sind, ist zu bezweifeln, ob eine solche Verstärkung den Anforderungen zur Sicherung der Fahrgastzelle gerecht wird. Außerdem handelt es sich bei dieser Verstärkungsrippe nicht um einen separaten Aufprallträger.

Der aus der DE-OS 24 10 228 ersichtliche, separate Aufprallträger weist zwar auch einen Zuggurt und einen Druckgurt auf, die durch Wandteile miteinander verbunden sind, wobei jedoch die Duktilität bei konstanter Steifigkeit nicht wesentlich verbessert werden kann und auch die Bildung des sogenannten Fließgelenkes kaum verzögert wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Aufprallträger zu schaffen, der ein hohes spezifisches Umformvermögen bei minimalem Materialeinsatz aufweisen soll.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Aufprallträger als Hohlprofil ausgebildet und sein Zuggurt mit einer faserverstärkten Kunststoffschicht verbunden ist, wobei im Hohlprofil im Bereich des zu erwartenden Fließgelenkes ein dieses versteifender Einschub angeordnet ist. Durch die Verwendung einer faserverstärkten Kunststoffschicht im Zuggurt eines z. B. aus Aluminium und dessen Legierungen gebildeten Aufprallträgers kann dieser hohe Kräfte aufnehmen, ohne daß durch die Verstärkung des Zuggurtes durch die faserverstärkte Kunststoffschicht eine nennenswerte Gewichtserhöhung des Aufprallträgers erfolgt. Durch den Einsatz des Versteifungsgitters im Aufprallträger wird der Widerstand gegen das infolge der Durchbiegung auftretende Ausbeulen des Trägerquerschnitts erhöht, was bedeutet, daß die Bildung des sogenannten Fließgelenkes stark verzögert wird, da durch diese Maßnahme die Steifigkeit des Aufprallträgers sehr erhöht wird. Somit ist durch die Ausbildung des Aufprallträgers gemäß den vorge­ nannten Merkmalen dieser hinsichtlich seines Umformvermögens bei geringem Materialeinsatz optimiert.

Nach einem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der versteifende Einschub als Wabenstreifen ausgebildet ist, dessen Wandteile senkrecht zum Druckgurt und zum Zuggurt und zwischen dem Druckgurt und dem Zuggurt verlaufen. Dabei versteht es sich, daß die Wabenform vom klassischen Sechskanthohlraum abweichen kann und statt dessen Rundhohlräume, Mehrkanthohlräume od. dgl. aufweist. Darüber hinaus wäre es auch denkbar, im Bereich des Fließgelenkes den Aufprallträger durch zwischen Druckgurt und Zuggurt angeordnete Rippen, Rohrstücke od. dgl. zu versteifen. Es wäre auch denkbar, dieses sogenannte Versteifungsgitter nur im Längsmittenbereich zwischen dem Zuggurt und dem Druckgurt des Aufprallträgers anzuordnen. Vorteilhaft erstreckt sich jedoch das Versteifungsgitter über die gesamte Innenbreite des Trägerhohlraumes.

Um den Verbund der faserverstärkten Kunststoffschicht mit der Oberfläche des Zuggurtes zu erhöhen, ist nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung der Zuggurt an seiner mit der faserverstärkten Kunst­ stoffschicht verbundenen Oberfläche diese vergrößernd aufgerauht. Dabei mag die Vergrößerung der Oberfläche des Zuggurtes durch nebeneinanderliegende Nuten im Zuggurt bewerkstelligt werden, wobei die Nuten vorteilhaft an der Oberfläche des Zuggurtes in Längsrichtung des Aufprallträgers verlaufen.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen auf der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen, einen Hohlquerschnitt auf­ weisenden Aufprallträgers in einem Längsschnitt,

Fig. 2 den Querschnitt des aus Fig. 1 ersichtlichen Aufprallträgers nach der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 den aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Aufprallträger in einem Schnitt nach der Linie III-III von Fig. 2,

Fig. 4 die Seitentür eines Kraftfahrzeuges mit einem darin eingeschlossenen Auf­ prallträger in schematischer Darstellung,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers in einer der Fig. 3 analogen Schnittdarstellung, mit einem gegenüber dieser andersartigen Ver­ steifungsgitter,

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers in einer den Fig. 3 und 5 analogen Schnittdarstellung,

Fig. 7 einen Aufprallträger in einer zu den Fig. 3, 5 und 6 analogen Schnittdar­ stellung, wobei in den Aufprallträger ein andersartiges Versteifungsgitter integriert ist,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers in einer den Fig. 3 und 5 bis 7 analogen Schnittdarstellung, wobei in den Aufprallträger den Zug­ gurt und den Druckgurt gegeneinander abstützende Rohrstücke eingesetzt sind.

In den unteren Teil der in Fig. 4 dargestellten Fahr­ zeugtür 10 ist wenigstens ein Aufprallträger 11 einge­ zogen, dessen Endbereiche in nicht dargestellter Weise mit den Stirnseiten der Fahrzeugtür 10 verbunden sind. Dieser Aufprallträger weist bei dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel einen Hohlquerschnitt in Form eines Vierkantrohres auf. Durch die Beanspruchungsrichtung des Aufprallträgers werden an diesem ein Druckgurt 12 und ein Zuggurt 13 gebildet, die über Stege 14 und 15 miteinander verbunden sind. Der Druckgurt 12 und der Zuggurt 13 umschließen zusammen mit den Stegen 14 und 15 einen Hohlraum 16, in dem ein Versteifungsgitter 17 derart angeordnet ist, daß dadurch der Druckgurt 12 und der Zuggurt 13 gegeneinander abgestützt sind. Dabei genügt es, das Versteifungsgitter 17 im etwa mittleren Bereich des Aufprallträgers anzuordnen, da dort in der Regel im Crashfall das durch Ausbeulung gebildete Fließgelenk zu erwarten ist. Bei dem aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist das Verstei­ fungsgitter 17 durch ein mäanderartig geformtes Streifenmaterial 18 gebildet, dessen Wellenscheitel jeweils an den Stegen 14 bzw. 15 anliegen, während die eine Kante 19 des Streifenmaterials 18 am Druck­ gurt 12 und die andere Kante 20 des Streifen­ materials 18 am Zuggurt 13 anliegt. Dieser Zuggurt 13 ist auf seiner Außenseite mit einer faserverstärkten Kunststoffschicht 21 überzogen, wobei zur Verbesserung des Verbundes zwischen der Kunststoffschicht 21 und dem Zuggurt 13 der letztere an seiner Oberfläche 22 mit in Längsrichtung des Aufprallträgers verlaufenden Nuten 23 versehen ist. Es wäre allerdings auch möglich, die Nuten quer oder geneigt zur Längsrichtung des Auf­ prallträgers anzuordnen, und außerdem ist es auch denkbar, statt der Nuten die Oberfläche 22 des Zug­ gurtes 13 in geeigneter Weise aufzurauhen, um die Haftfläche für die Kunststoffschicht zu vergrößern. In den Kunststoff ist vorteilhaft ein Fasermaterial einge­ bettet, wozu beispielsweise Glasfasern, Karbonfasern od.dgl. verwendet werden können. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Fasern in ihrer Längserstreckung in Richtung der Längsachse des Aufprallträgers im diese umgebenden Kunststoff ausgerichtet sind.

Bei dem aus Fig. 5 ersichtlichen und analog zu Fig. 3 dargestellten Aufprallträger 11 ist in dessen Hohlraum 16 ein das Versteifungsgitter 17 bildender Waben­ streifen 24 eingezogen, dessen Wandteile 25 senkrecht zum Druckgurt 12 und Zuggurt 13 verlaufen, wobei diese Wandteile in ihrer Erstreckung zwischen dem Druckgurt und dem Zuggurt derart bemessen sind, daß sie auf der Innenseite jeweils des Druckgurtes 12 und des Zug­ gurtes 13 anliegen und diese gegeneinander abstützen.

Bei dem aus Fig. 6 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist das Versteifungsgitter 17 aus einer Schar von Well­ streifen 26 gebildet, die nebeneinander angeordnet sind und an ihren Berührungsstellen bereichsweise miteinander beispielsweise durch Punktschweißung verbunden sein können. Auch diese zu einem Versteifungsgitter zusammen­ gesetzten Wellstreifen weisen eine solche Höhe auf, daß diese der lichten Weite zwischen dem Druckgurt 12 und dem Zuggurt 13 entspricht, so daß ein aus diesen Well­ streifen gebildetes Versteifungsgitter 17 den Druckgurt 12 und den Zuggurt 13 gegeneinander abstützt.

Auch das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Aufprallträgers 11 weist ein Druckgurt und Zug­ gurt abstützendes Versteifungsgitter 17 auf. Dieses Versteifungsgitter ist ebenfalls wabenförmig gestaltet, jedoch weisen die von Wandteilen 25 umschlossenen Hohlräume nicht die für einen Wabenquerschnitt typische Sechskantform, sondern einen quadratischen Querschnitt auf.

Bei dem schließlich noch aus Fig. 8 zu entnehmenden, denkbaren Ausführungsbeispiel werden als Versteifungs­ gitter 17 nebeneinander angeordnete Rohrstücke 27 ver­ wendet, die entweder miteinander verbunden sein können oder aber als Einzelstücke zwischen dem Zuggurt und dem Druckgurt festgelegt sein können.

Es versteht sich, daß noch weitere Ausführungsformen von Versteifungsgittern 17 denkbar sind, wenn sie das Erfordernis erfüllen, den Druckgurt gegen den Zuggurt abzustützen, um ein Einbeulen des Aufprallträgers zu verhindern. Die Erfindung ist daher keinesfalls an die oben beschriebenen Ausführungsformen gebunden, und es sind noch vielerlei andere Ausgestaltungen denkbar.

Claims (9)

1. Aufprallträger zur Versteifung von insbesondere Kraftfahrzeugtüren, der stirnseitig an die Tür angeschlossen und einen Zuggurt und einen Druckgurt aufweist, wobei Zuggurt und Druckgurt über wenigstens einen Wandteil miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufprallträger (11) als Hohlprofil ausgebildet und sein Zuggurt (13) mit einer faserverstärkten Kunststoffschicht (21) verbunden ist, wobei im Hohlprofil im Bereich des zu erwartenden Fließgelenkes ein dieses versteifender Einschub (17) angeordnet ist.

2. Aufprallträger nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der versteifende Einschub (17) als Wabenstreifen ausgebildet ist, dessen Wandteile (24) senkrecht zu und zwischen Druckgurt (12) und Zuggurt (13) verlaufen.

3. Aufprallträger nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der versteifende Einschub (17) sich über die gesamte Innenbreite des Trägerhohlraumes (16) erstreckt.

4. Aufprallträger nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der das Fließgelenk versteifende Einschub (17) aus nebeneinander angeordneten Rohrstücken (27) besteht.

5. Aufprallträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke (27) als Einzelstücke zwischen Druckgurt (12) und Zuggurt (13) festgelegt sind.

6. Aufprallträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke (27) als Verbund zwischen Druckgurt (12) und Zuggurt (13) festgelegt sind.

7. Aufprallträger nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuggurt (13) an seiner den Verbund mit der faserverstärkten Kunststoffschicht (21) erstellenden Oberfläche (22) diese vergrößernd aufgerauht ist.

8. Aufprallträger nach Anspuch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verbund mit Kunststoffschicht (21) erstellende Oberfläche (22) des Zuggurtes (13) mit diese vergrößernden, nebeneinanderliegenden Nuten (23) versehen ist.

9. Aufprallträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (23) an der Oberfläche des Zuggurtes (13) in Längsrichtung des Aufprallträgers (11) verlaufen.