DE4300897C1 - Reinforcement support for vehicle door - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen rohrförmigen Verstärkungs träger für eine Kraftfahrzeugtür gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a tubular reinforcement Carrier for a motor vehicle door according to the features in Preamble of claim 1.
Es ist bekannt, rohrförmige Verstärkungsträger über ihre gesamte Länge entsprechend dem maximal auftretenden Bie gemoment auszulegen. Damit genügen sie dem FMVSS 214 TEST. Das bedeutet aber, daß mehr als 50% des eingesetz ten Gewichts der Verstärkungsträger überflüssig ist, weil die Mindestanforderungen der Verstärkungsträger auf die mittleren Längenabschnitte abgestellt sind. Mithin sind die Endabschnitte eindeutig überdimensioniert.It is known to have tubular reinforcement beams over their total length corresponding to the maximum occurring bend to be interpreted in a moment. This means that they meet the FMVSS 214 TEST. But that means that more than 50% of the wagered th weight of the reinforcement beam is unnecessary because the minimum requirements of the reinforcement beams on the middle lengths are parked. So are the end sections clearly oversized.
Im Umfang der DE 40 26 459 A1 hat man versucht, das Ge wicht der Verstärkungsträger dadurch zu reduzieren, daß in die mittleren Längenabschnitte jeweils ein rohrförmi ges Versteifungsprofil oder ein gewendeltes Stahlband eingezogen wurde. War das Versteifungsprofil als Schlitz rohr gestaltet, konnte durch eine entsprechende Bemessung dafür Sorge getragen werden, daß dann nur eine klemmende Festlegung erfolgte.In the scope of DE 40 26 459 A1, attempts have been made to ge to reduce the importance of the reinforcement carriers in that in the middle sections a tubular stiffening profile or a coiled steel band was drafted. Was the stiffening profile as a slot tube designed, could by appropriate dimensioning care must be taken to ensure that only one pinching Definition was made.
Der Erfindung liegt ausgehend von den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Merkmalen die Aufgabe zu grunde, rohrförmige Verstärkungsträger zu schaffen, die bei problemloser Festlegung der Versteifungsprofile auch in vergleichsweise dünnwandige Kraftfahrzeugtüren einge baut werden können.The invention is based on the in the preamble of Features described claim 1 the task to create basic, tubular reinforcement beams that with easy definition of the stiffening profiles too turned into comparatively thin-walled motor vehicle doors can be built.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufge führten Merkmalen.According to the invention, this object is achieved in up in the characterizing part of claim 1 led characteristics.
Auf diese Weise ist es nunmehr möglich, das Außenrohr sehr dünnwandig und das im mittleren Längenbereich bogen förmig klemmend positionierte Versteifungsprofil relativ dickwandig auszuführen, um einen Türaufprallträger mit optimierter Biegesteifigkeit entsprechend dem Momenten verlauf am Türaufprallträger für den Zweck des Seitenauf prallschutzes zu erzeugen.In this way it is now possible to use the outer tube very thin-walled and bent in the middle length range stiffening profile positioned like a clamp thick-walled to carry a door impact beam optimized bending stiffness according to the moment run on the door impact beam for the purpose of side opening to create impact protection.
Durch die Krümmung des Versteifungsprofils kann dieses bei der Montage unter leichter Vorspannung eingeschoben werden, so daß es dann in der Endposition im Außenrohr quasi brückenartig einwandfrei klemmend verspannt ist. Diese Verspannung reicht aus, daß auch während des Fahr betriebs keine Vibrationen und/oder Geräusche durch Rela tivverlagerungen von Außenrohr und Versteifungsprofil be wirkt werden. Due to the curvature of the stiffening profile, this can inserted with slight pre-tension during assembly be so that it is then in the end position in the outer tube is clamped like a bridge. This tension is sufficient that even while driving no vibrations and / or noises from Rela active displacement of the outer tube and stiffening profile be effective.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht in den Merkmalen des Patentanspruchs 2. Danach weist nicht nur das Außenrohr einen kreisrunden Querschnitt auf, sondern auch das Versteifungsprofil ist als Rohrab schnitt mit einem kreisrunden Querschnitt gestaltet. In diesem Zusammenhang kann es aus praktischen Erwägungen heraus zweckmäßig sein, den Biegeradius des Versteifungs profils so zu wählen, daß der Abstand des Außenumfangs des Versteifungsprofils von der inneren Oberfläche des Außenrohrs in der vertikalen Mittelquerebene des Verstär kungsträgers, also im Bereich der maximalen Aufprallkraft etwa 3 mm beträgt.An advantageous embodiment of the invention exists in the features of claim 2. According to it not only the outer tube has a circular cross section on, but also the stiffening profile is as a pipe cut with a circular cross-section. In In this context, it may be for practical reasons be useful, the bending radius of the stiffening Profiles to be chosen so that the distance of the outer circumference of the stiffening profile from the inner surface of the Outer tube in the vertical central transverse plane of the reinforcement kungsträger, so in the area of maximum impact force is about 3 mm.
Eine weitere vorteilhafte Variante der Querschnittsge staltung eines Verstärkungsträgers wird in den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gesehen. Dadurch kann bei gleichem Ausgangsmaterial wie bei einem Außenrohr mit einem kreis runden Querschnitt eine noch höhere Biegearbeit aufgenom men werden, ohne daß der Verstärkungsträger zum Ein knicken neigt. Erreicht wird dies durch die parallel zur Richtung der Aufprallkraft verlaufenden Stege zwischen den zur Außenseite der Kraftfahrzeugtür hin gerichteten bauchigen Oberflächenbereichen und den der Außenseite der Kraftfahrzeugtür abgewandten ebenen Rückseiten. Einsatz möglichkeiten solcher Verstärkungsträger sind insbeson dere Fahrzeugtüren mit geringen Wanddicken und knapp be messenen Einbauräumen.Another advantageous variant of the cross-sectional ge design of a reinforcement beam is in the features of claim 3 seen. This allows the same Starting material like an outer tube with a circle round cross-section an even higher bending work men without the reinforcement beam to the one tends to buckle. This is achieved through the parallel to The direction of the impact force between webs those facing the outside of the motor vehicle door bulbous surface areas and the outside of the Flat rear sides of the vehicle door facing away. Use possibilities of such reinforcement carriers are in particular vehicle doors with thin walls and barely be measured installation spaces.
Als dritte Variante eines Versteifungsprofils kann ein Winkeleisen gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 4 verwendet werden. Ein solches gebogenes oder gewalztes Winkeleisen kann einen Öffnungswinkel zwischen etwa 40° und 90° besitzen.A third variant of a stiffening profile can be a Angle iron according to the features of claim 4 be used. Such a bent or rolled Angle iron can have an opening angle between about 40 ° and have 90 °.
Desweiteren ist es gemäß den Merkmalen des Pa tentanspruchs 5 denkbar, bei einem im Querschnitt D-för migen Außenrohr den zur Außenseite der Kraftfahrzeugtür hin gerichteten bauchigen Oberflächenbereich mit einer Längssicke in der horizontalen Mittellängsebene zu verse hen. Hierbei wird dann das winkelförmige Versteifungspro fil zweckmäßig mit in ein und derselben Vertikalebene liegenden Schenkelendstreifen ausgerüstet. Die Gratkante des Versteifungsprofils liegt innenseitig der Sicke an, während sich die Schenkelendstreifen an den der Außen seite der Kraftfahrzeugtür abgewandten vertikalen Innen seiten des Außenrohrs abstützen.Furthermore, according to the characteristics of Pa claim 5 conceivable, with a cross-section D-för outer tube to the outside of the motor vehicle door facing bulbous surface area with a Longitudinal beads in the horizontal median longitudinal plane to verse hen. Here then the angular stiffening pro fil expediently in one and the same vertical plane horizontal leg end strips equipped. The ridge edge the stiffening profile lies on the inside of the bead, while the thigh end strips on the outside side of the motor vehicle door facing away from the vertical interior support the sides of the outer tube.
Um im Rahmen der Erfindung das Tapercut-Verfahren anwen den zu können, also ein Verfahren zum verlustlosen Tren nen von Profilabschnitten von längerem, z. B. stangenför migem Ausgangsmaterial mittels Einsatz von Laserstrahlen, werden gemäß Patentanspruch 6 die Stirnseiten des Ver steifungsprofils in der Draufsicht gesehen S-förmig aus gebildet, wobei sich an einen der Außenseite der Kraft fahrzeugtür benachbarten konkaven Bereich ein konvexer Bereich anschließt. Hierbei wird nicht nur zusätzlich Ge wicht in einer Größenordnung von etwa 10% bis 15% ein gespart, sondern es wird auch ein an das real notwendige Widerstandsmoment angepaßter gleichmäßig stufenloser Übergang geschaffen.To use the tapercut process in the context of the invention to be able to do that, i.e. a procedure for lossless disconnection NEN of profile sections of longer, z. B. rod-shaped raw material using laser beams, according to claim 6, the end faces of the Ver stiffening profile seen from above in an S-shape formed, focusing on one of the outside of the force vehicle door adjacent concave area a convex Area connects. Here, not only Ge weight on the order of about 10% to 15% saved, but it is also one of the really necessary Section modulus adjusted evenly stepless Transition created.
Vorteilhaft liegt in diesem Zusammenhang der Übergang von dem konkaven Bereich auf den konvexen Bereich in Höhe der vertikalen Mittellängsebene des Außenrohrs (Patentanspruch 7).The transition from the concave area to the convex area at the level of the vertical central longitudinal plane of the outer tube (Claim 7).
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on in the drawings gene illustrated embodiments explained in more detail. Show it:
Fig. 1 in der Draufsicht, teilweise im Horizontal schnitt, einen Längenabschnitt eines rohrför migen Verstärkungsträgers für eine Kraftfahr zeugtür; Figure 1 in plan view, partially in horizontal section, a longitudinal section of a rohrför shaped reinforcing member for a motor vehicle door;
Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt durch die Dar stellung der Fig. 1 entlang der Linie II-II; Fig. 2 is a vertical cross section through the Dar position of Figure 1 along the line II-II.
Fig. 3 bis 5 im vertikalen Querschnitt drei weitere Aus führungsformen eines rohrförmigen Verstär kungsträgers und Fig. 3 to 5 in vertical cross-section from three leadership forms of a tubular reinforcement carrier and
Fig. 6 in der Draufsicht, teilweise im horizontalen Längsschnitt, eine fünfte Ausführungsform ei nes rohrförmigen Verstärkungsträgers. Fig. 6 in plan view, partially in horizontal longitudinal section, a fifth embodiment of egg nes tubular reinforcement beam.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 der mittlere Längenbe reich eines rohrförmigen Verstärkungsträgers für eine Kraftfahrzeugtür bezeichnet. Der Verstärkungsträger 1 dient dem Seitenaufprallschutz. Er setzt sich aus einem Außenrohr 2 kreisrunden Querschnitts sowie einem inneren Versteifungsprofil 3 zusammen.In Figs. 1 and 2 is rich denotes a tubular reinforcing beam for a vehicle door 1, the average Längenbe. The reinforcement beam 1 is used for side impact protection. It is composed of an outer tube 2 with a circular cross section and an inner stiffening profile 3 .
Die Richtung der Aufprallkraft ist mit dem Pfeil F ange geben.The direction of the impact force is indicated by the arrow F. give.
Während das Außenrohr 2 über seine nicht näher darge stellten Endabschnitte im Innern einer ebenfalls nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugtür befestigt wird, ist zur Verstärkung seines mittleren Längenabschnitts 4, also im Bereich des höchsten Biegemoments, das Versteifungs profil 3 in das Außenrohr 2 eingezogen, das ebenfalls als Rohr ausgebildet ist und einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Das Versteifungsprofil 3 ist in der horizonta len Mittellängsebene HMLE gekrümmt. Der Biegeradius R ist derart bemessen, daß durch Anlage des mittleren Längenab schnitts 5 des Versteifungsprofils 3 an der der Außen seite der Kraftfahrzeugtür benachbarten Innenseite 6 des Außenrohrs 2 sowie durch Anlage der beiden Endabschnitte 7 des Versteifungsprofils 3 an der der Außenseite der Kraftfahrzeugtür abgewandten Innenseite 8 des Außenrohrs 2 das Versteifungsprofil 3 in dem Außenrohr 2 klemmend verspannt ist.While the outer tube 2 is fastened via its end portions not shown in the inside of a motor vehicle door, also not shown, the reinforcing profile 3 is drawn into the outer tube 2 to reinforce its central longitudinal portion 4 , i.e. in the region of the highest bending moment, which is also known as Tube is formed and has a circular cross section. The stiffening profile 3 is curved in the horizontal central longitudinal plane HMLE. The bending radius R is dimensioned such that by abutment of the middle Längenab section 5 of the stiffening profile 3 on the inside 6 of the outer tube 2 adjacent to the outside of the motor vehicle door and by abutment of the two end sections 7 of the stiffening profile 3 on the inside 8 facing away from the outside of the motor vehicle door of the outer tube 2, the stiffening profile 3 is clamped in the outer tube 2 .
Bei der Ausführungsform eines Verstärkungsträgers 1a ge mäß der Fig. 3 weist sowohl das Außenrohr 2a als auch das Versteifungsprofil 3a einen D-förmigen Querschnitt auf. Die Darstellung der Fig. 3 ist adäquat dem Quer schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1. Es ist zu sehen, daß die bauchigen Oberflächenbereiche 9, 10 des Außenrohrs 2a und des Versteifungsprofils 3a zur Außen seite der Kraftfahrzeugtür hin gerichtet sind, d. h. gegen die Richtung der Aufprallkraft F. Die bauchigen Oberflä chenbereiche 9, 10 sind durch horizontale Stege 11, 12 mit den sich in einer vertikalen Ebene erstreckenden ge radlinigen Rückenseiten 13, 14 verbunden. Ansonsten gel ten die Erläuterungen zu der Ausführungsform der Fig. 1 und 2.In the embodiment of a reinforcement beam 1 a ge according to FIG. 3, both the outer tube 2 a and the stiffening profile 3 a have a D-shaped cross section. The illustration of FIG. 3 is adequate to the cross-section along the line II-II of Fig. 1. It can be seen that the bulbous surface portions 9, 10 of the outer tube 2 a and of the stiffening profile 3 directed towards the outside of the vehicle door through a are, ie against the direction of the impact force F. The bulbous surface areas 9 , 10 are connected by horizontal webs 11 , 12 with the extending in a vertical plane ge straight back 13 , 14 . Otherwise, the explanations for the embodiment of FIGS. 1 and 2 apply.
Im Umfang des Verstärkungsträgers 1b der Fig. 4 ist ein Außenrohr 2a mit einem D-förmigen Querschnitt darge stellt, während das Versteifungsprofil 3b aus einem Win keleisen gebildet ist. Ein solches Winkeleisen kann auch in einem Außenrohr 2 mit einem kreisrunden Querschnitt vorgesehen sein. Die Gratkante 15 des Versteifungsprofils 3b ist ebenfalls wieder zur Außenseite der Kraftfahrzeug tür hin gerichtet, d. h. gegen die Richtung der Aufprall kraft F. Die Endabschnitte 16 der Schenkel 17 des Ver steifungsprofils 3b stützen sich hierbei in den bogenför migen Übergängen 18 von der vertikalen Rückseite 13 des Außenrohrs 2a auf die sich in parallelen Ebenen zur Auf prallkraft F erstreckenden oberen und unteren Stege 11 des Außenrohrs 2a ab.In the scope of the reinforcement beam 1 b of FIG. 4, an outer tube 2 a with a D-shaped cross section represents Darge, while the stiffening profile 3 b is formed from a winch iron. Such an angle iron can also be provided in an outer tube 2 with a circular cross section. The ridge edge 15 of the stiffening profile 3 b is also again directed towards the outside of the motor vehicle door, ie against the direction of the impact force F. The end sections 16 of the legs 17 of the stiffening profile 3 b are supported in the arcuate transitions 18 from the vertical Back 13 of the outer tube 2 a on the in parallel planes to the impact force F extending upper and lower webs 11 of the outer tube 2 a.
Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform eines Verstär kungsträgers 1c, bei welcher bei einem im Querschnitt D- förmigen Außenrohr 2b der zur Außenseite der Kraftfahr zeugtür hin gerichtete, also gegen die Aufprallkraft F weisende bauchige Oberflächenbereich 9a in der horizonta len Mittellängsebene HMLE eine Längssicke 19 besitzt. In diesem Fall ist wiederum ein winkelförmiges Versteifungs profil 3c vorgesehen, das sich mit seiner Gratkante 15a innen an der Sicke 19 abstützt. Die in derselben Verti kalebene liegenden Schenkelendstreifen 20 des Verstei fungsprofils 3c stützen sich hingegen an der vertikalen Rückseite 13a des Außenrohrs 2b ab. Fig. 5 shows an embodiment of a reinforcement carrier 1 c, in which in a cross-sectionally D-shaped outer tube 2 b directed towards the outside of the motor vehicle door, i.e. pointing towards the impact force F bulbous surface area 9 a in the horizontal central longitudinal plane HMLE has a longitudinal bead 19 . In this case, an angular stiffening profile 3 c is again provided, which is supported with its ridge edge 15 a on the inside of the bead 19 . The leg end strips 20 of the stiffening profile 3 c lying in the same vertical plane, on the other hand, are supported on the vertical rear side 13 a of the outer tube 2 b.
Die Fig. 6 zeigt eine Darstellung eines Verstärkungsträ gers 1d entsprechend derjenigen der Fig. 1, bei welcher die Stirnseiten 21 des Versteifungsprofils 3d in der Draufsicht gesehen S-förmig ausgebildet sind. Es ist zu sehen, daß jeweils an einen der Außenseite der Kraftfahr zeugtür benachbarten konkaven Bereich 22, also einem der Aufprallkraft F näherliegenden Bereich, ein konvexer Be reich 23 anschließt. Der Übergang 24 von dem konkaven Be reich 22 auf den konvexen Bereich 23 verläuft in Höhe der vertikalen Mittellängsebene VMLE des Außenrohrs 2. Fig. 6 shows an illustration of a reinforcement carrier 1 d corresponding to that of FIG. 1, in which the end faces 21 of the stiffening profile 3 d are S-shaped in plan view. It can be seen that in each case one of the outside of the vehicle door adjacent concave region 22 , that is, a region closer to the impact force F, a convex loading area 23 connects. The transition 24 from the concave loading area 22 to the convex area 23 runs at the level of the vertical central longitudinal plane VMLE of the outer tube 2 .
Das Versteifungsprofil 3d kann rund, D- oder winkelförmig gemäß den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 5 sein.The stiffening profile 3 d can be round, D or angular in accordance with the embodiments of FIGS. 1 to 5.
BezugszeichenaufstellungList of reference symbols
1 - Verstärkungsträger
1a - Verstärkungsträger
1b - Verstärkungsträger
1c - Verstärkungsträger
1d - Verstärkungsträger
2 - Außenrohr
2a - Außenrohr
2b - Außenrohr
3 - Versteifungsprofil
3a - Versteifungsprofil
3b - Versteifungsprofil
3c - Versteifungsprofil
3d - Versteifungsprofil
4 - mittlerer Längenabschnitt v. 2
5 - mittlerer Längenabschnitt v. 3
6 - Innenseite v. 4
7 - Endabschnitte v. 3
8 - Innenseite v. 4
9 - bauchiger Oberflächenbereich v. 2a
9a - bauchiger Oberflächenbereich v. 2b
10 - bauchiger Oberflächenbereich v. 3a
11 - Stege v. 2a
12 - Stege v. 3a
13 - Rückseite v. 2a
13a - Rückseite v. 2b
14 - Rückseite v. 3a
15 - Gratkante v. 3b
15a - Gratkante
16 - Endabschnitte v. 12
17 - Schenkel v. 3b
18 - bogenförmige Übergänge
19 - Längssicke
20 - Schenkelendstreifen
21 - Stirnseiten v. 3d
22 - konkaver Bereich v. 21
23 - konvexer Bereich v. 21
24 - Übergang v. 22 auf 23
F - Aufprallkraft
R - Biegeradius
HMLE - horizontale Mittellängsebene
VMLE - vertikale Mittellängsebene 1 - reinforcement beam
1 a - reinforcement beam
1 b - reinforcement beam
1 c - reinforcement beam
1 d - reinforcement beam
2 - outer tube
2 a - outer tube
2 b - outer tube
3 - stiffening profile
3 a - stiffening profile
3 b - stiffening profile
3 c - stiffening profile
3 d - stiffening profile
4 - middle section of v. 2nd
5 - middle section of v. 3rd
6 - inside v. 4th
7 - end sections of 3rd
8 - inside v. 4th
9 - bulbous surface area v. 2 a
9 a - bulbous surface area v. 2 b
10 - bulbous surface area v. 3 a
11 - bridges from 2 a
12 - bridges from 3 a
13 - back of v. 2 a
13 a - back of v. 2 b
14 - back of v. 3 a
15 - ridge edge from 3 b
15 a - ridge edge
16 - end sections of 12th
17 - thigh v. 3 b
18 - arched transitions
19 - Longitudinal bead
20 - thigh end strips
21 - end faces from 3 d
22 - concave area v. 21
23 - convex area v. 21
24 - transition from 22 on 23
F - impact force
R - bending radius
HMLE - horizontal median longitudinal plane
VMLE - vertical median longitudinal plane
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |