DE69609290T2

DE69609290T2 - Energieabsorbierender Verkleidungsteil für Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE69609290T2
Application number: DE69609290T
Authority: DE
Inventors: Colin Frost
Original assignee: Davidson Textron Inc
Current assignee: Davidson Textron Inc
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2016-08-24
Also published as: EP0774384A1; KR100414696B1; EP0774384B1; CA2182337A1; JPH09183345A; ES2147876T3; US5593182A; DE69609290D1; KR970015355A

Description

TECHNISCHER BEREICH

Diese Erfindung betrifft eine Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, welche für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, und insbesondere solche Verkleidungsanordnungen zum Abdecken von Fahrzeugsäulen oder Verkleidungsstangen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gegenwärtig werden Innenverkleidungsformteile für das Abdecken der meisten Rahmenkomponenten eines Fahrzeugs wie etwa die vorderen und hinteren Säulenpfosten aus harten Spritzguß-Kunststoffmaterialien gefertigt, welche eine dekorative Abdeckung bieten, jedoch nicht auf Stoßbelastung reagieren, um Energie zu absorbieren. Von zukünftigen U. S. -Bundes-Sicherheitsvorschriften (Federal Safety Regulations) wird erwartet, daß sie erfordern, daß solche Verkleidungsformteile so ausgebildet sind, daß sie bei einem Stoß einwirkende Energie absorbieren, um den Insassen eines Fahrzeugs im Falle eines Unfalls einen besseren Aufprallschutz zu gewähren.
Säulenpfosten, Längsträger und andere ähnliche Teile einer Fahrzeugkarosserie werden zur Zeit von Spritzgußteilen aus Polymer abgedeckt, welche von dekorativen Außenhäuten einschließlich Textilien bedeckt sein können. Zwar sind solche Anordnungen ästhetisch ansprechend, doch bieten sie keine kontrollierte Energieabsorption von kinetischer Energie durch Energieabsorption.
Ein Vorschlag für eine solche Energieabsorption ist in dem U. S. -Patent Nr. 5,163,730 dargelegt, welches eine Abdeckung, eine Säule und eine dazwischen angeordnete Halterung umfaßt, welche sich zum Absorbieren von kinetischer Energie verbiegen und verformen. Die Anordnung erfordert das Zusammenbauen von einzelnen Befestigungsmitteln, um einen elastisch deformierbaren Seitenbereich der Halterung mit einem Karosserieteil zu verbinden. Dieses Dokument wurde zur Abgrenzung von Anspruch 1 für die Vertragsstaaten ES, IT und NL verwendet.
Eine weitere Verkleidungsabdeckung ist in dem U. S. -Patent Nr. 3,797,857 gezeigt, welches eine aus mehreren Teilen bestehende Zierleiste mit einem geformten PVC-Kanal und einer Leistenverstärkung aus Metall offenbart, welche an Flanschen einer Windschutzscheibensäule oder an einem Längsträger befestigt ist. Die Zierleiste ist in den Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 mit einer auf der inneren Oberfläche der Verkleidungsanordnung befindlichen nachgiebigen Kunststoffunterlage dargestellt.
U. S. -Patent Nr. 3,779,595 offenbart eine Abdeckungsanordnung für eine Mittelsäule oder eine Seitensäule einer Fahrzeugkarosserie, wobei innere und äußere Kanalelemente die Säule bilden. Die Säule ist von einer Verkleidungsplatte bedeckt, welche ein Substrat umfaßt, das mit dem inneren Kanalelement durch plastisch deformierbare Tragarme oder eine Stoßdämpferplatte verbunden ist.
Zwar sind die herkömmlichen Anordnungen für ihren beabsichtigten Zweck geeignet, doch bieten sie keine Struktur, die integrale Bereiche hiervon umfaßt, welche leicht mit Fahrzeugkarosserieteilen verbunden werden können, ohne separate Befestigungsmittel zu erfordern, um leichtes Zusammenbauen und präzises Anordnen einer energieabsorbierenden Anordnung vor dem Einbauen eines dekorativen Abdeckungselements zu ermöglichen; ferner bei tet keine der herkömmlichen Anordnungen die Fähigkeit, das Niveau der Energieabsorption bei einer jeweiligen Anwendung zu kontrollieren oder einzustellen.
Der Inhalt der europäischen Patentanmeldung 0 736 422 A2 wie eingereicht wird bezüglich der designierten Vertragsstaaten DE, FR und GB als im Stand der Technik inbegriffen gemäß Art. 54(3) und (4) EPC angesehen. Diese europäische Patentanmeldung offenbart eine Verkleidungskomponente zum Befestigen an einem Strukturelement eines Kraftfahrzeugs einschließlich einer Karosserie, welche fest mit einem Strukturelement verbunden ist, wobei die Karosserie eine Mehrzahl energieabsorbierender Rippen umfaßt, welche entlang der Karosserie zueinander beabstandet und benachbart zu dem Strukturelement angeordnet sind, wenn die Verkleidungskomponente daran befestigt ist. Die energieabsorbierenden Rippen umfassen eine Reihe von Fingern, welche sich von der Karosserie erstrecken und zueinander beabstandet sind. Die Finger verformen sich nach dem Inkontaktkommen mit dem Strukturelement als Reaktion auf eine Kraft, welche auf die Karosserie einwirkt, um die von der Kraft bewirkte Energie zu absorbieren und zu zerstreuen. Dieses Dokument wurde zur Abgrenzung von Anspruch 1 für die Vertragsstaaten DE, FR und GB verwendet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG UND VORTEILE

Die vorliegende Erfindung spricht das Problem der Verbindung einer energieabsorbierenden Komponente in einer Verkleidungskomponentenanordnung an, welche ein Karosserieteil und ein getrenntes dekoratives Abdeckungselement aufweist, derart, daß die energieabsorbierende Komponente integrale Bereiche umfaßt, welche die Notwendigkeit separater Befestigungsmittel, um sie an ihrem Platz zu halten, bevor die äußere dekorative Abdeckung eingebaut wird, eliminiert, während entweder für plastische und/oder elastische Energieabsorption gesorgt ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung und einer plastisch und/oder elastisch deformierbaren Struktur sorgt, welche bei einem auf die Abdeckung einwirkenden Schlag oder Stoß durch Verbiegen oder elastische Deformierung Energie absorbiert, wobei die Energieabsorption von einer Mehrzahl säulenförmiger Elemente bewirkt wird, welche zwischen der Abdeckung und dem Karosserieteil angeordnet sind und welche alle brechen, sich verformen oder biegen, wenn auf die Verkleidungsabdeckung ein Stoß einwirkt, um Energie durch entweder plastische oder elastische Deformierung zu absorbieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Verkleidungsanordnung gemäß Anspruch 1 des ersten Anspruchssatzes (für ES, IT und NL) bzw. durch eine Verkleidungsanordnung gemäß Anspruch 1 des zweiten Anspruchssatzes (für DE, FR und GB) erfüllt.
Die Ansprüche 2 bis 11 des ersten Satzes Ansprüche bzw. des zweiten Satzes Ansprüche betreffen besondere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verkleidungsanordnung.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen der zuvorgenannten Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, welche für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, welche säulenförmige Elemente aufweist, die einstückig mit der Abdeckung gebildet und so dimensioniert sind, daß sie an voneinander beabstandeten Punkten zwischen der Verkleidungsabdeckung und dem Karosserieteil unterschiedliche Energieabsorptionsraten ausbilden.
Noch ein weiteres Merkmal der Erfindung ist das Bereitstellen der zuvor erwähnten Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, welche für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, wobei die säulenförmigen Elemente während einer zweiten Stufe einer Materialeinspritzung mit der Verkleidungsabdeckung verbunden werden.
Noch ein weiteres Merkmal der Erfindung ist das Bereitstellen der zuvor erwähnten Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, welche für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, wobei die säulenförmigen Elemente einen gleichförmigen Querschnitt aufweisen.
Noch ein weiteres Merkmal der Erfindung ist das Bereitstellen der zuvor erwähnten Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, welche für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, wobei die säulenförmigen Elemente einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Noch ein weiteres Merkmal ist das Bereitstellen einer solchen Verkleidungsanordnung, bei welcher die säulenförmigen Elemente einen polygonalen Querschnitt aufweisen.
Noch ein weiteres Merkmal ist das Bereitstellen einer solchen Verkleidungsanordnung, bei welcher die säulenförmigen Elemente mit der Verkleidungsabdeckung verbunden sind und eine freie Endfläche aufweisen, welche mit dem Karosserieteil in Kontakt bringbar ist.
Noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen der säulenförmigen Elemente in solchen Verkleidungsanordnungen mit unterschiedlichen Querschnittsflächen.
Noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen von solchen Verkleidungsanordnungen, welche eine Matrix mit unterschiedlichen Säulendichten in unterschiedlichen Teilen der Matrix aufweisen.
Noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen von solchen Verkleidungsanordnungen, bei welchen die säulenförmigen Elemente als eine Matrix ausgebildet herge stellt sind und die säulenförmigen Elemente aus unterschiedlichen Materialien in unterschiedlichen Teilen der Matrix ausgebildet sind.
Noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer solchen Verkleidungsanordnung, bei welcher die säulenförmigen Elemente eine Matrix bilden, die säulenförmige Elemente unterschiedlicher Größe in unterschiedlichen Teilen der Matrix aufweist.

DIE ZEICHNUNGEN

Nun werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen offenbart, dabei ist:
Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs, welche eine erfindungsgemäße Verkleidungsanordnung zeigt, welche einen vorderen Säulenpfosten bedeckt;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1, in der Richtung der Pfeile gesehen;
Fig. 3 eine als Explosionszeichnung dargestellte, teilweise aufgebrochene, perspektivische Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Verkleidungsanordnung;
Fig. 4 ein vergrößerter Querschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 3;
Fig. 5 ein vergrößerter Querschnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. 3;
Fig. 6 ein vergrößerter Querschnitt entlang der Linie 6-6 von Fig. 3; und
Fig. 7 eine schematische Ansicht eines Teils einer Stift- oder Vorsprung-Gruppierung mit einer unterschiedlichen Stift-/Vorsprungdichte.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Fig. 1 stellt einen Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs 10 dar, bei welchem ein Rahmen 12 des Fahrzeugs gezeigt ist, welcher sich um ein angrenzendes Fenster 14 erstreckt und eine gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierte Verkleidungsanordnung 15 umfaßt.
Bei der dargestellten Anordnung ist die Verkleidungsanordnung 15 mit der aufrechten Vorder- oder A-Säule 16 des Fahrzeugs verbunden, wobei klar ist, daß die Erfindung für Längsträgerkomponenten der Innenraumverkleidung eines Fahrzeugs geeignet ist, einschließlich der, aber nicht beschränkt auf, die Fensterrahmenkomponenten und den aufrechten Teil der Hinter- oder B-Säule des Rahmens und die untereinander verbindenden Dachstrukturträger, welche sich zwischen den oberen Enden der A- und H-Säulenbereiche erstrecken, wobei Fachleuten wohl bekannt ist, daß all diese Komponenten Strukturabschnitte enthalten, welche den Karosserieabschnitten eines Kraftfahrzeugs erwünschte Abstützung und Steifigkeit verleihen.
Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Verkleidungsanordnung 15 dieselbe allgemeine Gestalt und Konfiguration auf wie die vordere A-Säule 16, an welcher sie befestigt ist, und bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt die Verkleidungsanordnung 15 eine dekorative Verkleidungsabdeckung 18, welche mit einer energieabsorbierenden Anordnung 20 verbunden ist, welche entweder einstückig ausgebildet oder mit der inneren Oberfläche 22 der Abdeckung 18 auf eine noch zu beschreibende Weise durch Kleben verbunden sein kann. Gemäß einem Grundsatz der vorliegenden Erfindung umfaßt die energieabsorbierende An ordnung 20 eine Vielzahl von säulenförmigen Elementen, welche als Stifte oder Vorsprünge 24 ausgebildet sind und welche durch Reibschluß oder durch Einrasten mit einem Karosserieteil 26 verbunden werden können.
Spezifisch umfaßt bei der Ausführungsform der Fig. 2 und 3 die energieabsorbierende Anordnung 20 Stifte oder Vorsprünge 24, welche einen Basisteil 28 aufweisen, welcher einstückig mit der inneren Oberfläche eines gebogenen Segments 30 der Abdeckung 18 ausgebildet ist und sich im allgemeinen innerhalb dieser erstreckt. Das gebogene Segment 30 der Abdeckung kann einstückig mit der energieabsorbierenden Anordnung 20 gebildet werden oder mit dieser durch einen zweiten Schritt der Einspritzung nach dem Spritzgießen der Abdeckung 18 verbunden werden. Die energieabsorbierende Anordnung 20 kann Stifte oder Vorsprünge mit unterschiedlichen Gestalten und Querschnitten umfassen. Für erläuternde Zwecke weisen bei der energieabsorbierenden Anordnung 20 der Fig. 2 und 3 einige der Stifte oder Vorsprünge einen kreisförmigen Querschnitt auf, der entlang ihrer Länge gleichförmig ist, wie in der als Querschnitt gezeigten Ansicht von Fig. 4 gezeigt. Einige andere der Stifte oder Vorsprünge weisen einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt auf, wie in Fig. 5 gezeigt. Noch andere können eine polygonale Gestalt wie etwa einen dreieckigen Querschnitt wie in Fig. 6 gezeigt aufweisen. Bei der dargestellten Anordnung weisen die Stifte oder Vorsprünge 24 einen gleichförmigen Querschnitt entlang ihrer Länge auf, können aber auch einen Abschnitt aufweisen, bei welchem sich der Querschnitt gleichförmig entlang der Länge der Stifte oder Vorsprünge erhöht, wie bei Stift oder Vorsprung 24a gezeigt; oder können entlang der Länge variiert werden, wie bei Stift oder Vorsprung 24b gezeigt; oder können unterschiedliche Längen aufweisen, wie bei Stift oder Vorsprung 24c gezeigt.
Die resultierende Gruppierung kann aus derselben Art einer Mehrzahl von säulenförmigen Elementen 24 bestehen, welche zwischen der Abdeckung 18 und dem Karosserieteil 26 angeordnet sind und welche alle brechen oder sich verbiegen, wenn ein Stoß auf die Verkleidungsabdeckung einwirkt, um Energie entweder durch plastische oder elastische Deformierung zu absorbieren.
Die Stifte oder Vorsprünge 24, welche die säulenförmigen Elemente 24a-24c umfassen, können einstückig mit der Abdeckung 18 ausgebildet und so dimensioniert sein, daß sie an voneinander beabstandeten Punkten zwischen der Verkleidungsabdeckung 18 und dem Karosserieteil 26 unterschiedliche Energieabsorptionsraten ausbilden. Zwar können die säulenförmigen Elemente oder Stifte und Vorsprünge 24 mit der Verkleidungsabdeckung durch einstückiges Ausbilden während des anfänglichen Spritzgießens von Material verbunden werden, doch können sie auch während einer zweiten Stufe der Materialinjektion gebildet werden.
Die Stifte oder Vorsprünge 24 sind so beabstandet, daß sie auf einen Teil 26a des Karosserieteils 26 passen. Sie weisen auch ein freies Ende 32 auf, welches mit dem Karosserieteil in Kontakt bringbar ist, und können ferner eine Matrix bilden, welche in den säulenförmigen Elementen in unterschiedlichen Teilen der Matrix verschiedene Materialien umfaßt. Alternativ kann die Matrix aus Stiften oder Vorsprüngen 24, welche die energieabsorbierende Anordnung 20 bildet, unterschiedliche Säulendichten in unterschiedlichen Teilen der Matrix aufweisen, wie schematisch in Fig. 7 an der durch die Bezugsziffer 34 bezeichneten Stelle gezeigt ist.
Die für die Abdeckung und Matrix verwendeten Materialien hängen von einer jeweiligen Anwendung ab. Jedoch kann in vielen Fällen die Abdeckung aus einem geeigneten thermoplastischen Spritzgußmaterial wie etwa thermoplastisches Urethan oder thermoplastisches Polyvinylchlorid oder Mischungen derselben gebildet sein. Wenn die Stifte oder Vorsprünge durch eine zweite Stufe der Injektion gebildet werden, können thermoplastische Materialien verwendet werden, welche von den die Abdeckung bildenden Materialien verschieden sind. Alternativ können wärmehärtbare Materialien wie etwa ABS oder Polycarbonate für die Stifte ver wendet werden, je nach der gewünschten Art der Energieabsorption, z. B. Brechen oder Biegen im elastomeren Bereich.
Die Erfindung ist auf erläuternde Weise unter Bezugnahme auf gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden, und es sollte klar sein, daß die verwendete Terminologie die Natur beschreibender Worte und nicht die Natur einschränkender Worte haben soll. Offensichtlich können viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Licht der zuvor angeführten Lehren durchgeführt werden. Daher sollte klar sein, daß die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche auch auf andere Weise als spezifisch gezeigt und beschrieben in der Praxis ausgeführt werden kann.

Claims

1. Verkleidungsanordnung (15) für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil (26) und einer Verkleidungsabdeckung (18) sorgt, wobei die Verkleidungsanordnung (15) eine Abdeckung (18), die eine allgemein krummlinige Gestalt mit einander entgegengesetzten Enden daran aufweist und eine gekrümmte innere Oberfläche (22) umfaßt, und eine eine undeformierte Stellung und eine deformierte Stellung aufweisende energieabsorbierende Anordnung (20) umfaßt, die plastisch verformt wird, wenn auf die Abdeckung (18) eingewirkt wird, und wobei die energieabsorbierende Anordnung (20) einen ersten Abschnitt daran aufweist, der mit der gekrümmten inneren Oberfläche (22) der Abdeckung (18) in Kontakt steht, und einen zweiten Abschnitt, der mit dem Karosserieteil (26) in Kontakt steht, um eine plastisch und/oder elastisch deformierbare Struktur zu bilden, die durch Verformung oder elastische Deformation Energie absorbiert, wenn auf die Abdeckung (18) eingewirkt wird, wobei eine Mehrzahl von säulenförmigen Elementen (24) zwischen der Abdeckung (18) und dem Karosserieteil (26) angeordnet ist, von denen jedes bricht oder sich biegt, wenn auf die Verkleidungsabdeckung (18) eingewirkt wird, um Energie durch entweder plastische oder elastische Deformation zu absorbieren, dadurch gekennzeichnet, daß

in der undeformierten Stellung die säulenförmigen Elemente (24) eine freie Endfläche aufweisen, die mit dem Karosserieteil (26) in Kontakt bringbar ist.

2. Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, nach Anspruch 1, die ferner folgendes umfaßt:

die säulenförmigen Elemente (24) sind einstückig mit der Abdeckung (18) geformt und so dimensioniert, daß sie an voneinander beabstandeten Punkten zwischen der Verkleidungsabdeckung (18) und dem Karosserieteil (26) unterschiedliche Energieabsorptionsraten ausbilden.

3. Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, nach Anspruch 1, wobei die säulenförmigen Elemente (24) während einer zweiten Stufe einer Materialeinspritzung mit der Verkleidungsabdeckung (18) verbunden werden.

4. Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, nach Anspruch 1, wobei die säulenförmigen Elemente (24) einen gleichförmigen Querschnitt aufweisen.

5. Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, nach Anspruch 4, wobei die säulenförmigen Elemente (24) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

6. Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, nach Anspruch 1, wobei die säulenförmigen Elemente (24) einen polygonalen Querschnitt aufweisen.

7. Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, nach einem der Ansprüche 1, 4, 5 oder 6, wobei die säulenförmigen Elemente (24) mit der Verkleidungsabdeckung (18) verbunden sind.

8. Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, nach Anspruch 7, wobei die säulenförmigen Elemente (24) unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen.

9. Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, nach Anspruch 7, wobei die säulenförmigen Elemente (24) eine Matrix bilden, die unterschiedliche Säulendichten in unterschiedlichen Teilen der Matrix aufweist.

10. Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, nach Anspruch 7, wobei die säulenförmigen Elemente (24) eine Matrix bilden, die unterschiedliche Materialien in den säulenförmigen Elementen in unterschiedlichen Teilen der Matrix aufweist.

11. Verkleidungsanordnung für ein Fahrzeug, die für Energieabsorption zwischen einem Karosserieteil und einer Verkleidungsabdeckung sorgt, nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die säulenförmigen Elemente (24) eine Matrix bilden, die säulenförmige Elemente unterschiedlicher Größe in unterschiedlichen Teilen der Matrix aufweist.