DE102008006396A1

DE102008006396A1 - Crash protector for vehicle, particularly for vehicle door, comprises high-tensile tractive elements that run along surface area of body of vehicle, where high-tensile tractive elements are supported in fixed manner on body of vehicle

Info

Publication number: DE102008006396A1
Application number: DE200810006396
Authority: DE
Inventors: Dirk Schroer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-07-30

Abstract

The crash protector comprises the high-tensile tractive elements that run along a surface area of a body of a vehicle. The high-tensile tractive elements are supported in a fixed manner on the body of the vehicle under an intermediate crash box to convert the kinetic energy into the deformation energy. The high-tensile tractive elements run directly with narrow gap under an outer skin panel of the body.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf einen Crashschutz für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Kraftfahrzeugtür, bei dem mindestens eine deformierbare Crashbox zur Absorption kinetischer Energie vorgesehen ist.The The invention relates to a crash protection for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle door, in which at least one deformable crash box for absorbing kinetic Energy is provided.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Die Anzahl von Verkehrstoten und Schwerverletzten bei Verkehrsunfällen mit Seitenaufprall ist sowohl absolut als auch relativ, d. h. auf die Häufigkeit von Verkehrsunfällen mit Seitenaufprall bezogen, gesehen hoch. Bei einem Seitenaufprall steht nur wenig Abstand zwischen den Insassen eines Kraftfahrzeugs und den äußeren Abmessungen des Kraftfahrzeugs zur Verfügung, um kinetische Energie eines aufprallenden weiteren Objekts oder des Kraftfahrzeugs beim Aufprallen auf ein festes Hindernis zu absorbieren. Tatsächlich sind die Insassen eines Kraftfahrzeugs bei einem Seitenaufprall dadurch besonders gefährdet, dass die Karosserie des Kraftfahrzeugs dem seitlichen Aufprall nicht genügend Widerstand entgegensetzt und ein aufprallendes Objekt die Karosserie im Bereich der Türen seitlich so weit eindrückt, dass eine direkte Einwirkung von Impuls und Energie des Aufpralls auf die Passagiere in dem Kraftfahrzeug erfolgt und die Passagiere in der Karosserie des Kraftfahrzeugs sogar eingequetscht werden können.The Number of fatalities and serious injuries in traffic accidents with side impact is both absolute and relative, d. H. on the frequency of traffic accidents with side impact referenced, high. In a side impact is little Distance between the occupants of a motor vehicle and the outer Dimensions of the motor vehicle available to kinetic Energy of an impacting further object or the motor vehicle when bouncing on a solid obstacle to absorb. Indeed are the occupants of a motor vehicle in a side impact thereby particularly endangered, that the body of the motor vehicle the side impact does not resist enough and an impacting object the body in the area of the doors sideways pushing so far that a direct action of momentum and energy of the impact on the passengers in the motor vehicle takes place and the passengers in the bodywork of the motor vehicle even be squeezed.

Um diesem Problem zu begegnen, ist es bekannt, Türen eines Kraftfahrzeugs mit aussteifenden Rohren zu verstärken und diese an den angrenzenden (A-, B- bzw. C-)Säulen des Kraftfahrzeugs abzustützen. Als zusätzliche Maßnahme ist es bekannt, die Karosserie eines Kraftfahrzeugs im Bereich des Rahmens um die Türen, einschließlich der A-, B- und C-Säulen und des Fahrzeugbodens gezielt auszusteifen, um die Steifigkeit der gesamten Karosserie gegenüber einem Seitenaufprall zu erhöhen. Dabei ist es auch bekannt, in diese Rahmen, Säulen und den Fahrzeugboden so genannte Crashboxen zu integrieren, die zur gezielten Umformung von kinetischer Energie in Deformationsenergie und damit zur Absorption der kinetischen Energie ausgebildet sind.Around To counter this problem, it is known to open one's doors To amplify motor vehicle with stiffening tubes and this at the adjacent (A, B and C) columns of the motor vehicle support. As an additional measure It is known the body of a motor vehicle in the frame around the doors, including the A, B and C pillars and to stiffen the vehicle floor in a targeted way, in order to increase the rigidity of the vehicle floor entire body against a side impact increase. It is also known in these frames, columns and the Vehicle floor to integrate so-called crash boxes, which are targeted Transformation of kinetic energy into deformation energy and thus are designed to absorb the kinetic energy.

Die Zugfestigkeit von Stählen, die im Kraftfahrzeugkarosseriebau eingesetzt wird, liegt typischerweise nur bei wenigen hundert MPa. Im Kraftfahrzeugkarosseriebau werden Stähle mit einer Zugfestigkeit von mehreren Hundert bis etwa 1.000 MPa bereits als extrem zugfest angesehen. Nur partiell kommen im Kraftfahrzeugkarosseriebau auch Stähle zum Einsatz, die eine Zugfestigkeit von bis zu 1.500 MPa aufweisen. Diese Zugfestigkeiten werden von den derzeit im Kraftfahrzeugkarosseriebau eingesetzten Stählen erst bei einer Dehnung von deutlich oberhalb 10%, d. h. beispielsweise 20%, erreicht.The Tensile strength of steels used in automotive body construction is used, is typically only a few hundred MPa. In automotive body construction, steels having a tensile strength are used from several hundred to about 1,000 MPa already considered extremely tensile considered. Only partially come in motor vehicle body shop too Steels are used which have a tensile strength of up to 1,500 MPa exhibit. These tensile strengths are currently being used in automotive body construction used steels only at an elongation of significantly above 10%, d. H. For example, 20% achieved.

Crashboxen werden an verschiedenen Stellen von Kraftfahrzeugkarosserien zur Umformung von kinetischer in Verformungsenergie und damit zur Absorption von kinetischer Energie eingesetzt. Hierzu zählen beispielsweise die Abstützungen der Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs. Crashboxen können ganz unterschiedliche geometrische Formen aufweisen. Sie zeichnen sich jedoch in aller Regel dadurch aus, dass durch ihre Formgebung eine definierte Deformation erfolgt, damit die gewollte Energieumwandlung kontrolliert vonstattengeht. Dabei können Crashboxen zur Aufnahme von Drucklasten, Zuglasten, Biegelasten oder Torsionslasten ausgebildet sein.crashboxes are used at various points of motor vehicle bodies to Transformation of kinetic energy into deformation energy and thus absorption used by kinetic energy. These include, for example the supports of the bumpers of a Motor vehicle. Crashboxes can be very different have geometric shapes. They are, however, in all Usually by the fact that by their shaping a defined deformation done so that the wanted energy conversion is done in a controlled manner. Crash boxes can be used to absorb compressive loads, tensile loads, Be formed bending loads or torsional loads.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Crashschutz für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Kraftfahrzeugtür, aufzuzeigen, mit dem einerseits der Verformungswiderstand einer Kraftfahrzeugkarosserie bei einem Seitenaufprall erhöht wird, aber andererseits dennoch eine kontrollierte Absorption von kinetischer Energie durch Umformung in Deformationsenergie erreichbar ist.Of the Invention is based on the object, a crash protection for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle door, show, on the one hand, the deformation resistance of a Increased vehicle body in a side impact but on the other hand still a controlled absorption of Kinetic energy reached by deformation in deformation energy is.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Crashschutz mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Crashschutzes sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.The The object of the invention is a crash protection with the features of independent claim 1. preferred Embodiments of the crash protection are in the dependent claims described.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei dem neuen Crashschutz sind hochzugfeste Zugelemente vorgesehen, die eine Vorzugsorientierung längs der äußeren Oberfläche der Kraftfahrzeugkarosserie aufweisen und die endseitig unter Zwischenschaltung mindestens einer Crashbox an steifen Teilen der Kraftfahrzeugkarosserie abgestützt sind. Mit hochzugfesten Zugelementen sind hier nur solche Zugelemente gemeint, die bereits bei einer Dehnung von weniger als 10% eine Zugfestigkeit von mindestens 1.500 MPa erreichen. Bevorzugt ist es, wenn diese Zugfestigkeit bereits bei einer Dehnung ≤ 5% erreicht wird. Noch mehr bevorzugt ist es, wenn diese Zugfestigkeit bei einer Dehnung von 2% oder weniger erreicht wird. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Zugfestigkeit bei den angegebenen Dehnungswerten mindestens 1.700 MPa beträgt. Eine noch höhere Zugfestigkeit von 1.800 MPa oder mehr bringt weitere Vorteile. So kann eine Zugfestigkeit von 2.000 MPa sinnvoll eingesetzt werden. Eine höhere Zugfestigkeit der hochzugfesten Zugelemente erlaubt es, diese mit vergleichsweise dünnem Durchmesser auszubilden, was zugleich eine geringe Masse der Zugelemente bedeutet, um eine vorgegebene seitliche Belastung aufzunehmen und auf die jeweilige Crashbox umzulenken.In the new crash protection high-tensile tension elements are provided which have a preferred orientation along the outer surface of the vehicle body and the end are supported with the interposition of at least one crash box on rigid parts of the vehicle body. By high-tensile tensile elements only tensile members are meant that reach a tensile strength of at least 1,500 MPa even at an elongation of less than 10%. It is preferred if this tensile strength is already achieved at an elongation ≤ 5%. Even more preferable is when this tensile strength is achieved at an elongation of 2% or less. Furthermore, it is preferred if the tensile strength at the stated elongation values is at least 1700 MPa. An even higher tensile strength of 1,800 MPa or more brings further advantages. Thus, a tensile strength of 2,000 MPa can be used meaningfully. A higher tensile strength of the high-tensile tensile elements allows this with comparatively thin Diameter form, which also means a low mass of the tension elements to receive a given lateral load and to redirect to the respective crash box.

Bei der Crashbox handelt es sich insbesondere um eine solche, deren vorgesehene Lastrichtung in Richtung der hochzugfesten Zugelemente verläuft. Da die hochzugfesten Zugelemente in etwa parallel zur Oberfläche der Kraftfahrzeugkarosserie ausgerichtet sind, lenken sie bei einem Seitenaufprall, d. h. einem normal zu der Oberfläche der Kraftfahrzeugkarosserie erfolgenden Aufprall die kinetische Energie aus dieser normal zu der Oberfläche verlaufenden Richtung in eine parallel zu der Oberfläche verlaufende Richtung um, die dann von der Crashbox aufgezehrt wird. Dabei kann die Crashbox viel größer dimensioniert werden als wenn sie beispielsweise innerhalb einer Tür in der normal zu der Oberfläche verlaufenden Richtung ausgerichtet würde.at the crash box is in particular one whose provided load direction in the direction of high tensile tensile elements runs. Since the high-tensile tensile elements are approximately parallel to the surface the motor vehicle body are aligned, they steer at a Side impact, d. H. normal to the surface of the Automotive body impact the kinetic energy from this normal to the surface running direction in a direction parallel to the surface um, which is then consumed by the crash box. The crash box can do a lot larger dimensions than if, for example inside a door in the normal to the surface extending direction would be aligned.

Mit der Crashbox für die Zugelemente ist nicht zwingend viel zusätzliche Masse verbunden. Zum einen können mehrere Zugelemente mit einer Crashbox verbunden sein. Zum anderen kann ein ohnehin vorhandenes Element einer Kraftfahrzeugtür oder eines Türrahmens einer Kraftfahrzeugkarosserie oder ein anderes ohnehin vorhandenes Element der Kraftfahrzeugkarosserie als Crashbox ausgebildet werden. So kann die Crashbox in ein Türprofil der Kraftfahrzeugtür integriert sein.With The crash box for the tension elements is not necessarily a lot additional mass connected. For one thing several tension elements to be connected to a crash box. On the other hand can be an already existing element of a motor vehicle door or a door frame of a motor vehicle body or a another already existing element of the vehicle body be trained as a crashbox. So the crash box can be in a door profile be integrated with the vehicle door.

Die geringe eigene Masse hochzugfester Zugelemente erlaubt es, diese in größerer Anzahl parallel zueinander oder auch unter Winkeln zueinander oder gar einander überkreuzend vorzusehen, ohne dass die Masse der Kraftfahrzeugkarosserie signifikant erhöht wird. Dies steht im Gegensatz zu der derzeit üblichen Verstärkung von Kraftfahrzeugtüren im Wesentlichen durch ein unterhalb der Scheibe verlaufendes Rohr.The low own mass high-tensile tension elements allows this in greater numbers parallel to each other or even at angles to each other or even crossing each other provide, without the mass of the vehicle body significantly is increased. This is in contrast to the currently common Reinforcement of motor vehicle doors in essence through a tube extending below the disc.

Es versteht sich, dass die steife Abstützung der hochfesten Zugelemente bei Ausbildung des neuen Crashschutzes an einer Kraftfahrzeugtür in der Regel verlangt, dass diese Abstützung entweder direkt an dem die Kraftfahrzeugtür umgebenden Rahmen oder über eine zugfeste Anbindung des Rahmens der Kraftfahrzeugtür an dem sie umgebenden Rahmen der Karosserie des Kraftfahrzeugs erfolgt.It It is understood that the rigid support of the high-strength Tension elements in training the new crash protection on a motor vehicle door usually requires that support either directly on the frame surrounding the motor vehicle door or above a tensile connection of the frame of the motor vehicle door on the surrounding frame of the body of the motor vehicle takes place.

Die Abstützung der einzelnen Zugelemente an der Crashbox ist besonders einfach, wenn die Zugelemente mindestens eine Schlaufe ausbilden über die sie an die Crashbox angehängt sind. Dabei kann die Schlaufe insbesondere Teil einer geschlossenen Schleife oder eines geschlossenen Rings aus den Zugelementen sein, die/der an mehreren, vorzugsweise mehr als zwei Punkten an Crashboxen und/oder feste Anbindungspunkte der Karosserie angehängt ist.The Supporting the individual tension elements on the crash box is particularly simple if the tension elements at least one loop training them to attach to the crashbox are. In particular, the loop may be part of a closed loop or a closed ring of the tension members, the / at several, preferably more than two points on crash boxes and / or fixed attachment points of the body is attached.

Als Material für die hochzugfesten Zugelemente kommt insbesondere Federstahl in Frage. Bereits Federstahl nach der EN 10270-1 , 2 und 3 erfüllt die hier gestellten Anforderungen. Dabei ist Federstahl auch gegenüber seitlicher Belastung ausreichend zäh, um die bei einem Seitenaufprall auftretenden Impulse zu überstehen. Zudem ist Federstahldraht in den für die Umsetzung des neuen Crashschutzes erforderlichen Mengen vergleichsweise preisgünstig. Dabei ist von einer Drahtstärke von 1–5 mm, vorzugsweise 2–3 mm, für die hochzugfesten Zugelemente auszugehen.As a material for the high-tensile tensile elements spring steel in particular comes into question. Already spring steel after the EN 10270-1 , 2 and 3 meet the requirements set here. In this case, spring steel is also sufficiently resistant to lateral load to withstand the impulses occurring in the event of a side impact. In addition, spring steel wire in the quantities required for the implementation of the new crash protection is comparatively inexpensive. It is to be assumed that a wire thickness of 1-5 mm, preferably 2-3 mm, for the high-tensile tensile elements.

Mit Federstahldraht ist hier insbesondere (patent-)gezogener Federstahldraht gemeint, wie er in der EN 10270 definiert ist. Es können auch höherwertige Federstähle eingesetzt werden, was jedoch nicht erforderlich erscheint. Bereits die Korrosionsempfindlichkeit von Kohlenstoffstählen nach der EN 10270-1 ist gering. Bei Bedarf kann aber auch rostfreier Federstahl verwendet werden.By spring steel wire is meant in particular (patent) drawn spring steel wire, as in the EN 10270 is defined. It can also be used higher quality spring steel, but this does not seem necessary. Already the corrosion sensitivity of carbon steels after the EN 10270-1 is low. If necessary, stainless spring steel can also be used.

Alternativ zu hochzugfesten Zugelementen aus Federstahl kommen auch solche auf der Basis von hochzugfesten Kohlenstoff- oder Glasfasern in Betracht. Hier muss aber ein besonderes Augenmerk auf die Zähigkeit gegenüber seitlichen Belastungen gerichtet werden. In aller Regel wird ein entsprechendes hochfestes Zugelement als Verbund aus Kohlenstofffasern und Harz auszubilden sein. Dabei ist es grundsätzlich denkbar, eine Oberfläche der Karosserie aus einer Kunststoffmatrix auszubilden, in die die hochzugfesten Zugelemente als Glas- oder Kohlenstofffasern eingebettet sind. Von einer üblichen CFK-Tür unterscheidet sich diese Tür bei dem neuen Crashschutz dann dadurch, dass die Verstärkungsfasern an eine Crashbox angebunden sind.alternative too high tensile tensile elements made of spring steel are also such based on high tensile carbon or glass fibers into consideration. Here, however, must pay special attention to the tenacity directed against lateral loads. In all Usually, a corresponding high-tensile element as a composite be formed of carbon fibers and resin. It is basically conceivable, a surface of the body of a plastic matrix in which the high-tensile tensile elements as glass or Carbon fibers are embedded. From a standard CFRP door This door differs in the new crash protection then by placing the reinforcing fibers on a crash box are connected.

Bei der seitlichen Belastung von separaten hochzugfesten Zugelementen ist zu berücksichtigen, dass die unterhalb der Karosserieaußenhaut, vorzugsweise direkt oder mit geringem Abstand darunter verlaufen, so dass sie bei einem seitlichen Aufprall von dieser Außenhaut beaufschlagt werden, die an ihrer Innenseite speziell ausgebildet sein kann, beispielsweise mit einer Kunststoffbeschichtung, um eine definierte Anlage an die hochzugfesten Zugelemente sicherzustellen.at the lateral load of separate high-tensile tensile elements it should be borne in mind that the underneath the body shell, preferably run directly or at a small distance below, so that they are impacted laterally by this outer skin be acted upon, specially trained on its inside can be, for example, with a plastic coating to a To ensure a defined system to the high-tensile tensile elements.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- EN 10270-1 [0014]
- EN 10270 [0015]
- EN 10270-1 [0015]

Claims

Crash protection for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle door, in the high-tensile tensile elements along the surface of the body of the motor vehicle run and end with the interposition at least one for Transformation of kinetic energy into deformation energy serving Crashbox rigidly supported on the body of the vehicle are.

Crash protection according to claim 1, characterized that the high-tensile tensile elements directly or at a small distance run below an outer skin of the body.

Crash protection according to one of claims 1 and 2, characterized in that the high tensile tensile elements parallel to each other, at angles to each other and / or crossing each other run.

Crash protection according to one of claims 1 to 3, characterized in that the load direction of the crash box in the Main extension direction of each connected high-tensile tensile element runs.

Crash protection according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tension elements at least one loop training them to attach to the crashbox are.

Crash protection according to claim 1, characterized that the tension elements at least one closed loop or form at least one closed ring.

Crash protection according to one of claims 1 to 6, characterized in that the tensile strength of the high tensile strength Tensile elements at a strain of less than 10% at least 1,500 MPa, preferably at least 1700 MPa, more preferably at least 1,800 MPa and most preferably at least 2,000 MPa.

Crash protection according to claim 7, characterized that the tensile strengths at an elongation of at most 5%, preferably a maximum of 2% of the high-tensile tensile elements can be achieved.

Crash protection according to one of claims 1 to 8, characterized in that the high-tensile tensile elements pulled from Spring steel wire are formed.

Crash protection according to one of claims 1 to 8, characterized in that the high-tensile tensile elements glass and / or carbon fibers or other reinforcing fibers exhibit.

Crash protection according to claim 10, characterized that the tension elements as reinforcing fibers in a Surface of the body of the motor vehicle training Embedded plastic matrix.

Crash protection according to one of claims 1 to 11, characterized in that a plurality of high-tensile tensile elements connected to a crashbox.

Crash protection according to one of claims 1 to 12, characterized in that different high tensile strength Tension elements, in particular with different tensile stiffnesses, are provided side by side.

Crash protection according to one of claims 1 to 13, characterized in that the crash box in a door profile the motor vehicle door is integrated.