PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102004058249A1 08.06.2006
Titel Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
Anmelder Volkswagen AG, 38440 Wolfsburg, DE
Erfinder Reisch, Torsten, 38440 Wolfsburg, DE;
Hoffmann, Thomas, 29362 Hohne, DE
Vertreter Neubauer Liebl, 85051 Ingolstadt
DE-Anmeldedatum 03.12.2004
DE-Aktenzeichen 102004058249
Offenlegungstag 08.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.06.2006
IPC-Hauptklasse B60R 21/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem aus einem Kunststoffmaterial hergestellten Deformationselement (1), das im montierten Zustand in einem Anprallbereich zwischen einem Verkleidungsteil (6) und einer Fahrzeugkarosserie (7) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist das Deformationselement (1) durch wenigstens eine, vorzugsweise mehrere voneinander beabstandete plattenförmige Deformationswände (2) gebildet, die sich mit ihrer Hochachse zwischen dem Verkleidungsteil (6) und der Fahrzeugkarosserie (7) erstrecken. Die Deformationswände (2) sind so dimensioniert und ausgelegt, dass die Widerstandskraft des Deformationselementes (1) als Reaktionskraft bei einem Anprall auf den Anprallbereich bis zu einem vorgegebenen Kraftschwellwert ansteigt, wobei das Deformationselement (1) im Wesentlichen unverformt bleibt, und dass das Deformationselement (1) bei Überschreitung des vorgegebenen Kraftschwellwertes im weiteren Verlauf des Anpralls auf den Anprallbereich gezielt deformiert, wobei der Kraftwert auf einen vorgegebenen, gegenüber dem Kraftschwellwert niedrigeren Kraftwert abfällt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 195 05 935 A1 ist eine gattungsgemäße Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die ein aus einem Kunststoffmaterial hergestelltes Deformationselement aufweist. Im montierten Zustand des Deformationselements ist dieses in einem Anprallbereich zwischen einem Verkleidungsteil und einer Fahrzeugkarosserie angeordnet.

Konkret ist hier das Deformationselement einer Fahrzeugsäule, beispielsweise einer A- bzw. B-Säule des Kraftfahrzeuges, zugeordnet, so dass das Deformationselement im montierten Zustand zwischen der Fahrzeugsäule und einer Säulenverkleidung als Verkleidungsteil angeordnet ist. Das Deformationselement erstreckt sich längs der zugeordneten Fahrzeugsäule und weist längsgerichtete und querverlaufende Rippen auf, so dass sich insgesamt gesehen ein gitterförmiges Deformationselement ergibt.

In der DE 100 63 339 C1 ist ebenfalls ein Deformationselement einer Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, das aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein kann. Das Deformationselement ist aus einer Vielzahl von U-förmigen Elementen aufgebaut, die miteinander über Verbindungsstege zu einem einzigen Bauteil verbunden sind. Durch die Vielzahl der U-förmigen Einzelelemente ist die Herstellung dieses Deformationselements ersichtlich aufwendig. Das Deformationselement kann einer Fahrzeugsäule des Kraftfahrzeuges zugeordnet sein, – wobei auch eine Anordnung im Bereich eines Fahrzeugdaches möglich ist.

Aus der DE 101 12 746 A1 ist ein Dachhimmel für ein Kraftfahrzeug bekannt, an dem ein energieabsorbierender Kopfaufprallmechanismus angeformt ist. Der Kopfaufprallmechanismus ist durch im Anprallbereich des Dachhimmels ausgebildete Rippen gebildet, die so am Dachhimmel angeordnet sind, dass im montierten Zustand des Dachhimmels diese von der Fahrzeuginnenseite her nicht sichtbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zu schaffen, bei der mit einem einfach herzustellenden Deformationselement ein optimaler Insassenschutz gegeben ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist das Deformationselement durch wenigstens eine, vorzugsweise mehrere voneinander beabstandete, plattenförmige Deformationswände gebildet, die sich mit ihrer Hochachse zwischen dem Verkleidungsteil und der Fahrzeugkarosserie erstrecken. Die plattenförmigen Deformationswände sind so dimensioniert und ausgelegt, dass die Widerstandskraft des Deformationselements als Reaktionskraft bei einem Anprall, insbesondere bei einem Primäranprall, auf dem Anprallbereich bis zu einem vorgegebenen Kraftschwellwert ansteigt, wobei das Deformationselement im wesentlichen unverformt bleibt. Bei Überschreitung des vorgegebenen Kraftschwellwertes im weiteren Verlauf des Anpralls, insbesondere bei einem Sekundäranprall, auf den Anprallbereich deformiert das Deformationselement gezielt, wobei der Kraftwert auf einen vorgegebenen, gegenüber dem Kraftschwellwert niedrigeren Kraftwert abfällt.

Vorteilhaft hierbei ist, dass eine derartige plattenförmige Deformationswand einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Die Dimensionierung und Auslegung der Deformationswand erfolgt dabei so, dass ein vorgegebenes Deformationsverhalten der Deformationswand bei einem Anprall beispielsweise eines Fahrzeuginsassen an das Verkleidungsteil im Anprallbereich, hinter dem das Deformationselement angeordnet ist, stattfindet. Die wenigstens eine das Deformationselement bildende Deformationswand weist bei Überschreitung des vorgegebenen Kraftschwellwertes, bis zu dem die Deformationswand im wesentlichen unverformt bleibt, ein Stabilitätsversagen auf, so dass eine gezielt gewünschte Deformierung der Deformationswand erfolgt, die insbesondere mit der Verformung eines Knickstabes zu vergleichen ist. Dieses gewünschte Stabilitätsversagen ist insbesondere bei einem Sekundäranprall an das Deformationselement gefordert, da damit eine Verbesserung des Insassenschutzes erhalten werden kann. Eine bevorzugte Anordnung des Deformationselementes ist zwischen einem Dachhimmel und einem Fahrzeugdach, wobei der Anprallbereich am Dachhimmel durch einen Kopfanprallbereich gebildet ist.

Gemäß einer bevorzugten, konkreten Ausgestaltung kann das Deformationselement durch zwei voneinander beabstandete Deformationswände gebildet sein, die im montierten Zustand im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und die mit wenigstens einem Verbindungsteil zu einem einstückigen Bauteil verbunden sind. Das wenigstens eine Verbindungsteil ist dabei so ausgebildet, dass sich dieses in Hochachsenrichtung der Deformationswände gesehen, lediglich über einen Teilbereich derselben erstreckt. Durch diese in Hochachsenrichtung der Deformationswände gesehene räumliche Begrenzung des Verbindungsteiles wird lediglich der benötigte Kraftschwellwert, ab dem ein Stabilitätsversagen der Deformationswände eintritt, erhöht. Das bei Überschreitung dieses Kraftschwellwertes gewünschte Stabilitätsversagen der Deformationswände wird durch das Verbindungsteil nicht behindert. Dem gegenüber ist beim gattungsgemäßen Stand der Technik durch die quer- und längsverlaufenden Rippen, die beide bezüglich ihrer Erstreckung in Hochachsenrichtung gleich hoch ausgebildet sind, ein derartiges Verformungsverhalten bei einem Anprall an das Deformationselement verhindert.

In einer Weiterbildung kann das Verbindungsteil durch wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Verbindungsstege gebildet sein, die in Längserstreckungsrichtung der Deformationswände beabstandet hintereinander angeordnet sind. Durch die Verbindungsstege werden die beiden parallel zueinander ausgerichteten Deformationswände funktionssicher verbunden, wobei sich die Verbindungsstege in Hochachsenrichtung der Deformationswände gesehen lediglich über einen Teilbereich derselben erstrecken. Die Verbindungsstege können in Hochachsenrichtung der Deformationswände gesehen randseitig an diesen angeordnet sein, so dass sich der Teilbereich der Deformationswand, an dem kein Verbindungssteg angebunden ist, in gewünschter Weise frei verformen kann. Grundsätzlich ist auch eine in Hochachsenrichtung der Deformationswände gesehene mittige Anordnung der Verbindungsstege denkbar.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Deformationselement im Querschnitt gesehen U-förmig ausgebildet sein, wobei die beiden Deformationswände die U-Schenkel und das Verbindungsteil durch eine die U-Basis bildende Verbindungswand gebildet ist. Durch die U-Form des Deformationselementes ist dieses beispielsweise durch Spritzgießen einfach aus dem Kunststoffmaterial herzustellen. Mittels der die U-Basis bildenden Verbindungswand ist das Verformungs- bzw. Deformationsverhalten der Deformationswände nicht beeinflusst, so dass in gewünschter Weise bei einem Anprall an das Deformationselement dieses bis zu dem vorgegebenen Kraftschwellwert im wesentlichen unverformt bleibt und bei Überschreitung des Kraftschwellwertes im weiteren Verlauf des Anpralls gezielt deformiert, wobei dabei der Kraftwert auf einen gegenüber dem Kraftschwellwert niedrigeren Kraftwert wieder abfällt. Grundsätzlich kann die Verbindungswand auch in Hochachsenrichtung der Deformationswände gesehen mittig an diesen angeordnet sein, so dass sich im Querschnitt gesehen eine H-Form des Deformationselementes ergibt. Auch hier ist eine Verformung bzw. Deformation der Deformationswände bei einem Anprall an das Deformationselement in gewünschter Weise möglich.

In einer Weiterbildung kann die Höhe der Deformationswände dem Abstand zwischen dem Verkleidungsteil und der Fahrzeugkarosserie entsprechen, so dass diese im montierten Zustand des Deformationselementes dort jeweils in einer Anlageverbindung anliegen. Dabei kann die Höhe der Deformationswände dem zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden, so dass auf einfache Weise ein Einsatz des Deformationselements beispielsweise in unterschiedlichen Fahrzeugen möglich ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann an einem freien Endbereich wenigstens einer der Deformationswände wenigstens bereichsweise ein Flansch angeordnet sein, der so gegenüber der Deformationswand abgewinkelt ist, dass der Flansch konturbündig mit dem Verkleidungsteil und/oder der Fahrzeugkarosserie verläuft. Bevorzugt ist an beiden Deformationswänden ein Flansch angeordnet, der im Querschnitt des Deformationselements gesehen nach außen, d. h. nicht in den durch die beiden Deformationswände als U-Schenkel eingeschlossen U-Bereich weisend, abgewinkelt sind. Der zwischen einem Flansch und der zugeordneten Deformationswand eingeschlossene Winkel beträgt bevorzugt 90°, wobei um die Konturbündigkeit mit dem im montierten Zustand des Deformationselementes an den Flansch angrenzenden Bauteil zu erhalten auch größere bzw. kleinere Winkel denkbar sind.

In einer Weiterbildung kann der Flansch mittels wenigstens einer Flanschsicke verstärkt sein. Neben dem Verstärkungseffekt durch die Flanschsicke kann mit derselben auch eine bauraumbedingte Höhenangleichung des Deformationselements in diesem Bereich erhalten werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Flansch mittels wenigstens einer Abstützrippe in seiner gegenüber der Deformationswand abgewinkelten Position abgestützt sein. Ist der Flansch gegenüber der Deformationswand bezüglich der U-Form nach außen abgewinkelt, so befindet sich die wenigstens eine Abstützrippe an der Außenseite der dem Flansch zugeordneten Deformationswand, wobei die örtliche Anbringung der Abstützrippe in Abhängigkeit der Abwinklung des Flansches gegenüber der Deformationswand zu wählen ist. In Hochachsenrichtung der Deformationswand gesehen erstreckt sich die Abstützrippe vom Flansch ausgehend bevorzugt nur über einen Teilbereich der Deformationswand, wobei zusätzlich eine Verjüngung der Abstützrippe vom Flansch ausgehend ausgebildet sein kann.

In einer weiteren Ausgestaltung kann wenigstens eine der Deformationswände mittels wenigstens einer Wandrippe gegenüber der Verbindungswand abgestützt sein. Eine derartige Wandrippe ist innerhalb des durch die beiden U-Schenkel und die U-Basis eingeschlossenen Raumes angeordnet, wobei die in Hochachsenrichtung der zugeordneten Deformationswand gesehene Erstreckung der Wandrippe nur über einen Teilbereich der Deformationswand ausgebildet ist. Damit wird mittels der Wandrippe das gewünschte Verformungs- bzw. Deformationsverhalten der Deformationswand nicht beeinflusst. Lediglich eine Erhöhung des vorgegebenen Kraftschwellwertes, ab dem ein Stabilitätsversagen der Deformationswand erwünscht ist, wird durch die Wandrippe erreicht.

Gemäß einer Weiterbildung kann sich die wenigstens eine Wandrippe von der Verbindungswand ausgehend entlang der zugeordneten Deformationswand zum freien Endbereich derselben hin verjüngen. Durch eine derartige Verjüngung der Wandrippe kann ebenfalls eine Einstellung des Kraftschwellwertes durchgeführt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführung kann wenigstens eine der Deformationswände mit einem ersten Wandbereich gegenüber einem zweiten Wandbereich versetzt sein. Damit ist auf einfache Weise eine Anpassung des Deformationselementes an vorgegebene Bauräume möglich. Grundsätzlich kann die Deformationswand auch in mehr als zwei Wandbereiche unterteilt sein, die beispielsweise in Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Bauraumes allesamt gegeneinander versetzt angeordnet sein können.

In einer weiteren Ausgestaltung kann im montierten Zustand des Deformationselements die Verbindungswand als U-Basis dem Verkleidungsteil zugeordnet sein. Bevorzugt kann die Verbindungswand konturbündig mit dem Verkleidungsteil verlaufen, so dass wenigstens bereichsweise eine Anlageverbindung zwischen der Verbindungswand und dem Verkleidungsteil ausgebildet ist. Für eine einfache Montage des Deformationselementes kann dieses am Verkleidungsteil festgelegt sein, d. h., dass die Verbindungswand als U-Basis mit dem Verkleidungsteil beispielsweise verklebt ist. Ist das Verkleidungsteil z. B. durch einen Dachhimmel gebildet, der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, so kann die Festlegung des Deformationselementes, das ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, durch ein teilweises Verschmelzen der Kunststoffmaterialien im Anlagebereich der beiden Bauteile erfolgen, wobei hier beispielhaft das sogenannte Hot-Melt-Verfahren anzuführen ist.

In einer konkreten Ausführung der Sicherheitseinrichtung können die im montierten Zustand des Deformationselementes die Deformationswände in etwa in Fahrzeuglängsrichtung verlaufend angeordnet sein. Ist das Deformationselement zwischen einem Dachhimmel als Verkleidungsteil und dem Fahrzeugdach angeordnet, so kann bei einer Ausrichtung der Deformationswände in Fahrzeuglängsrichtung ein optimaler Anprallschutz für einen etwaigen anprallenden Fahrzeuginsassen an das hinter dem Dachhimmel angeordnete Deformationselement erhalten werden. Dabei ist beispielsweise eine Anordnung neben einem im Randbereich des Fahrzeugdaches entlang eines Dachholmes angeordneten Kopfairbags denkbar.

Insgesamt gesehen kann die wenigstens eine Deformationswand wenigstens eine Ausnehmung und/oder wenigstens eine Sicke und/oder wenigstens eine Kerbe und/oder wenigstens bereichsweise eine Wellenform aufweisen. Durch diese unterschiedlichen Ausführungsvarianten der Deformationswand kann auf einfache Weise eine Einstellung des gewünschten Kraftschwellwertes erfolgen, so dass sichergestellt ist, dass bei Überschreiten dieses Kraftschwellwertes ein Stabilitätsversagen mit vorgegebenen Verformungs- bzw. Deformationsverhalten der Deformationswand erfolgt. Dadurch wird nach Überschreiten des vorgegebenen Kraftschwellwertes in gewünschter Weise ein negativer Gradient des Kraft-Weg-Verlaufes erhalten.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Deformationselementes,

2 eine schematische, perspektivische Darstellung des Deformationselementes von 1 im montierten Zustand,

3 eine schematische Schnittdarstellung durch das Deformationselement von 1 im montierten Zustand,

4 und 5 jeweils eine schematische, perspektivische Darstellung des Deformationselementes von 1 in einer Weiterbildung,

6 und 7 eine schematische Schnittdarstellung durch das Deformationselement von 1 im montierten Zustand, wobei in zeitlicher Abfolge eine Anprallsituation dargestellt ist, und

8 bis 32 jeweils eine schematische, perspektivische Darstellung von erfindungsgemäßen Deformationselementen in unterschiedlichen Ausführungsformen.

In 1 ist schematisch eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Deformationselementes 1 dargestellt. Das Deformationselement 1 weist zwei voneinander beabstandete Deformationswände 2 auf, die im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und mit einem als Verbindungswand 3 ausgebildeten Verbindungsteil zu einem einstückigen Bauteil verbunden sind. Die Deformationswände 2 sind plattenförmig ausgebildet, so dass sich insgesamt gesehen im Querschnitt des Deformationselements 1 eine U-Form ergibt, wobei die beiden Deformationswände 2 die U-Schenkel und die Verbindungswand 3 die U-Basis bilden. An den freien Endbereichen der Deformationswände 2 ist jeweils ein Flansch 4 angeordnet, der bei einer Querschnittsbetrachtung des Deformationselements 1 jeweils nach außen gegenüber der zugeordneten Deformationswand 2 abgewinkelt ist. Die beiden Flansche 4 erstrecken sich vollständig entlang der Längserstreckung der Deformationswände 2. Zur Verstärkung der Flansche 4 weisen beide eine Flanschsicke 5 auf.

In 2 ist eine schematische Perspektivdarstellung des Deformationselementes 1 von 1 im montierten Zustand gezeigt. Das Deformationselement 1 ist zwischen einem Dachhimmel 6 und einem Fahrzeugdach 7 angeordnet, wobei das Fahrzeugdach 7 hier nur schematisch durch eine Dachquerstrebe 8 angedeutet ist. An einem Randbereich des Dachhimmels 6 ist in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ein Kopfairbag 9 angeordnet, zudem das Deformationselement 1 benachbart angeordnet ist. Wie aus 2 insbesondere bei einer gemeinschaftlichen Betrachtung mit 3, in der eine schematische Schnittdarstellung durch das Deformationselement 1 im montierten Zustand gezeigt ist, ersichtlich ist, erstrecken sich die beiden Deformationswände 2 mit ihrer Hochachse zwischen dem Dachhimmel 6 und dem Fahrzeugdach 7. Die Höhe der Deformationswände 2 entspricht dem Abstand zwischen dem Dachhimmel 6 und dem Fahrzeugdach 7, so dass jeweils eine Anlageverbindung zu dem benachbarten Bauteil hergestellt ist. Des weiteren ist das Deformationselement 1 so angeordnet, dass die U-Basis, die durch die Verbindungswand 3 gebildet ist, dem Dachhimmel 6 zugeordnet ist. Zwischen der Verbindungswand 3 und dem Dachhimmel 6 ist, wie dies aus 3 ersichtlich ist, eine Anlageverbindung ausgebildet. Für eine einfache Montage des Deformationselementes 1 kann dieses mit der Verbindungswand 3 am Dachhimmel 6 beispielsweise festgeklebt sein. Die beiden Flansche 4 stützen sich am Fahrzeugdach 7 ab. Die Höhe der Deformationswände 2 wird in Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Bauraumes angepasst, wie dies ebenfalls aus 3 ersichtlich ist.

In den 4 und 5 ist jeweils eine Weiterbildung des Deformationselementes 1 gezeigt. In beiden Ausführungen ist einer der beiden Flansche 4 mittels Abstützrippen 10 gegenüber der zugeordneten Deformationswand 2 abgestützt. Die Abstützrippen 10 sind an der Außenseite der Deformationswand 2 angeordnet und verjüngen sich vom Flansch 4 ausgehend nach unten. Bei der in 5 dargestellten Ausführungsvariante des Deformationselements 1 ist zudem eine der beiden Deformationswände 2 versetzt ausgebildet, d. h., dass ein erster Wandbereich 11 gegenüber einem zweiten Wandbereich 11' versetzt angeordnet ist. Damit kann auf einfache Weise eine Anpassung des Deformationselementes 1 an den zur Verfügung stehenden Bauraum erfolgen.

In den 6 und 7 ist jeweils eine schematische Schnittdarstellung durch das Deformationselement 1 im montierten Zustand gezeigt, wobei hier das Fahrzeugdach 7 nur schematisch durch einen Strich angedeutet ist und der Dachhimmel 6 aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen ist. Prallt ein Objekt 12 in Pfeilrichtung eines Pfeiles 13 gegen das Deformationselement 1 so steigt aufgrund der Dimensionierung und Auslegung der beiden Deformationswände 2 die Widerstandskraft des Deformationselementes 1 als Reaktionskraft aufgrund des Anpralls bis zu einem vorgegebenen Kraftschwellwert an. Das Deformationselement 1 bleibt bis zu diesem vorgegebenen Kraftschwellwert im wesentlichen unverformt. Bei Überschreitung des vorgegebenen Kraftschwellwertes im weiteren Verlauf des Anpralls werden die Deformationswände 2 gezielt deformiert, wobei der Kraftwert auf einen vorgegebenen, gegenüber dem Kraftschwellwert niedrigeren Kraftwert abfällt. D. h., dass bei Überschreitung des vorgegebenen Kraftschwellwertes ein Stabilitätsversagen der Deformationswände 2 und damit des Deformationselementes 1 eintritt, das beispielsweise mit der Verformung eines Knickstabes verglichen werden kann. In Abhängigkeit der anprallenden Richtung des Objektes 12 bzw. der Dimensionierung und Auslegung der Deformationswände 2 werden diese entweder verformt oder es erfolgt ein Ausweichen, d. h. ein seitliches Wegrutschen, der Deformationswand 2. In der schematischen Schnittdarstellung von 7 ist in der links gezeichneten Deformationswand 2 eine Verformung mit einem sogenannten S-Schlag der Deformationswand 2 gezeigt, wobei an der rechten Seite des Deformationselementes 1 ein Wegrutschen aufgrund der anprallbedingten Krafteinwirkung der Deformationswand 2 schematisch dargestellt ist.

In den 8 bis 32 ist jeweils eine schematische, perspektivische Darstellung unterschiedlicher Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Deformationselementen 1 gezeigt. Bauteile mit gleicher Funktion sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, d. h., dass mit Bezugszeichen 1 das Deformationselement, mit Bezugszeichen 2 die Deformationswand, mit Bezugszeichen 3 die Verbindungswand und mit Bezugszeichen 4 der Flansch gekennzeichnet sind.

In 8 ist schematisch eine einfache Ausführungsform des Deformationselementes 2 gezeigt, das hier nur aus einer einzigen Deformationswand 2 mit daran angeordnetem Flansch 4 besteht. In der Ausführungsform von 9 sind zwei parallel verlaufende Deformationswände 2 vorgesehen, die mit der Verbindungswand 3 zu einem insgesamt U-förmigen Deformationselement 1 zusammengefügt sind. In der Weiterbildung von 10 sind drei Deformationswände 2 mit zwei Verbindungswänden 3 gezeigt, so dass insgesamt zwei nebeneinander liegende U-Formen das Deformationselement 1 ausbilden.

In 11 ist ebenfalls ein im Querschnitt gesehen U-förmiges Deformationselement 1 gezeigt, bei dem die beiden U-Schenkel durch die Deformationswände 2 und die U-Basis durch die Verbindungswand 3 gebildet sind. Zudem ist hier eine der beiden Deformationswände 2 durch Wandrippen 14 gegenüber der Verbindungswand 3 abgestützt. In Hochachsenrichtung der Deformationswand 2 gesehen verjüngen sich die Wandrippen 14 von der Verbindungswand 3 ausgehend in Richtung zum freien Endbereich der Deformationswand 2 hin. Durch derartige Wandrippen 14 kann der bis zum Stabilitätsversagen der Deformationswand 2 benötigte Kraftschwellwert eingestellt werden. Das Verformungs- bzw. Deformationsverhalten der Deformationswand 2 wird durch die Wandrippen 14 nicht unterbunden.

In den 12 bis 14 sind jeweils unterschiedliche Ausführungsformen von Deformationselementen 1 in schematischen Perspektivdarstellungen gezeigt. Die im Querschnitt gesehene Grundform der Deformationselemente 1 entspricht dabei immer der U- bzw. der Doppel-U-Form. Die Deformationswände 2 weisen hier Ausnehmungen 15 bzw. Sicken oder Kerben 16 auf. Damit kann auf einfache Weise das zum Stabilitätsversagen führende Kraftniveau, d. h. der Kraftschwellwert, in gewünschter Weise eingestellt werden.

In den 15 bis 21 sind weitere unterschiedliche Ausführungsformen von Deformationselementen 1 jeweils in schematischen Perspektivdarstellungen gezeigt, wobei teilweise nur die Deformationswände 2 dargestellt sind. Neben den bereits erwähnten Sicken bzw. Kerben 16 in den Deformationswänden 2 können diese bereichsweise auch eine Wellenform 17, wie dies insbesondere in der Ausführung von 18 ersichtlich ist, aufweisen.

In den 22 bis 29 sind weitere unterschiedliche Ausführungsformen von Deformationselementen 1 jeweils in schematischen Perspektivdarstellungen gezeigt, wobei hier unterschiedlichste Anordnungskombinationen der Deformationswände 2 mit den Verbindungswänden 3 gezeigt sind.

In den 30 bis 32 sind weitere Ausführungsformen von Deformationselementen 1 in schematischen Perspektivdarstellungen gezeigt, wobei hier ein Verbindungssteg 18 als Verbindungsteil zwischen jeweils zwei parallel ausgerichteten Deformationswänden 2 angeordnet ist. Bei jedem Deformationselement 1 ist eine Mehrzahl von Verbindungsstegen 18 vorgesehen, die in Längserstreckungsrichtung der Deformationswände 2 beabstandet hintereinander angeordnet sind. Die Verbindungsstege 18 sind so ausgebildet, dass sich diese in Hochachsenrichtung der Deformationswände 2 gesehen lediglich über einen Teilbereich derselben erstrecken. Wie den 30 bis 32 zu entnehmen ist, kann dabei eine Anordnung der Verbindungsstege 18 entweder in einem unteren bzw. oberen Randbereich der Deformationswände 2 aber auch mittig an den Deformationswänden 2 erfolgen. Die Verbindungsstege 18 können parallel verlaufend zwischen den beiden Deformationswänden 2 angeordnet sein, wobei aber auch eine Überkreuzung der Verbindungsstege 18, wie dies in der Ausführung von 32 ersichtlich ist, möglich ist.

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Deformationselement 1 durch wenigstens eine plattenförmige Deformationswand 2 gebildet, die mit ihrer Hochachse zwischen dem Dachhimmel 6 und dem Fahrzeugdach 7 angeordnet ist. In bevorzugten konkreten Ausführungsformen der Deformationselemente 1 sind zwei voneinander beabstandete Deformationswände 2 vorgesehen, die im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und mit einem Verbindungsteil (Verbindungswand 3 oder Verbindungssteg 18) zu einem einstückigen Bauteil verbunden sind. Das Verbindungsteil 3 bzw. 18 ist so ausgebildet, dass sich dieses in Hochachsenrichtung der Deformationswände 2 gesehen lediglich über einen Teilbereich derselben erstreckt. Damit kann ein gewünschtes Verformungs- bzw. Deformationsverhalten der Deformationselemente 1 erreicht werden, d. h., dass bei einem Anprall an das Deformationselement 1 dieses bis zu einem vorgegebenen Kraftschwellwert im Wesentlichen unverformt bleibt, wobei bei Überschreitung dieses Kraftschwellwertes ein gezieltes Deformieren, d. h. ein Stabilitätsversagen der Deformationswände 2 erfolgt, so dass die Kraft-Weg-Kennung einen negativen Gradienten in dieser Phase des Anpralls aufweist.

1Deformationselement 2Deformationswand 3Verbindungswand 4Flansch 5Flanschsicke 6Dachhimmel 7Fahrzeugdach 8Dachquerstrebe 9Kopfairbag 10Abstützrippe 11/11'erster/zweiter Wandbereich 12Objekt 13Pfeil 14Wandrippe 15Ausnehmung 16Sicke/Kerbe 17Wellenform 18Verbindungssteg 19Sicherheitseinrichtung

Anspruch[de]
  1. Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem aus einem Kunststoffmaterial hergestellten Deformationselement, das im montierten Zustand in einem Anprallbereich zwischen einem Verkleidungsteil und einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere zwischen einem Dachhimmel und einem Fahrzeugdach angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (1) durch wenigstens eine, vorzugsweise mehrere voneinander beabstandete, plattenförmige Deformationswände (2) gebildet ist, die sich mit ihrer Hochachse zwischen dem Verkleidungsteil (6) und der Fahrzeugkarosserie (7) erstrecken und die so dimensioniert und ausgelegt sind, dass die Widerstandskraft des Deformationselementes (1) als Reaktionskraft bei einem Anprall, insbesondere bei einem Primäranprall, auf den Anprallbereich bis zu einem vorgegebenen Kraftschwellwert ansteigt, wobei das Deformationselement (1) im wesentlichen unverformt bleibt, und dass das Deformationselement (1) bei Überschreitung des vorgegebenen Kraftschwellwertes im weiteren Verlauf des Anpralls, insbesondere bei einem Sekundäranprall, auf den Anprallbereich gezielt deformiert, wobei der Kraftwert auf einen vorgegebenen, gegenüber dem Kraftschwellwert niedrigeren Kraftwert abfällt.
  2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (1) durch zwei voneinander beabstandete Deformationswände (2) gebildet ist, die im montierten Zustand im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und die mit wenigstens einem Verbindungsteil (3; 18) zu einem einstückigen Bauteil verbunden sind, und dass das wenigstens eine Verbindungsteil so ausgebildet ist, dass sich dieses in Hochachsenrichtung der Deformationswände gesehen lediglich über einen Teilbereich derselben erstrecken.
  3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil durch wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Verbindungsstege (18) gebildet ist, die in Längserstreckungsrichtung der Deformationswände (2) beabstandet hintereinander angeordnet sind.
  4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (1) im Querschnitt gesehen U-förmig ausgebildet ist, wobei die beiden Deformationswände (2) die U-Schenkel und das Verbindungsteil durch eine die U-Basis bildende Verbindungswand (3) gebildet ist.
  5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Deformationswände (2) dem Abstand zwischen dem Verkleidungsteil (6) und der Fahrzeugkarosserie (7) entspricht, so dass diese im montierten Zustand des Deformationselements (1) dort jeweils in einer Anlageverbindung anliegen.
  6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einem freien Endbereich wenigstens einer der Deformationswände (2) wenigstens bereichsweise ein Flansch (4) angeordnet ist, der so gegenüber der Deformationswand (2) abgewinkelt ist, dass der Flansch (4) konturbündig mit dem Verkleidungsteil (6) und/oder der Fahrzeugkarosserie (7) verläuft.
  7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (4) mittels wenigstens einer Flanschsicke (5) verstärkt ist.
  8. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (4) mittels wenigstens einer Abstützrippe (10) in seiner gegenüber der Deformationswand (2) abgewinkelten Position abgestützt ist.
  9. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Deformationswände (2) mittels wenigstens einer Wandrippe (14) gegenüber der Verbindungswand (3) abgestützt ist.
  10. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine Wandrippe (14) von der Verbindungswand (3) ausgehend entlang der zugeordneten Deformationswand (2) zum freien Endbereich derselben hin verjüngt.
  11. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Deformationswände (2) mit einem ersten Wandbereich (11) gegenüber einem zweiten Wandbereich (11') versetzt ist.
  12. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand des Deformationselementes (1) die Verbindungswand (3) als U-Basis dem Verkleidungsteil (6) zugeordnet ist, vorzugsweise konturbündig unter Ausbildung einer wenigstens bereichsweisen Anlageverbindung verläuft und dort ggf. festgelegt, vorzugsweise verklebt ist.
  13. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand des Deformationselementes (1) die beiden Deformationswände (2) in etwa in Fahrzeuglängsrichtung verlaufend angeordnet sind.
  14. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Deformationswand (2) wenigstens eine Ausnehmung (15) und/oder wenigstens eine Sicke (16) und/oder wenigstens eine Kerbe (16) und/oder wenigstens bereichsweise eine Wellenform (17) aufweist.
Es folgen 14 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com