CH679763A5

CH679763A5 -

Info

Publication number: CH679763A5
Application number: CH2027/89A
Authority: CH
Inventors: Simon Frank
Original assignee: Alusuisse Lonza Services Ag
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1992-04-15
Also published as: DE4016670A1; DE4016670C2; US5156416A

Description

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CH 679 763 A5

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Trägerrohr für der passiven Sicherheit in einem Fahrzeug dienende Kniepolster.

Ein Trägerrohr für Kniepolster ist geeignet, bei starkem Bremsen oder einer Kollision mit einem Zweipunktgurt angegurtete Fahrzeuginsassen zu schützen. Dieser/diese würden beim Crash unter dem Gurt hindurchgleiten und sich verletzen. Das Kniepolster ersetzt funktionell den Beckengurt einer Dreipunktgurte.

Es sind in Fahrzeuge, insbesondere auch in Personenkraftwagen (PKW), eingebaute Trägerrohre für Kniepolster bekannt. Diese an stabilen Teilen des Fahrzeugaufbaus angeschweissten Trägerrohre bestehen im wesentlichen aus einem inneren, im Querschnitt kreisförmigen Innenrohr und einem dar-übergeschobenen, im Bereich des Trägerrohrs zwei parallele Längsseiten aufweisenden, im Querschnitt beidseits halbkreisförmig abgerundeten Aussen-rohr. Innen- und Aussenrohr bestehen aus Stahl und sind miteinander verschweisst. In Richtung der Fahrersitze kann das montierte Trägerrohr mit einem Verstärkungsblech versehen sein. Weiter weist das Trägerrohr einen Halter und einen Anschraubflansch für Kniepolster auf.

Die bekannten Trägerrohre für Kniepolster weisen insbesondere folgende Nachteile auf:

- Bei zwei ineinandergeschobenen Rohren nimmt die Kraftaufnahme mit der bleibenden Verformung ab. Der Rohrquerschnitt knickt zu Beginn der plastischen Verformung ein. Abgesehen von der dadurch vergrösserten Distanz der Knie bis zum schützenden Trägerrohr mit Kniepolster ist der entgegengesetzte Widerstand nach der Knickung zu klein, das Trägerrohr wird weiter deformiert.

- Die Herstellung ist aufwendig, zwei ineinandergeschobene Rohre, verschiedene Halter und Flansche müssen zusammengeschweisst werden.

- Durch die Verwendung des Werkstoffs Stahl ist das Trägerrohr verhältnismässig schwer.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein Trägerrohr der eingangs genannten Art zu schaffen, welches im plastischen Verformungsbereich eine weitgehend unveränderte Kraftaufnahme erlaubt, einfach herzustellen und im Fahrzeug zu befestigen ist und ein geringes Gewicht aufweist.

In bezug auf die Vorrichtung wird die Aufgabe er-findungsgemäss gelöst durch ein einstückig strang-gepresstes Rohrstück für die Kraftaufnahme, welches querschnittlich rund, oval oder abgerundet ausgebildet ist und wenigstens einen innenliegenden Längssteg hat.

Das Trägerrohr ist vorzugsweise bei ovalem Querschnitt länglich ausgebildet, wobei zwei Längsseiten parallel verlaufen und anschliessend im wesentlichen halbkreisförmige Bogenstücke ausgebildet sind.

Bei einem solchen, in bezug auf den ovalen Querschnitt länglich ausgebildeten Trägerrohr sind zweckmässig zwei parallel zueinander verlaufende Längsstege ausgebildet.

Das Trägerrohr weist zweckmässig drei einstückig angeformte, innenliegende Schraubkanäle für die Befestigung stirnseitiger, stossfester Aufhängeflansche auf.

Für die Herstellung eines Trägerrohrs sind alle pressbaren Materialien geeignet, welche eine hinreichende mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Besonders geeignet sind an sich bekannte Aluminium-Presslegierungen mit den erwähnten Eigenschaften. Mit Aluminium-Presslegierungen können problemlos Trägerrohre kompliziertesten Profilquerschnitts hergestellt werden.

Die Vorteile gegenüber dem bekannten Stand der Technik können wie folgt zusammengefasst werden:

- Die Herstellung des Trägerrohrs mittels Strangpressens ist einfacher und kostengünstiger.

- Die Werkeugkosten sind niedrig, weil nur Strangpresswerkzeuge benötigt werden; andere spezielle Fertigungseinrichtungen sind nicht notwendig.

- Das Gewicht ist gering, weil keine ineinandergeschobenen Rohre verwendet werden und als Werkstoff bevorzugt eine Aluminiumlegierung eingesetzt wird.

- Die Kraftaufnahme ist auch im plastischen Verformungsbereich hoch, weil das Trägerrohr knickfrei deformierbar ausgebildet ist.

- Die Montage kann ohne thermische Verbindung, insbesondere ohne Schweissen, durch Stecken oder Schrauben erfolgen.

- Bei der bevorzugten Verwendung von Aluminium-Presslegierungen ist kein Oberflächenschutz notwendig.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, welche auch Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:

- Fig. 1 eine Ansicht eines PKW-Fahrers und einen aufgeschnittenen Knieschutz,

- Fig. 2 einen Schnitt durch ein Trägerrohr und

- Fig. 3 Kraft-Weg-Diagramme von verschiedenen Trägerrohren.

Der auf einem Sessel 10 am Steuer 12 sitzende PKW-Fahrer 14 ist durch ein Trägerrohr 16 dagegen gesichert, dass er bei starkem Bremsen oder einem Aufprall in den Fussraum des PKW-Innenraums gleiten kann und sich schwer verletzt. Schon nach kurzer Distanz stossen seine Knie gegen das am Trägerrohr 16 befestigte Kniepolster 18. Ein deformierbares Knautschrohr 20 unterstützt das Kniepolster 18 in seiner Auffangwirkung, bevor die Knie des PKW-Fahrers 14 auf dem durch drei Längsstege 22 verstärkten Trägerrohr 16 aufschlagen. Diese etwa in der Stossrichtung der Knie angebrachten Längsstege 22 verhindern ein Knicken des Trägerrohrs 16.

In Fig. 2 wird ein als Strangpressprofil aus einer Aluminiumlegierung gebildetes Trägerrohr 16 detailliert im Querschnitt gezeigt. Die Aussenwandung 24 ist im wesentlichen rechteckig, mit abgerundeten Ecken, ausgebildet. Die Längsseiten 26 gehen in Bogenstücke 46 über, wobei je zwei Viertelkreise mit Schmalseiten 28 verbunden sind, wodurch im wesentlichen halbkreisförmige Bogenstücke entste-

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hen. Die Längsseiten 26 und die Schmalseiten 28 verlaufen je innerhalb der strichpunktierten Linien parallel.

Beim Übergang der Längsseiten 26 in die Bogenstücke 46 ist je ein innenliegender Längssteg 22 angeordnet, welche vertikal zu den Längsseiten 26 verlaufen und folglich auch untereinander parallel sind. Die Längsstege 22 sind plattenförmig ausgebildet, sie haben eine regelmässige, etwa der Dicke der Aussenwandung 24 entsprechende Stärke.

An diagonal gegenüberliegenden Bogenstücken 46 ist jeweils ein in spitzem Winkel abkragender Flansch 30, 32 angeformt. Der obenliegende Flansch 30 weist ein zylinderförmiges Kopfstück 34 auf, an welchem eine nicht dargestellte, hinter-schnittene Aufhängung für das Kniepolster 18 (Fig. 1) eingedreht wird. Am unteren Flansch 32 wird das Kniepolster mittels einer Schraube befestigt.

Ebenfalls einstückig dem Profil angeformt sind drei innenliegende Schraubkanäle 36 für die Befestigung stimseitiger, stossfester Aufhängeflansche, welche in bekannter Bauweise ausgeführt und daher nicht dargestellt sind.

Die Längsstege 22 lassen sich von den aufschlagenden Knien des PKW-Fahrers 14 (Fig. 1) nicht einknicken. Die Verstärkungswirkung der Längsstege 22 ist um so grösser, je senkrechter sie zu den Längsseiten 26 stehen.

In Fig. 3 ist die Kraft F, beispielsweise in kN (Kilonewton), gegen den Weg s, beispielsweise in Millimetern, aufgetragen. Die Kraft wird versuchsweise auf verschiedene Trägerrohre angewendet.

Das Diagramm 38 zeigt den Verlauf der Kraftanwendung in der Mitte eines 1290 mm langen Trägerrohrs aus zwei ineinandergeschobenen Stahlrohren nach dem bekannten Stand der Technik. Die anzuwendende Kraft F steigt vorerst an, überschreitet einen Kulminationspunkt und fällt dann ab. Im Kulminationspunkt beginnt die plastische Verformung, die ineinandergeschobenen Stahlrohre werden geknickt, die Kraftaufnahme nimmt mit zunehmender plastischer Verformung ab.

Das Diagramm 40 zeigt die Kraftanwendung auf ein erfindungsgemässes, ebenfalls 1290 mm langes Trägerrohr gemäss Fig. 2. Die Kraftanwendung erfolgt, wie bei der Ermittlung der Messwerte zu Diagramm 38, in der Längsmitte des Trägerrohrs. Der Querschnitt der den Diagrammen 38 und 40 zugrundeliegenden Trägerrohre ist etwa gleich, ebenso die Wanddicke.

Gemäss Diagramm 40 steigt die Kraftaufnahme vorerst, im Bereich elastischer Verformung, kontinuierlich an und verflacht sich dann auf eine etwa horizontal verlaufende Kurve, welche die plastische Verformung darstellt.

Das Diagramm 42 zeigt die Kraftanwendung auf ein in der Längsmitte abgestütztes, insgesamt ebenfalls 1290 mm langes Trägerrohr aus zwei ineinan-deriiegenden Stahlrohren, entsprechend demjenigen für Diagramm 38. Die Kraftanwendung erfolgt in einem Viertel der Länge des Trägerrohrs. Diagramm 42 verläuft im wesentlichen gleich wie Diagramm 38, jedoch auf einem höheren Belastungsniveau, weil die freie Länge des belasteten Trägerrohrs nur die Hälfte beträgt.

Diagramm 44 stellt die Kraftanwendung auf ein in der Mitte abgestütztes, erfindungsgemässes Trägerrohr 16 nach Fig. 2 dar. Im plastischen Verformungsbereich ist wie nach Diagramm 40 kein Rückgang der Kraftaufnahmefähigkeit festzustellen, weil keine Knickung der Längsstege erfolgt.

Die Diagramme 38, 40, 42, 44 zeigen eindrücklich den höheren Wirkungsgrad der vorliegenden Erfindung. Dank der innenliegenden Längsstege, anstelle eines zweiten innenliegenden Rohrs, kann die Rohrknickung vermieden und damit eine drastische Verkleinerung der Kraftaufnahme im plastischen Verformungsbereich vermieden werden.

Claims

Patentansprüche

1. Trägerrohr (16) für der passiven Sicherheit in einem Fahrzeug dienende Kniepolster (18), gekennzeichnet durch ein einstückig stranggepresstes Rohrstück für die Kraftaufnahme, welches querschnittlich rund, oval oder abgerundet ausgebildet ist und wenigstens einen innenliegenden Längssteg (22) hat.

2. Trägerrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ovale Querschnitt länglich, mit zwei parallelen Längsseiten (26) und anschliessenden, im wesentlichen halbkreisförmigen Bogenstücken (46) ausgebildet ist.

3. Trägerrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei parallel zueinander verlaufende Längsstege (22) ausgebildet sind.

4. Trägerrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen Längsstege (22) etwa senkrecht zu den Längsseiten (26) verlaufen.

5. Trägerrohr nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstege (22) plattenförmig ausgebildet sind, in regelmässiger, vorzugsweise etwa der Dicke der Aussenwandung (24) entsprechender Stärke.

6. Trägerrohr nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass es einstückig angeformte, vorzugsweise in spitzem Winkel abkragen-de Flansche (30, 32) zur Aufnahme bzw. Befestigung von Kniepolstern (18) hat.

7. Trägerrohr nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens drei einstückig angeformte, vorzugsweise innenliegende Schraubkanäle (36) für die Befestigung stirnseitiger, stossfester Aufhängeflansche aufweist.

8. Trägerrohr nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Alumini-um-Presslegierung besteht.

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