Die
Erfindung besteht darin, eine verbesserte Ausführungsform für Fahrzeugtüren anzugeben.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen der Ansprüche
1 oder 2 gelöst.
Dazu ist bei einer Fahrzeugtür
mit einem Scharnier- und einem Schloßbereich ein in Hybridbauweise
gefertigter Aggregateträger
in Kunststoff-Metall vorgesehen, der als Metallteil eine Verstärkungstruktur
umfasst, die sich jeweils zumindest bis in den Scharnier- und und den
Schloßbereich
erstreckt. Entsprechend ist bei einer Fahrzeugtür mit einem Scharnier- und
einem Schloßbereich,
wobei im Scharnier- und Schloßbereich
der oder jeder Angriffspunkt des oder jedes Scharniers sowie der
oder jeder Schließeinrichtung jeweils
einen Krafteinleitungspunkt definiert, ein in Hybridbauweise gefertigter
Aggregateträger
in Kunststoff-Metall vorgesehen, der als Metallteil eine Verstärkungsstruktur
umfasst, die sich jeweils zumindest bis in den Bereich mindestens
eines Krafteinleitungspunktes im Scharnier- und im Schloßbereich
erstreckt.
Als
Scharnier- und Schloßbereich
wird dabei und im Folgenden der Bereich der Fahrzeugtür bezeichnet,
in dem diese in an sich bekannter Weise gelenkig mit der Karosserie
des Kraftfahrzeugs verbunden wird, bzw. der dem Scharnierbereich
gegenüberliegende
Bereich der Fahrzeugtür
mit einem Schloß oder
einer Schließeinrichtung.
Der Angriffspunkt eines jeden solchen Scharniers oder sonstiger Verbindungselemente
zwischen Karosserie und Fahrzeugtür sowie der oder jeder Angriffspunkt
einer Schließeinrichtung
stellen Krafteinleitungs- oder Kraftableitungspunkte oder -bereiche
dar, die hier zusammenfassend als Krafteinleitungspunkte bezeichnet
werden.
Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Aggregateträger der
erfindungsgemäßen Fahrzeugtür eine tragende
Funktion, insbesondere eine tragende Funktion im Hinblick auf die üblichen
Belastungsfälle
von Fahrzeugtüren,
also insbesondere Durchhang, Überdrückung und
Rahmensteifigkeit, innerhalb der Türstruktur übernimmt. Damit ergibt sich
insgesamt eine Fahrzeugtür,
die bei hoher Stabilität
einfach herstellbar ist, ein möglichst
geringes Gewicht aufweist und zudem ausreichend Raum für eine Montage
einer Fensterhebermechanik oder anderer Aggregate an oder im Bereich
des Aggregateträgers im
Innern des Türrohbaus
bietet.
Die
abhängigen
Ansprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gerichtet.
Bei
einer Fahrzeugtür,
die in einem unteren Bereich einer Fensteröffnung einen Brüstungsbereich
aufweist, ergibt sich vorteilhaft eine Verstärkung dieses Brüstungsbereichs,
wenn sich die Verstärkungsstruktur
des Aggregateträgers
auch im Brüstungsbereich,
bevorzugt unmittelbar unter einem die Außenseite der Fahrzeugtür bildenden
Türausseinteil,
z.B. einem Türaussenblech,
erstreckt.
Wenn
die die Verstärkungsstruktur
ringförmig
geschlossen ist und im Innern eine Öffnung aufweist, ergibt sich
durch das im Bereich der Öffnung eingesparte
Material eine maximal mögliche
Gewichtsersparnis für
den Aggregateträger
oder den Türrohbau
insgesamt ohne dabei die Steifigkeit, also die Wirksamkeit des Aggregateträgers als
Verstärkungsstruktur,
in Frage zu stellen. Der Begriff „ringförmig" meint hier selbstverständlich nicht
kreisförmig oder ähnliches,
denn tatsächlich
handelt es sich bei der ringfömigen
Struktur um ein Polygon.
Wenn
die ringförmig
geschlossene Verstärkungsstruktur
mit dem Kunststoff des Aggregateträgers zumindest stückweise
ein Verstärkungsprofil, insbesondere
ein U-Profil, bildet, ergibt sich eine besonders wirksame Verstärkung des
Türrohbaus.
Eine erste Verstärkung
des Türrohbaus
ist bereits durch die Verwendung des Aggregateträgers in einer Ausführung als
Metall-Hybridbauteil, wie z.B. in der
DE 38 39 855 A1 beschrieben, gegeben. Die
besonders wirksame Verstärkung
ergibt sich dann, wenn in in der Verstärkungsstruktur des Aggregateträgers ein oder
mehrere Verstärkungsprofile
in Richtung einzelner Verbindungen zwischen dem oder jedem Krafteinleitungspunkt
im Scharnierbereich und dem oder jedem Krafteinleitungspunkt im
Schloßbereich ausgebildet
sind. Ein Verstärkungsprofil
zwischen dem Krafteinleitungspunkt im Bereich eines oberen Scharniers
und dem Schloßbereich
und ein weiteres Verstärkungsprofil
zwischen dem Krafteinleitungspunkt im Bereich eines unteren Scharniers
und dem Schloßbereich
kann z.B. im Kollisionsfall die auftretenden Kräfte wirksam aufnehmen und weiterleiten. Die
beiden genannten Verstärkungsprofile
bilden jeweils eine Längsseite
der ring- oder polygonförmig geschlossenen
Verstärkungsstruktur.
Vorteilhaft
bildet dabei ein sich im Brüstungsbereich
erstreckendes Verstärkungsprofil
in Richtung zwischen einem Krafteinleitungspunkt im Scharnierbereich
und einem Krafteinleitungspunkt im Schloßbereich eine Schachtverstärkung, die
zur Festigkeit des Türaussenteils
im Bereich des Fensterschachtes beiträgt.
Wenn
die die Verstärkungsstruktur
mit dem Kunststoff des Aggregateträgers umspritzt ist, ergibt sich
ein einstückiger
Aggregateträger
der besonders leicht zu handhaben und zu montieren ist, wobei sich durch
die Kunststoffumspritzung, insbesondere durch dabei ausgebildete
Vertsteifungsstrukturen, wie z.B. Kunsstoffrippen und dergleichen,
eine nochmalige Verbesserung der Steifigkeit des Aggregateträgers insgesamt
ergibt. Besonders vorteilhaft sind solche Versteifungsstrukturen
dabei im Innern der Verstärkungsprofile
ausgebildet, wodurch deren Steifigkeit und Belastbarkeit deutlich
erhöht
wird.
Vorteilhaft
ist der Kunststoff des Aggregateträgers zur Aufnahme verschiedener
Anbauteile, also der Aggregate, vorgesehen und ausgebildet. Dazu sind
im Kunststoff Öffnungen
oder Ausnehmungen eingeformt, oder Hüslen zur Aufnahme von Gewindebuchsen
usw. ausgebildet. Da der Kunstsoff seine Gestalt durch Spritzen
in eine dafür
vorgesehene Form erhält,
ist die Berücksichtigung
der unterschiedlichen Befestigungssituationen der Aggregate einfacher
als z.B. bei einem metallischen Aggregateträger der durch Tiefziehen oder
dergleichen geformt wird.
Über die
Verstärkung
der Fahrzeugtür,
die im wesentlichen aus der Lage und der Geometrie der Vertärkungsstruktur
resultiert, ist eine weitere Verstärkung durch eine Verwendung
von hoch- oder höchstfestem
Stahl, Aluminium oder sonstigen Metallblechen als Material für die Verstärkungsstruktur möglich.
Neben
der oben zusammen mit dem Aggregateträger beschriebenen Fahrzeugtür weist
auch der Aggregateträger
selbst eine eigene erfinderische Qualität auf, so dass der Patentschutz
auch für
diesen Aggregateträger
selbst, wie oben beschrieben, und dessen Verwendung zur Verstärkung einer
Fahrzeugtür
beansprucht wird.
Der
Vorteil der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen besteht damit des
weiteren darin, dass mit einem solchen Aggregateträger Türinnenteile
als Bestandteile eines Türrohbaus
möglich
werden, die im Gegensatz zu bisherigen Türinnenteilen eine deutlich vergrößerte Öffnung aufweisen,
so dass die Montage von Anbauteilen und Aggregaten erheblich erleichtert wird.
Z.B. ist es möglich
die Fahrzeugtürscheibe
zusammen mit einer Fensterhebermechanik auf dem Aggregateträger zu montieren
und den so komplettierten Aggregateträger insgesamt mit dem Türinnenteil
zu verbinden. Darüber
hinaus ist die Auswahl des für
die Verstärkungsstruktur
des Aggregateträgers verwendeten
Werkstoffs, insbesondere hinsichtlich Qualität und Wandstärke, unabhängig von
Art und Güte
des Werkstoffs des Türinnenteils.
So stellt die Verstärkungsstruktur
des Aggregateträgers
aufgrund ihrer vergleichsweise einfachen Geometrie geringere Anforderungen
als z.B. das Türinnenteil,
was eine Verwendung von hoch- oder höchstfestem Stahl ermöglich und
damit insgesamt zu einer Gewichtsreduktion führt. Schließlich ergeben sich auch die
allgemeinen Vorteile der Hybridbauweise, nämlich insbesondere eine hohe
Leichtbaugüte,
ein gutes aktustisches Verhalten, eine hohe Funktionsintegration
und geringe Toleranzen.
Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Einander
entsprechende Gegenstände
oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
Darin
zeigen
1 ein Türinnenteil eines Türrohbaus
einer Fahrzeugtür,
2 das Türinnenteil mit einem eingepassten
Aggregateträger
und
3 den Aggregateträger separat
mit dessen Verstärkungsstruktur.
1 zeigt eine schematische
Darstellung eines Türinnenteils 10 eines
Türrohbaus
einer Fahrzeugtür.
Das Türinnenteil 10 weist
einen Scharnierbereich 11 und einen Schloßbereich 12 auf.
In etwa im Bereich der mit 13, 14 bezeichneten
Positionen auf der Seite des Scharnierbereichs 11 greifen
bei an einer in an sich bekannter Weise an einem Kraftfahrzeug montierten
Fahrzeugtür
die Scharniere (nicht dargestellt) zur Anlenkung der Fahrzeugtür an der Kraftfahrzeugkarosserie
an. Desgleichen greift in etwa im Bereich der mit 15 bezeichneten
Postion auf der Seite des Schloßbereichs 12 eine
Schließeinrichtung (nicht
dargestellt) der montierten Fahrzeugtür an. Die vorgenannten Positionen
werden im Folgenden als Krafteinleitungspunkte 13, 14, 15 bezeichnet.
Das
Türinnenteil 10 umfasst
in der dargestellten Ausführungsform
auch einen Fensterrahmen 16 und hat insgesamt eine polygonfömig geschlossene
Geometrie mit einer Öffnung 17 im
Innern.
2 zeigt eine schematische
Darstellung eines Aggregateträgers 20,
wie er gemäß der Erfindung
zur Erhöhung
der Stabilität
der Fahrzeugtür
vorgesehen ist. Der Aggregateträger 20 ist
in Kunststoff-Metall Hybridbauweise ausgeführt und umfasst entsprechend
ein Kunststoffteil 21 und ein zur besseren Unterscheidung
schraffiert dargestelltes Metallteil 22. Das Metallteil 22 fungiert
als Verstärkungsstruktur 23,
so dass der Aggregateträger 20 insgesamt
eine tragende Funktion in der Türstruktur übernimmt.
Die Verstärkungsstruktur 23 ist
insgesamt in einer ring- oder polygonförmig geschlossenen Form mit
einer Öffnung 24 im
Innern ausgeführt.
Die Öffnung 24 ist
durch das Kunststoffteil 21 geschlossen, so dass die gesamt
Fläche
des Aggregateträgers 20 zum
Anbringen von nicht dargestellten Aggregaten, z.B. Fensterheber,
Lautsprecher, Türöffnungs-
und Fensterhebermechanik usw., zur Verfügung steht.
Ausserhalb
des Aggregateträgers 20 sind die
Krafteinleitungspunkte 13, 14, 15 (vgl. 1) dargestellt, wobei deutlich
wird, dass sich die Verstärkungstruktur 23 jeweils
zumindest bis in den Scharnier- und und den Schloßbereich 11, 12 (vgl. 1) oder in den Bereich mindestens
eines Krafteinleitungspunktes 13, 14, 15 jeweils
im Scharnier- und
im Schloßbereich 11, 12 erstreckt.
In der dargestellten Ausführungsform
erstreckt sich die Verstärkungsstruktur 23 bis
in den Bereich der beiden scharnierseitigen Krafteinleitungspunkte 13, 14 und
bis in den Bereich des schloßseitigen
Krafteinleitungspunktes 15.
Die
Darstellung in 3 zeigt
schematisch die Situation eines mit dem Türinnenteil 10 kombinierten
Aggregateträgers 20.
In dieser Darstellung ist besonders gut erkennbar, dass der Aggregateträger 20 tatsächlich eine
tragende Funktion innerhalb der Türstruktur übernimmt. Die ringförmig geschlossene Verstärkungsstruktur 23 bildet
nämlich
zumindest stückweise – und zwar
in Richtung einzelner Verbindungen zwischen dem oder jedem Krafteinleitungspunkt 13, 14 im
Scharnierbereich 11 und dem oder jedem Krafteinleitungspunkt 15 im
Schloßbereich 12 – ein Verstärkungsprofil 25, 26,
insbesondere ein U-Profil. In Richtung dieser Verbindungen zwischen den
einzelnen Krafteinleitungs punkten ergeben sich in Bezug auf die üblichen
Belastungsfälle
der Türstruktur
besondere Beanspruchungen, so dass die dort wirksamenen Abschnitte
der Verstärkungsstruktur 23 die
jeweils angreifenden Kräfte
aufnehmen. Tatsächlich
ist in der dargestellten Ausführungsform die
gesamte ringförmig
geschlossene Verstärkungsstruktur 23 in
Form eines U-Profils ausgebildet, also auch im Abschnitt zwischen
den beiden Krafteinleitungspunkten 13, 14 im Scharnierbereich 11 sowie insgesamt
im Schlossbereich 12.
In
einem unteren Bereich einer teilweise vom Fensterrahmen 16 gebildeten
Fensteröffnung 27 ergibt
sich bei fertigt montiertem Türrohbau
ein sog. Brüstungsbereich 28.
Anhand der Darstellung ist ersichtlich, dass sich die Verstärkungsstruktur 23 zu dessen
Versteifung auch im Brüstungsbereich 28 erstreckt.
Tatsächlich
bildet in der dargestellten Ausführungsform
das sich im Brüstungsbereich 28 in
Richtung zwischen einem der Krafteinleitungspunkte 13 im
Scharnierbereich 11 und dem Krafteinleitungspunkt 15 im
Schloßbereich 12 erstreckende
Verstärkungsprofil 25 eine
sogenannte Schachtverstärkung, die
auch zur Festigkeit eines Türaussenteils
im Bereich des Fensterschachtes beiträgt.
4 zeigt den Aggregateträger 20 in
einer Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in 3. Man erkennt die im Schnitt U-förmig erscheinenden Verstärkungsprofile 25, 26 der
Verstärkungsstruktur 23,
also des Metallteils 22. Zwischen den Verstärkungsprofilen 25, 26 und
die Verstärkungsprofile
zumindest im Kantenbereich umgebend erstreckt sich das Kunststoffteil 21 des
Aggregateträgers 20.
Im Innern der U-förmigen
Verstärkungsprofile 25, 26 erkennt
man in der Schittdarstellung Abschnitte von dort ausgebildeten Kunststoffrippen 29,
die ganz wesentlich zur Festigkeit der Verstärkungsprofile 25, 26 und
damit der Verstärkungsstruktur 23 insgesamt beitragen.
Im unteren Abschnitt der Darstellung ist erkennbar, dass der Aggregateträger durch
Verschrauben mit dem Türinnenteil 10 verbunden
ist. Anstelle einer Verbindung durch Verschrauben kommen auch andere
bekannte Verbindungsarten, insbesondere jedoch zerstörungsfrei
lösbare
Verbindungsarten in Betracht.
Damit
lässt sich
die Erfindung kurz wie folgt darstellen:
Es wird ein Aggregateträger 20 für Fahrzeugtüren in Kunststoff-Metall
Hybridbauweise sowie eine mit einem solchen Aggregateträger 20 ausgerüstete Fahrzeugtür angegeben,
der bzw. die sich dadurch auszeichnet, dass der Aggregateträger 20 neben
seiner Bestimmung zur Aufnahme von Anbauteilen, wie Fensterheber,
Schloß,
Lautsprecher, usw., auch eine tragende Funktion innerhalb der Türstruktur übernimmt.
Der Aggregateträger 20 besteht
dazu z.B. aus einem Blechrahmen, der Verstärkungsstruktur 23, der
mit Kunststoff umspritzt ist. Der Blechrahmen dient im wesentlichen
dazu, der Tür
die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit zu verleihen, indem
wesentliche Krafteinleitungsbereiche oder -punkte 13, 14, 15 (Scharnierbereich 11,
Schloßbereich 12,
Brüstungsbereich 28)
verbunden sind, während
durch den Kunststoff die für
die Funktion als Aggregateträger 20 erforderlichen
Funktionsbereiche, wie Anlageflächen
für Anbauteile,
Dichtflächen,
Verschraubungen, Kabelführungen
und dergleichen, dargestellt werden.