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Die
Erfindung betrifft eine Seitentür
für einen Kraftwagen,
insbesondere für
einen Personenkraftwagen, der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 5
angegebenen Art.
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Derartige
Seitentüren
sind aus dem Serienfahrzeugbau von Kraftwagen, insbesondere von
Personenkraftwagen, in vielfacher Ausführung bekannt. Bei neuen und
hochwertigen Seitentüren
ist es dabei heute gängig,
ein Türinnenteil
zu schaffen, welches ein Rahmenteil aus einem Gusswerkstoff, insbesondere
aus einem Leichtmetallgusswerkstoff, umfasst. Derartige Türinnenteile
werden dabei heute üblicherweise
aus dem aus Gusswerkstoff bestehenden Rahmenteil und einer Mehrzahl
von Verstärkungs-
bzw. Anbauteilen zusammengesetzt und entsprechend gefügt. So ist
es beispielsweise bei der Seitentür der Mercedes-Benz S-Klasse
(Baureihe 221) heute vorgesehen, dass das Rahmenteil – bestehend
aus Gusswerkstoff – außenumfangsseitig
mit einer Mehrzahl von Verstärkungsteilen
zu dem Türinnenteil
ergänzt
wird, wobei die Verstärkungsteile
das Rahmenteil U-förmig
an einer vorderen, einer unteren und einer hinteren Stirnseite der
Seitentür
umgeben. Das hierdurch aus einer Mehrzahl von Bauteilen geschaffene
Türinnenteil
wird dann – neben
weiteren Bauteilen – insbesondere
mit einem Außenbeplankungsteil verklebt,
welches sich nach oben hin an eine obere Bordkante der Seitentür erstreckt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Seitentür der eingangs genannten Art
zu schaffen, welche einfacher herstellbar ist sowie reduzierte Toleranzen
und eine verbesserte Funktionsintegration des Türinnenteils aufweist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Seitentür
mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 5 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und
nicht-trivialen
Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
eine Seitentür
für einen
Kraftwagen zu schaffen, welche einfacher herstellbar ist und eine verbesserte
Funktionsintegration sowie verbesserte Toleranzen aufweist, ist
es erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das Türinnenteil
durch das Rahmenteil selbst einteilig ausgebildet ist. Mit anderen
Worten ist es erfindungsgemäß im Unterschied
zum bisherigen Stand der Technik vorgesehen, das Türinnenteil
nicht mehr aus einer Vielzahl von Bauteilen – nämlich einem gegossenen Rahmenteil
und einer Mehrzahl von Anbauteilen bzw. Verstärkungsteilen – zu bilden, sondern
hierzu lediglich ein einteiliges Rahmenteil aus Gusswerkstoff vorzusehen.
Es ist klar, dass somit nicht eine Vielzahl von Bauteilen aus unterschiedlichen
Werkstoffen miteinander zusammengefügt werden müssen, sondern dass lediglich
ein einteiliges Rahmenteil aus einem Gusswerkstoff eingesetzt wird.
Hierdurch lassen sich unter anderem auch kritische Fügetechnologien
zwischen Bauteilen unterschiedlicher Werkstoffe vermeiden. Darüber hinaus ergibt
sich eine verbesserte Funktionsintegration im Türinnenteil bzw. Rahmenteil
aus dem Gusswerkstoff, um beispielsweise andere Bauteile der Seitentür oder innerhalb
der Seitentür
aufgenommene Aggregate zu befestigen. Ein weiterer Vorteil des einteilig
gestalteten Türinnenteils
ist es, dass somit keine langen Toleranzketten wie bei einem Zusammenbau von
mehreren Einzelbauteilen entstehen, so dass sich eine äußert maßgetreue
und reproduzierbare Seitentür
bzw. ein entsprechendes Türinnenteil
fertigen lässt.
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Vorteilhaft
an der Verwendung eines Gusswerkstoffs gegenüber einem Blechwerkstoff und
somit eines gegossenen Bauteils gegenüber einem gepressten bzw. tiefgezogenen
Bauteil für
das einteilige Türinnenteil
ist es, dass im Gießverfahren
Bauteilgeometrien möglich
sind, die zum Einen – beispielsweise
durch die Möglichkeit,
Rippen darzustellen – steifer
sind, und zum Anderen eine größere Bauteiltiefe aufweisen.
Eine derartige Bauteiltiefe wäre
nämlich bei
Blech nicht möglich,
da die Bauteilgeometrie insbesondere die Bauteiltiefe durch die
Tiefziehbarkeit des Materials begrenzt ist.
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Als
Gusswerkstoff für
das Türinnenteil kommt
vorteilhafter Weise eine besonders duktile Aluminiumdruckgusslegierung
mit einer Bruchdehnung von mindestens 10%, und im Mittel 15% und größer in Frage.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das im Druckguss gefertigte Bauteil
schweißbar
ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich dabei als vorteilhaft
gezeigt, wenn das Türinnenteil
bzw. das Rahmenteil über
die zumindest annähernd
gesamte Länge
der Seitentür
verläuft.
Somit sind an einer vorderen bzw. hinteren Stirnseite der Seitentür keine
weiteren Bauteile des Türinnenteils
erforderlich, so dass sich das Türinnenteil äußerst einfach
herstellen lässt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich das Türinnenteil
bzw. das Rahmenteil nach unten hin bis zu einem unteren Ende der
Seitentür,
so dass auch in diesem Bereich keine weiteren Anbauteile an das
Rahmenteil erforderlich sind.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn das Türinnenteil
durch ein Bordkantenprofil verstärkt
ist. Hierdurch ergibt sich im Bereich der Bordkante eine besonders
stabile und steife Ausgestaltung der Seitentür.
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Um
eine Seitentür
zu schaffen, die ebenfalls einfach herstellbar ist, sowie eine hohe
Funktionsintegration und geringe Toleranzen aufweist, ist es gemäß Patentanspruch
5 vorgesehen, dass dem Türinnenteil
ein oberer, um eine zugeordnete Seitenscheibe umlaufender Rahmen
zugeordnet ist, welcher aus einem Gusswerkstoff besteht. Im Unterschied
zu bisherigen Seitentüren,
bei welchen üblicherweise
ein oberes Strangpressprofil mit einem Türinnenteil aus Gusswerkstoff
verbunden wird, ist es somit nunmehr erfindungsgemäß vorgesehen,
einen umlaufenden Rahmen aus Gusswerkstoff einzusetzen. Hierdurch
ergibt sich zunächst
eine besonders stabile und einfach herstellbare Einfassung für die Seitenscheibe.
Darüber
hinaus lassen sich die bisherigen Fertigungstoleranzen, welche aufgrund der
Maßketten
im Zusammenbau der Mehrzahl von Bauteilen ergeben, nunmehr deutlich
reduzieren, indem lediglich ein einteilig ausgebildeter oberer umlaufender
Rahmen verwendet wird. Zudem lassen sich weitere Funktionen in den
aus einem Gusswerkstoff bestehenden Rahmen integrieren, beispielsweise
die Ausnahme bzw. Halterung von entsprechenden Dichtungen der Seitenscheibe.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn das Rahmenteil und der obere Rahmen einteilig ausgebildet sind.
Hierdurch kann ein einteiliges Gussbauteil geschaffen werden, welches
eine besonders einfache Herstellung der Seitentür insgesamt ermöglicht.
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Der
obere Rahmen ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit einem
weiteren Rahmen, insbesondere einem inneren Blechrahmen, verbunden. Hierdurch
ergibt sich eine besonders stabile Einfassung der Seitenscheibe.
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Schließlich hat
es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der obere Rahmen, welcher
aus dem Gusswerkstoff besteht, und der innere Blechrahmen durch Stanznieten
miteinander verbunden sind. Derartige Stanznieten haben den Vorteil,
ohne Wärmeeintrag befestigt
werden zu können,
so dass kein Bauteilverzug an der Fügestelle entstehen kann.
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Es
ist klar, dass die vorstehend im Zusammenhang mit den Patentansprüchen 1 bis
4 erläuterten
Vorteile in entsprechender Weise für die Seitentür gemäß den Patentansprüchen 5 bis
9 gelten. Ebenso gelten die im Zusammenhang mit den Patentansprüche 5 bis
9 beschriebenen Vorteile auch für
die Seitentür
gemäß den Ansprüchen 1 bis
4.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiel sowie anhand
der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
Seitenansicht auf die Innenseite einer Seitentür eines Personenkraftwagens
nach einer ersten Ausführungsform,
welche ein Türinnenteil aufweist,
das ein Rahmenteil aus einem Gusswerkstoff umfasst und ein Außenbeplankungsteil
trägt, wobei
das Türinnenteil
durch das Rahmenteil aus dem Gusswerkstoff selbst einteilig ausgebildet
ist;
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2 eine
Explosionsdarstellung der Seitentür des Personenkraftwagens gemäß 1 bei weggelassenem
Außenbeplankungsteil,
wo insbesondere die konkrete Gestaltung des Türinnenteils erkennbar ist,
welche durch das Rahmenteil aus dem Gusswerkstoff selbst einteilig
gestaltet ist, wobei zusätzliche
Bauteile wie ein oberes Strangpressprofil, ein Seitenaufprallträger, ein
Bordkantenprofil, jeweilige Scharnieraufnahmen, eine Beulsteifigkeitsstrebe und
eine Fensterführung
an dem Türinnenteil
aus dem Gusswerkstoff befestigbar sind;
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3 eine
Seitenansicht auf eine Außenseite
einer Seitentür
eines Personenkraftwagens nach einer zweiten Ausführungsform,
bei welcher ein Türinnenteil
wiederum ein Rahmenteil aus einem Gusswerkstoff umfasst und ein
Außenbeplankungsteil zeigt,
wobei dem Türinnenteil
ein oberer, um eine zugeordnete Seitenscheibe umlaufender Rahmen
zugeordnet ist, welcher aus einem Gusswerkstoff besteht;
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4 eine
Explosionsdarstellung der Seitentür gemäß 3, wobei
insbesondere das Türinnenteil
erkennbar ist, dessen unteres Rahmenteil und dessen oberer, um die
Seitenscheibe umlaufender Rahmen einteilig aus einem Gusswerkstoff
ausgebildet sind, wobei an dem oberen Rahmen des Türinnenteils
ein innerer Blechrahmen und an dem unteren Rahmenteil des Türinnenteils
ein Seitenaufprallträger,
entsprechende Scharnieraufnahmen, eine Beulsteifigkeitsstrebe sowie
eine Fensterführung
angebracht sind;
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5 eine
Schnittansicht durch den oberen, um die zugeordnete Seitenscheibe
umlaufenden Rahmen entlang einer durch die Linie V-V in 3 repräsentierten
Schnittebene;
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6 eine
weitere Schnittansicht durch den oberen umlaufenden Rahmen entlang
einer durch die Linie VI-VI
in 3 repräsentierten
Schnittebene; und in
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7 eine
weitere Schnittansicht durch die Seitentür im Bereich des oberen umlaufenden
Rahmens entlang der durch die Linie VII-VII in 3 repräsentierten
Schnittebene.
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In 1 ist
in einer Seitenansicht ein Seitentür – im vorliegenden Fall eine
Fahrertür – eines
Personenkraftwagens dargestellt, und zwar genauer gesagt von ihrer
Innenseite her. Diese Seitentür
ist in 2 in einer Explosionsdarstellung gezeigt, wobei in 2 allerdings
eine rechte Beifahrertür
dargestellt ist. Aus der Zusammenschau der 1 und 2 wird
erkennbar, dass die Seitentür
ein Türinnenteil 10 aufweist,
welche im Wesentlichen ein Rahmenteil 12 aus einem Gusswerkstoff,
insbesondere einem Leichtmetallgusswerkstoff, umfasst.
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Als
Gusswerkstoff für
das Türinnenteil 10 kommt
vorteilhafter Weise eine besonders duktile Aluminiumdruckgusslegierung
mit einer Bruchdehnung von mindestens 10%, und im Mittel 15% und größer in Frage.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das im Druckguss gefertigte Bauteil
schweißbar
ist.
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Die
Besonderheit des vorliegenden Rahmenteils 12 besteht darin,
dass sich dieses über
die zumindest annähernd
gesamte Länge
der Seitentür zwischen
einer vorderen Stirnseite 14 und einer hinteren Stirnseite 16 erstreckt.
Zudem erstreckt sich das Rahmenteil 12 nach unten hin bis
zu einem unteren Ende bzw. einer unteren Stirnseite 18 der
Seitentür.
Während
demzufolge Türinnenteile
gemäß dem Stand
der Technik bislang bereits ein Rahmenteil 12 aus Gusswerkstoff
umfassten, welches jedoch im Bereich der Stirnseiten 14, 16, 18 jeweils
mit Anbauteilen bzw. Verstärkungen
versehen worden sind, ist das vorliegende Türinnenteil 10 durch
das Rahmenteil 12 selbst einteilig ausgebildet. Somit umfasst
das Türinnenteil 10 keine
weiteren Anbauteile an den Stirnseiten 14, 16, 18.
Nach oben hin verläuft
das Rahmenbauteil 12 bis zu einer Bordkante 20,
wobei das Rahmenteil 12 um eine Öffnung 22 umlaufend ausgebildet
ist. Aus 1 ist des Weiteren erkennbar,
dass das Rahmenteil 12 unterhalb der Bordkante 20 ein
Außenbeplankungsteil 24 trägt, welches
beispielsweise mit dem Türinnenteil 10 bzw.
dem Rahmenteil 12 verklebt ist und sich nach vorne, nach
hinten und nach unten hin bis zu den jeweiligen Stirnseiten 14, 16, 18 des
Türinnenteils 10 bzw.
des Rahmenteils 12 erstreckt.
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Am
hinteren Ende umfasst das Rahmenteil 12 des Weiteren einen
Teilbereich 26, welcher im Bereich einer zugeordneten B-Säule der
Kraftwagenkarosserie verläuft.
Der Teilbereich 26 ist dabei im Wesentlichen L-förmig gestaltet.
Am abgewandten vorderen Ende umfasst das Rahmenteil 12 oberseitig der
Bordkante 20 ein Spiegeldreieck, welches ebenfalls einteilig
an das Rahmenteil 12 angeformt ist.
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Insbesondere
aus 2 ist erkennbar, dass beim Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ein
Strangpressprofil 30 vorgesehen ist, welches das Spiegeldreieck 28 mit
dem Teilbereich 26 verbindet.
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Des
Weiteren ist ein Seitenaufprallträger 32 und ein Bordkantenprofil 34 mit
dem Rahmenteil 12 bzw. dem Türinnenteil 10 verbunden.
Das Bordkantenprofil 34 ist dabei mit dem Seitenaufprallträger 32 über eine
Beulsteifigkeitsstrebe 36 verbunden, welche optional eingesetzt
ist. Vor der Beulsteifigkeitsstrebe 36 ist des Weiteren
eine entsprechend profilierte Fensterführung 38 vorgesehen,
welche sich nach oben hin bis zum oberen Ende des Spiegeldreiecks 28 erstreckt.
Schließlich
sind an dem Rahmenteil 12 vorliegend zwei Scharnieraufnahmen 40 befestigt,
mittels welchen eine besonders gute Halterung und Lagerung der Tür an einem
vorderen, nicht dargestellten Türpfosten
der Kraftwagenkarosserie möglich
ist.
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Insgesamt
ist somit erkennbar, dass eine verbesserte Funktionsintegration
des aus dem Gusswerkstoff geschaffenen Rahmenteils 12 dadurch möglich ist,
dass alle Bauteile 30 bis 40 auf entsprechend
einfache Weise am Rahmenteil 12 bzw. Türinnenteil 10 festgelegt
werden können.
Da das Rahmenteil 12 einteilig gestaltet ist, können somit
auch keine übermäßigen Maßketten
entstehen, welche große
Toleranzen in der Fertigung bedingen. Durch die Reduzierung von
zusätzlichen
Bauteilen des Türinnenteils 10 können zudem
die Fertigungs- und Bauteilkosten der Seitentür enorm reduziert werden. Zudem
ergibt sich ein verbessertes Crashvermögen der Seitentür, wobei
die Betriebsfestigkeit durch partielle Materialprofilanpassungen
bei einem Rahmenbauteil 12 aus Gusswerkstoff besonders
einfach möglich
sind. Die Bauteile 30 bis 40 sind vorliegend unter
Vermeidung von kritischen Fügetechnologien insbesondere
durch Stanznieten miteinander bzw. mit dem Rahmenteil 12 verbunden,
da somit kein Wärmeeinfluss
zu einem Bauteilverzug der einzelnen Bauteile der Seitentür führt. Als
weitere Verbindungstechnologie wird vorliegend das Kleben eingesetzt, und
zwar insbesondere, um das Außenbeplankungsteil 24 mit
dem Türinnenteil 10 bzw.
dem Rahmenteil 12 zu verbinden.
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3 zeigt
in einer Seitenansicht die Außenseite
einer Seitentür
nach einer weiteren Ausführungsform.
Die Seitentür ist
in 4 in einer Explosionsdarstellung gezeigt, wobei
das Außenbeplankungsteil 24 weggelassen
worden ist.
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Dabei
ist aus 4 erkennbar, dass die Seitentür ein Türinnenteil 42 umfasst,
welches – analog zur
Ausführungsform
gemäß 1 – durch
ein Rahmenteil 44 aus einem Gusswerkstoff – insbesondere einem
Leichtmetallgusswerkstoff – selbst
einteilig ausgebildet ist. Dabei entspricht die Ausführung des Rahmenteils 44 unterhalb
der Bordkante 20 derjenigen gemäß 1 und 2.
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Als
Gusswerkstoff für
das Türinnenteil 42 kommt
vorteilhafter Weise wiederum eine besonders duktile Aluminiumdruckgusslegierung
mit einer Bruchdehnung von mindestens 10%, und im Mittel 15% und
größer in Frage.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das im Druckguss gefertigte Bauteil
schweißbar
ist.
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Die
Besonderheit der Ausführungsform
gemäß 3 und 4 ist
es, dass dem Türinnenteil 42 ein
oberer, um eine zugeordnete Seitenscheibe 46 umlaufender
Rahmen 48 zugeordnet ist, welcher aus einem Gusswerkstoff
besteht. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß den 1 und 2,
bei welcher das Strangpressprofil 30 vorgesehen ist, ist vorliegend
der umlaufende Rahmen 48 vorgesehen, welcher vorliegend
einstückig
mit dem Rahmenteil 44 ausgebildet ist. Somit besteht das
Türinnenteil 42 lediglich
aus einem Bauteil, welches unten durch das Rahmenteil 44 und
oben durch den oberen Rahmen gebildet wird. Als im Rahmen der Erfindung
mit umfasst ist es jedoch zu betrachten, dass der obere Rahmen 48 auch
separat von dem Rahmenteil 44 gestaltet und beispielsweise über eine
geeignete Fügverbindung
mit diesem verbunden sein könnte.
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Der
obere Rahmen ist vorliegend mit einem weiteren Rahmen in Form eines
inneren, entsprechend umgeformten Blechrahmens 50 verbunden. Der
Blechrahmen 50 umfasst dabei das Bordkantenprofil 34,
welches bei der Ausführungsform
gemäß den 1 und 2 als
separates Bauteil gestaltet ist. Analog zur Ausführungsform gemäß den 1 und 2 sind
wiederum der Seitenaufprallträger 32 wie
die Beulsteifigkeitsstrebe 36 vorgesehen, welche den Seitenaufprallträger 32 mit
dem Bordkantenprofil 34 verbindet. Ebenso ist wiederum
die Fensterführung 38 vorgesehen.
Im Unterschied zur Ausführungsform
gemäß den 1 und 2 ist
bei der Ausführungsform
gemäß den 3 und 4 eine jeweilige
Scharnieraufnahme 52 in Form einer Buchse vorgesehen, welche
entsprechend mit dem Rahmenteil 12 verbunden bzw. in dieses
eingepresst ist.
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Die 5 bis 7 zeigen
schließlich
jeweilige Schnittansichten durch den oberen Rahmen 48 bzw.
die Seitentür
im Bereich des oberen Rahmens 48 entlang der durch die
Linien V-V, VI-VI und VII-VII repräsentierten Schnittebenen in 3.
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So
ist aus 5 erkennbar, dass der aus dem
Gusswerkstoff gestaltete obere Rahmen 48 eine Kammerprofilbauweise
mit einer Mehrzahl von Kammern 54 aufweist, so dass sich
ein besonderst stabiler oberer Rahmen 48 ergibt. Der Rahmen 48 bildet dabei
eine Außenschale,
welche durch den Blechrahmen 50 innenseitig zu einem Hohlprofil
geschlossen ist. An der Außenseite
des Blechrahmens 50 ist eine Dichtung für die Seitenscheibe 46 erkennbar. Weitere
Dichtungen 60 und 61 dichten die Seitentür gegenüber der
Kraftwagenkarosserie ab.
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Schließlich ist
in 5 mit gestrichelten Linien 62 angedeutet,
an welchen Stellen der Rahmen 48 aus dem Gusswerkstoff
mit dem Blechrahmen 50 verbunden ist, und zwar über jeweilige
Stanznieten. Stanznieten haben dabei den Vorteil, eine Verbindungstechnologie
ohne Wärmeeinfluss
darzustellen, und somit keinen Bauteilverzug zu erzeugen.
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In 6 ist
wiederum erkennbar, dass der Rahmen 48 ein Kammerprofil
mit Kammern 54 aufweist und durch Blechrahmen 50 zu
einem Hohlprofil geschlossen ist. Dabei ist wiederum die Dichtung 58 erkennbar,
welche den Blechrahmen 50 gegenüber der Seitenscheibe 48 abdichtet.
Des Weiteren ist eine äußere Blende 56 im
Bereich der B-Säule
erkennbar, welche auf dem Rahmen 48 bzw. dem Blechrahmen 50 aufgesteckt
ist.
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Die
gestrichelte Linie 62 zeigt wiederum denjenigen Bereich,
wo der Rahmen 48 mit dem Blechrahmen 50 durch
Stanznieten verbunden ist.
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Schließlich zeigt 7 innenseitig
der Seitenscheibe 46 das Rahmenteil 44, wobei
außenseitig im
Bereich der Bordkante eine Blechschale 46 sowie das Außenbeplankungsteil 24 angeordnet
sind.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß den 3 bis 7 zeichnet
sich somit durch die verbesserte Funktionsintegration des Rahmenteils 44 aus
dem Gusswerkstoff, durch geringere Fertigungstoleranzen aufgrund
der kürzeren
Maßketten
sowie die Reduzierung von Bauteilen des Türinnenteils 42 aus. Wiederum
ergibt sich ein verbessertes Crashvermögen aufgrund der verbesserten
Betriebsfestigkeit, welche durch partielle Materialprofilanpassungen des
Rahmenteils 44 geschaffen werden können. Der obere Rahmen 48 ist
dabei in stabiler Kammerprofilbauweise gegossen, was zur zusätzlichen
Aussteifung und Festigkeit der Seitentür beiträgt. Durch die gewählte Verbindungstechnologie – insbesondere das Vollstanznieten
und das Kleben – entsteht
kein Bauteilverzug innerhalb der Seitentür.