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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugtür nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es sind bereits Fahrzeugtüren mit einer Beplankung und mit einer aus Stahl gebildeten Strukturversteifung bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugtür zur Verfügung zu stellen, die eine stabile und gewichtssparende Strukturversteifung aufweist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Fahrzeugtür mit zumindest einer Beplankung und mit zumindest einer Strukturversteifung.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Strukturversteifung zumindest ein Metallblech und zumindest einen Faserverbundkunststoff umfasst. Dadurch kann eine vorteilhaft leichte, gewichtssparende und stabile Strukturversteifung erreicht werden. Der Faserverbundkunststoff weist vorzugsweise Fasern auf, die in zumindest einem Kunststoff eingebettet sind und die zumindest teilweise aus Carbon, Glas, Aramid und/oder aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material gebildet sein können. Es ist auch denkbar, Fasern aus zumindest zwei unterschiedlichen Materialien zu kombinieren, um besonders bevorzugte Materialeigenschaften des Faserverbundkunststoffs erreichen zu können. In einem Ausführungsbeispiel sind die Fasern des Faserverbundkunststoffs zumindest im Wesentlichen in zumindest eine Richtung orientiert und sind zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Unter „zumindest im Wesentlichen parallel” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Haupterstreckungsrichtung von zumindest 80% der Fasern insbesondere höchstens um 15°, vorzugsweise höchstens um 10° und besonders bevorzugt höchstens um 50° voneinander abweichen. Dadurch kann eine bevorzugt hohe Festigkeit, insbesondere eine vorteilhaft hohe Zugfestigkeit, und somit eine bevorzugt hohe Stabilität in zumindest eine Richtung erreicht werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Strukturversteifung zumindest teilweise einstückig mit der Beplankung ausgebildet ist, wodurch vorteilhaft Gewicht und Bauteile eingespart werden können. Zudem kann die Strukturversteifung als mittragende Beplankung genutzt werden. Unter „einstückig” soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren oder aus einem einzelnen Rohling.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das Metallblech und/oder der Faserverbundkunststoff zumindest teilweise eine Profilierung aufweist. Dadurch kann auf konstruktiv einfache Weise eine bevorzugt hohe Stabilität erreicht werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Profilierung zwischen dem Metallblech und dem Faserverbundkunststoff zumindest einen Hohlraum bildet. Dadurch kann eine vorteilhaft leichte Ausgestaltung mit bevorzugt guten Stabilisierungseigenschaften erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Hohlraum zumindest teilweise ausgeschäumt ist. Dadurch kann, insbesondere zusätzlich zu den bevorzugt guten Stabilisierungseigenschaften, eine vorteilhaft gute Dämpfung, beispielsweise eines Aufpralls, erreicht werden. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Hohlraum zumindest im Wesentlichen vollständig ausgeschäumt. Alternativ oder zusätzlich wäre es denkbar, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Inserts in den Hohlräumen vorzusehen, wodurch eine Stabilität weiter erhöht werden kann. Unter „zumindest im Wesentlichen vollständig” soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest zu 70%, vorzugsweise zumindest zu 80% und besonders bevorzugt zumindest zu 90% verstanden werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Strukturversteifung zumindest teilweise einen Seitenaufprallschutz aufweist, der zumindest teilweise in einem zentralen Bereich der Beplankung angeordnet ist. Dadurch kann eine konstruktiv einfache und bevorzugt bauteilsparende Ausgestaltung der Fahrzeugtür erreicht werden. Unter einem „Seitenaufprallschutz” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, die Eindringtiefe eines Fremdkörpers in den Innenraum des Fahrzeugs, verbunden mit einer Gefährdung der Fahrzeuginsassen, möglichst gering zu halten. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgestaltet, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einem „zentralen Bereich” soll ein Bereich verstanden werden, der jeweils zumindest 5 cm, vorzugsweise zumindest 10 cm und besonders bevorzugt zumindest 20 cm von einer Außenkante insbesondere der Beplankung beabstandet ist.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Strukturversteifung zumindest teilweise eine Kantenverstärkung aufweist, die zumindest teilweise in einem äußeren Bereich der Beplankung angeordnet ist. Dadurch kann eine konstruktiv einfache und bevorzugt bauteilsparende Ausgestaltung der Fahrzeugtür erreicht werden. Unter einer „Kantenverstärkung” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, eine Steifigkeit zumindest eines Teilbereichs einer Kante zu erhöhen. Unter einem „äußeren Bereich” soll ein Bereich verstanden werden, der sich von einer Kante insbesondere der Beplankung zumindest 5 cm, vorzugsweise zumindest 10 cm und besonders bevorzugt zumindest 20 cm zu einem zentralen Bereich hin erstreckt.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 einen schematisch dargestellten Ausschnitt einer Strukturversteifung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugtür in einer perspektivischen Ansicht,
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2 den Ausschnitt der Strukturversteifung der erfindungsgemäßen Fahrzeugtür in einer Schnittdarstellung,
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3 einen alternativen Ausschnitt der Strukturversteifung der erfindungsgemäßen Fahrzeugtür in einer Explosionsdarstellung,
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4 die erfindungsgemäße Fahrzeugtür in einer schematischen Darstellung und
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5 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Fahrzeugtür.
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1 zeigt einen Ausschnitt einer Strukturversteifung 10. Die Strukturversteifung 10 weist eine Stahl-Faserverbundkunststoff-Hybridstruktur auf. Die Strukturversteifung 10 weist ein Metallblech 11 und eine Schicht aus einem Faserverbundkunststoff 12 auf. Der Faserverbundkunststoff 12 ist eben ausgebildet. Der Faserverbundkunststoff 12 weist Fasern aus Carbon auf, die in einem Kunststoff eingebettet und von diesem umschlossen sind. Die Fasern des Faserverbundkunststoffs 12 weisen alle dieselbe Orientierung auf.
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Das Metallblech 11 ist aus einem Federstahl gebildet und ist höchststeif. Das Metallblech 11 weist eine Profilierung 13 auf. Die Profilierung 13 ist von Erhebungen 21 gebildet, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Erhebungen 21 einen halbkreisförmigen, einen trapezförmigen oder einen anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Querschnitt aufweisen. Die Profilierung 13 bildet einen Seitenaufprallschutz 17. Das Metallblech 11 weist eine Dicke zwischen 0,2 mm und 0,5 mm auf. Das Metallblech 11 ist fest mit dem Faserverbundkunststoff 12 verbunden. Die Verbindung ist stoffschlüssig durch eine Klebeschicht ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, das Metallblech 11 form- und/oder kraftschlüssig mit dem Faserverbundkunststoff 12 zu verbinden. Die Profilierung 13 des Metallblechs 11 bildet in einem mit dem Faserverbundkunststoff 12 verbundenen Zustand Hohlräume 15. Die Hohlräume 15 werden in einem verbundenen Zustand des Metallblechs 11 und des Faserverbundkunststoffs 12 ausgeschäumt.
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Es ist jedoch auch denkbar, dass das Metallblech 11 eben ausgestaltet ist und dass der Faserverbundkunststoff 12 die Profilierung 13 aufweist. Ebenso ist es denkbar, dass sowohl der Faserverbundkunststoff 12 als auch das Metallblech 11 die Profilierung 13 aufweist.
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Die Strukturversteifung 10 ist in einem montierten Zustand mit einer Beplankung einer Fahrzeugtür eines Last- oder Personenkraftwagens verbunden. Die Strukturversteifung 10 ist von einer separaten Baugruppe mit dem Metallblech 11 und mit dem Faserverbundkunststoff 12 gebildet, die an die Beplankung der Fahrzeugtür angebracht wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Strukturversteifung 10 teilweise einstückig mit der Beplankung der Fahrzeugtür ausgebildet ist. Hierfür ist das Metallblech 11 der Strukturversteifung 10 von der Beplankung der Fahrzeugtür gebildet.
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Die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung weiterer Ausführungsbeispiele beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele verwiesen werden kann.
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In 3 ist ein Ausschnitt einer Strukturversteifung 110 dargestellt, die von einer Hybridstruktur gebildet ist und die ein Metallblech 111 und einen Faserverbundkunststoff 112 umfasst. Der Faserverbundkunststoff 112 bildet eine gekrümmte Fläche. Dadurch kann die Strukturversteifung 110 einer Beplankung einer Fahrzeugtür vorteilhaft angepasst werden. Das Metallblech 111 weist eine Profilierung 113 auf und ist der Kontur des Faserverbundkunststoffs 112 angepasst. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Metallblech 110 eine gekrümmte Fläche bildend ausgestaltet ist und dass der Faserverbundkunststoff 112 die Profilierung 113 aufweist. Ebenso ist es denkbar, dass sowohl der Faserverbundkunststoff 112 als auch das Metallblech 111 die Profilierung 113 aufweisen. Der Faserverbundkunststoff 112 weist Fasern aus Carbon auf, die in einem Kunststoff eingebettet und von diesem umschlossen sind. Die Fasern des Faserverbundkunststoffs 112 weisen alle dieselbe Orientierung auf.
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Die Profilierung 113 bildet einen Seitenaufprallschutz 117. Die Profilierung 113 ist von Erhebungen 121 gebildet, die einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Erhebungen 121 einen anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Querschnitt aufweisen. Die Profilierung 113 des Metallblechs 111 bildet in einem mit dem Faserverbundkunststoff 112 verbundenen Zustand Hohlräume 115. Die Hohlräume werden in einem verbundenen Zustand des Metallblechs 111 und des Faserverbundkunststoffs 112 ausgeschäumt. Das Metallblech 111 weist eine Dicke zwischen 0,2 mm und 0,5 mm auf. Das Metallblech 111 ist fest mit dem Faserverbundkunststoff 112 verbunden. Die Verbindung ist stoffschlüssig durch eine Klebefolie 123 ausgebildet. Die Klebefolie 123 ist dabei an einer dem Faserverbundkunststoff 112 zugewandten Seite des Metallblechs 111 aufgebracht. Es ist jedoch auch denkbar, das Metallblech 111 form- und/oder kraftschlüssig mit dem Faserverbundkunststoff 112 zu verbinden.
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Die Strukturversteifung 110 ist in einem montierten Zustand mit einer Beplankung einer Fahrzeugtür eines Last- oder Personenkraftwagens verbunden. Die Strukturversteifung 110 ist von einer separaten Baugruppe mit dem Metallblech 111 und mit dem Faserverbundkunststoff 112 gebildet, die an die Beplankung der Fahrzeugtür angebracht wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Strukturversteifung 110 teilweise einstückig mit der Beplankung der Fahrzeugtür ausgebildet ist. Hierfür ist das Metallblech 111 der Strukturversteifung 110 von der Beplankung der Fahrzeugtür gebildet.
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In 4 ist eine alternative Strukturversteifung 210 dargestellt. Die Strukturversteifung 210 ist von einer Hybridstruktur gebildet. Die Strukturversteifung 210 umfasst ein Metallblech 211 und einen Faserverbundkunststoff 212. Das Metallblech 211 weist eine Profilierung 213 auf. Die Profilierung 213 bildet einen Seitenaufprallschutz 217. Der Seitenaufprallschutz 217 erstreckt sich in einem mit der Beplankung verbundenen Zustand über einen zentralen Bereich der Beplankung. Die Profilierung 213 ist von einer Erhebung 221 gebildet, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Erhebung 221 einen anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Querschnitt aufweist. Die Profilierung 213 des Metallblechs 211 bildet in einem mit dem Faserverbundkunststoff 212 verbundenen Zustand einen Hohlraum 215. Der Hohlraum 215 wird in einem verbundenen Zustand des Metallblechs 211 und des Faserverbundkunststoffs 212 ausgeschäumt. Das Metallblech 211 weist eine Dicke zwischen 0,2 mm und 0,5 mm auf. Das Metallblech 211 ist fest mit dem Faserverbundkunststoff 212 verbunden. Die Verbindung ist stoffschlüssig durch eine Klebeschicht ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, das Metallblech 211 form- und/oder kraftschlüssig mit dem Faserverbundkunststoff 212 zu verbinden.
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Der Faserverbundkunststoff 212 weist ebenfalls eine Profilierung 214 auf. Die Profilierung 214 bildet eine Kantenverstärkung 218, Die Kantenverstärkung 218 erstreckt sich in einem mit der Beplankung verbundenen Zustand der Strukturversteifung 210 in einem äußeren Bereich bzw. entlang einer Kante der Beplankung. Die Profilierung 214 ist von einer Erhebung 222 gebildet, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Erhebung 222 einen anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Querschnitt aufweist. Die Profilierung 214 des Faserverbundkunststoffs 212 bildet in einem mit dem Metallblech 211 verbundenen Zustand einen Hohlraum 216. Der Hohlraum 216 wird in einem verbundenen Zustand des Metallblechs 211 und des Faserverbundkunststoffs 212 ausgeschäumt. Der Faserverbundkunststoff 212 weist Fasern aus Carbon auf, die in einem Kunststoff eingebettet und von diesem umschlossen sind. Die Fasern des Faserverbundkunststoffs 212 weisen alle dieselbe Orientierung auf.
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Die Strukturversteifung 210 ist in einem montierten Zustand mit einer Beplankung einer Fahrzeugtür eines Last- oder Personenkraftwagens verbunden. Die Strukturversteifung 210 ist von einer separaten Baugruppe mit dem Metallblech 211 und mit dem Faserverbundkunststoff 212 gebildet, die an die Beplankung der Fahrzeugtür angebracht wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Strukturversteifung 210 teilweise einstückig mit der Beplankung der Fahrzeugtür ausgebildet ist. Hierfür ist das Metallblech 211 der Strukturversteifung 210 von der Beplankung der Fahrzeugtür gebildet. Die Strukturversteifung 210 weist ferner integrierte Aggregateträger 223 auf, die zu einer Aufnahme von nicht näher dargestellten Funktionseinheiten vorgesehen sind.
