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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugtür gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Kraftfahrzeuge mittels einer selbsttragenden Karosserie herzustellen. Die Kraftfahrzeugkarosserie hat hierbei Öffnungen, insbesondere seitliche Öffnungen, in die Türen eingesetzt werden. An eine Kraftfahrzeugtür werden heutzutage dabei mehrere Anforderungen gestellt. Zum einen muss diese höchst passgenau sein, um ein exaktes und insbesondere geringes Spaltmaß an der hergestellten Kraftfahrzeugkarosserie zu gewährleisten. Gleichzeitig muss eine Kraftfahrzeugtür selbst mehrere Systemkomponenten aufnehmen, beispielsweise elektrische Fensterheber, Zentralverriegelung, Lautsprecher oder ähnliches. Dazu muss die Kraftfahrzeugtür selbst möglichst stabil ausgebildet sein. Zudem kommt im Falle eines Seitencrashs einer Kraftfahrzeugtür insbesondere die Bedeutung zu, dass diese eine hohe Crashsicherheit bereitstellen soll.
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Ferner soll die Kraftfahrzeugtür dabei ein möglichst geringes Eigengewicht aufweisen, so dass das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeuges zur Erzielung eines geringen Kraftstoffverbrauches gesenkt werden kann. Zudem soll die Kraftfahrzeugtür kostengünstig produziert werden.
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Aus dem Stand der Technik sind hierzu verschiedene Ansätze bekannt, Kraftfahrzeugtüren herzustellen, um die oben genannten Anforderungen zu erfüllen. So ist beispielsweise aus der
EP 0 803 389 A2 eine Kraftfahrzeugtür bekannt, bei der ein Türgerippe bereitgestellt wird, welches aus Leichtmetallgussbauteilen sowie Strangpressprofilen zusammengesetzt ist, an die dann wiederum eine Außenwand sowie eine Innenwand gekoppelt werden. Aus der 198 50 150 A1 sowie aus der
EP 1 598 227 A1 sind jeweils Kraftfahrzeugtüren bekannt, welche aus einzelnen Leichtmetallbauteilen zusammengesetzt sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit aufzuzeigen, eine Kraftfahrzeugtür gewichtsoptimiert mit hoher Belastungsfähigkeit kostengünstig herzustellen.
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Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugtür mit den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der jeweils abhängigen Patentansprüche.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugtür, wobei ein Rahmenblech aus einer Leichtmetalllegierung bereitgestellt wird, an das mindestens ein Verstärkungsbauteil gekoppelt wird und sich durch folgende Verfahrensschritte auszeichnet:
- – Herstellen eines Strangpressprofils aus einer Aluminiumlegierung, wobei das Strangpressprofil in Längsrichtung und/oder in Querrichtung voneinander verschiedene Wandstärken aufweist,
- – Ablängen des Strangpressprofils zu einzelnen Strangpressprofilstücken,
- – Dreidimensionales Pressformen des Strangpressprofilstückes zu einem Verstärkungsbauteil,
- – Optionales Stanzen und/oder Lochen des Strangpressprofilstückes und/oder des Verstärkungsbauteils,
- – Koppeln des Verstärkungsbauteils mit dem Rahmenblech.
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Im Rahmen der Erfindung ist es somit möglich, die gesamte Kraftfahrzeugtür aus annähernd dem gleichen Werkstoff herzustellen, was eine gute Kopplung, insbesondere Schweißbarkeit, der einzelnen Komponenten untereinander ermöglicht. Ferner wird es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, besonders kostengünstig eine hochkomplexe Bauteiloptimierte Tür bereitzustellen. Durch das separate Koppeln von Verstärkungsbauteilen wird es ermöglicht, gezielt Materialaufdickungen und/oder Querschnittsgeometrien bereitzustellen an beispielsweise im Crashfall hochbelasteten Stellen. Die dazu erforderlichen Herstellungsverfahren sind jedoch insbesondere gegenüber Aluminiumgussbauteilen und/oder dem Einsetzen von Verstärkungsbauteilen, beispielsweise aus Stahl, deutlich vereinfacht. Es muss nicht beispielsweise ein Türaufprallträger aus einer hochfesten Stahllegierung bereitgestellt werden, der dann nur mittels komplexen und damit kostenintensiven Koppelungsverfahren in eine ansonsten aus Aluminium bestehende Fahrzeugtür eingegliedert wird. Gleiches gilt beispielsweise für einen Schlossträger oder Scharnierträger.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die nachfolgend beschriebene Kraftfahrzeugtür hergestellt. Zur Herstellung der verschiedenen Verstärkungsbauteile, mithin Brüstungsverstärkung, Schlossverstärkung, Scharnierverstärkung, Türaufprallträger und/oder Spiegelverstärkung werden die einzelnen Verstärkungsbauteile aus voneinander verschiedenen Strangpressprofilstücken hergestellt. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch insbesondere auch vorteilig aufgrund der dreidimensionalen Pressformgebung möglich, mehrere, im Idealfall sogar alle, Verstärkungsbauteile aus dem gleichen Strangpressprofil herzustellen. Durch beispielsweise ein Trennen in Längsrichtung eines Mehrkammerhohlprofils können Strangpressprofile hergestellt werden, die durch eine weitere dreidimensionale Formgebung und Ablängen dann als Tür-, als Scharnier- und/oder Schlossverstärkung einsetzbar sind. Das Hohlkammerprofil wiederum kann genutzt werden, um eine Fensterrahmenverstärkung und/oder einen Türaufprallträger herzustellen. Durch ein entsprechendes Zusammendrücken bzw. Abflachen des Hohlprofils kann wiederum eine Schwellerverstärkung hergestellt werden. Insbesondere durch das nachgeschaltete dreidimensionale Formpressen können die Strangpressprofile nicht nur in ihrer ursprünglichen Querschnittskontur verwendet werden, sondern diese individuell für das benötigte Verstärkungsbauteil angepasst werden.
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Die Strangpressprofilstücke werden vor dem dreidimensionalen Pressformen insbesondere lösungsgeglüht bei bevorzugt 400°C bis 550°C sowie dann vor, während oder nach dem Umformen abgeschreckt. Hieran gliedert sich ein Kaltauslagerungsprozess oder ein Warmauslagerungsprozess in Abhängigkeit der einzustellenden gewünschten Festigkeit an. Beispielsweise können die Verstärkungsbauteile, wie Türaufprallträger oder auch Brüstungsverstärkung sowie Schwellerverstärkung, aus einer höherwertigen Aluminiumlegierung mit höher zu erreichenden Festigkeitsstufen sowie aufwändigerem Auslagerungsprozess zur Erreichung einer höheren Festigkeitsstufe hergestellt sein, wohingegen beispielsweise eine Schlossverstärkung oder aber eine Scharnierverstärkung eine demgegenüber nur geringere Festigkeit benötigt.
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Die durch dreidimensionales Pressformen hergestellten Verstärkungsbauteile werden dann mit dem Rahmenblech durch stoffschlüssiges und/oder formschlüssiges Fügen gekoppelt. Insbesondere werden hierzu die Verstärkungsbauteile an das Rahmenblech geklebt und/oder genietet bzw. geschraubt in Abhängigkeit der Anforderung an die Festigkeit des Koppelns. Ist hingegen in einem Bereich eine extrem hohe Genauigkeit gefordert, kann beispielsweise auch ein Klebeprozess bevorzugt eingesetzt werden, so dass ein thermischer Verzug durch Schweißen weitestgehend vermieden wird. Ein thermisches Fügen durch Schweißen ist jedoch auch im Rahmen der Erfindung vorstellbar.
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Weiterhin besonders bevorzugt weisen die angebauten Verstärkungsbauteile Aufnahmen bzw. Montageöffnungen für weitere Anbauteile auf. Im Falle einer Scharnierverstärkung ist dies die Aufnahme für ein Türscharnier. Im Falle der Schlossverstärkung ist dies die Aufnahmemöglichkeit eines Türschlosses. An eine Brüstungsverstärkung können beispielsweise ein elektrischer Fensterheber und/oder ein Seitenairbagmodul angeschlossen werden. Teilweise haben diese Aufnahmen Anforderungen an hohe Präzision, insbesondere bei Türscharnieren und Türschlössern.
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Die Kraftfahrzeugtür aus Leichtmetall weist ein Rahmenblech auf, wobei an das Rahmenblech eine Schwellerverstärkung, eine Brüstungsverstärkung, eine Spiegelverstärkung, eine Schlossverstärkung, eine Scharnierverstärkung und optional ein Türaufprallträger gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Hälfte der vorgenannten Verstärkungsbauteile als jeweils separates Strangpressprofilbauteil hergestellt ist, wobei jedes Strangpressprofilbauteil anschließend dreidimensional geformt ist und mit dem Rahmenblech gekoppelt ist und mindestens zwei Bauteile eine im Querschnitt verschiedene Wandstärke aufweisen.
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Erfindungsgemäß sind somit bevorzugt alle Verstärkungsbauteile aus dem gleichen Leichtmetallwerkstoff hergestellt
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Somit kann zunächst ein Rahmenblech als Türrahmenstruktur bereitgestellt werden, welches als umlaufender Rahmen zwischen einer Türbrüstung, welche ungefähr auf Höhe des Oberarmes eines Kraftfahrzeuginsassens liegt, und einem Seitenschweller des Kraftfahrzeugs, der auf Höhe des Fahrzeugbodens liegt, sowie einer vorderen Seite mit Scharnieranbindung und einer hinteren Seite mit Schlossanbindung ausgebildet ist. Es ist somit als umlaufender Rahmen zu verstehen. Optional kann bereits ein Scheibenrahmen bzw. Fensterrahmen einstückig und werkstoffeinheitlich mit an dem Rahmenblech ausgebildet sein bzw. ein separater Scheibenrahmen kann an das Rahmenblech gekoppelt sein.
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Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass das Rahmenblech insbesondere als Pressformbauteil ausgebildet ist. Um nun die verschiedenen Anforderungen an die Kraftfahrzeugtür zu erfüllen, werden entsprechende Verstärkungsbauteile an das Rahmenblech gekoppelt. Diese Verstärkungsbauteile werden dabei erfindungsgemäß insbesondere kostengünstig hergestellt derart, dass diese zunächst als Strangpressprofil bevorzugt mit voneinander verschiedenen Wandstärken hergestellt werden. Für ein jeweiliges Verstärkungsbauteil wird dann ein individuelles Strangpressprofil hergestellt. Beispielsweise ist der Türaufprallträger aus einem anderen Strangpressprofil hergestellt als die Schwellerverstärkung. Die Strangpressprofile werden dann zu einzelnen Strangpressstücken abgelängt und dann erfindungsgemäß dreidimensional nachträglich nochmals umgeformt. Dies erfolgt insbesondere als Pressformen. Die Strangpressprofile selbst werden mit voneinander im Querschnitt und optional in Längsrichtung verschiedener Wandstärke hergestellt. Im Rahmen der Erfindung kann somit in einfacher und kostengünstiger Weise die Möglichkeit bereitgestellt werden, gezielt an der Kraftfahrzeugtür Wandstärken bzw. Materialdicken und damit verbundene Festigkeitseigenschaften bereitzustellen. Beispielsweise kann eine Brüstungsverstärkung im Bereich einer Fensterunterkante der Kraftfahrzeugtür in Form eines individuell geformten Hohlprofils bereitgestellt werden, wohingegen eine Schwellerverstärkung als flaches bzw. im Querschnitt konturiertes Profil, jedoch beispielsweise nicht als Hohlprofil hergestellt ist. Genauso kann die Schwellerverstärkung auch als Hohlprofil hergestellt sein.
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Im Ergebnis lässt sich somit eine deutliche Materialeinsparung und dadurch bedingt eine Gewichtseinsparung der Kraftfahrzeugtür bei mindestens gleichbleibender oder aber erhöhter Festigkeit erreichen. Aufwändige Produktionsvorgänge, beispielsweise durch Hybridbauteile mit voneinander verschiedenen Werkstoffen oder aber der Einsatz von teureren Spezialwerkstoffen beispielsweise Faserverbundwerkstoffen und kostenintensive Fertigungsoperationen, können vermieden werden.
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Im Rahmen der Erfindung werden die einzelnen Verstärkungsbauteile, wie Schwellerverstärkung, Brüstungsverstärkung, Spiegelverstärkung, Schlossverstärkung, Scharnierverstärkung sowie der optionale Türaufprallträger und insbesondere weitere Scharnierverstärkungen oder Schlossverstärkungen jeweils für sich als ein Bauteil gesehen, wobei mindestens die Hälfte dieser Verstärkungsbauteile als stranggepresstes Bauteil mit voneinander verschiedener Wandstärke und nachträglicher dreidimensionaler Formgebung hergestellt sind. Dies bedeutet, dass bei beispielsweise zehn Verstärkungsbauteilen mindestens fünf Verstärkungsbauteile die oben genannten Eigenschaften aufweisen. Dies wären dann 50 % der Bauteile. Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass 60 %, insbesondere 70 %, ganz besonders bevorzugt 80 % und insbesondere 90 % der Verstärkungsbauteile nach der oben genannten Herstellungsmethode hergestellt sind und dann mit dem Rahmenblech gekoppelt sind.
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Weiterhin weisen mindestens zwei der zuvor genannten Verstärkungsbauteile in ihrem Querschnitt jeweils voneinander verschiedene Wandstärken auf. Dies bedeutet, jedes Bauteil mit voneinander verschiedener Wandstärke weist in seinem eigenen Querschnitt eine voneinander verschiedene Wandstärke auf. Optional kann dann auch eine Fensterrahmenverstärkung ebenfalls als Verstärkungsbauteil mit ausgebildet sein. Die Fensterrahmenverstärkung kann zumindest dreiseitig umlaufend an dem Fensterrahmen, mithin auf die Fahrtrichtung bezogen vorne, oben und hinten umlaufend sein. Im Rahmen der Erfindung kann eine Fensterrahmenverstärkung jedoch auch allseitig umlaufend sein, mithin auch im Bereich einer Fensterbrüstung. Im Rahmen der Erfindung kann die Fensterrahmenverstärkung dabei einstückig und werkstoffeinheitlich ausgebildet sein. Die Fensterrahmenverstärkung kann jedoch auch mehrteilig ausgebildet sein, so dass immer nur bereichsweise ein Teil der Fensterrahmenverstärkung angeordnet ist. Die Fensterrahmenverstärkung kann jedoch auch mehrteilig zumindest abschnittsweise umlaufend ausgebildet sein. Die einzelnen Teile liegen somit nicht nur an dem Rahmenblech an, sondern sind auch untereinander gekoppelt.
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Insbesondere werden hierzu weiterhin die Strangpressprofilbauteile aus einer 6000er oder 7000er Aluminiumlegierung sowie das Rahmenblech aus einer 5000er oder 7000er Aluminiumlegierung hergestellt. Diese bieten insbesondere die Möglichkeit, dass zunächst die Verstärkungsprofilbauteile eine Festigkeit zwischen 150 MPa und 550 MPa, insbesondere zwischen 200 MPa und 500 MPa aufweisen. Hierdurch wird die Formgebungsmöglichkeit deutlich erhöht aufgrund höherer Umformgrade. Es ist dann weiterhin möglich in einem anschließenden Warmauslagerungsprozess oder Kaltauslagerungsprozess die gewünschte Festigkeit des jeweiligen Verstärkungsbauteils herzustellen.
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Die gegebenenfalls nicht durch Strangpressen und dreidimensionale komplexe Formgebung hergestellten Verstärkungsbauteile, welche dann auch aus anderen Leichtmetalllegierungen ausgebildet sind, können im Rahmen der Erfindung dabei nach anderen herkömmlichen Fertigungsmethoden hergestellt werden und mit dem Rahmenblech gekoppelt werden.
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Weiterhin besonders bevorzugt werden die Strangpressprofilbauteile und/oder die Verstärkungsbauteile, wobei die Verstärkungsbauteile die Strangpressprofilbauteile nach dem Umformen sind, in weiteren Verarbeitungsschritten gestanzt, gelocht und/oder beschnitten. Dies ist notwendig, um zum Beispiel entsprechende äußere Konturen herzustellen oder aber Durchgangsöffnungen bzw. Montageöffnungen in den Bauteilen herzustellen.
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Die Verstärkungsbauteile werden dann mit dem Rahmenblech formschlüssig und/oder stoffschlüssig gekoppelt. Insbesondere wird hierzu ein Klebeverfahren, ein thermisches Fügeverfahren, insbesondere ein Schweißverfahren und/oder ein formschlüssiges Verfahren, beispielsweise ein Nietverfahren oder auch ein Durchsetzfügen verwendet. Die einzelnen Kopplungsverfahren können je nach Anwendungsfall je allein oder aber auch in Kombination angewendet werden. Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin besonders bevorzugt vorgesehen, dass zumindest ein Verstärkungsbauteil derart mit dem Rahmenblech gekoppelt ist, dass das Verstärkungsbauteil in zwei Bereichen mit dem Rahmenblech formschlüssig zur Anlage kommt. Zwischen dem Verstärkungsbauteil und dem Rahmenblech ergibt sich somit ein Hohlraum bzw. eine Hohlprofilstruktur, auch als Hohlkammer bezeichnet. Die Hohlkammer muss zwangsläufig jedoch nicht vollständig an allen Seiten geschlossen sein, sondern kann auch einseitig oder insbesondere zweiseitig offen sein.
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Insbesondere sind weiterhin an dem Verstärkungsbauteil Ausformungen, Kragen, Durchbrüche und/oder Laschen ausgebildet und insbesondere eingeformt, wobei die Verstärkungsbauteile mit den zuvor genannten Bereichen an dem Rahmenblech formschlüssig zur Anlage kommen und mittels eines Fügeverfahrens formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Rahmenblech gekoppelt sind.
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Weiterhin besonders bevorzugt ist dann an das Rahmenblech ein Fensterrahmen gekoppelt, wobei der Fensterrahmen besonders bevorzugt auch die zuvor beschriebenen Eigenschaften aufweist. Dies bedeutet, dass zunächst ein Strangpressprofil hergestellt ist, welches dann in einem weiteren Verfahrensschritt gebogen wird und dabei und/oder danach dreidimensional geformt, insbesondere pressgeformt ist, um die äußere gewünschte Kontur, beispielsweise eine zum Dach hin geneigte Biegung aufzuweisen. Der Fensterrahmen ist dann insbesondere mit dem Rahmenblech gekoppelt, besonders bevorzugt durch ein thermisches Fügen.
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Weiterhin besonders bevorzugt sind an das Rahmenblech ein Außenblech sowie optional ein Innenblech gekoppelt. Das Außenblech entspricht dabei der Außenhaut der Kraftfahrzeugkarosserie. Zusammen mit eingesetzten Dichtungen sowie Systemkomponenten wird dann die gesamte Kraftfahrzeugtür ausgebildet.
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Weiterhin ist ein Türaufprallträger für eine Kraftfahrzeugtür vorgesehen, wobei der Türaufprallträger aus einem Mehrkammerstrangpresshohlprofil einer Leichtmetalllegierung mit im Querschnitt voneinander verschiedenen Wandstärken ausgebildet ist, wobei der Türaufprallträger in seiner Längsrichtung eine Y-förmige Kontur aufweist und je ein Ende der Arme der Y-förmigen Kontur auf Höhe einer Scharnieranbindung der Kraftfahrzeugtür liegt und die Arme je eine Hohlkammer aufweisen, wobei ein Mittelabschnitt im Querschnitt zwei, insbesondere drei Hohlkammern aufweist und ein jeweiliges Ende optional abgeflacht ausgebildet ist.
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Dies bedeutet im Rahmen der Erfindung, dass der gesamte Türaufprallträger in Seitenansicht die Form eines Y aufweist. Die zu den Scharnieranbindungen der Tür, also maßgeblich in Fahrtrichtung nach vorne, zeigenden Arme bilden die beiden Arme des Y. Diese sind derart auseinander gebogen verlaufend, dass ein jeweiliges Ende eines Y-Armes auf Höhe bzw. im Bereich einer Scharnieranbindung der Kraftfahrzeugtür liegt. Der Steg des Y bildet dabei einen Mittelabschnitt sowie den auf dem Y-Arm gegenüberliegenden Endabschnitt des Türaufprallträgers in Längsrichtung. Der Steg ist in Form eines Mehrkammerhohlprofils, insbesondere als Zwei- bevorzugt Dreikammerhohlprofil ausgebildet. Die beiden Arme des Y weisen im Falle eines Zweikammerhohlprofils jeweils eine Hohlkammer auf.
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An den jeweiligen Enden, wobei der Türaufprallträger drei Enden, zum einen die beiden Enden jeweils an dem Y-Arm und zum anderen das Ende an dem Steg, aufweist, ist der Türaufprallträger abgeflacht. An diesen abgeflachten Stellen ist der Türaufprallträger dann in die Kraftfahrzeugtür insbesondere an einen Türrahmen der Kraftfahrzeugtür angebunden.
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Erfindungsgemäß ergibt sich der Vorteil, dass der Türaufprallträger besonders kostengünstig herstellbar ist. Zunächst wird ein Strangpressprofil bereitgestellt, das mit dem gewünschten Querschnitt, insbesondere des Mittelabschnittes, hergestellt ist. Das Strangpressprofil weist bereits im Querschnitt voneinander verschiedene Wandstärken auf, so dass bereits während des Strangpressens individuell auf die bevorzugt einzustellende Biegesteifigkeit eingegangen werden kann.
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Sodann wird das hergestellte Strangpressprofil abgelängt und im Bereich der herzustellenden Y-förmigen Arme eingeschnitten und die Arme auseinander gebogen. Im Anschluss daran wird dann ein dreidimensionales Pressformen durchgeführt, so dass der Türaufprallträger bevorzugt in Längsrichtung insbesondere im Bereich des Steges einen voneinander verschiedenen Querschnittsverlauf aufweist. Dies kann durch ein Stauchen oder Strecken des jeweiligen Querschnittabschnittes erfolgen, so dass beispielsweise die Breite oder Höhe des Querschnittes sich ändert. Zusätzlich sind dann die Enden abgeflacht sowie die Y-Arme jeweils nur mit einer Hohlkammer ausgestattet.
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Der erfindungsgemäße Türaufprallträger ist insbesondere werkstoffeinheitlich und einstückig ausgebildet. Hierzu bietet es sich weiterhin an, eine 6000er bzw. 7000er Aluminiumlegierung zu verwenden, da diese insbesondere im lösungsgeglühten Zustand umgeformt werden können und dabei hohe Formgebungsfreiheitsgrade aufweisen. Anschließend an das Umformen wird das hergestellte Umformbauteil abgeschreckt und in einem anschließenden optionalen Kalt- und Warmauslagerungsschritt wird die gewünschte Festigkeit eingestellt.
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Der sich in Längsrichtung verändernde Querschnitt, insbesondere des Mittelabschnittes, mithin des unteren Steges der Y-Form, wird besonders bevorzugt derart ausgebildet, dass sich dieser von einem Y-Gabelpunkt aus in Richtung zu dem freien Ende des einzelnen Steges hin in seiner Höhe verringert und in seiner Breite vergrößert. Am Ende ist dieser dann wiederum abgeflacht, wobei dabei die Höhe vergrößert und die Breite extrem verringert ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausführungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese diesen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäß hergestellte Kraftfahrzeugtür in Seitenansicht,
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2 eine Brüstungsverstärkung in perspektivischer Ansicht,
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3 eine Stirnansicht der Tür ohne Fensterrahmen,
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4 eine perspektivische Ansicht eines Schwellerverstärkungsprofils,
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5a) und b) eine Türscharnierverstärkung in Schnittansicht von oben sowie perspektivischer Rückansicht,
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6 eine Spiegelverstärkung in perspektivischer Ansicht,
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7 eine Fensterrahmenverstärkung in perspektivischer Ansicht,
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8 eine Schlossverstärkung in perspektivischer Ansicht und
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9 einen Türaufprallträger mit Schnittlinien und Querschnittsansichten.
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In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
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1 zeigt eine erfindungsgemäß hergestellte Kraftfahrzeugtür 1, welche ein hier dargestelltes Rahmenblech 2 mit aufgesetztem Fensterrahmen 3 darstellt. Das Rahmenblech 2 ist dabei umlaufend ausgebildet und weist einen unteren Schwellerbereich 4, einen oberen Brüstungsbereich 5 an der Unterseite der nicht näher dargestellten Fensterscheibe, einen hinteren Schlossbereich 6, der beispielsweise bei einer Vordertür im Bereich der B-Säule zur Anlage kommt, sowie einen vorderen Scharnierbereich 7, der wiederum bei einer Vordertür im Bereich der A-Säule zur Anlage kommt, auf. Das Rahmenblech 2 selbst ist dabei als einstückiges und werkstoffeinheitliches Blechbauteil ausgebildet. Dieses kann entweder den Fensterrahmen mit ausbilden, indem es einteilig und werkstoffeinheitlich mit ausgeformt wird und mit in 7 dargestellter Fensterrahmenverstärkung 21 gekoppelt ist oder aber die Fensterrahmenverstärkung 21 kann direkt auch den Fensterrahmen mit ausbilden. Dieser wird in bekannter Weise, hier nicht näher dargestellt, mit dem Rahmenblech 2, mithin dem unteren Türabschnitt, gekoppelt.
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Das Rahmenblech 2 weist einen einstückig und werkstoffeinheitlichen Scheibenrahmen auf.
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3 zeigt dazu eine Seitenansicht ohne den Fensterrahmen, bei der zusätzlich an das Rahmenblech 2 ein Innenblech 8 sowie ein Außenblech 9 angesetzt sind. In dem Innenblech 8 ist beispielsweise ein dargestellter Lautsprecherausschnitt 10 vorhanden und das Außenblech 9 bildet dann gleichsam die Außenhaut 11 des Kraftfahrzeuges.
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Damit nunmehr das Rahmenblech 2 hinreichende Steifigkeitserfordernisse erfüllt sowie eine hinreichende Steifigkeit aufweist, ist dieses mit Versteifungsbauteilen gekoppelt. Dies ist zum einen im Brüstungsbereich 5 eine Brüstungsverstärkung 12 dargestellt in 2. Die Brüstungsverstärkung 12 weist dabei voneinander verschiedene Wandstärken w1, w4 auf, wobei die Wandstärke durch Herstellen des Strangpressprofils individuell gestaltbar ist. Die Brüstungsverstärkung 12 kann dabei bezogen auf 1 die gesamte Länge L der Tür abdecken oder auch nur einen Teilbereich. Die Brüstungsverstärkung 12 ist erfindungsgemäß hier dargestellt als Hohlkammerprofil ausgebildet, insbesondere als Zweikammerhohlprofil mit einer zusätzlichen teiloffenen Kammer in Kraftfahrzeugvertikalrichtung nach oben stehend. Hierdurch kann beispielsweise eine Türinnenverkleidung und eine Fensterrahmendichtung aufgenommen werden. Durch die einzelnen Kammern ist wiederum eine hohe Steifigkeit bei geringem Eigengewicht bereitgestellt. Ferner weist sie eine Öffnung 13 zur Kopplung beispielsweise mit dem Rahmenblech 2 mittels Niet- oder Schraubverbindung oder weiteren Anbauteilen, beispielsweise zur Verschraubung einer nicht näher dargestellten Türinnenverkleidung oder aber eines nicht näher dargestellten Spiegels im vorderen Bereich der Tür, auf. Die Brüstungsverstärkung 12 ist zunächst aus einem Strangpressprofil hergestellt und anschließend dreidimensional pressgeformt, so dass sie einer in Längsrichtung L der Tür leicht verlaufenden Krümmung folgt.
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Ferner weist die Tür eine in 4 dargestellte Schwellerverstärkung 14 auf. Die Schwellerverstärkung 14 ist dabei in Form eines Verstärkungsstreifens ausgebildet, das einen selbst s-förmigen Querschnitt aufweist. Hierzu sind in Kraftfahrzeugquerrichtung verlaufend Versteifungssicken 15 eingebracht, die eine zusätzliche Versteifung sowie Crashsicherheit in Kraftfahrzeugquerrichtung gewährleisten. Auch die Schwellerverstärkung 14 ist dabei als Strangpressbauteil hergestellt worden und zusätzlich dreidimensional geprägt, insbesondere durch Pressformen, so dass sie sich an die Kontur im Schwellerbereich 4 des erfindungsgemäßen Rahmenblechs 2 anpasst und hier gleichzeitig durch die Ausstanzung am Rahmenblech 2 unter Ausbildung mehrerer Hohlkammern zur Anlage kommt. Beispielsweise kann die Schwellerverstärkung 14 an das Rahmenblech 2, insbesondere an die Innenseite des Rahmenblechs 2 geklebt werden. Die Verprägungen können auch in Form von Ausformungen ausgebildet sein. Im Zusammenspiel mit dem Rahmenblech 2 werden somit Hohlkammern ausgebildet, die die Steifigkeit der damit hergestellten Kraftfahrzeugtür 1 signifikant erhöhen.
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Ferner dargestellt in 5a) und b) ist eine Scharnierverstärkung 16, welche ebenfalls an eine Außenseite 17 des Rahmenblechs 2 gekoppelt ist. Auch die Scharnierverstärkung 16 ist dabei als stranggepresstes Bauteil hergestellt, welches im Anschluss daran dreidimensional geformt, gestanzt und hier zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Scharniers aufweist. Erfindungsgemäß weist die Scharnierverstärkung 16 voneinander verschiedene Wandstärken, hier beispielhaft die Wandstärken w1 bis w4 auf, wonach die Wandstärke w1 kleiner der Wandstärke w2 kleiner der Wandstärke w3 kleiner der Wandstärke w4 ist. Hierdurch kann individuell auf die erforderlichen Belastungen unter optimaler Ausnutzung des Gewichtes eingegangen werden. Ferner weist die Scharnierverstärkung 16 eine Ausformung 18, beispielsweise in Form eines durchgestanzten Kragens auf. Dies gilt wiederum zur Herstellung eines Anlagenkontaktes mit dem Rahmenblech 2 und/oder zur Ausbildung von verschiedenen Hohlkammern.
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Ferner ist in 6 eine Spiegelverstärkung 19 dargestellt, wobei die Spiegelverstärkung 19 ebenfalls individuell voneinander verschiedene Wandstärken aufweist. Ferner weist die Spiegelverstärkung 19 Montageöffnungen 20 auf, so dass an diese ein Spiegeldreieck oder aber auch ein Außenspiegel anschraubbar ist und/oder entsprechende Kabelleitungen durch diese durchführbar sind.
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Weiterhin ist in 7 ein Querschnitt der Fensterrahmenverstärkung 21 dargestellt, welches als im Querschnitt P-förmiges Hohlkammerprofil ausgebildet ist. Auch hier ist es wiederum möglich, voneinander verschiedene Wandstärken w1, w2 mittels des Strangpressverfahrens herzustellen sowie eine individuelle äußere Kontur bzw. Formgebung durch das nachgeschaltete dreidimensionale Umformen, insbesondere in Form von Biegen oder Pressumformen.
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In 8 ist weiterhin eine Schlossverstärkung 22 dargestellt, die ebenfalls als im Querschnitt S-förmig konfigurierter Strangpressbauteil ausgebildet ist. Insbesondere ist diese ausgestanzt worden, so dass entsprechende Aufnahmeöffnungen 23 und Öffnungen 23 sowie Durchführöffnungen 24 für ein entsprechendes Türschloss vorhanden sind.
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Letztlich ist in 9 ein Türaufprallträger 25 dargestellt. Der Türaufprallträger 25 weist dabei eine in seiner Längsrichtung 26 Y-förmige Kontur auf. Die Y-förmige Kontur weist dabei zwei Arme 27 zur Ausbildung der Y-Gabel auf sowie von dem Y-Gabelpunkt einen über den Mittelabschnitt 28 sich erstreckenden Steg 29 auf. Die Enden 30 der Arme 27 sowie das Ende 31 des Steges 29 sind jeweils im Querschnitt abgeflacht ausgebildet, was gemäß den Schnittlinien D-D und E-E dargestellt ist. Die Arme 27 selbst sind dargestellt in der Schnittlinie A-A und jeweils für sich als Einkammerhohlprofil ausgebildet. Im Mittelabschnitt 28 weist das Querschnittsprofil gemäß Schnittlinie B-B ein Dreikammerhohlprofil auf.
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Zur Herstellung des Türaufprallträgers 25 wird zunächst ein Strangpressprofil mit drei hohlen Kammern bereitgestellt. Dieses Strangpressprofil weist voneinander verschiedene Wandstärken w1, w2, auf. Im Weiteren wird dann die mittlere Kammer 32 eingeschnitten für eine Länge 33, die der Länge der späteren Arme 27 entspricht. Sodann werden die Arme 27 auseinander gebogen und nach dem
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Auseinanderbiegen wird besonders bevorzugt der so hergestellte Biegerohling dreidimensional pressgeformt. Dabei wird u. a. auch erreicht, dass der Querschnitt gemäß Schnittlinie C-C verändert wird. Auch kann bereits der Querschnitt gemäß Schnittlinie C-C als Ausgangsprofil dienen und dann durch ein entsprechendes dreidimensionales Pressformen im Querschnitt die Schnittlinie B-B erzeugt werden. Somit kann der Türaufprallträger 25 optimal an die geforderte Kontur sowie den Krümmungsverlauf der Kraftfahrzeugtür 1 angepasst werden. Die jeweiligen Enden 30, 31 sind dann abgeflacht bzw. aufeinander gedrückt oder schräg abgelängt und können bevorzugt hier nicht näher dargestellt beispielsweise gelocht werden, so dass eine Durchgangsöffnungen für eine Schraubverbindung möglich wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeugtür
- 2
- Rahmenblech
- 3
- Fensterrahmen
- 4
- Schwellerbereich
- 5
- Brüstungsbereich
- 6
- Schlossbereich
- 7
- Scharnierbereich
- 8
- Innenblech
- 9
- Außenblech
- 10
- Ausschnitt für Lautsprecher
- 11
- Außenhaut
- 12
- Brüstungsverstärkung
- 13
- Öffnung
- 14
- Schwellerverstärkung
- 15
- Versteifungssicke zu 14
- 16
- Scharnierverstärkung
- 17
- Außenseite zu 2
- 18
- Ausformung
- 19
- Spiegelverstärkung
- 20
- Öffnung
- 21
- Fensterrahmenverstärkung
- 22
- Schlossverstärkung
- 23
- Öffnung
- 24
- Durchführöffnung
- 25
- Türaufprallträger
- 26
- Längsrichtung zu 25
- 27
- Arm
- 28
- Mittelabschnitt
- 29
- Steg
- 30
- Ende zu 27
- 31
- Ende zu 29
- 32
- mittlere Kammer
- 33
- Länge zu 27
- L
- Länge zu
- Y
- Kraftfahrzeugquerrichtung
- w1
- Wandstärke
- w2
- Wandstärke
- w3
- Wandstärke
- w4
- Wandstärke
- X
- Kraftfahrzeug X-Richtung
- Z
- Kraftfahrzeug Z-Richtung
